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

Изучены [213, 355] сферокристаллы настурана, волокна в которых состоят из цепочек сравнительно крупных (до 1 мкм) кубических или октаэдрических кристаллов. Такие кристаллы соединяются в цепочки вершинами, чем напоминают цепочки зародышей самородной серы [342, 356], однако их первичная природа сомнительна: подобные микронные кристаллы в других образцах образуют дендриты в массе лучистых сферокристаллов (см. стр. 163).

Расщепление волокон

Количество включений в волокнах возрастает в участках образца, не затронутых перекристаллизацией. Сегрегация по­ сторонних примесей при перекристаллизации — явление редкое, поэтому можно допустить, что вещество включений может рас­ творяться при перекристаллизации в основной фазе. Форма большинства посторонних включений — кубоиды, с ребром от 200 до 700 А, однако встречаются и призматические кристаллы. Часть включений зональна и имеет нерастворимую оболочку. Мелкие кубоиды не поддаются травлению. По ряду признаков

включения приурочены к границам и местами вызывают рас­

цепочки ямок травления, показывающих, согласно В. Т. Риду [357], на незначительную дезориентацию и небольшое число выходов линейных дислокаций. Границы между волокнами в од­ них участках резко протравлены, в других ничем не отличаются от границ между субволокнами. Сильно вытянутые, замкнутые (лиизовидные в срезе) канавки травления между волокнами,

с более низким параметром решетки волокна более тонкие и менее прямолинейные, однако количество таких наблюдений

Сферолиты полимеров образуются при «малоугловом не­ кристаллографическом» расщеплении («ветвлении») волокон из

125

волокнистой «закрытой» (гладкая сферическая поверхность] текстуры. При увеличении б, если переохлаждение невелико, растут грубоволокнистые сферолиты с несоприкасающимися волокнами, т. е. с так называемой «открытой» текстурой (в книге такие сферолиты в соответствии с работой [320] рассматри­ ваются как дендритные сферолиты). Сферолиты полимеров представляют собой поликристаллы,- волокна в которых вытя­ нуты по главной оси (по принятой здесь терминологии их мож­ но называть сферокристаллами). Свойственное сферолитам малоугловое расщепление противопоставляется «кристаллогра­ фическому» расщеплению (ветвлению), в результате которого образуются дендриты. Дендритная кристаллизация контроли­ руется диффузией тепла («термические» дендриты) или свежего материала («концентрационные» дендриты) [358].

примесей на поверхности сферолита и скорости роста граней [359], размера кристаллов и размера посторонних частиц, вида дефектов решетки и т. д. Включения не всегда служат причиной расщепления; известно, например, влияние подложки на рас­ щепление кристаллов селена* [360], по-видимому, в связи с искажением решетки, а также расщепление в результате рас­ трескивания за счет напряжений, возникающих в начальные

Субволокна в пределах волокна образуют сильно вытянутые конические пучки и таким образом постепенно вызывают увели­ чение поверхности растущего сферокристалла. Здесь по-существу происходит мозаичный рост волокон.

Существует и более грубое расщепление — разделение од­ ного волокна на два самостоятельных волокна в связи с появ­ лением включений, вызывающих заметную дезориентацию по границам образующихся субволокон. Такое расщепление наблю­

126

углом к зонам роста. Включение, вызвавшее расщепление, имело

чение ориентировано перпендикулярно зонам роста зародыше­ вого кристалла, т. е. под углом к удлинению волокна (см. рис. 39,6). Шов расщепления, выявленный травлением, появ­ ляется над включением.

В сферокристаллах более часто происходит расщепление одного волокна на серию новых волокон, своего рода разветвле­ ние волокна вокруг более крупных включений (см. рис. 39,б), наблюдаемое в настуране уже при небольших увеличениях [301]. Такое расщепление экспериментально получено для органиче­ ских соединений [311, 312].

Кинетика захвата пузырька воздуха растущими сферокристаллами салола продемонстрирована А. В. Шубниковым и В. Ф. Парвовым [304]. В процессе роста сферолита захваченный пузырек воздуха принимает треугольную (в плоскости) форму. В углах основания треугольника можно видеть центры рас­ щепления игольчатых кристаллов. Треугольную форму пустот следует ожидать и при захвате пузырьков газа сферокристаллами настурана, но подобные структуры не установлены.

В сферокристаллах настурана в основании конических пуч­ ков из 2—3 новых волокон можно видеть зародышевые кри­

лы новых «зарождений» по терминологии Д. П. Григорьева [295].

В зернистых сферокристаллических агрегатах каждый инди­ вид, как правило, затравливается целиком*, однако степень

к (111). Общее травление сравнительно крупных сферокрн­ сталлов настурана свидетельствует так. же, как и структура их поверхности, о наличии в сферокристалле одной, общей для всех волокон кристаллической решетки. Общую с основным сферокристаллом ориентировку имеют и разрастающиеся пучки новых зарождений, что может указывать на ориентированное прилипание новых центров расщепления — зародышей Урани­ нита к растущим волокнам. Ориентированные в одном направ­

* При травлении часто выявляется зональность (см. гл. 11).

127

сходство внутреннего строения и размеров ориентированных кристаллов с типичными зародышевыми кристаллами уранинита.

Особенно наглядное расщепление происходит при обраста­ нии волокнами более крупных препятствий (а>1г). Расщепление начинается вблизи точек поверхности включения, максимально удаленных друг от друга в направлении, перпендикулярном удлинению волокон (см. рис. 39,г). В отдельных участках рас­ щепления отчетливо видно, что центром расщепления служит не волокно, а новый зародыш уранинита. На поверхности вклю­ чений, диаметр которых в несколько раз превышает поперечное сечение волокна, можно видеть осевшие зародыши уранинита. Они расщепляются и переходят в зародышевые сферокристаллы. Зародыши уранинита, осевшие по бокам включения, разрас­ таются, в то время как зародыши, расположенные близко к центру, зарастают. В любом случае здесь также образуется характерный шов над включением, что позволяет при изучении реплик определить ориентировку волокон и направление роста.

В процессе обрастания сравнительно крупного включения в образовавшуюся щель осаждаются многочисленные зародыши, многие из них имеют форму вытянутого ромба, но по отношению к травлению не отличаются от настурана (U3 08 ?).

Из приведенных примеров следует, что многие тонкие осо­ бенности расщепления определяются кинетическими факторами и прежде всего соотношением скорости роста волокон и скорости роста образования и (или) осаждения дисперсных включении или зародышей.

Абсолютная и относительная скорости роста

Абсолютную скорость роста минералов пытаются определить различными способами [295, 363J. По-видимому, можно ис­ пользовать для этого и взаимодействие осаждающихся частиц с растущим сферолитом. Скорость осаждающихся частнц рас­ считана для воды (табл. 21) и может быть вычислена для жид­ кости с известной плотностью по формуле Стокса [364].

Размеры таких сингенетических включений в волокнах сферокристаллов настурана колеблются в пределах 100—1000 А, давая для отдельных примеров максимум при 200 А и реже при 700 А. Состав включений неизвестен. По форме (кубоиды) и отноше­ нию к травлению они близки к ШОд (плотность 11), но могут принадлежать и другим, менее плотным минералам.

Распределение сингенетических включений в сферокристаллах более или менее равномерное, признаки гравитационного скоп­ ления на отдельных участках волокон не наблюдались. Все это позволяет считать, что скорость роста сферокристалла превы­ шает скорость осаждения частиц. Пользуясь данными табл. 21, можно ориентировочно определить минимально возможное зна­ чение скорости роста сферокристалла. Так, если частица опус-

128

кается со скоростью 1 см за 1000 ч, скорость роста волокон не может быть меньше 10 мкм/ч. Для точных расчетов скорости осаждения нет данных о составе (плотности) включений и вяз­ кости раствора.

лов настурана на самородном мышьяке, по экспериментальным данным [114J, равна 3,3 мкм/ч.

Относительная скорость роста определяет многие морфоло­ гические особенности сростков сферокрнсталлов с сопровож­

вращения. Зоны роста в диссимметричных сферокристаллах — сфероидолитах — имеют неодинаковую толщину, они постепенно

Условия роста сфероидолитов изучены А. Н. Чураковым [366] на примере трубчатых сталактитов СаС0 3 , однако общие вы­ воды применимы и для объяснения роста сферолитов иных