Собственные минералы урана отчетливо делятся на первичные минералы U (IV) и вторичные минералы U (VI).
Минералы U (IV) содержат уран в форме иона U4+. Основные минералы - безводные оксиды. Они представляют собой соединения переменного состава - от почти чистого UO2 (UO2,17) до почти чистого UO3 (UO2,92). К группе уранинита относятся кристаллические формы, содержащие изоморфные примеси Th и редкоземельных элементов. Разности, содержащие примесь ThO2 (до 15%), называются бреггеритом, разности, содержащие существенную примесь редкоземельных элементов (до 10%), - клевеитом. В изоструктурном ряду уранинит - торианит к последнему относятся минералы с содержанием ThO2 более 58%. В группу настурана (урановой смолки) входят бесториевые оксиды урана, имеющие скрытокристаллическое строение и колломорфную форму выделения. Порошковатые рыхлые разности носят название урановых черней.
Силикаты урана - коффинит и ненадкевит - являются более редкими минералами.
Коффинит USiO4 изоструктурен с торитом ThSiO4 и цирконом ZrSiO4. В коффините часть кремнекислородных тетраэдров замещена группой (ОН)4, вследствие чего ему приписывают более сложную формулу: U(SiO4)1-x (ОН)4х. Ненадкевит - сложный минерал, формула которого предположительно
(U4+, Y3+, Се3+, Th4+) · U6+ (Ca2+, Mg2+, Pb2+) (SiO4)2 × (ОН)4 · n (Н2O).
Сложные окислы титана, тантала, ниобия и редкоземельных элементов обычно содержат изоморфную примесь U и Th. Наиболее экономически важен титанат урана - браннерит UTi2O6, а также сложный титанат железа - давидит, который содержит до 20% U: (Fe2+, Ce3+, U4+)2 (Ti, Fe3+, V, Cr) O12. Из других минералов этой группы, содержащих уран, но в меньшем количестве, следует назвать: бетафит, самарскит, фергюсонит, гатчеттолит, эвксенит и др.
Фосфаты редкоземельных элементов, в первую очередь ксенотим, иногда монацит, также содержат заметную изоморфную примесь урана.
Все первичные минералы урана, содержащие U (IV), имеют темную окраску.
Минералы U (VI) соответствуют зоне окисления и характеризуются яркой (желтой, зеленой, оранжевой, белой и т.д.) окраской,
48
свойственной солям уранила. Основной структурной единицей таких минералов является UO
. Многие из них способны люминесцировать в ультрафиолетовых лучах. Уранил-ион, входящий в эти минералы, имеет большой радиус и сравнительно невысокий заряд. С этим связаны небольшие энергия кристаллической решетки и твердость, а также значительная растворимость. Все минералы уранила растворимы в минеральных кислотах, а некоторые - в воде.
Весьма распространены карбонаты, сульфаты, ванадаты, арсенаты, фосфаты, силикаты уранила. Все они построены по типу двойных (тройных) солей. Водные основные фосфаты, арсенаты и ванадаты уранила, Са, Mg, Ba, Cu, Pb и др. объединены в группу урановых слюдок. Они имеют окраску от желтой до зеленой, весьма совершенную спайность и яркий блеск, что обеспечивает им слюдоподобный характер кристаллов. Примеры таких минералов:
отенит - Ca(UO2)2 (РО4)2 · 10Н2О;
метаторбернит - [Cu(H2O)4] [(UO2)2 (PO4)2] · 4Н2О;
метацейнерит - [Cu(H2O)4] [(UO2)2 (AsO4)2] · 4Н2О;
карнотит - K2(UO2)2 (VO4)2 · (0 - 3)Н2О;
бейлиит - Mg2(UO2) (CO3)3 · 18Н2О;
шрекингерит - Na2Ca3(UO2) (CO3)3 (SO4) · 10Н2O;
уранопилит - (UO2)6 (SO4) (OH)10 · 12Н2О;
уранофан - Ca(UO2)2 (Si2O7) · 7Н2О.
49
