Uranylmineraler har tydelige lyse farver, selv efter at den uranrige malm interagerer med luft og vand for at danne skorper som læsit. Kredit:Travis Olds
Tre nye mineraler opdaget af en Michigan Tech alumnus er sekundære skorper fundet i gamle uranminer. De er lyse, gul og svær at finde.
Minerne lukkede for fire årtier siden, men det forhindrer ikke luft og vand i at køre gennem de lange tunneler i Red Canyon. Den gamle åbning ved minen – aditen – skærer sig lige ind i bakken og har hjulpet med at lave nye mineraler. Addit åbner til et tørt panorama i det sydlige Utah.
"Har du nogensinde set The Hills Have Eyes? Det er sådan noget uhyggeligt, goldt ørkenlandskab, " siger Travis Olds '12 og nu kandidatstuderende ved Notre Dame, der studerer uranylmineralforbindelser. Han tilføjer, at han og andre finder mineralogi så spændende på grund af "tanken om, at der er ting, vi stadig ikke ved - og nogen kan se en smuk krystal og sætter pris på det."
Olds studerer specifikt uranylmineraler, fordi som radioaktive materialer det er vigtigt at vide, hvor de findes, og hvordan de ændrer sig i forskellige miljøer. Inden for det seneste år, han fandt tre nye uranmineraler i Red Canyon:leesit, leószilárdite og redcanyonite. Han karakteriserede dem sammen med et lille team, herunder alumnus Shawn Carlson '91 og personaleforsker Owen Mills '08, der driver Applied Chemical and Morphological Analysis Lab (ACMAL) ved Michigan Tech.
Læsside
Alle kender til rust; i mineralsprog, rust er et jernoxid eller oxyhydroxid, hvilket betyder, at det er et sekundært mineral dannet af vekselvirkningen mellem luft og vand. Leesite er som uranrust.
Den lysende grønne stereotype af uran er tæt på - men ikke helt. Selvom den er lille og næsten ikke synlig for det blotte øje, leesit forekommer i lyse gule aggregater af stablede knive eller udstrålende nåle op til en millimeter i længden. Mineralet danner også pulveragtige masser beliggende på baggrund af ledsagende mineraler, især gips.
På atomniveau, Olds forklarer, læsit hober sig op i stakke af uran- og oxidlag, og kalium er det, der sætter det til side som et nyt mineral. På grund af dens kemi og struktur, det er et medlem af schoepite-mineralfamilien; minearbejdere kaldte det generelle rod af disse mineraler, der voksede på tunnelgulvene, "gummites".
Leószilárdite
Klynget i aggregater, der knap er synlige i håndprøver, leószilárdite er lysegul. Et carbonat dannet gennem uranmalm, der interagerer med luft, det er også vandopløseligt, så den tørre ørkenluft hjælper med at holde den rundt i minen. Det mest karakteristiske træk ved leószilárdite er dens bladede krystaller.
Mineralkrystallerne i leószilárdit er højst kun et par millimeter lange. Kredit:Travis Olds
"Hvis du ser på leószilárdite på et billede, du kan på en måde finde ud af, at de har en usædvanlig form, " siger Olds. "Men læg dem under SEM (scanning elektronmikroskop), og det er indlysende."
Olds siger, at leószilárdite er et særligt interessant fund på grund af Carbon Mineral Challenge. Udfordringen løber til og med september 2019, med det mål at opdage så mange nye kulstofbaserede mineraler som muligt. Deep Carbon Observatory, organisationen, der leder projektet, forudsiger, at der stadig er mindst 145 ukendte kulmineraler. Leószilárdite er en af otte opdaget og officielt anerkendt af International Mineralogical Association siden december 2015.
Redcanyonite
Mangan og ammonium giver redcanyonit en mørkere farve end de andre mineraler opdaget af Olds. Kredit:Travis Olds
Opkaldt efter det område, hvor dette sjældne mineral findes, redcanyonite varierer i nuance fra orange til rød-orange. Farven kommer fra det, der kemisk gør mineralet nyt - mangan og ammonium i dets struktur - og er et sulfat, det er ikke opløseligt i vand, i modsætning til leószilárdite.
Redcanyonit er et af de sjældneste uranylmineraler, man kender, fordi det kun kan vokse inden for snævre begrænsninger:adgang til manganioner er den vigtigste drivkraft, men det kan også kun dannes i organisk-rige lag, den mest sandsynlige kilde til ammonium.
Et scanningselektronmikroskop afslører den distinkte form af leoszilardit-krystaller. Kredit:Travis Olds
Alle tre eksemplarer repræsenterer et lille og unikt udsnit af jordskorpen, hvor menneskelig aktivitet ansporede til dannelsen af hidtil ukendte mineraler.
"Den eneste måde at forstå urans kemi bedre er at gå ud og finde nye mineraler - og beskrive deres topologi, deres strukturer, Olds siger. "De lærer os meget om, hvordan uran derefter kan flyttes i miljøet."