книги из ГПНТБ / Дымков Ю.М. Природа урановой смоляной руды. Вопросы генетической минералогии

ю-м -дымков

ПРИРОДА

УРАНОВОЙ

СМОЛЯНОЙ

РУДЫ

ВОПРОСЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ МИНЕРАЛОГИИ

МОСКВА АТОМИЗДАТ 1973

УДК 549.514.87: (553.2 + 548.5)

Гос . публичная

к а у ч н о - т в х н и i * я а я Г.иЗпиотан» Г СО Р

•'•'T-.j!taHOrO З А Л А

тальная морфологическая характеристика центров зарождения

материалы по синтетическим окислам урана, полезные для пони­ мания природы и генезиса настураиа и уранинита. Охарактери­ зован эндогенный силикат урана — коффииит и рассмотрены во­ просы генетических взаимоотношений между коффинитом и окислами урана. Обсуждаются вопросы онтогенезиса настурана (зарождение и рост, изменение и растворение), а также вопросы филогенезиса окислов урана, представляющие общий интерес.

Рисунков 77, таблиц 25, библиография — 563 наименования.

П Р Е Д И С Л О В И Е

Урановая смоляная руда, сокращен­ но называемая урановой смолкой или просто смолкой, — один из основных источников урана и радия. Недавно установлено, что урановая смолка, ко­ торую в специальной литературе обычно

других минералов урана, т. е. представ­ ляет собой агрегат минералов. Деталь­ ное изучение минералов урановой смо­ ляной руды показало, что и они неодно­ родны и часто также состоят из не­ скольких фаз. Все это меняет многие представления о генезисе урановой смо­ ляной руды, которые сложились в ос­ новном без учета многофазностн мине­ ралов.

Предлагаемая работа отражает по­ пытку вскрыть природу урановой смоля­

сти бесториевого уранинита и коффинита. Генетическая минералогия рассмат­ ривает разные стороны происхождения минералов: источники и механизм или способ питания минералов во время их образования (трофогенезис минералов), связь образования минералов с опре­ деленными геологическими процессами (геогенезис минералов), процессы сов­ местного образования минералов во

3

ве, определяющий зональность, литологический контроль и т. п. (топогенезис минералов). Образование отдельного минерала также изучается с различных сторон. Выясняются процессы образования и разрушения, а также механизм преобразования минералов как индивидуализированных химических или кристаллохимических соединений (филогенезис минералов). Опре­ деляется генетическая история образования минеральных ин­

изученные минераграфнчески и под электронным микроскопом, второй — данные об искусственных окислах урана, полученных путем синтеза либо путем термической обработки природных окислов. Выбор источников информации был продиктован ис­ ходной гипотезой, согласно которой настуран в отличие от ура­ нинита отлагался первоначально в виде какого-то некубическо­ го метастабильного окисла урана, а затем перешел в уранинит. Гипотеза эта в ее первоначальном варианте не подтвердилась, но удалось установить способ образования сферолитов настураиа путем расщепления кубических зародышей уранинита. Изме­ нилось и представление о роли метастабильных фаз.

В книге приведены некоторые итоги изучения коллекционного материала, собранного автором или полученного из музеев и от коллег. Интересную коллекцию урановых смолок с различных месторождений передала автору А. Г. Тележко.

В последние годы совместно с оператором Е. Г. Павловым проведены электронномикроскопические наблюдения, в процессе которых выполнено более двух тысяч фотоснимков. При минераграфическом исследовании смолок просмотрены тысячи, сфото­ графированы и детально изучены сотни полированных шлифов. Ряд важных генетических наблюдений и необходимых минераграфических измерений был сделай Г. А. Дымковой. Большая техническая помощь в процессе работы оказана М. Н. Серяпиной, лаборантом Г. С. Ивановой, фотографом В. П. Герцевым.

Заметному улучшению книги способствовали замечания и советы А. В. Заварзина по рукописи в целом, а также В. Л. Барсукова и Г. Б. Наумова по содержанию четвертой части. Многие не названные здесь специалисты сделали полез­ ные замечания при просмотре рукописи. Автор выражает свою

4

Ч А С Т Ь П Е Р В А Я

УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА: НАСТУРАН И КОФФИНИТ

Г л а в а 1

УРАНОВАЯ СМОЛЯНАЯ РУДА

Основные компоненты

Урановая смоляная руда или урано­ вая смоляная обманка, урановая смол­ ка, uranpekerz, smolinec, pehblende, pitchblende и др. — современные и ста­ ринные горняцкие названия плотных черных урановых руд со смолистым блеском [1]. До открытия урана смоля­ ные руды считались вредными примеся­ ми и выбрасывались в отвал.

С развитием минералогии и химии урана урановая смоляная руда стала рассматриваться как самостоятельный минерал или как разновидность урани­ нита. В 1853 г. Кобелл предложил на­ зывать урановую смоляную руду настураном (от греческого слова «настое» — плотный) [1, 2].

С появлением первых рентгеновских исследований урановую смолку стали отождествлять с уранинитом: кристал­ лические структуры их оказались сход­ ными и под урановой смоляной рудой понимали группу разновидностей UO2. Позже установили, что в урановой смо­ ляной руде наряду с известными окис­ лами урана присутствуют трудно отли­ чимый от них силикат урана — коф-

•5

смоляная руда оказалась не минералом, а «рудой» в другом, более обычном смысле этого слова — агрегатом минералов урана. В ней в переменных количественных соотношениях при­ сутствуют основной рудный компонент настуран, «вездесущие»

ураноносный антраксолит и другие твердые битумы. Механи­ ческие смеси твердых битумов с коффинитом, иастураном и уранинитом известны как карбуран, тухолит, «легкая смолка».

Коффинит и продукты его распада, бесториевый уранинит, браннерит и другие черные минералы надежно диагносцируются лишь при минераграфических исследованиях с приме­ нением рентгенографии, микрозонда и инфракрасной спектро­

для практической деятельности геолога необходимо сохранить название «урановая смоляная руда» (сокращенно «смолка») и применять его при полевой характеристике урановых руд, со­

синонима настурана и даже уранинита, что практикуется зару­ бежными геологами, приводит к путанице в литературе. Окис­ лы урана, в агрегатах или зернах которых четко устанавли­ ваются морфологические признаки принадлежности минерала к кубической сингонии, отнесены здесь к уранинитам. Окислы урана, обнаруживающие в агрегатах и зернах признаки сферокристаллического или сферолитового строения, а также кристалломорфологически некубические окислы отнесены к настуранам. Плотные окислы урана были названы «иастураном» в свое время и В. И. Вернадским [9], а впоследствии в основных минералогических работах и справочниках {10—13], что, одна­ ко, встретило возражение [14, 15].

Предложение рассматривать урановую смоляную руду как группу минералов не ново. М. Н. Годлевский [10] определял урановую смоляную руду как минеральную группу, включаю-

чщую два самостоятельных минеральных вида — уранинит идеального состава ООг и настуран идеального состава UgOg.

6

В литературе часто упоминается как «минерал» и так на­ зываемая урановая чернь — черные, иногда темно-серые из-за примесей, сажистые урановые руды. Они рассматривались, как продукты окисления и диспергирования иастурана (остаточ­ ные урановые черни) и регенерации окислов урана в зоне це­ ментации (регенерированные черни) [11—13]. Состав их непо­ стоянен. Так, по определению С. А. Брусиловского [16], «реге­

урана или сложная гидроокись, содержащая уран различной валентности» (стр. 59).

В последнее время некоторые урановые черни были опреде­ лены как коффинит [17]. Кроме того, были обнаружены уран-

урановая чернь отличается текстурой, но минеральный состав черней тот же: иастуран, коффинит, уранинит, «карбуран». Урановая чернь •—разновидность урановой смоляной руды, характерная для зоны окисления и экзогенных месторождений.

парасмолку, или «паранастуран». Паранастуран сходен с настураном I I I из месторождений Большого Медвежьего озера [21], с черным гуммитом [22] и гидронастураном [12]. Они вы­

гих генетических типов [6, 23—28]. В жильных и метасоматических гидротермальных месторождениях можно встретить раз­ личные виды рудных скоплений, отличающихся формой, раз­ мером, внутренним строением (текстурой) и положением в пространстве [29].

Непрерывные почковидные корки смолки или серия соеди­ няющихся между собой корок и прожилков в пределах четкого контура обычно рассматриваются минералогами как линзы смолки. Линзы могут быть простыми, состоящими из одной' или

7

стой твердой среде. Конкреции могут иметь не только округ­ лые, но и угловатые формы (рис. 3). В отличие от конкреций рудные гнезда не имеют четкого контура — это сгущения мик­ ро- и макровкрапленников (рис. 4). Гнезда также бывают про­ стыми, где в качестве вкрапленников присутствуют сферолиты или кристаллические зерна, и сложными. В сложных гнездах вкрапленники представлены мелкими гнездами одного или не­ скольких порядков или конкреционными образованиями. Между конкрецией и гнездом могут быть переходные формы.

06р. 0-2148

метасоматических залежей характерны конкреции, гнезда, вкрапленники. Линзы и различные метасоматические образо­ вания можно рассматривать как самостоятельные геологиче­ ские индивиды, имеющие более или менее четкие границы раздела.

В одних и тех же структурно-литологических условиях аг­ регаты геологических тел имеют практически ту же форму, что

8

05p. m-A

Рис. 2. Сложная лимза урановой смолки в крустификацнон-