Расчет формулы граната

Количества катионов в формуле, соответствующие установленному числу атомов кислорода (12) и приведенные в столбце 5, могут быть сгруппированы, как это показано в таблице, в соответствии со структурной формулой граната

A3B2[(Si,Al)O4]3, где А – двухвалентные катионы (Ca, Mg, Fe, Mn), а В – трех-

валентные катионы (Al, Cr), а также Ti4+. Дефицит Si компенсируется за счет Al, который берется в таком количестве, чтобы целиком заполнить тетраэдрические позиции. Оставшиеся атомы алюминия относятся к позиции В.

Чтобы быстро оценить правильность расчетов, можно просуммировать положительные и отрицательные заряды, проверив баланс валентностей.

ПРИЧИНЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛОВ

Рассмотрим причины кристаллизации минералов.

1.Кристаллы зарождаются и растут в условиях критического пересыщ-е ния среды веществом будущих кристаллов. В природе оно может достигаться, например, в результате испарения растворителя(воды или др.). Так, многие природные соли, например, галит, сильвин, гипс, сидерит, ангидрит и др. нередко кристаллизуются после испарения воды в соленых водоемах– озерах и морских лагунах.

2.Кристаллизация может начаться при понижении температуры (например, лед, остывание и кристаллизация магматических расплавов). Пример этого типа кристаллизации – явление раскристаллизации вулканической лавы или перекристаллизация пород. Такой процесс начинается с появлением отдельных минералов (затравок), которые являются центрами кристаллизации– твердые

27

Закон постоянства гранных углов

В природе кристаллы чаще всего растут в стесненных условиях– в трещинах, внутри пор и других полостей, под давлением вышележащих пород. Также часто они растут при неравномерной диффузии вещества к его разным частям. Также они растут в твердой среде путем химического замещения зерен других минералов.

Поэтому часто форма образующихся кристаллов не идеальна и они часто не похожи сами на себя – их трудно узнать. Однако рост кристаллов из раствора 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 уг-

28

Двойниковые сростки кристаллов

Для некоторых минералов характерно образование не только одиночных кристаллов, но и их двойниковых сростков, или двойников. Таковы полевые шпаты, рутил, касситерит, ставролит, гипс и другие.

Сложное образование из нескольких кристаллов одного и того же вещества, каждый из которых связан со всеми другими определенными кристаллографическими закономерностями, называется д в о й н и к о м.

В двойниках, в отличие от случайных сростков, минералы срастаются по определенным плоскостям (одинаковым плоским сеткам). Геометрически индивиды в двойнике можно мысленно совместить друг с другом либо отражением в плоскости симметрии, либо поворотом вокруг оси симметрии. Характер взаимной ориентировки индивидов двойника определяется законом двойникования. Эти законы часто имеют названия, в которых отражена либо характерная форма двойника (коленчатый), либо какое-нибудь географическое название местности, где впервые были найдены двойники такого типа(японский, бразильский), либо название минерала, для которого характерно двойникование по такому закону (альбитовый). Многие из главных породообразующих минералов – ортоклаз, микроклин, плагиоклаз, кальцит – встречаются чаще всего в виде двойников. Для некоторых минералов двойники более распространены, чем несдвойникованные кристаллы (плагиоклазы, микроклин).

Двойники могут быть простыми и сложными. Простые двойники образуются парой кристаллов. Сложные (или полисинтетические) образуются многократно повторяющимися индивидами.

Существуют двойники срастания и двойники прорастания. Первые разграничены плоскостью срастания. Вторые как бы обрастают друг друга, либо насквозь проникают друг друга, соприкасаясь друг с другом по сложной извилистой (ступенчатой поверхности).

Двойникование несколько изменяет физические свойства кристаллов. Во многих веществах наблюдается способность легко раскалываться по двойниковым плоскостям. Действительно, при двойниковании часто возникает отдельность, иногда очень похожая на спайность. Так, например, в несдвойникованных кристаллах корунда спайность отсутствует, но для полисинтетических двойников этого минерала весьма характерна прекрасная отдельность. Двойникование или способность к двойникованию могут либо благоприятствовать, либо, наоборот, препятствовать промышленному применению какого-либо минерала или искусственного материала. Так, например, в некоторых металлах присутствие двойников весьма желательно, т. к. при этом существенно повышается их пластичность (ковкость). И наоборот, двойникование кристаллов кварца ис-

ключает возможность их применения в качестве материала для оптических линз и для осцилляторов, т. к. исчезает их пьезоэффект из-за изменения симметрии кристалла.

29