Huttonita

La huttonita es un mineral nesosilicato de torio con la fórmula química Th Si O ₄ y que cristaliza en el sistema monoclínico . Es dimorfa con la torita tetragonal e isoestructural con la monacita . Mineral poco común , la huttonita forma cristales transparentes o translúcidos de color crema . Fue identificada por primera vez en muestras de arenas de playa de la región de la Costa Oeste de Nueva Zelanda por el mineralogista Colin Osborne Hutton (1910-1971). ^{[ 5 ]} Debido a su rareza, la huttonita no es un mineral de utilidad industrial.

La huttonita fue descrita por primera vez en 1950 a partir de arena de playa y depósitos fluvioglaciares en South Westland , Nueva Zelanda, donde se encontró como granos anhedrales de no más de 0,2  mm de dimensión máxima. Es más frecuente en la arena de Gillespies Beach , cerca del glaciar Fox , ^{[ 5 ] [ 6 ]} que es el lugar tipo , donde está acompañada de scheelita , casiterita , circón , uranotorita , ilmenita y oro . Se encontró en otros seis lugares cercanos en cantidades menos abundantes. ^{[ 7 ]} La ​​huttonita se extrajo de las arenas primero fraccionándola en yodometano y luego electromagnéticamente. Posteriormente se obtuvieron muestras puras seleccionando manualmente granos de huttonita bajo un microscopio. Esto se logró bien en presencia de luz fluorescente  de onda corta (2540 Å) , donde la fluorescencia blanca tenue la distingue de la scheelita (fluoresce en azul) y el circón (fluoresce en amarillo), bien hirviendo primero la muestra impura en ácido clorhídrico para inducir una superficie de óxido en la scheelita y permitir la selección manual bajo luz visible. ^{[ 7 ]}

Hutton sugirió que la huttonita contenida en la arena de la playa y los depósitos fluvioglaciares se originó a partir de esquistos de Otago o vetas pegmatíticas en los Alpes del Sur . ^{[ 7 ]}

Además de Nueva Zelanda , se ha encontrado huttonita en pegmatitas graníticas de Bogatynia, Polonia , ^{[ 8 ]} donde se asoció con cheralita , torogummita y ningyoita ; y en sienitas nefelínicas de Brevik, Noruega . ^{[ 9 ]}

La huttonita se presenta típicamente como granos anhedrales sin caras cristalinas externas. Generalmente es incolora, pero también se encuentra en colores como crema y amarillo pálido. Presenta una raya blanca. Tiene una dureza de 4,5 y exhibe una exfoliación bien definida paralela al eje c [001] y una exfoliación poco definida a lo largo del eje a [100].

La huttonita es un nesosilicato de torio con la fórmula química ThSiO₄ . Está compuesta (en peso) por un 71,59 % de torio, un 19,74 % de oxígeno y un 8,67 % de silicio. La huttonita se encuentra muy cerca de su composición estequiométrica ideal _{, con} ^impurezas que contribuyen _con una fracción molar inferior al 7 % . Las impurezas más significativas que se observan son UO₂ y P₂O₅ . ^[ ₁₀ ^]

La huttonita cristaliza en el sistema monoclínico con grupo espacial P2 ₁ / n . La celda unitaria contiene cuatro unidades de ThSiO ₄ y tiene dimensiones a  =  6,784  ±  0,002 Å, b  =  6,974  ±  0,003 Å, c  =  6,500  ±  0,003 Å y ángulo entre ejes β = 104,92  ±  0,03 ^o . La estructura es la de un nesosilicato : tetraedros discretos de SiO ₄ ^{2 −} que coordinan iones de torio. Cada torio tiene número de coordinación nueve. Axialmente, cuatro átomos de oxígeno, que representan los bordes de dos monómeros de SiO ₄ en lados opuestos del átomo de torio, forman una cadena ( – SiO ₄ – Th – ) paralela al eje c . Ecuatorialmente, cinco átomos de oxígeno casi planos que representan vértices de distintos tetraedros de silicato coordinan cada torio. Las longitudes de los enlaces Th – O axiales son 2,43 Å, 2,51 Å, 2,52 Å, 2,81 Å, y de los enlaces ecuatoriales, 2,40 Å, 2,41 Å, 2,41 Å, 2,50 Å y 2,58 Å. Los enlaces Si – O son casi iguales, con longitudes de 1,58 Å, 1,62 Å, 1,63 Å y 1,64 Å. ^{[ 11 ]}              

La huttonita es isoestructural con la monacita . Puede producirse la sustitución de los elementos de tierras raras y el fósforo de la monacita por torio y silicio de la huttonita, generando una solución sólida . En el extremo de la huttonita, se ha observado una sustitución continua de tierras raras por torio de hasta un 20 % en peso. En la monacita, se ha observado una sustitución de torio de hasta un 27 % en peso. También se produce la sustitución de PO₄ _por SiO₄ _asociada a la introducción de iones fluoruro , hidróxido y metales. ^{[ 12 ]}

La huttonita es dimórfica con la torita . La torita cristaliza en una forma tetragonal de mayor simetría y menor densidad en la que los átomos de torio se coordinan con un átomo de oxígeno menos en una disposición octaédrica. La torita es estable a temperaturas más bajas que la huttonita; a 1 atmósfera, la transición de fase torita-huttonita ocurre entre 1210 y 1225  °C. Con el aumento de la presión, la temperatura de transición aumenta. Se cree que esta temperatura de transición relativamente alta explica la relativa rareza de la huttonita en la corteza terrestre. ^{[ 13 ]} A diferencia de la torita, la huttonita no se ve afectada por la metamictización .

• Entrada en la base de datos de estructuras cristalinas de American Mineralogist