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Articulo de referencia

Torbernita

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La torbernita , también conocida como calcolita , [ 6 ] es un mineral relativamente común con la fórmula química Cu[(UO₂ ) (PO₄ ) ] ₂ ·12H₂O . [ 1 ] Es un fosfato de uranilo de cobre verde hidratado y radiactivo , que se encuentra en granitos y otros depósitos que contienen uranio como mineral secundario. La fórmula química de la torbernita es similar a la de la autunita , en la que un catión Cu²⁺ reemplaza a un catión Ca²⁺ . La torbernita tiende a deshidratarse a metatorbernita con la fórmula Cu[(UO₂ ) (PO₄ ) ] ₂ · 8H₂O .

Etimología e historia

Torbern Olof Bergman

La torbernita se encontró por primera vez en la mina Georg Wagsfort, cerca de Johanngeorgenstadt , en los Montes Metálicos de Sajonia. Fue mencionada por primera vez en 1772 por Ignaz von Born en su obra Lythophylacium Bornianum , donde la denominó "mica viridis crystallina, ibid." (mica cristalina verde de Johanngeorgenstadt, Sax.; ibid. = "como el elemento anterior"). En 1780, Abraham Gottlob Werner utilizó la obra de Born y describió el mineral con más detalle, llamándolo inicialmente "grüner Glimmer" (mica verde), y posteriormente "torbernita" en honor al mineralogista y químico sueco Torbern Olof Bergman (1735-1784). [ 7 ]

Clasificación

Según la Asociación Mineralógica Internacional (IMA), que actualizó su lista por última vez en 2009, [ 8 ] el sistema Nickel-Strunz incluye la torbernita en la sección de "fosfatos y arseniatos de uranilo". Allí forma parte de la subsección "UO 2  :  RO 4  =  1  :  1", formando el grupo de la autunita junto con la autunita , la heinrichita , la kahlerita , la kirchheimerita , la metarauchita , la nováčekita-I , la nováčekita-II , la saléeita , la uranocircita I , la uranocircita II , la uranospinita , la xiangjiangita y la zeunerita con el número de sistema 8.EB.05 .

Dana agrupa el mineral en la clase "fosfatos, arseniatos y vanadatos", en la sección "fosfatos hidratados, etc." en un grupo sin nombre con la metatorbernita , número 40.02a.13.

Estructura cristalina

Embalaje de torbernita. Código de colores: uranio , cobre , fósforo , oxígeno , agua , hidrógeno

La torbernita cristaliza en el grupo espacial tetragonal I 4/ mmm con parámetros de red a  =  7,0267(4)  Å y c  =  20,807(2)  Å y 2 unidades de fórmula por celda unitaria. [ 1 ]

En un estudio realizado en 2003, utilizando cristales sintéticos frescos, Locock y Burns compararon las estructuras cristalinas de los fosfatos de uranilo de cobre torbernita, Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 12 y metatorbernita, Cu[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 8 con las de los arseniatos de uranilo de cobre zeunerita, Cu[(UO 2 )(AsO 4 )] 2 (H 2 O) 12 , y metazeunerita, Cu[(UO 2 )(AsO 4 )] 2 (H 2 O) 8 . En estos estudios pudieron finalmente analizar la estructura cristalina de la torbernita por primera vez y obtener un análisis significativamente más preciso de la estructura de la metatorbernita, en comparación con estudios anteriores (Makarov y Tobelko R 1 = 25%, [ 9 ] Ross et al. R 1 = 9,7%, [ 10 ] Stergiou et al. R 1 = 5,6%, [ 11 ] Calos y Kennard R 1 = 9,2% [ 12 ] frente a Locock y Burns R 1 = 2,3%).

El estudio muestra que la torbernita es isoestructural a la zeunerita, y la metatorbernita es isoestructural a la metazeunerita. Los cuatro compuestos son del tipo autunita laminar con el motivo estructural [(UO₂ ) (XO₄ ) ] ⁻ (con X = P o As). Los iones Cu²⁺ están coordinados de forma plano-cuadrada por moléculas de agua en todos estos compuestos, y además se coordinan con los átomos de oxígeno del uranilo, formando octaedros con distorsión de Jahn-Teller . Las moléculas de agua adicionales se mantienen en la estructura cristalina únicamente mediante puentes de hidrógeno .

Metatorbernita

Metatorbernita de la mina Margabal , Entraygues-sur-Truyère , Francia (Tamaño:  4  cm  ×  3  cm  ×  1,8  cm)

La torbernita se deshidrata fácilmente a metatorbernita con la fórmula molecular Cu[(UO₂ ) (PO₄ ) ] ₂ (H₂O ) ₈ . Se forma cuando la torbernita se marchita y también se puede obtener calentando artificialmente la torbernita por encima de 75  °C. [ 13 ] Los cristales son bastante opacos y solo ligeramente translúcidos, con un brillo vítreo. [ 14 ]

La metatorbernita cristaliza tetragonalmente-dipiramidalmente en el grupo espacial P 4/ n con los parámetros de red a  =  6,9756(5)  Å y c  =  17,349(2)  Å y 2 unidades de fórmula por celda unitaria. [ 1 ]

Embalaje de metatorbernita. Código de colores: uranio , cobre , fósforo , oxígeno , agua , hidrógeno

La estructura cristalina de la metatorbernita es diferente de la torbernita ya que cada segunda capa de fosfato de uranilo se mueve aproximadamente la mitad de la longitud del eje cristalográfico a en las direcciones [100] y [010]. [ 1 ] El análisis de Locock y Burns confirma el hallazgo de Stergiou et al., de que los iones Cu 2+ solo tienen una ocupación cristalográfica del 88%. Los autores suponen que por protonación de algunas de las moléculas de agua hay una compensación de carga para la neutralidad electrónica, como se discute con el mineral chernikovita . [ 1 ] Lo mismo es postulado por los mismos autores para la autunita. [ 15 ] Debido a las limitaciones de la difracción de rayos X, este postulado es prácticamente no verificable con este método.

El análisis de Locock y Burns muestra ocho moléculas de agua por unidad de fórmula en la metatorbernita. Esto concuerda con los trabajos de Arthur Francis Hallimons [ 13 ] [ 16 ] y Kurt Walenta [ 17 ] , quienes demuestran que las diferentes etapas de hidratación entre la torbernita y la metatorbernita tienen límites claros, y el contenido de agua de cada compuesto permanece constante y no varía, a diferencia de lo que ocurre, por ejemplo, en los minerales del grupo de las zeolitas . Por lo tanto, no deben utilizarse fórmulas de suma que indiquen diferentes grados de agua para la torbernita y la metatorbernita. [ 1 ]

Propiedades

Un cristal piramidal de torbernita procedente de Brest, Francia (Campo de visión: 7  mm × 5  mm)
Intercrecimiento de cristales bipiramidales de metatorbernita en una geoda de la mina Les Montmins (Ste Barbe Ader), Échassières, Kanton Ébreuil, Departamento Allier, Auvernia, Francia (Campo de visión: 1  mm × 1  mm)

Morfología

Este mineral se presenta a menudo en forma de pequeños cristales tabulares delgados, pero también puede ser laminar o pulverulento. Más raras son las placas más gruesas, que se asemejan a una baraja de cartas apilada. Aún más frecuentes son las formas bipiramidales.

Propiedades físicas y químicas

Debido a su contenido de uranio de aproximadamente el 48%, el material es altamente radiactivo . Según la fórmula de suma, se puede dar una actividad específica de 85,9  kBq /g [ 3 ] (en comparación: potasio natural : 0,0312 kBq/g). 

A diferencia de su análogo de calcio, la autunita, este mineral no presenta fluorescencia. [ 6 ] El mineral es muy frágil. Su dureza (en la escala de Mohs) oscila entre 2 y 2,5.

Ocurrencia y localidades

Paragénesis de kasolita (amarilla, acicular) con torbernita (verde, laminar)

La torbernita se forma como mineral secundario en la zona de oxidación de los menas de uranio. A menudo se encuentra en paragénesis con autunita , metatorbernita , uraninita , zeunerita y, muy raramente, con gauthierita . [ 18 ]

La torbernita es relativamente común, y en todo el mundo se conocen más de 1100 yacimientos documentados hasta 2022. [ 19 ] En Alemania se conoce no solo por su yacimiento tipo Johanngeorgenstadt, sino también por otras áreas de los Montes Metálicos , así como por la Selva Negra, los Montes Fichtel , el Bosque Bávaro y el Bosque de Turingia . Otros yacimientos se encuentran en Argentina , Australia , Austria , Bélgica , Bolivia , Brasil , Canadá , Chile , China , República Checa , República Democrática del Congo , Francia , Gabón , Irlanda , Italia , Japón , Madagascar , México , Namibia , Noruega , Polonia , Portugal , Rumania , Eslovaquia , Eslovenia , España , Sudáfrica , Suiza , Tayikistán , Uzbekistán , Reino Unido y Estados Unidos . [ 20 ]

Precauciones

Un ejemplar de torbernita procedente de la mina Margabal, en la región de Midi-Pyrénées, Francia.

Debido a la toxicidad inherente de los compuestos de uranio, las muestras de este mineral deben conservarse en frascos de vidrio herméticos.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 6 7 AJ Locock, PC Burns: Estructuras cristalinas y síntesis de los miembros con predominio de cobre de los grupos autunita y metaautunita: torbernita, zeunerita, metatorbernita y metazeunerita En: The Canadian Mineralogist 2003, 41 , 489–502 ( PDF 2500 kB )
  2. ↑ LN Warr: Símbolos de minerales aprobados por IMA–CNMNC En: Mineralogical Magazine 2021, 85 291–320 ( PDF 320 kB )
  3. 1 2 3 4 David Barthelmy (10-10-2022). "Datos del mineral Torbernita" . webmineral.com .
  4. ↑ KH Strunz , EH Nickel : Tablas mineralógicas de Strunz. Sistema de clasificación de minerales químico-estructurales 2001, 9 , E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart, 524 páginas. ISBN 3-510-65188-X
  5. 1 2 3 4 5 6 JW Anthony, RA Bideaux, KW Bladh, MC Nichols (Eds.): Torbernita En: Manual de Mineralogía , Sociedad Mineralógica de América 2001 ( PDF 63 kB )
  6. 1 2 F. Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie 1978, 16 , Enke, Stuttgart, 655 páginas. ISBN 3-432-82986-8
  7. ↑ T. Witzke. "Entdeckung von Torbernit" . www.strahlen.org/tw .
  8. ↑ EH Níquel , MC Nicholes: Lista de minerales IMA/CNMNC 2009 ( http://cnmnc.main.jp/IMA2009-01%20UPyear%20160309.pdf PDF 1,82 MB])
  9. ↑ ES Makarov, KI Tobelko: Estructura cristalina de metatorbernita En: Doklady Akademii Nauk SSSR 1960, 131 , 87–89
  10. ↑ M. Ross, HT Evans Jr., DE Appleman: Estudios de los minerales de torbernita. II. La estructura cristalina de la metatorbernita En: American Mineralogist 1964, 49 , 1603–1621 ( PDF 1126 kB )
  11. ↑ AC Stergiou, PJ Rentzeperis, S. Sklavounos: Refinamiento de la estructura cristalina de metatorbernita En: Zeitschrift für Kristallographie 1993, 205 1–7 ( PDF 391 kB )
  12. ^ NJ Calos, CHL Kennard: Estructura cristalina del bis(uranilfosfato) octahidrato de cobre (metatorbernita), Cu(UO 2 PO 4 ) 2 ·8(H 2 O) En: Zeitschrift für Kristallographie 1996, 211 , 701–702 ( PDF 85,1 kB )
  13. 1 2 AF Hallimond: La cristalografía y deshidratación de la torbernita En: Mineralogical Magazine 1916, 17 (82), 326–339 ​​( PDF 559 kB )
  14. ↑ "Metatorbernita" . mindat.org . Instituto Hudson de Mineralogía. 10 de octubre de 2022.
  15. ↑ AJ Locock, PC Burns: La estructura cristalina de la autunita sintética, Ca[(UO 2 )(PO 4 )] 2 (H 2 O) 11 En: American Mineralogist 2003, 88 , 240–244 ( PDF 408 kB )
  16. ↑ AF Hallimond: Meta-torbernita I. Sus propiedades físicas y relación con la torbernita En: Mineralogical Magazine 1920, 19 (89), 43–47 ( PDF 228 kB )
  17. ↑ K. Walenta: Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes En: Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen (Mineralogía y petrología) 1964, 9 (3), 252–282 ( en línea )
  18. ↑ TA Olds, J. Plášil, AR Kampf, R. Škoda, PC Burns, J. Čejka, V. Bourgoin y J.-C. Boulliard: Gauthierita, KPb[(UO 2 ) 7 O 5 (OH) 7 ]·8H 2 O, un nuevo mineral de hidroxihidrato de óxido de uranilo de Shinkolobwe con una topología de lámina de anión uranilo novedosa En: European Journal of Mineralogy 2017, 20 , 129–141 ( Enlace web )
  19. ↑ "Yacimientos de torbernita" . mindat.org . Instituto Hudson de Mineralogía. 10 de octubre de 2022.
  20. ↑ Lista de yacimientos de torbernita en Mineralienatlas (alemán) y en Mindat (inglés).
  • "Base de datos de estructura cristalina de mineralogistas estadounidenses – Torbernita" . rruff.geo.arizona.edu . Consultado el 10 de octubre de 2022 .
  • "Base de datos de estructura cristalina de mineralogistas estadounidenses – Metatorbernita" . rruff.geo.arizona.edu . Consultado el 10 de octubre de 2022 .
  • "Resultados de búsqueda de metatorbernita" . Base de datos de espectroscopia Raman, difracción de rayos X y química de minerales (rruff.info) . Consultado el 10 de octubre de 2022 .
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