Cтраница 3
Присутствие гелия установлено во всех минералах, обладающих радиоактивными свойствами. Это объясняется тем, что а-лучи, испускаемые радиоактивными элементами, являются ионизированным гелием. Некоторые радиоактивные минералы, как, например, торианит с острова Цейлона, может содержать от 8 до 10 5 мл гелия на 1 г. Небольшое количество аргона также было открыто в некоторых радиоактивных минералах. [31]
Как известно, минералы, составляющие наиболее тяжелую часть песка, содержат редкие минералы в виде так называемых шлихов. При изучении шлиха особые трудности представляет определение непрозрачных минералов, составляющих значительную часть шлиха. Непрозрачные черные минералы ( вольфрамита, оловянный камень, торианит и др.) не могут быть определены обычными методами оптического исследования в проходящем свете. Особые трудности составляет определение темно окрашенных минералов в полевых условиях. [32]
Клатраты в природе часто выполняют роль естественных хранилищ газов. Так, имеется указание на то, что в районах многолетней мерзлоты на значительной глубине в недрах земли содержатся огромные запасы ( триллионы кубических метров) твердых гидратов метана. К клатратам относятся минералы, включающие гелий: клевеит, монацит и торианит. На практике клатраты получают распространение как удобная форма хранения газов. Их используют в процессе опреснения морской воды, а также для других целей. [33]
В 1908 г. Огава [12] в своем сообщении об открытии в торианите, молибдените и реините нового вещества, нюшония, с атомным весом 100 снова высказал предположение, что пробел на месте эка-марганца наконец заполнен. Элемент был способен образовывать как кислые, так и основные окислы, а также безводный хлорид, который давал зеленый раствор, а при сплавлении со щелочами - зеленое вещество. Приблизительно в то же время Эванс [13] получила данные, которые были истолкованы как указание на присутствие в торианите нового элемента, причем существовало мнение, что он идентичен с ниппонием. Эти сообщения о новом элементе не привлекли, однако, внимания современников, хотя Скробал и Артман [14] на основании его реакций пришли к заключению, что он представляет собой новое вещество. [34]
Торий, по всей вероятности, входит в состав силикатных горных пород чаще, чем это обычно предполагают, причем он встречается главным образом в породах с высоким содержанием натрия. Совместно с ураном, цирконием, танталом, ниобием и редкоземельными элементами торий находится в таких минералах, как уранинит, титано - и танталониобаты и монацитовый песок. Подобно урану, торий отличается сильной радиоактивностью. Типичным ториевым минералом является торит - силикат тория ThSiCk, встречающийся всегда в более или менее метаморфи-зированном виде. Торианит - окись тория и урана - отличается более высоким содержанием гелия, чем все остальные известные минералы. Основным источником получения тория является монацитовый песок, в котором торий встречается в различных количествах совместно с фосфатами элементов цериевой группы. Использование соотношения между содержанием свинца, урана и тория для установления возраста пород и минералов повышает интерес и значение методов определения т ория. [35]
Содержание в монаците оксидов Се, La, Nd достигает 74 %, поэтому ясно, что торий является попутным элементом при извлечении РЗМ - редкоземельных металлов. В незначительных количествах в монаците содержатся примеси Fe, Al, Ti, Zr, Mn, Mg, Be, Sn, Та, Nb. Торит - ThSiO4 - содержит до 77 % ThO2, уран, железо, редкоземельные металлы, а также Са, Mg, Pb, P, Та, Ti, Zr, Al, Sn. Нетрудно заметить, что торит подобен по своей формуле циркону. Торианит - ( Th, U) 02 - содержит 45 - т - 93 % Th; он изоморфен с урановым минералом уранинитом. [36]
Содержание в монаците оксидов Се, La, Nd достигает 74 %, поэтому ясно, что торий является попутным элементом при извлечении РЗМ - редкоземельных металлов. В незначительных количествах в монаците содержатся примеси Fe, Al, Ti, Zr, Mn, Mg, Be, Sn, Та, Nb. Торит ThSiO4 содержит до 77 % ThO2, уран, железо, редкоземельные металлы, а также Са, Mg, Pb, P, Та, Ti, Zr, Al, Sn. Нетрудно заметить, что торит подобен по своей формуле циркону. Торианит - ( Th, U) O2 - содержит 45 - т - 93 % Th; он изоморфен с урановым минералом уранинитом. [37]
Торит ( силикат тория), оранжит, ураноторит и ортит растворяют упариванием несколько раз с концентрированной соляной кислотой. Трудноразлагаемые минералы ( торий-микролит, монацит) разлагают азотной кислотой с добавкой фтористоводородной кислоты, нерастворимый остаток сплавляют с карбонатом натрия. Фосфат-монацит растворяют в серной, а также в хлорной кислоте. Минеральное сырье сплавляют со смесью пероксида натрия со фторидом натрия или с оксидом железа, а также со смесью фторида натрия и пиросульфата калия ( 2: 3); выделенные минералы тория при этом разлагаются за 2 мин. Широко применяют спекание с пероксидом натрия: спекают торит ThSiCU, торианит Th02, эвксенит, черные пески, монацит ( Се, La) P04 с 4 - 6-кратным количеством пероксида натрия 1 ч при 460420 С. [38]
Уранинитом называется кристаллический урановый минерал, разновидности которого были названы бреггеритом, клевеитом и нивенитом - еще до того, как было установлено их отношение к ураниниту. Уранинит встречается в некоторых пегматитовых жилах, насколько известно, главным образом в Норвегии и Северной Америке. Все разновидности уранинита характеризуются высоким содержанием урана в четырехвалентном и шестивалентном состояниях, содержанием редкоземельных элементов и главным образом тория и свинца. В наиболее измененных разновидностях - клевеите и ниве-ните содержание 1Ю2 значительно ниже, даже бол. По-видимому, первоначальный минерал имел формулу U02, подобно ТЮ2 в торианите. [39]
Радон ( Rn) - продукт радиоактивного распада радия. Вследствие своей радиоактивности токсичен. При хранении быстро загрязняется тончайшей взвесью твердых, тоже радиоактивных, продуктов своего распада. В природе встречается ( в виде чрезвычайно малой примеси) вместе с минералами, содержащими радиоактивные элементы: урановые руды - 1Ю2 и U0: i, торианит ( Th, U) О. [40]
Опыт применения свинцового метода показал, что получаемые возрастные значения по разным изотопным отношениям имеют разную сходимость. Достоверность получаемых величин возраста проверяется тем, что возрастные значения по разным изотопным отношениям совпадают. При получении возрастных значений по разным изотопным соотношениям мы встречаем два случая - согласованность возрастных значений или их расхождение. Таким образом, свинцово-изотопный метод является самоконтролирующим. Он применяется тс радиоактивным минералам - ураниниту, бреггериту, торианиту, браннериту, самарскиту, эвксениту, монациту, ксе-нотиму, циркону, ториту, ортиту. В большинстве случаев свин-цово-изотопные данные дают расходящиеся значения возраста, что связано с миграцией радиоактивных изотопов и продуктов их распада за время существования минерала. [41]
Уранинитом называется кристаллический урановый минерал, разновидности которого были названы бреггеритом, клевеитом и нивенитом еще до того, как было установлено их отношение к ураниниту. Уранинит встречается в некоторых пегматитовых жилах, насколько известно, главным образом в Норвегии и Северной Америке. Все разновидности уранинита характеризуются высоким содержанием урана в четырехвалентном и шестивалентном состояниях, содержанием редкоземельных элементов и главным образом тория и свинца. Подвергшийся наименьшему изменению минерал, найденный в Бранчвилле ( Коннектикут), содержит 72 % UO2 и 13 % UOg. В наиболее измененных разновидностях-клевеите и нивените содержание UO2 значительно ниже, даже более низкое, чем содержание UO. По-видимому, первоначальный минерал имел формулу UO3, подобно ThO2 в торианите. [42]