La ianthinite (simbolo IMA: Ian[4]) è un minerale di uranio piuttosto raro della classe dei minerali "ossidi e idrossidi". La sua composizione chimica è U4+2[(UO2)4|O6|(OH)4] • 9H2O.[5][6]
Già nell'ottava edizione della sistematica minerale secondo Strunz, obsoleta dal 1977, la ianthinite apparteneva alla classe minerale degli "ossidi e idrossidi" e lì alla sottoclasse degli "idrossidi", dove ha dato il nome alla "serie della ianthinite" con il sistema nº IV/F.11 che compone con l'altro membro masuyite.
Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß, che si basa ancora su questa classificazione classica di Strunz per considerazione verso i collezionisti privati e le collezioni istituzionali, al minerale è stato assegnato il sistema e il numero di minerale IV/H.01-10. In questa Sistematica ciò corrisponde anche alla classe degli "ossidi e idrossidi" e da lì al reparto "uranil([UO2]2+)-idrossidi e idrati", dove la ianthinite insieme a studtite, metastudtite, schoepite, metaschoepite, paulscherrerite, heisenbergite e paraschoepite (stato minerale dubbio)[6] forma un gruppo indipendente ma senza nome.[8]
La classificazione dei minerali di Dana classifica la ianthinite nella classe degli "ossidi e idrossidi", ma anche nella divisione degli "ossidi contenenti uranio e torio". Qui è l'unico membro del gruppo senza nome 05.06.01 all'interno della sottodivisione "Uranio e ossidi contenenti torio con uranio polivalente".
La ianthinite contiene nella sua struttura sia l'uranio nello stato di ossidazione +6 (sotto forma dello ione uranile UO2+2) che nello stato di ossidazione +4 (U4+). Gli ioni uranile mostrano una coordinazione pentagonale-bipiramidale classica, con gli atomi di ossigeno uranilico che rappresentano le estremità della piramide e gli ioni ossido (O2−) e idrossido (OH−) coordinati in posizioni equatoriali. Gli ioni U4+, d'altra parte, mostrano una coordinazione ottaedrica distorta. Questi poliedri di uranio sono collegati tra loro tramite atomi di ossigeno (costituiti da O2−, OH− e H2O) e formano strati che sono tenuti insieme dall'acqua cristallina per mezzo di legami idrogeno. La formula [U4+2(UO2)4O6(OH)4(H2O)5 determinata da Peter Burns et al. sulla base dell'analisi della struttura a singolo cristallo separa le molecole d'acqua trovate: quattro molecole d'acqua (tra parentesi quadre) si trovano all'interno degli strati, cinque molecole d'acqua si trovano tra gli strati e li trattengono insieme. L'analisi della struttura cristallina mostra anche che in alcune aree del reticolo cristallino l'uranio-(IV) è già parzialmente ossidato a uranio-(V) o uranio-(VI).
A causa della presenza di ioni U4+, la ianthinite è anche considerata una struttura modello per la dissoluzione ossidativa del combustibile nucleare esaurito, in quanto gli ioni plutonio Pu4+, che sono molto simili per raggio ionico, lunghezze di legame con ossigeno e valenza chimica, potrebbero teoricamente occupare i siti reticolari degli ioni U4+.[3]
Proprietà
La ianthinite è moderatamente radioattiva a causa del suo contenuto di uranio fino al 78,3% in peso. Tenendo conto della serie di decadimento naturale, viene data un'attività specifica di circa 140,1 kBq/g per la ianthinite[2] (per confronto: il potassio naturale ha un'attività specifica pari a 0,0312 kBq/g).
Il minerale è instabile nell'aria e si trasforma in schoepite o metaschoepite attraverso l'ossidazione.
La ianthinite si presenta in paragenesiconuraninite, uranofane e con idrati di ossido di uranile come becquerelite e vandendriesscheite. È quasi sempre associata all'uraninite primaria e si verifica anche associata a uranilcarbonati come la rutherfordine e la wyartite.[7] Tuttavia, la formazione della ianthinite è relativamente poco conosciuta. La ianthinite potrebbe essere formata da un'ossidazione incompleta dell'uraninite, tuttavia, la sintesi in laboratorio della ianthinite dalle soluzioni richiede una riduzione parziale dell'uranio-(VI). Tuttavia, l'associazione della iantinite con i minerali carbonatici sembra indicare che ambienti anaerobici o debolmente riducenti favoriscano la formazione del minerale.[3] Altri minerali associati alla ianthinite sono la kasolite, la parsonsite, la dewindtite e la fourmarierite.[7]
La paragenesi di gran lunga più importante è quella con schoepite, metaschoepite e paraschoepite a causa dell'instabilità dello stato di ossidazione +4 dell'uranio in ianthinite.[10] Nel 1999, Walenta descrive l'alterazione osservata in un campione minerale da ianthinite a schoepite dal pozzo di Clara nel 1997. Al momento della scoperta, i cristalli lunghi 1,5 mm erano in gran parte conservati come ianthinite e mostravano solo trasformazioni ai bordi dei cristalli, mentre Walenta è stato in grado di rilevare ianthinite solo in alcuni punti dello stesso campione minerale dopo meno di due anni.[11]
Oltre alla sua località tipo, la Miniera di Shinkolobwe, il minerale si trova anche nella Repubblica Democratica del Congo nella miniera di Musonoi vicino a Kolwezi e nella miniera di Smbbo.[12]
Si trova in cristalli tabulari, prismatici e aghiformi, sino a 2 mm di lunghezza, frequentemente in aggregati polisintetici. Si rinviene anche in croste di cristalli aciculari, in vene a struttura fibroso-lamellare e in rosette fibroso-raggiate.[14]
La ianthinite di solito sviluppa cristalli lucidi metallici viola scuro con un habitus aghiforme. Nella ianthinite, l'uranio si presenta in entrambi gli stati di ossidazione +6 e +4. A causa dell'instabilità dello stato di ossidazione +4 all'ossigeno atmosferico, gli aghi viola si alterano lentamente e quindi spesso mostrano un rivestimento giallo di schoepite ([(UO2)4|O|(OH)6] • 6H2O) o metaschoepite ((UO3) • 2H2O).[10]
^abc(EN) Ianthinite (PDF), in Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001. URL consultato il 2 giugno 2024.
^(DE) Stefan Weiß, Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018, 7ª ed., Monaco, Weise, 2018, ISBN978-3-921656-83-9.
^(FR) Claude Guillemin, Minéraux d'uranium du Haut Katanga, 1958.
Bibliografia
(EN) Hugo Strunz e Ernest Henry Nickel, Strunz Mineralogical Tables. Chemical-structural Mineral Classification System, 9ª ed., Stoccarda, E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), 2001, ISBN3-510-65188-X.
