Морфологические типы кристаллов и их информативное значение

(Кристаллография):

От структуры минералов напрямую зависит их облик и габитус. Облик – общие очертания кристаллов.

1. Изометрический. Внешне такие кристаллы приблизительно одинаковы по трем измерениям. Например NaCl, гранаты, все кристаллы кубической сингонии.

2. Вытянутый или удлиненный облик. Одно измерение превосходит все остальные.

а) Столбчатый. Например Px, Q. Длинный размер незначительно превосходит все остальные (~ в 2 раза).

б) Шестоватый. Например Ep, Turm. Длинный размер существенно превосходит другие два (> чем в 2 раза).

в) Волокнистый (игольчатый). Например, асбесты, арагонит. Длинный размер в 10-ки и 100-ни раз превосходит остальные два.

3. Уплощенный (сплюснутый). Два параметра приблизительно равны межде собой и превосходят третий.

а) Таблитчатый. Например Барит, Pl. Толщина незначительно меньше, чем длина и ширина.

б) Листоватый (чешуйчатый). Например, слюды, хлориты. Толщина в 10-ки и 100-ни раз меньше, чем длина и ширина.

4. Досчатый облик. Например сподумен (литиевый Px).

Габитус кристаллов – внешняя форма кристаллических моногогранников. Габитус определяется одной или двумя простыми формами. Габитус называется по названию доминирующей простой формы (например, кубический габитус, м. б. ромбопризматический габитус).

Габитус прежде всего отражает различие физических свойств плоских сеток. То есть габитус кристалла непосредственно зависит от структуры вещества.

5. Морфологические типы кристаллов и их информативное значение.

1. Типы кристаллических структур (тип шп, галита, сфалерита, флюорита.)

2. типы кристаллов по сингониям

3. облик и габитус

4. двойники, тройники, синтаксические и эпитаксические сростки

или

6. Признаки возрастных взаимоотношений минеральных ассоциаций.

Зарождение минеральных индивидов.

Крупные зерна – зарождение происходило в нескольких центрах. Мелкозернистый агрегат – было много центров зарождения.

1. самопроизвольное зарождение

критерий – пересыщение

появляются центры кристаллизации – зародыши. Кристаллит – зародыш. Сколько зародышей появляется, столько их и разрушается. Когда критический размер превзойден, тогда зародыши не распадаются(см. Рис.1).

Например, кристаллизация магмы. При понижении Т количество центров кристаллизации↓ (см. рис. 1).

Кристаллизация из газовых и водных растворов – в полостях, в закрытых системах Q, CaCO3(Cat). T↓ Cat начали расти и упали вниз под действием g (См. рис. 2). T↓ и пересыщение ↓. Такие минеральные агрегаты называются минеральные отвесы. Они маркируют тектонические движения.

2. Зарождение на поверхности жидкости.

Испарение жидкости, следовательно повышается пересыщение, например, соляные лодочки (См. рис. 3). Последовательность образования лодочки и отложение солей одновременное.

3. Зарождение на готовых зародышах.

Зарождение на зернах породообразующих минералах, например, жилы альпийского типа.

Зарождение на стенках расклинивающей трещины.

4. Зарождение на кристаллах ранней генерации.

Генерация – поколение. Один и тот же минерал может появлятьс в процессе минералообразования несколько раз. Новое пересыщение появляется при сильно изменении физико-химических параметров, т.е.:

• поступление вещества (при тектонической подвижке по трещине)

• сброс давления, следовательно, адиабатические снижение Т и значит пересыщение при открытие трещины.

1. ранняя генерация

2. следующая генерация – наросшие минералы, например скипитровидный кварц (рис. 4), флюорит путем многоглавого роста (рис. 5) часто сопровождается сменой цвета. Образование лежачих кристаллов кварца над друзой халцедона (рис. 6).

5. Зарождение на осколках.

При тектонических подвижках происходит появление осколков. Осклков- центр кристаллизации новой генерации. Таким образом, подвижки приводят к образованию многоглавых кристаллов (происходит регенерация кристаллов многоглавым ростом).

6. Зарождение на кристаллах другого минерального вида.

Например, зарождение кристаллов кварца на полевом шпате. Эпитаксия. Графические срастания. Рост кристаллов кварца на полевом шпате в определенной ориентировке из-за сходства структурных элементов.

Без сходства структурных элементов, например, на кальците кристаллизуется пирит (на вершинах и на ребрах повышенная концентрация примесей).

7. Зарождение на выходах дислокаций.

Винтовая и краевая дислокации. Образование ступенек энергетически выгодно. Дислокация возникает за счет частицы примеси.

8. Зарождение при участие организмов.

1. Сера самородная. Тиобактерии «едят» гипс. Сера как продукт жизнедеятельности бактерий. Затем эти кристаллы разрастаются.

2. Организмы, которые строят раковины.

3. Жемчуг (из пещинки).

Зональность и секториальность.

Зональность.

Всякая наружная зона более поздняя, чем внутренняя. В рудных кристаллах для установления зональности используется метод травления.

1. Зональность первого порядка. Грубая.

Обусловлена нестабильностью внешних условий, изменением состава среды (маточного раствора).

Внутри зональности первого порядка можно обнаружить зональность второго порядка.

2. Зональность второго порядка. Более тонкая, которая связана с ростом самого кристалла.

Зоны отличаются по сосотаву (по количеству поглащенных примесей, например, зональный плагиоклаз).

Секториальность .

Вследствие разной ретикулярной плотности граней происходит разное поглащение примесей. Каждая грань имеет свою пирамиду роста (рис. 7). Грань – поверхность перемещающаяся самой себе. След от перемещения – получается полосчатое строение.

Секториальность видна по изменению окраски.

У кристаллов бывает изогнутая поверхность. Причина этого в росте кристаллов: вся поверхность разбивается на участки (блочность). Такие болки могут обособляться и начинать расти как субиндивиды. Это явление называется расщеплением (причина – блочность.).

Это расщепление может быть многократным и приводить к сферообразованию кристаллов. Например, урановая смолка (почковидные). Начинается кристаллизация с октаэдра, но за счет расщепления становится сферой (сферокристалл).

Эволюция состава и формы кристалла в процессе роста.

Кристалл может расти, изменяя форму (грани появляются и исчезают). Появляются медленно растущие грани, т.к. эта плоская сетка принимает много примесей. Исчезают быстрорастущие грани (выклиниваются). Изменение формы кристалла связано с изменением состава питающей среды.

Ростовая скульптура, элементами которой являются бугорки, валики, ямки. Такие формы называются виценалями или акцессориями роста. Наиболее яркими проявлениями виценалий являются штриховки на поверхности кристаллов:

1. Комбинационная – когда на поверхности граней существуют площадки, отвечающие двум простым формам, например, на гранях пирита (см. рис. 9), кварца и сфалерита.

2. Двойниковая – состоит из швов межу индивидами двойника.

3. Индукционная – возникает на поверхности раздела двух одновременно растущих кристаллов. Эта штриховка не имеет закономерной кристаллографической ориентировки. Проявляется только на отпечатках кристаллов (рис. 10).

Кристаллы могут срастаться закономерно и не закономерно. В закономерных сростках один индивид может быть выведен из другого операциями симметрии.

Сростки:

1. автоэпитаксические – сростки одного и того же вещества.

Среди них выделяют двойники, скрученные кристаллы, расщепленные кристаллы, параллельные сростки.

2. гетероэпитаксические

Автоэпитаксические:

Двойникование.

Законом двойникования называют ориентировку двойниковых элементов симметрии по отношению к элементам симметрии кристаллов.

Двойникование – срастание двух или более индивидов в закономерном положении, так, что эти индивиды имеют общие элементы симметрии. Часто второй индивил приростае по плоской сетке. Двойник определяется двойниковой плоскостью и двойниковой осью. Например, диопсид и авгит (см. рис. 8). Двойниковая граница наиболее энергетически выгодна, входящий угол тоже. Рост двойников быстрее чем обычных индивидов. По этому они часто крупнее. Например, двойники у кварца: дофинейский (если сростание одноименных кварцев, матовые пятна на фоне блестящей поверхности граней), бразильский, японский (срастания по бипирамиде. Возникает входящий угол, по этому этот тип двойников более заметен, чем остальные).

Двойники у полевых шпатов. Осевые - элементом двойникования является ось вдоль которой происходит поворот индивида и срастание. Плоскостные – поворот по плоскости.

Двойники

1. Срастания (гипс, авгит, ставролит). Состоят из субиндивидов, «прилепленных» друг к другу.

2. Прорастания (флюоритовый закон (ромбоэдр через ромбоэдр, флиорит - киноварь); лопаритовый (куб через куб)). Часть кристаллов «протыкает» один из индивидов.

Двойники деформации = механические двойники.

Появляются при усилии, приложенном к кристаллу. У кальцита в основном двойники такого типа. По таким двойникам часто фиксируются тектонические подвижки.

По морфологии выделяют двойники: каленчатые, циклические - срастание нескольких коленчатых (рис.11), крестообразные (рис. 12), звездчатые (рис. 13).

Двойники, состоящие из множества двойниковых индивидов, в которых ориентировка повторятся через один, называются полисентетическими (рис.14).

Двойниковые элементы симметрии воздействуют с элементами симметрии кристаллов. По этому повышение симметрии кристалла.

Образование двойников:

1. ростовые двойники – двойники, у которых индивиды ориентируются закономерно на стадии зародышеобразования.

2. трансформационные двойники – возникают при изменение структуры минералов (например, при полиморфных переходах). Таким образом, возникают

В параллельном сростке кристалл является монокристаллом, состоящем из двух или более индивидов. Двойниковыми элементами симметрии являются: P, C, L2. Особенности ориентировки: двойниковые элементы симметрии не совпадают с элементами симметрии кристалла.