Paulscherrerite - Paulscherrerite

Paulscherrerite
Общий
КатегорияОксидные минералы,
гидроксиды уранила
Формула
(повторяющийся блок)		UO2(ОЙ)2
Классификация Струнца4.GA.05
Кристаллическая системаМоноклиника
Неизвестная космическая группа
Идентификация
ЦветКанареечный желтый
Хрустальная привычкаМикрокристаллический порошок
РасщеплениеНеопределенный
ПереломНеопределенный
Шкала Мооса твердостьНеопределенный
ПолосаЖелтый
Удельный вес6,66 г / см3
Ультрафиолетовый флуоресценцияникто
Другие характеристикиRadioactive.svg Радиоактивный
Рекомендации[1][2]

Paulscherrerite, UO2(ОЙ)2, недавно названный минерал шепит подгруппа гидрата / гидроксидов шестивалентного урана. Он моноклинный, но никакая пространственная группа не определена, потому что монокристаллические исследования не проводились. Паульшеррерит представляет собой канареечно-желтый микрокристаллический порошкообразный продукт длиной ~ 500 нм. Он образуется в результате выветривания и окончательного псевдоморфизма уран-свинцовых минералов, таких как меташоэпит. Типовая местность для паульшеррерита - выработки номер 2, Радиевый хребет возле горы Пейнтер, горные хребты Норт-Флиндерс, Южная Австралия, область, где радиогенное тепло управлял гидротермальной деятельностью на протяжении миллионов лет. Он назван в честь швейцарского физика Поля Шеррера, соавтора изобретения Дебая-Шеррера. Рентгеновская порошковая дифракция камера. Изучение полшеррерита и связанных с ним минералов важно для понимания мобильности урана вокруг мест добычи, а также для разработки успешных стратегий хранения ядерного оружия и локализации ядерных отходов.

Вступление

Подгруппа schoepite фурмариерит группа: шепит, меташоэпит, парашоэпит и «дегидратированный шепит», являются тесно связанными гидратами / гидроксидами оксида шестивалентного урана (уранил).[3] Schoepite был впервые описан Т. Л. Уокером в 1923 году, и с тех пор определение взаимосвязи между различными подгруппами продолжается. Подробные исследования порошковой рентгеновской дифракции и исследования монокристаллов привели к лучшему пониманию естественного процесса дегидратации шепита, который проявляется в остальной подгруппе.[4] «Обезвоженный скепит» теперь официально описан как минеральный вид группой геологов под руководством Джоэла Бруггера из Университета Аделаиды, Австралия, и получил название paulscherrerite с формулой UO3 · 1.02H2О.

Сочинение

Эмпирическая формула полшеррерита: UO3 · 1.02H2О. Формулы для остальной части группы шепита следующие: шепит (UO2)8О2(ОЙ)12 · 12H2O и меташоэпит UO3 · 1-2 часа2O. Электронный микрозонд 20-точечный анализ показал, что это почти чистый оксид-гидроксид / гидрат уранила с менее чем ~ 1 вес.% Второстепенных элементов, таких как Al, Ba и Pb. Упрощенная структурная формула - UO2(ОЙ)2, для чего необходимо присутствие воды: UO3 93.96, H2O 6,04, всего 100,00 мас.%. В таблице 1 представлен анализ химического состава. Поскольку паульшеррерит всегда существует в виде порошка, смешанного с значительными количествами меташоэпита, термогравиметрический анализ (ТГА) является лучшим методом измерения содержания воды.[5]

Структура

Паульшеррерит является моноклинным (псевдоортромбическим), с a = 4,288 (2), b = 10,270 (6), c = 6,885 (5) Å, β = 90,39 (4) = 90,39 (4) o, V = 303,2 (2 ) Å3 и Z = 4. Определение пространственной группы не проводилось, так как исследование монокристаллов не проводилось. Учитывая очень мелкие кристаллиты (менее нескольких десятков нанометров), очень трудно отличить орторомбическую ячейку от моноклинной ячейки с β, близким к 90 ° (Bevan et al. 2002). Возможные пространственные группы, которые объясняют все 46 найденных отражений, включают: P2, P21, P2 / m и P21 / m. Структуры близкородственного шепита,[6] меташоэпит[7] состоят из слоев, образованных пентагональными бипирамидами UO7 с общими ребрами, чередующимися с водородными молекулами воды. Однако структура орторомбического α-UO2 (OH) 2 (синтезированный «дегидратированный скоэпит») состоит из слоев, образованных гексагональными бипирамидами UO8 с общими ребрами.[8] Уранильные листы в хоэпите / меташоэпите и α-UO2 (OH) 2 топологически связаны посредством замещения 2 (OH) = O2 + вакансия.[5]

Физические свойства

Паульшеррерит представляет собой микрокристаллический порошкообразный продукт с максимальной длиной ~ 500 нм. Он образуется в результате выветривания и окончательного псевдоморфизма уран-свинцовых минералов, таких как меташоэпит.[5] Паульшеррерит - канареечно-желтый, с желтой полосой и без флуоресценции. В Моос твердость невозможно измерить из-за порошкообразной природы минерала, а также не наблюдается трещин или трещин. Расчетная плотность составляет 6,66 г / см3 для идеальной формулы UO2 (OH) 2. Оптических свойств не зафиксировано. В таблице 1 приведен список физических свойств полшеррерита.

Геологическое происхождение

Типовым местонахождением паульшеррерита является выработка № 2, Радиевый хребет возле горы Пейнтер, северный хребет Флиндерс, Южная Австралия, где содержатся большие объемы гранитов и гнейсов, высокообогащенных ураном и торием. Работы № 2 обнажают линзу массивного крупнозернистого гематита с мелкозернистой матрицей монацита (Ce), ксенотима (Y) и Ca-Fe-фосфата, а также большого количества железа. эвксенит.[5] В радиогенное тепло образованные породами, богатыми ураном, торием и калием, вызывали гидротермальную активность на протяжении сотен миллионов лет.[9] Эти условия высокотемпературной гидротермальной минерализации идеальны для образования и отложения обширных залежей паульшеррерита, продукта дегидратации меташепита. Вторичные минералы урана встречаются в полостях преобладающего гематита / кварца, включаянедельный сайт, бета-уранофан, метаторбернит, соддиит, касолит, биллиетит и барит.[10] На рис. 3. показана геоморфология горы. Ну и дела - эпитермальная система Mt.Painter. «Дегидратированный шепит» также был идентифицирован как ранний продукт выветривания уранинита в гранитных пегматитах Рагглс и Палермо, Нью-Гэмпшир, США.[11]

Особые характеристики

Шоепит, меташоэпит и полшеррерит возникают в результате выветривания урановых минералов, таких как уранинит, и коррозии антропогенных урансодержащих твердых тел.[12] Оксигидроксиды подгруппы shoepites действуют как предшественники в формировании более сложных и стабильных сборок (Brugger et al. 2003). Изучение этих минералов важно для понимания мобильности урана вокруг мест добычи, а также для разработки успешных стратегий хранения ядерного оружия и локализации ядерных отходов.

Биографический очерк

Паульшеррерит назван в честь важного вклада швейцарского физика в минералогию и ядерную физику. Пол Шеррер (1890–1969). Во время учебы в Геттингенском университете в 1916 году он и Питер Дебай, Наставник Шеррера и в конечном итоге лауреат Нобелевской премии, разработал теорию дифракции на порошке (уравнение Шеррера) и сконструировал прибор Дебая-Шеррера Рентгеновская порошковая дифракция камера.[5] К 1920 году Шеррер заинтересовался ядерной физикой, был назначен профессором Высшей технической школы Цюриха и участвовал в первых этапах развития физики твердого тела, ядерной физики и электроники. Он был назначен президентом Швейцарской комиссии по изучению атомной энергии в 1946 году и принимал участие в создании ЦЕРН недалеко от Женевы в 1954 году (Hephaestus, 2011). С 1988 года Институт Пауля Шеррера является крупнейшим швейцарским национальным исследовательским институтом, занимающимся физикой элементарных частиц, науками о материалах, а также исследованиями ядерной и неядерной энергии. Название минерала было предложено Джоэлем Бруггером, уроженцем Швейцарии, в настоящее время стипендиатом QEII в Университете Аделаиды, Австралия (MMSN, 2011).

Рекомендации

  1. ^ Миндат Паульшеррерите страница
  2. ^ Mineralienatlas Paulscherrerite page
  3. ^ Бернс, П. (1999) Кристаллохимия урана. В P.C. Бернс и Р. Финч. Ред., Уран: минералогия, геохимия и окружающая среда, том 38, 23-90. Обзоры в Минералогии, Минералогическое общество Америки, Шантильи, Вирджиния.
  4. ^ Финч Р.Дж., Хоторн Ф.К., Миллер М.Л. и Юинг Р.С. (1997) Различение шепита, (UO2) 8O2 (OH) 12 · 12H2O и родственных минералов методом порошковой рентгеновской дифракции. Порошковая дифракция, 12, 230-238.
  5. ^ а б c d е Брюггер, Дж., Мейссер, Н., Эчманн, Б., Ансермет, С., Принг, А. (2011a) Паульшерит из работ № 2, Mt. Художник Инлиер, Северный хребет Флиндерс, Южная Австралия: «Обезвоженный шепит» в конце концов - это минерал. Американский минералог, 96, 229-240.
  6. ^ Финч Р.Дж., Купер М.А. и Хоторн Ф.С. (1996) Кристаллическая структура шепита, [(UO2) 8O2 (OH) 12] (H2O) 12. Канадский минералог, 34, 1071-1088.
  7. ^ Веллер, М.Т., Лайт, М.Э., и Гельбрих, Т. (2000) Структура оксидидигидрата урана (VI), UO32H2O; синтетический меташоэпит (UO2) 4O (OH) 6 · 5H2O. Acta Crystallographica, B56, 577-583.
  8. ^ Тейлор, Дж. К. (1971) Структура и форма гидроксида уранила. Acta Crystallographica, B27, 1088-1091.
  9. ^ Брюггер, Дж., Фоден, Дж., Вулсер, П. (2011b) Генезис и сохранение богатой ураном палеозойской эпитермальной системы с выражением на поверхности (хребет Северный Флиндерс, Южная Австралия): радиогенное тепло, приводящее к региональной гидротермальной циркуляции в геологических временных масштабах . Астробиология, 11.6, 499.
  10. ^ Brugger, J., Krivovichev, SV, Berlepsch, P., Meisser, N., Ansermet, S., and Armbruster, T. (2004) Spriggite, Pb3 (UO2) 6O8 (OH) 2 (H2O) 3, новый минерал с листами типа β-U3O8: Описание и кристаллическая структура. Американский минералог, 89, 339-347.
  11. ^ Korzeb, S.L., Foord, E.E., и Lichte, F.E. (1997) Химическая эволюция и парагенезис урановых минералов из гранитных пегматитов Ruggles и Palermo, Нью-Гэмпшир. Канадский минералог, 35, 135-144.
  12. ^ Финч, Р.Дж. и Юинг, Р. (1992) Коррозия уранинита в окислительных условиях. Журнал ядерных материалов, 190, 133-156.