Морфогенетическая классификация минеральных зерен и структур (кристаллические, коррозионные, метасоматические, бластические, кластические, выделения коллоидного вещества).

Разделение минеральных зерен по условиям образования и строению – структуре

Морфологической единицей структуры является индивид(природный кристалл или кристаллическое зерно)

Признаки и предмет минерального индивида – форма, размеры, характер срастания с другими индивидами, а также внутреннее строение

Классификация:

1)Кристаллы и кристаллические зерна – свободная кристаллизация из расплавов, растворов, газов

2)Коррозионные зерна – процессы замещения ранних минералов поздними

3)метасоматические кристаллы – результат метасоматоза, рост в твердой среде

4)бластические кристаллы – перекристаллизация в твердом состоянии, а также распад твердых растворов

5)классические зерна – результат дробления минеральных агрегатов

6)колломорфные структуры – в т.ч выделения коллоидного вещества

49. Некоторые формы индивидов минералов – скелетные и расщепленные кристаллы.

Скелетными называют пустотелые или искаженные формы кристаллов, являющиеся как бы каркасом кристалла, выросшего параллельно ребрам, граням, или по направлениям вершин правильного многогранника

Расщеплённый кристалл построен из отдельных частей - субиндивидов. Соответственные рёбра, а иногда и грани субиндивидов расположены двояко: одни параллельны, а другие несколько разориентированы и веером отклоняются друг от друга на небольшие углы. Это и есть главный признак расщеплённых кристаллов.

50.Эпитаксия — это закономерное нарастание одного кристаллического материала на другой, т.е. ориентированный рост одного кристалла на поверхности другого (подложки). Строго говоря, рост всех кристаллов можно назвать эпитаксиальным: каждый последующий слой имеет ту же ориентировку, что и предыдущий. Различают гетероэпитаксию, когда вещества подложки и нарастающего кристалла различны (процесс возможен только для химически не взаимодействующих веществ), и гомоэпитаксию, когда они одинаковы. Ориентированный рост кристалла внутри объёма другого называется эндотаксией.

Эпитаксия особенно легко осуществляется, если разность постоянных решёток не превышает 10 %. При больших расхождениях сопрягаются наиболее плотноупакованные плоскости и направления. При этом часть плоскостей одной из решёток не имеет продолжения в другой; края таких оборванных плоскостей образуют дислокации несоответствия.

Эпитаксия происходит таким образом, чтобы суммарная энергия границы, состоящей из участков подложка-кристалл, кристалл-среда и подложка-среда, была минимальной.

Автоэпитаксия (гомоэпитаксия) - процесс ориентированного наращивания кристаллического вещества, одинакового по структуре и не отличающегося химически (или отличающегося незначительно) от вещества подложки. Отличие может заключаться в различном уровне легирования и типе примесей, что обусловливает возможность формирования гомогенных электронно-дырочных структур

51(бетехтин)Двойники и закономерные сростки.

Двойником называют закономерный сросток двух кристаллов одного и того же минерала, в котором индивиды могут быть совмещены друг с другом либо поворотом вокруг некоторой оси, не принадлежащей к числу осей симметрии данного кристалла, либо отражением в плоскости симметрии, либо путем инверсии. В случаях закономерного срастания трех индивидовсростки носят название тройников, четырех индивидов — четверников и т. д.

В большинстве случаев двойники можно распознать по такому их характерному признаку, как входящие углы на поверхности кристаллов (характерные также и для грубоблочных кристаллов). Однако в ряде случаев приходится прибегать к искусственному травлению, а наиболее надежные результаты доставляют кристаллооптические исследования в поляризованном свете.

Образование двойников может происходить: 1) путем срастания зародившихся кристалликов в растворе при их соприкосновении во время роста; 2) в связи с механическими воздействиями (при одностороннем внешнем давлении); 3) при полиморфных превращениях кристаллического вещества; 4) при нарушении порядка следования слоев в плотноупакованных структурах(ростовые ошибки упаковки).

Закономерные сростки различных минералов также давно описывались в литературе. Закономерная ориентировка срастающихся минералов обусловлена общностью или близостью строения плотно упакованных плоскостей срастания. Наблюдаются разные случаи таких сростков: 1) эпитаксия — образовавшиеся кристаллы одного минерала обрастаютсядругим (например, кристаллы блеклой руды — Cu3SbS3 — покрываются закономерно ориентированными кристалликами или сплошной «рубашкой» халькопирита — CuFeS2);

2) эндотаксия — закономерно ориентированныевростки, например, ильменита (FeTiO3) в кристаллических зернах магнетита (FeFe2O4) как продукт распада твердого раствора (устанавливаются в полированных шлифах под микроскопом);

3) гомоосевой псевдоморфизм — ориентированное замещение с периферии одного минерала

другим (например, сфалерита — ZnS халькопиритом — CuFeS2 с сохранением даже двойникового строения замещаемого минерала) и др

Двойниковые кристаллы, двойники - это закономерное непараллельное срастание кристаллических индивидов одного минерала, связанных друг с другом осью или плоскостью симметрии, которых нет в одиночных кристаллах. Благодаря этому двойники обладают повышенной кристаллографической симметрией. Образование двойников определяется свойствами решетки кристалла, и происходит по строго определенным законам

Закон двойникования – взаимная ориентировка индивидов называется законом двойникования

Один минерал может двойниковаться по разным законам, но в пределах каждого закона ориентировка индивидов всегда одинакова

Наиболее распространенные законы имеют свои названия – обычно по минералу или месту первой находки

Генетические типы двойников:

1)первичные (роста)

2)вторичные

l

l

l

l

l

l

52.

53.Некоторые формы агрегатов минералов: зернистые, землистые, волокнистые, чешуйчатые агрегаты; друзы, конкреции, секреции, оолиты, сферолиты, натечные агрегаты, дендриты.

Зернистые — сросшиеся зерна минералов (апатит, пирит, являющиеся источниками значительной энергии).

Землистые — внешне напоминают рыхлую почву; (каолинит).

Игольчатые —призматические кристаллы

Листовато-чешуйчатые — минералы, которые можно расслоить на пластинки либо чешуйки (слюда).

Натечные формы минералов — образования неземного происхождения; формируются в пустотах и пещерах. При испарении имеют вид сосулек сталактитов или почек (малахит; гематит).

Конкреции — минералы шарообразной, почковидной, лапчатой, вытянутой и другой формы, отличающиеся радикальным лучистым строением. Кристаллы таких минералов нарастают в виде радиальных лучей, идущих от центра к периферии

Секреции — образуются в результате заполнения минеральными веществами пустот в горных породах.

друзы — крупные кристаллы, прикрепленные одним концом к общему основанию,

Оолиты — шарики небольших размеров, отличающиеся концентрически-скорлуповатым строением. Они, как правило, бывают сцементированы плотной массой, иногда же находятся в рыхлом состоянии.

Дендриты — формы, возникающие в результате быстрой кристаллизации минералов. Рождаются они в узких трещинах или в вязком веществе, например, в глине

(по Бетехтину дальше)

Минеральные агрегаты. В результате кристаллизации и затвердевания раствора или расплава образуется смесь сросшихся между собой кристаллических зерен, которая носит название минерального агрегата.Агрегаты бывают мономинеральными, т. е. состоящими из кристаллических зерен одного минерала (например, штуф мрамора или магнетитовой руды), и полиминеральными, представленными несколькими различными по составу и свойствам минералами (например, кусок гранита или медноцинковой сульфидной руды).По своему строению и морфологическим признакам минеральные агрегаты весьма разнообразны. Многие из них настолько типичны, что приобрели особые названия. Наиболее характерные морфологические особенности минеральных агрегатов обусловлены степенью кристалличности вещества. С этой точки зрения прежде всего существенно отличаются друг от друга две большие группы: 1) явнокристаллические агрегаты; 2) скрытокристаллические и колломорфные массы. Перечислим главнейшие типы минеральных агрегатов.

1. Зернистые агрегаты, сложенные кристаллическими зернами, иногда в комбинации с хорошо образованными кристаллами каких либо минералов. Этот тип агрегатов пользуется наибольшим распространениемв земной коре. Примерами могут служить полнокристаллические изверженные породы, многие сульфидные и другие руды месторождений полезных ископаемых и пр. По величине слагающих зерен различают: 1) крупнозернистые агрегаты — с размером зерен свыше 5 мм в поперечнике; 2) среднезернистые— с зернами 1–5 мм в поперечнике, легко различимыми невооруженным глазом; 3) мелкозернистые, размеры зерен которых меньше 1 мм.

Строение скрытокристаллических агрегатов может быть установлено лишь под микроскопом в тонких шлифах

Форма слагающих зерен также накладывает свой отпечаток на морфологические особенности агрегатов. Если агрегат сложен зернами более или менее изотермической формы, то его называют просто зернистым. Если же зерна имеют пластинчатый облик, то такие агрегаты называют листоватыми или чешуйчатыми —в зависимости от размеров слагающих индивидов. Наконец, встречаются агрегаты, индивиды которых имеют вытянутую в одном направлении форму, иногда с радиальным расположением они носят названия шестоватых, игольчатых, волокнистых агрегатов.Распространены также агрегаты, сложенные минералами различных форм, например, слюдяные сланцыс изометрическими кристаллами граната, зернистые массы кварца с шестоватыми кристаллами турмалина и др.

По степени заполнения пространства различают плотные и рыхлые зернистые агрегаты. Примером последних могут служить рыхлые кристаллические образования на дне усыхающих соляных озер.

2. Друзы представляют собой сростки хорошо образованных кристаллов, наросших на стенках каких либо пустот. Примером могут служить часто встречающиеся друзы кристаллов кварца.

Друзы интересны не только с кристаллографической точки зренияно также потому, что в них нередкудается изучить последовательность выделения разных минералов, кристаллизовавшихся из последних порций растворов.Сам факт наличия в друзах хорошо образованных кристаллов свидетельствует о том, что они возникли в свободном пространстве, т. е. в какихлибо первичных пустотах, полых трещинах, раздробленных породах и т. д. Размеры пустот бывают самые различные, начиная с мелких пор и кончая пещерами, называемыми иногда «хрустальными погребами», в которых стенки усеяны крупными кристаллами прозрачного кварца и других минералов.

3. Секреции образуются в результате заполнения пустот неправильной, обычно округлой

формы кристаллическим веществом. Характерной особенностью многих секреций является

последовательное концентрически послойное отложение минерального вещества по направлению от стенок пустоты к центру.При этом отдельные слои нередко отличаются друг от друга по цвету и часто по составу.Мелкие пустоты обычно нацело заполняются минеральным веществом. Иногда центральная часть бывает выполнена радиальноволокнистыми агрегатами какоголибо минерала, например цеолитов. В крупных же пустотах в центре нередко наблюдается полость, стенки которой устлан друзами кристаллов или натечными образованиями.

4. Конкреции представляют собой шаровидные или не совсем правильной формы сферические

стяжения и желваки, возникающие в рыхлых осадочных породах, главным образом в глинах, песках и землистых продуктах разрушения пород. Размеры конкреций колеблются в широких

пределах — от миллиметров до десятков сантиметров, иногда дометров в поперечнике. Разрастаясь и соединяясь вместе, они образуют сложные по форме крупные тела.

5. Оолиты по способу образования во многом аналогичны конкрециям.Это такие же сферические образования, но малых размеров (от десятых долей миллиметра до 5–10 мм), возникающие в водных средах вокруг взвешенных посторонних тел — песчинок, обломков органических остатков и даже пузырьков газа. Характерной особенностью оолитовых стяжений является их явно выраженная, довольно правильная концентрическая слоистость, иногда скорлуповатость. Аналогичные по форме, но не обладающие концентрической слоистостью образования называют псевдоолитами (бобовинами).

6. Так называемые натечные формы минеральных образований, как и друзы кристаллов, наблюдаются в пустотах, в том числе и в естественных пещерах. Ранее предполагалось, что они появляются в результате кристаллизации коллоидов. Такие агрегаты практически всегда обнаруживают сферолитовое или микросферолитовое строение, они наблюдаются в виде сталактитовых или псевдосталактитовых, почковидных, гроздевидных и прочих форм. В нижних частях пустот за счет падающих капель возникают поднимающиеся кверху конусообразные сталагмиты, наблюдающиеся, впрочем, не для всех минеральных образований. Образование «натечных» форм в подавляющем большинстве случаев связано с массовой кристаллизацией из истинныхрастворов, сопровождаемой расщеплением и геометрическим отбором индивидов. Разнообразие получающихся агрегатов связано с различиями в скоростях зарождения и в режиме роста индивидов, определяемыми характером контакта поверхности подложки и растущих кристаллов с жидкими средами в различном состоянии (пленочные, капельные или застойные растворы, ламинарные или турбулентные потоки растворов и т. п.). Псевдосталактиты возникают, по всей вероятности, путемзарождения и кристаллизации сферолитовых корок на гибких коллоидных трубках в водной среде.

7. Землистые массы, как показывает само название, представляют собой мягкие мучнистые образования, в которых невозможно различить даже с помощью лупы какиелибо кристаллические образования. Обычно мы их наблюдаем в виде корок или скоплений, возникающих чаще всего при химическом выветривании руд и горных пород. В зависимости от цвета такие массы иногда называют сажистыми (образования черного цвета) или охристыми (скопления и корки желтого и бурого цвета).Таковы, например, землистые минеральные образования различной окраски гидросиликатов никеля, сажистые образования гидроокислов марганца, охристые образования гидроокислов железа и другие остаточные продукты выветривания.

8. Налеты и примазки, встречающиеся иногда в виде тонких пленок на поверхности кристаллов, могут представлять собой различные по составу вещества. К их числу можно отнести, например, тонкие пленки бурых гидроокислов железа на кристаллах горного хрусталя, примазки медной зелени и сини в горных породах, вмещающих медные месторождения, и др.

9. Выцветами называют обычно периодически появляющиеся на поверхности руд, горных пород, сухих почв и в трещинах рыхлые пленки и корочки или спорадически рассеянные моховидные и пушистые образования какихлибо солей, чаще всего легкорастворимых водных сульфатов. В дождливые периоды года они, как правило, исчезают, а в сухую погоду вновь появляются.К этому же типу образований следует отнести довольно часто наблюдающиеся дендритоподобные выделения гидроокислов марганца на поверхности пород вдоль тонких трещин

10. «Кольца и спирали Лизеганга». Под этим термином подразумевают ритмически перемежающиеся полосчатые образования, являющиеся результатом периодического осаждения какихлибо соединений при диффузии в микропористых средах, очень похожие на те, что получал Р. Лизеганг в виде концентрических колец или спиралей. Сущность его опыта сводилась к тому, что вокруг капли AgNO3 на желатине, пропитанном К2Сr2О7, при диффузии раствора в процессе реакции возникали микроскопические кристаллики Ag2 Cr2O7, которые первоначально двигались вместе с раствором, но затем, по мере роста, задерживались в порах желатина, будучи не в состоянии двигаться дальше изза своих размеров, и потому периодически осаждались в виде концентрических колец.

54Понятия «минерал, минеральный вид, разновидность».

Минералы - кристаллические элементные или химические соединения, возникающие в ходе геологических процессов. К одному минеральному виду относятся все минеральные индивиды, характеризующиеся:

- одинаковой структурной группой

- химическим составом, непрерывно изменяющимся в определенных пределах

- равновесным существованием в определенных термодинамических условиях земной коры.

Разновидности минерала - это вариации одного минерального вида: цветовые, морфологические, а иногда и по химическому составу (без изменения кристаллической структуры) или по структуре при постоянстве состава.

55 Принципы классификации и номенклатуры минералов По химическому составу минералы объединяются в типы (простые вещества, сернистыесоед и их аналоги, кислородные соединения) дальше в классы(металлы, интерматаллиды, сульфиды, оксиды, силикаты) подразделяемые на подклассы и, далее, на группы(родонита, пирита) и иногда на подгруппы. Различают следующие классы минералов

Самородные

Сульфиды

Оксиды и гидрооксиды

Галоиды

Карбонаты

Сульфаты

Фосфаты Бораты Вольфраматы

Силикаты

Минералогическая номерклатура

· Исторически сложившиеся «собственные имена» выделяют как тривиальные названия. Они не вытекают из каких-либо единых систематических принципов, не выражают строения соединения и чрезвычайно разнообразны. Например: рудничный газ, винный спирт, ванилин, сода.

· По физическому свойству: аурипигмент, дистен

· По химическому составу: куприт

· По имени: пентландит

· По географическим названиям: ильменит

56-66