39. Кристаллохимические особенности

Кристаллические структуры минералов простых веществ относительно просты, причем эта простота особо характерна для самородных металлов.

Большинство самородных металлов и их твердые растворы имеют структуру, отвечающую плотнейшим упаковкам – кубической или гексагональной. Например, золото, медь, серебро, алюминий (кубические), цинк, рутений, осмий (гексагональные). Чем сильнее характер связей в веществе отличается от металлической, тем более структура минерала отличается от идеальной плотнейшей упаковки и тем она сложнее, например, алмаз, сера, графит.

Структура серы является молекулярной. В каждой молекуле объединено в виде кольца по восемь атомов, соединенных ковалентными связями (полностью взаимно компенсирующимися, а суммарный заряд такого кольца равен нулю). Кольца накладываются друг на друга в виде колонок, по-разному ориентированных в пространстве. Кольца и колонки связаны между собой остаточными вандерваальсовыми связями. Все это влияет на внешнюю симметрию и огранку кристаллов, а также их физические свойства.

Облик кристаллов – внешняя симметрия и огранка – тесно связаны с их структурой и условиями роста. Например, самородные металлы, обладающие плотнейшей кубической упаковкой имеют внешнюю симметрию с огранкой кристаллов в виде куба, октаэдра, ромбододекаэдра и их комбинаций (золото, медь, серебро). Гексагональная (тригональная) упаковка проявляется в виде призм и дипирамид, усеченных сверху и снизу гранями пинакоида (таковы кристаллы иридия).

У самородных элементов – неметаллов разнообразие кристаллов и сложность их огранки гораздо более выражены, и они относятся к разным сингониям. Сера кристаллизуется в ромбической сингонии в форме многогранников дипирамидального облика с гранями призмы и пинакоида. Кристаллы графита – это, как правило, тонкие пластинки, алмаз образует октаэдры, ромбододекаэдры, реже кубы.

Так же ярко проявляется структура и тип связей в физических свойствах минералов – простых веществ.

40.Морфология минералов (агрегатные состояния).

Внешний вид минералов различен. Он определяется размерами и морфологией. Морфология или облик минералов характеризуется прежде всего степенью изометричности и выражается в различном соотношении их длины, ширины и толщины. В зависимости от этого выделяют следующие морфологические типы и разновидности минералов.

Изометричные кристаллы или минеральные зерна имеют одинаковые размеры во всех направлениях (гранат, магнетит, сфалерит, пирит и др.). У минералов удлиненного типа длина эначительно преобладает над шириной. Примером удлиненных минералов могут быть турмалин, берилл, хризотил-асбест, гипс-селенит. Уплощенные минералы отличаются тем, что их толщина меньше ширины. Это гематит, биотит, хлорит и др. Среди минералов возможны также и промежуточные удлиненно-уплощенные (барит, гипс) и уплощенно-удлиненные (кианит, сподумен) разновидности.

Внешний облик ограненных минералов или их габитус определяется преобладанием граней тех или иных простых форм. Может быть октаэдрический габитус (алмаз, магнетит), кубический габитус (флюорит, пирит, галит), призматический габитус (берилл, диопсид), дипирамидальный габитус (циркон ) и др.

Морфология минералов во многом определяется особенностями их кристаллической структуры. Так, минералы цепочечной и ленточной структур чаще встречаются в виде удлиненных, а со слоистой структурой - в виде уплощенных индивидов. Минералы с плотнейшей кубической упаковкой атомов обычно изометричны, а с гексагональной - уплощены или удлиненны. Габитус минералов зависит от условий их образования. Так, кварц магматического генезиса имеет изометрический облик; напротив, кварц низкотемпературного генезиса имеет удлиненный (призматический) габитус. Еще одним примером может быть минерал касситерит: коротко призматический или дипирамидальный касситерит характерен для пегматитовых и пневматолитовых процессов, а удлиненно-призматические кристаллы - для гидротермальных процессов

Обычно минералы находятся в природе в незакономерных мономинеральных или полиминеральных срастаниях т.е. агрегатах. Наиболее распространены многочисленные зернистые агрегаты. Зернистые агрегаты различны по величине зерна (крупнозернистые - несколько см., среднезернистые несколько мм., мелкозернистые - доли мм., тонкозернистые - до 10-5 м, скрытокристаллические < 10-6 м.

Выделяют также равномернозернистые и неравномернозернистые агрегаты. Для порошковатых, рыхлых, глинистых минералов характерны землистые агрегаты. Различают также шестоватые, волокнистые, пластинчатые, чешуйчатые и другие агрегаты. Из прочих форм выделения минералов в природе можно отметить друзы, конкрекции, секреции, дендриты, оолиты, натеки и почковидные агрегаты, налеты, выцветы, корочки.

Встречаются в природе минералы, которые имеют несвойственную им форму. Подобные образования называются псевдоморфозами ("псевда" - чужой, "морфос" - форма). В природе довольно часто встречаются псевдоморфозы лимонита по пириту - гидроксиды железа замещают и заполняют кубики пирита, который разрушается в зоне окисления сульфидных месторождений.