Пирамиды и зоны роста кристаллов

Грани каждой простой кристаллографической формы обладают специфической спо­собностью адсорбировать вещество из среды, в которой растет кристалл. Выше уже говорилось, что поэтому грани разных простых кристаллографических форм растут с различной скоростью. По этой же причине они по-разному поглощают изоморфные примеси и характеризуются разной дефектностью строения. Как результат, тело кри­сталла состоит из пирамид (рис. 37), они расходятся из центра кристалла, а их осно­ваниями являются его внешние грани. В срезах из них получаются сектора (рис. 38).

Рис. 37. Пирамиды роста двуцветных кристаллов топаза (Григорьев, 1996).

1 — общий вид кристалла; 2, 3—формы пирамид нарастания; 4— поперечный срез кристалла (/ — / — голубые, т — т — оранжево-красные секторы).

Пирамиды нарастания одной простой кристаллографической формы характеризу­ются одинаковыми химическим составом, структурными особенностями и физиче­скими свойствами, отличными от таковых в пирамидах нарастания других простых форм. Обычно эти различия незначительны, но известны случаи, когда разные пи­рамиды одного и того же зерна отличались настолько существенно, что их свойства по-разному проявлялись, например, в процессе обогащения руд. Здесь уместно со­слаться на уникальные кристаллы, обнаруженные В. А.и В.И.Поповыми в вулкани­ческих возгонах на п-ове Камчатка

В одних пирамидах нарастания кристаллы имели состав КСибГеВ1(804)504С1—это минерал атласовит, в других пирамидах те же кри­сталлы имели иной состав—КСи7Ге(804)504С1—это минерал набокоит. Этими же исследователями описан другой уникальный пример: единые кристаллы с секторами роста, сложенными разными минералами — горсейкситом ВаА1з(Р04)(РОзОН)(ОН)б и гояцитом 8гА13(Р04)2(ОН)5 • Н20 (рис. 39, а).

Зоны роста—другая типичная особенность внутреннего строения кристаллов. Они отражают главным образом колебания условий кристаллизации и химического состава среды минералообразования. Легче всего зональность строения кристаллов проявля­ется при разной окраске зон. Широко известны и надолго запоминаются своей пе­стротой многозональные кристаллы турмалина, причем по очертаниям зон можно су­дить, какова была форма кристаллов в разные моменты их роста. Н. С. Рудашевским и Д. П. Григорьевым описан случай, когда соседние зоны единого кристалла имеют

fue. 38. Зональность и секториальность строения кристаллов кварца (а — г) и флюорита (д— ж) (Леммлейн, 1948).

В кристалле е грань b замедляет свой рост по отношению к грани а; в кристалле ote грань 6 растет все быстрее.

Рис. 39. Зоны и секторы роста единого кристалла, сложенные разными минералами.

а—по В.А. и В.И.Поповым (1995), 6—по Н.С.Рудашев-скому и Д.П.Григорьеву (1976).

резко неоднородный химический состав: чередование зон Со^Ав^з и №4^84)3, а это, по сути, два разных минерала одинаковой структуры—скуттерудит и никельскутте­рудит (рис. 39, б).

Наблюдения над характером пирамидального и зонального строения кристалла дают ценную информацию о том, как и сколько раз менялась морфология кристаллов во время их роста, отражая изменения условий кристаллизации и химического состава среды. Об относительных скоростях роста граней свидетельствуют контуры пира­мид нарастания: они, прямые при постоянном соотношении скоростей роста соседних граней, выгнуты в сторону все более замедляющей свой рост грани (см. рис. 38, д, е, ою).

РАСЩЕПЛЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Кристаллы некоторых минералов имеют иногда своеобразную морфологию: они словно бы расщеплены с краев, каждый субиндивид, каждая "отщепина" как будто слегка отогнуты от основного тела кристалла — это сразу и монокристалл, и агрегат кристаллов. Таковы, например, сноповидные образования натролита, гипса (рис. 40), кварца (рис. 41), розочки гематита (рис. 42). Расщепленные кристаллы часты также у эпидота, десмина, слюд, галенита (рис. 43), марказита и некоторых других минералов.

Расщепление кристаллов вызывается разными причинами. Во-первых, оно происхо­дит в том случае, когда в среде имеются микрочастицы, адсорбирующиеся поверхно­стью кристалла (т.е. не отталкивающиеся растущим кристаллом) и в то же время "не вписывающиеся"

в его кристаллическую постройку, причем размер этих чужеродных частиц соизмерим с толщиной слоя нарастания кристалла и даже меньше его. Слой, видимо, надвигается на примесь и, отклоняясь в сторону, продолжает расти как само­стоятельный микроиндивид. В опытах по расщеплению кристаллов угол отклонения "отщепленной" части от кристалла не превышает обычно 20-30', "отщепление" повто­ряется вновь и вновь, постепенно из наиболее крупных субиндивидов формируется "веер" или "сноп" расходящихся кристаллов. Во-вторых, расщепление происходит у царапин, границ двойников и микроблоков, чуть развернутых при механических де­формациях кристаллов. В-третьих, расщепление кристалла может явиться следствием гетерометрии (разновеликости одних и тех же межплоскостных расстояний в разных участках зонального кристалла). Так происходит расщепление кристаллов, например, галенита. Они имеют во внешней зоне мозаичное, блочное строение за счет несколько

меньших (вследствие изоморфизма) расстояний между плоскими сетками куба, чем в центре кри­сталла. На границе этих двух зон образуются дислокации, а при очень больших пересыщениях кристаллы расщепляются во внешней зоне.

Наблюдения и опыты показали, что расще­пляются грани не всех простых форм, развитых на кристалле. У кристаллов гематита (это пла­стинчатые, таблитчатые кристаллы тригональ-ной сингонии) расщепляются только грани базо-пинакоида, у кристаллов гипса — грани пинако-ида {010}, у кристаллов натролита — грани ром­бической призмы, у галенита — грани куба, у кварца—грани призмы (рис. 44). В результате формируются расщепленные кристаллы разной морфологии (рис. 45) — сферолиты типа двулист-ника, розетки, розочки, сноповидные образова­ния, мозаичные блок-кристаллы, паркетчатые кристаллы и т. п.