Закон постоянства гранных углов

В природе кристаллы чаще всего растут в стесненных условиях —в трещинах, вну­три пор и других полостей горных пород и руд, под односторонним давлением лежащих выше горных пород и т. д. Также обычен в природе рост кристаллов в условиях нерав­номерной диффузии вещества к его разным частям или в условиях однонаправленной миграции вещества к растущему кристаллу. Особый, но довольно распространенный случай образования природных кристаллов — их рост в твердой среде за счет химиче­ского замещения зерен и кристаллов других минералов.

Часто форма образующихся кристаллов не идеальна. Внешне, они кажутся мало или совсем несимметричными, и на первый взгляд в их огранке не принимают уча­стия описанные выше простые кристаллографические формы. Однако рост кристал­лов из растворов практически всегда происходит за счет параллельного наложения но­вых плоских сеток их кристаллической структуры, поэтому углы между одинаковыми гранями всегда остаются неизменными. Этот закон называется законом постоянства гранных углов. Впервые он был установлен Н. Стено в 1669 г. по кристаллам кварца и гематита.

На основе закона Стено симметрию и простые формы реальных кристаллов опре­деляют при помощи гониометров, которыми измеряют углы между гранями и по ним находят грани одних и тех же простых форм. Затем путем вычислений и проецирова­ния определяют формулу симметрии кристалла, название и символы развитых на нем граней

При некотором навыке и уверенном знании геометрической кристаллографии симметрию и огранку реальных кристаллов можно определить в первом приближе­нии визуально. Для этого просматривают серию кристаллов, выбирают наиболее со­вершенные кристаллы и придают им одинаковую установку. Идеализируя очертания кристаллов, делают предположения об их симметрии и огранке.

Двойниковые сростки кристаллов

Для некоторых минералов характерно образование не только одиночных кристал­лов, но и их двойниковых сростков, или двойников. Таковы полевые шпаты, рутил, касситерит (рис. 35), арагонит, киноварь и многие другие минералы.

В двойниках (в отличие от случайных сростков) индивиды срастаются по одинаковым плоским сет­кам их пространственных решеток (рис. 36). Гео­метрически индивиды в двойнике можно мысленно совместить друг с другом либо отражением в плоско­сти симметрии, либо поворотом вокруг оси • Двой­ники могут состоять из пары кристаллов — их назы­вают простыми двойниками, а могут быть сложены многократно повторяющимися индивидами. Харак­терной особенностью огранки двойников являются входящие углы между гранями; на одиночных иде­ально развитых кристаллах таких углов не бывает.

Следует различать двойники срастания и двой­ники прорастания. В первых индивиды разграни­чены по плоскости, они как бы соприкасаются друг с другом. Во вторых кристаллы как бы обрастают друг друга либо насквозь проникают один в другой, соприкасаясь по сложной извилистой (ступенчатой) поверхности.

Рис. 35. Двойник кри сталлов касситерита.

Рис. 36. Отличие двойников (а) от параллельных сростков (б) по их внутреннему строению (Кантор, 1982).

Двойники образуются по разным причинам. Нередко они возникают в растворе, ко­гда кристаллы находятся еще в зародышевом состоянии и под действием тех или иных сил разворачиваются относительно друг друга

Двойники образуются также при пере­ходе одной полиморфной модификации в другую. Еще одна причина—механические воздействия на растущий кристалл. Возможны и другие причины двойникования.