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

Коффинит часто служит промежуточным соединением при замещении настурана кальцитом или сульфидами; он менее ус­ тойчив по отношению к поздним растворам, так как со временем

финита по настурану (рис. 72) информация о сферолите сохра­

сталлах настурана можно видеть ямки, фигуры и формы раство­ рения в зависимости от того, насколько далеко зашла коррозия первичной текстуры сферокристалла.

Ямки травления наблюдаются лишь под электронным микро­ скопом в репликах с волокон сферокристаллов, обнаженных после механического удаления кальцита со сферических или индукционных поверхностей. Они мало отличаются от искусст­ венных ямок травления, но, как правило, округлы, и форму их однозначно определить не всегда удается. Ямки травления объ­ единяются в канавки, оконтуривающие кристаллические во­ локна.

Фигуры растворения удается наблюдать лишь в аншлифах, где они имеют (в срезе) форму фигур вращения (см. рис. 41), выполненных иными минералами (см. гл. 11). Обычно они так или иначе соединяются с явными формами растворения.

На полное растворение или замещение сферолитов насту­ рана указывают отрицательные сферы, а также псевдоморфозы вытеснения и заполнения. В срезе это круглые площадки, вы­ полненные минералами, отличающимися от окружающих, если не по составу, то по строению агрегата. Основной признак псев­ доморфоз — несоответствие формы их внутреннему строению («содержанию»).

Формы растворения в сферолитах, как правило, нацело вы­ полнены другими минералами. Поэтому в аншлифах они опре­ деляются по признакам выполнения минералами открытых пу­ стот в сферолитах настурана.

18Q: -.:

К числу признаков выполнения пустот растворения можно отнести:

1) друзовую структуру агрегата в участках, развивающихся в сферокристаллах настурана без признаков катаклаза;

2)образование в ядрах «пустотелых» сферокристаллов «ми­ нералогических уровней». О растворении промежуточных зон свидетельствует опускание сохранившихся ядер на дно внутрен­ ней сферы внешней оболочки;

3)брекчии осыпания и разрушения хрупких реликтов в уча­ стках, не несущих признаков катаклаза (рис. 73). На рис. 54 также видны отслоившиеся обломки, но полость здесь (для на­ стурана) первичная.

Сферические поверхности, обнаженные растворением, отли­ чаются от поверхностей роста. На поверхности реликтовых кон­ центров встречаются иглы, расположенные радиально по отно­ шению к исчезнувшим центрам. Иглы имеют равномерноступенчатую поверхность, свойственную псевдограням индукционных форм. Ступеньки расположены поперек волокон и, если рас­ сматривать агрегат разобщенных игл в целом, находятся на одном уровне, т. е. представляют собой следы тончайшей кон­ центрической зональности сферолита.

На растворение кристаллических волокон влияют число дис­ локаций, их ориентировка и другие детали. Для сферолита на­ стурана в целом важное значение имеет степень изменения (окисления, восстановления) отдельных его частей, фазовая не­ однородность. Гетерогенность настурана возрастает, "если рас­ сматривать не отдельный сферокристалл, а их агрегаты.

Известно, что растворимость окислов урана возрастает с уве­

раметром решетки нет [442], что связано [117] с многофазностью настуранов *.

Показано [199], что в урановых смолках наиболее растворима

поверхности образуется зона разрыхления — растворению пред­ шествует диспергирование минерала.

Дезинтеграция и диспергирование

Замещению и растворению предшествует (и сопровождает) дезинтеграция сферокристаллов. Трещины, секущие сферокри­ сталл,— начальная стадия дезинтеграции. Наиболее глубокая

* В работе [442] в трех образцах из пяти параметр а0 резко не соот­ ветствует 0/U.

181

дезинтеграция — диспергирование кристаллических волокон на игольчатые, реликтовые микроблоки толщиной 100—200 А, т. е. почти «коллоидных» размеров. Диспергирование сферокристал­ лов, волокна которых в результате перекристаллизации при восстановлении приобрели зернистое строение, приводит к раз­ общению зерен (рис. 74) (такая же картина наблюдается при срезе с торца пучков смолки), однако признаков механического раздвигания зерен поверхностными пленками [407] не обнару­ жено. Замещение имело преимущественно «химический» ха­ рактер.

При гидратации также происходит диспергирование без за­ метного смещения, однако диспергирование, связанное с фазо­ выми превращениями, имеет другое происхождение.

Дисперсные обломки и реликты кристаллических волокон захватываются кальцитом (при замещении без существенного смещения). Кальцит приобретает черный цвет. При свободном перемещении растворов и при растворении таких кальцитов можно ожидать [47] вынос окислов урана в виде дисперсных частиц и последующее, подобно «намывному» гематиту [434], их отложение в отстойниках или вблизи коагуляторов. Некоторые дисперсные частицы, возможно, сохраняются в метакристаллах, вытесняющих настуран. По репликам не удается твердо дока­ зать это (хотя такие же вростки наблюдаются и в полировках [117]), но, судя по рельефу, метакристаллы галенита сохраняют «память» о волокнах, в которых они формировались.

Регенерация в сферолитах

Переход зародышевых сферокристаллов в плоскогранные кристаллы уранинита можно видеть в работе В. И. Жуковой (рис. 5 в работе [43]) и на рис. 59.

Регенерация сферокристаллов настурана, в кристаллографи­ ческом плане, адекватная регенерации кристаллов, по-видимо­ му, невозможна в связи с крайне сложной текстурой сферокри­ сталлов. Правильнее говорить о частичном развитии в изменен­ ных сферолитах регенерированного настурана [355]. Полных псевдоморфоз регенерированного настурана по первичному обычно не наблюдается, но в любом случае первичное внутрен­ нее строение заменяется иным, так как оставшиеся многочислен­ ные реликты используются как новые центры роста и расщеп­ ления.

Реакция происходит в твердой фазе

ио,

ио,

при *! < хг > х3 и т. п.

или в растворе. На рис. 75 показаны почти полная регенерация центральной зоны, целиком изменившей сеое строение, и частич*

182

Второй путь можно соответственно назвать «силикатным», когда образование окислов урана происходит за счет разложе­

танатов еще недостаточно. Изучение преимущественно гидротер­ мальных крустификациоиных жил позволяет осветить лишь

Эволюция карбонатно-смолковой минерализации

Как и для других месторождений [443], для отдельных ураноносных жил удается установить волновой характер эволюции растворов и не только в общем плане (развитие карбонатов Са, Mg, Fe), но и в деталях (периодическое образование коффинита и настурана, эволюция селенидов и сульфидов, полимеризация битумов и др.).

Последовательность отложения карбонатов в изученных U-Pb-Zn-жилах, включая доурановую минерализацию флангов, показывает на существование четкой закономерности в фикса­ ции основных катионов: Са—Mg-—Fe—Mg—Са — своеобразной «магиезиально-железистой волны» [444]. Появление карбонатов в последовательности, обратной увеличению их растворимости (первая полуволна Са—Mg—Fe), свидетельствует о порядке выщелачивания катионов из вмещающих пород [94, 445]. Карбо­ наты, отлагающиеся в последовательности Fe—Mg—Са (вторая полуволна), соответствуют нормальному ряду выпадения солей в порядке повышения их растворимости: сидерит как наименее растворимый выпадает первым.

Минералы урана образуются одновременно с кальцитом в конце магиезиально-железистой волны. В этом и во многих дру­ гих отношениях U-Pb-Zn-месторождения сходны с месторожде­ ниями пятиметалы-юй (U-Bi-Co-Ni-Ag) формации Рудных гор [94]. В Рудных горах, однако, кальцит-настурановая минерали­ зация предшествует отложению Mg-Fe-карбонатов: U—Са— Mg—Fe—Mg—Са. Это объясняется тем, что в Рудных горах существуют две магнезиально-железистые волны, соответствую­ щие двум циклам минерализации [444]. Во второй цикл произошла доломитизация ураноносных кальцитовых жил.

Сопоставление эволюции минерализации урановых место­ рождений полиметаллической и пятиметальной формаций вскры-

185

нерализацию и в Рудных горах можно в отличие от ранее вы­ сказанного автором предположения [94] рассматривать как за­ кономерное продолжение ранней сульфидной минерализации. Флюорит-баритовая и тем более кварц-кальцитовая минерали­ зация с битумами, а также с поздними сульфидами и селеиидами не имеет прямого отношения к процессу образования пер­ вичных урановых руд.

В Рудных горах кальцит-настурановые жилы интенсивно доломитизированы в связи с флюорит-баритовой минерализацией второго цикла. Связанное с поздней минерализацией выщелачи­ вание урана закончилось регенерацией окислов урана и коф­ финита, отложившихся совместно с самородными висмутом и серебром и арсенидами. Этот цикл минерализации полностью отсутствует в U-Pb-Zn-месторождениях [444].

Пострудные преобразования третьего цикла минерализации (постварисского II) в Рудных горах связаны с интенсивным кварцевым метасоматозом. В U-Pb-Zn-месторождениях кварце­ вый метасоматоз в ураноносных жилах отсутствует, но кальцитовая минерализация в отдельных жилах проявилась весьма интенсивно (Ks на рис. 8).

В третьем цикле минерализации появляются селениды. В Рудных горах селениды пространственно приурочены к жи­ лам доломитизированного кальцита второго цикла [377, 446— 448]. Однако в общей последовательности отложения минера­ лов в урановых месторождениях селениды стоят позже арсенидов [319, 382, 449—450], и сведения о месте «уран-селенидной» формации Рудных гор, где, как считается [377, 446, 447], она образовалась до U-Bi-Co-Ni-Ag-формации, требуют пересмотра.

эволюции поздней (постурановой) Cu-Fe-Pb-минерализации [109].

В целом, если рассматривать последовательность отложения сульфидов и селенидов без учета количественной стороны явле-

186

U-Pb-Zn

в различных условиях.

Арсениды и селениды — «экзотика» жил U-Pb-Zn-формации. Выявляется контраст между постоянством последовательности отложения минералов, постоянством текстур и структур основ­

содержит 44% таллия. Этот минерал по химическому составу и порошкограмме оказался идентичным найденному в ЧССР буковиту Ctu+x Tl2 FeSe4 _,x [451]. |

188

среди различных пород — результат перемешивания медленно текущих растворов. Образование при этом гнезд арсенидов и селенидов — результат еще более медленных взаимодействий в застойных условиях, где главнейшая роль принадлежала диффу­ зии из локальных источников вещества. Эволюция «геохимиче­ ских индикаторов» процесса не всегда совпадает с эволюцией жильного выполнения, по отношению к которому индикаторы могут рассматриваться как примеси. На фоне увеличения ще­ лочности катионов в карбонатах (Fe-Mg-Ca) происходит рост кислотности катионов в арсенидах (Fe—Со—Ni) в жилах U-Pb- Zn-формации. В Рудных горах, где арсениды образуются в про­ цессе доломитизации (Ca-Mg-Fe), наблюдается обратная кар­ тина (Ni-Co-Fe). Здесь отчетливо проявляется влияние жильных карбонатов как соосадителей элементов с близкими радиусами катионов.

С пострудным кальцитовым метасоматозом в месторожде­ ниях U-Pb-Zn-формации связано появление в жилах твердых битумов, интенсивно разрушающих настуран [452—454]. Твер­ дые битумы встречены и в жилах U-Bi-Co-Ni-Ag-формации Руд­ ных гор, где они образуются также в поздние стадии [455]. При­

за счет конденсации и полимеризации ювенильных углеводоро­ дов, поступающих совместно с углекислотой [456].

Ураноносные растворы

Формы переноса урана меняются во времени и пространстве в зависимости от состояния и состава растворов [94]. Изучение жидких включений в кальците и настуране из U-Mo-месторож- дения показало, что ураноносные жилы формировались из пер­ воначально кислых сульфатных растворов [384, 457]. Раство­ ры, из которых отлагались минералы кальцит-настурановых жил Рудных гор, на основе газово-жидких включений определены как слабощелочные, карбонатно-натриевые [458].

Данные о составе законсервированных растворов могут от­ личаться высокой точностью измерений, но сами включения в настуране в связи с объемными изменениями в процессе его вос­ становления и последующего распада полигениы; они в сумме отражают состав не первичных, а глубоко метаморфизованных растворов. Кроме того, обычно не учитывается история образ­ цов и возможна иная трактовка результатов анализов*.

* В первом примере [457] состав настурана (U02,75-2,27), содержание

о

свинца (0,1—1%), параметр ао=5,36 А и место в парагенетической схеме показывают, что анализировался интенсивно разложившийся коффинит. Включения в таком агрегате, по-видимому, характеризуют поздние стадии или гипергенные условия. Во втором примере [458] не приведено доказа­ тельств первичности включений. В настуране, образующемся одновременно с кальцитом, концентрация СОг в 4 раза выше, чем в кальците.

189