Отенит (аутунит, отунит)
Ca(UO2)2 (PO4)2 · 10H2O
Впервые минерал обнаружен в 1819 году во Франции на месторождении Отён. Химическим анализом (выполненным Берцелиусом в 1823 году) в этой слюдке было обнаружено присутствие окиси кальция и уранила, на основании чего минерал стали называть известковым уранилом. Лишь в 1852 году слюдка была названа отенитом по её первоначальному местонахождению.
Физические свойства. Сингония тетрагональная. Размер элементарной ячейки: а0 = 6,989, с0 = 20,63 Å; а0 : с0 = 1 : 2,952. Отенит обладает типичной слоистой структурой. Каждый слой состоит из тетраэдров РО4 и октаэдров UO6, причём два кислорода из шести принадлежат группе UO2, а остальные – общие с РО4. Кристаллы отенита тонкотаблитчатые, пластинчатые, слюдоподобные, с чётко выраженной гранью по базопинакоиду (рис. 3.3.3.1).. Кристаллы с хорошо развитыми гранями весьма редки. Встречается отенит в виде чешуйчатых, сноповидных, радиально-лучистых агрегатов, корочек, друз и порошковидных налётов. Наиболее распространённые формы кристаллов: (001), (010), (100), (101), встречаются (110), (011), (120), (112), (111). Двойники прорастания наблюдаются по призме (110).
Рис. 3.3.3.1. Кристаллы отенита
Цвет отенита зеленовато-жёлтый, серно-жёлтый, светло-зелёный (рис. 3.3.3.2–3.3.3.3). Прозрачный до просвечивающего. Цвет и прозрачность минерала, по-видимому, частично зависят от влажности. Во влажном состоянии окраска более яркая и листочки отенита обычно прозрачны либо просвечивают. При высыхании или лёгком нагревании минерал тускнеет, становится мутноватым до не прозрачного, заметно расщепляется по краям. Блеск по плоскости (001) перламутровый, в других направлениях алмазовидный. Отенит, как и другие урановые слюдки, обладает совершенной спайностью (001), менее совершенной по (100). Наблюдается спайность по (010) и (110). Листочки отенита хрупкие. Твёрдость 2 – 2,5. Удельный вес 3,05 – 3,19, но иногда достигает 3,407 – 3,506.
Рис. 3.3.3.2. Отенит. Margnac II Mine, Compreignac, Haute-Vienne, Limousin, France. 48 x 25 x 48 mm. Crystals to 11 mm in width. Ex: Eckert Mineral Research, Lawrence Conklin Mineral Collection, Joseph A. Freilich Mineral Collection, Robert J. Nowakowski Collection. www.mindat.org
Рис. 3.3.3.3. Отенит. Foote Lithium Co. Mine (Foote Mine), Kings Mountain District, Cleveland Co., North Carolina, USA. A 2,5 x l mm of autunite. Self-collected. JBS specimen and photo. www.mindat.org
Радиоактивность отенитов различна и резко отклоняется от равновесного состояния в сторону урана. Содержание радия колеблется, по данным многих измерений, в широких пределах – от 6 до 57%. Отмечено, что в отенитах, развитых в приповерхностных частях зоны окисления, радиоактивное равновесие более нарушено. Пониженное содержание радия по сравнению с его количеством, необходимым для равновесия, объясняется молодостью минералов.
Отенит прекрасно люминесцирует в ультрафиолетовых лучах характерным желтовато-зелёным цветом – свойство, позволяющее легко диагностировать минерал в полевых условиях. Исследование люминесцентных свойств отенита показало присутствие в спектрах пяти характерных максимумов, из которых два-три в зелёной и один в жёлто-оранжевой частях спектра, которые являются наиболее интенсивными по сравнению с максимумом в сине-зелёной и красной частях спектра.
Оптические свойства. Минерал аномальный, двуосный (2V= 30–45°) до одноосного. Оптический характер отрицательный. Показатели преломления, приводимые различными исследователями, заметно колеблются, что, несомненно, в значительной степени зависит от содержания воды в минерале: в маловодных разновидностях они заметно возрастают. Двупреломление 0,023–0,035. В разрезе, перпендикулярном плоскости, интерференционная окраска серая. Плоскость оптических осей параллельна (010), Np = c, Ng = a. Плеохроизм слабый до умеренного: Ng и Nm – светло-жёлтый, Np – бесцветный. Погасание относительно трещин спайности по базису прямое – совпадает с направлением данной спайности. Нередко наблюдаюся двойники по призме (110).
Химический состав и свойства. Согласно теоретической формуле молекулярные отношения окислов в отените следующие: СаО:UO3:P2O5:Н2O =1:2:1:8.
Иногда резкие колебания в содержании воды наблюдаются для отенитов в пределах одного месторождения. Так, например, в отените из месторождения Отён содержание воды колеблется от 9 до 11 молекул. Несомненно, часть воды в отените связана крайне слабо. Небольшое изменение физико-химических условий среды (давление, температура и т. д.) обусловливает отщепление некоторого количества воды и минерал переходит в метаотенит I. Например, отенит, нагретый до 40°С, потерял около 6,4%, при дальнейшем нагревании до 300°С – 5,6% и в интервале 300–700°С – последние 2% воды. Метаотенит при нагревании до 80°С переходит в метаотенит II. Отенит содержит около 8 молекул воды, метаотенит I до 6,5 и метаотенит II от 0 до 6 молекул. Структурно они различны.
Отенит в чистом виде, отвечающем теоретическому составу, встречается сравнительно редко. Обычно в нём присутствуют примеси элементов, входящих в состав первичных руд месторождений. Спектральным анализом в нём отмечаются примеси меди, свинца, цинка, серебра, олова, железа, марганца, магния, бария, калия, бериллия, содержание которых колеблется в пределах десятых-сотых долей процента, в отдельных случаях достигая 1–4%. Окись кальция может замещаться окисью магния и бария; известна серия переходов от торбернита к отениту, т. е. замещение меди кальцием.
Диагностика. Отенит весьма сходен с ураноцирцитом, и макроскопически различить их весьма трудно. Люминесцируют они одинаково. По оптическим свойствам также весьма сходны: показатель преломления у отенита чуть ниже, чем у ураноцирцита. Основное различие – микрохимическая реакция на барий или кальций. Отенит весьма сходен по ряду свойств с ураноспинитом. Наиболее надёжный способ для отличия их – реакция на мышьяк или фосфор. Отенит имеет много общего с трёгеритом: форма выделения, цвет, оптические свойства. Различаются по поведению в ультрафиолетовых лучах (трёгерит не люминесцирует); кроме того, при прокаливании отенит становится соломенно-жёлтым, а трёгерит – золотисто-бурым.
Условия нахождения. Отенит является широко распространенным минералом зоны окисления месторождений различного генезиса: пегматитового, гидротермального и осадочного. Образуется путём осаждения из растворов сернокислых солей урана и устойчив в слабокислой среде. Отенит известен в различных типах пегматитовых жил, часто отмечают нахождение его в редкоземельных пегматитах (тантало-ниобиевых, бериллиевых и т. д.) в ассоциации с уранинитом, гидратами, силикатами и фосфатами урана. Наиболее часто скопления отенита приурочены к лимонитизированным участкам пегматитов.
Отенит – один из наиболее распространённых гипергенных минералов гидротермальных месторождений. В распределении урановых минералов в зоне окисления сульфидного типа оруденения намечается определенная последовательность, обусловленная распределением ионов сульфата по вертикали с наибольшей их концентрацией у зеркала грунтовых вод и уменьшением по направлению к дневной поверхности.
В нижних наиболее глубоких горизонтах развиты эндогенные закисно-окисные соединения урана. Выше они сменяются зоной весьма разрушенных урановых черней с интенсивным развитием сульфатов и арсенатов урана. Спутники: халькозин, борнит, ковеллин, халькопирит, сфалерит. Выше преимущественное развитие имеют «зелёные минералы» – торбернит–цейнерит. Спутники: остатки арсенопирита, халькопирита, скородит, гипс, опал, кварц, ярозит, барит.
Ближе к приповерхностной части зоны окисления развиваются фосфаты, главным образом отенит, в меньшей степени торбернит и смешанные слюдки. Арсенаты урана (ураноспинит, цейнерит) имеют здесь незначительное распространение.
У самой поверхности развиты в основном отенит, уранофан, урансодержащий гиалит. Сопутствующие минералы: малахит, азурит, брошантит, волокнистый гипс и кальцит. Характерна ассоциация отенита с гидроокислами железа и марганца, на поверхности которых он обычно развивается. Отмечают совместное нахождение отенита с уранофаном, причём силикат нередко замещается фосфатом. Часто выделяют две разновидности отенита, различающиеся по форме выделения, интенсивности окраски, показателям преломления и химическому составу. Отенит, развивающийся в непосредственной близости к дневной поверхности, тонко- или скрытокристаллический, порошковидный, светложёлтый; содержание воды часто заметно ниже теоретического, показатели преломления выше. Глубинные отениты жёлто-зелёные, пластинчатые; они более обводнены, показатели преломления снижаются. Радиоактивное равновесие для отенитов, развитых в поверхностных частях зоны окисления, более нарушено, чем для «глубинных».
Интересным с генетической точки зрения является нахождение отенита в прослоях торфа, приуроченных к аллювиальным отложениям. Последние залегают на граните и представлены горизонтально лежащими галечником и глиной с прослоями торфа. Отенит совместно с ураноцирцитом встречается преимущественно в торфяной части, а в подстилающем граните – лишь в рассеянном состоянии. Он сконцентрирован в многочисленных трещинках, червячных ходах и цилиндрических пустотках, образовавшихся в результате разложения корней растительности. Радиоактивность осадков выше радиоактивности, которая могла бы быть вызвана присутствием отенита. Нельсон, занимавшийся изучением этих отложений, высказывает предположение об образовании отенита в коллоидном состоянии, в котором часть его и сохранилась до настоящего времени.
Отенит известен в фосфоритовых месторождениях в ассоциации с апатитом, кварцем, лимонитом и гидроокислами железа.