| ataúd | |
|---|---|
| ataúd y brea de uranio en una muestra de una mina en la República Checa | |
| Fórmula | U(SiO 4 ) 1-x (OH) 4x |
| Propiedades físicas | |
| Color | Negro (debido a inclusiones orgánicas); marrón pálido a oscuro en sección delgada |
| Dureza | 5-6 |
| Densidad | 5,1 g/cm³ |
| Propiedades cristalográficas | |
| Singonía | sintonía tetragonal [1] |
| Propiedades ópticas | |
| Dispersión de ejes ópticos | nα = 1,730–1,750 nβ = 1,730–1,750 |
| pleocroísmo | moderado; amarillo pálido-marrón paralelo y marrón medio perpendicular al eje largo |
| Anisotropía óptica | δ = 1.730 |
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La coffinita es un mineral de silicato que contiene uranio con las fórmulas química y estructural: U(SiO 4 ) 1-x (OH) 4x [2] y U 4+ [(SiO 4 ), (OH) 4 ] 4- , respectivamente.
Ocurre como placas negras, de marrón oscuro a pálido en secciones delgadas . Tiene una estructura de bandas de color negro grisáceo y una fractura concoide (concoide) quebradiza . La dureza de la ataúd en la escala de Mohs es de 5 a 6.
Descrito por primera vez en 1954 después del descubrimiento en La Sal Mine No. 2, Beaver Mesa, Mesa County, Colorado , EE. UU. [3] , y nombrado en honor al geólogo estadounidense Reuben Claire Coffin [4] (1886-1972). Está ampliamente distribuido en todo el mundo en depósitos de mineral de uranio y vanadio , como la meseta de Colorado . Reemplaza materia orgánica en areniscas y depósitos hidrotermales [4] . Asociado con uraninita , torita , pirita , marcasita , roscoelita , minerales arcillosos y materia orgánica amorfa [4] .
La fórmula química de la cofinita es U(SiO 4 ) 1-x (OH) 4x [5] . Los patrones de difracción de rayos X de polvos de muestras de ataúd permitieron a los geólogos clasificarlo como un nuevo mineral en 1955 [5] . La comparación con los patrones de difracción de rayos X de polvo de circón (ZrSiO 4 ) y torita (ThSiO 4 ) se convirtió en la base de esta clasificación [6] . El análisis químico preliminar mostró que el silicato de uranio tiene sustitución de hidroxilo [6] . Los resultados del análisis químico preliminar de Sherwood se basan en muestras de tres lugares. También se detectaron enlaces hidroxilo y enlaces silicio-oxígeno al realizar análisis espectrales de absorción infrarroja [7] . La sustitución de hidroxilo (OH) 4 4- ocurre por (SiO 4 ) 4- [7] . El componente de hidroxilo en coffinite demostró ser insignificante en la formación de un mineral sintético estable [8] . El análisis con microsonda de cristales submicroscópicos reveló la presencia de sustitución con calcio , itrio , fósforo y una cantidad mínima de plomo junto con trazas de otros elementos de tierras raras [8] .
La coffinita es isoestructural con ortosilicatos de circón (ZrSiO 4 ) y torita (ThSiO 4 ) [9] . Stiff et al., analizaron el ataúd mediante difracción de rayos X en polvo y determinaron que tenía una estructura tetragonal [7] . Ocurriendo en la naturaleza con cationes U 4+ , los dodecaedros triangulares UO 8 se coordinan a lo largo de los bordes de las juntas, alternando con tetraedros SiO 4 en cadenas a lo largo del eje c [10] . El átomo central de uranio de la ataúd está rodeado por ocho tetraedros de SiO 4 . Los tamaños de red del ataúd natural y sintético son similares, con la muestra natural de la mina Arrowhead, condado de Mesa, Colorado, que tiene a = 6,93 Å, c = 6,30 Å, y la muestra sintetizada por Hextra y Futsch tenía a = 6,977 Å y c = 6,307 Å [11] .
Stiff y otros describieron por primera vez la ataúd como un mineral negro con un brillo adamantino, indistinguible de la uraninita (UO 2 ) [7] . Además, los investigadores informaron que aunque no se observa clivaje en coffinite , tiene una fractura subconcoidea y es de grano muy fino. Las muestras iniciales mostraron una textura quebradiza, una dureza de Mohs de 5 a 6 y una gravedad específica de 5,1 [7] . Muestras más recientes de la mina Woodrow en Nuevo México , recolectadas por Munch, mostraron una estructura interna fibrosa y una cristalización inusual [12] . Una sección delgada y pulida de ataúd es de color marrón y muestra transmisión de luz anisotrópica. El análisis óptico dio un índice de refracción de alrededor de 1,74 [12] .
La coffinita se descubrió por primera vez en depósitos de uranio sedimentario en la meseta de Colorado [13] , pero también se ha encontrado en depósitos de uranio sedimentario y vetas hidrotermales en muchos otros lugares [8] . Se encontraron muestras de ataúd de la meseta de Colorado con minerales negros de vanadio de baja valencia y grano fino , uraninita y material orgánico negro finamente disperso [7] . Otros materiales asociados con hallazgos posteriores de la misma región fueron la arcilla y el cuarzo [13] . También se ha encontrado atafinita con uraninita y uranio de brea en los depósitos de vetas de la mina Copper King en Colorado [7] . La coffinita es metaestable [14] en comparación con la uraninita y el cuarzo , por lo que su formación requiere una fuente de uranio y condiciones reductoras , como lo demuestra la presencia asociada de minerales de vanadio de baja valencia [7] . La solución enriquecida con sílice proporciona condiciones reductoras en los casos en que la coffinita es un producto de la alteración de la uraninita [10] . Hansley y Fitzpatrick también observaron que el color marrón de sus muestras de ataúd se debía a material orgánico, lo que les llevó a concluir que el ataúd también podría formarse a bajas temperaturas en presencia de carbono orgánico [8] . Esta conclusión es consistente con las muestras de ataúd de la Meseta de Colorado, que también contenían carbón bituminoso [13] . En China, se ha encontrado ataúd en arenisca y granito [13] . Hansley y Fitzpatrick concluyeron que es más probable que se forme un ataúd de grano grueso en condiciones de alta temperatura [8] . La cofinita y la uraninita precipitan dentro de áreas brechadas y fracturadas de granito alterado a presiones de 500 a 800 bar y temperaturas de 126 a 178 °C [13] .
Un gran porcentaje del uranio de la Tierra está contenido en depósitos de ataúdes [15] , lo cual es un hecho importante debido al uso del uranio en la energía nuclear. Los depósitos sedimentarios contienen las muestras más radiactivas [7] , como lo demuestra el ataúd altamente radiactivo encontrado en la meseta de Colorado [5] . Investigadores de la Universidad de Harvard , el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y varias otras instituciones intentaron sin éxito sintetizar ataúd a mediados de la década de 1950 después de su descubrimiento inicial [5] . En 1956, Gekstra y Fuch lograron sintetizar muestras estables de ataúd. Todos estos estudios fueron apoyados por la Comisión de Energía Atómica de EE . UU. [11] .