Читайте также:
|
ТЕМА: ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯ
Минералом называют химически и физически индивидуализированный неорганический продукт природной физико-химической реакции, находящийся в кристаллическом состоянии..." (А. А. Годовиков. Минералогия. М., "Недра", 1983, с. 8).
Это центральное определение минералогии заслуживает подробного рассмотрения. В нем, во-первых, подчеркивается, что к минералам относятся только индивидуальные химические вещества, но не механические смеси. Минерал индивидуализирован и физически: это конкретное физическое тело, обладающее своими физическими свойствами и внешним обликом. Притом к минералам могут быть отнесены только тела кристаллической природы - с упорядоченным внутренним строением. Минералы - типичные твердые тела: кристаллическое состояние для таких тел закономерно и свойственно подавляющему их большинству. Наконец, в определении обращено внимание на способ возникновения минерала - только естественным путем, без вмешательства человека. Следовательно, нельзя считать минералами вещества неприродного происхождения - "синтетические" кварц и корунд, искусственные ювелирные камни и другие технологические продукты, даже если они химически индивидуальны и имеют кристаллическое строение.
Минералоги бдительно следят за порядком в своем реестре и безжалостно исключают из него все, что не подходит под строгое определение минерала*.
* (Корректировка и упорядочение исторически сложившейся номенклатуры минералов - одна из задач Международной минералогической ассоциации (основана в 1958 г.).)
Но, как давно замечено, ввести определение куда проще, чем применять его на практике. Природа сложна, рамки научного термина ей порой узковаты. Все неорганические продукты природных реакций - химические вещества; какие же из них не являются минералами? Логично исключить жидкости и газы: они не обладают кристаллическим строением. А как быть с самородной ртутью? Это индивидуальное химическое вещество; оно образуется при определенных геологических процессах, встречается в земной коре в характерной обстановке и отвечает всем общепринятым представлениям о минералах, кроме одного: при обычной температуре это жидкость. Некоторые твердые природные вещества, как опал, халцедон – разновидности кварца, традиционно считающиеся минералами, как выяснилось, не имеют кристаллического строения. Но таких веществ набирается немного, и удобнее сделать для них исключение, оставив в списках минералов. Поэтому следует запомнить, что для немногих не кристаллических веществ сделано исключение из общего определения минерала и эти вещества к минералам относятся.
Совокупность минералов одинаковой кристаллической структуры и одинакового, в пределах допускаемых отклонений, химического состава образует минеральный вид. Современная минералогическая систематика насчитывает свыше 2800 минеральных видов. Под разновидностями понимают минералы, отличающиеся деталями состава и (или) отдельными свойствами - окраской, формой выделения и др. Так, аметист, цитрин и морион - цветные разновидности кварца; аквамарин и изумруд - разновидности берилла, отличающиеся окраской и химическими примесями; селенит - волокнистая разновидность гипса. Минеральный вид - понятие более широкое, чем разновидность: всякий изумруд - это берилл, но далеко не всякий берилл - изумруд.
Основная масса минералов входит в состав горных пород, в которых они заключены в виде зерен разной величины и более или менее случайной, обычно неправильной формы. Лишь очень небольшая часть минералов находится в форме кристаллов, обладающих "собственной", специфической для каждого минерального вида естественной внешней огранкой. На форму кристалла оказывает влияние обстановка, в которой он возник и существует.
Кристаллическими называются тела с упорядоченным внутренним строением на уровне атомов или молекул. Если бы кристаллическое вещество можно было рассмотреть при сверхувеличении примерно в миллиард раз (сегодня этой возможности мы еще не имеем), то картина оказалась бы вроде той, что с некоторыми упрощениями показана на рис. 1, а. Бросается в глаза, что одинаковые частицы регулярно повторяются с одинаковым шагом в параллельных рядах и плоских параллельных слоях. На рис. 1 изображено довольно простое по составу и структуре вещество (галит
NaCl), но отмеченные закономерности строения (регулярность, параллельность и повторяемость) - общие для всех кристаллических тел.
Рис. 1. Строение кристаллического вещества: а - пример плотноупакованной структуры, построенной из атомов двух сортов; б - пространственная решетка; в - одна из плоских сеток; г - элементарная ячейка
Регулярность внутреннего строения имеет важные последствия для внешнего облика кристаллических тел: именно она обусловливает тенденцию, этих тел во время их образования самопроизвольно принимать форму многогранников.
Учение о форме минералов называется морфологией. Этим же словом обозначают и совокупные сведения о форме конкретных минералов: морфология галенита, морфология гранатов.
Минеральным индивидом называется обособленное выделение минерала, обладающее единой кристаллической структурой и естественной внешней формой. И совершенный кристалл, и зерно породы - индивиды, притом вполне равноправные: оба обладают естественной внешней формой, хотя в случае зерен тенденция к кристаллическому самоогранению не реализована. Понятие индивида налагает на форму лишь одно ограничение: форма должна быть естественного происхождения. Слово "индивидуум" в переводе с латинского языка означает неделимый.
В природе все минералы существуют в виде индивидов, но большей частью не поодиночке, а в сообществах, называемых минеральными агрегатами. Примером минеральных агрегатов может служить любая не мономинеральная горная порода.
Образование (генезис) минералов - предмет генетической минералогии. Одна из ветвей этой науки изучает физико-химические условия образования минеральных видов. Другая ветвь занимается вопросами формирования индивидов и агрегатов. Учение о минеральных индивидах и агрегатах получило название онтогении минералов. Первый исследователь этого направления - русский минералог академик Николай Иванович Кокшаров (1818-1892).
Индивиды используются в геологии как источники минералогической информации. Здесь на первый план выступает именно их естественный, природный облик, а также детали строения. Форма кристаллов и зерен не случайна, она отражает обстоятельства их образования. Советский минералог, геохимик академик Александр Евгеньевич Ферсман (1883-1945) писал: "Кристалл неизменно несет на себе следы предыдущих моментов своего существования, и по его форме, по скульптуре его граней, мелочам и деталям его поверхности мы можем читать его прошлое". А прошлое индивидов позволяет выявить закономерности образования месторождений. Роль индивидов-зерен и индивидов-кристаллов здесь равноценна.
Среди колоссального, не поддающегося подсчету количества индивидов одного минерального вида не найдется и двух вполне одинаковых. Здесь возможна аналогия с живыми существами: все особи, например, вида "кошка" похожи друг на друга, но непременно чем-то и отличаются - размерами, деталями формы, окраской и т. п. Индивидуальные различия минералов еще разнообразнее, и требуется известная опытность, а подчас и специальные лабораторные испытания, чтобы не впасть в заблуждение и не принять один минерал за другой.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 167 | Нарушение авторских прав