Причины кристаллизации минералов

Рассмотрим причины кристаллизации минералов.

1. Кристаллы зарождаются и растут в условиях критического пересыщения среды веществом будущих кристаллов. В природе оно может достигаться, например, в результате испарения растворителя (воды или др.). Так, многие природные соли, например, галит, сильвин, гипс, сидерит, ангидрит и др. нередко кристаллизуются после испарения воды в соленых водоемах – озерах и морских лагунах.

2. Кристаллизация может начаться при понижении температуры, например, лед, остывание и кристаллизация магматических расплавов. Также к примерам этого типа относятся явление раскристаллизации вулканической лавы и перекристаллизация пород. Такой процесс начинается с появлением отдельных минералов (затравок), которые становятся центрами кристаллизации – твердые частички укрупняются и на их месте появляются все более и более крупные зерна минералов. Зарождение кристаллов на затравках широко распространено в природе. Перекристаллизация с изменением температуры означает: а) перестройку структуры минерала при незначительном изменении его химического состава (например, изменение высокотемпературного кварца на низкотемпературный); б) изменение химического состава минералов при неизменности его структуры, например, в минералах группы плагиоклазов изменяется содержание анортитовой составляющей с увеличением температуры.

3. Кристаллизация в результате химических реакций. К этому типу относится метасоматическая перекристаллизация и образование гидрогелей. При метасоматической перекристаллизации, которая происходит, при просачивании горячих растворов через породы на месте одних минералов образуются другие, например, полевой шпат может превратиться в чешуйчатый агрегат мусковита и кварца. Также в результате химических реакций окисления, восстановления или других обменных реакций образуются твердые гидрогели – бывшие коллоиды. Однако данный процесс более сложен, поэтому привязывать его только к результату химических реакций будет неправильно. Образуются коллоиды в результате химических реакций в водных средах, приводящих к конденсированию молекул, это реакции окисления, восстановления. Эти реакции характерны для поверхностной части земной коры. Особое значение в образовании коллоидов имеют бактерии – биохимические процессы. Важно отметить, что дисперсионные частицы в коллоидах электрически заряжены, причем знак заряда одинаков для всех частиц данного коллоида, благодаря чему эти частицы отталкиваются друг от друга, они находятся во взвешенном состоянии в дисперсионной среде. Гидрогели образуются из коллоидов путем свертывания или, как говорят, их коагуляции, что выражается в появлении сгустков в водной среде. Процесс свертывания наступает только в том случае, когда в силу тех или иных причин дисперсные частицы теряют свой заряд, становясь электрически нейтральными. При этом они слипаются, становятся более тяжелыми и оседают под силой тяжести.

4. Особый тип зарождения кристаллов в природе – микробиологический. Например, зарождение кристаллов серы внутри клеток тионово-кислых бактерий в ходе их жизнедеятельности. Эти кристаллы микроскопического размера переходят в раствор, постепенно соединяются друг с другом и перекристаллизуются.

Уже зародившиеся кристаллы в дальнейшем растут при любом пересыщении раствора отличном от нуля. Реальная морфология кристаллов отражает условия их роста, т. е. физические условия среды минералообразования.