3.3.3. П/класс 3. Фосфаты

В подкласс фосфатов урана входят водные соли ортофосфорной кислоты. Содержание воды в слюдках колеблется от 6 до 12 молекул. Известно 25 фосфатов U⁶⁺.

Все они подразделяются на три группы:

1. группа отенита-метаотенита («фосфатные урановые слюдки»). UO₂:PO₄=1:1. Отенит, торбернит, ураноцирцит;

2. группа фосфуранилита. UO₂:PO₄>1:1. Фосфуранилит, рекардит, бергенит, дюмонтит;

3. группа парсонсита. UO₂:PO₄<1:1. Парсонсит.

Минералы фосфатов урана представляют собой вторичные образования, приуроченные к зоне окисления гидротермальных, осадочных и пегматитовых месторождений. Особенно широко они распространены в зоне гипергенеза гидротермальных месторождений.

В настоящее время, по литературным данным, известно 20 фосфатов урана, из которых 5 относятся к свинцовым уранил-фосфатам.

Характерным признаком группы фосфатов урана, так же как и других слюдок, является пластинчато-таблитчатый облик кристаллов с совершенной спайностью по базису. Исключение представляют свинцовые фосфаты, имеющие преимущественно призматическо-таблитчатый облик. Размеры кристаллов колеблются в пределах от долей миллиметра до нескольких миллиметров в поперечнике. Встречаются они в форме отдельных пластинок, табличек, чешуек, а также друзовидных и сноповидно-лучистых агрегатов. Наряду с этим они образуют тонкочешуйчатые, порошковатые агрегаты, отдельные индивидумы которых часто различимы только под микроскопом и могут быть обнаружены также в ультрафиолетовых лучах. Эта форма выделения приурочена главным образом к приповерхностной части зоны окисления.

Цвет слюдок жёлтый различных оттенков. Исключение представляют торбернит и метаторбернит (медь-содержащие минералы), обладающие зелёным цветом, иногда с голубоватым оттенком. Блеск перламутровый, стеклянный, реже алмазовидный. Тонкие листочки слюдок прозрачны, в более крупных выделениях полупрозрачны. Некоторые слюдки при долгом хранении или резкой смене атмосферных условий довольно легко теряют прозрачность, становятся мутными. Слюдки очень хрупки, легко разрушаются и поэтому часто приурочены к участкам, защищенным от ветра. Твёрдость 2 – 3. Удельный вес колеблется в широких пределах – от 3,0 до 4,5, однако у основной массы он порядка 3,0–3,8. У свинцовых уранил-фосфатов (ренардит, девиндтит, дюмонтит, парсонсит, пржевальскит) удельный вес резко повышается – от 4,5 до 6,2.

В ультрафиолетовых лучах (от 200 до 400 m) ярко люминесцируют фосфаты, в состав которых, кроме урана, входят кальций, магний, барий, алюминий (отенит, ураношпатит, ураноцирцит, сабугалит). Тип свечения отенитовый — желтовато-зелёный. Фосфаты, в которых катионами являются железо, медь, марганец и свинец, в ультрафиолетовом свете не люминесцируют (бассетит, торбернит, метаторбернит, пржевальскит, ренардит и другие уранил-фосфаты, содержащие свинец).

Минералы группы фосфатов урана кристаллизуются в основном в ромбической и тетрагональной сингонии. Оптически двуосные, меньшая часть одноосные, нередко оптически аномальные. Угол оптических осей изменяется от 0° до 60°. Большинство слюдок оптически отрицательны. Показатель преломления (N) колеблется в основном в пределах 1,560 – 1,620, причём светопреломление меняется в соответствии с атомным весом катиона и количеством воды в минерале. Менее гидратированные фосфаты обладают более высокими показателями преломления. Свинцовые фосфаты урана характеризуются высоким светопреломлением – от 1,732 до 1,90.

Фосфатные слюдки легко растворяются в соляной кислоте слабой концентрации. Легкой растворимостью этой группы минералов объясняется способность их к переотложению. При этом фосфаты, относительно более богатые ураном, а также те, у которых катионом являются железо и медь, располагаются ближе к первичным минералам. Например, фосфуранилит с содержанием урана 75% развивается в непосредственной близости к настурану и урановым черням, в то время как диапазон ореола рассеивания отенита, содержащего около 62% урана, больше, и он в основном концентрируется вне контуров распространения материнских минералов и дальше, чем мышьяковые слюдки.

Минералы группы фосфатов урана образуются путём осаждения из сернокислых или нейтральных растворов и отлагаются на стенках пустоток и трещин пород. Экспериментальные исследования по искусственному получению фосфатов показывают, что они выпадают из холодных растворов соответствующего состава как продукт реакций соединения или замещения при нейтрализации кислых растворов; pH суспензии их 6,2 – 7,0.

Минералы этой группы широко распространены в зоне окисления, причём в верхней её части характерны ассоциация их с силикатами урана (уранофаном) и ураноносными гиалитом, кальцитом, алюмосиликатами, гидроокислами железа и марганца, а в более глубоких горизонтах – мышьяковыми слюдками и урановыми чернями.

Фосфатные слюдки в большинстве случаев представляют собой неравновесные системы. Радиоактивное равновесие особенно резко смещено в сторону урана в минералах из приповерхностных участков зоны окисления (около 5–6%); с углублением степень равновесия увеличивается, достигая 50–60%.

Минералы этой группы являются весьма важным поисковым признаком на урановое оруденение, и большая концентрация этих минералов может иметь практическое значение.