Мектамиктный распад

Мектамиктными называются такие минералы, которые имели кристаллическое строение, а впоследствии, в результате действия каких-то причин, стали аморфными, сохранив при этом внешне кристаллическую форму. Каковы же причины, ведущие к образованию метамиктных минералов? В основном их можно разделить на две группы – внутренние и внешние. К внутренним причинам относятся:

1) наличие в составе минералов радиоактивных элементов, под воздействием излучения которых происходит разрушение кристаллической решетки. Однако известно, что в природе существуют урановые минералы (например, уранинит, урановые слюдки и др.) которые находят в кристаллическом состоянии и не является метамиктным. Следовательно, наличие только одного радиоактивного излучения еще недостаточно для образования метамиктных минералов;

2) кристаллическая решетка минерала должна быть с ослабленными химическими связями. Метамиктный распад осуществляется, согласно В.М. Гольдшмидту, в соединениях слабых кислот и слабых оснований (например, титано-тантало-ниобатах, цирконе и др.).

Из этих двух причин основной является первая. Доказательством того, что метамиктные превращения происходят под воздействием радиоактивного облучения, служат проведенные в последние годы эксперименты по искусственному превращению кристаллических тел в метамиктное состояние при облучении их в ядерных реакторах.

В природе метамиктным превращениям способствуют иногда и внешние факторы, приводящие к еще большему ослаблению связей между ионами в кристаллической решетке. К таким внешним факторам относятся: резкое повышение окислительного потенциала, гидратация, явление выщелачивания катионов и др. При наличии внутренних факторов (радиоактивных элементов, ослабленных связей в решетке) внешние причины могут ускорить процесс перехода кристаллического минерала в метамиктное состояние. Как показали проведенные в последние годы детальные исследования, при метамиктных превращениях происходит смещение ионов из узлов кристаллической решетки, т.е. переход в непорядочное стеклоподобное состояние.

Метамиктные минералы характеризуются почти одинаковыми физическими свойствами, макроскопически мало отличаясь друг от друга. Для них характерен коричневый, бурый, иногда черный цвет, реже они бывают темно-зелеными, желтыми. Твердость их порядка 6-7, характерно отсутствие спайности, раковистый излом, в изломе они напоминают темноокрашенные стекла. Оптически они всегда изотропны. При рентгеновских исследованиях ведут себя как аморфные тела. Диагностируются они главным образом с помощью рентгеноструктурного и термического анализов. Применение последнего основано на одном из замечательных свойств метамиктных минералов, которое заключается в том, что при нагревании до определенной температуры они восстанавливают свою кристаллическую структуру. следует отметить, что превращение метамиктных минералов в исходное кристаллическое состояние всегда сопровождается выделением значительного количества тепла, т.е. носит резко выраженный экзотермический характер. После превращения в исходное кристаллическое состояние минерал приобретает свойства, которые он имел до метамиктного превращения, и может быть подвергнут всестороннему исследованию. В заключение приведем наиболее распространенные метамиктные минералы:

Пирохлор

Фергюсонит

Титано-тантало-ниобаты Эвксенит

Самарскит

Эшинит

Циркон, содержащий примеси урана и тория

(циртолит, малакон)

Торит

Ортит

Силикаты Гадолинит

Бритолит

Итриалит

Чивкинит