Международная команда учёных, возглавляемая кристаллографом из Санкт-Петербургского государственного университета, смогла определить структуру редкого минерала урамфита. Минерал был открыт более 70 лет назад на засекреченном месторождении в Киргизии.

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.

В 1990-х годах информация стала доступной, и выяснилось, что урамфит обнаружили в ураново-угольном месторождении Тура-Кавак на территории современной Киргизской Республики.

Редкий минерал относится к урановым слюдкам — группе вторичных минералов урана с разнообразными составами. Эти минералы ярко светятся, что использовалось в фотографии как тонер и усилитель серебряной фотопечати. Сейчас это свойство служит диагностическим признаком минералов этой группы.

Образец урамфита, найденный в 1950-х годах, был изучен разными методами, но не удалось получить чёткое представление о строении минерала. В 2023 году этот минерал был вновь обнаружен на отработанном месторождении Бештау в Ставропольском крае, на Северном Кавказе.

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.

Профессор СПбГУ (кафедра кристаллографии) 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.

Источник: СПбГУ
Фото на главной: @freepik на freepik.com