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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-я |
• - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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