Файл: Дымков Ю.М. Природа урановой смоляной руды. Вопросы генетической минералогии.pdf

Жильный настуран рассматривается как окисел урана с беспо­ рядочными или почти беспорядочными промежуточными ионами кислорода [89, 265]. Осадочный настуран о плато Колорадо имеет до отжига а0 = 5,40 А, а при нагревании параметр сокра­ щается незначительно — па 0,01 А. Считается, что это указывает на полную или частичную упорядоченность настурана [89], но позже было установлено [266], что уменьшение параметра эле­ ментарной ячейки при прокаливании связано в основном с уходом свинца из решетки UO2. Молодые настураны с плато Колорадо практически не содержат свинец в решетке и при прокаливании их параметр не уменьшается.

Отсутствие или слабое проявление метамиктностн у насту­ рана и уранинита В. А. Киркинский [86] объясняет особенно­ стями их структуры. При радиоактивном самооблучении в кри­

В результате атомы кислорода находятся в решетке в разупорядоченном состоянии, а отражения от более устойчивых урановых плоских сеток дают картину сохранившейся структуры на дебаеграммах. О разупорядочении кислорода в уранинитах за счет самооблучения высказывался также Фрондель [265]. Бер­ мам считает, что а-частицы могут разупорядочить промежуточ­ ные ионы кислорода, но структурные ионы кислорода остаются на своих местах [89].

Определение упорядоченности при прокаливании затруд­ няется тем, что нельзя измерить степень метамиктностн одно­ фазного материала и нет способов разделения фаз с различной степенью метамиктностн в пределах одного образца. В. А. Кир­

ностн определяется нарушением такого равновесия. Наблюдения показывают, что нарушения равновесия и выход из стационар­ ного состояния окислов урана не связаны с природой самого минерала, а зависят от условий, в которых находится минерал.

Существуют прямые признаки стационарного состояния на­ стурана и уранинита. Под электронным микроскопом можно видеть участки первичной структуры или гидротермальной пере­ кристаллизации, в которых сохранились детали размером менее 100—200 А. Процессы регенерации компенсируют здесь тепло­

метамиктностн у уранинитов конгруэнтным характером плав­ ления и когерентным самозалечиванием (регенерацией) участков расплава в пределах треков. Но регенерация структуры будет

78

Происходить лишь в тех участках, где сохранились ее реликты. Физическое состояние окислов урана имеет большое значе­ ние для дальнейшего поведения минерала. При радиоактивном распаде микронарушения служат ловушками для атомов отдачи изотопов, образующихся при сх-распаде. При размере кристал­ литов 150—300 А любой атом отдачи может выйти в межкристаллитную область, приводя к образованию участков интенсивного разупорядочения решетки UO2. В сильно окисленных образцах, насыщенных микронарушениями, самоотжиг минерала практи­

Мииераграфические наблюдения показывают, что структур­ ные изменения связаны с гидратацией минерала. Ориентировоч­ но гидронастуран и гуммиты можно рассматривать как диспер­ гированные окислы и стекла, образовавшиеся в процессе одно­ временно протекающих химических и радиоактивных изменений. Не исключено [269J, что автоокисление и распад связаны с радиолизом воды, постепенно проникающей в минерал. Гидра­

вызвано нарушением стационарного состояния, связанного с гид­ ратацией или с первичным содержанием группы ОН в минера­ ле. В первом приближении можно принимать степень гидрата­ ции как показатель интенсивности метамиктного распада. Отжиг в вакууме метамиктных минералов прежде всего вызывает де­

в метамиктиое состояние для окисленных, а также для первично менее восстановленных образцов увеличивается. Свинец, обра­ зующийся в решетке 1Ю2 +х, понижает статистическую валент­ ность катионов, так как окисляется до Р Ь 2 + и служит стабилиза-

79

тором решетки. Выделение свинца из решетки в связи с образо­ ванием метакристаллов галеиита приводит к более быстрому окислению и метамиктному распаду «очищенного» настурана.

Выход свинца из решетки окислов урана открывает путь к метамиктному распаду минералов, который можно рассмат­ ривать как процесс накопления и эволюции дефектов кристал­ лической решетки. По мере накопления дефектов и постепенного диспергирования кристаллитов вплоть до перехода в стекло растет содержание воды и не связанного решеткой свинца. Гид­ ратация и ранее рассматривалась [271] как следствие мета-

ный спутник гидратнрованных настуранов и разложившегося коффинита.

С позиций Ю. А. Пятенко [272], возможность метамиктного превращения в настуранах растет по мере накопления в решетке

она отличается от ячейки 1)02+* только осью Ь . Наблюдаются также элементы структурного соответствия, допускающие воз­ можность эндотаксиального прорастания РЬО и UO2, при кото­

существенно обогащенные негаленитным свинцом, предположи­

ного распада (U, РЬ^Ог+аг-^иОг+^ + РЬО. Выделение окислов свинца из решетки, как и образование галенита, облегчает метамиктный распад и окисление фазы U02+.T;.,-

Термография настурана и уранинита

Термические исследования уранинитов и настуранов прово­

80

ских пика: первый — около i50°C (окисление U02->-U307 *') и второй —около 350° С (U3 07 ->-U3 08 ). При окислении желтооранжевой двуокиси выявлен дополнительный экзотермический

ному содержанию U02 . Для чистой из08 экзотермические пики отсутствуют и термограмма представлена прямой линией. Для

Определение степени окисленности природных минералов по величине экзотермического эффекта на термограммах вызывает возражения, поскольку нет стандартных требований к навеске [274].

Дериватограммы ранее изученных [236] и химически ана­

сколько фаз (окислы урана, фаза х, фаза у [73, 84]), расшиф­ рованных в последние годы:

1)кубический уранат свинца PbUO^.v (Pb(U02 )02 с пара­ метром ао=5,600 А [277]) обнаружен в прокаленных уранини­ тах, содержащих 9—13% РЬ [275];

2)ромбический уранат свинца PbU04 (пластинчатые кри­

следует из табл. 13, в пяти из восьми проб дали сходные результаты. В трех пробах из восьми намечается увеличение содержания шестивалентного урана при анализе микронавесок, но причины расхождений не установлены. При микроанализе мог попасть кислород (воздух) в анализируемый раствор; воз­ можно, что мнкропробы были более перетерты.

Т а б л и ц а 13

Химический состав уранинита (обр. 02) и настуранов, вес. %