3.3.2. П/класс 2. Силикаты
Силикаты урана являются довольно широко распространенными минеральными соединениями. Они нередко образуют скопления, представляющие промышленный интерес. В минералогической литературе описано 17 силикатов урана. Тем не менее степень изученности большей части этих минералов недостаточна, что объясняется как очень большим сходством морфологических свойств силикатов, так и трудностью выделения их в количествах, достаточных для проведения исследований.
Наиболее распространенными являются силикаты щелочных и щелочноземельных элементов (Na, K, Ca, Mg).
На основе кристаллохимической классификации Сидоренко Г.А. силика-ты уранила делятся на три кристаллохимические группы:
1) группа уранофана-казолита. UO2:SiO4 = 2:1. Уранофан, склодовскит, казолит.
2) группа соддиита. UO2:SiO4 = 1:1. Соддиит.
3) группа виксита. UO2:SiO4 < 1. Виксит.
Уранофан (уранотил, уранотит, ламбертит) Ca[uo2(SiO3oh)]2·5h2o
Название происходит от слов «уран» и греческого «фауфан» – казаться. Впервые обнаружен в 1853 году в медных рудах Германии.
По химическому составу аналогичен бета-уранотилу. Отличается от него по кристаллографическим и оптическим свойствам.
Физические свойства. Сингония ромбическая. Структура островная, тетраэдры SiO4. Размеры элементарной ячейки: а0 = 6,68, b0 = 15,28, c0 = 7,31 Å; a0 : b0: с0 = 0,437 : 1 : 0,478.
Встречается в игольчатых, призматической формы кристаллах, сгруппированных в радиально-лучистые, звёздчатые, сферические, тонковолокнистые и почковидные агрегаты. Последние обычно сложены кристалликами микроскопических размеров. Наиболее распространенные формы (110), (100), (010), значительно реже (001). Спайность по (010). Нередко образует псевдоморфозы по бета-уранотилу и отениту.
Цвет минерала жёлтый, лимонно-соломенный или светло-жёлтый (рис. 3.3.2.1–3.3.2.2). Блеск стеклянный, шелковистый, матовый. Прозрачный. Твёрдость 2–3. Удельный вес 3,81–3,96. В ультрафиолетовых лучах люминесценция слабая, грязно-желтовато-зелёная.
Рис. 3.3.2.1. Уранофан. Madawaska Mine (Faraday Mine), Faraday Township, Bancroft District, Hastings Co., Ontario, Canada. A GORGEOUS specimen with large acicular crystals for the species, arranged in radial tufts protected within a vuggy matrix. 6.7 x 4.8 x 2.7 cm. www.mindat.org
Оптические свойства. Оптически двуосный, отрицательный. Угол оптических осей равен 32 – 45°. Двупреломление уранофана высокое, цвета интерференции второго порядка. Часто наблюдается аномальная индигово-синяя окраска. Плеохроизм заметный: Ng – ярко-жёлтый, зеленовато-жёлтый, Nm – бледно-жёлтый, Np – почти бесцветный. Удлинение кристалликов положительное.
Рис. 3.3.2.2. Уранофан. Madawaska Mine (Faraday Mine), Faraday Township, Bancroft District, Hastings Co., Ontario, Canada. 8.3 x 6.8 x 5.8 cm. A hair-like cluster of acicular uranophane crystals perched nicely in the middle of a matrix plate. This is classic, now rare, material from this old uranium mine in Bancroft area. Ex. John White Collection. Rob Lavinsky. www.mindat.org
Химический состав и свойства. Согласно теоретической формуле, сравнение окислов в уранофане следующее: СаО:UO3: SiO2 : Н2О = 1: 2: 2: 6.
В уранофане основная масса воды выделяется при температуре до 100°С (6,85%), кроме того, относительно интенсивное выделение её (2,18%) наблюдается в пределах 500 – 600°С.
Уранофан растворяется в минеральных кислотах слабой концентрации, в растворе остается гель кремнезема. При постепенном нагревании минерал изменяет окраску от желтовато-бурой до чёрной.
Диагностика. По макроскопическим свойствам и валовому химическому составу уранофан весьма сходен с бета-уранотилом. Отличается от него по строению кристаллической решетки, характеру воды и оптическим свойствам (прямое угасание, более низкие показатели преломления). Уранофан также близок к склодовскиту, отличаясь от него более высокими значениями светопреломления.
Условия нахождения. Уранофан – гипергенный минерал месторождений различного генезиса. Особенным развитием пользуется в гидротермальных месторождениях, пегматитах, гранитах, менее в осадочных горных породах.
В сульфидном типе оруденений уранофан известен по всей зоне окисления – от приповерхностных её частей до зоны неизмененных сульфидов. В последнем случае он ассоциирует с настураном, беккерелитом, скупитом и сульфатами урана. В верхних и средних горизонтах зоны окисления развивается совместно с бета-уранотилом, казолитом, торбернитом, отенитом. Нередко уранофан образует псевдоморфозы по бета-уранотилу и казолиту с остатками последних в центральных частях псевдоморфоз. Отмечена тесная ассоциация уранофана с регенерированной чернью, за счет которой он, по-видимому, образуется, замещаясь иногда отенитом. Нередки случаи псевдоморфозного замещения сферолитов уранофана отенитом. Тесная смесь уранофан-отенит не всегда позволяет установить точно последовательность их выделения. Сопровождающие минералы: каолинит, метагаллуазит, гидроокислы железа и марганца.
В нижних горизонтах окисления арсенидного типа оруденений уранофан развит в тесной ассоциации с минералами из группы арсенидных слюдок: трёгеритом, цейнеритом, ураносферитом, ураноспинитом, вальпургитом и торбернитом.
В пегматитах и гранитах уранофан развивается совместно с другими силикатами и гидратами урана в результате гипергенных процессов изменения уранинита. По времени выделения уранофан является одним из более поздних минералов.
Уранофан известен в осадочном комплексе горных пород – известняках, известковистых песчаниках, аргиллитах, конгломератах. Характерна ассоциация его с настураном, урановыми чернями, ванадатами и карбонатами урана. Постоянные спутники: окислы марганца, гипс, кальцит. Макроскопически корочки уранофана весьма напоминают аналогичные выделения уранованадатов, однако отличаются от них большей твёрдостью. По времени выделения уранофан является одним из последних урановых минералов.
Уранофан известен в угленосных толщах, состоящих из перемежающихся пластов угля, песчаника, глин и др. Урановая минерализация (настуран, урановая чернь, карбонаты, сульфокарбонаты и силикаты) приурочена преимущественно к пластам угля. Лучистые агрегаты ярко-жёлтых тонкоигольчатых кристаллов уранофана прекрасно выделяются на фоне зелёного шрёкингерита и кальцита, с которыми он обычно находится в тесной взаимосвязи.