Радиогенные изменения в минералах

Наиболее частым радиогенным изменением минералов, содержащих радиоактивные элементы в качестве изоморфных примесей, входящих в кристаллическую решетку, является.

метамиктизация (ортит, пирохлор, циркон). Однако не все минералы, содержащие в своем составе радиоактивные элементы, подвержены метамиктизации — ни самый богатый ураном уранинит, ни урановые слюдки никогда не бывают метамиктными. Сущность метамектизации — разрушение структуры под воздействием энергии порождаемых при радиоактивном распаде крупных осколков — а-частиц, за счет воздействия которых происходит разрыв наиболее слабых связей. В уранините же и урановых слюдках этой энергии недостаточно — связи в структуре оказываются крепче. В минералах с менее прочными связями, особенно при анизотропии последних, при бомбардировке а-частицами целостная структура распадается на отдельные участки, все более и более мелкие, связь между которыми прерывается — минерал становится рентгеноаморфным (см. «псевдоморфозы стеклования»). Однако не всегда рентгеноаморфность означает полное разрушение структуры — более тонким методом электронной дифракции иногда удается ее обнаружить. Так, автором была не только обнаружена кристаллическая структура редкоземельного титаната урана и железа — уфертита из Горного Алтая, но и установлено ее сходство со структурой ильменита, что объяснило образование структур распада этого минерала с возникновением сложных псевдоморфоз (срастаний ильменита, гематита и рутила).

Если же компоненты аморфизованного радиоактивного минерала затем соединяются с образованием новых кристаллических фаз, происходит «потеря структурной памяти минерала», т. е. стирание информации об его исходной структуре. Но если образования новых фаз не произошло, довольно часто удается восстановить структуру метамиктного минерала, восстановив разорванные связи. Достигается это осторожным постепенным нагреванием с промежуточным рентгеновским контролем, т. к. быстрое нагревание до высоких температур может привести не к восстановлению исходной структуры, а к перестройке связей и образованию при том же составе иной структуры, равновесной при конечной температуре нагрева.

Что происходит с минералами, вмещающими радиоактивные минералы? Осколки, выбрасываемые при радиоактивном распаде, имеют достаточную скорость, чтобы двигаться в решетке соседних минералов. Движутся они, постепенно затормаживаясь от взаимодействия с частицами, из которых состоит минерал. При этом энергия осколков радиоактивного распада столь велика, что они разрушают на пути своего движения решетку минерала — возникает дефект вдоль следа движения осколка, который называется треком. Поэтому минералы, не содержащие радиоактивных примесей, но со слабыми связями в кристаллической решетке, могут подвергнуться частичной метамиктизации при соседстве с радиоактивными.

Треки а-частиц от соседства с радиоактивными минералами (акцессорным цирконом, содержащим изоморфные примеси U и Th) можно наблюдать даже под бинокуляром в слюдах, которые нередко и сами содержат примесь этих элементов, а также Rb. Треки можно.

выявить, если протравить слюду в щелочи, тогда вдоль треков происходит растворение разрушенных участков и выявляются форма треков и их количество. Треки в кристаллической структуре разных слюд имеют отличающуюся форму. Это позволяет проводить диагностику слюд и определять их возраст, а также время последнего теплового воздействия на слюду, поскольку при нагревании поврежденные участки восстанавливают связи, и треки «залечиваются», но остаются видными.

Примером радиогенного изменения вмещающих минералов являются также радиоактивные дворики. Это ореолы трещиноватости вокруг радиоактивных минералов, о которых речь шла при рассмотрении псевдоморфоз стеклования: изменение объема при метамиктизации радиоактивных минералов вследствие гидратации, сорбции гидроксидов, приводит к растрескиванию окружающих минералов, с образованием ореола покраснения (побурения) за счет окисления Fe и образования тонко дисперсных включений гематита или гетита. Такие же ореолы характерны для слюд с включениями циркона, сфена, при этом только под микроскопом видно, что радиогенное изменение сопровождается изменением цвета, который «плеохроирует» — меняет интенсивность или тон, потому в микроскопии эти ореолы называются «плеохроичными двориками», но называть так макроскопические радиоактивные дворики нельзя, поскольку никакого плеохроизма в них не происходит.