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

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

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