Акцесорні мінерали і їх вплив на радіоактивність порід

Всі гірські породи, і особливо глибинні, містять до 1 % акцесорних, тобто додаткових мінералів. Акцесорні мінерали вивержених порід представлені мінералами як раньо- і пізньомагматичного, так і автометасоматичного (пневматоліто - гідротермального) генезису. У осадових породах вони, в переважній більшості, представлені уламковими. Типовими для порід групи гранітів є акцесорні мінерали - апатит, циркон, турмалін, гранат, ортит, титаніт, флюорит, топаз, рудні (ільменіт, пірит, магнетит), монцоніт, анатаз, рутил, ксеноліт, каситерит, торує, танталоніобати (фергусоніт, самарскіт, пірохлормікроліт, евксеніт) та інші. Більшість з акцесорів концентруються у важкій фракції з щільністю понад 2900 кг/м³ і характеризуються високою радіоактивністю. У зв'язку з цим фахівцям з добування будівельних гірських порід необхідні певні знання і навики по розпізнаванню в породі акцесорних мінералів, оскільки на практиці їм часто доводиться з ними зустрічатися в різних скупченнях, жилах, нальотах тріщин і інших геологічних структурах. Подібні пізнання сприятимуть, і допомагатимуть цим фахівцям у візуальному виявленні зон і ділянок, що характеризуються підвищеною радіоактивністю порід.

Апатит - типовий поширений акцесорний мінерал магматичних порід. Він зустрічається в лужних, кислих і основних пегматитах, а також в деяких високотемпературних залізорудних родовищах, у високотемпературних гідротермальних жилах, в контактовометаморфізованих породах. Найбільше апатиту міститься в нефілінових сієнітах. Кристали апатиту подовжено-призматичні до голкових. Колір апатиту обумовлений наявністю домішок або дефектами структури: блакитний, синьо-зелений, жовто-зелений, рожевий, синій, сірий, темно-червоний і чорний. Блиск апатиту скляний, жирний. Він має щільність від 2900 до 3800 кг/м³. Кристали - призматичні шестикутники. Поширені зернисті, дрібнокристалічні цукроподібні маси. Гранат- один з найбільш поширених в породах акцесорних мінералів. Залежно від складу колір граната змінюється: безбарвний, трав'яно-зелений, смарагдово-зелений, синьо-зелений, коричневий, чорний, жовтий, рожевий, буро-червоний, оранжево-червоний, темно-червоний, ліловий. Блиск граната скляний, посилюється до діамантового. Спайність в гранаті практично відсутня, відмічається окремість, щільність 3570-4300 кг/м³. До гранату відносять цілу групу мінералів, з яких найбільш поширеними є піроп, альмандин, спессартин і гроссуляр. Твердість граната висока і змінюється від 6,5 до 7,5 за шкалою Фрідріха Мооса. Спайність граната недосконала або вона зовсім відсутня, злам нерівний. Найбільш поширеною формою кристалів граната є легко помітний ромбічний додекаедр, хоча зустрічаються і суцільні маси. Найчастіше гранати поширені в зоні контакту магматичних і осадових карбонатних порід, в пегматитах, кристалічних сланцях і в кислих магматичних породах. [13]

Одним з акцесорних мінералів з сильно вираженою радіоактивністю є анатаз, що представляє одну з трьох природних поліморфних модифікацій рутилу. Кристали анатазу призматичні, стовпчасті до голкових. Іноді анатаз представляє голкові і волосяні вростки в кварц і гранат, а також зрощення з магнетитом, ільменітом і гематитом. Вростки анатазу в піропний гранат, рубін і інші мінерали обумовлюють астеризм (ефект мерехтливої зірки) у цих мінералів. Іноді анатаз, як і інші модифікації рутилу, зустрічаються у вигляді дрібно - і грубозернистих суцільних мас. Забарвлення червоно-буре, темно-буре, жовтувате, синювате, чорне, рідше зелена. Твердість анатазу 6,5, щільність 4200 кг/м³. Найчастіше зустрічається в кварцитах, гнейсах, метаморфічних сланцях.

У базальтах широко поширений ксеноліт. Мало глибинний ксеноліт має незграбну форму, глибинні – часто округлі. Рідкісним, але вельми радіоактивним акцесорним мінералом гранітів є ксенотим. Його колір буває жовтий, білий, жовтувато-бурий, коричневий. Твердість складає 4-5, а щільність близько 4300 кг/м³. Блиск ксенотима смоляний. Мінерал дуже крихкий, стійкий, при руйнуванні порід переходить в розсип. Кристали ксенотима призматичні, дипірамідальні. Фахівці відносять ксенотим до класу фосфатів, але мінерал містить також важкі лантаноїди. У гранітах його можна зустріти в пегматитах у вигляді крупних кристалів в асоціації з ортитом, апатитом, моноцитом, цирконом. Великі скупчення ксенотима є сировинними джерелами для отримання ітрія і важких лантаноїдів, іноді урану. Радіоактивним акцесорним мінералом є також ортіт, що відноситься до класу силікатів. Ортіт – структурний рідкоземельний аналог епідота. У ньому містяться рідкоземельні елементи переважно цезієвої групи в кількості 15-28%. Зовнішність кристалів стовпчаста, пластинчаста. Колір буро-чорний, чорний. Мінерал крихкий і має смоляний блиск. У гранітах, сієнітах і інших вивержених і метаморфічних породах ортіт утворює вкраплення дрібних ізометричних кристалів. У пегматитах ортіт, представлений крупними призматичними (рідше голковими) кристалами (до 0,5 м в довжину) і зростками. У скарнах ортіт зустрічається у вигляді виділень неправильної форми і зливних агрегатів. У переважній більшості ортіт є метаміктним мінералом, тобто мінералом, речовина якого при збереженні зовнішнього вигляду кристала переходить повністю або частково із структурно впорядкованого кристалічного стану в особливий скловидний агрегатний стан.

З класу рудних радіоактивних акцесорних мінералів, необхідно виділити магнетит, пірит і ільменіт. Магнетит– мінерал підкласу складних оксидів, склад і властивості якого мінливі і залежать від умов утворення. Колір залізно-чорний, блиск металевий, спайність відсутня, сильно магнітний. Магнетит має твердість за шкалою Мооса 5,6-6, щільність 5200 кг/м³. Частіше всіх магнетити зустрічаються в габбро, дунітах, сієнітах, ультраосновних лужних породах. Пірит – мінерал класу сульфідів, кристалізується в кубічні сингонії. Колір солом'яно-жовтий. Блиск яскравий металевий, спайність недосконала, злам раковистий. Пірит крихкий, має щільність 5000 кг/м³, твердість 6 - 6,5. Пірит - це крізний полігенний мінерал, що зустрічається в самих різних генетичних типах родовищ.

Ільменіт– мінерал підкласу складних оксидів, кристалізується в тригональній сингонії. Зерна ільменіту неправильної форми. Відомі закономірні зростки ільменітів з магнетитом, рутилом, біотитом. Колір ільменіту залізно-чорний, в тонких сколах| простежується червонувато-бурий колір. Мінерал крихкий і має напівметалевий блиск. Його твердість за шкалою Мооса 5-6. Він має щільність 4800 кг/м³ Як акцесорний мінерал виявлений в багатьох магматичних породах. У породах зустрічається у вигляді вкраплень і вростків. Найчастіше ільменіт зустрічається в габбро і сієнітах. Іноді зустрічається ніобій, що містить різновиди рутилу, іменований ільменорутил чорногоі червонувато-бурого кольору з щільністю 4300-5600 кг/м^3. Його твердість така ж, як і ільменіту. Зустрічається він зазвичай в гранітних пегматитах.

В облицювальних породах у вигляді акцесорних мінералів, слід виділити також каситерит,що кристалізується в тетрагони сингонії. Структура каситериту близька до структури рутилу і його ізоморфної модифікації - анатаза. Каситерит утворює дипірамідальні, стовпчасті і голчаті кристали. Кольори каситериту змінюються в широкому діапазоні. Є різниці коричневих відтінків, чорні, сірі, рідше жовтувато-червонуваті. Він має велику щільність - до 7000 кг/м³ характеризується твердістю в 6-7 одиниць за шкалою Фрідріха Мооса. Найбільша кількість каситериту як акцесорного мінералу зустрічається в гранітах Коростенського масиву Українського кристалічного щита. Сильно радіоактивним акцесорним мінералом, що зустрічається в лужних гранітоідах, метасоматичних лужних гранітах і пегматитах, є самарскит.

Самарскит- мінерал підкласу складних оксидів, представляє танталоніобат ітрію і ітрієвих рідкісних земель. Він кристалізується в ромбічну або псевдоромбічну сингонії. Структура самарскита близька до структури інших ганталоніобатів, таких як колумбіт, фергусоніт. Кристали круглі або неправильної форми зерна. Колір чорний, блиск в зламі смоляний, на гранях - напівметалевий. Злам раковистий, спайності не має, твердість 5-6,5, щільність 5800-6200 кг/м³. Мінерал дуже крихкий. При достатніх концентраціях самарскита в породах він може служити сировиною для отримання важких лантаноїдів.

Пірохлоромназивається ціла група мінералів кристалічних і метаміктних титано-танталоніобатів. У групі пірохлор виділяють три підгрупи: власне пірохлор, мікроліт і бетафіт. Бетафіт має зеленувато-бурий до чорного колір, непрозорий. Решта мінералів (група пірохлору і мікроліта) має буро-червоний, буро-жовтий, буро-зелений кольори різних прозорих до відтінків, що просвічують. Блиск скляний із смоляним відливом. Спайності немає, злам раковистий, твердість мінералів 4-5,5, щільність у пірохлору і бетафіта 3700-5000 кг/м³ а у мікроліта 5900-6400 кг/м^3. Охарактеризовані мінерали групи пірохлору є, потенційними джерелами для отримання танталу і цілого ряду рідкоземельних елементів. Охарактеризовані включення найчастіше зустрічаються і найбільш сильнодіючі радіоактивні акцесорні мінерали, одиничні зерна і скупчення яких неважко виявити з породі, маючи певні знання про них і навики їх виявлення.