Расшифрована структура минерала, открытого более 70 лет назад. Международная команда ученых под руководством профессора Владислава Гуржия из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) смогла расшифровать структуру редкого минерала урамфита, который находился под грифом секретности. Урамфит был найден в 1950 году советским геологом З.А. Некрасовой, но из-за секретности, связанной с добычей урана в СССР, название и местоположение месторождения не разглашались. В 1990‑е годы стало известно, что минерал был найден в ураново‑угольном месторождении Тура‑Кавак, которое находится на территории современной Киргизии.

В сентябре 2022 года студент Пятигорского института СКФУ Дмитрий Цебро обнаружил на южном склоне горы Бештау необычный минерал. Образец, найденный в разломе скальной породы уранового месторождения, напоминал бутылочно-зеленые лишайникоподобные корочки с яркой салатовой люминесценцией в ультрафиолете. Этот экземпляр был передан в Институт геофизики РАН, и уже в 2023 году ученые подтвердили: находка оказалась редчайшим урамфитом — гидрофосфатом уранила и аммония с формулой (NH₄)(UO₂)(PO₄)·3H₂O. Это лишь второй случай обнаружения урамфита в мире. Бештаугорский минерал имеет уникальные черты: плотные радиоактивные агрегаты, формирующие розетки, и более высокую степень минерализации на породе по сравнению с «близнецом» — метаотенитом.

Хотя диагностика проводилась в РАН, открытие привлекло внимание мирового научного сообщества. В составе международной команды ученых был и ученый ФИЦ ПХФ и МХ РАН – Чуканов Никита Владимирович. Результаты исследования стали известны еще летом, но статья опубликована только в феврале 2025 года в журнале в журнале American Mineralogist.

Структура: геометрия атомов
С помощью рентгеновской дифракции удалось расшифровать атомную структуру урамфита. Он кристаллизуется в тетрагональной сингонии, образуя аккуратные «слоеные» конструкции с параметрами ячейки a = 6,9971 Å и c = 8,9787 Å. В его структуре чередуются слои уранил-фосфатных групп и межслоевые пространства, где «прячутся» молекулы воды и аммония (NH₄⁺). Ученые построили модель, показывающую, как эти молекулы упорядочены — в отличие от своего «родственника» урамарсита, урамфит демонстрирует почти идеальную организацию межслоевого пространства.

Инфракрасный портрет
ИК-спектроскопия раскрыла необычный нюанс: полоса колебаний связей N-H в аммонии расщепляется на четыре компонента. Это объясняется резонансным взаимодействием между ионами NH₄⁺, расположенными вокруг четырехкратной оси кристалла. Такая «атомная хореография» подчеркивает сложность устройства минерала, где даже малейшие смещения молекул влияют на его свойства.

Близнец, но не двойник
Урамфит часто сравнивают с урамарситом — минералом, где фосфор заменен на мышьяк. Несмотря на схожесть формул ((NH₄)(UO₂)(PO₄)·3H₂O vs. (NH₄)(UO₂)(AsO₄)·3H₂O) и структур, они не являются изоструктурными. Урамарсит, в отличие от тетрагонального урамфита, кристаллизуется в триклинной системе, содержит примеси фосфора, а его межслоевые молекулы воды и аммония расположены хаотично. Эти различия, как ключи, помогают ученым понимать, как условия образования влияют на атомную архитектуру минералов.

Обнаружение урамфита в Бештау не только расширяет географию его находок, но и дает новую информацию для изучения урановых месторождений. Анализ таких минералов помогает реконструировать геохимические процессы прошлого и прогнозировать поведение радиоактивных элементов в природе. Урамфит, с его изящной структурой и загадками межмолекулярных взаимодействий, напоминает: даже в крошечных кристаллах скрыты вселенные, полные тайн.

RBK LIFE отмечает, что исследования урамфита могут быть полезны не только минералогам, но также химикам и биологам, так как в его образовании, возможно, участвовали и биологические процессы.

Vladislav V. Gurzhiy, Anatoly V. Kasatkin, Nikita V. Chukanov, Jakub Plášil // Uramphite, (NH4) (UO2) (PO4) · 3H2O, from the second world occurrence, Beshtau uranium deposit, Northern Caucasus, Russia: crystal-structure refinement, infrared spectroscopy, and relation to uramarsite // American Mineralogist, том 110, издание 2, страницы 319-327, Q2, IF=2.7

https://doi.org/10.2138/am-2024-9313