Уран и торий

Остановимся несколько подробнее на уране, тории и Других так называемых долгоживущих радиоактивных элементах, играющих главную роль в земной истории.

Уран и торнй, относящиеся к самым тяжелым элементам, располагаются в третьем столбце периодической системы Менделеева. Оба они при обычных условиях становятся положительными четырехвалентными ионами с ионным радиусом 0,085 нанометра (уран) и 0,094 нанометра (торий). Поскольку ионы урана и тория несут одинаковый электрический заряд и имеют очень близкие размеры, их химические свойства чрезвычайно схожи. Следовательно, в тех породах и минералах, где высока концентрация урана, торий тоже присутствует в повышенных количествах.

Отношение содержания урана к содержанию тория остается постоянным для различных пород и минералов. Однако в сильно-окислительной ереде уран дает шестивалёнт-ный ион. Этот ион образует окисел U₂²⁺ , который, будучи легкорастворимым, вымывается из горных пород. Поскольку при этом из пород выносится только уран, отношение содержания урана к содержанию тория сильно изменяется. Но все же за исключением этого случая уран и торий являются химически весьма схожими элементами.

Из-за большой валентности уран и торий включаются в состав кристаллической решетки минералов позже большинства других элементов. И наоборот, когда вулканические горные породы частично расплавляются, образуя магму, уран и торий первыми покидают кристаллическую решетку минералов, переходя в силикатный расплав (магму). Когда такая магма застывает, уран и торий входят в состав кристаллической решетки тех минералов, которые образуются на самой последней стадии процесса кристаллизации. Используя это обстоятельство, можно по типу породы оценить количество содержащихся в ней урана и тория.

Например, предсказать, что граниты, образующиеся на заключительных стадиях процесса кристаллизации, магмы, будут обогащены ураном и торием.