Les minéraux d'uranyle ont des couleurs vives distinctes même après que le minerai riche en uranium interagit avec l'air et l'eau pour former des croûtes comme la leesite. Crédit :Travis Olds
Trois nouveaux minéraux découverts par un ancien élève de Michigan Tech sont des croûtes secondaires trouvées dans d'anciennes mines d'uranium. Ils sont brillants, jaune et difficile à trouver.
Les mines fermées il y a quatre décennies, mais cela n'empêche pas l'air et l'eau de parcourir les longs tunnels du Red Canyon. L'ancienne ouverture de la mine, la galerie, s'enfonce directement dans la colline et a permis de produire de nouveaux minéraux. La galerie s'ouvre sur un panorama sec dans le sud de l'Utah.
"Avez-vous déjà vu The Hills Have Eyes? C'est ce genre de chair de poule, paysage désertique aride, " dit Travis Olds '12 et maintenant un étudiant diplômé à Notre Dame étudiant les composés minéraux d'uranyle. Il ajoute que lui et d'autres trouvent la minéralogie si excitante à cause de "l'idée qu'il y a des choses que nous ne savons toujours pas - et quelqu'un peut voir un joli cristal et appréciez-le."
Olds étudie spécifiquement les minéraux d'uranyle parce que, comme matières radioactives, il est important de savoir où ils se trouvent et comment ils évoluent dans différents environnements. Au cours de la dernière année, il a trouvé trois nouveaux minéraux d'uranium à Red Canyon :leesite, leószilárdite et redcanyonite. Il les a caractérisés avec une petite équipe comprenant l'ancien élève Shawn Carlson '91 et le scientifique Owen Mills '08 qui dirige le laboratoire d'analyse chimique et morphologique appliquée (ACMAL) à Michigan Tech.
Leesite
Tout le monde connaît la rouille; en langage minéral, la rouille est un oxyde ou oxyhydroxyde de fer, ce qui signifie que c'est un minéral secondaire formé par l'interaction de l'air et de l'eau. La leesite est comme la rouille d'uranium.
Le stéréotype vert brillant de l'uranium est proche, mais pas tout à fait. Bien que petit et à peine visible à l'œil nu, la leesite se présente sous forme d'agrégats jaune vif de lames empilées ou d'aiguilles rayonnantes jusqu'à un millimètre de longueur. Le minéral forme également des masses poudreuses nichées sur fond de minéraux compagnons, notamment le gypse.
Au niveau atomique, Olds explique, la leesite s'entasse en empilements de couches d'uranium et d'oxydes, et le potassium est ce qui le met de côté en tant que nouveau minéral. Compte tenu de sa chimie et de sa structure, c'est un membre de la famille minérale de la schoepite; les mineurs ont appelé le désordre général de ces minéraux poussant sur les sols des tunnels « gommes ».
Leószilárdite
Regroupées en agrégats à peine visibles dans les échantillons de main, la leószilárdite est jaune pâle. Un carbonate formé par le minerai d'uranium interagissant avec l'air, il est également soluble dans l'eau, donc l'air sec du désert aide à le garder dans la mine. La caractéristique la plus distinctive de la leószilárdite est ses cristaux à lames.
Les cristaux minéraux de leószilárdite ne mesurent que quelques millimètres de long au maximum. Crédit :Travis Olds
"Si vous regardez leószilárdite sur une photo, vous pouvez en quelque sorte remarquer qu'ils ont une forme inhabituelle, " dit Olds. "Mais mettez-les sous le SEM (microscope électronique à balayage) et c'est évident."
Olds dit que la leószilárdite est une découverte particulièrement intéressante en raison du Carbon Mineral Challenge. Le défi se déroule jusqu'en septembre 2019, dans le but de découvrir autant de nouveaux minéraux à base de carbone que possible. L'Observatoire du Carbone Profond, l'organisme porteur du projet, prédit qu'il existe encore au moins 145 minéraux carbonés inconnus. La Leószilárdite est l'une des huit découvertes et officiellement reconnues par l'Association minéralogique internationale depuis décembre 2015.
Redcanyonite
Le manganèse et l'ammonium donnent à la redcanyonite une couleur plus foncée que les autres minéraux découverts par Olds. Crédit :Travis Olds
Nommé pour la région où se trouve ce minéral rare, La rougecanyonite varie en teinte de l'orange au rouge orangé. La couleur vient de ce qui rend chimiquement nouveau le minéral - manganèse et ammonium dans sa structure - et étant un sulfate, il n'est pas soluble dans l'eau, contrairement au leószilárdite.
La redcanyonite est l'un des minéraux d'uranyle les plus rares connus car elle ne peut croître que dans des contraintes étroites :l'accès aux ions manganèse est le principal moteur, mais il ne peut également se former que dans des couches riches en matières organiques, la source la plus probable d'ammonium.
Un microscope électronique à balayage révèle la forme distincte des cristaux de léoszilardite. Crédit :Travis Olds
Les trois spécimens représentent une petite et unique tranche de la croûte terrestre où l'activité humaine a stimulé la formation de minéraux auparavant inconnus.
"La seule façon de mieux comprendre la chimie de l'uranium est d'aller chercher de nouveaux minéraux et de décrire leur topologie, leurs structures, " dit Olds. " Ils nous apprennent beaucoup sur la façon dont l'uranium peut ensuite être déplacé dans l'environnement. "
