Торбернит

Торбернитот, познат и како халколит, F. Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie 1978, 16, Enke, Stuttgart, 655 pages.  —  релативно чест минерал со хемиска формула Cu[(UO2)(PO4)]2·12H2O.  Тоа е радиоактивен, хидриран зелен бакар уранил фосфат, кој се наоѓа во гранити и други наоѓалишта кои содржат ураниум како секундарен минерал. Хемиската формула на торбернитот е слична на онаа на автонитот во кој катјонот Cu2+ го заменува катјонот Ca2+. Торбернитот има склонетост да дехидрира во метаторбернит со збирна формула Cu[(UO2)(PO4)]2·8H2O.

 Етимологија и историја 
лево|мини|Торберн Олоф Бергман
Торбернитот за прв пат бил пронајден во рудникот Георг Вагсфорт во близина на Јохангеоргенштат во Рудните Планини во Саксонија. За првпат бил споменат во 1772 година од Игнац фон Борн во своето дело Lythophylacium Bornianum, нарекувајќи го „mica viridis crystallina (зелен кристален лискун од Јохангеоргенштат, Саксонија). Во 1780 година, Абрахам Готлоб Вернер го користел делото на Борн и го опишува минералот подетално, нарекувајќи го прво „grüner Glimmer“ (зелен лискун), а подоцна го нарекува „торбернит“ во чест на шведскиот минералог и хемичар Торберн Олоф Бергман (1735–1784). 

 Класификација 
Според Меѓународното минералошко здружение (МЗ), кое последен пат го ажурирал својот список во 2009 година,  системот Nickel-Strunz го наведува торбернитот во делот „уранил фосфати и арсенати“. Таму е дел од подделот „UO2 : RO4 = 1 : 1“, формирајќи ја автунитната група заедно со аутунит, хеинрихит, калерит, кирхејмерит , метараухит, новочекит-I, новачекит-II, салеит, ураноцирцит I, ураноцирцит II, зеуноспинит.

Дана го групира минералот во класата „фосфати, арсенати и ванадати“, во делот „хидрирани фосфати итн.“ во неименувана група со метаторбернит, број 40.02a.13.

 Кристална структура 
лево|мини|Пакување на торбернит. Код на боја: ураниум, бакар, фосфор, кислород, вода, водород.
Торбернитот кристализира во тетрагоналната просторна група I4/ mmm со параметри на решетката a = 7.0267(4) Å и c = 20.807(2) Å и 2 формулни единици по единична ќелија.

Во едно истражвање од 2003 година, употребувајќи свежи, синтетички кристали, Локок и Бернс ги споредиле кристалните структури на бакарните уранил фосфати торбернит, Cu[(UO2)(PO4)]2(H2O)12 и метаторбернит, Cu[(UO2)(PO4)]2(H2O)8 со оние на бакарните уранил арсенати зеунерит, Cu[(UO2)(AsO4)]2(H2O)12 и метазеунерит, Cu[(UO2)(AsO4)]2(H2O)8. Во овие испитувања тие конечно биле во можност да ја анализираат кристалната структура на торбернитот за прв пат и да добијат значително попрецизна анализа за структурата на метаторбернитот, во споредба со претходните студии (Макаров и Тобелко <i id="mwvw">R1</i> = 25%,  Рос и неговите соработници R1 = 9,7%,  Стергиу и др. R1 = 5,6%,  Калос и Кенард R1 = 9,2%  наспроти Локок и Бернс R1 = 2,3%).

Истражувањето покажува дека торбернитот е изоструктурен во однос на зеунеритот, а метаторбернитот е изоструктурен во однос на метазеунеритот. Сите четири соединенија се од слоевит тип на автонит со структурен мотив [(UO2)(XO4)]− (со X = P или As). Јоните Cu2+ се координирани на квадратно-рамнински начин од молекулите на водата во сите овие соединенија, а понатаму се координираат со атомите на уранил кислород, формирајќи октаедри со Јан-Телерова дисторзија. Дополнителните молекули на вода се држат во кристалната структура само со водородни мостови.

 Метаторбернит 
мини|Метаторбернит од рудникот Маргабал, Франција (Големина: 4 см × 3 см × 1,8 см)
Торбернитот лесно дехидрира во метаторбернит со збирна формула Cu[(UO2)(PO4)]2(H2O)8. Се формира како торбернитни гребнатини, а може да се добие и со вештачко загревање на торбернитот над 75°C.  Кристалите се прилично непроѕирни и само слабо проѕирни со стаклен сјај. 

Метаторбернитот кристализира тетрагонално-дипирамидално во просторната група P4 / n со параметри на решетката a = 6.9756(5) Å и c = 17.349(2) Å и две формулни единици по единична ќелија.
мини|Пакување на метаторбернит. Код на боја: ураниум, бакар, фосфор, кислород, вода, водород.
Кристалната структура на метаторбернитот е различна од торбернитот бидејќи секој втор слој на уранил фосфат е поместен за околу половина од должината на кристалографската α- оска во насоките [100] и [010]. Анализата на Локок и Бернс го потврдува откритието на Стергиу и неговите соработници дека јоните на Cu2+ имаат само 88% кристалографска зафатеност. Авторите претпоставуваат дека со протонирање на некои од молекулите на водата постои компензација на полнежот за електронска неутралност, како што е дискутирано со минералот черниковит. Истото го постулираат истите автори и за аутунит.  Поради ограничувањата на дифракцијата на Х-зраци, овој постулат практично не е проверлив со овој метод.

Анализата на Локок и Бернс покажала осум молекули вода по формулна единица во метаторбернитот. Ова е во согласност со делата на Артур Франсис Халимонс  и Курт Валента,  кои покажуваат дека различните чекори на хидратација помеѓу торбернитот и метаторбернитот имаат јасни граници, а содржината на вода во секое соединение останува константна и не варира, за разлика од, на пример, како што се гледа кај минералите од зеолитната група. Затоа, не смеат да се употребат формули за сумирање што означуваат различни степени на вода за торбернитот и метаторбернитот. 

 Својства 
мини|Пирамидален торбернитен кристал од Брест, Франција(Видно поле: 7 мм × 5 мм)
мини|Меѓурастење на дипирамидални кристали на метаторбернит во геода, Оверњ, Франција (Поле на гледање: 1 мм × 1 мм)

 Морфологија 
Минералот често се среќава како мали тенки плочести кристали, но може да биде и лушпест или прашкаст. Поретки се подебелите плочи, кои личат на наредени карти. Почести од овие се дипирамидалните форми.

 Физички и хемиски својства 
Поради содржината на ураниум од околу 48%, материјалот е силно радиоактивен . Според формулата, специфична активност од 85,9 k Bq /g  може да се даде (за споредба: природен калиум: 0,0312 kBq/g).

За разлика од неговиот калциумов аналог, аутинитот, минералот не флуоресцира. Минералот е многу кршлив. Неговата тврдост на Мосовата скала е помеѓу 2 и 2,5.

 Појава и локалитети 
мини|Парагенеза на касолит (жолт, ацикуларен) со торбернит (зелен, плочест)
Торбернитот се формира како секундарен минерал во зоната на оксидација на ураниумските руди. Често се среќава во парагенеза со автонит, метаторбернит, уранинит, зеунерит и, многу ретко, со гаутиерит. 

Торбернитот е релативно чест, а низ целиот свет има повеќе од 1100 документирани локалитети познати до 2022 година  Во Германија е познат не само според неговиот типски локалитет Јохангеоргенштат, туку и од други области во Рудните Планини, како и од Црната Шума, Фихтелските Планини, Баварската Шума, Тирингиската Шума . Понатамошни локалитети се во Аргентина, Австралија, Австрија, Белгија, Боливија, Бразил, Канада, Чиле, Кина, Чешка, Демократска Република Конго, Франција, Габон, Ирска, Италија, Јапонија, Мадагаскар, Мексико, Намибија, Норвешка, Полска, Португалија, Романија, Словачка, Словенија, Шпанија, Јужна Африка, Швајцарија, Таџикистан, Узбекистан, Обединетото Кралство и САД. 

 Мерки на претпазливост 
мини|Примерок од торбернит од рудникот Маргабал во Средни Пиринеи, Франција
Поради вродената отровност на ураниумските соединенија, примероците од овој минерал треба да се чуваат во херметички затворени стаклени тегли.

 Наводи 

N. J. Calos, C. H. L. Kennard: Crystal structure of copper bis(uranyl phosphate) octahydrate (metatorbernite), Cu(UO2PO4)2·8(H2O) In: Zeitschrift für Kristallographie 1996, 211, 701–702 (PDF 85.1 kB) 
List of localities for torbernite at Mineralienatlas (German) and at Mindat (English).
L. N. Warr: IMA–CNMNC approved mineral symbols In: Mineralogical Magazine 2021, 85 291–320 (PDF 320 kB) 
A. F. Hallimond: The crystallography and dehydration of torbernite In: Mineralogical Magazine 1916, 17 (82), 326–339 (PDF 559 kB)
A. F. Hallimond: Meta-torbernite I. Its physical properties and relation to torbernite In: Mineralogical Magazine 1920, 19 (89), 43–47 (PDF 228 kB)
J. W. Anthony, R. A. Bideaux, K. W. Bladh, M. C. Nichols (Eds.): Torbernite In: Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America 2001 (PDF 63 kB)
E. H. Nickel, M. C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009 ( http://cnmnc.main.jp/IMA2009-01%20UPyear%20160309.pdf PDF 1.82 MB])
F. Klockmann: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie 1978, 16, Enke, Stuttgart, 655 pages. 
A. J. Locock, P. C. Burns: Crystal structures and synthesis of the copper-dominant members of the autunite and meta-autunite groups: torbernite, zeunerite, metatorbernite and metazeunerite In: The Canadian Mineralogist 2003, 41, 489–502 (PDF 2500 kB)
A. J. Locock, P. C. Burns: The crystal structure of synthetic autunite, Ca[(UO2)(PO4)]2(H2O)11 In: American Mineralogist 2003, 88, 240–244 (PDF 408 kB)
E. S. Makarov, K. I. Tobelko: Crystal structure of metatorbernite In: Doklady Akademii Nauk SSSR 1960, 131, 87–89


M. Ross, H. T. Evans Jr., D. E. Appleman: Studies of the torbernite minerals. II. The crystal structure of metatorbernite In: American Mineralogist 1964, 49, 1603–1621 (PDF 1126 kB)
A. C. Stergiou, P. J. Rentzeperis, S. Sklavounos: Refinement of the crystal structure of metatorbernite In: Zeitschrift für Kristallographie 1993, 205 1–7 (PDF 391 kB)
K. H. Strunz, E. H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System 2001, 9, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart, 524 pages. 

K. Walenta: Beiträge zur Kenntnis seltener Arsenatmineralien unter besonderer Berücksichtigung von Vorkommen des Schwarzwaldes In: Tschermaks mineralogische und petrographische Mitteilungen (Mineralogy & Petrology) 1964, 9 (3), 252–282 (online)

T. A. Olds, J. Plášil, A. R. Kampf, R. Škoda, P. C. Burns, J. Čejka, V. Bourgoin and J.-C. Boulliard: Gauthierite, KPb[(UO2)7O5(OH)7]·8H2O, a new uranyl-oxide hydroxy-hydrate mineral from Shinkolobwe with a novel uranyl-anion sheet-topology In: European Journal of Mineralogy 2017, 20, 129–141 (Weblink)

 Надворешни врски 





Категорија:Четириаголни минерали
Категорија:Радиоактивни минерали
12
Категорија:Фосфатни минерали