La bergenita es un fosfato de uranilo poco común del grupo más específico de la fosfuranilita. La lámina de tipo fosfuranilita en la bergenita es un nuevo isómero del grupo, con los tetraedros de fosfato de uranilo que varían en una orientación arriba-arriba-abajo, igual-igual-opuesto (uuduudSSOSSO). Todas las muestras de bergenita se han encontrado en antiguos vertederos de minas. Los minerales de uranilo son un componente importante de los depósitos de uranio . [1]
Las fosfuranilitas son uno de los dos grupos principales de la serie de los uranilo y son los minerales de uranio más numerosos . Los fosfatos de uranilo incluyen 45 minerales diferentes, al menos 16 de los cuales pertenecen a la topología de tipo fosfuranilita, entre los que se incluyen la dumontita, la vanmeersscheíta, la upalita y la más característica, la fosfuranilita. Como explican Frost et al., los fosfatos de uranilo presentan diversas características químicas y estructurales, que a menudo exhiben las condiciones geoquímicas presentes durante la formación. [5]
La composición química dada por Locock y Burns se determinó mediante un examen cualitativo con microsonda electrónica en una Supersonda JEOL JXA-8600 a un voltaje de 15 kV y una corriente de 0,9 nA. La composición ideal de la bergenita es Ca2Ba4 [ (UO2)3O2 ( PO4 ) 2 ] 3 ( H2O ) 16 . [ 1 ] El calcio y el bario se sustituyen entre sí, con el llenado preciso del sitio Ba(1) 96,8% Ba y 3,2% Ca, y el sitio Ba(2) que contiene 87,9% Ba y 12,2% Ca, con Frost (2007) asumiendo que no hay vacantes y solo sustitución de Ca y Ba. Estos resultados dan la fórmula idealizada de Ba4/3Ca2/3. Un análisis con microsonda dio porcentajes de óxido de P2O5 10,96%. UO3 62,54%, BaO13,96% , CaO 2,44% y HrO 10,06%. [6]
Los minerales de uranilo en general son muy complejos, y se desconocen dos tercios de las estructuras de las 173 especies. La bergenita, como otros minerales de fosfuranilita, consiste en láminas de fosfato de uranilo . La lámina de fosfato de uranilo de la bergenita es un nuevo isómero geométrico del grupo que difiere en la orientación de los tetraedros de fosfato y contiene H 2 O junto con cationes de calcio y bario en la capa intermedia. La estructura se determinó mediante métodos directos. Como propusieron Frost et al., las bipirámides pentagonales de uranilo comparten bordes entre sí y luego se conectan a las bipirámides hexagonales de uranilo en ambos lados. Las bipirámides hexagonales luego se unen con tetraedros de fosfato para formar láminas que se conectan a cadenas pentagonales adyacentes. Los tetraedros de fosfato que mantienen juntas las cadenas de uranilo muestran una orientación arriba-arriba-abajo-arriba-arriba-abajo, mismo-mismo-opuesto (uuduudSSO). [5]
Dos unidades de fórmula de la celda unitaria contienen tres bipirámides pentagonales de UO 2 O 5 , dos bipirámides hexagonales de UO 2 O 5 y tres tetraedros de PO 4 . El sitio Ba(1) está en coordinación 11 veces con los átomos de oxígeno de los poliedros de UO 2 , y el sitio Ba(2) está en coordinación diez veces con los iones de UO 2 y H 2 O. [1] También se incluyen en la estructura de la bergenita moléculas de agua unidas por hidrógeno , con la red mostrando enlaces de H muy débiles a fuertes . La inconsistencia de los enlaces originalmente causó confusión sobre si era H 2 O u OH dentro del mineral, pero observaciones posteriores de los espectros Raman demostraron que era agua. Es la ubicación de las moléculas de agua lo que determina la estabilidad de la estructura. [5] Las posiciones de los hidrógenos en la celda unitaria permanecen sin descubrir.
La bergenita se forma como una costra de color amarillo oscuro con cristales pequeños y delgados con forma de aguja, bien desarrollados. [7] Una descripción original de la bergenita es la simetría ortorrómbica y una densidad mayor a 4,1 g/cm 3 . [1]
Las fosfuranilitas suelen precipitarse a partir de soluciones que contienen uranio , fósforo , potasio y calcio . La mayoría de las fosfuranilitas y todas las muestras de bergenita se generan a partir de los desechos de varias minas. Se trata de un proceso de baja temperatura y, a menudo, de baja presión. La bergenita se presenta en fracturas de cuarzo , moscovita y plagioclasa , especialmente a lo largo de los planos de clivaje . [7]
La bergenita se descubrió por primera vez en un vertedero de mina ahora abandonado del pozo SDAG Wismut 254 en Mechelgrun, distrito minero de Vogtland, Sajonia , Alemania, cerca de la ciudad de Bergen, Baja Sajonia . También se han encontrado otras muestras en depósitos de uranio en la Selva Negra , Alemania , y en mineral de uranio grafítico en Corea del Sur . [ cita requerida ]
Los fosfatos de uranilo se estudian por cuestiones medioambientales, ya que están relacionados con la hidratación-oxidación del combustible nuclear usado. [5] Como sugiere Burns, los minerales de uranilo afectan la concentración de uranio en las aguas subterráneas y los sistemas circundantes. [8]