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: 133

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Уменьшение

параметра

при прокаливании на

воздухе также

в какой-то мере

связано

с удалением свинца

из решетки.

Однако нагревание на воздухе непригодно для определения пер­ вичного параметра. Однообразие конечных продуктов прокали­ вания при высоких температурах (ом. табл. 14) свидетельствует о формировании устойчивых фаз в следующей последователь­ ности: иОг+х-^изОк-ио/б. U02,6±y.

Прокаливание в вакууме или в инертной атмосфере — реальная возможность ориентировочно оценить влияние струк­ турных примесей на параметр решетки. При этом, исходя из данных В. А. Киркинского [275], по-видимому, следует брать две пробы. Проба, прокаленная в вакууме при 600° С, покажет изменение параметра AiO0 за счет упорядочения атомов кисло­ рода. Проба, прокаленная при 800—900° С, покажет изменение параметра Д2 а0 за счет выхода свинца из решетки. Таким обра­ зом, изменения параметра, по которому можно определить

содержание свинца

в решетке, составят Дао = А2 а0 Aia0 .

Не исключено,

что температуры упорядочения кислорода

и выделения свинца из решетки для образцов с различной исто­ рией или с различным составом будут меняться. С этим связано, например, и изменение интенсивности выхода радиогенных га­ зов при прокаливании в интересующем нас интервале темпера­ тур. Так, кривые выделения радиогенных газов при отжиге в вакууме настурана и уранинита имеют три максимума: два

устойчивых

при

300—400

и

1100—1200° С

и

один

(второй)

меняющий

свое

положение

с 600—700° С

для

настурана

до 700—800

и 800—1100°С

для уранинита [290]. Кинетика вы­

деления газов

радиогенного

происхождения,

по

мнению

Ю. А. Шуколюкова [290],

отражает результаты

отжига дефек­

тов решетки, играющих роль ловушек. Однако в процессе на­ гревания происходит не только отжиг дефектов, но и образова­ ние дефектов при фазовых превращениях, связанных с выделе­ нием свинца из решетки. По Г. И. Шестакову [291J, отжигу низкотемпературных дефектов соответствует пик при 300—400° С;

пик

при 400—800° С связан с

образованием PbUOi-y, выше

800° С происходит разрыхление

структуры.

 

В микронарушениях могут обособиться уранаты свинца.

Согласно П. И. Чалову

[268],

в дефектах и

микронарушениях

настурана

накапливается

преимущественно

шестивалентный

уран, обогащенный

и сохраняющийся при отжиге в вакууме

до

600° С.

После отжига

при

900° С распределение изотопов

234jj и 238TJ в

природных

окислах выравнивается. С другой сто­

роны, как показали И. Е. Старик и др. [292], при нагревании яхимовской смолки происходит обеднение обыкновенным свин­ цом (кИНеТИКа ВОЗГОНКИ: 204pt)~208pt,>207pb>206pb)-

Видимо, вначале здесь удаляется свинец из галенита, содержащего преимущественно обыкновенный свинец, а затем

уже радиогенный

свинец извлекается из решетки UO2+.1:. В ура-

7 Ю. М. Дымков

97


нинитах обнаружена обратная картина: в процессе нагревания пробы извлекается прежде всего радиогенный свинец (разло­ жение первоначальнообразовавшегося при нагревании ураната свинца?).

В настуранах из не слишком древних месторождений коли­ чество свинца, входящего в решетку, невелико, и при точности измерения параметра ±0,01 А от прокаливания в вакууме мож­ но отказаться, тем более что имеется масса примеров (рис. 28) удовлетворительного соответствия параметра и состава 0/U .

о/и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0-[84]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-[149]\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A-[65j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч-[92]

 

 

 

 

 

 

ш25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*26

34

 

 

 

Р

О

 

 

 

 

 

 

 

14*4.

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

• -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3 f $ f c S »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4*7

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5,33

5,35

5,37

 

 

5,41

5,43

5,45

5,47 a,

J

Рис. 28.

Зависимость между составом 0/U и параметром решет­

 

 

 

 

ки Оо в урановых смолках.

 

 

 

 

 

Соответствие

 

отношения

О/U

параметру

решетки

настурана

2>2\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно рассматривать в первом приближении как

показатель

однофазности

настурана.

 

 

 

 

 

 

 

 

На графике из работы [117] нанесены

(см. рис. 28)

некото­

рые новые данные из табл. 19 (№ 1—17) и табл. 13

(№

18—27).

Дифрактометричеокий

анализ

настурана

(окончания

стрелок

на рис. 28) проводился примерно через 5

лет

после рентгено­

графического

(кружки

с

номерами

анализов).

Снижение

пара­

метра указывает на окисление при хранении перетертых порош­

ков. Загадочное несоответствие состава ряда

смолок

параметру

а0 = 5,41А, возможно, объясняется

примесью

пирита,

железо и

сера которого в процессе анализа

повышали

отношение U i + / U 6 +

Б растворе. В целом большинство анализов соответствует из­ вестной закономерности по крайней мере до Оо=5,42А [84].

98


Как и при Химическом определений, рентгенографическое определение О/U в минерале осложняется присутствием не­ скольких фаз. Получить однофазный материал для исследований окислов урана технически не всегда возможно. Для разделения

 

Т а б л и ц а 19

Кислородный коэффициент (О/U) урановой

смолки и параметры решетки

основного окисла

урана

Номер анализа

 

Основные компоненты*

 

о

 

 

 

0 0 . А

 

 

 

 

 

Номер

 

 

 

 

образца

 

 

рентгено­

дифрактО-

и 4 +

SiOa

о / и

 

 

 

графический* *

метрнче-

 

 

 

 

ский*•*

135-0

42,205

5,682

17,09

2,118

5,46

5,44

135-1

41,04

1,313

16,682

2,031

5,455

5,44

401-8

46,534

15,197

0,95

2,246

5,43

5,39

401-9

47,62

20,701

1,56

2,302

5,42

5,42

401-10

30,00

8,529

4,56

2,221

5,41

5,40

401-11

37,226

21,22

2,37

2,363

5,415

5,41

401-12

44,621

15,629

1,161

2,259

5,425

5,402

401-13

47,792

18,966

1,641

2,284

5,43

5,43

401-14

48,936

20,00

1,04

2,290

5,43

5,42

401-16

21,22

27,518

9,756

2,560

5,40

5,42

401-18

43,10

16,137

3,865

2,272

5,425

5,408

40119

37,70

8,257

13,892

2,179

5,41

5,43

40214

58,414

4,15

1,78

2,066

5,41

5,39

405-4

24,928

24,189

9,62

2,492

UO,,, дифф.

5,43

405-5

30,834

30,61

8,01

2,498

»

5,43

441-3

27,118

29,574

3,24

2,521

5,41

5,40

441-4

40,639

5,466

0.46

2,118

5,41

5,38

*Аналитик Б. М. Елоев.

**Аналитик Н. Г. Назаренко.

***Аналитик А. А. Небольсин.

окислов урана на ультрацентрифуге требуется тончайшее из­ мельчение материала. Такое измельчение можно осуществить ультразвуком (УЗДН-1 и др.), но с уменьшением размера час­ тиц увеличится их степень окисленности.

Наиболее надежный способ диагностики фаз — минераграфический, сопровождаемый определением параметра а0 в усло­ виях, исключающих интенсивное окисление при слишком энер­ гичном перетирании. Таким условиям удовлетворяют отбор проб сверлами (особенно в глицерине) и растирание микропроб в резиновом клее [5, 293J.

При рентгенографическом изучении находят параметр мини­ мально окисленной фазы, а химический состав определяют для суммы двух и более фаз. В итоге обычно происходит завышение кислородного коэффициента той фазы, параметр которой опре­ деляется рентгенографически, но могут быть случаи и заилже-

7* 99


нйя кислородного коэффициента, если в пробах присутствует примесь неокисленного коффинита. Примесь углистого вещества может привести к повышению параметра (восстановлению) при прокаливании в атмосфере азота [294].

Зависимость между составом и параметром решетки природ­ ных окислов урана во многом не расшифрована. Однако в пер­ вом приближении параметр an отражает степень окисленное™ относительно мономинеральных проб и позволяет (по крайней мере в пределах одной эпохи минерализации) составить пред­ ставление об интенсивности и направленности гидротермальных процессов в сторону снижения или повышения степени восстанов­ ления иОг+д.-. Известные общие классификации природных окис­ лов урана, в том числе и приведенная в табл. 17, в значитель­ ной мере абстрактны или формальны, но они могут быть исполь­ зованы как макеты классификаций для частных случаев.

Ч А С Т Ь Т Р Е Т Ь Я

ОНТОГЕНЕЗИС НАСТУРАНА

Онтогенезис

минералов — общее и

индивидуальное

развитие минеральных

индивидов и агрегатов, включающее их зарождение, рост или агрегацию на раз­ личном уровне (образование минераль­ ных агрегатов), изменение и разруше­ ние. Термин «онтогения минералов» вве­ ден Д. П. Григорьевым [295].

Для настурана характерны

в

поряд­

ке усложнения

сферокристаллы,

сферо-

кристаллические

сферолиты,

а

также

различные

агрегаты сферокристаллов и

сферолитов.

Сферокристалл — это

инди­

вид, частично или полностью ограничен­ ный сферическими гранями, образо-.

вавшимися

в результате

радиального

расщепления

отдельных

или _ всех его

пирамид роста [296, 297]. Сферокристаллические сферолиты — сложные индиви­ ды настурана, состоящие из радиально ориентированных сферокристаллических пучков. При построении почковидных корок и иных агрегатов сферолиты раз­ личных уровней организации являются индивидами [296]. Сферокристаллы — субиндивиды сферокристаллических сферолитов. Субиндивиды сферокристал­ лов — пирамиды роста сферических и ча­ стично плоских граней. Расщепленные пирамиды роста, а в конечном итоге и сферокристалл в целом сложены субин­ дивидами более высокого порядка — кри­ сталлическими волокнами.

101


По Н. П. Юшкшгу [298], индивиды ограничены поверхностью структурно не сопряженного раздела, в то время как субинди­ виды в индивидах разделяются структурно сопряженными гра­ ницами. * В этом плане сферокристаллические сферолиты — агрегаты. Индивиды, по М. Н. Малееву [300], — волокна в сферокристаллах.

Г л а в а 8

ЗАРОЖДЕНИЕ СФЕРОКРИСТАЛЛОВ

Механизм з а р о ж д е н и я сферокристаллов

Блестящая сферическая поверхность — отличительная черта сферолитов неизмененного настурана. После травления полиро-

вок сферолитовых агрегатов настурана

с гладкой поверхностью

в сферолитах выявляется тончайшая

волокнистость. Судя по

рефлексам, волокна в пределах среза в различных сферолитах ориентированы по-разному, хотя в пределах одного сферолнта имеют близкую ориентировку. Общая ориентировка волокон была установлена также на индукционных поверхностях меж­ ду сферолитами настурана с помощью металлографического и электронного микроскопов [301]. Подобного рода структура ха­ рактерна для сферолита, образовавшегося в результате рас­ щепления растущего кристалла-зародыша, т. е. для сферокристалла по принятой терминологии.

Некоторые условия и детали механизма расщепления приз­ матических и пластинчатых кристаллов в вязкой среде были рассмотрены А. В. Шубниковым [242, 302]. В условиях значи­ тельного переохлаждения среды могут возникать состояния, при которых температура среды близка к температуре равно­ весия грани призмы у вытянутого кристалла. При этом ско­ рость роста грани пинакоида резко возрастает, а скорость ро­ ста грани призмы будет очень мала. Но такие игольчатые или волокнистые формы не удовлетворяют условию минимума сво­ бодной энергии. Энергетически они менее выгодны, чем форма сферолита, возникшего путем расщепления игольчатого кри­ сталла и покрытого ничтожно малыми гранями с максималь­ ными скоростями роста.

По мнению А. В. Шубиикова, «...преобразование обычного кристалла в сферолит может осуществляться ... только путем расщепления кристалла во время его роста, само же расщеп­ ление может происходить только по плоскостям наилучшей спайности кристалла» [242, стр. 425]. Существуют и такие усло­

вия,

когда кристаллическому

индивиду энергетически безраз-

*

О структурно сопряженных и

несопряженных границах раздела см. в

работе

[299].

 

102