05 Сен 13 АКЦЕССОРНЫЕ МИНЕРАЛЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОРОД

Все горные породы и особенно глубинные содержат до 1% акцессорных, т. е. добавочных минералов. Акцессорные минералы изверженных пород представлены минералами как ранне - и позд­немагматического, так и автометасоматического (пневматолито-гид - ротермального) генезиса. В осадочных породах они, в подавляющем большинстве, представлены обломочными, часто окатанными зернами. Типичными для пород группы гранитов являются акцессорные минералы — апатит, циркон, турмалин, гранат, ортит, титанит, флюорит, топаз, рудные (ильменит, пирит, магнетит), монц#шт, анатаз, рутил, ксенолит, касситерит, торит, танталониобаты (фер - гусонит, самарскит, пирохлормикролит, эвксенит) и другие. Боль­шинство из акцессоров концентрируются в тяжелой фракции с плот­ностью свыше 2900 кг/м3 и характеризуются высокой радиоактив­ностью. В связи с этим специалистам камнедобытчикам необходимы определенные знания и навыки по распознаванию в породе акцес­сорных минералов, т. к. на практике им зачастую приходится с ними встречаться в различных скоплениях, жилах, налетах трещин и других геологических структурах. Подобные познания будут способствовать и помогать камнедобытчикам в визуальном выявлении зон и участков, характеризующихся повышенной радиоактивностью пород.

Апатит — типичный распространенный акцессорный минерал маг­матических пород. Он встречается в щелочных, кислых и основных пегматитах, а также в некоторых высокотемпературных железнорудных месторождениях, в высокотемпературных гидротермальных жилах, в контактовометаморфизованных породах. Наиболее апатита содер­жится в нефилиновых сиенитах. Кристаллы апатита удлиненно-приз - матические до игольчатых, реже таблитчатые. Цвет апатита обусловлен наличием примесей или дефектами структуры: голубой, сине-зеленый, желто-зеленый, розовый, синий, серый, темно-красный и черный. Блеск апатита стеклянный, жирный. Он имеет плотность от 2900 до 3800 кг/м3. Кристалы — призматические шестиугольники. Распростра­нены зернистые, мелкокристаллические сахарноподобные массы.

Гранат—один из наиболее распространенных в породах акцес­сорных минералов. В зависимости от состава цвет граната меняется: бесцветный, травяно-зеленый, изумрудно-зеленый, сине-зеленый, корич­невый, черный, желтый, розовый, буровато-красный, оранжево-крас - 232 ный, темно-красный, лиловый (пироп). Пиропы к тому же являются дихроичными — розовыми при электрическом освещении и зеленые или голубые при дневном. Блеск граната стеклянный, усиливается до алмазного. Спайность в гранате практически отсутствует, от­мечается отдельность, плотность 3570—4300 кг/м3. Наукой установ­лено, что по мере развития метаморфизма в гранате увеличивается содержание пиропового компонента. К гранатам относят целую группу минералов, из которых наиболее распространенными являются пироп, альмандин, спессартин и гроссуляр. Твердость граната высокая и изменяется от 6,5 до 7,5 по шкале Фридриха Мооса. Спайность граната несовершенная или она вовсе отсутствует, излом неровный. Наиболее распространенной формой кристаллов граната является легко заметный ромбический додекаэдр, хотя встречаются и сплошные массы. Чаще всего гранаты распространены в зоне контакта маг­матических и осадочных карбонатных пород, в пегматитах, кристал­лических сланцах и в кислых магматических породах.

Одним из акцессорных минералов с сильно выраженной радиоак­тивностью является анатаз, представляющий одну из трех природных полиморфных модификаций рутила. Кристаллы анатаза призматичес­кие, столбчатые до игольчатых. Иногда анатаз представляет иголь­чатые и волосяные вростки в кварц и гранат, а также срастания с магнетитом, ильменитом и гематитом. Вростки анатаза в пиропный гранат, рубин и другие минералы обусловливают астеризм (эффект мерцающей звезды) у этих минералов. Иногда анатаз, как и другие модификации рутила, встречаются в виде мелко - и крупнозернистых сплошных масс. Окраска красно-бурая, темно-бурая, желтоватая, синеватая, черная, реже зеленая. Твердость анатаза 6,5, плотность 4200 кг/м3. Чаще всего встречается в кварцитах, гнейсах, метамор­фических сланцах.

В базальтах широко распространены ксенолиты мантийного ве­щества, захваченные магмой в процессе ее движения к земной поверхности. По составу наиболее часто встречаются ксенолиты (модули) шпинелевые, реже гранатовые. Малоглубинные ксенолиты имеют угловатую форму, глубинные — часто округлые. Редким, но весьма радиоактивным акцессорным минералом гранитов является ксенотим. Его цвет бывает желтый, белый, желтовато-бурый, корич­невый. Твердость составляет 4—5, а плотность около 4300 кг/м3. Блеск ксенотима смоляной. Минерал очень хрупок, устойчивый, при разрушении пород переходит в россыпи. Кристаллы ксенотима призматические, дипирамидальные. Специалисты относят ксенотим к классу фосфатов, но минерал содержит также тяжелые лантаноиды. В гранитах его чаще всего можно встретить в пегматитах в виде крупных кристаллов в ассоциации с ортитом, апатитом, монацитом, цирконом. Скопления ксенотима являются сырьевыми источниками для получения иттрия и тяжелых лантаноидов, иногда урана.

Радиоактивным акцессорным минералом является также ортит, относящийся к классу силикатов. Ортит — структурный редкоземель­

Ный аналог эпидота. В нем содержатся редкоземельные элементы преимущественно цериевой группы в количестве 15—28%. Встречается также иттриевая разновидность ортита, именуемая иттроортитом. Облик кристаллов столбчатый, пластинчатый. Цвет буровато-черный, черный. Минерал хрупкий и имеет смолянистый блеск. В гранитах, сиенитах и других изверженных и метаморфических породах ортит образует вкрапленность мелких изометрических кристаллов. В пег­матитах ортит представлен крупными призматическими (реже иголь­чатыми) кристаллами (до 0,5 м в длину) и сростками. В скарнах ортит встречается в виде выделений неправильной формы и сливных агрегатов. В подавляющем большинстве ортит является метамиктным минералом, т. е. минералом, вещество которого при сохранении внешнего облика кристалла переходит полностью или частично из структурно упорядоченного кристаллического состояния в особое стеклоподобное агрегатное состояние. Физическая сущность метамик - тизации состоит в нарушении внутренней структуры под действием частиц, возникающих при распаде радиоактивных элементов данного минерала или минералов, находящихся с ним в контакте. В карб - онатитах и альбититах ортит обычно неметамиктный, имеет повышен­ную плотность и тонкопластинчатый облик кристаллов.

Из класса рудных радиоактивных акцессорных минералов необ­ходимо выделить магнетит, пирит и ильменит. Магнетит — минерал подкласса сложных оксидов, состав и свойства которого изменчивы и зависят от условий образования. Цвет железно-черный, блеск металлический, спайность отсутствует, сильно магнитен. Магнетит имеет твердость по шкале Мооса 5,6—6, плотность 5200 кг/м3. Чаще всего магнетиты встречаются в габбро, дунитах, сиенитах, ультраосновных щелочных породах.

Пирит — минерал класса сульфидов, кристаллизуется в кубические сингонии. Цвет латунно - или соломенно-желтый. Блеск яркий метал­лический, спайность несовершенна, излом раковистый. Пирит хрупкий, имеет плотность 5000 кг/м3, твердость 6—6,5. Пирит — это сквозной полигенный минерал, встречающийся в самых различных генетических типах месторождений.

Ильменит — минерал подкласса сложных окислов, кристаллизуется в тригональной сингонии. Зерна ильменита неправильной формы. Известны закономерные сростки ильменитов с магнетитом, рутилом, биотитом. Цвет ильменита железно-черный, в тонких сколах про­слеживается красновато-бурый цвет. Минерал хрупкий и имеет полуметаллический блеск. Его твердость по шкале Мосса 5—6. Он имеет плотность 4800 кг/м3. Как акцессорный минерал выявлен во многих магматических породах. В породах встречается в виде вкрапленников и вростков. Чаще всего ильменит встречается в габбро и сиенитах. Иногда встречается ниобий, содержащий разновидности рутила, именуемый ильменорутил черного и красновато-бурого цвета с плотностью 4300—5600 кг/м3. Его твердость такая же, как и иль­менита. Встречается он обычно в гранитных пегматитах.

Из подкласса сложных окислов, встречающихся в облицовочных породах в виде акцессорных минералов, следует выделить также касситерит, кристаллизирующийся в тетрагональные сингонии. Струк­тура касситерита близка к структуре рутила и его изоморфной модификации — анатаза. Касситерит образует дипирамидальные, столбчатые и игольчатые кристаллы. Цвета касситерита изменяются в широком диапазоне. Есть разности коричневых оттенков, черные, серые, реже желтовато-красноватые. Он имеет большую плотность до 7000 кг/м3, характеризуется твердостью в 6—7 единиц по шкале Фридриха Мооса. Наибольшее количество касситерита как акцес­сорного минерала встречается в гранитах Коростенского массива Украинского кристаллического щита. Сильно радиоактивным акцес­сорным минералом, встречающимся в щелочных гранитоидах, ме- тасоматических щелочных гранитах и пегматитах, является самар- скит. Самарскит — минерал подкласса сложных оксидов, представляет танталониобат иттрия и иттровых редких земель. Он кристаллизуется в ромбическую или псевдоромбическую сингонии. Структура самар - скита близка к структуре других танталониобатов, таких как колумбит, фергусонит и им близкие. Кристаллы таблитчатые, а также круглые или неправильной формы зерна. Цвет самарскита черный, блеск в изломе смоляной, на гранях полуметаллический. Излом раковистый, спайности не имеет, твердость 5—6,5, плотность 5800—6200 кг/м3. Минерал очень хрупкий. Так же как и ортит, самарскит является метамиктным и замещается пирохлором, явля­ющимся также весьма сильным радиоактивным акцессорным минера­лом. При достаточных концентрациях самарскита в породах он может служить сырьем для получения тяжелых лантаноидов. Пи­рохлором называется целая группа минералов кристаллических и ме - тамиктных титано-танталониобатов. В группе пирохлора выделяют 3 подгруппы: собственно пирохлор, микролит и бетафит. Бетафит имеет зеленовато-бурый до черного цвет, непрозрачен. Остальные минералы (группа пирохлора и микролита) имеют буро-красный, буро-желтый, буровато-зеленый цвета различных прозрачных до просвечивающих оттенков. Блеск стеклянный со смоляным от­ливом. Спайности нет, излом раковистый, твердость минералов

4— 5,5 плотность у пирохлора и бетафита 3700—5000 кг/м3, а у мик­ролита 5900—6400 кг/м3.

Охарактеризованные выше минералы группы пирохлора являются потенциальными источниками для получения тантала и целого ряда редкоземельных элементов. Больше всего аккумулируются минералы из группы пирохлора в полевошпатовых, альбитизированных нефе­линовых сиенитах.

Выше нами охарактеризованы основные наиболее часто встре­чающиеся и наиболее сильнодействующие радиоактивные акцессор­ные минералы, единичные зерна и скопления которых нетрудно выявить в породе, имея определенные знания о них и навыки их обнаружения.