Уран как чистый металл был выделен в 1841 году французским химиком Эженом Пелиго, а в 1896 году в солях урана была открыта радиоактивность. Однако некоторые минералы урана были известны задолго до этого и даже применялись в изготовлении стекла и цветной глазури для керамики.
На сегодняшний день известно 432 различные разновидности минералов урана. Это очень много, учитывая незначительное содержание урана в земной коре (первые десятитысячные процента). Запомнить все названия, формулы и свойства минералов урана могут только очень увлечённые люди, и даже они тратят на это многие годы. Однако существуют относительно простые способы отличить минералы урана от других минералов, не заучивая формулы и свойства и даже не пользуясь радиометром, который есть далеко не у всех. Главные минералы урана можно разделить на две большие группы. Первая группа представляет собой соединения четырёхвалентного урана, и это, как правило, минералы чёрного цвета. Вторая группа – соединения шестивалентного урана, и многие минералы этой группы имеют очень необычную и яркую жёлтую, оранжевую или зелёную окраску.
Чёрный цвет встречается не только у минералов урана. Например, самый обычный магнетит тоже чёрный, хотя совсем не содержит урана. А чёрный минерал уранинит содержит 65–75 мас.% урана. Уранинит является основной рудой на уран, он в больших количествах может быть опасен для человека, и хорошо бы уметь уверенно отличать его от магнетита. Поэтому я и хочу в этом тексте обсудить чёрные минералы урана и их характерные особенности.
Во-первых, для чёрных минералов урана характерен сильный смоляной блеск. На единственном известном в Средние века месторождении урановых минералов в Рудных горах (Иохимсталь, сейчас Яхимов – город в Чехии) горняки называли их смоляной обманкой за сходство с чёрной смолой. Сейчас мы знаем, что смоляной блеск у минералов часто возникает за счёт радиоактивного распада из-за частичного разрушения кристаллической структуры минерала. Чешские горняки ничего не знали про радиоактивность, и смоляной блеск у чёрных минералов им показался заслуживающим внимания и отдельного названия. В Яхимове чаще всего встречалась скрытокристаллическая форма уранинита, которая сейчас называется настураном. Настуран формирует корки, похожие на натёки, и действительно издалека похож на чёрную смолу. Его и некоторые другие чёрные минералы урана до сих пор называют урановыми смолками.
Во-вторых, чёрные урановые минералы имеют очень большую плотность, то есть гораздо тяжелее других минералов. К примеру, уранинит имеет плотность около 10–11 грамм на кубический сантиметр, что вдвое больше, чем у магнетита, и всего вдвое меньше, чем у чистого золота. Это и понятно, ведь уран – самый тяжёлый химический элемент в земной коре и даже в минералах это будет чувствоваться. Если взять в руку кусочек урановой руды, то он сразу оттянет руку. Притом что обычная смола (плотность – около 1,25 г/см3) чуть тяжелее воды, разница с урановыми минералами заметна любому. Наверное, поэтому урановые смолки и назвали обманкой. Думаю, что до открытия радиоактивности это могло бы быть шуткой: даёшь в руку кусочек «смолы», человек думает, что это что-то лёгкое, а это настуран.
В-третьих, чёрные урановые минералы легко окисляются и разрушаются в приповерхностных условиях. При этом переходят в различные минералы шестивалентного урана, а они уже совсем не чёрные. На уранините образуется очень характерная корочка оранжево-красного цвета, которая тоже имеет смолистый блеск. Кто-то решил, что эти корочки похожи на гумми, то есть камедь (то, что выделяется из растений при повреждении коры), и для этих образований прижилось название гуммит.
Таким образом, чёрные урановые минералы можно относительно легко узнать без радиометра. Они похожи на чёрную смолу, но очень тяжёлые. Даже в хорошо оформленных кристаллах уранинита виден сильный смоляной блеск, особенно на сколах. Кроме этого, выделения урановых минералов часто окружены ярким красно-оранжевым гуммитом, который можно перепутать разве что с сургучом или пластмассой. Во времена Радиевой экспедиции (о которой я писал в прошлый раз) ещё не было радиометров, но её участники легко узнавали урановые минералы и набирали их в больших количествах для исследования радиоактивности. В Минералогическом музее им. А. Е. Ферсмана РАН представлено большое разнообразие чёрных урановых минералов. Это и прекрасно оформленные кристаллы уранинита, и натечные корочки настурана, а также самарскит, коффинит, браннерит и многие другие. Часть этих образцов сохранена со времён Радиевой экспедиции, но многие образцы также привезены позже из различных стран с различных месторождений. Образцы с высокой радиоактивностью хранятся в специально оборудованном радиационном хранилище с соблюдением всех мер безопасности. С радиоактивностью шутки плохи, и идея подержать куски урановых смолок в руках, как это делали в Средние века, уже не вызывает энтузиазма. Однако мне кажется важным уметь каждому человеку отличать высокорадиоактивные урановые минералы. А вдруг кто-то из бабушек и дедушек был геологами и оставил в домашней коллекции красивые и ценные образцы? Ведь раньше к радиоактивности относились гораздо проще. Если у вас нашлись такие камни, то лучше всего их поскорее подарить нашему музею или передать специальной службе радиационной безопасности МЧС.
Иллюстрации: анонс – Елена Рюмина, в тексте – предоставлены Павлом Плечовым
