- •«Национальный исследовательский томский политехнический университет»
- •Е.Г. Язиков минералогия урана
- •Оглавление
- •5. Минералы руд геолого-промышленных типов урановых
- •Введение
- •Физические и физико-химические свойства минералов радиоактивных элементов
- •1.1. Радиоактивность
- •1.2. Люминесценция
- •1.3. Цвет и черта
- •1.4. Форма выделений
- •1.5. Блеск
- •1.6. Магнитность
- •1.7. Твердость
- •1.8. Удельный вес
- •1.9. Оптические свойства
- •1.10.Растворимость
- •2. Методы определения минералов радиоактивных элементов
- •2.1. Радиометрический метод
- •2.2. Радиографический метод
- •2.3. Люминесцентный метод
- •I. Люминесцирующие очень сильно
- •II. Люминесцирующие сильно
- •III. Люминесцирующие умеренно
- •IV. Люминесцирующие слабо
- •V. Люминесцирующие очень слабо
- •VI. Нелюминесцирующие
- •VI. Люминесценция не выяснена
- •2.4. Метод отпечатка (фазовый анализ)
- •2.5. Методы качественных микрохимических реакций
- •2.5.1. Растворимость в кислотах
- •2.5.2. Определение анионного состава
- •2.5.3. Определение катионного состава
- •3. Минералогия урана
- •3.1. Принципы систематики и классификации урановых минералов
- •I. Урановые минералы Безводные окислы урана
- •Безводные окислы тория и урана (группа торианита)
- •Карбонаты урана
- •Сульфаткарбонаты урана
- •II. Урансодержащие минералы
- •Танталониобаты, содержащие уран
- •Класс → Подкласс → Отдел → Группа → Подгруппа → Минеральный вид
- •Казолит Pb [uо2 (SiO4 )] · h2o ∞2
- •3.2.1. П/класс 1. Простые окислы
- •Уранинит (ульрихит) кUo2 · lUo3 · mPbO
- •Настуран kUo2 · lUo3 · mPbO
- •Урановые черни
- •3.2.2. П/класс 2. Сложные окислы u и Mo
- •Седовит uMo2o8
- •Моурит uMo6o20
- •3.2.3. П/класс 3. Сложные окислы u и Ti
- •Браннерит uTi2o6
- •3.2.4. П/класс 4. Силикаты
- •Коффинит u(SiO4)1-х (oh)4х
- •3.2.5. П/класс 5. Фосфаты
- •Лермонтовит (u, Ca, tr)3·(po4)4·6h2o
- •Нингиоит (нингьоит) u,Ca(po4)2·1,5h2o
- •Вячеславит (u, Ca)5(po4)(oh)8·nH2o
- •3.3.1. П/класс 1. Гидроокислы
- •Скупит (шепит) uo2(oh)2·h2o ∞
- •Беккерелит Ca[(uo2)6o4(oh)6]·8h2o
- •Кюрит Pb 3 [(uo2)8o6 (oh)10]·nH2o
- •3.3.2. П/класс 2. Силикаты
- •Уранофан (уранотил, уранотит, ламбертит) Ca[uo2(SiO3oh)]2·5h2o
- •Склодовскит (шинколобвит)
- •Казолит Pb[uo2SiO4]·h2o
- •Соддиит (uo2)2(SiO4)·2h2o
- •3.3.3. П/класс 3. Фосфаты
- •Отенит (аутунит, отунит)
- •Торбернит (хальколит, медный уранат)
- •Ураноцирцит Ba(uo2)2 (po4)2 · 10h2o
- •Фосфуранилит Ca(h2o)8[(uo2)4(po4)2(oh)4]∞
- •Парсонсит Pb2[uo2(po4)2]∞
- •3.3.4. П/класс 4. Арсенаты
- •Ураноспинит Ca(uo2)2 (AsO4)2 · 10h2o
- •Новачекит Mg(uo2)2 (AsO4)2 · 10h2o
- •Цейнерит Cu(uo2)2 (AsO4)2 · 12h2o
- •Трёгерит (uo2)3 (AsO4)2 · 12h2o ∞2
- •3.3.5. П/класс 5. Ванадаты
- •Тюямунит Ca(uo2)2 (vo4)2 · 8h2o
- •3.3.6. П/класс 6. Карбонаты
- •Резерфордин uo2co3
- •Андерсонит Na2Ca[uо2(со3)3] · 6н2о
- •Бейлиит Mg2[uo2 (co3)3] · 18h2o
- •3.3.7. П/класс 7. Сульфаты
- •Циппеит (урановые цветы)
- •Уранопилит (урановая охра)
- •3.3.8. П/класс 8. Молибдаты
- •Умохоит uo2mo4·4h2o
- •Иригинит {uo2[Mo2o7](h2o)2}·h2o
- •3.3.9. П/класс 9. Селениты
- •3.3.10. П/класс 10. Теллуриты
- •3.3.11. П/класс 11. Минералы смешанного состава (сульфат-карбонаты урана)
- •Шрёкингерит (дакеит)
- •3.4. Класс III. Урансодержащие минералы
- •3.4.1. Подкласс 1. Уран как изоморфная примесь
- •3.4.2. Подкласс 2. Уран как механическая примесь
- •3.4.3. Подкласс 3. Уран в органическом веществе
- •4. Условия образования первичных и вторичных урановых минералов. Минералогическая зональность зоны окисления урановых месторождений
- •4.1. Условия образования первичных и вторичных урановых минералов
- •4.2. Минералогическая зональность зоны окисления урановых месторождений
- •5. Минералы руд геолого-промышленных типов урановых месторождений
- •5.1. Минералы руд урановых месторождений в долгоживущих разломах областей протоактивизации (центрально-украинский тип)
- •5.2. Минералы руд урановых месторождений в долгоживущих разломах областей мезозойской тектоно-магматической активизации (эльконский тип)
- •5.3. Минералы руд урановых, молибден-урановых и фосфор-урановых месторождений в рифтогенных прогибах срединных массивов (кокчетавский тип)
- •5.4. Минералы руд молибден-урановых месторождений в субвулканических интрузиях и палеовулканических аппаратах (чу-илийский тип)
- •5.5. Минералы руд молибден-урановых месторождений в наложенных палеовулканических депрессиях (стрельцовский тип)
- •5.6. Минералы руд урановых месторождений в высокорадиоактивных гранитах (чикойский тип)
- •5.7. Минералы руд уран-редкометалльно-фосфорных месторождений в морских глинистых отложениях (мангышлакский тип)
- •5.8. Минералы руд урановых и уран-полиэлементных пластово- инфильтрационных месторождений в плитных комплексах платформ (чу-сарысуйский и кызылкумский типы)
- •5.9. Урановые грунтово-инфильтрационные месторождения в эрозионных палеодолинах (зауральский и витимский типы)
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание и оформление отчета
- •Рекомендуемая литература
- •Лабораторная работа № 2 «Диагностика вторичных минералов урана» Цель и задачи
- •Определение катионного и анионного состава минералов
- •Содержание и оформление отчета
- •Рекомендуемая литература
- •Минералогия радиоактивных элементов
1.7. Твердость
Твердость урановых минералов изменяется в весьма широких пределах от 1 до 6-7, что является дополнительным признаком. Однако только для группы окислов твердость приобретает руководящее значение, позволяя разделять настуран и остаточные черни, а также отражая различные стадии окисления настурана. Приближенное определение твердости производят при помощи эталонов десятибалльной шкалы Мооса. Более точное определение необходимо проводить с помощью микротвердомера.
1.8. Удельный вес
Удельный вес является одной из наиболее твердых и надежных констант в минералогии, однако для большинства урановых минералов используется лишь как вспомогательный диагностический признак. Это отчасти объясняется тем, что значения удельных весов для сходных минералов перекрываются (группа титанатов, танталониобатов, силикатов, арсенатов и др.) и тем, что минералы более легко разделяются по другим признакам, требующим для своего определения значительно меньшего количества чистого материала.
Как руководящий диагностический признак, удельный вес используется для выделения органических соединений урана (тухолит, карбуран, согренит).
Наибольшие колебания величины удельного веса свойственны минералам непостоянного химического состава – окислам, танталониобатам и титанотанталониобатам. У окислов, как доказано специальными исследованиями, удельный вес находится в зависимости от степени окисленности минерала, а у ниобатов он зависит от процентного содержания основных катионов и от степени гидратации минерала. У минералов шестивалентного урана, содержащих в своем составе цеолитную воду (фосфаты, ванадаты и др.) на значение удельного веса влияет главным образом количество воды (обратная зависимость).
1.9. Оптические свойства
Оптические свойства, в частности светопреломление и угол погасания, для многих прозрачных минералов урана являются руководящим признаком, позволяющим разбивать их на группы, или чаще выделять минералы однозначно (уранилсиликаты, фосфаты, арсенаты и др.).
Кроме того, для всех минералов, как прозрачных, так и непрозрачных, различные оптические свойства (для первых наблюдаемые главным образом в проходящем, для вторых – в отраженном свете) являются характерными константами, позволяющими проверять и уточнять диагностику минералов (дополнительные признаки).
1.10.Растворимость
Растворимость урановых минералов имеет большое значение для их определения и анализа. В зависимости от формы валентности урана и кристаллохимических особенностей, урановые минералы по-разному реагируют с теми или иными растворителями, что используется при разделении их методом фазового анализа.
Относительно легкая растворимость главной массы урановых минералов в кислотах положена в основу простейших химических методов определения в них урана и других элементов, а также метода отпечатков.
2. Методы определения минералов радиоактивных элементов
2.1. Радиометрический метод
Метод основан на ионизирующем действии радиоактивного излучения и позволяет определять мощность экспозиционной дозы руд и пород в штуфах. Основными гамма-излучателями, как известно, являются RaB и RaC, составляющие 98% всего гамма-излучения ряда радия, а не урана. В связи с этим любое смещение равновесия и эманирование пробы резко искажают результаты гамма-измерения. Гамма-метод нашёл применение при количественном измерении проб в комплексе с бета-методом при анализе неравновесных и комплексных руд. При измерении равновесных руд гамма-метод не имеет никаких преимуществ перед бета-методом и в лучшем случае даёт равноценные результаты, являясь при этом менее чувствительным методом.
Гамма-радиометрические исследования образцов руд и минералов с определением мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения проводятся серийно выпускаемым радиометром СРП-68-01, СРП-88 и др. Природа радиоактивности (уран, торий и калий) определяется гамма-спектрометрическим методом при помощи серийного прибора РКП-305, РКП-305М, РКП-307 и др. Чувствительность радиометра-концентрометра по калию составляет 0,1% с относительной ошибкой 20%, по урану и торию – 1 мг/кг с относительной ошибкой 30%.