Минералогия и методы исследования радиоактивных руд Тема: Минералы урана. Класс I профессор, д.г.-м.н.
advertisement
Минералогия и методы исследования радиоактивных руд Тема: Минералы урана. Класс I профессор, д.г.-м.н. Язиков Егор Григорьевич Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Подклассы: • Простые окислы Уранинит, настуран, урановая чернь Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Минеральные виды, образуемые четырехвалентным ураном, весьма малочисленны, но в то же время довольно разнообразны по своему составу. Это позволяет объединить минералы четырехвалентного урана в пять самостоятельных п/классов: 1) простые окислы; 2) сложные окислы урана и молибдена (молибдаты урана); 3) сложные окислы урана и титана (уранотитанаты); 4) силикаты; 5) фосфаты. Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Простые окислы урана представлены уранинитом, настураном и урановыми чернями. Кристаллохимически выделение среди простых окислов трех минеральных видов необоснованно, поскольку базируется прежде всего на морфологии указанных окислов урана: явно кристаллический – уранинит; колломорфный – настуран; порошковатый, сажистый – урановая чернь. Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Из окислов урана наиболее интересными и промышленно ценными являются уранинит и настуран. Окислы урана, ради временного удобства их описания и систематики, Мелков В. Г. предлагает рассматривать как члены тройной системы [ThO2 – UO2 – UO3], состав их изображать (учитывая и находящийся в них свинец) эмпирической формулой общего вида: k(U, Th)O2 · lUO3 · mPbO. Главной составной частью окислов урана являются закись (UO2) и окись (UO3) урана. Как для минералов группы уранинита, так и для минералов группы настурана величина молекулярного отношения UO2:UO3 представляет собой функцию времени существования минерала. Для упрощения эту величину заменяют величиной атомного отношения кислорода к урану, называемой кислородным коэффициентом (х). Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. По кислородному коэффициенту (UOx) некоторые исследователи в группе настурана выделяют три подгруппы: а) от UO2,17 до UO2,30 – устойчивые твёрдые растворы кислорода в UO2; б) от UO2,30 до UO2,62 – смешанные кристаллы U3O8 в UO2 и UO2 в U3O8; в) от UO2,62 до UO2,70 – вещество с кристаллической решёткой U3O8; обладая скрыто-кристаллическим строением, минеральное вещество не должно давать эффектов анизотропии в обычном свете. Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Уранинит I и настуран I, характеризующиеся кислородным коэффициентом 2,16 – 2,33 или химическим составом UO2,16 – UO2,33, обладают сравнительно высокой твёрдостью (Н > 600 кг/мм2, Но > 6,0) и высокой отражательной способностью (R = 16 – 21 %). По отражательной способности они находятся между магнетитом (R = 20 – 21%) и сфалеритом (R = 17 – 18%) или несколько ниже последнего (по И. С. Волынскому). Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Уранинит II и настуран II, имеющие химический состав UO2,33 – UO2,62, отличаются меньшей, чем первая разновидность, твёрдостью (H = 400 – 600 кг/мм2, Но = 5 – 6) и отражательной способностью (R = 13 – 16 %). По отражательной способности они находятся между сфалеритом (R = 17 – 18 %) и хромитом (R = 14 %) или несколько ниже последнего. Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Уранинит III и настуран III, химический состав которых UO2,62 – UO2,70 имеют в среднем (H =200 – 400 кг/мм2, H0 = 4 – 5) и (R = 11 – 13 %). По отражательной способности занимают место между хромитом (R = 14 %) и шеелитом (R = 10%). Класс I. Минералы U+4 Гипогенные минералы. Первичные минералы. Минералы, относящиеся к настурану IV, характеризуются химическим составом UО2,70 – UO2,92 и обладают небольшой твёрдостью (H < 200 кг/мм2, Hо < 4) и отражательной способностью (R < 11%). Последняя равна или ниже R шеелита. Уранинит (ульрихит) UO2 kUO2xlUO3xmPbO ульрихит – бесториевый уранинит, разновидности: уранинит I, уранинит II, уранинит III • • Shinkolobwe Mine (Kasolo Mine), Shinkolobwe, Central area, Katanga Copper Crescent, Katanga (Shaba), Democratic Republic of Congo (Zaïre) Размер 8мм Уранинит (ульрихит) UO2 kUO2xlUO2xmPbO Ульрихит – это бесториевый уранинит. Торий в нём иногда отмечается в виде следов, реже 1–1,5% и лишь в единичных случаях 2–3%. Уранинитом назван по урану (U), входящему в его состав; ульрихитом – в честь австрийского радиохимика К. Ульриха. Физические свойства. Сингония кубическая. Облик различный. Наиболее распространён куб (100) и меньше октаэдр (111) и ромбический додекаэдр (110). Размеры кристаллов: от сотых долей миллиметра до нескольких сантиметров. Уранинит в форме кубов встречается и в гидротермальных месторождениях, где он, встречаясь в интерстициях ранее образовавшихся минералов, представляет собой иногда одну из самых последних генераций окислов урана. Форма кристаллов уранинита зависит, по-видимому, не столько от температуры, сколько от состава раствора, концентрации в нём основных компонентов и скорости выпадения. Цвет уранинита чёрный, бархатно-чёрный. При окислении минерала цвет его приобретает буроватый, коричневатый, а иногда фиолетовый оттенки. В тонких осколках уранинит чаще непрозрачен. Иногда просвечивает тёмно-бурым цветом. Черта чёрная, буровато-чёрная, слегка блестящая. Блеск в свежем изломе смолистый или жирный; у изменённого уранинита – матовый, в случае обилия вкрапленности сульфидов – металловидный. Спайность не наблюдается. Твёрдость 6–7, у изменённого уранинита снижается до 4. Хрупкий. Излом неровный. Большинство природных кристаллов уранинита имеет удельный вес от 10 до 8, снижаясь иногда до 7 и 6,5. Последнее связывается с увеличением содержания UO3 в минерале, а также с замещением урана торием и редкими землями. Условия нахождения. Уранинит известен как минерал различных пегматитовых жил. Значительным распространением он пользуется также в контактово-метаморфических и метасоматических породах. Часто его присутствие отмечается в гидротермальных жилах высоких, реже средних температур. За последнее время отмечаются находки уранинита в низкотемпературных гидротермальных жилах. Экспериментально установлено, что выпадение уранинита из растворов возможно при температуре 5000С. НАСТУРАН kUO2 • lUO3 • mPbO UO2 Синонимы: урановая смоляная обманка, урановая смоляная руда, урановая смолка. • Eldorado Mine, Port Radium, Great Bear Lake, Mackenzie District, Northwest Territories, Canada • Размер 3х3 см www.mindat.org © Christopher O'Neill Название «настуран» происходит от греческого слова «настос» (плотный), что хорошо отражает плотное, скрытокристаллическое его строение. Название синонимов происходит от смолистого вида минерала, его внешнего сходства с цинковой обманкой. Впервые урановой смоляной рудой или урановой смолкой этот минерал был назван М.Г. Клапротом, который в 1789 году открыл уран в смоляной обманке из Иогангеоргенштадта (в Саксонии), считавшейся до этого железо-цинковой рудой. Разновидности: настуран I, настуран II, настуран III, настуран IV. В настуран IV входит гидротизированный настуран (гидронастуран). Сингония кубическая. Настуран имеет скрытокристаллическое строение. Формы выделения: колломорфная, почковидная, скорлуповатая, натёчная, неправильная, прожилковидные сплошные массы. Многочисленными рентгеноструктурными исследованиями установлено, что минералы группы настурана, как и минералы группы уранинита, дают структурно сходную диффракционную картину, соответствующую кубической решётке флюоритового типа и идентичную структуре синтетического UO2. Физические свойства. Почковидные или округлые формы выделений настурана характеризуются колломорфноскорлуповатым строением, обнаруживающимся по отложению более светлых и более тёмных концентрических зонок настурана, которые перемежаются иногда с сульфидами или нерудными минералами. Иногда такая структура обнаруживается лишь после травления. Различный состав чередующихся зонок настурана свидетельствует не об одном акте образования сгустков геля, а о постепенном или многократном отложении минерала по мере поступления новых порций и коагуляции коллоидных растворов. В выделениях настурана нередко обнаруживаются трещинки усыхания, образованные в процессе дегидратации геля. Они существенно отличаются от обычной трещиноватости, обусловленной действием динамических сил. Трещинки усыхания имеют распространение лишь в пределах выделений настурана и располагаются по радиально-лучистым или параллельно-концентрическим направлениям, подчеркивая скорлуповато-зональное строение колломорфных выделений. При радиально-лучистом расположении трещинки с удалением от центра всё более и более ветвятся и становятся тоньше. По мере старения минерала увеличиваются число и размеры трещинок усыхания, которые выполняются затем тончайшей вкрапленностью сульфидов в ассоциации с нерудными минералами. Сульфиды, наблюдаемые иногда в массе настурана в виде тончайшей вкрапленности или выполнявшие трещинки дегидратации в нём, часто совершенно отсутствуют во вмещающей настуран породе. Это объясняют совместным выпадением сернистых соединений металлов и окислов урана в виде геля сложного состава. Обособление сульфидов объясняют процессом старения геля, причём наиболее благоприятными местами их скопления являются трещинки, возникавшие на стыках отдельных «шариков» настурана. Условия нахождения. Настуран известен как минерал среднеи низкотемпературных гидротермальных месторождений. По экспериментальным данным, выпадение его из раствора возможно при температуре около 4000С. По парагенетическим ассоциациям настурана с самородным висмутом установлено, что температура его выделения бывает и ниже 5000С. Настуран отлагается главным образом в открытых трещинах с образованием тонких ветвящихся прожилков мощностью от 1 мм до нескольких сантиметров (редко до 10 см). В брекчированных или приконтактовых зонах настуран нередко выполняет пустотки, поры и промежутки между минералами вмещающих пород, образуя неравномерный гнездовый характер оруденения. Образование настурана отмечается в различных осадочных породах. UO2 • Příbram, Central Bohemia Region, Bohemia (Böhmen; Boehmen), Czech Republic Размер 9x8x3 cm Радиоактивность 35мР/ч . www.mindat.org Former gift of Yu.M. Dymkov to L.N. Belova (those who know these names, will understand). Pavel M. © Kartashov collection and photo UO2 • Bauzot Mine, Grury, Issy-l'Evêque, Saône-et-Loire, Burgundy, France • Размер 3,5 x 2 x 2 cm www.mindat.org © Luc Vandenberghe UO2 • Rožná deposit, Vysočina Region, Moravia (Mähren; Maehren), Czech Republic • • Размер 12 cm. Collection of Geologický pavilon F. Pošepného at VŠB-Technical University of Ostrava. © Jakub Jirásek www.mindat.org UO2 Eldorado Mine, Port Radium, Great Bear Lake, Mackenzie District, Northwest Territories, Canada Размер 9 x 7 x 5 cm © Christopher O'Neill www.mindat.org UO2 • Roffin Mine, Lachaux, Puy-Guillaume, Puyde-Dôme, Auvergne, France Uraninite ( grey black ) with Torbernite ( green ) on Chalcedony Field of view 3 mm Photo and Collection Patrice Queneau • © P.Queneau www.mindat.org УРАНОВЫЕ ЧЕРНИ Урановые черни – это рыхлые вещества переменного состава, образующиеся главным образом в результате изменения настурана и уранинита. В качестве постоянных примесей в них присутствуют Mg, Ca, As, S, С, Н2О и др. В отечественную литературу термин «урановая чернь» введён Вернадским В.И. Некоторые исследователи термин «урановая чернь» не употребляют, а сажистые окислы урана относят к порошковатым уранинитам. УРАНОВЫЕ ЧЕРНИ Мелков В.Г. урановыми чернями называет рыхлые вещества переменного состава, среди которых по условиям образования он выделяет два типа: 1) остаточные урановые черни, образующиеся по ураниниту или настурану в результате их окисления, и 2) регенерированные урановые черни, выпадающие из растворов в условиях восстановительной среды. Физические свойства. Урановые черни остаточные представляют собой аморфное вещество. Данные рентгеноструктурного анализа указывают на почти полное отсутствие кристаллической решетки. На порошкограммах некоторых образцов урановой черни иногда наблюдается большое количество слабых линий, характеризующих по расположению структуру уранинита, что обусловлено, повидимому, наличием последнего (или настурана). Следует отметить, что после прокаливания урановой черни при температуре 500°С в течение 3 часов в условиях доступа воздуха урановая чернь даёт порошкограмму, идентичную порошкограмме синтетического U3O8. По внешнему виду урановые черни представляют собой рыхлое тонкодисперсное или порошковидное вещество, которое в горных выработках иногда бывает настолько влажным, что по консистенции напоминает глину. Это вещество, однако, лишено пластичности и способно сравнительно легко переноситься движущейся водой. Урановые черни в чрезвычайно тонкой смеси с гипергенными тонкодисперсными минералами обычно в виде налётов, тончайших плёнок, а иногда более или менее плотных корочек обволакивают минералы вмещающих пород и руд. Цвет порошковатых разностей урановых черней чёрный, иногда серый или зеленоватосерый. Остаточные черни представляются иногда плотными корочками или плёнками, располагающимися на настуране или уранините. Цвет этих корочек или пленок чёрный или серовато-чёрный, блеск матовый, иногда слабо смолистый, черта чёрная. Излом плоскораковистый или неровный. Твёрдость низкая (< 3). Удельный вес небольшой. Они плохо поддаются полировке. Под микроскопом в проходящем свете урановые черни подобно всем рудным минералам непрозрачны. Регенерированные урановые черни, выпадая из растворов, обычно выполняют поры в породе, пустотки и промежутки между зёрнами породообразующих минералов. Иногда они уплотнены и поддаются полировке. По отражательной способности они в таких случаях не отличаются от нерудных минералов, и тогда принадлежность их к радиоактивным минералам решается методом радиографии. Неполирующиеся или низкоотражающие радиоактивные участки по характеру распределения и форме выделения определяются как регенерированные урановые черни. Условия нахождения. Остаточные урановые черни возникают в результате окисления и разрушения уранинита или настурана, образуя рыхлую массу на поверхности этих минералов или проникая по трещинкам в них. Они характеризуются, по Мелкову В.Г., уменьшением величины отношения UO2:UO3 до практически полного отсутствия UO2, уменьшения общего содержания урана и увеличения загрязнения посторонними элементами. Из последних для зоны окисления характерны Са, Mg, Fe, CO2, Н2О, а для зоны цементации – As, SO, Сu, Fe, Са, Mg, Al, H2O и др. Регенерированные урановые черни образуются в условиях восстановительной среды, выпадая из вадозных (возможно и при участии гидротермальных) растворов, в виде рыхлых, реже более плотных цементационных плёнок и корочек в тонкой смеси с другими минералами (алюмосиликатами, гидроалюмосиликатами, карбонатами, хлоритами и др.). Иногда они наблюдаются в виде «лапчатых» с извилистыми контурами налётов на стенках тонких трещин и каверн в брекчированных зонах пород. Чаще они пропитывают поры породы или выполняют пустотки и промежутки между зёрнами породообразующих минералов в породе или трещинки в ней. Регенерированные урановые черни, попадая в зону окисления, проходят те же стадии изменения, что и настуран в аналогичных условиях. Остаточные черни отличаются от регенерированных: 1) морфологическими особенностями 2) большой величиной отношения Pb:U 3) большим количеством и разнообразием примесей 4) относительно высоким содержанием редких земель и тория. В отдельных образцах они бывают неразличимы. 2. Сложные окислы U и Mo Среди природных соединений урана и молибдена, относящихся к соединениям U+4 и молибдена, к настоящему времени установлено семь минералов. Наиболее изученными являются седовит и моурит. Оба минерала условно отнесены к сложным окислам и доказательством правильности этого предположения является кристаллохимический анализ данных о строении минералов, проведенных Сидоренко Г.А.. Высокая степень дисперсности препятствует решению кристаллических структур минералов и установлению их статуса. Седовит и моурит являются сложными окислами U+4 и молибдена с различным соотношением урана и молибдена в их составе: UMo2O8 – для седовита и UMo6O20 – для моурита. Кристаллические структуры минералов гомеотипны со структурами синтетических окислов урана и молибдена и производны по структуре ромбической модификации U3O8. Моурит Mo3O8хnH2O Минерал назван по присутствию в составе минерала молибдена и урана • Kyzylsai Mo-U deposit, ChuIli Mts, Balqash (Balkhash; Karatas; Prebalkhashie) Region, Zhezqazghan Oblysy (Dzezkazgan Oblast'; Dzhezkazgan Oblast'; Djezkazgan Oblast'; Jezkazgan Oblast'), Kazakhstan • Mo3O8хnH2O • • • • Каверна в риолите с ярким фиолетовым моуритом и синим илсеманнитом.Желты й – иригинит. Размер6x5x4 cm. www.mindat.org © Pavel M. Kartashov collection and photo. Физические свойства. Сингония ромбическая. Агрегаты: желваки, корки, чешуйчатые, веерообразные и червеобразные. Габитус чешуйчатый. Твердость 3. Удельный вес 4,2. Спайность совершенная. Цвет фиолетовый. Черта фиолетово-синяя. Оптические свойства: удлинение положительное, есть плеохроизм. Люминесценция отсутствует. Являясь соединениями U+4, седовит и моурит проявляют неустойчивость: легко окисляются, что приводит к появлению в моурите U+6 и, как следствие, молекул воды. Из-за неустойчивости эти минералы редко встречаются в природе. • © www.mindat.org 3. Сложные окислы U и Ti Браннерит, давидит В литературе встречается довольно большое число титанатов урана: браннерит, давидит, уфертит, ферутит, лодочникит, делоренцит и иттрокразит. Однако Повилайтис М.М. показала, что иттрокразит является титанатом редких земель и тория, делоренцит – Ti-эвксенитом, лодочникит – аналогом браннерита, уфертит и ферутит – разновидностями давидита. Таким образом, собственно титанатами урана являются браннерит и давидит. Браннерит встречен в природе в метамиктном рентгеноаморфном состоянии. В составе браннеритов обнаруживается некоторое количество U+6, однако всегда метамиктное состояние минерала позволяет рассматривать U+6 как результат окисления первично закисного урана. Браннерит (U4+,REE,Th,Ca)(Ti,Fe3+,Nb)2(O,OH)6 • Dieresis Mine, El Cabril, Sierra Albarrana, Hornachuelos, Córdoba, Andalusia, Spain Размер 61 x 42 x 37 mm. • • • www.mindat.org © Joseph A. Freilich J. Nowakowski Collection • Dr. Джон Каспер Браннер(John Casper Branner) (1850-1922), American geologist, formerly Professor of Geology and President of Stanford University, Palo Alto, California, USA. Браннерит Метатитанат урана, тория и иттрия. Впервые этот минерал был обнаружен в 1920 году и назван в честь Джона Браннера, президента Калифорнийского университета. Для титанатов урана выделяют две разновидности. К первой разновидности относится минерал, содержащий в виде примесей (до 13–17%) торий и редкоземельные элементы. Торий-содержащий браннерит – абсит имеет формулу 2UO3•ThO2•7TiO2•5H2O. Ко второй низкотемпературной разновидности относится браннерит практически без тория и редкоземельных элементов, содержащий воду и образующий сплошные массы, переходящие в мелкозернистые агрегаты. Браннерит Физические свойства. Синтония моноклинная. Облик кристаллов призматический (рис. 3.2.3.1– 3.2.3.3). Часто минерал встречается в окатанных гальках. Наблюдались двойники по длинной оси кристалла. Характерна резко выраженная штриховка параллельно зоне двойникования. Браннерит Цвет минерала чёрный. При выветривании он покрывается тонкой плёнкой коричневатожёлтого цвета. Черта зеленовато-бурая, коричневато-серая. Излом раковистый. Блеск алмазный, смоляновидный, иногда жирный. Удельный вес 4,56 – 5,43. Твёрдость 4,5 – 6,5. Очень хрупкий. Обычно при раскалывании штуфа дробится на остроугольные обломки. Минерал слабо магнитный. При прокаливании при высокой температуре блестящие кристаллы его становятся матовыми. Неплавкий. По данным радиохимических анализов, радиоактивное равновесие в минерале часто нарушено и достигает 70 – 90 %. Браннерит (U4+,REE,Th,Ca)(Ti,Fe3+,Nb)2(O,OH)6 • California Mine, Upper Browns Creek area, Nathrop, Chaffee Co., Colorado, USA Crystal; 1.2cm long; A "Holy Grail" specimen for the collector of Colorado uranium and rare earth minerals. Very hard to find. Collection of Rudy Bolona. • www.mindat.org Браннерит (U4+,REE,Th,Ca)(Ti,Fe3+,Nb)2(O,OH)6 • El'konskoe (El'konka) U deposit, El'konskii Gorst, Aldan Shield, Saha Republic (Sakha Republic; Yakutia), Eastern-Siberian Region, Russia • Black lustrous masses of Brannerite along fissures in tektonized crystalline shist. Such Th- and REE-free calcian Brannerite is the main industrial mineral in very large U deposit (the second in Russia by its resources) in Precambrian shists of Aldan shield. Specimen size is 3.5x2.5x3 cm and its radioactivity from this side is 70 μR/h. © Pavel M. Kartashov • www.mindat.org • Браннерит Химический состав и свойства. Браннерит – метатитанат урана, тория и редких земель. В качестве примеси, по данным спектрального анализа, в нём отмечены: ванадий, тантал, ниобий, сурьма, висмут, цинк, иттербий, марганец, содержание которых выражается в десятых долях процента, редко достигает одного процента. Известны разновидности, не содержащие редкие земли. Из сопоставления результатов химических анализов следует, что состав браннерита непостоянный. Колебания отмечены для четырехи шестивалентного урана, тория, редких земель и окиси титана Браннерит Условия нахождения. Браннерит обычно образуется в магматические и пневматолитовые стадии интрузивного процесса и чрезвычайно редко в кварцевых и кварцевокарбонатных образованиях. Браннерит известен в пегматитах и аплитах гранитного массива. Минерал образует в аплитах тонкую вкрапленность и чётко выделяется среди других минералов по ржаво-бурым ореолам вокруг его зёрен. Иногда он встречается совместно с эвксенитом в шерлово-мусковитовых пегматитах. Браннерит обычно располагается в тонких полевошпатовых или турмалиновых прожилках и, как правило, не встречается в кварцевых обособлениях пегматита или в кварцевых прожилках. Прожилки, содержащие радиоактивные минералы, обычно приурочены к зонам повышенной трещиноватости. Браннерит Промышленные концентрации браннерита известны в следующих типах месторождений. 1. Зоны брекчирования, возникшие в результате процессов активизации в пределах крупных разломов, время формирования которых совпадает с периодом консолидации кристаллического фундамента, сложенного гнейсами и кристаллическими сланцами. Тектонические брекчии, в цементе которых отмечается вкрапленность пирита, карбоната и браннерита, отложившихся при температуре около 200°С и на глубине 0,5–1,5 км от поверхности. 2. Ураноносные натриевые метасоматиты, пространственное размещение которых определяется морфологией протерозойских гранитных тел в комбинации с пегматитовыми жилами и зонами милонитов и катаклазитов среди гнейсов. В составе руд присутствуют браннерит, настуран, уранинит, коффинит, урансодержащие апатит, монацит, циртолиты. Браннерит Промышленные концентрации браннерита следующих типах месторождений. известны в 3. Браннерит в значительном количестве образуется в рудах некоторых уран-сульфидных месторождений вместе с настураном и коффинитом. Скопления браннерита отмечаются на месторождениях с хлоритапатит-коффинитовыми рудами в зонах дробления среди докембрийских гнейсов и варисских гранитоидов. Давидит (Fe+2 , U) (La, U)х (Fe+2 , Ti)6 О14-х (Fe2+, Fe3+, U4+, TR)2 (Ti, Fe3+, Cr, V)5 O12 Титанат железа, содержащий редкие земли и уран. Впервые был описан Маусоном в 1906 году и назван по имени австралийского геолога Давида. • Luswishi River, South East Solwezi, NorthWestern Province, Zambia • • • Размер 4.7 x 4.1 x 3.9 cm; Вес91.5g.; Найден в 1971 (Ncinke Deposit, Luswishi Dome). • www.mindat.org © Benito Piacenza. the geologist who did the study on this deposit. Collection of Rudy Bolona • ДАВИДИТ Физические свойства. Давидит образует округлые зерна и агрегаты, таблитчатые и кубообразные вкрапленники. Сингония тригональная. Цвет минерала чёрный, иногда коричневой или красно-бурой окраски. Блеск от стеклянного до полуметаллического. Твердость 5,5–6,5, черта серовато-черная, излом раковистый, плотность 4,5 г/см3, минерал метамиктный, слабомагнитный. В отраженном свете светло-серый с чуть буроватым оттенком, отражательная способность около 18%, изотропизирован, редко слабоанизотропен, имеет темнокоричневые слабые внутренние рефлексы. ДАВИДИТ Химический состав. Количество урана в минерале колеблется от 2 до 25%. На основании этого некоторые минералоги считают давидит не собственным минералом урана, а урансодержащим ильменитом. В качестве примесей отмечаются Nb, Sc, Sr, Th и другие компоненты. Очень близки к давидиту по составу такие минералы, как уфертит, делоренцит, иттрокразит, миромирит, которые отличаются от давидита повышенным содержанием Fe2+ и TR или Th и Pb, и, вероятно, являются его разновидностями. ДАВИДИТ Условия нахождения. Давидит впервые найден в районе, сложенном гранитами, пересечёнными дайками плагиоклаз-амфиболитов, богатых титаном и ванадием. Минерал встречается в кварцевых жилах в ассоциации с радиоактивным титанистым железняком, рутилом, магнетитом. Титанистый железняк с глубиной становится более высокорадиоактивным, в нём уменьшается количество титана и увеличивается содержание железа и урана. Кристаллы давидита часто покрыты корочками карнотита и других слюдок. Давидит и подобные ему минералы изучены недостаточно. Среди урановых месторождений, где давидит является главным промышленным минералом, надо отметить Радиум-Хилл, Броккен-Хилл, Новый Южный Уэльс (Австралия), Матема и Тейе (Мозамбик), Бьерке (Швеция). Давидит (Fe+2 , U) (La, U)х (Fe+2 , Ti)6 О14-х • Billeroo Davidite Prospect, Plumbago Station, Olary Province, South Australia, Australia Размер 60 x 55 x 23 mm • • • www.mindat.org © Joseph A. Freilich Dan Erling Collection, Arkenstone Specimen, Robert J. Nowakowski Collection. Давидит (Fe+2 , U) (La, U)х (Fe+2 , Ti)6 О14-х • Billeroo Davidite Prospect, Plumbago Station, Olary Province, South Australia, Australia • • www.mindat.org © 2007, JGW Labeled as "davidite-(Y)". 1 cm crystal. S074-29 Specimen courtesy of Excalibur Mineral Company 4. Силикаты Коффинит Среди силикатов урана в настоящее время известны два ортосиликата – коффинит и ненадкевит. Коффинит (U,Th)[(OH)4x|(SiO4)1-x] • Ambrosia Lake area, Grants District, McKinley Co., New Mexico, USA Размер 5 cm • • www.mindat.org © 2007, JGW КОФФИНИТ U(SiO4)1-х(OH)4х В 1954 году Гольдшмидт В.М. предсказал возможность существования этого ортосиликата четырехвалентного урана по аналогии с торитом и цирконом. Впервые коффинит был детально описан и диагностирован в 1954 году и назван в честь американского геолога Коффина. Минерал был выявлен в рудах урановых месторождений плато Колорадо, а также в твердых битумах (асфальтитах) Техаса и Оклахомы. Позднее коффинит был установлен в рудах некоторых месторождений настуран-карбонатного и настуран-сульфидного типов. КОФФИНИТ U(SiO4)1-х(OH)4х Физические свойства. Сингония тетрагональная. Минерал черный, чаще непрозрачный, с полустеклянным блеском, в порошке темно-серый, твердость 4,5, хрупкий, метамиктный. Обычно выделяется в виде мелкой вкрапленности или тонких прожилков, образует гнездообразные или линзовидные скопления. Макроскопически трудно отличим от настурана. Редко образует обособленные кристаллы, чаще выделяется в виде сростков призматических кристаллов внутри колломорфных выделений настурана. В продольных разрезах кристаллы коффинита имеют форму пластин с пирамидальными или срезанными под острым углом вершинами; в поперечном разрезе кристаллы обычно имеют ромбовидную форму. Очень часто коффинит с оксидами урана образует совместные сферолитовые агрегаты с зональным строением. Коффинит (U,Th)[(OH)4x|(SiO4)1-x] • Temple Mountain, San Rafael District (San Rafael Swell), Emery Co., Utah, USA Coffinite (black) filling spaces between sandstone grains; Meigi EMTR-2 (30X) & Sony F-717; Schumacher Collection; Bohemia • www.mindat.org Коффинит (U,Th)[(OH)4x|(SiO4)1-x] • Beverley Mine, Paralana High Plains, North Flinders Ranges, Flinders Ranges, South Australia, Australia Coffinite nodule in the alpha-mudstone formation (basal level of the Beverley deposit) • • © P-A Wulser www.mindat.org Условия нахождения. Основные минеральные ассоциации коффинита практически те же, что и для настурана. Так, очень широко проявлены ассоциации коффинита с оксидами урана, с сульфидами Mo, Pb, Zn, Fe, арсенидами Ni и Co, карбонатами Mn, Fe, Mg, Ca, монтрозеитом – (V, Fe)O(OH); с хлоритом, альбитом, апатитом, цирконом, кварцем, серицитом, гидрослюдами; с твердыми битумами, углефицированными растительными и органическими остатками. Все перечисленные выше типы ассоциаций свидетельствуют о резко восстановительной обстановке в момент образования коффинита; присутствие карбонатов, альбита, монтрозеита, цирконов указывает на повышенную щелочность растворов. Считают, что по сравнению с условиями образования оксидов урана pH растворов для образования коффинита более высок. 5. Фосфаты Нингиоит, лермонтовит Известные в настоящее время фосфаты U4+ (лермонтовит, нингиоит, вячеславит) являются индивидуальными минералами единого ряда с общей формулой U4+Ca(PO4)2·nH2O. лермонтовит U[PO4](OH)·H2O • Михаил Юрьевич Лермонтов (1814-1841) • • • • Gremuchka ore zone, Beshtau U Deposit, Pyatigorsk, Stavropol'skiy Kray, Northern Caucasus Region, Russia Green Lermontovite on a 3 cm matrix from the Beshtau U-deposit, Pyatigorsk area, Russia. Specimen and photo: Knut Eldjarn © Knut Eldjarn www.mindat.org Лермонтовит Минерал был открыт В.Г. Мелковым в 1955 г. В 1981 г. для лермонтовита впервые определили параметры элементарной ячейки. В состав лермонтовита входит кальций, уран, фосфор и редкоземельные элементы. В состав минерала входит до 1,6% TR2O3. Физические и оптические свойства. Мельчайшие игольчатые кристаллики лермонтовита слагают сферические, радиально-лучистые землистые агрегаты темного, серовато-зеленого цвета с шелковистым блеском. Минерал легко растворяется в азотной и соляной кислотах, нерастворим в KOH, плотность 4,5 г/см3, не люминесцирует. В проходящем свете лермонтовит травяно-зеленого цвета, погасание прямое, плеохроизм в зеленоватых тонах. По Беловой Л.Н. и др., Np=1,686÷1,690, Nm=1,707, Ng=1,724÷1,726. Условия нахождения. Минерал встречается в зоне не затронутой окислением. Нингиоит (нингьоит) CaU(PO4)2·1-2H2O • Ningyo-toge mine (Ningyo-tohge), Tottori Prefecture, Chugoku Region, Honshu Island, Japan Dark greenishbrown coatings of this unusual uranium phosphate mineral on a conglomerate matrix. S393-02 0.5 cm field of view. Excalibur Mineral Company specimen • © 2008, JGW • • www.mindat.org В 1957 году в Японии в рудах месторождения Нингио-Тоге был обнаружен кальциевый фосфат четырехвалентного урана, получивший название нингиоита. В 1978 году впервые Беловой Л.Н. с сотрудниками ИГЕМа Академии наук был обнаружен минерал и его Fe-содержащая разновидность в гидрогенных месторождениях, а также в 1978 году появились сведения о находке нингиоита в рудах гидрогенных месторождений Центральной Европы. В составе нингиоита зафиксированы Ca, U, P и реже Fe. Физические и оптические свойства. Сингония ромбическая. Размеры удлиненных кристалликов нингиоита обычно не превышают 1 мкм, форма игольчатая, веретенообразная, овальная, уплощенная по (001), реже встречаются вытянутые столбчатые кристаллики с хорошей огранкой и развитой гранью (010), характерны звездчатые сростки кристаллов. Цвет черный. В проходящем свете нингиоит имеет коричневато-зеленый или коричневый цвет со слабым плеохроизмом – более темный по Ng. Удлинение положительное, угасание параллельное, средний показатель преломления Nср=1,64. Условия нахождения. Обнаружен в пустотках и трещинах в гальке четвертичных конгломератов гидрогенного месторождения Нингио-Тоге (Япония). Обнаружен также в ассоциации с настураном в гидрогенных месторождениях осадочного чехла и в зоне вторичного обогащения гидротермальных месторождений, где основная масса рудных минералов представлена тонкодисперсными формами. Нингиоит CaU(PO4)2·1-2H2O • Ningyo-toge mine (Ningyo-tohge), Tottori Prefecture, Chugoku Region, Honshu Island, Japan dimension area mm. 2x2 ningyoite is black photo and collection Luigi Chiappino • © luigi chiappino • www.mindat.org
