코피나이트

Coffinite
코피나이트
Blenda smolista + coffinit.jpg
체코 광산 샘플에 피치블렌드와 커피나이트
일반
카테고리네소실리케이트
공식
(기존 단위)		U(SiO4)1−x(OH)4x
IMA 기호코프[1]
스트룬츠 분류9.AD.30
크리스털 시스템4각형
크리스털 클래스Ditetragonal dipyramidal (4/mmm)
H-M 기호: (4/m 2/m 2/m)
스페이스 그룹I41/amd
단위세포a = 6.97 å, c = 6.25 å, Z = 4
식별
색검은색(유기농 포함, 옅은 갈색에서 얇은 부분까지)
수정습관결정체로는 드물지만, 일반적으로 식물성 부신, 섬유질, 고농축 질량에 대한 콜로형처럼.
골절불규칙에서 부콘코이드까지
고집부서지기 쉬운 것.
모스 눈금 경도5–6
루스터무딘 투 스테디네임
스트릭그레이시 블랙
발데인성불투명하고 얇은 모서리에 투명함
비중5.1
광학 특성단일 축(+/-)
굴절률nα = 1.730–1.750nβ = 1.730–1.750n
바이레프링스δ = 1.730
플레이오크로이즘중간, 긴 축에 직각인 옅은 황갈색 및 중간 갈색
로 변경하다.메타믹스
기타 특성Radioactive.svg 방사성 72.63% (U)
참조[2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]

코피나이트는 우라늄을 함유한 규산염 광물로, U(SiO4)(1−xOH)라는 공식이다.4x

그것은 얇은 부분에서 흑갈색에서 흑갈색까지 검은 불순물로 발생한다. 그것은 회색빛이 도는 검은색 줄무늬를 가지고 있다. 그것은 골절되기 쉽다. 커피나이트의 경도는 5에서 6사이다.

1954년 미국 콜로라도 주 메사 카운티 비버 메사 광산의 라살 2호 광산에서 발생한 사건으로 처음 설명되었으며,[5] 미국의 지질학자 르우벤 클레어 관 (1886–1972)의 이름을 따서 명명되었다.[3] 그것은 전세계적으로 우라늄과 바나듐의 콜로라도 고원형 우라늄 광석 매장지에서 광범위하게 발생하고 있다. 사암과 열정맥류 형태의 퇴적물에서 유기물을 대체한다.[3] 그것은 천왕나이트, 토라이트, 피라이트, 마르카사이트, 로스코엘라이트, 점토 광물 및 비정형 유기체와 연관되어 발생한다.[3]

구성

코피나이트의 화학식은 U(SiO4)(1−xOH)이다.4x[6] 코피나이트 표본의 X선 분말 패턴은 지질학자들이 1955년 새로운 광물로 분류할 수 있게 했다.[6] 지르콘(ZrSiO4)과 토라이트(TsiO4)의 X선 분말 패턴과 비교한 것이 이 분류의 근거였다.[7] 예비 화학 분석 결과 천왕성 규산염은 수산화질소를 대체하는 것으로 나타났다.[7] 셔우드의 예비 화학 분석 결과는 세 곳에서 채취한 샘플에 근거한 것이었다. 히드록실 결합과 실리콘-산소 결합도 적외선 흡수 스펙트럼 분석을 수행한 후 존재한다는 것이 입증됐다.[8] 히드록실 대체는 (SiO4)의 (OH)44−로 발생한다.4−[8] 커피나이트에 함유된 히드록실 성분은 나중에 안정된 합성 광물의 형성에 필수적이지 않다는 것이 증명되었다.[9] 최근 잠수결정 전자 마이크로프로브 분석 결과 다른 희토류 원소의 흔적과 함께 칼슘, 이트리움, 인, 최소 납 대체물이 풍부하게 검출됐다.[9]

결정구조

코피나이트는 지르콘(ZrSiO4)과 토라이트(ThSiO4)와 같은 구조로 되어 있다.[15] 스티프 등은 X선 분말 회절 기법을 이용해 커피나이트를 분석해 사방형 구조를 갖고 있다고 판단했다.[8] U4+ 양이온과 함께 자연적으로 발생하며, UO8 삼각형 도데카헤드라는 가장자리 공유와 함께 조정되며, C축을 따라 체인에 SiO4 사트라헤드라를 교차한다.[12] 커피나이트의 중앙 우라늄 부지는 8개의 SiO4 4면체로 둘러싸여 있다. 자연발생과 합성커피나이트의 격자 치수는 유사하며, 콜로라도주 메사 카운티의 화살헤드 마인에서 자연발생 표본은 a=6.93kx, c=6.30kx이며, 호크스트라와 푸치가 합성한 표본은 a=6.977kx, c=6.307kx이다.[13]

물리적 성질

Stieff 등이 커피나이트를 처음 검사한 결과, 광물질은 우란나이트(UO2)와 구별되지 않는 강건한 광택과 함께 검은색으로 표현되었다.[8] 또한, 발견자들은 커피나이트에서 갈라진 부분이 보이지 않지만, 부콘코이드 파쇄를 보이며 매우 미세한 균열을 보인다고 보고했다. 초기 샘플은 깨지기 쉬운 질감과 5-6 사이의 경도를 보였으며, 특정한 중력은 5.1이었다.[8] 이후 모엔치가 수집한 뉴멕시코의 우드로 광산에서 채취한 샘플은 섬유질 내부 구조와 예외적인 결정화를 보였다.[10] 커피나이트의 광택이 나는 얇은 부분은 갈색이며 빛의 이방성 전달을 보여준다.[10] 광학적 분석 결과 굴절률은 약 1.74이었다.[10]

지질발생

코피나이트는 콜로라도 고원 지역의 퇴적 우라늄 퇴적물에서 처음 발견되었지만,[11] 다른 많은 지역의 퇴적 우라늄 퇴적물과 열수 정맥에서도 발견되었다.[9] 콜로라도 고원에서 추출한 커피나이트의 샘플은 검은색의 미세한 저밸런스 바나듐 광물, 천왕나이나이트, 곱게 분산된 검은 유기 물질로 발견되었다.[8] 나중에 같은 지역에서 발견된 것과 관련된 다른 물질은 점토와 석영이었다.[11] 콜로라도에 있는 코퍼 킹 광산의 정맥 퇴적물에서도 커피나이트가 천왕나이트와 피치블렌드와 함께 발생하는 것으로 밝혀졌다.[8] 코핀틴은 천왕나이트와 석영에 비해 측정 가능하기[14] 때문에 저밸런스 바나듐 광물의 관련 존재에서 입증되었듯이, 코핀틴의 형성은 감소 조건에서의 우라늄 공급원을 필요로 한다.[8] 실리카가 풍부한 용액은 커피나이트가 천왕나이트의 변경 제품으로 나타나는 경우 그러한 감소 조건을 제공한다.[12] 핸슬리와 피츠패트릭도 커피나이트 샘플의 갈색이 유기 물질에 의한 것이라고 지적해 유기 탄소가 존재할 경우 저온 조건에서도 커피나이트가 형성될 수 있다는 결론을 내렸다.[9] 이 발견은 화석화된 목재를 포함한 콜로라도 고원의 커피나이트 샘플과 일치한다.[11] 중국에서는 사암 외에 화강암에서도 커피나이트를 발견할 수 있다.[11] Hansley와 Fitzpatrick은 거친 갈색의 커피나이트가 고온 환경에서 형성될 가능성이 높다고 결론지었다.[9] 커피나이트와 천왕나이트는 500~800bar의 압력과 126~178°C의 온도에서 갈라지고 갈라진 화강암 부위의 내부로 침전한다.[11]

특수 특성

지구 우라늄 공급량의 상당 부분이 커피나이트(cofinite) 매장량에 포함돼 있는데,[16] 이는 우라늄이 핵에너지에 사용되기 때문에 의미가 크다. 퇴적물 퇴적물은 콜로라도 고원에서 발견된 강렬한 방사능 커피나이트에서 증명하듯 가장 많은 방사성 샘플을 함유하고 있다.[8][6] 하버드 대학, 미국 지질조사국(USGS), 그리고 몇몇 다른 기관의 연구원들은 그것의 최초 발견 이후 1950년대 중반에 커피나이트를 합성하는데 실패했다.[6] 1956년에 Hoekstra와 Fuchs는 합성 커피나이트의 안정적인 샘플을 만드는 데 성공했다. 이 모든 연구는 미국 원자력 위원회를 위해 수행되었다.[13]

참조

  1. ^ Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85: 291–320.
  2. ^ 광물에나틀라스
  3. ^ a b c d 미네랄 핸드북
  4. ^ 웹미네랄 데이터
  5. ^ a b 민다트
  6. ^ a b c d e Stieff, L.R.; Stern, T.W; Sherwood, A.M. (1955). "Preliminary Description of Coffinite - A New Uranium Mineral". Science. 121 (3147): 608–609. doi:10.1126/science.121.3147.608-a. hdl:2027/mdp.39015095016906.
  7. ^ a b c Fuchs, L.H.; Gebert, E. (1958). "X-Ray Studies of Synthetic Coffinite, Thorite and Uranothorites". American Mineralogist. 43: 243–248.
  8. ^ a b c d e f g h i j Stieff, L.R.; Stern, T.W; Sherwood, A.M. (1956). "Coffinite, a Uranous Silicate with Hydroxyl Substitution - A New Mineral". American Mineralogist. 41: 675–688.
  9. ^ a b c d e f Hansley, P.L.; Fitzpatrick, J.J. (1989). "Compositional and Crystallographic Data on REE-Bearing Coffinite from the Grants Uranium Region, Northwestern New-Mexico". American Mineralogist. 74: 263–270.
  10. ^ a b c d Moench, R.H. (1962). "Properties and Paragenesis af Coffinite from Woodrow Mine, New Mexico". American Mineralogist. 47: 26–33.
  11. ^ a b c d e f Min, M.Z.; Fang, C.Q.; Fayek, M. (2005). "Petrography and Genetic History of Coffinite and Uraninite from the Liueryiqi Granite-Hosted Uranium Deposit, SE China". Ore Geology Reviews. 26 (3–4): 187–197. doi:10.1016/j.oregeorev.2004.10.006.
  12. ^ a b c Zhang, F. X.; Pointeau, V.; Shuller, L. C.; et al. (2009). "Response of Synthetic Coffinite to Energetic Ion Beam Irradiation". American Mineralogist. 94: 916–920. doi:10.2138/am.2009.3111. S2CID 73581946.
  13. ^ a b c Hoekstra, H.R.; Fuchs, L.H. (1956). "Synthesis of Coffinite-USiO4". Science. 123 (3186): 105. doi:10.1126/science.123.3186.105.
  14. ^ a b Guo X.; Szenknect S.; Mesbah A.; Labs S.; Clavier N.; Poinssot C.; Ushakov S.V.; Curtius H.; Bosbach D.; Rodney R.C.; Burns P.; Navrotsky A.; http://www.classicgems.net/info_Radioactive.htm (2015). "Thermodynamics of Formation of Coffinite, USiO4". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112 (21): 6551–6555. doi:10.1073/pnas.1507441112. PMC 4450415. PMID 25964321. {{cite journal}}: 외부 링크 위치 author13= (도움말)
  15. ^ Pointeau, V.; et al. (2009). "Synthesis and Characterization of Coffinite". Journal of Nuclear Materials. 393 (3): 449–458. doi:10.1016/j.jnucmat.2009.06.030.
  16. ^ Deditius, Arthur P., Utsunomiya, Satoshi, Ewing, Rodney C. (2008) The Chemical Stability of Coffinite, USiO4 Center Dot NH(2)O; 0 < N < 2, Associated With Organic Matter: A Case Study from Grants Uranium Region, New Mexico, USA. Chemical Geology, 251, 33-49.