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

Механизм роста подобных образований может быть рас­ смотрен с позиций Селлы и Дейши [378]. В процессе совмест­ ного роста каждый минерал имеет свой фронт кристаллизации и свой градиент концентрации. Осаждение зародыша одного

Рис. 48. Сросток псевдоморфоз окислов ypawa предположи­ тельно по коффиниту (3) в раммельсбергите (/} и нике­ лине (2); анкерит (4).

минерального вида нарушает градиент концентрации другого в этой же точке и препятствует тем самым захвату всего про­ странства вторым минеральным видом. При отложении заро­ дышей на грань крупного кристалла рост включений настурана бывает непродолжительным, так как градиент основного кри­

140

вероятность сосуществования градиентов двух минералов по­ вышается.

В генетическом плане важен и другой факт: при одновре­ менном росте трех минералов, например анкерита, никелина и настурана, настуран часто образует сингенетичные вростки лишь в никелине и отсутствует в кристаллах карбоната. В та­ ких случаях либо градиент концентрации карбоната губителен для зародышей уранинита, либо они могут возникать лишь в градиенте концентрации никелина. Возможность перекристал­

Своеобразный пример полиминеральных индивидов — насту- ран-пиритовые глобули (или «фрамбоиды») типа «оруденелых бактерий» — описан в работах А. О. Розенцвита и Г. Ю. Эпштейн [379, 380]. Такие глобули, окруженные и пропитанные настураном, встречаются также и в рудных жилах среди порфиров [51] и в метасоматически измененных гранитах. Суще­ ствует многочисленная литература, в том числе специальные исследования генезиса подобных образований [381].

Изучение собранных автором, а также полученных от

Г.А. Тананаевой образцов показало следующее.

1.Существуют все переходные формы фрамбоидов от иде­ альных шаров к изометрическим «плоскогранным» агрегатам мельчайших кристаллов пирита. Среди них встречаются клас­ сические «лодочки» (в разрезе) и плоскогранно-кривогранные формы, аналогичные зародышевым формам уранинита и насту­ рана (см. рис. 29). Распределение отдельных кристаллов пирита внутри глобулей может быть равномерным или секториальным,

плоскогранно-кривогранных зародышей неустойчивой метастабильной фазы сульфида железа.

2. Ориентировка кристаллов внутри глобул может быть за­ кономерной, что указывает на эндотаксиальное развитие зароды­ шей пирита в кристалле неустойчивого сульфида железа. Дезо­ риентированные кристаллы пирита свидетельствуют об отсут­ ствии срастаний при полном использовании менее плотной фазы сульфида железа, о вторичных процессах перекристаллизации

ит, д.

3.Образование настурана произошло после распада метастабильного сульфида железа и, возможно, связано с его распа­ дом.

141

ком урана. Для первой группы индивидов среда служит одно­ временно и источником урана. По-существу здесь происходит перераспределение вещества на месте, поэтому образующиеся новые индивиды окислов урана могут быть названы бластокристаллами, бластосферокристаллами или бластосферолитами. Ко второй группе отнесены индивиды окислов урана, образовав­ шиеся в твердом веществе, не содержащем урана, но являю­ щемся средой, где происходила его транспортировка. Такие индивиды окислов урана, образовавшиеся путем метасоматического вытеснения неурановых минералов, могут быть опреде­ лены как метакристаллы, метасферокристаллы или метасферолиты.

Бластоиндивиды растут из зародышевых центров, возникаю­ щих в минералах урана в процессе фазовых превращений или перекристаллизации. Бластокристаллы более восстановленного окисла, эндотаксиально образующиеся в волокнах менее вос­ становленного окисла, могут быть зональными [355] (более подробная характеристика их приведена в гл. I I ) . Бластосферокристаллы возникают в процессе регенерации настурана в массе гидронастуранов.

К бластоиндивидам относятся также кристаллы и сферокристаллы окислов урана, образовавшиеся в процессе распада или замещения иных минералов урана — коффинита, браннерита, давидита. Кубические бластокристаллы уранинита зарож­ даются по контакту между столбчатыми субиндивидами и по зонам роста в сферолитах коффинита [7], образуют вкраплен­ ность в коффините [5] и псевдоморфозах по коффиниту, встре­ чаются в виде параллельных сростков двух-трех кристаллов [319J. Отсутствие приуроченности индивидов окислов урана к элементам роста вмещающих их кристаллов и сферолитов, пе­ ресечение цепочками и агрегатами индивидов элементов роста (волокон, зон и т. д.) — признак, позволяющий отличать бласто­ кристаллы от кристаллов и сферокристаллов, выросших одно­ временно с индивидами коффинита и браннерита.

Метаиндивиды окислов урана образуются за счет урана, привнесенного со стороны. Метасферокристаллы настурана нередко можно встретить в кальците. Они зарождаются по границам зерен в центральных частях кристалла вдоль трещин и разрастаются в виде полных «взвешенных» шаров (эвгедральные формы) или возникают на контакте кальцита с более ран­ ним настураном, кварцем и другими минералами и растут в кальците в виде полусфер и иных субгедральных форм (рис.49). Поверхность сферокристаллов настурана, выросших до отложе­ ния кальцита, более тусклая за счет мельчайших ямок трав-

142

ленйя и индукционной штриховки, в то время как поверхность более поздних метасферокристаллов настурана идеально глад­ кая и блестящая [348J. Встречаются также метасферокристаллы настурана, развивающиеся в пределах отдельных субинди­ видов полисинтетических двойников кальцита — преимуществен­ но ангедральные формы.

В агрегатах разобщенных метасферокристаллов настурана, вытеснивших кальцит, не удается обнаружить признаков грави­ тационной сортировки. Сферолиты двух-трех зарождений, различающиеся между собой по массе в десятки или сотни раз, равномерно распределены в кальците. Если предположить, что сферокристаллы росли какое-то время во взвешенном со­ стоянии в растворе, тогда следует ожидать скопления наиболее крупных из них на дне полости или вдоль лежачего бока жилы.

Другой признак замещения — приуроченность, цепочек сфе­ рокристаллов настурана к трещинам спайности и к полостям двойникования. Метасоматическое вытеснение карбонатов и других минералов метасферокристаллами настурана неодно­ кратно отмечалось в литературе [95, 382—384].

При объяснении механизма роста метасферокристаллов и метасферолитов настурана в кристаллах иных минералов встает вопрос о путях транспортировки вещества к растущим граням. Приуроченность к двойниковым швам и к плоскостям

видно, что двойниковое строение кальцита в узкой полосе во­ круг сферокристаллов настурана исчезает. Этот факт может служить некоторым указанием на существование кольцевых полостей растворения кальцита, впоследствии залеченных более поздним («вытесненным») кальцитом.

«Метасферокристаллы» настурана в центре вкрапленников полевых шпатов в гидротермально измененных порфирах (рис. 50) образовались в полостях растворения, эпитаксиально залеченных другими полевыми шпатами.

При образовании метасферокристаллов в пористых средах осуществляется всестороннее питание растущих поверхностей, но это не исключает растворение вытесняемых минералов в пределах контактной пленки. Поскольку возможна всесторонняя диффузия вещества в изотропных средах, рост метасферокристаллических корок в измененных породах в обе стороны от трещины свидетельствует о пропитывании измененных пород ураноносными растворами (диффузия из породы к трещине).

При росте метасферокристаллов в пористой среде возможна деформация среды за счет кристаллизационного давления. Так, в агрегатах серицита, хлорита, диккита происходит деформация или расщепление отдельных чещуек растущими сферокристал-

143

лами. Рост метасферокристаллов настурана в полиминеральных агрегатах происходит, путем селективного вытеснения наиболее растворимых минералов; труднорастворимые включения в таких случаях сопоставимы с включениями при свободном росте. В за­ висимости от соотношения размеров сферокристаллов насту­ рана и реликта-включения возникают в итоге субгедральные формы или пойкилиты.

Сходные условия существовали при формировании вкрап­ ленных уранинитовых руд, охарактеризованных В. И. Жуковой [42, 43]. В таких метасоматических рудах в одних случаях метакристаллы, уранинита переходят в метасферокристаллы, в дру­ гих—наоборот, в центре зональных метакристаллов уранинита можно обнаружить зародышевые центры в виде метасферокри­ сталлов.

При кристаллизации настурана в пластическом материале, выполняющем открытые трещины, существовали условия, близ­ кие к условиям микроштокверка, с той разницей, что отдельные мельчайшие обломки пород и минералов могли оттесняться или нацело растворяться пограничным слоем растущих сферокри­ сталлов.

Г л а в а 10

СФЕРОЛИТОВЫЕ АГРЕГАТЫ НАСТУРАНА

Сферокристаллы и сферокристаллические сферолиты (в об­ щем плане сферолиты) агрегируются в результате осаждения (седиментации) и в процессе совместного роста.

В результате агрегации образуются зернистые скопления частично или полностью сросшихся сферокристаллов, сферолитовые корки с почковидной поверхностью, массивные выделения, имеющие сферолито-корковую или сферолито-зернистую струк­ туру, и т. д.

весьма разнообразна и зависит от формы трещин, от рельефа

венные псевдоморфозы облекания. При совместной кристалли­ зации с арсенидами могут возникать своеобразные скелетные

144

У ромбододекаэдра разница в скоростях роста по различным направлениям мала; в этом случае, как и в примере с магнети­ том [391], аксиальная упорядоченность в шестоватой корке от­ сутствует.

Среди множества сферокрнсталлов, растущих одновременно, на грани кристалла иного минерала также может происходить геометрический отбор. По аналогии с отмеченными минералами допустим, что вначале из зародышевых кристаллов уранинита кубического облика в процессе их разрастания выживают лишь осевшие на вершину, где часто появляется площадка (111). В результате радиального расщепления пирамид роста <100> или <111> кристаллическая корка уранинита переходит в кор­ ку сферокрнсталлов, вырождающихся в процессе роста в узкие радиальнолучистые пучки. В процессе роста происходит геомет­ рический отбор среди волокон и волокна, ориентированные под

иметь параллельноволокнистое строение и состоять из волокон пирамид роста <111> . Поверхность таких корок ровная и бле­ стящая и может рассматриваться как своего рода нормально расщепленная мозаичная грань (111), отдельные волокна (бло­ ки) которой повернуты под произвольным углом друг к другу.

Направление максимальной скорости роста перпендикулярно поверхности субстрата. У сферолита перпендикуляр к поверх­ ности совпадает с радиусом. При разрастании сферолитовой почковидной корки на сферолите другого минерала или насту­ рана ранней генерации в ней также происходит геометрический отбор: выживают лишь сферолиты, у которых кубические за­ родыши имели оси Z-3, ориентированные по радиусам. Конечная поверхность сферокристаллического сферолита, в котором внеш­ ние зоны образованы нарастанием сферокристаллических поч­ ковидных корок, будет поверхностью с октаэдрической упаков­

Сферолитовые корки независимо от толщины Я и протя­ женности I имеют максимальную мощность лишь в определен­ ных участках. Для коротких линз с высоким значением Н/1 максимальная мощность приурочена к центральным частям линз. Почковидные корки с минимальным значением Hjl на значительном протяжении имеют относительно постоянную мощ­ ность, но вблизи окончания мощность их быстро уменьшается.

* Новые электронномикроскопнческие наблюдения: фигуры травления в сечении, перпендикулярном к удлинению субиндивидов, в сферолитах урани­ нита, охарактеризованного Н. А. Кулик [393], имеют четкие квадратные контуры, в продольном сечении — ромбы (образец 10. И. Овсянникова).

146

В целом в почковидных корках настурана из коротких линЗ

Изменение мощности небольших сферолитовых корок насту­ рана можно наблюдать в приполированных рудных штуфах. Так, на авторадиограмме (рис. 52, а) видно выклинивание поч­ ковидных корок в трещине, заполненной кальцитом', по мере удаления от источника питания в направлении АБ. На рис. 52, б несколько иная картина: здесь в образце из доломитизированной жилы (Рудные горы) мощность корки настурана резко уменьшается во впадинах между скаленоэдрами (Г).

Аналогичное уменьшение сферолитовой корки настурана по направлению к впадине (см. рис. 52, в) связано с осаждением новой порции галенита между корками £ и Ж. В этом плане интересен пример уменьшения толщин корок настурана из каль- цит-настурановой жилы в образце В. И. Малышева (см. рис. 53, а). На щетки скаленоэдрического кальцита, покрытого почковидной коркой настурана, отложился крупнозернистый кальцит. Этот кальцит вырос из зародышей, скопившихся во впадинах, но до окончания кристаллизации перекрыл почти всю настурановую корку, оставив лишь островки настурана на вы­ ступающих вершинах скаленоэдров раннего кальцита. Поздний настуран начал расти на обнаженных островках раннего насту­ рана. При этом новые почковидные корки быстро выклини­ ваются по мере удаления от центра разрастания.

Из приведенных примеров видно, что по крайней мере три фактора определяют изменение мощности корок настурана в

(рис. 53). Кристаллохимический фактор, возможно, играет оп­ ределенную роль и в примерах, приведенных на рис. 52.

Независимо от того, какой фактор определяет неравномер­ ность питания или (соответственно) скорость роста различных участков почковидной корки, центральная часть корок имеет обычно больший приток вещества. Почковидные корки при зна­ чениях Н/1, приближающихся к единице, могут быть представ­ лены как сфероидолиты с развернутыми, выпрямленными зона-

единственная форма локализации настурана. Существуют усло­

4

Рис. 53. Совместный рост почковидных корок настурана и кристаллов каль­ цита:

настурана.

окончания которой могут быть резкими, поскольку корка огра­ ничена стенками углубления. Осаждение зародышевых сферо­ кристаллов и локальное образование седиментациоиных (осаж­ дающихся под действием силы тяжести) агрегатов услож­ няют строение почковидных корок.

Влияние силы тяжести

Под действием силы тяжести формируются так называемые минералогические отвесы и уровни и «присыпки» [394, 295, 95].

Минералогические уровни — своеобразные горизонтальнослоистые скопления настурана. Они часто характеризуются чередованием слоев тонкозернистого агрегата сросшихся сферо-

148

кристаллов настурана и нарастающих на них.слоев столбчатого агрегата сферокристаллических пучков настурана с почковид­ ной поверхностью. Сферокристаллы каждого последующего зер­ нистого слоя отлагались на поверхности сферолитов столбча­ того агрегата. Зернистые агрегаты образовались в открытых пу­ стотах из осадков зародышей и имеют структуры, подобные структурам случайно слипшихся сферических коллоидных ча­ стиц [395] или зародышевых сферокрнсталлов [230].

прибойные знаки на песке.

В крутопадающих жилах толщина сферолитовых корок на­ стурана практически одинакова. В пологопадающих крустификационных жилах встречается асимметричное распределение настурана. Крайний случай асимметричности — приуроченность сферокристаллических корок, растущих от зальбанд к центру, лишь к лежачему боку. Промежуточные случаи: увеличение мощности сферолитовых корок или усложнение структуры и морфологии корок вдоль лежачего бока, появление инородных

Здесь же можно встретить осевшие иДиоморфные кристаллы карбонатов, сульфидов и других минералов. Чередование зер­ нистых и почковидных агрегатов, подобное изображенному на рис. 54, также можно встретить в сферолитовых корках насту­ рана лежачего бока.

Ритмичность в чередовании сферокристаллически-зернистых корок настурана — обычно сугубо местная, характерная для отдельной жилы и даже для отдельных участков жил. Так, в одной из доломитовых жил (Рудные горы) в трех образцах, взятых из различных участков, установлена следующая после­ довательность слоев (указан радиус сферолитов в агрегате, вер­ тикальной чертой отмечено дробление):

Рельеф субстрата лежачего бока местами оказывает решаю­ щее влияние на распределение настурана. Почковидные корки настурана покрывают лишь верхние части кристаллов ранее образовавшихся минералов и не формируются на отвесных гра-

149