Лекция 5

Морфология кристаллов. Закон постоянства гранных углов. Двойниковые сростки кристаллов. Пирамиды и зоны роста. Микрорельеф поверхности кристалла. Расщепленные кристаллы, дендриты, скелетные кристаллы, метасомы, пойкилосомы. Включения в кристаллы и их типы. Морфология минералов (облик и габитус минералов). Агрегаты кристаллов. Физические и химические свойства минералов.

Морфология кристаллов Закон постоянства гранных углов

В природе кристаллы чаще всего растут в стесненных условиях – в трещинах, внутри пор и других полостей, под давлением вышележащих пород. Также часто они растут при неравномерной диффузии вещества к его разным частям. Также они растут в твердой среде путем химического замещения зерен других минералов.

Поэтому часто форма образующихся кристаллов не идеальна и они часто не похожи сами на себя – их трудно узнать. Однако рост кристаллов из раствора происходит за счет параллельного наложения новых плоских сеток их кристаллической структуры, поэтому углы между одинаковыми гранями всегда остаются неизменными. Этот закон называется законом постоянства гранных углов. Он был установлен Н. Стено в 1669 г. по кристаллам кварца и гематита. Существует прибор – гониометр, которым измеряют углы между гранями.

Двойниковые сростки кристаллов

Для некоторых минералов характерно образование не только одиночных кристаллов, но и их двойниковых сростков, или двойников. Таковы полевые шпаты, рутил, касситерит, ставролит, гипс и другие.

Сложное образование из нескольких кристаллов одного и того же вещества, каждый из которых связан со всеми другими определенными кристаллографическими закономерностями, называется двойником.

В двойниках, в отличие от случайных сростков, минералы срастаются по определенным плоскостям (одинаковым плоским сеткам). Геометрически индивиды в двойнике можно мысленно совместить друг с другом либо отражением в плоскости симметрии, либо поворотом вокруг оси симметрии. Характер взаимной ориентировки индивидов двойника определяется законом двойникования. Эти законы часто имеют названия, в которых отражена либо характерная форма двойника (коленчатый), либо какое-нибудь географическое название местности, где впервые были найдены двойники такого типа (японский, бразильский), либо название минерала, для которого характерно двойникование по такому закону (альбитовый). Многие из главных породообразующих минералов – ортоклаз, микроклин, плагиоклаз, кальцит – встречаются чаще всего в виде двойников. Для некоторых минералов двойники более распространены, чем несдвойникованные кристаллы (плагиоклазы, микроклин).

Двойники могут быть простыми и сложными. Простые двойники образуются парой кристаллов. Сложные (или полисинтетические) образуются многократно повторяющимися индивидами.

Существуют двойники срастанияидвойники прорастания. Первые разграничены плоскостью срастания (рис. 4, в–д). Вторые как бы обрастают друг друга, либо насквозь проникают друг друга, соприкасаясь друг с другом по сложной извилистой (ступенчатой поверхности) (рис. 4, а–б). Двойникование несколько изменяет физические свойства кристаллов. Во многих веществах наблюдается способность легко раскалываться по двойниковым плоскостям. Действительно, при двойниковании часто возникает отдельность, иногда очень похожая на спайность. Так, например, в несдвойникованных кристаллах корунда спайность отсутствует, но для полисинтетических двойников этого минерала весьма характерна прекрасная отдельность. Двойникование или способность к двойникованию могут либо благоприятствовать, либо, наоборот, препятствовать промышленному применению какого-либо минерала или искусственного материала. Так, например, в некоторых металлах присутствие двойников весьма желательно, т. к. при этом существенно повышается их пластичность (ковкость). И наоборот, двойникование кристаллов кварца исключает возможность их применения в качестве материала для оптических линз и для осцилляторов, т. к. исчезает их пьезоэффект из-за изменения симметрии кристалла.

а б в г д

Рис. 4Способы двойникования: а – двойник прорастания ставролита; б – двойник прорастания флюорита; в – коленчатый двойник срастания касситерита; г – двойник срастания ортоклаза; д – двойник срастания гипса (по Х. Батти, А.Принг, 2001).