Файл: Дымков Ю.М. Природа урановой смоляной руды. Вопросы генетической минералогии.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 140

Скачиваний: 0

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

в общей поверхности сферолнта постепенно убывает, и мелкие плоские грани на сферолитах практически обнаружить не удается. Кубооктаэдроидные зародышевые сферолиты двуоки­ си наблюдались среди силикатов урана, полученных Ю. П. Ди-

ковым [115]. При косом срезе они могут дать

изометрические

«лодочки» (см. рис. 29).

Можно

обнаружить

плоскогранно-

кривогранные формы и

среди

настурана,

синтезированного

Р. П. Рафальским

(см. рис. 18 и 31 в работе

[114]).

Кубооктаэдры

уранинита могут иметь и

другое строение.

Д. А. Лесной [337а] из сульфатных растворов осадил на биту­

мах уранинит в виде округлых

кубоидов, образовавшихся в ре­

зультате антискелетного роста

плоских граней октаэдра.

В куборомбододекаэдроидах грани куба сохраняют квадрат­

ные очертания. В разрезах по

кубу в электронном

микроскопе

заметны признаки некоторого

опережения

в росте

радиально

расщепленных пирамид

(предположительно

< 1 1 0 > ) . В таких

случаях зародышевый

сферолит будет представлен

округлым

выпуклым каркасом вдоль ребер куба с «вдавленными» пло­

щадками граней куба. Далее

возникает зародыш с

двенад­

цатью сферическими выступами

(см. рис. 32, в).

 

 

При радиальном расщеплении пирамид роста

граней окта­

эдра

образуются зародыши в

виде правильно

сросшихся по

кубу восьми сфер, а при радиальном

расщеплении

пирамид

роста

граней куба — из шести

сфер,

сросшихся

по

октаэдру.

При последующем росте ямки между сферами зарастают и об­ разуется полностью сферический индивид.

Эволюция кристаллографических форм

Смена форм зародышевых центров сферокрнсталлов {111} — {110} + {100} свидетельствует, согласно Н. 3. Евзиковой [318], о последовательном снижении концентрации урана в растворе.

Вместе

с тем

последующее появление

и расщепление

пирамид

роста

<110>

и более интенсивное <111>, наконец, наличие

разнообразных

кривогранных форм и

сферокрнсталлов — все

это говорит о

заметном возрастании

концентрации,

не сопо­

ставимом с небольшим пересыщением, необходимым для обра­

зования

единичных зародышей сферолитов.

 

«Обратная» схема эволюции

кристаллографических

форм

уранинита

наблюдается и

в пегматитах (Бэк Ривер),

где, по

данным

Беренда (цит. по

[338]),

последовательно образуются

кристаллы

{100} + {110} — {100} — {100} + {111} — {111}.

Далее

на октаэдрах и кубооктаэдрах появляются грани трапецоэдра, затем образуются дендриты уранинита, а в более низкотемпе­ ратурных минеральных ассоциациях — сферолитовый настуран. Здесь также происходит вполне закономерный рост пересыще­ ния U 4 + по мере понижения температуры. Для того чтобы об­ наружить в кристаллах колебания концентрации растворов,

116

рассмотрим некоторые известные условия образования заро­ дышей.

Прежде всего, не всякий, возникший в результате пересы­ щения зародыш способен к дальнейшему росту. Не достигнув определенного устойчивого размера, зародыши не способны ра­ сти. В растворе зародыши небольших размеров совершают броуновское движение и, попадая в участки с недостаточным пересыщением, могут исчезнуть. Такие нестабильные зародыши получили название субмикронов, ультрамикронов, кристалли­ тов, неактивных кристаллических зародышей, «дозародышей» [339—342].

Субмикроны могут соединяться в тончайшие монокристаллы или образовывать гетерогенные агрегаты и, возможно, сферолиты. При увеличении пересыщения часть субмикронов выра­ стает, заметно превышая критические размеры. Появляются за­ родыши, способные к дальнейшему росту («активные зароды­

ши» [341]). Это и есть кристаллические

зародыши — центры ро­

ста. В нашем случае — это зародыши

сферокристалла.

Мини­

мальный кристаллический

зародыш, обнаруженный

в

центре

сферокристалла настурана,

имеет около

1000

А в

поперечнике,

т. е. приближается к верхнему пределу размера

коллоидной

частицы. Представляет интерес совпадение

величин активных

кристаллических зародышей, обнаруженных в природных обра­

зованиях и синтезированных из сульфатных

растворов

под

действием сероводорода.

По

данным

Р. П.

Рафальского

и

Ю. М. Кандыкина [230], за

2,5

мин нагревания

смеси при тем­

пературе около 100° С выпадает осадок

частиц

UOz+x размером

около 1500 А. Частицы агрегируются в цепочки и, судя по при­

веденному в работе фото, имеют

форму

кубооктаэдров.

При

нагревании в течение

10 мин при

150° С

среди

них появляются

округлые частицы

(кривогранные

кубоиды) диаметром

около

1 мкм; число и размер

их возрастают по мере

нагревания.

Субмикроны могут

появиться

в результате

распада

мель­

чайших аморфных

коллоидных частиц,

и момент их зарожде­

ния изучен при помощи электронного микроскопа [343]. Макро­ скопически о моменте зарождения судят по появлению осадка, по замутнению раствора и т. д. Образование зародышей в ра­ створе при простейших реакциях, приводящих, например, к об­ разованию осадка, иллюстрируется рядом графиков из работы [344] (рис. 37). Время от начала пересыщения до момента за­ рождения рассматривается как индукционный период. Этот пе­ риод сменяется массовым образованием новой фазы.

Ничтожное число зародышей уранинита может указывать на то, что они образовались в конце периода индукции в метастабильной области, а снижение концентрации в процессе их ро­ ста, по-видимому, частный случай, соответствующий условиям перехода от кинетического (межфазового) режима к диффузи­ онному [345]. Расщепление зародыша кристалла свидетельст-

117

вует о заметном увеличении пересыщения, а его переход в сфе-

ролнт — о массовом

спонтанном образовании зародышей

(ла­

бильная область). Не исключено, что образование

кристаллов

уранинита в пегматитах происходит при

большем пересыщении

за счет обогащения

торием. Однако,

неизвестно,

играет ли

 

здесь торий роль присадок-замед­

 

лителей спонтанного

образования

 

зародышей, существование

кото­

 

рых установлено для других со­

 

единений

[346].

 

 

Расщепление позволяет гра­ ням с максимальной скоростью роста выживать и даже угнетать, как это проявляется в двулистииках, медленно растущие грани, в то время как при плоскогран­ ном росте быстрорастущие грани исчезают в первую очередь.

 

 

 

время

Зародыши

сферокрнсталлов

 

 

 

 

 

 

настурана

 

 

 

 

 

 

 

в сопровождающих

минералах

 

 

(t-t,f

Формы

кристаллических

зе­

 

 

 

 

 

 

 

 

рен, растущих с вмещающими их

Период индукции

 

сферокристаллами

(при

 

/г<а,

 

табл. 20),

 

определяются

 

соотно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.Время

шением скоростей

роста

и

рас­

 

 

 

щепления

 

волокон

и

скорости

 

 

 

 

 

Рис. 37. Скорость образования

роста граней

включений.

Когда

зародышей (б) и рост объема

зародыши

 

сферокрнсталлов

сами

иовой

фазы

(в) в ходе

изме­

становятся

включениями

в

кри­

нения

пересыщения (а)

[344].

сталлах, на первый план высту­

 

 

 

 

пают другие факторы.

 

 

 

Как уже отмечалось, на границе между гранью и препятст­

вием имеется

питающий тонкий слой.

Условия поглощения и

отталкивания

кристаллами

включений

 

во

многом

 

опреде­

ляются

соотношением

поверхностного

натяжения

питающего

слоя а и его толщины

Ь [309]. Эти соотношения могут

быть

по­

стоянными, и тогда зародыши сферолитов либо «прилипают» к

грани

(daldb>Q)

и растут одновременно с нею, либо отталки­

ваются

растущей

гранью (da/db<.0).

С

изменением

знака у

отношения do/db

возникают условия,

при

которых

доросшие

до определенной величины сферокристаллы начинают отталки­ ваться гранью кристалла, оставляя за собой полости [347].

Электронномикроскопически изучены два вида взаимоотно­ шений зародышевых сферокрнсталлов настурана с сопутствую-

118

 

Т а б л и ц а 20

Взаимодействие между сферокристаллом,

его волокнами и инородным телом

в момент

роста

Среда

 

 

Включения

Соотношение

 

 

размеров

Волокно настурана

 

Субмнкрон

 

СО

 

 

 

 

 

Сферокристалл

 

Кристаллический

R>a>h

настурана R

зародыш

(уранинит

(г)

 

 

 

и др.)

 

 

 

 

(а)

 

Сферокристалл

(R) -f-

кристалл (а)

Rtza

 

 

 

сферокристалл

 

Сферокристалл

.

настурана или

Rxsr

настурана (R)

'другого

минерала

 

 

 

 

 

И

 

Кристалл (а)

 

Сферокристалл

R<a

Сферокристалл

(г).

 

настурана (R)

R<r

Образующиеся агрегаты

Образование субволокон (дислокации, расщепление волокон)

Прекращение роста во­ локон под включением, разветвление (расщепле­ ние) боковых волокон

Образование сростков одновременного роста ( + сферокристаллическик сферолитов)

Структура одновремен­ ного роста в полимине­ ральных индивидах и т. п.

П р и м е ч а н и е , а—размер ребра изометрического включения, h — ширина волокна, R. г — радиусы сферокристаллов.

щими минералами — взаимоотношение зародышевых кристал­ лов уранинита с кристаллами скуттерудита и взаимоотношение

зародышей

настурана и зародышей молибденита.

В одних

кристаллах скуттерудита—(Со, Ni)As3_.v- — встре­

чаются зародыши уранинита квадратных, а также ромбовидных сечений. Последние характерны для плоскогранно-кривогран- ных форм, по-видимому, искаженных октаэдров. Эвгедральные зародыши уранинита (0,1—0,6 мкм в ребре), а также более крупные (до 1,5 мкм) кристаллы не несут каких-либо призна­ ков их одновременного роста со скуттерудитом. Они концен­ трируются вблизи ребер, возможно, в связи с отталкиванием'

слоями, разрастающимися на грани от центра

к периферии.

В других кристаллах скуттерудита переход

кристаллов ура­

нинита в индукционные формы классических зародышевых сфе­

рокристаллов

можно

видеть

на

световом

микроскопе

(рис. 38, а).

Над кубическим зародышем уранинита

возникают

характерные

грибовидные

формы

с

центральным

прогибом,

свидетельствующие о расщеплении ребер или вершин

кубов.

При электронномикроскопических

наблюдениях

обнаружены

фигуры одновременного роста (рис. 38,6,в). Осевшие на

ребро

(или вершину) зародыши

уранинита

зарастали скуттерудитом,

119

Смотрите также файлы