3.3 Онтогения минералов

Представление об онтогении минералов было высказано на юбилейной сессии Всесоюзного минералогического общества в 1947 г. Д.П. Григорьевым. Это новый раздел генетической минералогии.

Представление об онтогении минералов возникло не случайно, а в связи с появлением новых задач минералогии как реакции на запросы практики. Большой спрос на кристаллы таких минералов, как пьезокварц, оптический флюорит, электроизоляционная слюда, кислото-огнестойкий волокнистый асбест и т.д. ведет к необходимости выращивать эти кристаллы. Практический опыт показывает, что кристаллогенезис полностью предопределяет техническую пригодность или наоборот, дефектность минералов и установление качества. Специалисты по лабораторному и промышленному синтезу кристаллов рубина, кварца, флюорита и т.д. обоснованно проявляют интерес к онтогении.

Онтогения минералов – это история минеральных индивидов и агрегатов, процесс их образования.

В основе изучения онтогении лежит метод естественно исторического анализа, который основывается:

1) на различении в процессе составляющих его отдельных явлений;

2) установлении последовательности этих явлений;

3) восстановлении на такой основе всего процесса.

История каждого минерала-кристалла или зерна включает в себя зарождение, рост и изменение.

3.3.1 Зарождение минеральных индивидов

Кристаллизация вещества начинается либо произвольно (спонтанно) - гомогенное, либо с отложения вещества на затравку - гетерогенное. Необходимое условие спонтанной кристаллизации – пересыщение среды этим веществом. При пересыщении атомы или ионы, радикалы или молекулы начинают соединяться друг с другом, строя первичные кристаллы-зародыши. Процесс этот имеет динамический характер, т.е. одновременно происходит как создание одних, так и распад других зародышей. Устойчивость кристалла-зародыша связана с его величиной. Существует критический размер, преодолев который зародыш становится устойчивым; такой зародыш может быть центром кристаллизации.

Примером самопроизвольного зарождения можно считать кристаллизацию вулканической лавы. При этом во всем объеме лавы начинают расти вкрапленники полевого шпата, кварца и др. минералов. Другой пример, кристаллизация минералов из водных или газовых растворов, в полостях различного типа минеральных жил (среди пегматитов), в жилах альпийского типа, в кварцевых, кальцитовых жилах – нередко наблюдается своеобразное распределение минералов, вскрывающее механизм их зарождения.

На распределение зародышей могут влиять их кристаллизационная способность и вязкость среды. Очевидно, при большой кристаллизационной способности и малой вязкости среды происходит быстрая миграция вещества к зародышу с большой площади, что способствует росту новых зародышей.

Зарождение на затравках (гетерогенное) происходит на зернах и кристаллах разных минералов и на их обломках, широко распространено в природе. Нередко подложка оказывает воздействие на процесс зарождения. В очень многих случаях кристаллизация начинается в трещинах, на стенках которых обнажаются зерна минералов того же самого минерального вида. Например, кристаллы горного хрусталя обычно образуются в трещинах, пересекающих какие-либо кварцсодержащие сланцы, граниты или кварциты. Причем растущие кристаллы кварца наследуют структурную ориентировку зерен кварца.

Зарождение возможно и на кристаллах того же самого минерального вида, ранее выросших, либо на кристаллах другого минерального вида.

Аактивным местом зарождения новых индивидов являются, прежде всего вершины и ребра ранее выросших кристаллов, как наиболее энергетически выгодные. Например, зарождение доломита на вершинах и ребрах родохрозита. На призматическом кварце – укороченные кристаллы кварца на вершине, что дает скипетровидные сростки (автоэпитаксия).

Появление кристаллов новой генерации обычно происходит после перерыва в отложении минерального вещества и сопровождается изменением физико-химических условий, поэтому отлагающееся вещество не идет на продолжение роста граней кристаллов 1 генерации, а дает начало новым кристаллам, имеющим иную кристаллографическую форму.

Особый тип зарождения кристаллов – микробиологический. Например, кристаллы серы внутри клеток тионово-кислых бактерий в ходе их жизнедеятельности. Эти кристаллики из клеток переходят наружу в раствор. Постепенно соединяются друг с другом в более крупные стяжения, затем происходит их собирательная перекристаллизация.