3. Группа урановых слюдок

Под этим названием подразумевается довольно обширная группа водных основных фосфатов, арсенатов и ванадатов, представляющих главным образом двойные соли двухвалентных металлов: Cu²⁺ и Ca²⁺, затем Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺ и K¹⁺ с U⁶⁺; последний, как считают, с добавочными анионами О^2- образует комплексный катион [UO₂]²⁺ . Наиболее распространены соединения с восемью частицами H₂O. Следует добавить, что выявлены далеко еще не все встречающиеся в природе минеральные виды, относящиеся к этой группе.

Характернейшей их особенностью является совершенная спайность по одному направлению, что сближает их со слюдами.

Кристаллические структуры урановых слюдок типичные слоистые. Слои представлены, очевидно, двойными листами тетраэдрических групп XO₄, связанными между собой катионами U⁶⁺, находящимися в шестерном окружении ионов кислорода. Между такими слоями могут располагаться катионы Сu, Ca, Ba... и молекулы H₂O. Богатые водой разности в воздушной обстановке, в связи с низкой упругостью паров во внешней среде, подвергаются дегидратации, особенно усиливающейся при нагревании. В соответствии с этим меняются и некоторые физические свойства этих минералов, особенно удельный вес и показатели преломления.

Все относящиеся сюда минеральные виды обладают яркой желтой или зеленой окраской, перламутровым отливом по спайности, сравнительно низкой твердостью, легкой растворимостью в кислотах и сильной радиоактивностью. Эти соединения легко получаются искусственным путем из холодных растворов соответствующего состава и при соответствующей концентрации.

Наконец, почти все они встречаются в одинаковых условиях, являясь продуктами зон окисления урановых месторождений. Существенные скопления этих минералов имеют практическое значение как источник урана, радия, иногда ванадия.

Торбернит - Cu[UO₂]₂[PO₄]₂•12H₂O. Химический состав. Согласно имеющемуся анализу: CuO 7,73%, UO₃ 57,50%, P₂O₅ 14,50%, H₂O 20,30%. Довольно точно совпадает с теоретическим составом. При 45° уходят четыре частицы воды; образуется метаторбернит.

Рис. 265. Кристалл торбернита

Сингония тетрагональная; дитетрагонально-дипирамидальный в. с. L⁴4L²5PC. Облик кристаллов. Кристаллы мелкие, хорошо образованы и обладают таблитчатым обликом (рис. 265). Встречается обычно в виде чешуйчатых скоплений и порошковатых налетов. Наблюдались случаи закономерного срастания с отэнитом.

Цвет торбернита изумрудно-зеленый. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Nm = 1,590-1,592 и Np= 1,576-1,582.

Твердость 2-2,5. Спайность по {001} совершенная. Уд. вес 2,3-3,6. Сильно радиоактивный.

Диагностические признаки. Характерны совершенная спайность (как у слюд) и яркозеленый цвет. От других зеленых минералов торбернит можно отличить с помощью измерения оптических констант и химических реакций.

П. п. тр. сплавляется в черный шарик. С содой в восстановительном пламени получается королек меди. Растворяется в HNO₃; при прибавлении аммиака раствор становится синим (медь), причем выпадает желтый осадок.

Происхождение. Образуется в зонах окисления пегматитов и гидротермальных урановых, вольфрамовых, оловянных и прочих месторождений, содержащих в первичных рудах те или иные минералы урана и фосфора. Наблюдается обычно в небольших количествах на стенках трещин и пустот от выщелачивания, часто на лимоните, иногда в ассоциации с отэнитом и другими вторичными урансодержащими минералами.

Месторождения. Торбернит принадлежит к числу сравнительно широко распространенных минералов. В небольших количествах он встречается в зоне окисления урансодержащих месторождений.

Отэнит - Ca[UO₂]₂[PO₄]₂•8H₂O. Синонимы: отунит аутунит. Назван по местности во Франции.

Химический состав. CaO 6,1%, UO₃ 62,7%, P₂O₅ 15,5%, H₂O 15,7%. Иногда присутствуют примеси: BaO, MgO, Fe₂O₃ и др. (обычно в очень незначительных количествах). В отэните были установлены также актиний и полоний.

Рис. 266. Кристалл отэнита

Сингония тетрагональная; дитетрагонально-дипирамидальный в. с. L⁴4L²5PC. Облик кристаллов. Кристаллы тонкотаблитчатые (рис. 266), слюдоподобные, квадратной формы. По углам между гранями близок к торберниту. Наблюдаются друзы мелких кристалликов или чешуйчатые агрегаты.

Цвет отэнита зеленый, зеленовато-желтый, серно-желтый. Блеск на плоскостях спайности перламутровый. Ng = 1,594, Nm = 1,590 и Np = 1,571.

Твердость 2-2,5. Хрупок. Спайность по {001} весьма совершенная, наблюдается также по {100} и {01O} менее совершенная. Уд. вес 3,05-3,19. Сильно радиоактивен. Обнаруживает люминесценцию. В ультрафиолетовых лучах светится желто-зеленым цветом.

Диагностические признаки. От других похожих по цвету урановых слюдок с уверенностью можно отличить с помощью спектрального и химического анализов.

П. п. тр. слегка вспучивается и сплавляется в черный шарик. Пламя окрашивает в оранжево-красный цвет (Ca). В закрытой трубке выделяет много воды. С бурой дает реакцию на уран. В HNO₃ растворяется; раствор окрашивается в зеленый цвет.

Происхождение. Как и все урановые слюдки, образуется в зонах окисления урановых месторождений, содержащих урановые минералы.

Месторождения, в которых встречается отэнит, довольно многочисленны: Отэн в департаменте Луара (Франция), Шнееберг, Иоганнгеоргенштадт в Саксонии (Германия), Редрес в Корнуолле (Англия), пегматиты Мадагаскара и др.

Тюямунит - Ca[UO₂]₂[VO₄]₂•8H₂O. Установлен К. А. Ненадкевичем.

Химический состав. CaO 5,87%, UO₃ 59,96%, V₂O₅ 19,06%, H₂O 15,11%. В виде примесей в незначительных количествах присутствуют: Na₂O, K₂O, MgO, CuO (иногда до 4%), SiO₂ и др.

Рис. 267. Кристалл тюямунита

Сингония ромбическая; ромбо-дипирамидальный в. с. 3L²3PC Облик кристаллов тонкопластинчатый (рис. 267). Наблюдались формы: {10O}, {01O}, {110}, {120}, {001}, {101} и {111}. Агрегаты. Распространен в тонкочешуйчатых землистых массах. Наблюдается также в виде налетов и корочек в полостях.

Цвет тюямунита яркожелтый (канареечный), иногда с зеленоватым или оранжевым оттенком. Блеск сильный, на плоскостях спайности перламутровый. Ng = 1,895, Nm= 1,870 и Np=1,670.

Твердость 1. Хрупок. Спайность по {001} совершенная, по {010} и {100} средняя. Уд. вес 3,68 (колеблется в зависимости от содержания воды). Сильно радиоактивен.

Диагностические признаки. От урановых слюдок другого состава отличим лишь по данным химических реакций и оптическим константам. В тонкодисперсных скоплениях он похож на яркожелтые выцветы некоторых сульфатов железа. Отличается от них трудной растворимостью в воде и радиоактивностью.

П. п. тр. легко плавится. С бурой дает ясную реакцию на уран (в отсутствии меди). В закрытой трубке выделяет много воды. В кислотах легко растворяется. Реакция с перекисью водорода на ванадий. В соответствующих растворах и концентрациях катион Ca²⁺ способен замещаться двумя K¹⁺ с образованием карнотита.

Происхождение. Вместе с другими минералами экзогенного происхождения встречается в приповерхностных частях месторождений урансодержащих минералов. Образуется также в присутствии органических веществ, с которыми вообще часто связаны минералы ванадия.

Весьма возможно также, что тюямунит может образоваться за счет карнотита в осадочных породах путем воздействия на него вод, содержащих бикарбонат кальция. Экспериментальные исследования подтверждают возможность замещения калия кальцием.

Месторождения. В СССР встречен в ряде мест обычно в виде землистых скоплений в ассоциации с гипсом в трещинках среди осадочных пород, содержащих органические остатки. Из иностранных месторождений отметим ванадиеносные песчаники Колорадо (США).

Карнотит - К₂[UО₂]₂[VO₄]₂•3H₂O. Назван по фамилии А. Карно.

Химический состав. K₂O 10,44%, UO₃ 63,41%, V₂O₅ 20,16%, H₂O 5,99%. В виде примесей устанавливаются: Na₂O, MgO, CaO, в очень незначительных количествах CuO, PbO и др.

Сингония ромбическая. Обычно наблюдается в порошковатых массах и в виде налетов.

Цвет карнотита яркожелтый или зеленовато-желтый. Блеск сильный, на плоскостях спайности перламутровый. Ng = 1,950, Nw = 1,925 и Np = 1,750.

Твердость 2-2,5. Хрупок. Спайность совершенная по {001} Уд. вес 4,46. Сильно радиоактивен.

Диагностические признаки. Во многом похож на тюямунит. Отличим по оптическим константам.

П. п. тр. легко сплавляется в черный шарик, окрашивая пламя в бледно-фиолетовый цвет (следует наблюдать сквозь синее стекло, поглощающее желтый оттенок света Na). С бурой дает перл урана. Легко растворяется в кислотах. Реакция на ванадий с перекисью водорода. Порошок, слегка смоченный HCl, становится кровяно-красным (присутствие ванадия).

Происхождение. Распространен в зоне выветривания осадочных пород, главным образом песчаников, обогащенных органическими остатками.

Месторождения. Впервые был найден в ванадиеносных песчаниках юрского возраста в штатах Юта и Колорадо (США).

Встречен также в известковистых песчаниках в провинции Катанга (Бельгийское Конго), Радиум-Хилл (Австралия) и др.