CC BY
38
УДК 550.41+549.514.8
ПИРИТ-ГЕЛЬ-НАСТУРАНОВЫЕ МИКРОПРОЖИЛКИ ИЗ ХОХЛОВСКОГО УРАНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАУРАЛЬЕ, РОССИЯ)
Ю. М. Дымков, А. С. Салтыков
Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии, Москва asalt52@mail.ru
Ревизия электронно-микроскопических снимков (АСЭМ, 2001 г.) и сохранившихся полировок руд Хохловского уранового месторождения с позиций «кватаронной концепции» А. М. Асхабова привела к установлению пирит-гель-настурановых микропрожилков в урановых рудах и выявлению кватаритных квазикристаллов в твердом геле настурана. Рассматриваются их морфология и нанотекстура.
Ключевые слова: гель-настуран, гель-пирит, псевдокристалл, квазикристалл, кватарит, микропрожилки, кластеры.
PYRYTE-GEL-PITCHBLENDE MICROVEINLETS FROM THE KHOHLOVSKY URANIUM DEPOSIT (ZAURALYE, RUSSIA]
Yu. M. Dymkov, A. S. Saltykov
Scientific-Research Institute of Chemical Technology, Moscow
Revision of scanned electron microscope images and polished sections from the Khohlovsky uranium deposit in the aspect of a «cluster consept» proposed by A. M. Askhabov led to revealing of pyrite-gel-pitchblende microveinlets in uranium ores. Morphology and nanostructures of cluster-based micro- and quasicrystals.
Keywords: Gel-pitchblende, gel-pyrite, pseudocrystal, quasicrystal, cluster-based matter, microveinlets, clusters.
Хохловское урановое месторождение рассматривается геологами как аналог Далматовского месторождения [1]. В связи с находками гидротермальных прожилков и обнаружением микро- и нанотекстурных («кватаронных») признаков в твердых и-гелях из далматов-ских прожилков [2] встал вопрос об отношении указанных месторождений к одному парагенетическому типу — «локатипу» в понимании акад. Н. П. Юшкина [3]. Для подтверждения их сходства и отнесения к одному локатипу надо было установить: есть ли на Хохловском месторождении гидротермальные прожилки или иные признаки процессов метасоматического рудообразова-ния и было ли отложение основной промышленной генерации настурана из геля (гель-настурана). Примеры образования оксидов урана из геля на Хохловском месторождении были приведены В. Т. Дубинчуком [4], охарактеризовавшим микро- и наноглобулы и цепочки глобул ураноксида.
На основе опыта поиска и изучения прожилков в образцах Далматовского месторождения [5] аналогичные прожилки были обнаружены нами в образ-
цах из технологической пробы 5009 при ревизии многочисленных микроснимков урановых руд Хохловского месторождения, полученных на АСЭМ в 2001 г. Эта проба была экспериментально и технологически изучена в 1989 г. А. С. Салтыковым, а в 2003 г. — Н. И. Волковым, Ю. М. Дымковым и О. А. Дойниковой [6] при ревизии сохранившихся материалов, в том числе нескольких образцов руд. Руда из скв. 5009 отличалась разнообразием рудных насту-ран-пиритовых текстур: заф иксированы тонкие (от 0.5 мм до нескольких микрометров) настурановые и настуран-пи-ритовые прожилки с брекчиевой и кру-стификационной текстурой в гелевой или приконтактно-размягченной вязкой песчано-глинистой массе.
В трех образцах (5009-03—5009-05) было обнаружено несколько видов гель-ураноксидных прожилков, в том числе мономинеральный гель-настурановый прожилок толщиной 20 мкм. Рудные прожилки имели серповидную (рис. 1) и прямолинейную формы. В первом прожилке четко различаются две зоны. Основная зона (пиритовая) состоит из плотного зернистого пирита цементной тек-
стуры с многочисленными включениями обломков пород и халцедоновидного кварца. Более поздняя рудная зона линзовидной формы сложена плотным агрегатом относительно крупных несовершенных ромбоэдрических псевдокрис -таллов гель-ураноксида. Линзовидные зоны контактируют непосредственно с алевролито-глинистой породой. Контакт чёткий. Вдоль контакта внутри жилы
Рис. 1. Гнездо массивного гель-пирита (светло-серое) с обломками халцедоновидного гель-кварца (темно-серое), обросшее кварц-пирит-гель-настурано-вым прожилком с тонкозернистым кварцем (черное); гель-настуран белый. Сканированный снимок полированного образца 5009-3 в отраженных электронах
проходит полоса крупных псевдокрис -таллов (10—20 мкм в ребре) и более мелких выщелений гель-ураноксида с вклю -чениями зерен кварца (5—10 мкм) и более редкими кристаллами пирита. Далее следуют сплошная полоска и отдельные пятна крупнокристаллического пирита (рис. 2). Параллельно контакту выявляется цепочка пятен зернистого гидротермального кварца, переходящих в извилистые прожилки. Отчетливо видно, что настуран и пирит использовали контакт песчаника и алевролита как наиболее проницаемую зону (рис. 2). Местами гель-настуран образует псевдоморфозы по ромбоэдрическому минералу, предположительно кальциту (рис. 3). На отдельных участках прожилка настурана наблюдается классическая флюидальная текстура, свидетельствующая о перемещении вязкого вещества (рис. 4). Многие ф ормы гель-настурана близки также к самостоятельным геометрически несовершенным кубам с элементами асимметрии, и лучше их называть гель-уранинитами или гель-ураноксидами и относить к минералоидам.
Химический состав псевдокристалла гель-ураноксида по ЭД спектрам (рис. 5, см. таблицу) мало чем отличается от состава далматовского гель-настурана [5].
На поверхности кристалла по степени отражения электронов выделяются две разновидности — серая, богатая цирконием, и белая с меньшим его содержанием. На тёмном фоне видны редкие светлые точки и плохо различимые торы. При небольшом увеличении чётко заметен двойной белый концентр с внешним диаметром около 2 мкм. Светлая фаза имела преимущественно белые торы (ё ~1.5 мкм) разной концентрации, но зонд мог попасть целиком на белые мик-
Рис. 4. Текстура течения вязкого вещества гель-настурана (белое) с включениями гель-кварца (тёмно-серое), гель-пирита (серое) и тонкозернистого кварца (черное). Сканированный снимок в отраженных электронах, увеличение х750
ере
роучастки без циркония, о чем свидетельствует спектр 1а (см. таблицу).
Наблюдаются также обособленные тонкие (20—30 мкм) мономинеральные прожилки гель-ураноксида. Три полированных участка таких прожилков имеют плотную массивную текстуру ураноксидного выполнения и на первый взгляд более или менее равномерно-микрозернистую структуру с «кватарон-ным рисунком» первичной раскристал-лизации. При детальном рассмотрении сканированных снимков выявляется сложная многопорядковая картина (рис. 6).
Самыми мелкими микроиндивидами, создающими фон картины, являются микротрубки и микроторы диаметром
0.4 мкм (зональные кольца того же диаметра). В одном агрегате с ними присутствуют линейные элементы, похожие на трубки или пачки трубок, также продольно зональные, и четко видно, что кольца — это поперечные срезы наиболее совершенно построенных трубок. В пачках трубок отмечаются отклонения в параллельности, выклинивания, срастания и т. п. На некоторых участках наблюдаются закругленность их окончаний и появление тонких вытянутых ампул длиной
Рис. 2. Контакт гель-настуранового прожилка с вмещающей породой (низ снимка) и массивным пиритом (верх). Деталь прожилка (см. рис. 1)
' ' ' ■ I ' ' ' ' | ' I ■ ■ ' | ■ 1 I ' ' ' ' 1 ' ' ' ' I
2 4 6
Епегду (кеУ)
Рис. 5. Энергодисперсный спектр фрагмента микропрожилка гель-настурана толщиной 20 мкм
Химический состав гель-ураноксида, вес. %
Рис. 3. Псевдокристалл гель-настурана (светлое) с более темными участками, обогащенными цирконием. Темно-се-рое — гель-кварц, черное — тонкие прожилки кварца, пластинки серицита. Сканированный снимок в отраженных электронах. Результаты анализа в тексте
Спектр Р Б Ті Ре Ъх и О* Всего
1 1.42 1.45 2.61 1.17 2.25 74.27 16.85 100.00
1а 1.87 1.49 2.71 1.21 — 75.74 16.98 100.00
2 1.00 2.33 2.36 1.35 2.48 73.04 17.43 100.00
* Нормализован по стехиометрии
Рис. 6. Кватаронные индивиды. Пояснение в тексте
примерно от 2 до 6 мкм. Как уже отмечалось, кольца зональные, относительная толщина их зон примерно такая же, как и в далматовских глобулах [5], и равна диаметру полости. Ампулы, что видно и на поперечном, и на продольном срезах, отчетливо двухфазны. В отраженных электронах вторая фаза имеет светло -бежевый оттенок по сравнению с белым цветом стенок колец и ампул.
К более крупным объектам раскрис-таллизованного гель-настурана относятся «квазикристаллы», реже шары и смешанные формы шаров с кристаллами, образования удлиненной формы, а также единичная трубка. В некоторых участках микропрожилка твердый гель сложен преимущественно короткими ампулами с пунктирными ровными щелями на месте их ядер. Параллельные группы их образуют призмы, объединенные в квадраты, не имеющие четких контуров огранения, которые создают чёткие внешние зоны куба. Внутри такого куба вписан правильный шар, состоящий из субрадиальных фрагментов ампул. Среди них наблюдаются несколько поперечных кольцевых разрезов — «торов» с чёрными точками в центре. Внешние границы таких крупных кубов в окружающем более неупорядоченном агрегате микроампул, в отличие от призматических игольчатых квазикристаллов, нечёткие, так как весь агрегат состоит в основном не из целых капсул, а из их разноокрашенных продольных частей и обломков.
На рис. 6 показано несколько сростков ква-таронных [2] фигур, своего рода микроиндивидов первично затвердевшего ураноксидного геля. Так, «Сросток-А» включает: 1 — плоскогранные зональные квазикристаллы; 2 — расщепление с торами (поперечный срез ампулы (?) на поверхности); 3 — неограненные пачки микроампул; 4 — скелетный квазикристалл. «Сросток-Б» представляет собой упорядоченный столбчатый квазикристалл (1 — поперечный, 2 — продольный срез). «Сросток-В» более сложен: 1 — округлый-много-гранник или цилиндр; 2 — «борода» из линейно упорядоченных торов; 3 — острый тригональный ромбоэдр (продольный и поперечный срезы); 4 — угол скелетного куба; 5 — «окно в микромир». «Сросток-Г» — скелетный квазикристалл, состоящий из кубических субиндивидов.
Квадратные и прямоугольные поверхности квазикристаллов (рис. 6, Б) ровные, гладкие, в срезе четко очерченные прямыми линиями. В отдельных квазикристаллах параллельно плотной стенке (в разрезе) проявляется ровная белая вторая кайма (пунктир).
Надежным доказательством гидротермального образования рассмотренных выше микропрожилков служит стадийность [7], а в нашем более ограниченном объеме — ступенчатость образования минералов. Выявляется несколько ступеней минерализации:
1 — образование из геля кремнезема в виде халцедоновидного кварца;
2 — отложение ромбоэдрического кальцита и образование микрозернисто-го кварца с единичными микрокристаллами «хрусталя»;
3 — растворение кальцита, отложение гель-пирита в ромбоэдрических пустотах и замещение остатков кальцита гель-настураном;
4 — появление в тектонических полостях массивного гель-пирита, фрам-боэдров пирита и их перекристаллизация;
5 — появление №-пирита, сульфидов N1, Со, РЬ, Си, почковидных агрегатов фемолита, а также черного кварца двух генераций.
Мы признательны д. г.-м. н. О. А. Дойниковой, с. н. с. лаборатории радиогеологии ИГЕМ РАН, за электронномикроскопические материалы — основу выделенных здесь новых объектов урановой микро- и наноминералогии: рудных микро- и нанопрожилков гель-настурана и их нанокватаронных внутренних текстур.
Полученные нами данные представляют интерес как для решения генетических задач, так и для минералого-тех-нологической оптимизации процесса выщелачивания урана из руд.
Литература
1. Халезов А. Б. Месторождения урана в речных долинах Уральского региона. М.: Изд-во ФГУП ВИМС, 2009. 145 с.
2. Асхабов А. М. Кватаронная концепция в минералогии // Новые идеи и концепции в минералогии: Материалы совещания. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2002. С. 21—23.
3. Юшкин Н. П. Теория и методы минералогии. Избранные проблемы. Л.: Наука, 1977. 291 с.
4. Коноплев А. Д., Марков С. Н, Долбилин С. И. и др. Рудоконтролирующая эпигенетическая зональность и вещественный состав руд на Хохловском месторождении урана // Материалы по геологии урана, редких и редкоземельных металлов: Информ. сборник. М., 2002. Вып. 144. С. 131—141.
5. Дымков Ю. М., Юшкин Н. П., Колпаков Г. А. и др. Гель-настуран из Далматовского осадочно-эпигенетического месторождения урана (Зауралье, Россия). Находка и предварительные результаты онтогенетических исследований // Сыктывкарский минералогический сборник. Сыктывкар, 2010. № 36. С. 76—89. (Тр. Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Вып. 126).
6. Дымков Ю. М., Волков Н. И., Дой-никова О. А. Генетические особенности оксидов урана Хохловского месторождения (Зауралье) // Материалы IV Всерос. совещания: Минералогия Урала — 2003. Т. II. Миасс, 2003. С. 62—67.
7. Дымков Ю. М. Парагенезис минералов ураноносных жил. М.: Недра, 1985. 207 с.
Рецензент академик А. М. Асхабов
