Лекции по генетической минералогии (стр. 15 )

Одномерные линейные дефекты - дислокации - линии, вдоль или вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей. Еще раз фото - оливин! Дислокации краевые и винтовые. Краевая - дефект, на котором обрывается сетка или группа сеток в кристалле. Винтовая - дефект, вдоль оси которого все атомы или ионы как бы расположены по винтообразной поверхности, плоские сетки в области винтовой дислокации закручиваются вокруг ее оси. И краевые, и винтовые дислокации раз возникнув, не могут заканчиваться в объёме кристалла,- они выходят на его поверхность или замыкаются вокруг кристалла. Замыкаясь в кристалле, дислокации образуют петли. Направления дислокаций обычно находятся в плоскостях с малыми индексами. Так, для слюд главные направления осей дислокаций [010] и [110] (параллельно лучам фигуры удара) и [100] и [130] (параллельно лучам фигуры давления). Вдоль оси дислокации могут присутствовать полые каналы, заполненные примесями. В ряде случаев частицы примеси декорируют дислокации. Классическим примером естественного декорирования дислокационной структуры слюды мелкими газовыми включениями CO2 является ковдорский флогопит. Узоры на плоскостях спайности флогопита обусловлены скоплениями газовых пузырьков вдоль осей винтовых дислокаций (точечные сгустки) и краевых дислокаций (линейные скопления включений - лучи). По направлению этих лучей можно определять направления преимущественного роста кристаллов! Радиационные дефекты возникают под действием электронного, нейтронного или g-излучения. Треки - представляют скопления точечных дефектов (дефекты по Френкелю) вдоль траектории осколков ядер радиоактивных элементов,- ионы просто сметены со своих мест. Длина треков обычно n - n 10 микрон, поперечник области возмущения = аморфизации вещества около 1 мкм. По числу треков судят о концентрации радиоактивных элементов в минералах, вулканических стеклах. Определив концентрацию U, Th, K и число треков, можно подсчитать возраст данного минерала, точнее возраст "закрытия" радиоактивной системы данного минерала ниже какой-то Т (которая индивидуальна для каждого минерала). Эти данные позволяют оценивать реальные скорости охлаждения - воздымания горно-складчатых и иных областей по результатам изучения треков деления в серии минералов - слюды, амфиболы, циркон, апатит, сфен...

Двумерные дефекты. К ним относятся поверхности контакта кристаллов с газами и жидкостями, границы между сросшимися кристаллами одного и того же или разных минералов, двойниковые плоскости, границы слабо разориентированных блоков одного кристалла, а также дефекты упаковки, сетки дислокаций. Вдоль двумерного дефекта взаимное расположение строительных единиц кристалла искажено по сравнению с объемным расположением частиц. Деформированность частиц, связанная с неполной компенсацией их зарядов, ведёт к повышенной химической активности этих частиц, что позволяет травлением относительно легко выявлять двумерные дефекты, выходящие на поверхность кристалла. Нередко они могут быть обнаружены и под оптическим микроскопом.

Дефекты упаковки. Поверхность, вдоль которой нарушена нормальная последовательность атомных слоев, - дефект упаковки. Простейший пример дефекта упаковки - нарушение последовательности слоев (вновь - фото структуры бабингтонита). Например, в кубической решетке (abcabc) с местным образованием гексагональной упаковки (abab): abcabc/abab/abcabc. Это - дефект упаковки внедрения. Возможно и отсутствие одного или нескольких слоев в закономерной их последовательности - дефекты упаковки вычитания. К дефектам упаковки относятся также антифазные границы в упорядоченных сплавах, т. е. такие границы, при переходе через которые резко изменяется порядок в расположении атомов. В результате структура кристалла представляет последовательность доменов с различным типом структуры - рис. 1.25 - AuCu - II - Петров+Краснова, стр. 22.

Обмен частицами разного сорта в бинарных или поликомпонентных соединениях приводит к образованию дефектов антиструктурных = антифазных; такие дефекты характерны для интерметаллических соединений - в AuCu - рис. 1.24 - 1.26 - Петров+Краснова, стр. 22-23. Электронно - микроскопические снимки антифазных доменов в гемоильмените, анортите.

Трёхмерные дефекты. К трёхмерным дефектам относят участки кристалла или сильно разориентированные относительно остальной его части или заполненные посторонним веществом - лакуны.

Псевдоморфозы

Содержание термина отражает противоречие между формой и содержанием минерального тела. Форма первичного минерала (протоминерала) заполняется иным содержанием – новообразованиями иного минерала или нескольких минералов. Иногда бытует термин отрицательная псевдоморфоза для полых образований. Псевдоморфозы – продукты химического и физическоского изменения индивидов протоминералов, а также агрегатов протоминералов и фоссилизации органических остатков с сохранением их формы и размера. Изучение псевдоморфоз зачастую лежит в основе исследования процессов рудогенеза – таких как процессы образования метасоматитов. Именно псевдоморфный характер этих процессов обусловил то, что эти процессы происходят при постоянном объёме (правило или закон Вальтера Линдгрена). Грандиозный масштаб явлений псевдоморфизации. Форма значительно более устойчива, чем содержание.

Псевдоморфозы превращения = параморфозы. Истинные псевдоморфозы мономинеральные, полиминеральные, аггрегативные, полые (контурные), частичные и полные…

ОНТОГЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

АГРЕГАТЫ

В природе отдельные кристаллы встречаются редко. Более распростра-нены их различные срастания - агрегаты. Минеральный агрегат есть сово-купность соприкасающихся минеральных индивидов, жёстко закреплённых друг относительно друга в пространстве. Простые минеральные агрегаты состоят из синхронно выросших индивидов. Сложные минеральные агрегаты - из синхронно и последовательно выросших агрегатов. Структура минерального агрегата = его строение определяются формой, размерами и взаимными отношениями слагающих его индивидов. Текстура минерального агрегата (термин имеет двойную смысловую нагрузку) - в минералогии, кристаллохимиии и материаловедении - направление кристаллографической ориентировки слагающих его индивидов; в петрографии и учении о полезных ископаемых - иное, известное Вам.

Монокристальный индивид ( в том числе кристалл с дислокациями и скелетный кристалл) представляют собой кристаллическое пространство, которое можно "обойти", оперируя законами пространственной решётки. Из одного индивида в другой нельзя перейти по соображениям симметрии, но и потому, что индивиды ограничены поверхностью раздела - дислокационной границей или другим нарушением непрерывности. Расщепляющийся в сферолит кристалл является до тех пор "индивидом" = сферокристаллом, пока все слагающие его лучи связаны непрерывно в одно целое, позволяя обойти (хотя и с повторением хода) весь индивид. Как только в результате расщепления отдельные участки кристалла полностью отграничатся пространственно от остальных частей, он превращается в агрегат - сферолит. В качестве критерия для выделения минерального агрегата принимается пространственная обособленность и структурно-текстурное равенство слагающих агрегат индивидов. Связь индивид - агрегат относительная, они относятся один к другому как часть к целому. Любой агрегат состоит из индивидов минералов и, в тоже время, является составной частью агрегата более высокого порядка, выступая в нём как индивид. Агрегаты - это надкристаллические формы организации вещества атомов молекул.

Форма минеральных агрегатов в значительной степени зависит от размера индивидов. Минеральные агрегаты зернистые - крупно-, средне-, мелкозернистые и плотные = тонкозернистые. Минеральные агрегат параллельно-шестоватые, лучистые, радиально-лучистые, листоватые, концентрические, сферолитовые. Скопления сферолитов или оолитов МА - оолитовые, пизолитовые, сферолитовые агрегаты. В трещинах горных пород и на их поверхности часто развиты древовидные - дендритовые поликристал-лические МА. В открытых полостях - сталактитовые, гроздевидные, почковидные МА.

Рост минеральных агрегатов

Минеральные агрегаты, как и индивиды минералов, проходят стадии зарождения, роста и изменения.

Ортотропизм = рост кристаллов преимущественно в направлении, перпендикулярном к плоскости или линии его зарождения. Причина ортотропизма чисто геометрическая: кристаллы растут произвольно в стороны только до тех пор, пока не приходят в соприкосновение друг с другом. В дальнейшем в ходе геометрического отбора выживают те их них, для которых направление максимальной скорости роста расположено перпендикулярно к субстрату. В конечном итоге после отбора остаются индивиды, образующие параллельно-шестоватые агрегаты, рост которых может продолжаться бесконечно. Стадии роста - отдельными кристаллами, друзовая, параллельно-шестоватые агрегаты. Процесс образования друз - не завершённый процесс заполнения пространства кристаллами. Рост может остановиться на любой стадии.

При росте на неровной поверхности субстрата тенденция к геомет-рическому отбору увеличивается как за счёт отсутствия преимущественной ориентировки зародышей, так и за счёт неодинакового их расположения в пространстве, благодаря чему более высоко расположенные зародыши оказываются в более выгодном положении.

Образованные таким образом параллельно-шестоватые агрегаты 1 типа по - агрегаты возникшие в условиях относительно свободного роста на подложке - субстрате (в расплавах, в растворах) в полостях, когда скорость роста минерального агрегата меньше скорости раскрытия этой полости. Способ питания растущих кристаллов со стороны их головок. Рост обычно симметричный по обеим сторонам жильной трещины.

Итак, признаки параллельно-шестоватых агрегатов 1 типа: в основании зона геометрического отбора; одинаковая ориентировка кристаллов в парал-лельно-шестоватой зоне, то есть в направлении наибольшей скорости роста; эта зона покрыта выставляющимися из агрегата головками кристаллов - у кварца это вершины ромбоэдров.

Выявление зон геометрического отбора важно, поскольку становится ясен механизм роста данного минерального агрегата (кристаллизация в открытом пространстве) и направление роста минерального агрегата, то есть последовательность кристаллизации.