Морфология кристаллических агрегатов минералов. Сферолиты.

В природе относительно редко встречаются отдельные хорошо ограненные кристаллы, чаще минералы образуют различные скопления – агрегаты. В минералогии их принято подразделять по морфологии: зернистые, плотные, землистые агрегаты; друзы, щетки, секреции, конкреции, оолиты, сферолиты, натечные агрегаты, дендриты, налеты и примазки.

Зернистые агрегаты

Это сплошные массы произвольно сросшихся зерен одного (мономинеральные) или нескольких (полиминеральные) минералов. Каждое зерно – не огранившийся, не оформившийся кристалл, выросший в стесненных условиях. Этот тип агрегатов представлен в земной коре наиболее широко. Характерный пример – полнокристаллические магматические породы (граниты и пр.)

По величине слагающих зерен среди них выделяют:

крупнозернистые – более 5мм в поперечнике

среднезернистые – 1-5мм

мелкозернистые – менее 1мм

По форме зерен различают агрегаты:

собственно зернистые – зерна минералов в них относительно изометричной формы

листоватые, чешуйчатые – зерна, слагающие агрегат имеют пластинчатый облик. На листоватые и чешуйчатые делятся в зависимости от размеров индивидов.

шестоватые, игольчатые, волокнистые – индивиды вытянуты в одном направлении, с параллельным или иногда с радиальным расположением.

Часто встречаются агрегаты, сложенные минералами различных форм, например:

Зернистые массы кварца с шестоватыми кристаллами кианита (синий).

Хлоритовый сланец (чешуйчатый агрегат) с изометричными кристаллами граната (коричневый).

Натечные агрегаты

Натечные формы минеральных образований возникают за счет коллоидных растворов – гелей. Медленно мигрирующие коллоидные растворы, попадая в пустоты, обволакивают их стенки, постепенно теряют воду и густеют. В результате образуются разные формы агрегатов:

сталактиты – свисающие под действием силы тяжести с верхних частей пустот.

сталагмиты - образующиеся в нижних частях пустот за счет падающих капель.

почковидные агрегаты – наиболее распространенные среди натечных форм, возникают в поверхностных условиях

Размеры подобных образований различны – от микроскопических до крупных столбообразных натеков в пещерах.

В натечных формах могут встречаться самые разные минералы: гидроксиды железа и марганца, опал, малахит, гипс, арагонит, кальцит, смитсонит и др.

Натечные образования в поперечном срезе имеют зонально-концентрическое

Друзы

Под друзами понимают сростки хорошо образованных кристаллов, имеющих общее основание. Они образуются в свободном пространстве - пустотах различного генезиса, трещинах.

Зарождение минерала может происходить разными способами:

в растворе над поверхностью субстрата; в дальнейшем зародыши опускаются на субстрат и ложатся, как правило, на максимально развитые грани, что обуславливает ориентировку кристаллов в друзах

затравками для минералов являются кристаллы субстрата

Взаимодействие между кристаллами в период их дальнейшего роста определяется законом геометрического отбора – из разноориентированных зародышей кристаллов растут те, которые имеют максимальный угол наклона по отношению к субстрату. В результате такого отбора образуются щетки кристаллов

Секреции

Секреции образуются в результате заполнения не правильной, но чаще круглой формы пустот минеральным веществом. Характерной особенностью многих секреций является последовательное концентрически послойное отложение вещества по направлению от стенок пустоты к центру.

Зонально-концентрический агат с контрастными слоями.

Зонально-концентрический агат с не равномерным окрашиванием слоев.

Часто в центре секреций располагаются друзы.

Черный халцедоновый агат зонально-концентрического строения с друзой аметиста в центре.

Темно-бурый халцедоновый агат с кварцевой друзой в центре.

Наиболее известны секреции халцедона в миндалинах базальтов.

Конкреции

Это шаровидные (иногда как бы сплюснутые, не правильно округленные) агрегаты радиально-лучистого строения. В центре их не редко находится зерно, которое служило затравкой при росте конкреции. Чаще всего они образуются в пористых осадочных породах – песках и глинах. В противоположность секрециям разрастаются вокруг какого-нибудь центра. Размеры этих образований – от миллиметров до десятков сантиметров. Часто встречаются конкреции пирита и фосфоритов..

Оолиты

Это сферические образования размером от миллиметров до нескольких сантиметров, возникающие в водных средах взвешенных посторонних тел – песчинок, обломков органических остатков, пузырьков газа. Характерная особенность оолитов – явно выраженная концентрическая слоистость и иногда скорлуповатость. Наиболее часто в виде оолитов встречаются марганцевые, железные руды и бокситы.

Оолитовое строение боксита. Место отбора – Урал. Соколовское месторождение.

Сферолиты

Представляют собой сферические образования с радиально-лучистым строением. Они часто нарастают на другие минералы и стенки разных пустот. Могут возникать двумя путями:

при росте одиночного расщепляющегося кристалла

подобно конкреции – минерал нарастает на какое-нибудь зерно, а вследствие геометрического отбора или стесненных условий кристаллизации разрастаются, расходясь лучами от центра.

Дендриты

Представляют собой фигуры в виде ветвей дерева, образующиеся благодаря быстрому росту кристаллов по некоторым направлениям. Встречаются на поверхности пород вдоль тонких трещин. Дендриты особенно характерны для окислов марганца.

Налеты и примазки

Встречаются в виде тонких пленок на поверхности минералов. Наиболее часто это бурые пленки гидроксидов железа, черные пленки гидроксидов марганца, примазки медной зелени и сини в горных породах, вмещающих минералы меди.

Землистые массы

Представляют собой мягкие мучнистые скрытозернистые образования. Часто наблюдаются в виде корок и скоплений, возникающих чаще всего при химическом выветривании горных пород и руд. В зависимости от цвета землистые массы называют сажистыми (черные массы гидроксидов марганца), охристыми (желто-бурые массы гидроксидов железа).

Выцветы

Обычно так называют периодически появляющиеся на поверхности горных пород, руд, сухих почв и в трещинах рыхлые пленки, корочки, рассеянные моховидные и пушистые образования каких-либо солей, чаще всего легкорастворимых водных сульфатов.

Сферолит - форма роста кристалла, возникшая в результате его расщепления в начальной стадии роста и последующего совместного разрастания образовавшихся при расщеплении многочисленных мелких субиндивидов по радиальным направлениям с геометрическим отбором. Такая направленность процесса понятна, если учесть, что начало кристаллизации обычно происходит в условиях повышенного пересыщения, способствующих ускоренному росту с накоплением большого числа примесей и структурных дефектов и, как к следствию, к расщеплению зародышевых кристаллов. Падение пересыщения в ходе кристаллизации влечет за собой переход к более уравновешенной друзовой форме роста образовавшихся при расщеплении субиндивидов.

Сферолиты - близкие к сферическим сложные минеральные индивиды, сложенные волокнистыми, игольчатыми, столбчатыми или пластинчатыми субиндивидами, расположенными по радиусам вокруг расщепленного ядра (сферокристалла). В условиях свободного развития их поверхность образована видимыми или микроскопическими гранями или головками субиндивидов. Структура радиально-лучистая, текстура как правило концентрически-зональная. По преимуществу имеют полусферический вид, так как обычно нарастают на подложку. Срастаясь между собой, образуют агрегаты в виде сферолитовых корок, законы роста которых аналогичны законам роста агрегатов кристаллов, то есть при формировании агрегатов сферолиты выступают в качестве минеральных индивидов.

Сферолиты могут быть плотными с видимой гладкой или мозаичной поверхностью (" закрытые сферолиты"), а могут иметь вид пушистых шариков или игольчатых пучков, если состоят из отделившихся друг от друга тонких субиндивидов (" открытые сферолиты"), - в зависимости от соотношения скорости роста концов волокон и скорости их разрастания в стороны.

Встречаются как наросшими на стенках открытых полостей (поодиночно либо в виде сферолитовых корок), так и включенными в массе магматических или метаморфических пород, где могут быть продуктом как кристаллизации из расплава, так и метасоматического роста. Часто нелегко бывает визуально отличить сферолиты от представителей родственной им группы округлых кристаллических образований, сферокристаллов.

Сферокристалл - это продукт непрерывного и всестороннего расщепления кристалла на протяжении всего процесса его роста. Характерной отличительной чертой сферокристаллов(сферокристаллических сферолитов) может служить часто наблюдаемое явление огибания или обрастания ими препятствий, встреченных при росте, что вытекает из условия непрерывности всестороннего расщепления их волокон-субиндивидов. У простых сферолитов такое не наблюдается.