Файл: Дымков Ю.М. Природа урановой смоляной руды. Вопросы генетической минералогии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 96
Скачиваний: 0
ю-м -дымков
ПРИРОДА
УРАНОВОЙ
СМОЛЯНОЙ
РУДЫ
ВОПРОСЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ МИНЕРАЛОГИИ
МОСКВА АТОМИЗДАТ 1973
УДК 549.514.87: (553.2 + 548.5)
Гос . публичная
к а у ч н о - т в х н и i * я а я Г.иЗпиотан» Г СО Р
•'•'T-.j!taHOrO З А Л А
Д ы м к о в |
10. |
М. Природа урановой смоляной руды. Во |
||
просы генетической |
минералогии. М., Атомиздат, 1973, 240 с. |
|||
Книга содержит обширный материал по минералогии урано |
||||
вой смоляной руды, |
включающей несколько минеральных видов и |
|||
разновидностей |
(настуран, уранинит, |
коффииит и |
продукты его |
|
изменения). Особое |
внимание уделено |
иастурану. |
Приведена де |
тальная морфологическая характеристика центров зарождения
сферокрнсталлов, |
сферолитов и сферолитовых |
агрегатов насту- |
|
рана, разобраны |
вопросы совместного |
роста |
сферокрнсталлов и |
их взаимоотношений с окружающими |
минералами. Изложены |
материалы по синтетическим окислам урана, полезные для пони мания природы и генезиса настураиа и уранинита. Охарактери зован эндогенный силикат урана — коффииит и рассмотрены во просы генетических взаимоотношений между коффинитом и окислами урана. Обсуждаются вопросы онтогенезиса настурана (зарождение и рост, изменение и растворение), а также вопросы филогенезиса окислов урана, представляющие общий интерес.
Рисунков 77, таблиц 25, библиография — 563 наименования.
д |
0292—052 |
Атомиздат, 1 |
52—73 |
||
|
034(01)—73 |
|
П Р Е Д И С Л О В И Е
Урановая смоляная руда, сокращен но называемая урановой смолкой или просто смолкой, — один из основных источников урана и радия. Недавно установлено, что урановая смолка, ко торую в специальной литературе обычно
называют настураном, состоит |
не |
толь |
||
ко из |
настурана — сложного |
по |
составу |
|
окисла |
урана, но содержит |
также |
ряд |
других минералов урана, т. е. представ ляет собой агрегат минералов. Деталь ное изучение минералов урановой смо ляной руды показало, что и они неодно родны и часто также состоят из не скольких фаз. Все это меняет многие представления о генезисе урановой смо ляной руды, которые сложились в ос новном без учета многофазностн мине ралов.
Предлагаемая работа отражает по пытку вскрыть природу урановой смоля
ной руды и |
определить |
генетические |
|
особенности |
составляющих |
ее |
минера |
лов— прежде |
всего настурана |
и отча |
сти бесториевого уранинита и коффинита. Генетическая минералогия рассмат ривает разные стороны происхождения минералов: источники и механизм или способ питания минералов во время их образования (трофогенезис минералов), связь образования минералов с опре деленными геологическими процессами (геогенезис минералов), процессы сов местного образования минералов во
3
бремени, т. е. эволюцию мииералообразования |
(парагенезис |
минералов), механизм распределения минералов в |
пространст |
ве, определяющий зональность, литологический контроль и т. п. (топогенезис минералов). Образование отдельного минерала также изучается с различных сторон. Выясняются процессы образования и разрушения, а также механизм преобразования минералов как индивидуализированных химических или кристаллохимических соединений (филогенезис минералов). Опре деляется генетическая история образования минеральных ин
дивидов и агрегатов |
(онтогенезис минералов). |
|
|
|||||
В приложении |
к |
урановой |
смоляной |
руде |
рассмотрены |
|||
вопросы онтогенезиса |
и филогенезиса минералов и очень крат |
|||||||
ко затронуты |
вопросы парагенезиса. |
В |
процессе |
работы ис |
||||
пользовались два основных источника генетической |
информа |
|||||||
ции: первый |
из них — форма |
и внутреннее |
строение |
индивидов |
||||
минералов урана, |
а |
также структура |
минеральных |
агрегатов, |
изученные минераграфнчески и под электронным микроскопом, второй — данные об искусственных окислах урана, полученных путем синтеза либо путем термической обработки природных окислов. Выбор источников информации был продиктован ис ходной гипотезой, согласно которой настуран в отличие от ура нинита отлагался первоначально в виде какого-то некубическо го метастабильного окисла урана, а затем перешел в уранинит. Гипотеза эта в ее первоначальном варианте не подтвердилась, но удалось установить способ образования сферолитов настураиа путем расщепления кубических зародышей уранинита. Изме нилось и представление о роли метастабильных фаз.
В книге приведены некоторые итоги изучения коллекционного материала, собранного автором или полученного из музеев и от коллег. Интересную коллекцию урановых смолок с различных месторождений передала автору А. Г. Тележко.
В последние годы совместно с оператором Е. Г. Павловым проведены электронномикроскопические наблюдения, в процессе которых выполнено более двух тысяч фотоснимков. При минераграфическом исследовании смолок просмотрены тысячи, сфото графированы и детально изучены сотни полированных шлифов. Ряд важных генетических наблюдений и необходимых минераграфических измерений был сделай Г. А. Дымковой. Большая техническая помощь в процессе работы оказана М. Н. Серяпиной, лаборантом Г. С. Ивановой, фотографом В. П. Герцевым.
Заметному улучшению книги способствовали замечания и советы А. В. Заварзина по рукописи в целом, а также В. Л. Барсукова и Г. Б. Наумова по содержанию четвертой части. Многие не названные здесь специалисты сделали полез ные замечания при просмотре рукописи. Автор выражает свою
глубокую признательность |
всем, |
кто содействовал проведению |
исследований и "публикации |
книги |
или непосредственно помогал |
в работе. |
|
|
4
Ч А С Т Ь П Е Р В А Я
УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА: НАСТУРАН И КОФФИНИТ
Г л а в а 1
УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА
Основные компоненты
Урановая смоляная руда или урано вая смоляная обманка, урановая смол ка, uranpekerz, smolinec, pehblende, pitchblende и др. — современные и ста ринные горняцкие названия плотных черных урановых руд со смолистым блеском [1]. До открытия урана смоля ные руды считались вредными примеся ми и выбрасывались в отвал.
С развитием минералогии и химии урана урановая смоляная руда стала рассматриваться как самостоятельный минерал или как разновидность урани нита. В 1853 г. Кобелл предложил на зывать урановую смоляную руду настураном (от греческого слова «настое» — плотный) [1, 2].
С появлением первых рентгеновских исследований урановую смолку стали отождествлять с уранинитом: кристал лические структуры их оказались сход ными и под урановой смоляной рудой понимали группу разновидностей UO2. Позже установили, что в урановой смо ляной руде наряду с известными окис лами урана присутствуют трудно отли чимый от них силикат урана — коф-
•5
фииит [3] и продукты изменения |
коффинита. |
Компактная ме |
||
нее радиоактивная |
разновидность |
урановой |
смолки |
Цуккерта |
[4] также оказалась |
коффинитом |
[5]. Кроме того, в урановой |
||
смоляной руде наряду с иастураном и коффинитом |
установле |
|||
ны мельчайшие кубики уранинита |
[5—7]. В |
целом |
урановая |
смоляная руда оказалась не минералом, а «рудой» в другом, более обычном смысле этого слова — агрегатом минералов урана. В ней в переменных количественных соотношениях при сутствуют основной рудный компонент настуран, «вездесущие»
силикаты |
и гидроокислы урана — коффинит |
и продукты их из |
||||
менения, |
а также тонкозернистый |
бесториевый уранинит. |
||||
В «черных рудах» совместно с окислами |
урана |
встречаются |
||||
титанат урана |
браннерит, минералы |
тория, |
циркония и другие. |
|||
В некоторых |
рудах появляется |
еще |
один |
черный |
минерал — |
ураноносный антраксолит и другие твердые битумы. Механи ческие смеси твердых битумов с коффинитом, иастураном и уранинитом известны как карбуран, тухолит, «легкая смолка».
Коффинит и продукты его распада, бесториевый уранинит, браннерит и другие черные минералы надежно диагносцируются лишь при минераграфических исследованиях с приме нением рентгенографии, микрозонда и инфракрасной спектро
скопии. Недаром коффинит, |
следы которого можно найти чуть |
|
ли не в любом образце, был |
открыт [8] лишь |
в 1955 г. |
Особенно большие трудности возникают при полевой диаг |
||
ностике черных окислов и |
силикатов урана. |
В связи с этим |
для практической деятельности геолога необходимо сохранить название «урановая смоляная руда» (сокращенно «смолка») и применять его при полевой характеристике урановых руд, со
стоящих |
из плотных черных урановых минералов, |
образую |
|
щихся в |
рудных жилах |
или метасоматических залежах. Вме |
|
сте с тем |
использование |
этого группового названия |
в качестве |
синонима настурана и даже уранинита, что практикуется зару бежными геологами, приводит к путанице в литературе. Окис лы урана, в агрегатах или зернах которых четко устанавли ваются морфологические признаки принадлежности минерала к кубической сингонии, отнесены здесь к уранинитам. Окислы урана, обнаруживающие в агрегатах и зернах признаки сферокристаллического или сферолитового строения, а также кристалломорфологически некубические окислы отнесены к настуранам. Плотные окислы урана были названы «иастураном» в свое время и В. И. Вернадским [9], а впоследствии в основных минералогических работах и справочниках {10—13], что, одна ко, встретило возражение [14, 15].
Предложение рассматривать урановую смоляную руду как группу минералов не ново. М. Н. Годлевский [10] определял урановую смоляную руду как минеральную группу, включаю-
чщую два самостоятельных минеральных вида — уранинит идеального состава ООг и настуран идеального состава UgOg.
6
В литературе часто упоминается как «минерал» и так на зываемая урановая чернь — черные, иногда темно-серые из-за примесей, сажистые урановые руды. Они рассматривались, как продукты окисления и диспергирования иастурана (остаточ ные урановые черни) и регенерации окислов урана в зоне це ментации (регенерированные черни) [11—13]. Состав их непо стоянен. Так, по определению С. А. Брусиловского [16], «реге
нерированная чернь — это более |
или менее |
дегидратированная |
|
вследствие процесса старения, более или |
менее окисленная |
||
(восстановленная) |
гидроокись |
четырех |
(шести)-валентного |
урана или сложная гидроокись, содержащая уран различной валентности» (стр. 59).
В последнее время некоторые урановые черни были опреде лены как коффинит [17]. Кроме того, были обнаружены уран-
молибденовые |
черни |
[18] и |
антраксолит-настурановые |
черни |
|
[19]. Целесообразно |
отнести урановые черни к той |
же |
катего |
||
рии понятий, |
что и |
урановая |
смоляная руда. От |
последней |
урановая чернь отличается текстурой, но минеральный состав черней тот же: иастуран, коффинит, уранинит, «карбуран». Урановая чернь •—разновидность урановой смоляной руды, характерная для зоны окисления и экзогенных месторождений.
Французские геологи |
[20] предлагают различать |
еще одну |
разновидность урановой |
смоляной руды — так |
называемую |
парасмолку, или «паранастуран». Паранастуран сходен с настураном I I I из месторождений Большого Медвежьего озера [21], с черным гуммитом [22] и гидронастураном [12]. Они вы
деляют также «мягкую смолку», |
по-видимому, соответствую |
|
щую остаточной |
урановой черни. |
|
|
Форма рудных |
скоплений |
Урановая смоляная руда характерна для гидротермальных |
||
месторождений, |
но она встречается в месторождениях и дру |
гих генетических типов [6, 23—28]. В жильных и метасоматических гидротермальных месторождениях можно встретить раз личные виды рудных скоплений, отличающихся формой, раз мером, внутренним строением (текстурой) и положением в пространстве [29].
Непрерывные почковидные корки смолки или серия соеди няющихся между собой корок и прожилков в пределах четкого контура обычно рассматриваются минералогами как линзы смолки. Линзы могут быть простыми, состоящими из одной' или
двух |
симметрично (асимметрично) |
расположенных |
корок |
|
(рис. |
1), или выполнены |
одной смолкой. Сложные |
линзы |
|
(рис. 2) включают серии тонких прожилков и могут |
перехо |
|||
дить в |
микроштокверк. |
|
|
|
Конкреции имеют четкий внешний или внутренний контур |
||||
минерального агрегата и |
образуются |
метасоматически |
в пори- |
7
стой твердой среде. Конкреции могут иметь не только округ лые, но и угловатые формы (рис. 3). В отличие от конкреций рудные гнезда не имеют четкого контура — это сгущения мик ро- и макровкрапленников (рис. 4). Гнезда также бывают про стыми, где в качестве вкрапленников присутствуют сферолиты или кристаллические зерна, и сложными. В сложных гнездах вкрапленники представлены мелкими гнездами одного или не скольких порядков или конкреционными образованиями. Между конкрецией и гнездом могут быть переходные формы.
06р. 0-2148
Одр. 0-2149 |
Обр. 0-2150 |
Рис. I . Линза урановой смолки в крустификационной карбонатной жиле |
|
(зарисовка |
кровли выработки): |
/ — сидерит; 2 — кварц,; 3 — анкерит; |
4—8 — предрудные кальциты; 5а—7а — гемати- |
тизированные кальциты; 9 — урановая смолка; 10—11 — послерудные кальциты. |
В гидротермальных жилах |
урановая |
смоляная руда встре |
|
чается в виде линз различной |
величины |
(от |
микроскопических |
до гигантов площадью в тысячи квадратных |
метров). Для |
метасоматических залежей характерны конкреции, гнезда, вкрапленники. Линзы и различные метасоматические образо вания можно рассматривать как самостоятельные геологиче ские индивиды, имеющие более или менее четкие границы раздела.
В одних и тех же структурно-литологических условиях аг регаты геологических тел имеют практически ту же форму, что
и слагающие их отдельные геологические |
индивиды, т. |
е. не |
большие линзы, входящие в состав более крупных линз, |
будут |
|
иметь сходную форму и строение. Мелкие |
гнезда метасомати |
|
ческих руд в серицитизированных порфирах |
(смрис. 4) мало |
8