Файл: Баранов, В. И. Радиогеология учебник.pdf

ролизу, аналогично многозарядным ионам других металлов. Сте­ пень гидролиза уменьшается при переходе от U4 + к UC"z+ . рН вы­

ным комплексообразователем. Его ионы могут давать комплекс­ ные соединения со многими неорганическими и органическими анионами. Анионы слабодиссоциирующих кислот (карбонат, оксалат, ацетат, фосфат) образуют значительно более прочные ком­ плексы с ураном, чем хлорид и нитрат.

U (IV) в комплексных -соединениях имеет координационное число 8. Известны карбонатные, сульфатные, оксалатные и неко­ торые другие комплексы V4+. Большинство их сравнительно мало устойчиво, причем устойчивость падает с повышением температуры.

Более устойчивы комплексные соединения U (VI), где он пред­ ставлен исключительно в виде уранил-иона. Координационное чис­ ло нона U O l + равно'4—6. Существует большое число карбонатных комплексов уранила. Наиболее устойчивы по отношению к гидро­

прочности.

Очень важную группу комплексных соединений уранил-ион об­ разует с органическими кислотами (щавелевой, уксусной, лимон­ ной, салициловой и т. д.). Видимо, существуют комплексы урани­ ла и с гумусовыми кислотами.

Комплексообразование играет важнейшую роль в геохимии урана.

Минералы урана

Уран — ярко литофильный элемент. Литофильные свойства проявляются в его высоком сродстве к кислороду. Все собствен­ ные минералы урана обязательно имеют в своем составе кислород. В природе отсутствует самородный уран, его сульфиды, арсениды, галогениды. Найдено более 150 урановых и урансодержащих ми­ нералов.

114

толит и т. д.). Содержание урана в некоторых из них может пре­ вышать 20%. Существуют углеродистые урановые минералы (тухолит, карбуран), содержание U 3 0 8 в которых может достигать 50%.

Первичные минералы урана, содержащие U (IV), имеют тем­ ную окраску.

Минералы шестивалентного урана соответствуют зоне окис­ ления и характеризуются яркой окраской, типичной для солей уранила. Уран (VI) присутствует в этих минералах в форме уранилиона. Весьма распространены карбонаты, сульфаты, ванадаты, ар-

сенаты и ванадаты уранила, Са, Mg, Ва, Си, РЬ и т. д. объединены в группу урановых слюдок. Слюдки имеют окраску от желтой до зеленой, весьма совершенную спайность и яркий блеск, что обес­ печивает им слюдоподобный характер кристаллов.

Уран в магматическом процессе

Уран, так же как и торий, является литофильным элементом.^ В нормальном ряду магматических пород его содержание возрас-" тает от ультраосновных пород к кислым (табл. 17). Эта закономер-

Т а б л ' и ц а 17 Средние содержания урана и тория в изверженных породах (г/т)

ность в основном выдерживается как для интрузивных, так и для эффузивных пород. Большинство данных подтверждает, что в любой группе генетически связанных пород концентрация урана возрастает с повышением содержания кремнекислоты и калия.

116

ных минералов. Благодаря высокому заряду иона ( + 4) и сравни­ тельно большому радиусу (0,95 А) он не замещает ни один из петрогенных элементов при кристаллизации породообразующих минералов и накапливается в остаточном расплаве вместе с торием и редкоземельными элементами. Правда, в процессе роста кристал­ лов отдельные атомы или группы атомов урана могут быть захва­

входить в решетки ихминералов. В некоторых случаях этот процесс может иметь место даже на более ранних стадиях кристаллизации магмы. Низкие концентрации тория и TR приводят к выделению урана из остаточного расплава либо в виде собственных минера­ лов (обычно ультрамикроскопических размеров), либо в виде рас­ сеянных (сорбционных) форм на поверхности зерен.

Таким образом, основная масса урана накапливается к концу магматического процесса и в крупных многофазных интрузиях обычно наблюдается возрастание содержания урана от начальных фаз к последующим. Нередко отмечают обогащение ураном крае­ вых частей массива, особенно кровли.

правило, обеднены ураном жильные магматические . тела, завер­ шающие магматический цикл.

Формы нахождения урана в магматических породах были впервые установлены В. И. Вернадским и с тех пор, в принципе, взгляды на этот вопрос мало изменились. Уран в магматических породах находится в следующих формах:

1)в виде собственных минералов,

2)в виде изоморфной примеси в акцессорных неурановых минералах,

3)в рассеянной форме: а) в дефектах структур породообра­ зующих минералов, б) на поверхности минеральных зерен и в микротрещинах.

Включения собственных минералов урана имеют очень малые размеры и нередко обнаруживаются лишь радиографическими методами. Чаще — это ториевые разности уранинита, ураноторит, иногда браннерит, давидит, бетафит, коффинит и некоторые Другие.

117