Типы зарождения кристаллов в природе

Кристаллы зарождаются и растут при достижении некоторого, разного для раз­личных химических соединений, критического пересыщения среды веществом буду­щих кристаллов. В природе оно может достигаться, например, за счет испарения растворителя. Так, в естественных условиях галит, сильвин, гипс, сидерит, анги­дрит и другие природные соли нередко кристаллизуются при испарении рассолов в озерах и морских лагунах. Кристаллизация может начаться при понижении темпе­ратуры (простые примеры — кристаллизация льда, остывание и раскристаллизация глубинных магмати­ческих расплавов) или изменении давления (именно так в некоторых вольфрамовых месторождениях обра­зуется халцедон—это быстро закристаллизовавшаяся при резком спаде давления скрытокристаллическая раз­новидность кварца). Наконец, кристаллизация может начаться в результате химических реакций. Так, при фильтрации через граниты перегретых водных раство­ров магматического происхождения полевые шпаты вступают в химические реакции с растворами и на ме­сте полевых шпатов выкристаллизовывается зернисто-чешуйчатый агрегат мусковита и кварца (грейзен).

Во всех этих случаях зарождение кристаллов проис­ходит самопроизвольно во всем объеме раствора (рас­плава, твердой фазы), либо на затравках. Яркий при­мер первого типа зарождения кристаллов—явление раскристаллизации вулканической лавы

При этом во всем объеме лавы начинают расти вкрапленники поле­вых шпатов, кварца и прочих минералов. Другой при­мер— перекристаллизация мраморов и других горных пород. Она начинается в разных точках в твердой фазе.

Зарождение кристаллов на затравках—зернах и кристаллах разных минералов и на их обломках—ши­роко распространено в природе. Нередко подложка ока­зывает воздействие на процесс зарождения. Новое

Рис. 33. Зарождение позднего кварца на определенных гранях призматического кристалла (Леммлейн, 1937).

вещество нарастает только на определенные грани или ребра кристаллов субстрата (рис. 33). В других случаях происходит ориентирующее воздействие. Кристаллы по­левого шпата в некоторых жилах прирастают к стенке трещин только своими одинако­выми вершинами (рис. 34). Например, известен случай ориентированного нарастания на кристаллы барита мельчайших тетраэдров халькопирита. Можно привести много других примеров.

Рис. 34- Ориентированное нарастание кристаллов полевого шпата (белое) на стенках трещин в горной породе (Чесноков, 1956).

Особый тип зарождения кристаллов в природе — микробиологический. Например, зарождение кристаллов серы внутри клеток тионово-кислых бактерий в ходе их жиз­недеятельности. Эти кристаллики ультрамикроскопического размера из клеток пере­ходят наружу, в раствор. Они постепенно соединяются друг с другом в более крупные стяжения, затем происходит их собирательная перекристаллизация. Известны и дру­гие случаи микробиологического зарождения кристаллов.

Зародившиеся кристаллы далее растут при любом пересыщении, отличном от нуля. Рост их приводит к разнообразной реальной морфологии кристаллов, отражающей кинетические условия роста.