Зональный и секториальный рост минералов

Разные части в одном кристалле могут отличаться по химическому составу, плотности, магнитности и др. свойствам. Неодинаковость пирамид нарастания разных граней по содержанию химических примесей зависит от способности граней к поглощению примесей. Последнее обусловлено степенью структурного подобия смешивающихся компонентов и внешними условиями роста кристалла. Неодинаковое поглощение механических примесей связано с тем, что грани разных кристаллографических форм развивают разную кристаллизационную силу. Вследствие этого одни грани могут поглощать включения, тогда как другие будут их отталкивать Например, в гипсе – глинистые частицы образуют «песочные часы».

Кристаллы топаза иногда двухцветные: грани m, оранжево-красные, коричневато-розовые, т.к. эти грани (пирамиды роста) интенсивно поглощают трехвалентное железо, а грани i – голубые, т.к. поглощают двухвалентное железо. Если ребра более интенсивно, чем грани поглощают железо, то получаются прослои более темного цвета.

Расщепленные кристаллы

Кристаллы некоторых минералов иногда имеют своеобразную морфологию: они расщеплены, при этом каждый субиндивид («отщепина») слегка отогнуты от основного тела кристалла – это сразу и монокристалл, и агрегат кристаллов (сноповидные образования кварца, розочки гематита и т.д.).

Расщепление кристаллов вызывается разными причинами. 1) микрочастицы, адсорбирующиеся поверхностью кристалла (т.е. не отталкивающиеся растущим кристаллом). Размер этих чужеродных частиц соизмерим с толщиной слоя нарастания кристалла и даже меньше его. Слой, видимо надвигается на частицу и отклоняясь в сторону, продолжает расти как самостоятельный индивид. Отщепление повторяется и постепенно из наиболее крупных субиндивидов формируется «веер или сноп расходящихся кристаллов.

2) расщепление происходит у царапин, границ двойников и микроблоков.

Расщепленный рост нередко наблюдается у минералов быстро остывающих вулканических пород, у многих минералов гидротермальных жил, при быстрой кристаллизации из поверхностных растворов или из пара (ледяные узоры на окнах). Расщепляются грани не всех простых форм, развитых на кристалле. У пластинчатых, таблитчатых кристаллов гематита расщепляются только грани базопинакоида, у кристаллов гипса – грани пинакоида, у галенита – грани куба, у кварца – грани призмы. В результате формируются расщепленные кристаллы разной морфологии – розетки, розочки, сноповидные образования, мозаичные блок-кристаллы, паркетчатые кристаллы и т.д. Нередко расщепление проявляется только в начале кристаллизации. В таком случае вслед за расщеплением идет рост обычных кристаллов. Тогда получаются разнообразные радиально-лучистые агрегаты кристаллов: пучки, связки, солнца (турмалин).

 

 

Заключительные стадии онтогении индивидов

 

Три основные стадии в жизни (онтогении) индивида – зарождение, рост и изменение (до разрушения) – редко происходят последовательно. Зарождение неизменно переходит в рост, а рост может с самого начала сопровождаться механическими, химическими и др. изменениями. Деформации и химические изменения часто делают некондиционными некоторые виды полезных ископаемых (драгоценных и поделочных камней, асбеста, слюд и т.д.). В других случаях, напротив, благодаря изменениям улучшается качество полезного ископаемого (цветные мраморы).

 

Механические деформации

Механические деформации имеют огромное значение, т.к. возникает масса трещин, по которым перемещаются минералообразующие растворы. Нередко химические реакции образования и преобразования минералов начинаются и заканчиваются «по команде» деформирующих сил.

Изменение формы и внутреннего строения минералов связаны с пластическими и хрупкими деформациями.

Пластические деформации вызывают изменение формы минералов под влиянием приложенной силы без нарушения сплошности кристаллов. Это изменение формы сохраняется после прекращения действия силы. Пластические деформации проявляются в виде скольжения, двойникования и блокования. Скольжение представляет собой параллельное перемещение слоев кристалла (слоев атомов) под влиянием силы. В начале под влиянием приложенной силы в каком-либо слое атомов возникает смещение с образованием дислокации. Дислокация постепенно перемещается по кристаллу и выходит из него на другой стороне. В результате одна часть кристалла оказывается перемещенной, сдвинутой относительно другой части. Скольжение характерно для значительного числа минералов. Хорошей иллюстрацией является галенит, у которого штрихи скольжения можно увидеть с помощью лупы на сколах по спайности.

Двойникование – перемещение частей кристалла под влиянием приложенной силы без нарушения сплошности кристаллов, подчиняющееся тому или иному двойниковому закону. Этим оно отличается от блокования, где блоки расположены не закономерно. При механическом двойниковании частицы кристалла, перемещаясь, изменяют свою ориентировку, поворачиваясь на 180º вокруг двойниковой плоскости или двойниковой оси. Двойникование не сразу захватывает всю переходящую в новое положение часть кристалла. Сначала в одной из точек структуры появляется зародыш двойника, и за счет перехода атомов в новое положение создаются дислокации, а затем двойник постепенно распространяется по кристаллу. В природе механическое двойникование обычно получается полисинтетическим.

Морфологические признаки пластических деформаций индивидов дают информацию для определения основных направлений давления и других факторов, для характеристики причин деформаций.

Блокование – в результате деформации в кристалле возникают блоки, повернутые относительно друг друга и в целом кристалла. Кристалл деформируется, но сплошность его сохраняется. Сохранение сплошности говорит о том, что кристаллические решетки отдельных блоков непрерывно соединяются друг с другом. В пределах каждого из блоков кристаллическая решетка остается неискаженной. Величина блоков разнообразна (от субмикроскопических до мм - см), как и их форма (клинья, пластины, изометрические). Блокирование монокристаллов является одним из элементарных механизмов перекристаллизации, с которой часто начинается структурная перестройка минеральных агрегатов.

 

Хрупкие деформации

Хрупкие деформации в минералах разделяют их индивиды на части в результате действия сил. Последние могут быть внешними по отношению к индивиду (например, деформации при возникновении зоны брекчирования) или внутренними (например, растрескивание индивида при полиморфных превращениях, дегидратации и т.д.). Встречаются два типа хрупких деформаций – разрыв и скалывание – комбинация которых и составляет основу разнообразных проявлений хрупких деформаций.

Разрыв. Этот тип деформаций состоит в разделении индивида на части и их раздвигании. В кристаллических минералах разрыв происходит преимущественно по плоскостям спайности, либо по поверхности излома, по двойниковым швам. Разрыв и дальнейшее раздвижение разорванных частей может произойти при растягивании кристалла. Например, если кристалл заключен в пластичном материале, испытывающем сжатие и растекание в стороны. Разрыв может быть вызван явлениями, происходящими внутри кристалла и обуславливающими увеличение или уменьшение объема. При уменьшении объема – растрескивается сам индивид, а при увеличении объема – окружающие его минералы. Например, растрескивание пирита от точечных включений в нем циркона, уранинита.

Скалывание - это разделение тела на части путем перемещения отдельных его частей вдоль поверхности скалывания под влиянием силы, действующей параллельно поверхности скалывания. Чаще всего происходит по плоскостям спайности.

Разрывные и сколовые деформации обычно предшествуют химическим изменениям. Благодаря возникновению трещин разрыва и скола индивид становится беззащитным к действию гидротермальных растворов.