Книга посвящена проблеме метамиктности, одной и* актуальных проблем минералогии. Обобщены оригинальные результаты всестороннего исследования серии цирконов, составляющих единый ряд от кристаллических до рентгено-аморфных разностей. Детальное изучение, проведенное на обширной систематически подобранной коллекции образцов-из различных типов месторождений СССР и зарубежных стран, позволило получить полное представление о природе метамиктных цирконов. Результаты исследований показывают, что метамиктное состояние минерала обязано в основном воздействию ионизирующего излучения урана и то-'рия, входящих в состав минерала. Метамиктный распад сводится к превращению кристаллов циркона в гетерогенное вещество, представляющее собой смесь аморфных: ZrSiO4, ZrO2 и SiOj. Работа рассчитана на минералогов,, кристаллохимиков и физиков.
Рисунков 52, таблиц 16, библиография: 234 наименова-
Введение
Метамиктное состояние характерно для многих редкометаль-ных минералов, содержащих радиоактивные элементы. Одним из них является циркон, широко распространенный акцессорный минерал, основной промышленный источник циркония. Циркон используется геологами для корреляции различных комплексов пород и для решения многих вопросов петрогенезиса. Он встречается в породах как в кристаллическом, так и в метамиктном состоянии.
Несмотря на значительное число работ по исследованию метамиктных минералов, и особенно циркона, проводившихся в СССР и .за рубежом, физическая сущность и причины метамикт-ного состояния до сих пор не получили в литературе удовлетворительного объяснения. В последние годы изучение этого явления приобрело особую актуальность. Проблема метамиктности представляет большой интерес не только для геологов, но и для физиков, изучающих радиационные эффекты в твердых телах.
Расшифровка природы метамиктного состояния циркона позволит решить многие задачи, имеющие прикладное значение. Детальное исследование свойств циркона поможет разработать наиболее рациональные схемы обогащения руд, принципиально различающиеся для кристаллических и метамиктных разностей этого минерала. Знание физической природы метамиктного состояния цирконов разрешит оценить возможность их использования для определения абсолютного возраста пород, температуры и времени термометаморфизма.
Понятие «метамиктное состояние» ввел в литературу в конце прошлого века Бреггер [1], разделивший все минералы на кристаллические, аморфные и метамиктные. К последним он причислил минералы, представленные ограненными кристаллами, по внутреннему строению и физическим свойствам приближающиеся к стеклам. Бреггер считал, что метамиктные минералы образовались как вещества кристаллические и впоследствии аморфизи-ровались в результате гидратации, сохранив при этом форму кристаллов («мета» — после, «миктос» — смешанный). К настоящему времени известно большое число работ, посвященных экспериментальному исследованию и теоретическому рассмотрению
Оглавление
Введение.............. 3
Глава I. Химический состав цирконов
1. Распространенность метамиктных цирконов . .... 10
2. Разновидности .циркона . ........ 24
3. Изменение химического состава и общей дозы а-излучения при
переходе от кристаллических к метамиктным цирконам . . 27
Глава II. Изменение физических свойств при переходе от кристаллических к метамиктным цирконам
1. Морфология выделений минерала.......48
2. Оптические свойства, микроструктура (световая микроскопия) . 54
3. Распределение радиоактивных элементов в метамиктных цирконах (микрорадиография, микрозондирование) . . . .63
4. Структурно-морфологические особенности (электронная микро-
скопия) ............66
5. Окраска, прозрачность.........67
6. Плотность............68
7. Твердость . . , ,........72
8. Вязкость ... ........74
9. Люминесцентные свойства ........75
10. Растворимость в кислотах ........77
Глава III. Изменение реального состояния атомной структуры при переходе от кристаллических к метамиктным цирконам
1. Рентгеновский анализ ......... 81
2. Электронография .......... 93
3. Микродифракция........... 97
4. Инфракрасная спектроскопия........ 102
5. Ядерный магнитный резонанс........ 107
Глава IV. Поведение метамиктных цирконов при нагревании
1. Дифференциальный термический и термогравиметрический ана-
. 109
ЛИЗЫ
118
2. Высокотемпературный рентгеновский анализ.....11»
3. Синтез и плавление циркона........119
157
I] л а в а V. Метамиктное состояние циркона
1. Природа метамиктных цирконов.......123
2. Сущность и причины метамиктного состояния циркона . . 140
Заключение............. . . . 148
Литература.............150
Цена: 150руб.
