| Cheralit | |
 Structura cheralitului. Poliedre (Ca,Th)O9 și tetraedre PO4 conectate prin intermediul atomilor de oxigen într-o rețea tridimensională | |
| Date generale | |
|---|---|
| Formula chimică | CaTh(PO4)2 |
| Clasa mineralului | 8.AD.50 |
| Sistem de cristalizare | monoclinic |
| Clasa cristalului | prismatic (2/m) |
| Culoare | galben pal, verde maronie, brun-roșcată |
| Urma | albă |
| Duritate | 5,0 |
| Masa specifică | 4,72 - 5,02 |
| Luciu | vitros |
| Punct de topire | instabil, se descompune la 1200oC |
| Propriețăți optice | |
| Indice de refrație | nα = 1,779 nβ = 1,780 nγ = 1,817 |
| Deviația optică | Biaxial (+) |
| Alte caracteristici | |
| Reactivitatea chimică | redusă |
| Minerale asemănătoare | monazit huttonit |
| Radioactivitate | da (foarte bogat în Th) |
| Magnetism | paramagnetic |
| Observații | metamictic |
Modificătext  | |
Cheralitul este un mineral de tipfosfat anhidru ce conținethoriu șicalciu, cu formula idealizată CaTh(PO4)2.[1] Esteizomorf cuhuttonitul șimonazitul, facând parte din supergrupamineralelor monazitice.[2]
Cheralitul a fost descoperit în 1953 în minerale provenind dinKerela,India,[3] denumirea provenind de laChera (un regat străvechi situat în sudul prezentei Indii). Structura sa a fost descrisă câteva zeci de ani mai tirziu (prin analogie cu cea a monazitului) prin studiul unui specimen provenit dinpegmatitele de la Brabant Farm, districtulKaribib,Namibia, denumit inițialbrabantit (după locul din care provenea).[4][5] La acea dată, monazitele cu conținut crescut dethoriu/calciu și formula (Ca,Th,Ce)(PO4)2 erau denumite „cheralit-(Ce)”. Pentru uniformizare și evitarea confuziilor, denumirile de „brabantit” și „cheralit-(Ce)” au fost discreditate,[1] respectivele minerale fiind denumite – în mod generic –cheralit.
2.jpg)
Cheralitul apare asociat cucuarț,hafnon,huttonit etc. Chiar dacă este un mineral rar, cheralitul este distribuit omogen pe glob. Astfel, prezența sa a fost evidențiată înAfrica de Sud,Argentina,Australia,Austria,Brazilia,Canada,Cehia,China,Finlanda,Franța,Germania,Grecia,India,Italia,Laos,Madagascar,Maroc,Norvegia,Polonia,România,Rusia,Slovacia,SUA,Ungaria etc. În România au fost descoperite specimene de cheralit în cadrul formațiunilor filoniene de la Belcina șiJolotca (Ditrău).[6]
La fel ca toți compușii monazitici (naturali sau sintetici) adoptă aceeași structură cristalină (sistemulmonoclinic, grup spațialP21/n). Cationii de calciu și thoriu sunt distribuiți statistic[7] și se află situați în centrul unui poliedru, fiind înconjurat de nouă atomi de oxigen, cu o distanță interatomică M–O fiind de circa 2.6 Å (deobicei, cea de-a noua legătură este mai lungă). Fosforul este coordinat tetraedric în anionul fosfat.[8]
În general, cheralitul este stabil în condiții extreme de presiune și iradiere internă sau externă.[9] În contrast însă cu majoritatea monazitelor, cheralitul se descompune în oxizii constituenți la temperaturi superioare a 1200 °C.[10] Chiar și așa, cheralitul poate fi complet densificat cu ajutorul SPS (înenglezăSpark Plasma Sintering, tradussinterizare în plasmă cu scânteie),[11] ceea ce prezintă importanță pentru managementuldeșeurilor radioactive.
În principiu, în cheralit conținutul de calciu este egal cu cel de thoriu (în procente molare). În baza substituției cationice, lantanidele ușoare (precum ceriu, lantan etc.) pot fi încorporate în cantități semnificative.
Ca2+ + Th4+ ↔ 2 LREE3+ (LREE= Ce, La etc.)
Pentru conținut superior a 50% LREE, mineralere respective sunt clasificate drept „monazit”. Substituția huttonitică induce deviații pozitive de la raportul molar Th:Ca și conduce la prezența ionuluisilicat încompoziția chimică.
Conținutul ridicat de thoriu face ca cheralitul să fie un mineral radioactiv, deseorimetamictic. De asemenea, cheralitul conține cantități semnificative deheliu, format prindezintegrarea alfa a thoriului. Acesta poate fi eliminat prin simplu tratament termic asupra mineralului, cu recuperarea cristalinității; absența sau conținutul redus de heliu indică evenimente termice suferite de către mineral în istoria recentă.
Au fost obținute și caracterizate soluții solide complete de tip (Ln2-2xCaxThx)(PO4)2 pentruLn = La, Ce.[12] Substituția monazit-cheralit pare astfel posibilă pentru toate soluțiile solide (LREE,Ca,Th)PO4 (LREE= La-Gd), singurul factor limitator fiind diferența între temperatura de descompunere a capetelor de serie. Din acest punct de vedere, este de preferat a se utiliza metode care nu necesită temperaturi ridicate, precum sinteza sol-gel sau cea hidrotermală.
Compușii CaU(PO4)2 și CaNp(PO4)2 cu structură cheralit au fost sintetizați prin diverse metode de reacție (hidrotermală sau reacție în stare solidă).[9][13] Plutoniul tetravalent poate fi acomodat parțial[14][15] într-o astfel de structură. De asemenea, soluții solide de tip CaNp1-xPux(PO4)2 au fost obținute pentru un grad de substituțiex≤ 0,3.[16]
Similar, substituția calciului cu anumiți cationi divalenți (stronțiu,plumb) poate conduce la compuși de tipMTh(PO4)2 cu structură cheralit.[17] Pentru ioni cu dimensiuni relative foarte diferite se obțin structuri ordonate de tipyavapaiit.[13]