{{ osCmd }} K
✕

Samarskit

Samarskitt er en sjelden, kompleks oksidmineral som inneholder sjeldne jordelementer, uran, thorium og niobium, kjent for sin mørke farge, glassaktig til resinøs glans og høy grad av metamiktisering som følge av intern radioaktivitet.
Samarskitt Mineraldata
Kjemisk formel (Y,Fe³⁺,Fe²⁺,U,Th,Ca)(Nb,Ta,Ti)₅O₁₆ (Samarskitt-(Y))
Mineralgruppe Oksidgruppen (Samarskittgruppen)
Krystallografi Orthorombisk (rom: Pbnm) — Vanligvis metamikt (amorft på grunn av strålingsskader)
Gitterkonstant a = 4,92 Å, b = 5,69 Å, c = 5,21 Å (for opplokket / oppvarmet materiale)
Krystallvane Prismatiske til plateformet krystaller, mykelfølgende eller massive aggregater, rundede steiner.
Optisk fenomen Isotrop (på grunn av metamikt tilstand); viser røde indre refleksjoner på tynne kanter under høyintensitet lys.
Fargeområde Svart velvet, mørk rødfarget brun, brunefarget svart, stålsvart.
Mohs hardhet 5.0 - 6.0
Knoophårdhet Moderat til hard (brøk, moderat skravetmotstand)
Rekke Mørk rødbrun til svartbrun
Brytningsindeks (RI) n = 2,10 - 2,25 (Isotropisk på grunn av metamiktisering)
Optisk Tegn Isotrop (Metamikt); naturlig anisotrop når den ikke er skadet eller rekristallisert.
Pleokroisme Ingen (I metamikt tilstand)
Spredning Ikke bestemt (Gjennomsiktig til nesten gjennomsiktig)
Termisk konduktivitet Lav (typisk for komplekse metamiktoksidmineraler).
Elektrisk ledningsevne Dårlig leder / Isolator
Absorpsjonsspektrum Stark absorpsjon over hele synlig spektrum; mørkebrun rødt gjennomlysning i tynde splinter.
Fluorescens Ikke-fluorescerende i naturlig tilstand (kan fluorescere etter oppvarming/fusjon).
Egenvekt (SG) 5,2 - 5,7 g/cm³ (Varierer med uran/thoriuminnhold og grad av forandring)
Luster (Polsk) Vitreøs til resinøs, skinnende undermetallisk på friske brudd; mørk når den er værskadet.
Gjennomsiktighet Mørk rødbrunn, gjennomsiktig til halv gjennomsiktig i svært tynde splinter.
Spalting / Brudd Ufullkommenhet på {010} / Konkoid til under-konkoid.
Tøffhet / Utholdenhet Sprø
Geologisk Forekomst Seldne-element granittpegmatitter, komplekse granittpegmatitter og detritale plasserforekomster.
Inkluderinger Columbite, fergusonite, zirkon, uranitt og alterasjonshaloer i omgivende kvarts/feldspat.
Løselighet Ikke løselig i vann; dekomponeres av koncentrert varm svovelsyre eller fluoridsyre.
Stabilitet Strukturelt skadet over geologisk tid via egenstråling (metamiktisering); termisk ustabil over omkristalliseringstemperaturer (~700°C).
Tilknyttede mineraler Columbite, monazitt, zirkon, uranitt, beryll, turmalin, albitt og kvarttt.
Typiske behandlinger Ingen (Samlingsmineral; sjelden skåret eller polert på grunn av radioaktivitet).
Bemerkelsesverdig prøve Historiske eksemplar fra Miass-lagret, Ilmenfjellene, Sør-Uralene, Russland; bevarte i store naturhistoriemuseer verden over.
Etymologi Navngitt i 1847 av Heinrich Rose i æresminne til Vasily Samarsky-Bykhovets, en russisk myringsingeniør og embedsmand. Historisk betydningsfull som kilden der det kjemiske elementet Samarium (Sm) ble isolert.
Strunz-klassifisering 04.DB.25 (Oksider: Metall:Oksygen = 1:2 og lignende; med store og mellomstore kationer)
Typiske lokaliteter Ilmenfjellene, Chelyabinsk oblast, Russland (Typelokale); Mitchell County, North Carolina, USA; Madagaskar; Minas Gerais, Brasil.
Radioaktivitet Veldig høy (Inneholder betydelige koncentrationer av U og Th; radioaktiv stråling krever sikkerhetsprotokoller).
Giftighet Høyt risiko på grunn av radioaktivitet (gamma/alfa-stråling) og uran/thorium-kjemisk toksisitet. Lagre i ventilerte blylappede beholdere, håndter med tongs eller handsker, unngå å puste inn støv.
Symbolikk & Betydning Historiskt viktig i mineralogi og kjemi som den første mineralen fra hvilken et kjemisk element (Samarium) ble oppkalt etter en person. Høyt verdset av sjeldne element- og radioaktive mineral samler.

Samarskitt er et komplekst sjeldne jordoksid-mineral som forekommer hovedsakelig i granittiske pegmatitter og andre svært utviklede magmatiske steiner. Navnet Samarskitt refererer generelt til en mineralgruppe som historisk har vært delt inn i flere tett beslektede arter, med samarskitt-(Y) som en av de viktigste anerkjente medlemmene. Disse mineralene er kjennetegnet ved høye konsentrasjoner av yttrium og andre sjeldne jordelementer, sammen med uran, thorium, jern, niobium, tantal, titanium og oksygen. Deres komplekse sammensetning speiler de svært fraksjonerte geologiske miljøene der de dannes.

Samarskitt forekommer typisk som massive, granulære eller uregelmessige aggregater, selv om godtformede krystaller også kan utvikles. Krystaller er vanligvis svarte, brunsvarte eller mørkebrune, og friske overflater kan vise en undermetallisk til resinøs utseende. Mineralet har generelt en høy spesifikk tyngde på grunn av sin betydelige innhold av tungt elementer som sjeldne jordelementer, uran, thorium og niobium. Fargen, tettheten, sammensetningen og forekomsten i sjeldne element-pegmatitter er viktige egenskaper som brukes ved identifisering av det.

Den kjemiske sammensetningen av samarskit er variabel på grunn av omfattende substitusjon mellom sjeldne jordelementer og andre kationer. Samarskit-(Y), for eksempel, domineres av yttrium blant sjeldne jordelementer, mens uran og thorium kan opptre i viktige strukturelle posisjoner. Niob er også en viktig bestanddel, og tantal kan erstattes av niob i varierende grad. Denne sammensetningsvariasjonen er typisk for mange komplekse oksidmineraler som er knyttet til geologiske systemer rike på sjeldne elementer. Samarskit er også kjent for sine radioaktive egenskaper. Uran og thorium innlemmet i dens struktur kan produsere målbare radioaktiviteter, og langvarig radioaktiv nedbrytning kan skade mineralets krystallstruktur. Dette prosessen kan føre til metamiktisering, hvor et opprinnelig kristallint mineral blir delvis eller utbredt uorden på atomnivå. Som et resultat kan de fysiske egenskapene til individuelle samarskitprøver variere betraktelig avhengig av graden av strålingsskader og forandringer.

I mineralogiske studier er samarskit spesielt viktig som et eksempel på et komplekst sjeldne jord- og niobiumholdig oksyd. Det kan inneholde en bred rekke økonomisk og vitenskapelig betydningsfulle elementer, inkludert yttrium, uran, thorium, niobium, tantalum og ulike lanthanider. Dets forekomst er derfor tett knyttet til geo kjemisk konsentrasjon av upassende elementer under de siste stadiene av magmatiske krystallisasjoner.

Historie og navn på samarskit

Historien til samarskitt er tett knyttet til studiet av sjeldne jordelementer på 1800-tallet. Mineralen ble oppkalt i æresbetydning til Vasili Evgrafovich Samarsky-Bykhovets, en russisk myntingsoffiser. Navnet ble senere brukt på en gruppe kjemisk komplekse mineraler som inneholder sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium, tantal og relaterte elementer. Samarskitt ble spesielt viktig i tidlig forskning på sjeldne jordelementer fordi kjemiske analyser av prøver avslørte uvanlige og tidligere dårlig forståtte kombinasjoner av elementer. Under 1800- og tidlig 1900-tall bidro undersøkelser av mineraler som samarskitt til den videre utviklingen av kjemi for sjeldne jordelementer og hjalp til å vise komplikasjonen i naturlige mineraler med sjeldne jordelementer.

Den moderne mineralklassifikasjonen har forbedret den historiske bruk av navnet. I stedet for å behandle alt samarskittmateriale som et enkelt kjemisk homogent mineral, erkjenner mineralogiske studier distinkte arter innenfor samarskittgruppen basert på deres dominerende elementer og krystallkjemiske egenskaper. Samarskitt-(Y) er en av de viktigste artene, mens relaterte sammensetninger skiller seg etter det dominerende sjeldne jordelementet som opptar det relevante strukturelle plassen.

Studiet av samarskitt har også gitt nyttig informasjon om radioaktivt mineralforvitring. Fordi uran og thorium kan bli inkludert i dens struktur, kan naturlig radioaktiv nedbrytning gradvis forstyrre dens krystallgitter. Noen prøver vil derfor bevare bevis for strålingsskader, forvitring og senere rekristallisering. Disse egenskapene gjør samarskitt relevant ikke bare til mineralklassifisering, men også til studier av mineralstabilitet og atferden til radioaktive elementer i geologiske miljøer.

Oppbygging og geologisk forekomst av samarskit

Samarskitt dannes primært i svært utviklede, sjeldne-elementrike magmatiske miljøer, spesielt granittiske pegmatitter. Disse geologiske miljøene utvikles under de siste fasene av magmakrystallisering, når elementer som ikke lett kommer inn i strukturane til tidligere dannete mineraler blir konsentrerte i den gjenværende smelten. Sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium, tantal og titanium kan bli rike på disse restflytene og smelten, og gir de kjemiske forholda som er nødvendige for dannelse av komplekse oksidmineraler som samarskitt.

Innenfor pegmatittene forekommer samarskit ofte sammen med andre sjeldne-elementmineraler. Assosiert mineral kan inkludere kolombittgruppen-mineraler, tantalittgruppen-mineraler, euxenittgruppen-mineraler, fergusonitt, gadolinit, xenotym, monazitt, zirkon og ulike feldspater og kvarts. Den nøyaktige mineralassembléen avhenger av sammensetningen i den opprinnelige pegmatitten og graden av magmatiske fraksjonering. Samarskit er spesielt typisk for pegmatitter som er rike på niobium, yttrium, uran, thorium og andre uforenelige elementer.

Mineralet kan utvikle seg under relativt sene stadiet av pegmatittkristallisering, når den resterende smelten har gjennomgått betydelig kjemisk differensiering. Endringer i temperatur, trykk, væskekomposisjon, oksidasjonsstatus og tilgjengeligheten av flyktige komponenter kan påvirke hvilke sjeldne elementmineraler som kristalliserer. Fordi samarskit kan ta imot flere ulike elementer innenfor sin struktur, er det i stand til å danne seg i kjemisk komplekse miljøer der flere sjeldne elementfaser kan konkurrere om de samme komponentene. Samarskit kan også oppleve omfattende forandring etter den første kristalliseringen. Uran og thorium desintegrerer kontinuerlig over geologisk tid, og produserer strålingsskader innen kristallstrukturen. Dette kan føre til metamiktisering, som reduserer langtidsatomært orden og kan betydelig endre mineralets opprinnelige fysiske egenskaper. Hydrotermale væsker og vejringsprosesser kan videre forandre samarskit, og dette kan føre til omfordeling eller fjerning av noen elementer og produksjon av sekundære mineraler rundt eller innenfor forandrede korn.

Geologiske forekomster av samarskit er kjente fra en rekke sjeldne-element og sjeldne jordelementholdige pegmatittområder i hele verden. Viktige eksempler har vært rapportert fra granittiske pegmatitter i områder av Nord-Amerika, Europa, Afrika, Asia og andre områder der høyt fraksjonert felsisk magmatisme har konsentrert uforenelige elementer. Enkelte lokaliteter kan produsere samarskit med betydelig forskjellige proporsjoner av yttrium, sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium, tantal og titanium, noe som reflekterer forskjeller i kjemien og utviklingen til den gjennomgående geologiske systemet.

Kristallstruktur av samarskit

Samarskitt har en kompleks oksidstruktur som kan ta imot et bredt utvalg relativt store og sterkt laddede kationer. Strukturen domineres av oksygenatomer koordinert med niobium og andre kationer, mens yttrium, sjeldne jordelementer, uran, thorium, kalsium, jern og andre elementer kan oppta større strukturelle plasser. Omfattende elementers substitusjon er en av de definierende egenskapene ved samarskittgruppen-mineraler og bidrar til deres betydelige kjemiske variasjon.

Samarskitt-(Y), en av de viktigste artene i gruppen, beskrives vanligvis innenfor det monokline krystallsystemet. Imidlertid kan naturlige prøver vise betydelig strukturell uordning som følge av radioaktiv nedbrytning. Strålingen fra uran og thorium skader gradvis krystallgitteret, og forstyrre den regelmessige oppstillingen av atomer. I sterkt påvirkede prøver kan denne prosessen produsere en metamikt tilstand der den opprinnelige langdistanseskrystallins orden er redusert betydelig. Grad av metamiktisering varierer mellom prøver og avhenger av faktorer som uran- og thoriumkonsentrasjon, geologisk alder og historien til mineralen etter krystallisering. Oppvarming kan noen ganger gjøre det mulig å gjenopprette deler av den opprinnelige krystallstrukturen, noe som lar forskere studere sammenhengen mellom den opprinnelige mineralstrukturen og dens strålingsskadede tilstand. Dette oppførsel er en av grunnene til at samarskitt har blitt undersøkt i studier om strålingsskader i naturlige mineraler.

På grunn av sin komplekse kjemi og strukturell uorden kan samarskit vise betydelig variasjon i fysiske egenskaper. Krystallografiske studier må derfor skille mellom relativt godt bevart materiale og sterkt metamikt prøver. Kjemisk analyse, røntgendiffraksjon og spektroskopiske teknikker kan brukes sammen for å karakterisere sammensetning og strukturell tilstand.

Kjemisk sammensetning av samarskit

Den kjemiske sammensettingen til samarskitt er svært variabel fordi dens krystallstruktur kan omfatte mange elementer gjennom omfattende ionisk substitusjon. Samarskitt-(Y), en av de viktigste artene knyttet til samarskittgruppen, er kjennetegnet ved yttrium som dominerende element på den relevante store-kationssiden. Imidlertid kan andre sjeldne jordelementer, inkludert erbium, ytterbium, gadolinium, dysprosium og andre lanthanider, erstattes for yttrium i forskjellige proporsjoner. Kalsium og andre store kationer kan også forekomme i strukturen.

Niobium er en viktig bestanddel av samarskit, mens tantal kan erstattes delvis av niobium. Uran og thorium finnes også ofte og utgjør mye av mineralets høye tetthet og naturlige radioaktivitet. Tilleggs-elementer som titanium, jern, mangan, zirkonium og bly kan forekomme i små eller variabel mengde. Den nøyaktige sammensettingen avhenger sterkt av den geologiske miljøet og kjemiske utviklingen i det mineralbildende systemet.

På grunn av denne omfattende substitusjonen samskittprøver fra naturen sjelden følger en enkel fast sammensetning basert kun på noen få hovedelementer. Kjemiske analyser er derfor viktige for å skille forskjellen mellom samskittgruppen-mineraler og bestemme de dominerende elementene i deres strukturer. Fordelingen av sjeldne jordelementer kan også gi informasjon om forholdene under hvilke mineralen kristalliserte og graden av differensiering som opplevd av den vertsepegmatitten.

Fysiske egenskaper ved samarskit

Samarskitt er vanligvis svart, brunsvart, mørkbrun eller nesten u gjennomsiktig i håndprøver. Streken er generelt mørkbrun til rødlige brun, selv om nøyaktig strekkfarge kan variere med sammensetning og forvitring. Luster varierer fra resinsk til undermetallisk, og friske overflater kan se relativt reflekterende ut sammenlignet med veide eller sterkt forvitret materiale.

Hårdheten til samarskitt er vanligvis rundt 5 til 6 på Mohs skala, selv om målinger kan variere avhengig av prøvens grad av forandringer og strålingsskader. Dens spesifikke tyngde er relativt høy, vanligvis i omtrentlig område fra 5,0 til 5,8. Den høye tettheten skyldes innholdet av tunge elementer, spesielt sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium og tantal. Samarskitt forekommer vanligvis som masse eller granulært materiale snarere enn som store, godt utviklede krystaller. Når krystaller er tilstede, kan de være kort-prismatiske eller uregelmessig utviklet, og krystallflater kan være endret eller skjult av forandringer. Skjærbarhet er vanligvis upresis eller dårlig utviklet, mens brudd kan være usymmetrisk til underkonsoid. Sterkt metamikt prøver kan vise fysiske egenskaper som skiller seg fra de relativt godt bevarte kristallinske materialet.

En av de mest kjennetegnende fysiske egenskapene til samarskit er dets radioaktivitet. Prøver som inneholder betydelig uran og thorium kan produsere målbare stråler. Intensiteten varierer betraktelig etter kjemisk sammensetning, spesielt konsentrasjonen av radioaktive elementer. Derfor bør radioaktive prøver av samarskit håndteres og lagres passende, spesielt når de er store eller inneholder uvanlig høye konsentrasjoner av uran eller thorium.

Optiske egenskaper ved samarskit

Samarskitt er vanligvis opak eller nesten opak i vanlige håndprøver på grunn av sin mørke farge og komplekse sammensetning. Tynne fragmenter eller seksjoner kan gi mer informasjon under gjennomlysning eller reflektert lysmikroskopi, selv om omfattende metamiktisering og forandringer kan gjøre optisk identifisering mer komplisert. Mineralet forekommer vanligvis mørkebrun, brunbrun eller svart i reflekterte eller gjennomlysede observasjoner, avhengig av tykkelse og grad av forandring. Indre refleksjoner kan noen ganger være synlige i polerte seksjoner. Dets optiske oppførsel kan variere betraktelig mellom prøver på grunn av at den kjemiske sammensetningen og strukturelle tilstanden ikke er konstant.

Kombinasjonen av mørk farge, høy tetthet, kompleks kjemi og ofte sammenheng med andre sjeldne elementoksyder gjør at optiske egenskaper alene er utilstrekkelige for en definitiv identifisering. Mineralogilaboratorier kombinerer vanligvis optiske observasjoner med kjemisk analyse og krystallografiske eller spektroskopiske metoder når nøyaktig artidentifisering kreves.

Typer og variasjoner av samarskit

Navnet Samarskite har historisk vært brukt for en gruppe nært beslektede sjeldne jord- og niobiumholdige oksyddemineraler. Modern mineralklassifisering skiller mellom individuelle arter etter deres dominerende elementer og krystallkjemiske egenskaper. De mest vanlig diskuterte medlemmene og relaterte sammensetninger inkluderer:

  • Samarskitt-(Y) — Et yttriumdominert samarskitgruppe-mineral og den viktigste arten som er knyttet til navnet Samarskitt. Det inneholder ofte betydelig uran, thorium, niobium, tantal, jern, titanium og andre sjeldne jordelementer.
  • Samarskitt-(Yb) — En relatert art der ytterbium er dominerende blant de relevante sjeldne jordelementer. Den tilhører samme bredere kjemiske og strukturelle familie, men skiller seg ved sin dominante sjeldne jordkomponent.
  • Samarskittgruppa-mineraler — En bred klassifisering som dekker tett relaterte sjeldne jordstoffer, uran, thorium, niob og tantaloksyder. Sammensetningene kan overlappe betraktelig på grunn av omfattende elementære substitusjoner.
  • Metamikt samarskit — Ikke en egen mineralart, men en beskrivelse som ofte brukes om samarskitt som har opplevd betydelig strålingsskade. Uran og thoriumnedbryting kan gradvis forstyrre den opprinnelige krystallgitteret og redusere dens langtidsstrukturordning.

Fordi samarskitt-gruppen-mineraler kan inneholde mange elementer i variabel prosent, kan historisk litteratur bruke ordet Samarskitt mer generelt enn det moderne mineralogiske klassifiseringen gjør. Når en prøve blir formelt identifisert, er dens kjemiske sammensetting og strukturelle egenskaper viktige for å bestemme den passende arten.

Radioaktivitet og metamiktisering

Nåværelsen av uran og thorium er en viktig egenskap hos mange samarskitprøver. Disse radioaktive elementene gjennomgår naturlig nedbrytning og slipper ut energiske partikler som gradvis skader den omkringliggende krystallgitteret. Over geologiske perioder kan akkumulert strålingsskade redusere strukturell orden i mineralet betydelig.

Denne prosessen kalles metamiktisering. Et sterkt metamikt samarskitprøve kan beholde den eksterne utseendet og den generelle kjemiske sammensetningen av det opprinnelige mineralen, mens den mister mye av sitt opprinnelige langrekke kristallin orden. Når strukturell orden minker, kan egenskaper som hardhet, tetthet, optisk oppførsel og røntgen diffraksjonsegenskaper også endre seg. Omfanget av metamiktisering avhenger av flere faktorer, inkludert konsentrasjonen av uran og thorium, alderen til prøven, hastigheten på radioaktiv nedbrytning og mineralens geologiske historie. Noen samarskitter forblir tilstrekkelig kristallin for konvensjonell krystallografisk analyse, mens annet materiale kan være omfattende metamikt.

Oppvarmingseksperimenter har vist at strålingsskadete mineraler kan gjennomgå strukturell gjenoppretting under passende betingelser. Under termisk behandling kan deler av det uordnede materialet rekristallisere, og produsere diffraksjonsskjemam som er mer relatert til den opprinnelige krystallinske strukturen. Dette oppførsel har gjort samarskit og relaterte uran- og thoriumholdige mineraler til nytte naturlige materialer for å studere strålingsskader og strukturell gjenoppretting i geologiske materialer.

Samarskite i granittiske pegmatitter

Samarskitt er spesielt knyttet til granittiske pegmatitter som har gjennomgått omfattende magmisk differensiering. Pegmatitter dannes fra de siste delene av felsiske magmaer og kan bli sterkt forsterket i elementer som blir utelatet fra de viktigste bergbildende mineralene under tidlig krystallisation. Disse restmøllene kan inneholde økte koncentrasjoner av sjeldne jordelementer, niobium, tantal, uran, thorium og andre uforenelige elementer.

Innendørs slike pegmatitter kan samarskitt forekomme som isolerte korn, uregelmessige masser eller aggregater sammen med andre sjeldne elementmineraler. Det finnes ofte sammen med mineraler tilhørende kolombitt-tantalitt-gruppen, samt euxenitt, fergusonitt, gadolinit, xenotym, monazitt, zirkon og andre tilleggsfaser. Mineralforbindelsene kan gi nyttig informasjon om den kjemiske utviklingen i pegmatitten og fordelingen av sjeldne elementer under dens krystallinisering.

Samarskitt kan også oppstå i ulike teksturposisjoner innen en enkelt pegmatitt. Noen korn dannes under relativt sen magmisk krystallisasjon, mens andre kan senere påvirkes av hydrotermal forandring. Forandrede korn kan utvikle sekundære mineralbelag, sprkker eller sammensetningsendringer som følge av interaksjon med senere fluider. Derfor kan en enkelt prøve bevare flere stadier av geologisk historie, inkludert primær krystallisasjon, radioaktiv skade og sekundær forandring.

Kjemiske og elementære assosiasjoner av samarskitt

Samarskitt er en viktig vert for en rekke sjeldne og høye feltstyrke-elementer. Yttrium og andre jord-ekte-elementer opptar ofte viktige strukturelle posisjoner, mens niobium er en viktig komponent i oksidrammeverket. Tantalum kan erstattes av niobium, og uran og thorium kan forekomme i betydelige konsentrasjoner. Mindre mengder titanium, zirkonium, jern, mangan, kalium og andre elementer kan også bli inkludert.

Fordelingen av sjeldne jordelementer i samarskitt er spesielt variabel. Yttrium kan dominere, men mineralet kan inneholde betydelige mengder av tung sjeldne jordelementer og mindre proporsjoner av andre lanthanider. Denne sammensetningsvariasjonen speiler de kjemiske forholdene i den opprinnelige smelten og konkurransen mellom ulike sjeldne elementmineraler under krystallinisering. Mineraler som xenotym, monazitt, fergusonitt og euxenitt kan ta imot noen av de samme elementene, så deres relative forekomst og sammensetting kan gi informasjon om utviklingen til pegmatitten.

Uranium og thorium er spesielt betydningsfulle fordi de påvirker både den kjemiske sammensetningen og den langvarige strukturelle tilstanden til samarskitt. Deres radioaktive nedbrytning produserer strålingsskader, mens de resulterende datterelementene kan gradvis akkumulere innenfor mineralen. Bly som produseres gjennom nedbrytning av uranium og thorium kan derfor bli en viktig komponent i eldre samarskittprøver. Kjemisk zonering og variasjoner i elementkonsentrasjoner kan også oppstå innenfor individuelle partikler.

Forekomst og mineralforbindelser

Samarskitt finnes vanligvis i sjeldne-element granittiske pegmatitter, spesielt de som er rike på yttrium, niobium, tantal, uran, thorium og andre upassende elementer. Disse pegmatittene er vanligvis forbundet med utviklet felsisk magmatisme og kan inneholde en rekke uvanlige tilleggsmineraler. Samarskitt kan forekomme i sentral- eller mellomsonene i pegmatittmasser, selv om nøyaktig posisjon avhenger av lokale kjemiske og strukturelle forhold.

Vanlige forbundne mineraler inkluderer feldspat, kvarts, muskovitt, albitt og turmalin, som utgjør store deler av mange granittiske pegmatitter. Mer spesialiserte forbund kan inkludere kolombittgruppen mineraler, tantalittgruppen mineraler, fergusonitt, euxenitt, xenotym, gadolinit, monazitt, zirkon og andre sjeldne elementoksid og fosfater. Nåværelsen av disse mineralene sammen med samarskit tyder ofte på et sterkt fraksjonert mineralbildende system.

Samarskitt kan også påvirkes av sen fase hydrotermal forandring. Fluer som beveger seg gjennom sprkker og korngrenser kan endre kjemisk sammensetning eller delvis erstatter det opprinnelige mineralen. Uran, thorium, sjeldne jordelementer og andre komponenter kan omfordeltes under forandring, og det kan potensielt dannes sekundære faser rundt det opprinnelige kornet. I værte pegmatitter kan samarskitt derfor forekomme sammen med en kompleks sammensetning av sekundære oksider, fosfater og hydret mineraller.

Bekjente lokalområder av samarskit

Samarskit er rapportert fra sjeldne-elementpegmatitter i flere deler av verden. Viktige forekomster inkluderer områder i USA, Canada, Brasil, Madagaskar, Norge, Sverige, Russland og andre områder med utviklede granittiske pegmatittsystemer. Samarskits sammensetning kan variere betydelig mellom lokaliteter, fordi hver forekomst reflekterer en unik kombinasjon av kildesteinskjegg, magmatiske utvikling, temperatur, flytaktivitet og senere alterasjon.

Noen kjente pegmatittområder har produsert relativt store eller kjemisk usuelle samarskitprøver. I Nord-Amerika har sjeldne element-pegmatitter i Appalacherommet gitt samarskit og andre yttrium- og niobiumholdige mineraler. Brasilianske og africanske pegmatitter er også viktige kilder til sjeldne jord- og niobiummineraler, mens skandinaviske pegmatitter har bidratt med historisk betydningsfulle prøver til mineralogiske samlinger.

Lokalitetsinformasjon er spesielt nyttig når man studerer samarskitt fordi kjemisk sammensetning kan variere betraktelig fra en forekomst til en annen. Analytiske data fra individuelle lokaler kan avsløre forskjeller i relativ førekomst av yttrium, tungt sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium, tantal og titanium. Slike variasjoner kan brukes til å undersøke geochemisk utvikling av pegmatittene der mineralen har dannet seg.

Slik identifiserer du Samarskitt

Samarskitt kan identifiseres ved en kombinasjon av dets mørke farge, relativt høy tetthet, hardhet, associasjon med sjeldne element-pegmatitter, og ofte radioaktiv sammensetning. Vanlige prøver er svarte til brunsvarte og kan ha en resinslik, undermetallisk eller noe sløyet glans. Mineralen forekommer vanligvis som uregelmessige korn eller massive aggregater snarere enn store, skarpt definerte krystaller. Dens høye spesifikke tyngde kan være oppsiktverdig når den sammenlignes med mange av de lettere silikatmineralene som finnes i samme bergart.

Radioaktivitet kan gi en ekstra indikasjon når uran- eller thoriumrike materialer er til stede. Imidlertid er radioaktivitet alene ikke tilstrekkelig for å identifisere, fordi mange andre mineraler også kan inneholde radioaktive elementer. En stråledetektor kan være nyttig ved skjæring av prøver, men laboratorieanalyse er nødvendig for å fastslå mineralarten og dens nøyaktige sammensetning. Samarskitt kan være vanskelig å skille visuelt fra andre mørke sjeldne elementoksyder som finnes i granittiske pegmatitter. Mineralesom euxenitt, fergusonitt, columbit-gruppen mineraler og bestemte altererte uranholdige oksider kan ha lignende farger og teksturer. Kjemisk sammensetning, krystallstruktur og mineralforbindelser er derfor mer pålitelige enn utseende alene.

For mineralogisk identifisering kan teknikker som elektronmikrosondanalyse, energidispersiv røntgenspektroskopi, røntgendiffraksjon, ramanspektroskopi og andre analytiske metoder brukes. Røntgendiffraksjon kan være spesielt utfordrende når et prøvestykke er sterkt metamikt, fordi strålingsskader reduserer intensiteten og klarheten i dens krystalline diffraksjonsmønster. I slike tilfeller kan kjemisk analyse og komplementære spektroskopiske metoder gi viktig ekstra informasjon.

Samarskit og lignende mineraller

Samarskitt forekommer sammen med flere andre mørke, høydensitets sjeldne element-mineraler, og å skille dem kan kreve analytisk testing. Noen av de mest relevante sammenlikningene inkluderer:

MineralHovedsammensetningVanlig utseendeKarakteristiske egenskaper
SamarskitYttrium, sjeldne jordelementer, uran, thorium, niobium, tantal, oksygenMørk til brunlig-mørk, resinsk til undermetalliskKomplekse sjeldne jordoksyder; vanligvis radioaktive og sterkt forbundet med utviklede pegmatitter
EuxenittYtterium, sjeldne jordelementer, kalsium, uran, thorium, titanium, niobiumSvart til brunlig-svartLiknende sjeldnelementsoksider, men kjennetegnet av en annen dominerende kjemisk og strukturell oppstilling
FergusonittYttrium, sjeldne jordelementer, niobium, oksygenBrun, gulllig brun eller svartNiobiumrikse oksyd med sammensetninger sentrert rundt fergusonittstrukturen
ColumbitJern, mangan, niobium, tantal, oksygenSvart til brunlig-svartVanligvis forbundet med niob-tantal-pegmatitter og har en annen kjemisk sammensetning enn samarskit
tantalittJern, mangan, tantal, niobium, oksygenSvart til mørkbrunTantalsjøkjemisk medlem av kolombittgruppen mineralserie
XenotymYttrium, fosfat, sjeldne jordelementerVanligvis gullfarget, brun eller rødfargetYtterphosphat i stedet for et komplekst niobholdig oksyd

Forskjellen mellom disse mineralene er spesielt viktig i sjeldne-elementpegmatitter fordi flere kan forekomme sammen innen samme stein. Visuelle egenskaper kan gi en første indikasjon, men definitiv identifikasjon avhenger vanligvis av kjemiske og krystallografiske data.

Bruk og vitenskapelig betydning av samarskit

Samarskitt har relativt begrenset direkte kommersiell bruk som mineralprøve sammenlignet med vanlige industrielle mineraler. Dets primære betydning er knyttet til mineralogisk forskning, sjeldne jord-geoekemi, radioaktivt mineralstudier og karakterisering av svært utviklede pegmatitter. Fordi det kan inneholde yttrium, andre sjeldne jordelementer, niobium, tantal, uran og thorium, kan dens sammensetning gi informasjon om konsentrasjonen og fordelingen av upassende elementer under sen stadium magmatiske krystallisasjon.

Samarskitt er også relevant for studier av naturlig stråledannelse. Den radioaktive nedbrytningen av uran og thorium kan gradvis forstyrre dens krystallstruktur, og dette gjør samarskitt til et nyttig naturlig materiale for å undersøke metamiktisering og sammenhengen mellom stråledannelse og mineralstruktur. Sammenligninger mellom kristallin og sterkt metamiktiske prøver kan hjelpe forskere med å undersøke hvordan langvarig stråleeksponering endrer mineraler over geologiske tidsrom.

For samaritersamler, er samarskit primært verdt som en mineralogisk prøve på grunn av dets karakteristiske mørke utseende, høy tetthet, usuelle kjemi og forekomst i sjeldne element-pegmatitter. Prøver som inneholder betydelig uran eller thorium bør håndteres og lagres med passende hensyn til deres radioaktivitet, spesielt når store eller svært radioaktive stykker er involvert.

Edelstensleksikon

Liste over alle edelstener fra A-Å med dyptgående informasjon for hver enkelt

Fødselsstein

Finn ut mer om disse populære edelstenene og deres betydning

Fellesskap

Bli med i et fellesskap av edelstensentusiaster for å dele kunnskap, erfaringer og oppdagelser.