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: 134
Скачиваний: 0
лично, будет ли он иметь |
форму сферолита или |
кристалла. |
|
В таких случаях суммарная поверхностная энергия |
кристалла |
||
равна поверхностной энергии сферолита. |
|
|
|
Для сферолитов настурана обнаружены [93] такие зароды |
|||
шевые формы, в которых |
расщепляются лишь |
определенные |
|
грани *, в то время как другие сохраняют свой рост |
как часть |
||
кристаллического индивида |
(рис. 29); величина |
их |
измеряется |
Рис. 29. Плоскогранмо-кривограмные (зародышевые) фор мы иастураиа среди никелина и раммельсбергита [93]. Структура выявляется по распределению участков, отли чающихся отражением:
/ — повышенным; |
2 — пониженным; |
3 — участки |
с включениями |
||
|
|
арсенидов |
(Х600). |
|
|
единицами — десятками |
микрометра. Симметричное |
располо |
|||
жение расщепленных |
и |
нерасщепленных |
пирамид |
нарастания |
свидетельствует о различном поведении граней разных форм. Уже сам факт сосуществования в пределах одного индивида расщепленных и нерасщепленных пирамид нарастания различ ных форм показывает, что мнение А. В. Шубникова [242] о расщеплении минералов лишь по плоскости спайности не под тверждается на примере кубических окислов урана, поэтому
следует искать иной механизм расщепления.
Известно [303], что для расщепления |
благоприятны |
примеси |
|||
в растворах, быстрый рост кристаллов |
и т. д. Ранее |
(1952 |
г.) |
||
было установлено, что в кристаллах гребенчатого |
кварца |
из |
|||
ураноносных жил Рудных гор [94] зоны |
роста содержат |
тонкие |
|||
* Аналогичную природу, по-видимому, имеют «лодочки» |
салола |
в |
опы |
тах А. В. Шубникова [303, 304]; И. И. Шафрановский относит их к кри- вограино-плоскогранным формам [305].
103
примеси. При этом была подмечена зависимость между вклю чениями и размерами блоков: чем меньше включения, тем тонь
ше блоки. Хотя включения не являются |
единственной причи |
ной расщепления [295], значение их для |
образования сфероли |
тов минералов подчеркивается в ряде работ [306—308]. Рас щепление волокон вблизи включении обнаружено прямыми наблюдениями и в сферолитах настурана [301].
В связи с этим рассмотрим взаимоотношения между кри сталлами и посторонними примесями. Экспериментально пока зано [309], что с увеличением перенасыщения, несмотря на рост кристаллизационного давления, вероятность захвата включе ний растущим кристаллом увеличивается. По мнению В. Я. Хаи-
мова-Малькова [309], |
взаимодействие |
между растущей |
гранью |
и инородной частицей |
(препятствием) |
определяется |
физиче |
ским состоянием тонкой пленки раствора, служащей границей раздела между ними. Под частицами-препятствиями находится «закрытый» участок грани, питание которого происходит бла годаря диффузии, в то время как «открытые», свободные от примесей участки граней могут расти за счет конвекционных или концентрационных потоков. Частица прилипает к растущей грани, если скорость роста «закрытого» участка близка к нулю. Отмеченные данные применимы к любым структурно разно родным парам соединений.
Посторонние частицы вещества, способного образовывать эпитаксиальные сростки с минералом-средой, захватываются растущей гранью в первую очередь при благоприятной ориен тации. Условия, при которых возможен захват эпитакспальных
включений, по-видимому, сравнимы с |
условиями |
роста |
гпаней |
||||||
за счет прилипания трехмерных зародышей-кристаллитов |
[310]. |
||||||||
Образование |
зародышевых |
сферокристаллов |
в |
результате |
|||||
расщепления хорошо |
проиллюстрировано |
М. Н. |
Малеевым |
||||||
[300]. Начальный |
момент |
расщепления |
призматического |
кри |
|||||
сталла |
при |
попадании |
посторонних |
частиц |
разобран |
||||
Н. П. |
Юшкиным |
[308]. Посторонние частицы |
рассматриваются |
для растущих кристаллов как модификаторы, поскольку они в
той или иной мере воздействуют |
на рост [310]. В |
зависимости |
от химического и кристаллографического сродства |
модифика |
|
торы могут способствовать или |
препятствовать возникновению |
и росту зародышей для растущего кристалла или служить цен трами для образования новой фазы. Расщепление кристалла может происходить, например, в результате отклонения элемен
тарных слоев на грани вблизи |
включения |
[308]. При |
беспре |
||
рывном осаждении |
включений |
на |
расщепляющиеся |
головки |
|
призматического кристалла во |
взвешенном |
состоянии |
обра |
||
зуется так называемый «двулистник». |
|
|
|||
Как показал Б. Попов [312], |
волокна различных направле |
||||
ний в сферолитах имеют различную скорость роста. |
Волокна |
||||
вблизи углублений |
в зародышевом |
еферолите — двулистнике -=> |
104
отличаются от радиального направления и зарастают. Посте пенно эти углубления выравниваются и сферокристалл при ближается к форме шара. Наибольшие скорости роста харак терны для волокон, совпадающих с радиусом сферолита, что объясняется геометрическим отбором.
Механизм расщепления призматического кристалла в гео метрическом плане рассматривался Ф. Бернауэром [311], Б. По повым [312], в математическом выражении — А. В. Шубниковым [313] и М. Н. Малеевым [300]. Новые сведения о механиз ме роста сферолитов полимеров приведены Г. Д. Кейтом [314].
Центры зарождения сферолитов настурана
Установлено, что сферокристалл настурана также обра зуется в процессе расщепления монокристалла [301], поэтому встает задача выявления и изучения центров расщепления.
Согласно А. В. Шубникову и др. [304, 316], зародыши сфе ролитов образуются при расщеплении кристаллов лишь некуби ческих минералов. Это послужило одной из отправных точек для развития гипотезы о первичном образовании настурана в виде сферолитов U3O8 [213]. Долгое время приходилось сталкиваться с крупносферолитовыми агрегатами, в которых ядра сфероли тов не выявляют своего строения. Шестигранные и квадратные ограничения ядер и тем более ромбические формы с равным
основанием могли интерпретироваться |
как |
псевдоморфозы |
||
UO2+.V по |
призматическим кристаллам |
U3 Os |
изометрического |
|
габитуса, |
тем |
более что в кристаллографическом плане пред |
||
ставление |
об |
эндотаксиальном замещении |
при переходе |
изОв-^иОг+д; вполне реально (см. гл. 4).
Специальные минераграфические и электронномикроскопические наблюдения изменили представления о зародышевых центрах сферокрнсталлов настурана. До травления це>лгральные части сферолитов обычно ничем не отличаются от окру жающего сферолитового ядра. Зародышевые центры таких сферолитов настурана сложены окислами урана.
В мелкозернистых агрегатах иногда выявляются гипертро фированные центры зарождения. В таких случаях удается твердо установить, что зародышевые центры представляют со бой кубические кристаллы уранинита *. Число таких примеров растет. Наиболее изученные из них вскрывают некоторые осо бенности перехода кубических кристаллов уранинита в сферо-
литы |
настурана. |
|
|
|
Так, например, в насту ране (образец № 100, |
см. табл. 13), |
|||
длительно обработанном |
содовыми |
растворами, |
Г. А. Дымко- |
|
ва выявила тончайшую |
зональность |
сферолитов |
и уранинито- |
|
* |
Обрастание кристаллов |
уранинита |
настураном |
отмечено неодно |
кратно |
[315, 319]. |
|
|
|
105
вые ядра. В аншлмфе до травления заметных изменений в от ражении отдельных индивидов микросферолитового агрегата, а также центральных и периферических частей сферолитов не обнаружено. В содовом растворе отдельные участки агрегата изменяются по-разному. В одних блоках агрегата, ограничен ных прожилками кальцита, содержатся интенсивно протравлен ные сферолиты, в которых отдельные зоны полностью раство рились, в других — сферолиты едва затронуты растворением, в третьих — выявляется тончайшая зональность. Таким образом, растворение проявляет скрытое (не заметное под микроскопом) природное изменение минерала. Сферолиты образованы вокруг одного или нескольких кристаллов уранинита кубической фор мы. В трех сферолитах настурана (рис. 30) зародышевые кри сталлы частично, растворились. Первый сферолит срезан под
небольшим углом |
к'плоскости |
куба (рис. 30, а). |
В центральной |
||
части |
протравленного зародышевого |
кристалла |
сохранились |
||
следы |
квадрата |
размером в |
несколько |
микрон, |
вписанного в |
сложную форму, которая сменяется кристаллом с почти квад ратным контуром, повернутым по отношению к зародышу на 45°. Такие взаимоотношения встречаются при обрастании окта эдра кубом. Промежуточные зоны параллельны контурам {111} и {100} или расположены под углом, характерным для ромбо
додекаэдра |
{ПО}. Иными |
словами, |
намечается |
смена форм |
|||||||||
{111} —{ПО} —{100}, |
известная |
для |
флюорита [317, |
318]. Обра |
|||||||||
щает на себя внимание одновременный рост пирамиды |
< 1 0 0 > |
||||||||||||
и лучистых пучков у вершин квадрата |
(расщепление |
пирамид |
|||||||||||
нарастания |
< 1 П > |
или |
< 1 1 0 > ) . |
Характерен |
также |
неболь |
|||||||
шой прогиб во внешней зоне сферолита, соответствующий |
ме |
||||||||||||
сту соприкосновения |
двух |
сферокристаллических |
пучков |
над |
|||||||||
гранью куба. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В срезе |
параллельно |
(111) |
интересны |
вершины |
блоков в |
||||||||
верхней части сферолитов |
(рис. 30, |
б). |
Они |
имеют общую |
ори |
||||||||
ентировку, |
соответствующую |
граням |
тетрагексаэдра, |
что |
еще |
||||||||
более сближает эволюцию |
форм |
флюорита |
и |
уранинита: |
|||||||||
{111}—{110} — {100}—{hkO}. |
На |
рис. 30, |
в |
показан |
срез |
заро |
|||||||
дышевого кристалла |
в виде |
ромба. При |
расщеплении |
зароды |
ша возникают симметричные фигуры, образованные разрастаю
щимися сферокристаллическими пучками в вершинах |
|
ромба. |
||
Здесь также характерны прогибы в |
местах контакта |
|
пучков. |
|
На рис. 30, г показаны сохранившийся |
от растворения |
кристалл |
||
уранинита и расщепление одной из |
пирамид |
роста |
(по-види |
|
мому, ромбододекаэдра). |
|
|
|
|
Электронномикроскопически подтверждено |
наличие |
в цен |
||
тре зародышевого сферокристалла |
октаэдра |
(до 1,5 |
мкм в |
ребре): его грани параллельны направлению спайности. У вер шин октаэдра развиваются плоские грани куба.
Встречен также несколько иной вид |
кристаллов уранинита |
с параметром решетки а0 = 5,41 -г5,40 |
А, послуживших цен- |
106