Tre nya mineraler som upptäckts av en alumn från Michigan Tech är sekundära skorpor som finns i gamla urangruvor. De är ljusa, gul och svår att hitta.

Gruvorna stängdes för fyra decennier sedan, men det hindrar inte luft och vatten från att åka genom de långa tunnlarna i Red Canyon. Den gamla öppningen vid gruvan – aditen – skär rakt in i backen och har hjälpt till att göra nya mineraler. Adit öppnar för ett torrt panorama i södra Utah.

"Har du någonsin sett The Hills Have Eyes? Det är så läskigt, karga ökenlandskap, " säger Travis Olds '12 och nu doktorand vid Notre Dame som studerar uranylmineralföreningar. Han tillägger att han och andra tycker att mineralogi är så spännande på grund av "tanken att det finns saker vi fortfarande inte vet - och någon kan se en vacker kristall och uppskattar det."

Olds studerar specifikt uranylmineraler eftersom, som radioaktivt material, det är viktigt att veta var de finns och hur de förändras i olika miljöer. Under det senaste året, han hittade tre nya uranmineraler i Red Canyon:leesit, leószilárdit och redcanyonite. Han karakteriserade dem tillsammans med ett litet team inklusive alumnen Shawn Carlson '91 och personalforskaren Owen Mills '08 som driver Applied Chemical and Morphological Analysis Lab (ACMAL) vid Michigan Tech.

Läsite

Alla är bekanta med rost; på mineralspråk, rost är en järnoxid eller oxihydroxid, vilket betyder att det är ett sekundärt mineral som bildas av växelverkan mellan luft och vatten. Leesite är som uranrost.

Den lysande gröna stereotypen av uran är nära – men inte riktigt. Även om den är liten och knappt synlig för blotta ögat, leesit förekommer i ljusgula aggregat av staplade blad eller strålande nålar upp till en millimeter långa. Mineralet bildar också pulverformiga massor inbäddade mot en bakgrund av sällskapsmineraler, framför allt gips.

På atomnivå, Olds förklarar, läsiten hopar sig i högar av uran- och oxidlager, och kalium är det som sätter det åt sidan som ett nytt mineral. Med tanke på dess kemi och struktur, det är en medlem av schoepite-mineralfamiljen; gruvarbetare kallade den allmänna röran av dessa mineraler som växer på tunnelgolvet "gummites".

Leószilárdite

Klustrade i aggregat som knappt är synliga i handprover, leószilárdite är ljusgul. Ett karbonat som bildas genom uranmalm som interagerar med luft, det är också vattenlösligt, så den torra ökenluften hjälper till att hålla den kvar i gruvan. Den mest utmärkande egenskapen hos leószilárdite är dess bladförsedda kristaller.

"Om du tittar på leószilárdite på en bild, du kan liksom se att de har en ovanlig form, " säger Olds. "Men lägg dem under SEM (scanning elektronmikroskop) och det är uppenbart."

Olds säger att leószilárdite är ett särskilt intressant fynd på grund av kolmineralutmaningen. Utmaningen pågår till och med september 2019, med målet att upptäcka så många nya kolbaserade mineraler som möjligt. Deep Carbon Observatory, organisationen som leder projektet, förutspår att det fortfarande finns minst 145 okända kolmineraler. Leószilárdite är en av åtta upptäckta och officiellt erkända av International Mineralogical Association sedan december 2015.

Redcanyonite

Uppkallad efter området där detta sällsynta mineral finns, rödkanjonit varierar i nyans från orange till rödorange. Färgen kommer från det som kemiskt gör mineralet nytt - mangan och ammonium i sin struktur - och är ett sulfat, det är inte lösligt i vatten, till skillnad från leószilárdite.

Redcanyonite är ett av de sällsynta uranylmineralerna som är kända eftersom det bara kan växa inom snäva begränsningar:tillgång till manganjoner är den främsta drivkraften, men det kan också bara bildas i organiskt rika lager, den mest troliga källan till ammonium.

Alla tre exemplaren representerar en liten och unik bit av jordskorpan där mänsklig aktivitet sporrade bildandet av tidigare okända mineraler.

"Det enda sättet att bättre förstå uranets kemi är att gå ut och hitta nya mineraler - och beskriva deras topologi, deras strukturer, Olds säger. "De lär oss mycket om hur uran sedan kan flyttas i miljön."