
- •«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
Класс → Подкласс → Отдел → Группа → Подгруппа → Минеральный вид
При этом получается, что аналогичные в структурном отношении минералы, находящиеся в разных химических классах, должны занимать в них определенное место. Таким образом, все основные свойства аналогичных минералов оказываются близкими и отличаются друг от друга лишь их индивидуальным химическим различием, что представлено в классификации (табл. 3.1.4).
Таблица 3.1.4.
Кристаллохимическая классификация минералов
(по Поваренных А.С., 1974)
Класс I. Окислы |
||
Подкласс 1. Координацион-ные |
Отдел А. Простые |
1. Группа уранинита |
Отдел Б. Сложные |
1. Группа настурана |
|
2. Группа бетафита |
||
Подкласс 2. Цепочечные |
|
1. Группа самарскита |
Подкласс 3. Слоистые |
|
1. Группа браннерита |
Класс II. Гидроокислы |
||
Подкласс 1. Слоистые |
Отдел А. Простые |
1. Группа шепита |
Отдел Б. Сложные |
1. Группа умохоита |
|
2. Группа беккерелита |
||
а) Подгруппа фумарьерита б) Подгруппа виартита в) Подгруппа беккерелита |
||
3. Группа кларкеита |
||
Класс III. Силикаты |
||
Подкласс 1. Островные |
|
1. Группа коффинита |
Подкласс 2. Слоистые |
|
1. Группа склодовскита |
2. Группа казолита |
||
3. Группа уиксита |
||
Класс IV. Фосфаты |
||
Подкласс 1. Островные |
|
1. Группа нингьоита |
Подкласс 2. Слоистые |
Отдел А. Безводные |
1. Группа парсонсита |
Отдел Б. Водные |
1. Группа урановых слюдок |
|
|
а) Подгруппа торбернита б) Подгруппа метаторбернита в) Подгруппа метаотенита |
|
Отдел В. Водные с добавочными анионами |
1. Группа фосфуранилита |
|
2. Группа дюмонтита |
Окончание таблицы 3.1.4.
Класс V. Арсенаты |
||
Подкласс 1. Слоистые |
Отдел А. Безводные |
1. Группа халимодита |
Отдел Б. Водные без добавочных анионов |
1. Группа урановых слюдок |
|
а) Подгруппа цейнерита б) Подгруппа метацейнерита в) Подгруппа абернатиита |
||
Отдел В. Водные с добавочными анионами |
1. Группа вальпургита |
|
2. Группа арсенуранилита |
||
Класс VI. Ванадаты |
||
Подкласс 1. Цепочечные |
|
1. Группа уванита |
Подкласс 2. Слоистые |
|
1. Группа урановых слюдок |
а) Подгруппа карнотита б) Подгруппа тюямунита |
||
Класс VII. Сульфаты |
||
Подкласс 1. Цепочечные |
|
1. Группа циппеита |
Подкласс 2. Слоистые |
|
1. Группа иоганнита |
Класс VIII. Молибдаты |
||
Подкласс 1. Островные |
|
1. Группа седовита |
Подкласс 2. Слоистые |
|
1. Группа иригинита |
2. Группа моурита |
||
Класс IX. Селениты |
||
Подкласс 1. Слоистые |
|
1. Группа гийменита |
Класс X. Теллуриты |
||
Подкласс 1. Островные |
|
1. Группа клиффордита |
Подкласс 2. Слоистые |
|
1. Группа моктецумита |
Класс XI. Карбонаты |
||
Подкласс 1. Слоистые |
Отдел А. Простые |
1. Группа резерфордита |
2. Группа либигита |
||
Отдел Б. Сложные |
1. Группа сварцита |
|
2. Группа андерсонита |
Все минералы, входящие в классификацию распределяются по 11 классам. Преимущественно они имеют слоистые структуры, что обусловлено кристаллохимией U6+. Атомы U6+ в кислородном окружении имеют строго закономерное распределение в пространстве. Так, два атома кислорода находятся на очень близком расстоянии от атома урана, образуя так называемую уранильную группу UО22+. Остальные атомы кислорода (их может быть 4, 5 или 6) более удалены от атомов урана и расположены в плоскости, перпендикулярной к направлению уранильной группы.
Связь таких полиэдров между собой, а также с другими атомами и радикалами происходит через эти «горизонтальные», более слабо связанные с ураном атомы кислорода. Такая ассоциация приводит, как правило, к различного рода слоистым структурам и, по-видимому, много реже – к цепным постройкам.
В кристаллохимической классификации А.С. Поваренных порядок классов определяется уменьшением валентности (заряда) аниона (радикала), а порядок подклассов (структурный мотив) следует от изодесмического к наиболее анизодесмическому. Изодесмическая структура – это структура, в которой прочность связей полиэдров одинакова, а способ их соединения в структуре однотипен (например, только ребрами, вершинами). Внутри подклассов выделяются отделы (от простого к сложному), которые в свою очередь подразделяются на сходные по составу группы. Последовательность видов внутри группы определяется уменьшением прочности связи катионов с кислородом, т.е. уменьшением их валентности, электроотрицательности и увеличением размеров.
Для написания, а также расшифровки формул минералов существуют определённые правила для составления кристаллохимических формул:
1. Все минералообразующие элементы, играющие самостоятельную роль в структуре минерала, пишутся в формуле отдельно: электроположительные слева, электроотрицательные справа UО2 .
2. Изоморфные элементы объединяются вместе в круглых скобках, причём в формулах минеральных индивидов отражаются все существенные или главные минералообразующие элементы, а в формулах минерального вида только видообразующие элементы.
Пример: Самарскит Y (Fe+2 , U) ( Ta, Nb)2 O8 ∞1 или
Y (Fe+2 , Сe, La, U) ( Ta, Nb, Hf)2 O8 ∞1
3. Один и тот же элемент, входящий в состав минерала в разных валентных состояниях, в формуле обязательно показывается как два или более самостоятельных элемента, причём валентность их отмечается знаком лишь в особых случаях
Давидит (Fe+2 , U) (La, U)х (Fe+2 , Ti)6 О14-х
4. Атомные объединения, или радикалы любой сложности, объединяются в квадратные скобки. При наличии в составе минерала нескольких радикалов их порядок определяется снижением заряда радикала, а для радикалов с одним зарядом – понижением электроотрицательности центрального атома.