Расшифрована структура редкого минерала, открытого более 70 лет назад

Международная группа ученых под руководством кристаллографа Санкт-Петербургского государственного университета смогла расшифровать структуру редкого минерала урамфита, открытого более 70 лет назад на секретном месторождении в Киргизии. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в ведущем мировом журнале по минералогии American Mineralogist.

Образец урамфита в ультрафиолетовом свете. Фото предоставил Владислав Гуржий

Урамфит — минерал, имеющий химическую формулу (NH4)(UO2)(PO4)·3H2O. Его особенностью можно считать довольно простой, но редкий состав: минерал содержит аммоний. Урамфит был обнаружен в 1950 году советским геологом З.А. Некрасовой, однако название и расположение месторождения, где его открыли, нигде не упоминались из-за секретности всей информации, связанной с добычей урана на территории СССР.

Только в 1990-е годы эти сведения стали доступны, и оказалось, что урамфит был найден в ураново-угольном месторождении Тура-Кавак, находящемся на территории современной Киргизской Республики.

Редкий минерал относится к так называемым урановым слюдкам — распространенному семейству вторичных минералов урана весьма разнообразного состава, которые иногда даже разрабатывают в качестве руды на уран. Они очень ярко люминесцируют, что ранее позволяло использовать их в фотографии в качестве тонера и усилителя серебряной фотопечати. Сейчас эта особенность служит одним из диагностических признаков минералов данной группы.

Найденный в 1950-е годы образец урамфита был исследован различными методами, но ни один из них не дал четкого понимания строения минерала. В 2023 году этот минерал был заново обнаружен на выработанном месторождении Бештау (Ставропольский край, Северный Кавказ).

Образцы были переданы научной группе, которую возглавил профессор Санкт-Петербургского университета (кафедра кристаллографии) Владислав Гуржий, для проведения исследований по расшифровке структуры урамфита.

«Сегодня определение структуры является неотъемлемой частью исследования новых минералов, с урамфитом существовала некоторая неопределенность, поскольку ранее мы не знали деталей строения вещества, а значит, не могли достоверно описать причины проявления его свойств и лишь предполагали их», — объяснил руководитель исследования Владислав Гуржий.

Получить структурные данные ученым СПбГУ удалось с очень маленькой пластинки минерала размером 40×10×5 микрометров (микрометр соответствует одной миллионной доле метра, или тысячной доле миллиметра), невидимой невооруженным глазом. Еще несколько лет назад столь мелкие кристаллы было практически невозможно исследовать в лабораторных условиях. Современное оборудование Научного парка СПбГУ позволяет изучать столь малые объекты с высокой точностью.

«В природе кристаллы урамфита встречаются довольно редко. Не говоря уже о том, что этот минерал может довольно быстро разрушаться из-за существенных годичных колебаний температуры и влажности. Поэтому нам повезло вдвойне: удалось обнаружить этот редкий минерал и найти пусть и маленькие, но целые кристаллы, пригодные для детального изучения», — добавил профессор СПбГУ.

Как отметил Владислав Гуржий, исследования данного аммонийсодержащего минерала могут быть полезны не только минералогам, но также химикам и биологам, поскольку в образовании урамфита, по всей видимости, существенную роль сыграли как минералогические, так и биологические процессы. На данный момент ученым известно 11 урановых минералов с аммонием, причем все они, кроме урамфита, найдены уже в XXI веке.

Основная масса этих минералов была обнаружена в Юте и Колорадо (США), где источником аммония являются органические вещества, например битумы или гуано. На других геологических объектах, как в Бештау, органическое вещество в таких количествах отсутствует. В таком случае восстановление нитрата в аммоний в результате анаэробной бактериальной активности ученые рассматривают как альтернативный источник данного химического соединения.

Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ

Источник: scientificrussia.ru