title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Сростки кристаллов

Сростки кристаллов

Кристаллы очень редко бывают одиночными, чаще они образуют сростки. Различают два вида сростков: закономерные и случайные; среди первых выделяются параллельные сростки, двойники и эпитаксические сростки.
Параллельные сростки. Параллельными сростками называются такие срастания кристаллов минералов, в которых все грани первого кристалла параллельны соответствующим граням второго. Среди параллельных сростков различают два типа: 1) срастающиеся индивиды равны между собой, более или менее резко отделяются один от другого и располагаются рядом; 2) сросшиеся индивиды не равны между собой и как бы сливаются друг с другом, причем один индивид окружает другой.
Примером параллельных сростков первого типа являются сростки аргентита (Ag2S), примером срастаний второго типа может быть скипетровидный кварц, шестиугольные шестоватые кристаллы которого на концах усажены более толстыми кристаллами кварца, находящимися к первым в параллельном положении.
Зональные кристаллы, в которых наружный слой полностью повторяет внутренний, часто являются параллельными сростками второго типа.
Параллельными сростками также являются агрегаты шестоватых кристаллов, которые на концах составлены из тонких кристаллов, расположенных параллельно, причем каждый такой кристалл заканчивается как бы волокнистым пуком. Такие параллельные сростки часто наблюдаются у шестоватых кристаллов кварца (SiO2), диопсида — CaMg[Si2O6], эпидота — Са2(Аl, Fe)3(OH)O[Si2O7][SiO4] и др. Такие образования по внешнему виду можно сравнить с кистью.
Двойники. Двойниками называются закономерные срастания двух кристаллов одного и того же минерала, в которых один индивид может быть выведен из другого отражением в плоскости, поворотом на 180° вокруг оси или посредством инверсии. В зависимости от количества сросшихся в двойниковом положении индивидов различают тройники, четверники, пятерники и т. д.
Элементы симметрии, с помощью которых один индивид двойника переводится в положение другого, называются двойниковыми элементами. К ним относятся двойниковая плоскость, двойниковая ось и двойниковый центр.
Двойниковые элементы не могут совпадать с элементами симметрии индивида, так как последние переводят индивид в параллельное положение, а не в двойниковое.
Граница раздела между сросшимися кристаллами двойника называется плоскостью или поверхностью срастания, а видимый след этой поверхности при описании микроскопических препаратов — двойниковым швом. Плоскость срастания может совпадать с двойниковой плоскостью и тогда она является плоскостью симметрии всего двойникового сростка, но может и не совпадать с ней.
Двойники образуются при росте кристалла (двойники роста), под влиянием механических воздействий (механические двойники) и при переходе из одной модификации в другую.
При образовании двойников роста можно выделить следующие три случая: а) двойникование происходит одновременно с образованием первых зародышей кристаллов. В этом случае оба индивида будут иметь примерно одинаковые размеры; б) образование двойника происходит во время роста кристалла, который уже достиг определенных размеров; в) формирование двойника происходит под воздействием ориентированного срастания ранее образованных кристаллов.
Грань, на которой начинается двойникование (нарастание слоя в двойниковом положении), называется плоскостью композиции. Если эта плоско-кость совпадает с двойниковой плоскостью, то грани, сходящиеся на двойниковой границе, принадлежат одной и той же простой форме и, следовательно, при росте двойника имеют одинаковые скорости перемещения. В этом случае образуются двойники срастания.
Если композиционная плоскость не совпадает с двойниковой плоскостью (в этом случае она не является плоскостью симметрии двойника), то она не остается параллельной первоначальному направлению и тогда один индивид получает возможность опережать (обрастать) другого, в результате чего образуется двойник прорастания.
Наряду с простыми двойниками, когда в срастании участвуют два индивида, широко распространены так называемые полисинтетические двойники. В них каждые два соседних индивида находятся в двойниковом положении, а индивиды, следующие через один, являются взаимно параллельными.
Полисинтетическое строение четко выступает в непрозрачных рудных минералах при протравливании кислотами их полированной поверхности, а в прозрачных минералах — в тонких шлифах под микроскопом.
Для некоторых минералов двойники настолько характерны, что способы срастания индивидов получили специальные названия законов (табл. 20).

Иногда несколько индивидов срастается по различным законам, образуя сложный двойник. Довольно часто полисинтетическое или сложное двойникование приводит к образованию форм высшей симметрии. Такие двойники называются миметическими.
Миметическими можно назвать тройники ромбических карбонатов — церуссита — Pb[CO3], витерита — Ba[CO3], которые имеют псевдогексагональный габитус, а также псевдоромбододекаэдрические кристаллы филлипсита — (K2,Ca)[Al2Si6O16], образованные в результате двойникования моноклинных кристаллов.
По внешнему виду выделяют двойники коленчатые, клиновидные, звездчатые и т. п.
Двойники в подавляющем большинстве случаев отличаются от одновременно образовавшихся с ними монокристаллов размерами (двойники имеют большие размеры), внешним видом и наличием или отсутствием тех или иных граней.
Входящие углы на двойниковой границе являются источниками слоев роста. Это приводит к увеличению скорости перемещения соответственных граней. Поэтому часто двойники уплощены по плоскости срастания или вытянуты вдоль двойниковой оси. Как следствие увеличения скоростей роста двойники больше монокристаллов, что, в свою очередь, сказывается и на их огранении.
Среди причин, влияющих на возникновение двойников, следует отметить структурно-геометрические и физико-химические. Известно, что одни минералы вообще не образуют двойников, другие почти всегда сдвойникованы, третьи встречаются как в виде двойников, так и монокристаллов. Экспериментально установлено, что двойники образуются только при определенных превышениях параметров кристаллизации. Образованию двойников благоприятствует наличие примесей.
И.И. Шафрановский с сотрудниками на основании геометрических выводов установил 1021 закон двойникования, из которых 598 падает на двойники срастания и 423 на двойники прорастания.
Эпитаксические сростки. Эпитаксическими сростками в отличие от двойников и параллельных сростков называются срастания двух различных минералов, в которых хотя бы некоторые кристаллографические элементы оказываются параллельными. Сростки возникают таким образом, что на минерал-основание сверху нарастает другой минерал, образующий с ним срастание. Оба минерала расположены по отношению друг к другу в определенном порядке, который выражается во взаимной параллельности некоторых граней и ребер. В эпитаксических сростках параллельные грани отдельных индивидов чаще всего имеют различное кристаллографическое значение, так как сами срастающиеся минералы часто принадлежат к различным сингониям.
По происхождению закономерные сростки разных минералов разделяют на такие группы: 1) первичные срастания, возникающие при одновременном росте индивидов или при их последовательном нарастании; 2) срастания, возникающие при распаде твердых растворов; 3) вторичные срастания, образующиеся при замещении. Наиболее развиты закономерные срастания первых двух групп. Примером первичных срастаний является нарастание кристаллов халькопирита на тетраэдрит: на гекстетраэдрических кристаллах тетраэдрита кубической сингонии (Cu10Cu2)12S[SbS3]4 нарастают тетрагонально-тетраэдрические кристаллы халькопирита (CuFeS2), при этом единственная четверная ось симметрии халькопирита совпадает с одной из трех четверных осей тетраэдрита.
Первичные эпитаксические срастания наблюдаются у таких минералов, как самарскит и колумбит, а также у кварца и полевого шпата, являющихся типичными для так называемых пегматитовых образований.

В пегматитовых образованиях на друзы кристаллов ортоклаза — K[AlSi3O8] нарастают кристаллы кварца. В схематическом виде это явление показано на рис. 44. Кристаллы кварца наросли на грани ортоклаза таким образом, что в общем создают рисунки правильной диагональной решетки. Правильность срастания заключается в совпадении призматического ребра ортоклаза и ребра между соседними гранями ромбоэдров кварца.
При первичных срастаниях взаимная ориентировка кристаллов относительно друг друга определяется при их зарождении. При этом для возникновения закономерных сростков кристалл-основание должен образоваться несколько раньше, чем нарастающий на него кристалл другого минерала.
Срастания, возникающие во время распада твердых растворов, являются следствием того, что минералы, обладая при высоких температурах способностью растворять значительные количества различных элементов, с понижением температуры теряют эту способность и распадаются. Образующиеся в результате распада минералы часто имеют пластинчатые или дисковидные формы, которые располагаются параллельно кристаллографическим элементам минерала-основания. Подобные явления особенно часты для магнетита из магматических месторождений, с которым образуют срастания шпинель, пирротин и другие минералы.
К эпитаксическим срастаниям, возникающим в результате распада твердых растворов, должны быть отнесены так называемые пертитовые вростки альбита — Na[AlSi3O8] в ортоклазе и микроклине — K[AlSi3O8], изображенные на рис. 45. Калиевые полевые шпаты (ортоклаз и микроклин) при высоких температурах (выше 900° С) растворяют большое количество частиц натриевого шпата (альбита). При понижении температуры происходит распад этих твердых растворов, в результате которого альбит прорастает калиевый полевой шпат. На рис. 45 видно, что срастающиеся между собой минералы имеют параллельную ориентировку относительно друг друга. Их грани (010), а также оси призматической зоны совпадают.
Сростки кристаллов

Примером эпитаксических срастаний, возникающих в результате замещения, могут служить срастания биотита и мусковита с взаимно параллельными пинакоидами. В этих срастаниях биотит является минералом-основанием, за счет которого образуется мусковит (рис. 46).
Причина эпитаксических срастаний разных минералов обусловлена их структурой. Как показал Н.В. Белов, правильное срастание минералов происходит вследствие сходства параметров некоторых важнейших рядов ионов в структурах, которые при срастаниях совмещаются. Более того, все минералы, построенные по принципу плотнейшей упаковки, имеют одинаковые по расположению и сходные по размеру анионные сетки — слои плотнейшей упаковки, которые и ориентируют минералы при взаимном срастании. От этого также в значительной степени зависит близость углов между соответствующими гранями.

Эпитаксические явления имеют большое значение для установления генетических особенностей и соотношений минералов, а также для определения структурных параметров кристаллов минералов с неизвестным строением. Эпитаксические срастания не только подчеркивают, но и выявляют сходство срастающихся минералов с минералом-основанием.
Значение эпитаксических срастаний на примере рутила (TiO2) наглядно показал Н.В. Белов, который, считая, что кристаллическая решетка этого минерала построена по принципу плотнейшей гексагональной упаковки, доказал что полосы заселенных титаном октаэдров в кристаллической решетке рутила располагаются вдоль четверной оси. Эти полосы ориентируют иглы рутила таким образом, что они размещаются своей главной осью в плоскости плотнейшей упаковки как кубического, так и гексагонального типа под углом 60° друг к другу, вдоль соответствующих полос, образуя сагенитовые сетки. Таким образом, на примере рутила мы видим, что минералы эпитаксических срастаний могут быть использованы как индикаторы структуры минерала-основания.

title-icon Подобные новости