
- •Кристаллография и минералогия
- •Для студентов высших учебных заведений
- •Предисловие
- •Содержание
- •Введение
- •Основы кристаллографии
- •Глава 1. Аморфные и кристаллические вещества
- •Историческая справка о развитии геолого-минералогических наук. Закон Стенона
- •1.3 Аморфные и кристаллические вещества
- •1.4 Основные свойства кристаллов
- •Глава 2. Зарождение и рост кристаллов
- •2.1 Пути образования кристаллов
- •2.2 Выращивание кристаллов из растворов
- •Факторы, влияющие на облик кристаллов
- •Практическое значение кристаллизации растворов в технологии силикатов
- •2.5 Кристаллизация из расплавов и стекол
- •2.6. Промышленные методы выращивания кристаллов
- •Глава 3. Симметрия кристаллов и их классификация
- •3.1 Элементы симметрии
- •Р исунок 3.1 - Центр симметрии
- •3.2 Взаимодействие между элементами симметрии в кристалле
- •3.3 Классификация кристаллов
- •Глава 4. Простые формы и их комбинации в кристаллах различных сингоний
- •4.1 Распределение простых форм по сингониям и категориям
- •Расшифровка комбинированных форм
- •Глава 5. Установка кристаллов. Определение индексов граней
- •5.1 Понятие о кристаллографических символах
- •Установка кристаллов
- •5.3 Закон Гаюи
- •5.4 Практические рекомендации по определению кристаллографических символов
- •Глава 6. Стереографические проекции кристаллов
- •6.1 Принципы стереографического проектирования
- •6.2 Проектирование элементов симметрии кристаллов
- •Глава 7. Изучение пространственной решетки
- •7.1 Решетки Браве
- •7.2 Определение формульной единицы
- •7.3 Координационные числа и координационные многогранники
- •Глава 8. Плотнейшие упаковки
- •8.1 Понятие о кристаллохимическом радиусе
- •8.2 Виды плотнейших упаковок в структурах
- •8.3 Доля заполненных пустот
- •Глава 9. Типы физико-химических связей в кристаллах
- •9.1 Типы кристаллических структур
- •9.2 Металлический тип связи
- •9.3 Ионная или гетерополярная связь
- •9.4 Ковалентная (гомеополярная) или атомная связь
- •9.6 Водородная связь
- •9.7 Явление поляризации в кристаллических телах
- •Глава 10. Полиморфизм, изоморфизм
- •10.1 Определение полиморфизма, его типы
- •10.2 Примеры полиморфных переходов
- •10.3. Полиморфные превращения в системе SiO2
- •10.4 Понятие об изоморфизме
- •10.5 Виды изоморфизма
- •Глава 11. Главнейшие типы кристаллических структур
- •11.1 Способы моделирования кристаллов. Метод координационных полиэдров
- •11.2 Понятие о структурном типе
- •11.3 Примеры основных структурных типов
- •Тема 12. Кремнекислородные структуры
- •12.1 Особенности строения силикатов
- •12.2 Состав силикатов в виде структурных формул
- •12.3 Классификация силикатов по типу кремнекислородных группировок (радикалов, мотивов)
- •12.4 Особенности структур кварца, тридимита, кристобалита
- •Глава 13. Дефекты кристаллической решетки
- •13.1 Классификация дефектов кристаллической решетки
- •13.2 Нульмерные (точечные) дефекты
- •13.3 Линейные дефекты
- •13.4 Свойства дислокации
- •13.5 Влияние дислокации на скорость роста кристаллов
- •Минералогия
- •Глава 14. Минералогия. Свойства минералов
- •14.1 Наука «минералогия» и объекты ее исследования. Написание формул минералов
- •14.2 Морфология минералов
- •14.3 Явление двойникования и эпитаксии в реальных кристаллах
- •14.4 Физико-химические свойства минералов
- •Тема 15. Геологические процессы образования минералов
- •15.1. Классификация минералов и горных пород по генезису
- •15.2.Эндогенные процессы образования минералов и пород
- •15.3 Экзогенные процессы минералообразования
- •15.4 Метаморфические процессы минералообразования
- •Глава 16. Классификация минералов. Особенности различных классов минералов
- •16.1 Классификация минералов по с.Д. Четверикову
- •16.2 Класс самородных элементов
- •16.3 Сульфиды. Сульфаты
- •16.4 Галоидные соединения. Бораты. Фосфаты
- •16.5 Карбонаты. Нитраты
- •16.6 Оксиды и гидроксиды
- •Глава 17. Силикаты
- •Основные сведения о силикатах
- •17.2 Островные силикаты
- •17.3 Цепочечные и ленточные силикаты
- •17.4 Слоистые силикаты
- •17.5 Каркасные силикаты
- •Литература
14.2 Морфология минералов
Морфология изучает формы минералов, которые встречаются как в виде отдельных монокристаллов, так и в виде закономерных сростков-двойников и незакономерных сростков-агрегатов.
Морфология монокристаллов – в зависимости от условий кристаллизации из одного и того же вещества могут образовываться кристаллы по внешней форме сильно отличающихся друг от друга. Внутренняя же их структура, естественно, всегда неизменна.
В виде хорошо образованных кристаллов минералы встречаются сравнительно редко, но для некоторых минералов форма их кристаллов является одним из диагностических признаков: призматические кристаллы у кварца; усеченные гранями трапецоэдра и ромбоэдра, ромбододекаэдры граната; кубические кристаллы флюорита и т.д.
Характерной является штриховка на гранях, например: кварц (SiO2) – поперечная штриховка на гранях призмы, берилл (Be3Al2[Si6O18]) – вертикальная штриховка на гранях призмы, пирит (FeS2) – штриховка, параллельная граням куба, ориентированная перпендикулярно каждой соседней грани.
По внешнему облику (габитусу) среди кристаллов легко выделить три типа:
Кристаллы изометрические, примерно одинаково развиты по трем взаимно перпендикулярным направлениям (a=b=c). Наиболее характерны для кубической сингонии: куб (пирит FeS2 , галенит PbS, галит NaCl, флюорит CaF2), октаэдр (шпинель MgAl2O4 , магнетит Fe3O4 , флюорит CaF2), пентагондодекаэдр – пирит и др.
Кристаллы, вытянутые по двум направлениям (a=bc): пластинчатые, листоватые, чешуйчатые (слюды, тальк, пирофиллит), таблитчатые (барит Ba[SO4]). В основном, это кристаллы низшей категории, но могут встречаться и в средней.
Кристаллы, вытянутые в одном направлении (a=bc): призматические, столбчатые (берилл, кварц), шестоватые (арагонит СаСО3), волокнистые (селенит, хризотил-асбест), игольчатые (рутил, турмалин). Средняя и низшая категория.
В природных условиях, в процессе роста, минералы часто не формируются в виде идеальных кристаллических многогранников. Перепады температур и давлений минералогической среды, неравномерность питания кристаллов минералов при их росте, попадание химических и механических примесей в кристаллообразующую среду и др. факторы приводят к тому, что кристаллы формируются в виде различных искривленных и недоразвитых форм, незакономерных и закономерных сростков и т.д. В конечном итоге, эти признаки позволяют получить представление об условиях, в которых формировался минерал.
Морфология агрегатов – незакономерные сростки одного или нескольких минералов.
Друзы (гребенки, щетки) – сростки хорошо сформированных кристаллов, разных по высоте и различно ориентированных, но прикрепленных одним концом к общему основанию, в результате чего у кристаллов ограненными являются только свободные концы. Встречаются: кварц (горный хрусталь), кальцит, полевой шпат (альбит), гипс, берилл, флюорит, магнетит и др.
Секреции – минеральные образования, заполнившие пустоты в горных породах от периферии к центру. Маленькие (до 10мм) нацело заполненные – миндалины, крупные с полостью внутри – жеоды (горный хрусталь, кальцит, гипс, сера).
Конкреции (стяжения, желваки) – чаще всего округлой формы с радиально лучистым строением. Отложение вещества – от центра к периферии (марказит, сидерит, гипс, фосфорит).
Оолиты (яйцевидные камни) – агрегаты мелких шариков от 0,05мм до 2-3 см в диаметре (пиролюзит, кальцит, арагонит).
Дендриты – древовидные агрегаты, напоминающие листья папоротника.
Зернистые – сложенные кристаллическими зернами.
Натечные формы – почковидные (малахит, халцедон), сосулькообразные (сталактиты и сталагмиты кальцита), кремень.
Землистые – напоминают рыхлую почву.
Псевдоморфозы – не свойственная для минерала форма. Например, гипс в кубической форме – заполнил при кристаллизации полости, образовавшиеся путем растворения кристаллов галита водой.