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: 106

Скачиваний: 0

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

Физические свойства псевдоморфоз окислов урана

Морфо­

Щетка крис­

 

Кристаллы

 

 

 

 

Щетка крис­

 

 

 

логия

 

таллов, по­

 

 

Кристаллы

таллов,

 

Кристаллы

выделе­

 

крытая на-

 

с пикетной

покрытая

 

нии

 

стураном

 

 

 

 

 

 

 

настураном

 

 

 

Твер­

 

350-348

 

Не опр.

 

380—280

440—370

 

380—260

дость,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300—225

 

 

 

кГ/мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о 0 , А

 

5,38

 

5,38

 

 

5,38

5,38

 

5,38

hkl

 

d/n

I

 

d/n

 

 

djn

I

d/n

/

 

din

 

111

 

 

 

 

3,10

10

 

3,10

8 ш .

3,12

4

3,10

8 ш .

200

 

 

 

 

2,68

6

 

2,69

6 ш.

2,70

2

2,69

6 ш.

220

1,899

6 ш.

1,900

9

 

1,904

8 ш .

1,908

4

 

1,904

8 ш .

311

1,618

6 ш.

1,619

9

 

1,620

8 ш .

1,624

4

 

1,621

8ш .

400

 

 

 

 

1,343

2

 

 

 

 

1,357

2

 

 

 

331

 

 

 

 

1,232

6

 

1,235

4 ш.

1,235

2

 

1,237

6 ш.

420

1,200

6

 

1,201

6

 

1,203

4 ш.

1,203

2

 

1,206

6 ш.

422

1,100

4 о. ш.

1,096

6 ш.

1,099

6 о. ш. 1,100

2

 

1,101

5 о. ш.

333

1,035

4 о. ш.

1,033

7ш .

1,035

6 о. ш. 1,036

2

 

1,035

5 о. ш.

Приме­

Почковид­

 

 

 

 

Под

квар­

Настуран,

 

 

 

чание

 

ный

 

 

 

 

цем,

покры­

о = 5 , 4 2 А

 

 

 

 

 

настуран,

 

 

 

 

тым

насту-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я=803н - 722

 

 

 

 

раном с

 

 

 

 

 

 

 

кГ/мм2

 

 

 

 

0=5,42 А,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я=820-4-б80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кГ/мм2

 

 

 

 

 

чество

Si05

(до

8,6%).

При

рентгенографическом

и

изучении

часть гипогенного

гидронастураиа

(паранастурана)

урановых

черней,

ассоциирующихся

[20]

с

настураном,

показала

струк­

туру коффинита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По-видимому, к этому же типу псевдоморфоз по коффиниту

принадлежит «настуран» из Яхимова с а0

= 5,418 А,

 

изученный

Берманом

[89]. Он сохранил

параметры ячейки при нагревании

в течение

20 ч/ при 550° С.

Предполагается,

что

в

нем нет

«промежуточных» ионов кислорода и практически отсутствует

шестивалентный

уран. Его состав

(вес.%): 70,2 U0 2 ; меньше 0,1

U 0 3 ; 0,08 Th02 ;

2,17

TR;

3,91

РЬО; 4,28 CaO;

2,40 Fe2 03 ;

4,17 Si02 . Судя по составу,

это мзотропизированный

коффинит

с

ничтожной

примесью

настурана.

«Настуран» из

Шинарупе

с

4,35% Si02 ,

42,49%

U0 2 , 20,58%

1Ю3 и 1,48%

РЬО также

можно отнести к псевдоморфозам по коффиниту. Нагревание при

36

по коффиниту (Рудные горы) [5]

 

 

 

Т а б л и ц а 5

 

 

 

 

 

 

 

 

Зернистый

Щетки крис­

 

 

Щетка крис­

 

 

Игольча­

таллов вок­

Почковид­

Цемент

между

поч­

руг деидрп-

таллов, по­

тые крис­

ками насту­

тов самород­

ная корка

крытая на­

брекчии

таллы

рана

ного висму­

 

 

стураном

настурана

 

 

 

 

 

та

 

 

 

 

 

 

Не опр.

322—274

390—350

356—304

348—330

330—287

5,38

5,38

5,39

5,39

5,40

 

5,40

d/n

/

d/n

I

din

/

d/n

 

d/n

I

d/n

I

 

 

3,11

10

3,11

8

3,10

6

3,11

6

3,11

4

 

 

2,69

6 ш.

2,70

6

2,69

4

2,70

4

2,70

2

1,899

8

1,905

6 ш.

1,912

7

1,913

7

1,912

6

1,915

2

1,619

9

1,623

8

1,629

8

1,630

7

1,634

6

1,633

3

1,340

2

 

 

 

 

 

 

1,352

2

 

 

1,232

7

1,230

2 ш .

1,240

4

1,238

4

1,239

4

1,233

1 ш.

1,203

7

1,203

2 ш .

1,206

4

1,208

4

1,209

4

1,209

1 ш.

1,097

8

1,097

4 ш.

1,100

6 ш.

1,105

4 ш.

1,102

4 ш.

1,101

1 ш.

1,035

8

1,035

4 ш.

 

6 о. ш. 1,041

4 ш.

1,037

4 ш.

 

1 о. ш.

Сфероли-

Замещает

 

 

6,4%

S i 0 2

Настуран,

Обломки 1

товая

настуран с

 

 

 

 

о = 5 , 4 1 А,

настурана,

структу­

Я = 6 3 4

 

 

 

 

Я=772-4-657

 

 

 

 

Я=681н - 634

ра

псев­

кГ/мм2

 

 

 

 

кГ/мм2

доморфоз

 

 

 

 

 

 

кГ/мм2

 

 

540°С привело к очень

слабому изменению его параметра ао

с 5,399 до 5,391 А [89].

 

 

 

 

Вторая

разновидность — обычный

настуран

с

параметром

an = 5,42-f-5,44 А — развивается часто

по отдельным

зонам кри­

сталлов и

сферолитов

коффинита.

В таких

псевдоморфозах

можно обнаружить реликты изотропизнрованного коффинита. Образуя с карбонатом или кварцем сложные, агрегатные псевдоморфозы по коффиниту, настуран в них подчеркивает внутреннее строение ранее существовавших кристаллов и друз, сферолитов и почковидных корок. В агрегатных псевдоморфозах по сферолитам коффинита иногда сохраняются не только струк­

туры роста, но и характерные трещины.

Псевдоморфозы замещения не всегда удается однозначно расшифровать. Тонкие детали нередко показывают, что коффи­ нит «реликтов» псевдоморфоз агрессивен по отношению к насту-

37

рану.

В

таких случаях

могут, быть два решения.

Первое —

образование минералов

в

последовательности коффинит I —

окислы

урана — коффинит

I I . Второе — замещение коффинитом

реликтов

уранинита или

 

какого-то другого первичного мине­

рала, который перед этим частично был замещен

окислами

урана.

 

 

 

 

 

Измененный коффинит содержит тонкую вкрапленность галенита, в то время как в неизмененном коффините галенит обычно отсутствует *. Можно думать, что свинец в коффините, как и в окислах урана [118], входит в кристаллическую ре­ шетку (проявляется «принудительный» изоморфизм). Галенит образуется при разрушении кристаллической решетки коффинита в процессе метамиктного распада пли гидротермального воздей­ ствия. Появление тонких прожилков и «пятен» кварца в псев­ доморфозах по коффиниту, в том числе в виде оболочек вокруг псевдоморфоз, может быть вызвано обилием зародышевых центров, стимулирующих образование зерен кварца. Однако полные псевдоморфозы кварца по коффиниту очень редки. При замещении реликты коффинита меняют свои свойства. В тех случаях, когда они теряют включения сульфидов, они стано­ вятся более прозрачными. Сообщается [119], что при замеще­ нии коффинита кальцитом реликты коффинита становятся стек­ ловатыми, желто-зелеными, с показателем преломления 1,617.

Как отмечалось, продукты изменения коффинита несут многочисленные черты сходства с гидронастураном или черным гуммитом. В этом плане интересен ненадкевит.

Ненадкевит—метамиктный ортосиликат уранила [58, 59]. Существуют две разновидности этого минерала: желто-зеленый ненадкевит, меняющий свою окраску на оранжевую и бурую в связи с включениями окислов железа, и черный. Цветные разновидности, как и в гуммитах, развиваются по черной разно­ видности. Появление четырехвалентного урана в ненадкевите связано с примесью окислов урана [42, 43].

Ненадкевит, как и коффинит, встречается в виде массивных прожилков и агрегатов тетрагональных кристаллов, поэтому неоднократно высказывались предположения [6, 122] о том, что ненадкевит является аналогом или измененной разновид­ ностью коффинита. По мнению В. А. Поликарповой [59], уран в гидросиликате первоначально был четырехвалентным и не­

надкевит (как и коффинит)

является крайним урановым членом

в ряду торит — ураноторит — ненадкевит.

 

 

Не исключено, что ненадкевит — продукт

метамиктного

из­

менения очень

древнего (около 2 млрд. лет)

коффинита,

про­

исходившего в

обстановке,

исключающей образование

UOz+x

в процессе распада. Возможно, что свинец в ненадкевите .(це­

ликом радиогенный) находится в виде

уранатов.

В

этом

плане

* Галенит ассоциируется с неизмененным

коффинитом

g

местах

заме­

щения ими раннего уранинита.

 

 

 

 

38 .

интересны

линии

(d/n) 3,20

А у непрокаленного

и яркие линии

3,20 А и 2,70 А

у прокаленного

ненадкевпта,

свойственные

кубическому уранату свинца PbUO^-x.

 

 

 

 

Интересно, что рентгенографически

охарактеризованные Г12]

разновидности

ненадкевпта

нашли

своих

аналогов (в том числе

не содержащих

кремнезем)

среди

гуммитов, образующихся в

результате

гидротермального изменения

уранинита

[121].

Подобно переходу настурана в гуммиты, в специфических

условиях

может

произойти

переход

коффинита

в

ненадкевит.

При этом,

как

и

в гуммитах, сначала образуется черный не­

надкевит

(аналог

гидронастуранов),

а затем желтый. Правда,

черный цвет здесь может быть вызван и дисперсным магне­ титом. Кашпар [120] также относит ненадкевит к гуммитам, определяя его как минерал, близкий к казолиту и имеющий

формулу (Pb,

Са, Mg) [UOjSiO.i]-/гН2 0.

Высокое

содержание

тория, редкоземельных

элементов и U / , + в

темных

разновидно­

стях он объясняет тем, что

ненадкевит

представляет

собой

псевдоморфозу

по какому-то первичному

минералу, например

по ураниниту

(с этим

невозможно согласиться — иная

форма

кристаллов) или по ураноториту

(более вероятно).

 

 

По мнению

Г. А. Сидоренко

[17], ненадкевит — член

моно­

клинного ряда

ненадкевит — хеттонит — монацит с параметрами

о = 6,77 А, 6 = 6,97 А, с = 6,45

А, р=104°43'. Е. Г. Павлов*

мето­

дом электронной микродифракции получил для ненадкевита

сходные данные:

а = 6,77 А,

6 = 6,98

А, с = 6,41 А,

р=106°44'.

Объем

элементарной ячейки

ненадкевита примерно

на

5%

меньше, чем у коффинита.

 

 

 

 

 

 

 

 

Может быть в связи с этим

микротвердость

ненадкевита

значительно выше, чем у коффинита

(578—635

кГ/мм2),

хотя

отражение ненадкевита

(10—13%

при

1 = 520 ммкм)

и

показа­

тель

преломления

(от

1,741 ±0,002

в

изотропном

сечении до

1,775±0,002 в слабоизотропном)

различаются мало

[42].

 

При окислении силиката U4 + образование минерала с мень­ шим объемом ячейки может оказаться более выгодным, осо­ бенно при высоких давлениях. Нельзя исключить и возможность первичного образования в таких условиях моноклинного сили­ ката U V I . По мнению В. И. Жуковой [42, 43], для ненадке­ вита характерна ассоциация минералов, образовавшихся в пер­ вично окислительной щелочной обстановке (гематит, силикат Fe3_l"), в то время как коффинит встречается с минералами,

образующимися в более восстановительной обстановке

(насту-

ран,

сульфиды,

мушкетовит).

Ненадкевит — минерал

шести­

валентного урана;

появление

в нем U 4 + связано с механиче­

ской примесью более позднего уранинита.

 

Так или иначе

ненадкевит — гипогенный силикат,

незави­

симо от того, образовался он как первичный минерал

U V I или

заместил силикат

U I V .

 

 

*

Устное сообщение

(МГРИ, апрель 1972 г.).

 

39

Ч А С Т Ь В Т О Р А Я

ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

ВСИНТЕТИЧЕСКИХ

ИПРИРОДНЫХ ОКИСЛАХ УРАНА

Развитие представлений о природе и генезисе настурана тесно сзязано с ис­ следованиями синтетических окислов урана, получаемых преимущественно пу­ тем пиросинтеза, реже из растворов и расплавов солей. Сведения о пиросннтезе, естественно, нельзя непосредственно ис­ пользовать для решения вопросов гене­ зиса в гидротермальных условиях \ 1231, но они служат ценным и подчас един­ ственным источником информации о свойствах отдельных фаз и механизмах фазовых превращений.

Данные о синтетических окислах урана, в основном об UO2, UO3 и U3O8, можно найти в работах по металлургии

124,

125], технологии

и химии

урана

76,

126—128], в

специальных

сводках

и исследованиях

[127, 129—136]; фазо­

вые

диаграммы — в [134—136].

Многие

сведения противоречивы,

и отрывочны.

В геологической литературе краткий об­ зор фазовых превращений дан автором [117, 137], сводная фазовая диаграмма составлена В. А. Киркинским [86]. Для сравнения с природными соединениями интересны прежде всего сведения о со­ ставе и фазовых превращениях соедине­

ний

в ряду

UO3 — U 0 2 , особенно таких,

как

U 2 0 5

и

U3O7,

возможно,

образую­

щихся в

природе.

 

 

 

Имеется большое число работ по ме­

таллографии

UOg и

несколько

металло-

Смотрите также файлы