Coffinite - Coffinite
| cercueil | |
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Pechblende et coffinite dans un échantillon provenant d' une mine tchèque
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| Général | |
| Catégorie | Nésosilicate |
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Formule (unité répétitive) |
U(SiO 4 ) 1−x (OH) 4x |
| Classement de Strunz | 9.AD.30 |
| Système de cristal | tétragonale |
| Classe de cristal | Dipyramidale ditétragonale (4/mmm) Symbole HM : (4/m 2/m 2/m) |
| Groupe d'espace | Je 4 1 /amd |
| Cellule unitaire | a = 6,97 Â, c = 6,25 Â ; Z = 4 |
| Identification | |
| Couleur | Noir (à partir d'inclusions organiques ; brun pâle à brun foncé en coupe mince |
| Habit de cristal | Rarement sous forme de cristaux, généralement sous forme d'incrustations colloformes à botryoïdes, de masses fibreuses et pulvérulentes |
| Fracture | Irrégulier à sous-conchoïdal |
| Ténacité | Cassant à friable |
| Dureté à l'échelle de Mohs | 5-6 |
| Lustre | Du terne à l'adamantine |
| Traînée | Noir grisâtre |
| Diaphanéité | Opaque, transparent sur les bords fins |
| Densité spécifique | 5.1 |
| Propriétés optiques | Uniaxial (+/-) |
| Indice de réfraction | n α = 1,730 à 1,750 N β = 1,730 à 1,750 |
| Biréfringence | = 1.730 |
| Pléochroïsme | Modérer; brun jaune pâle parallèle et brun moyen perpendiculaire au grand axe |
| Modifie à | métamicte |
| Autres caractéristiques |
 Radioactif
72,63 % (U) |
| Les références | |
Coffinite est un uranium -bearing minéral silicate répondant à la formule: U (SiO 4 ) 1-x (OH) 4x .
Il se présente sous forme d'incrustations noires, de couleur brun foncé à brun pâle en coupe mince . Il a une rayure noir grisâtre. Il présente une fracture fragile à conchoïdale . La dureté de la coffinite est comprise entre 5 et 6.
Il a été décrit pour la première fois en 1954 pour une occurrence à la mine La Sal n° 2, Beaver Mesa, comté de Mesa, Colorado , États-Unis, et nommé en l'honneur du géologue américain Reuben Clare Coffin (1886-1972). Il est présent à l'échelle mondiale dans les gisements d'uranium et de vanadium de type plateau du Colorado . Il remplace la matière organique dans les grès et dans les gisements de type filon hydrothermal . Il se produit en association avec l' uraninite , la thorite , la pyrite , la marcassite , la roscoélite , les minéraux argileux et la matière organique amorphe .
Composition
La formule chimique de la coffinite est U(SiO 4 ) 1−x (OH) 4x . Les modèles de poudre aux rayons X provenant d'échantillons de coffinite ont permis aux géologues de le classer comme un nouveau minéral en 1955. Une comparaison avec le modèle de poudre aux rayons X du zircon (ZrSiO 4 ) et de la thorite (ThSiO 4 ) était la base de cette classification. Une analyse chimique préliminaire a indiqué que le silicate uraneux présentait une substitution hydroxyle. Les résultats de l'analyse chimique préliminaire de Sherwood étaient basés sur des échantillons provenant de trois emplacements. Des liaisons hydroxyle et des liaisons silicium-oxygène se sont également avérées exister après que des analyses spectrales d'absorption infrarouge aient été effectuées. La substitution hydroxyle se produit sous la forme (OH) 4 4− pour (SiO 4 ) 4− . Le constituant hydroxyle de la coffinite s'est avéré plus tard non essentiel dans la formation d'un minéral synthétique stable. Une analyse récente par microsonde électronique des cristaux submicroscopiques a révélé une abondance de calcium , d' yttrium , de phosphore et des substitutions minimes de plomb ainsi que des traces d'autres éléments des terres rares.
Structure en cristal
La coffinite est isostructurale avec les orthosilicates de zircon (ZrSiO 4 ) et de thorite (ThSiO 4 ). Stieff et al. analysé le coffinite à l'aide de la technique de diffraction des rayons X sur poudre et déterminé qu'il a une structure tétragonale. Apparaissant naturellement avec les cations U 4+ , les dodécaèdres triangulaires UO 8 se coordonnent avec le partage des bords, alternant les tétraèdres SiO 4 en chaînes le long de l'axe c. Le site uranifère central de la coffinite est entouré de huit tétraèdres SiO 4 . Les dimensions du réseau de la coffinite naturelle et synthétique sont similaires, avec un échantillon naturel de la mine Arrowhead, comté de Mesa, Colorado ayant un = 6,93kx, c = 6,30kx, et un échantillon synthétisé par Hoekstra et Fuchs ayant un = 6,977 kx et c=6.307kx.
Propriétés physiques
L'examen initial du coffinite par Stieff et al. a décrit le minéral comme de couleur noire avec un lustre adamantin, impossible à distinguer de l' uraninite (UO 2 ). De plus, les découvreurs ont signalé que bien qu'aucun clivage ne soit observé dans la coffite, elle présente une fracturation sous-conchoïdale et est à grain très fin. Les premiers échantillons présentaient une texture cassante et une dureté comprise entre 5 et 6, avec une densité de 5,1. Des échantillons ultérieurs de la mine Woodrow au Nouveau-Mexique collectés par Moench ont montré une structure interne fibreuse et une cristallisation exceptionnelle. Une fine section polie de coffinite a une couleur brune et montre une transmission anisotrope de la lumière. L'analyse optique a donné un indice de réfraction d'environ 1,74.
Occurrence géologique
La coffinite a été découverte pour la première fois dans des gisements d'uranium sédimentaire dans la région du plateau du Colorado, mais a également été découverte dans des gisements d'uranium sédimentaire et des veines hydrothermales dans de nombreux autres endroits. Des échantillons de coffinite du plateau du Colorado ont été trouvés avec des minéraux de vanadium noirs à grains fins et à faible valence , de l'uraninite et de la matière organique noire finement dispersée. D'autres matériaux associés à des découvertes ultérieures de la même région étaient l' argile et le quartz . Dans les gisements filoniens de la mine Copper King au Colorado, on a également trouvé de la coffinite avec de l' uraninite et de la pechblende . La coffinite est métastable par rapport à l' uraninite et au quartz , ainsi la formation de coffinite nécessite une source d' uranium dans des conditions réductrices , comme en témoigne la présence associée de minéraux de vanadium à faible valence. Une solution riche en silice fournit une telle condition réductrice dans les cas où la coffinite est un produit d'altération de l' uraninite . Hansley et Fitzpatrick ont également noté que la couleur brunâtre de leurs échantillons de coffinite était causée par des matières organiques, ce qui les a amenés à conclure que la coffinite peut également se former dans des conditions de basse température si du carbone organique est présent. Cette découverte est cohérente avec les échantillons de cercueils du plateau du Colorado, qui comprenaient du bois fossilisé. En Chine, la coffinite peut être trouvée dans le granit en plus du grès . Hansley et Fitzpatrick ont conclu que la coffite à gros grains se forme très probablement dans des environnements à haute température. La coffinite et l'uraninite précipitent à l'intérieur des régions bréchiques et fracturées du granite altéré à des pressions comprises entre 500 et 800 bars et à des températures de 126 à 178 °C.
Caractéristiques spéciales
Un grand pourcentage de l'approvisionnement en uranium de la Terre est contenu dans des gisements de coffinite, ce qui est important en raison de l'utilisation de l'uranium dans l'énergie nucléaire. Les dépôts sédimentaires contiennent les échantillons les plus radioactifs, comme en témoigne la coffinite intensément radioactive trouvée dans le plateau du Colorado. Des chercheurs de l'Université Harvard , du United States Geological Survey (USGS) et de plusieurs autres institutions ont tenté en vain de synthétiser du coffinite au milieu des années 1950 après sa découverte initiale. En 1956, Hoekstra et Fuchs ont réussi à créer des échantillons stables de coffinite synthétique. Toutes ces recherches ont été menées pour la Commission de l'énergie atomique des États-Unis .