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: 135

Скачиваний: 0

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

тром роста зародышевых сферокристаллов настурана.

Округ­

лые, достигшие в ребре

10 мкм кубические кристаллы

уранини­

та образуют своеобразные зернистые агрегаты среди

селени-

дов — это

так называемый

настуран

Пб [319]. Встречаются и

агрегаты

из реликтовых

«скорлупок»

таких

кристаллов, сце­

ментированных кальцитом

и селенидами (рис.

31).

 

Рис. 31. Внутреннее строение

(а) и реликты (б—ж)

плоскогранно-кривогран-

иых

кристаллов

уранинита

(образец

В. Е. Бойцова):

/ — уранинит;

2 — изотропизнрованный

коффинит;

3 — умангнт; 4 — кальцит.

Внешняя поверхность выпуклых граней

куба, как это видно

в иммерсии при увеличении в 2000 раз, гладкая *, блестящая, ребра куба округлые, но местами представляют собой много­ главую поверхность параллельно ориентированных вершин или ребер кубов (скелетный рост граней ромбододекаэдра или тетрагексаэдра). Кристаллы по форме напоминают описанные Ю. Л. Орловым [321] кубоиды алмаза. Кубоиды уранинита

можно

рассматривать

в

соответствии

с

терминологией

О. М. Аншелеса [322] как антискелетные

кристаллы.

Кубоиды

уранинита образованы в результате роста.

Это

однозначный

вывод,

поскольку травление

кислотами показывает тончайшую

* Тончайшая ступенчатость

округлых

граней

кубоида

местами выяв­

ляется

при электронномикроскопических

исследованиях. Известно

[320], что

такого рода ступенчатые грани не переходят в плоскую грань в процессе разрастания при любом механизме роста.

J 07


внутреннюю зональность, подчеркивающую стабильность криво-

граниого

роста

кубоидов

на

значительном

интервале

(рис. 31, а).

Каких-либо признаков

пересечения

кривогранной

поверхностью

иных

элементов

роста

(в рассматриваемом слу­

чае зон плоскогранных форм), что свидетельствовало бы, со­ гласно И. И. Шафрановскому [323], о растворении, не наблю­ далось.

В центре кубоидов уранинита выявляется плоскогранный октаэдр. Сохранившиеся от замещения внешние оболочки ку­

боидов (рис. 31, б—ж)

показывают, что помимо

основной

фор­

м ы — кривогранного куба — присутствуют

грани

октаэдра

или

ромбододекаэдра (см. рис. 31, б).

Встречаются также двойники

прорастания (см. рис. 31, в — срез

по октаэдру,

пунктиром

по­

казаны предполагаемые

границы

между

субиндивидами,

по­

строенные по аналогии

с наблюдаемыми

в протравленных

не­

замещенных сферолитах).

Грани кубоидов растут медленнее и лучше сохраняются при растворении (см. рис. 31,е). Кубоиды уранинита послужили центрами роста крупных сферолитов, отличающихся едва за­ метным отклонением от сферичности отдельных секторов кон­ центров.

Существуют и другие примеры переходов зародышевых кри­ сталлов уранинита в сферокристаллы, а затем в сферолиты. Кубические кристаллы в центре сферокристаллов иастураиа наблюдались и под электронным микроскопом, однако они бы­ ли диагносцированы как галенит [324]. Определенным доказа­ тельством принадлежности кубических кристаллов в центре сферокристаллов настурана к ураниниту при электронномикроскопических исследованиях реплик служат приуроченность сно­ повидных форм расщепления к вершинам куба, а также при­ знаки параллельности зон роста в отдельных волокнах сферо-

лита и граней зародышевого

кристалла.

 

 

 

Расщепление кристаллов уранинита

 

 

Детали расщепления

зародышевых' центров сферокристал­

лов настурана

изучены

на

примере кристаллов

уранинита

с

Оо = 5,455 А из

арсенидных

жил Рудных гор. Там

уранинит

от­

мечался и ранее (5, 6, 325, 326], но, по-видимому,

не был изу­

чен. Разобщенные кристаллы и сростки уранинита

встречаются

в обособленных гнездах и прожилках и среди измененных по­

род. Щетки кристаллов уранинита нарастают

на

сферолиты

настурана, отличающиеся от уранинита более

интенсивным и

равномерным протравливанием.

Значительная

величина

(5—

10 мкм) позволяет оптически

наблюдать форму и

некоторые

особенности строения кристаллов.

 

 

 

Кристаллы уранинита в срезе представлены квадратами и

треугольниками с ничтожно притуплёнными углами. Такие

се-

108


чёнйя, а

также двойники прорастания по

флюоритовому

зако-

ну (рис.

32) позволяют отнести кристаллы

уранинита к

кубам,

В иммерсии в уранините видны красно-бурые рефлексы, оди­ ночные фигуры и ямки травления, зональность. Электронномикроскопическое изучение реплик с протравленных кристаллов уранинита показало, что не только кристаллы в целом, но и

В

отдельные зоны неоднородны и различаются, если не по соста­ ву, то по концентрации дефектов. Интенсивность травления в пределах отдельных зон постепенно изменяется. Поверхность равномерного травления состоит из плотных рядов мельчай­ ших (около 100 А в поперечнике) изометрических ямок травле­ ния, вплотную примыкающих друг к другу в виде более или менее прямолинейных рядов параллельно (111).

Травление выявляет тонкие детали внутреннего строения (текстуры) кристаллов уранинита. В ядрах кристаллов можно

109

видеть нёпротравившиёся кубические зародыши с ребром око­ ло 1000 А и более крупные параллельные их сростки. Встрече­ ны также кристаллы, где зародыши (до 1500А по диагонали) имеют форму октаэдра (квадраты повернуты по отношению к внешнему контуру кристалла на 45°). В ядрах можно встретить также шестиугольные контуры более растворимой фазы, приз­

матические

кристаллы непротравившегося

минерала

и

т. д.

Наряду с правильными

кубами

уранинита

встречаются

сре­

зы каких-то

искаженных

форм

(по-видимому,

октаэдров),

имеющие очертания ромба

с углом

60°. Внутри

таких

ромбов

наблюдаются параллельные сростки более мелких ромбов, об­ разующие ядро кристалла. Встречаются также ромбы с при­ знаками спирального роста зон.

Зональность кристаллов позволяет восстановить эволюцию форм во времени. Вслед за образованием кубического заро­ дыша (октаэдр здесь — редкость) появляются пирамиды роста граней, притупляющих углы или ребра основного куба. Узкие пирамиды нарастания притупляющих граней, иногда имеющих

ступенчатое строение,

возможно, принадлежат

ромбододекаэд­

ру {ПО}, тем более что такое строение имеют

и пирамиды

граней, притупляющих

куб в разрезе по (111).

Широкие лучи­

стые пирамиды нарастания округлых граней (в срезах они обычно встречаются парно, давая «структуру песочных часов» отнесены к октаэдру {111}. Ядра таких кубооктаэдров мало отличаются в срезе от приведенных на рис. 29 зародышевых сферолитов. В целом ориентировочно можно написать для дан­ ного примера такую смену форм: {100} — {110} и { Ш } .

В результате воздействия кислот образуются цепочки мель­ чайших ямок травления вдоль дислокационных границ между

пирамидами нарастания

и между отдельными блоками, выяв­

ляя мозаичное строение

кристалла.

 

 

Так, на рис. 33, а показано лучистое расщепление на блоки

пирамиды роста

< 1 1 0 >

или

< П 1 > .

Расщепление

началось

с образования (адсорбции?)

примесей

на появившейся

грани.

Часто можно наблюдать параллельное расположение

блоков

(например, рис. 33, б);

с правой стороны кристалла отчетливо

видно строение

ступенчатого

ребра куба — своего рода

скелет­

ной грани ромбододекаэдра. Дислокационные границы показы­ вают, что «штриховка» грани ромбододекаэдра имеет блоковое происхождение, т. е. она возникла в процессе мозаичного ро­ ста, а не в результате появления поверхностных вициналей. На этом же снимке видна цепочка ямок травления, перпенди­ кулярная блокам, — она ориентирована по октаэдрической спайности и вскрывает выход дислокаций, образовавшихся в результате увеличения объема сингенетичного включения (по форме — коффинит или циркон; на фото — светлый) при мета­ миктном распаде. От него отходят дислокации и в других на­ правлениях.

ПО


Мозаичное строение имеют также внешние грани куба. На значительном интервале блоки ориентированы перпендикуляр­ но граням. Блоки клиновидно расширяются к периферии; часть из них зарастает, что свидетельствует о геометрическом отборе. Каждый блок заканчивается площадкой, параллельной общей грани (100); при этом отдельные блоки незначительно превы­

шают окружающие (рис. 34).

На рис.

34 показана ориентиров­

ка блоков в пирамидах роста

<100>

и < П 0 > > . На рис. 34, а

в ядре кристалла виден параллельный сросток трех зародыше­ вых кубов. Ступенчатая часть сростка постепенно зарастает, проходя стадию скелетного (многоглавого) роста. Внешние ребра крайних кристаллов расщепляются, однако не дают сту­ пенчатого строения граней. Интересна другая особенность

строения кристалла. Вблизи вершин квадрата

(ребер

куба)

блоки ориентированы в двух направлениях: одно

из них — ра ­

диальное по отношению к

центру кристалла,

другое — нор­

мальное, перпендикулярное

по отношению к граням (рис.

34,6).

Есть признаки взаимного прорастания различно

ориентирован­

ных блоков. Но, несмотря на сложное мозаичное строение, кри­

сталлы в

целом

сохранили

параллельность

зон

роста

куба.

Причина

этого,

возможно,

кроется в

сложном

двойниковом

строении

пластически деформированных

кубов и,

может

быть,

в неоднократном

появлении

зародышей.

 

 

 

 

Установлено

[327], что при пластическом

деформировании

кристаллов трансляционное скольжение приводит к образова­ нию закономерно расположенных клиновидных блоков. Пласти­ ческое деформирование в данном случае могло возникнуть за счет реализации внутренних напряжений при восстановлении окислов.

В процессе роста больших зональных кристаллов уранини­ та мелкие кубические кристаллы уранинита многократно эпитаксиально осаждались на основной кристалл и зарастали, не вызывая каких-либо изменений в структуре зон. Зародышевые кристаллы уранинита, осевшие на грань ранее образованного кристалла ребром или вершиной, не зарастают. Благодаря ра­ диальному росту блоков они «выживают» или разрастаются совместно с основным кристаллом, существенно увеличивая площадь радиального расщепления (см. рис. 32, б).

Наиболее тонкое радиальное расщепление имеют пирамиды нарастания <111> . Такие кристаллы напоминают по своей форме ранее охарактеризованные зародыши (см. рис. 29), но в отличие от них имеют зональное строение. Мозаичное строе­ ние отдельных зон кристаллов уранинита, по-видимому, связа­ но с появлением мелких включений нерастворимых минералов. Большинство таких включений имеет форму куба с ребром ме­ нее 500 А, реже встречаются вытянутые кристаллы, напоми­ нающие по форме кристаллы циркона. Включения рассеяны в мозаичных участках и концентрируются вдоль отдельных, бо-

111


Лее растворимых зон роста, а также вблизи расщепленных пирамид нарастания <110> .

Кристаллы уранинита в одних участках покрыты тонкой каймой коффинита, в других — постепенно переходят в почко­ видные корки, по своему строению ничем не отличающиеся от сферолитовых корок настурана (рис. 35). Обнаружены много­ численные «переходы» и обособленных кристаллов уранинита в сферокристаллы настурана (см. рис. 32, в). Такими заро­ дышевыми сферокристаллами оказались кубы с тонко расщеп­ ленными пирамидами роста ромбододекаэдра. С позиций И. И. Шафрановского (305, 323], их можно определить как ра-

диально расщепленные

ребериикн

кубов — реберные

пучки.

 

Форма и строение кубических зародышей

 

 

 

сферолитов

 

 

 

По

ориентации блоков относительно

кристаллографических

элементов можно различить три основных

вида расщепления

зародышевых изометрических кристаллов:

нормальный,

акси­

альный

и радиальный

(рис. 36).

 

 

 

 

При

нормальном расщеплении

блоки

в

пределах пирамиды

роста ориентированы перпендикулярно граням. Такая ориента­ ция блоков может быть вызвана геометрическим отбором в процессе роста блоков: блоки, максимально отклоняющиеся от общей кристаллографической ориентировки пирамиды роста, зарастают в первую очередь. Геометрический отбор растущих блоков отмечался Г. Л. Вазбуцким [328], а также был установ­

лен для флюорита [296]. В зародышевых

кристаллах

уранини­

та нормальное расщепление характерно для пирамиды

<100>,

особенно для ее центральных частей

(см. рис. 36, а,

б).

Узкие

пучки

блоков (см. рис. 36,

в) могут быть

связаны

с

«началь­

ными»

(унаследованными)

нарушениями [329].

 

 

 

Для

аксиального расщепления

характерен такой

столбча­

тый рост пирамид нарастания, при котором блоки

ориентиро­

ваны параллельно кристаллографической

оси (рис.

36,

г—е).

Каждый блок может иметь собственное полное огранение го­ ловки (многоглавый рост), но может и не выступать за преде­ лы общей грани. Эта грань может находиться под любым уг­

лом к блокам. Хорошо

известный пример

такого

расщепле­

ния— турмалин. На примере берилла

(см. рис. 36,

е) можно

видеть

частный

случай

аксиального

роста — нормально-акси­

альный.

Здесь

призматические блоки

ориентированы перпенди­

кулярно

пинакоиду (0001) [330]. Известны

факты

геометриче­

ского отбора аксиально ориентированных блоков в кристаллах синтетического кварца [331].

В кристаллах уранинита аксиальное расщепление

харак­

терно для многих пирамид нарастания

(ПО). В серии

парал­

лельных блоков этой пирамиды каждый

блок в процессе

роста

112