Полиморфизм и изоструктурность

Классификация минеральных месторождений

Минеральные месторождения — понятие условное. Минералы образуются в определенной обстановке, непрерывно или с перерывами, совместно с другими минералами или порознь, что объективно зависит от разных факторов. Также условны границы минеральных месторождений: они проводятся по некоторому произвольно принимаемому пороговому содержанию каких-либо характерных минералов (или полезных компонентов — для промышленных минеральных месторождений.

Главные генетические типы, серии и группы минеральных месторождений

Полиморфизм и изоструктурность

Полиморфизмом (от греч. поли — много, морфэ — форма) называют способность данного кристаллического вещества при изменении внешних факторов (главным образом температуры) претерпевать одно или несколько видоизменений кристаллической структуры, а в связи с этим и изменений физических свойств. Такие пре- вращения называются полиморфными переходами; они являются фазовыми переходами в твердом состоянии.

Наиболее ярким примером в этом отношении является диморфизм природного углерода, кристаллизующегося в зависимости от условий либо в виде алмаза (кубическая сингония), либо в виде графита (гексагональная сингония), очень сильно отличающихся друг от друга по физическим свойствам несмотря на тождество состава.

Если достигнуты такие значения термодинамических параметров, при которых две или более модификаций имеют равные значения свободной энергии, то при этих условиях две или несколько модификаций находятся в равновесии. Если термодинамические параметры изменяются и проходят через значения, при которых существует равновесие двух модификаций, то одна из них сменяется другой — происходит полиморфный переход. Следовательно, каждая полиморфная модификация характеризуется определенным полем устойчивости на P–T-диаграмме состояния.

Изоструктурность – это наличие одинаковых кристаллических структур (с точностью до геометрического подобия) у разных химических соединений.

Изоструктурными минералами называют все минералы, независимо от их химического состава, имеющие одинаковый структурный рисунок. Изоструктурными всегда являются минералы, принадлежащие к одному минеральному виду, например, все минералы из группы граната являются изоструктурными (пироп, альмандин, уваровит, спессартин и др.), при этом они могут образовывать изоморфные смеси – твердые растворы. Также изоструктурными называют минералы, которые не могут образовывать изоморфные смеси (из-за разных химических свойств элементов, разных ионных радиусов, разного химического сродства элементов), например, Fe₂O₃ (гематит) и Al₂O₃ (корунд), рутил TiO₂, пиролюзит MnO₂ и касситерит SnO₂. Свойства и условия образования этих минералов различны, но по морфологии их кристаллы часто сходны.