Геометрические комбинации индивидов

Среди геометрических комбинаций индивидов выделяют эпитаксии, параллельные сростки и двойники.

Эпитаксия - закономерно ориентированное нарастание одного минерала на другой. Представление об эпитаксии дают рис. 1.30и 1.31, из которых видно, что наросшие кристаллы одного минерала одинаково ориентированы на индивиде-основании другого минерала - «матрицы». Этим эпитаксические срастания отличаются от обычных, незакономерных сростков минералов, в которых взаимная ориентировка зерен случайна, произвольна.

Эпитаксические нарастания халькопирита на тетраэдрит (а) и кварца на полевой шпат (б) [26]

Рис. 1.30. Эпитаксические нарастания халькопирита на тетраэдрит (а) и кварца на полевой шпат (б) [26]

Эпитаксическое срастание может образоваться двумя способами. Один способ - это ориентирование кристаллика в процессе его зарождения на поверхности минерала-матрицы, играющего в данном случае роль своеобразного катализатора зарождения. Другой способ заключается в самостоятельном возникновении зародыша и ориентировании его в тот момент, когда зародыш оседает на грань матрицы. Зародившийся кристаллик разрастается преимущественно вдоль матрицы, вследствие чего приобретает вытянутый или уплощенный облик и может в конце концов покрыть матрицу сплошной «рубашкой».

Эпитаксия кварца (более темные призматические кристаллы) на полевом шпате (светлое с желтоватым оттенком) [72]

Рис. 1.31. Эпитаксия кварца (более темные призматические кристаллы) на полевом шпате (светлое с желтоватым оттенком) [72]

Широко известны ориентированные срастания индивидов одного минерала - автоэпитаксия. Пример такого срастания - скипетровидный кристалл кварца (рис. 1.32). Суть автоэпитаксии в том, что на ранее сформировавшемся кристалле зарождаются и растут кристаллы нового поколения того же самого минерала. Автоэпитаксические сростки, кроме кварца, известны для многих других минералов, например апатита таблитчатого облика из минерализованных трещин.

Скипетровидный кристалл кварца [26]

Рис. 1.32. Скипетровидный кристалл кварца [26]

При автоэпитаксии кристаллическая структура младшего минерала индивида продолжает структуру старшего от момента образования минерала, и обе формы составляют в сущности один кристалл. При этом все элементы структур индивидов расположены соответственно параллельно, вследствие чего одинаково ориентированы и элементы огра- нения - грани, ребра, вершины.

Автоэпитаксия - частный случай параллельного срастания. Параллельное срастание - термин сугубо морфологический; он обозначает сросток параллельно ориентированных кристаллов независимо от причины такого ориентирования. Параллельные срастания возникают по разным причинам. Например, параллельные срастания могут образовываться при одинаковой ориентировке нескольких индивидов, эпитаксически нарастающих на одну матрицу, или из-за разделения кристаллов по спайным направлениям. Пример параллельного срастания приведен на рис. 1.33. Для иллюстрации того, что на рисунке действительно параллельный сросток, в нижней части рисунка приведена проекция образца с торца - шестиугольники поперечных сечений кристаллов ориентированы одинаково.

Параллельный сросток кварца [26]

Рис. 1.33. Параллельный сросток кварца [26]

Кристаллические двойники. Как и параллельные сростки, двойники относятся к закономерным срастаниям одного минерального вида. И в двойниках, и параллельных сростках поверхность срастания принадлежит одновременно одинаковым плоским сеткам обоих индивидов. Но если в параллельных сростках структуры индивидов по обе стороны поверхности срастания продолжают друг друга и получаются одна из другой параллельным переносом, то в двойниках структуры индивидов связаны осевой или зеркальной симметрией. Иллюстрация этого положения приведена на рис. 1.34.

На рис. 1.34, а изображена структура одиночного кристалла. Введем плоскость симметрии, перпендикулярную чертежу и пересекающую его по линии АА'. Выполнив зеркальное отражение левой части структуры, получим структуру двойника - рис. 1.34, 6. Структура двойника получится и в том случае, если прямой АА ’ придать функцию оси симметрии второго порядка.

В двойниках соединены по меньшей мере два индивида одного минерального вида. На поверхности их сопряжения лежат частицы, общие для одинаковых плоских сеток того и другого индивида. В двойниках появляются дополнительные элементы симметрии к тем, которыми обладали одиночные индивиды до двойникования. Например, до двойникования (рис. 1.34, а), индивид обладал элементами симметрии СС и ВВ'. В результате двойникования появился новый элемент симметрии АА’ (рис. 1.34, б). Поэтому симметрия двойников всегда выше симметрии составляющих их индивидов. Новым элементом симметрии будет либо двойниковая ось, либо двойниковая плоскость.

Взаимная ориентировка индивидов называется законом двойникования. Один минерал может двойниковаться по разным законам, но в пределах каждого закона ориентировка индивидов всегда одинакова. Закон двойникования обозначается символом срастающихся плоских сеток - граней, например, «двойник по (010)». Наиболее распространенные законы двойникования имеют свои названия - обычно по названию минерала или места первой находки, например, шпинелевый двойник, карлсбадский двойник и т. д. Законов двойникования много. В геологии они используются в специальных исследованиях, например, для реконструкции условий образования минерала.

Кристаллические структуры одиночного кристалла (а) и двойника (б) [26]

Рис. 1.34. Кристаллические структуры одиночного кристалла (а) и двойника (б) [26]

Двойники срастания (а) и прорастания (б) тетраэдров [26]

Рис. 1.35. Двойники срастания (а) и прорастания (б) тетраэдров [26]

В двойниках срастания (или контактных) индивиды расположены по разные стороны от плоскости срастания (рис. 1.35, а); в двойниках прорастания (или проникновения) индивиды как бы пронизывают друг друга (рис. 1.35, б). При повторном двойниковании получаются коленчатые и циклические двойники (рис. 1.36, а:), тройники, четверники и другие формы (рис. 1.36, в-и). В полисинтетических двойниках плоскости срастания параллельны друг другу; когда индивиды имеют пластинчатую форму, двойник напоминает колоду карт, в которой каждая карта перевернута относительно соседних (рис. 1.36, б).

Отличия двойников от обычных кристаллов и сростков. В двойниках одни элементы огранения индивидов параллельны, а другие перевернуты, обращены. Это и есть главная примета двойников. Индивиды в них огранены одинаково и в каждом законе двойникования расположены под строго определенным углом друг к другу. На поверхности многих двойников имеются входящие углы (свойственные также и параллельным сросткам) и двойниковые швы - границы индивидов на изломах и гранях, например рис. 1.36, з, и.

Логика кристаллизации обусловливает объективные предпосылки двойникования. Входящие углы двойников выполняют роль ступени, на которой осаждение частиц облегчено по сравнению с гладкой гранью. Отсюда двойникование - один из способов, которым кристалл обеспечивает свой рост.

Примеры кристаллических двойников [26]

Рис. 1.36. Примеры кристаллических двойников [26]: а - циклический вось- мерник рутила; б - полисинтетический альбитовый двойник плагиоклаза; в - двойник прорастания флюорита; г - «железный крест» - двойник прорастания пирита; д - двойник срастания касситерита; е - «арагонитовый» тройник церуссита; ж - двойник прорастания ставролита, з - двойник срастания кальцита; и - «ласточкин хвост» - двойник срастания гипса

Механическое двойникование кальцита [26]

Рис. 1.37. Механическое двойникование кальцита [26]: а - кристалл до двойникования; б - кристалл после двойникования

Очень часто причиной двойникования является механическое давление. Двойникование позволяет кристаллическим индивидам за счет деформации до некоторой степени приспособиться к давлению, частично компенсировать механические напряжения (рис. 1.37). Так образуются некоторые двойники кальцита и доломита (в том числе и полисинтетические) в зернах мраморов и метаморфизованных, перемятых известняков.

При двойниковании среда кристаллизации как система реализует общий закон для всех находящихся в неравновесном состоянии систем - закон минимизации свободной энергии.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >