Файл: Шафрановский И.И. Очерки по минералогической кристаллографии.pdf

С одной стороны, подходя к кристаллическому объекту, необ­ ходимо заимствовать у минералогов все то, что находится в центре их внимания, а именно сведения об особенностях природного или лабораторного происхождения данного тела, обусловивших реальные детали его сложения и морфологии. С другой стороны, надо всегда помнить о законах симметрии, лежащих в основе собственно кристал­ лографической методики, что, к сожалению, не всегда соблю­ дается.

Проф. Д. П. Григорьев собрал и систематизировал богатый ма­ териал, относящийся к зарождению, росту и изменениям минераль­ ных индивидов и их агрегатов [36]. Как уже отмечалось выше, цель онтогении минералов — обогатить генетическую минералогию все­ сторонней л планомерной картиной природной динамики минералообразования с его кристаллографическими и физико-химическими законами эволюции, выявляемыми путем тщательного изучения ми­ неральных индивидов. Эта цель выходит за рамки минералогической кристаллографии. Однако минералогические рецепты опытного под­ хода к изучаемому кристаллическому материалу как в полевой обстановке, так и в лабораторных условиях должны быть усвоены и учтены каждым минералогическим кристаллографом. Книга Д. П. Григорьева имела большой успех и нашла широкий отклик среди исследователей минералов.

Особенно важны для нас напоминания проф. Д. П. Григорьева и его последователей о том, что любой кристалл представляет собой сложное составное тело, построенное из более или менее неоднород­ ных секторов и слоев роста, требующих самого тщательного фикси­ рования, анализа и генетического истолкования. «Анатомия реаль­ ного кристалла» (по характерному выражению Д. П. Григорьева) — вот то, что наряду с внешней морфологией кристаллических тел должно в первую очередь привлекать наше внимание [41].

Множество исследователей откликнулось на этот призыв и углу­ билось в скрупулезное изучение деталей кристаллических тел [28, 1051.

Значительно хуже обстоит дело с применением законов конечной

ибесконечной симметрии для объяснения зафиксированных явлений

иполучения соответствующих обобщающих выводов.

Вэтом отношении благополучно развивается лишь один важный раздел минералогической кристаллографии, именуемый «структур­ ной минералогией». В этой области широко используются рентгено­ метрические методы. Раздел базируется на выводах структурной кристаллографии с ее геометрическими законами бесконечной кри­ сталлографической симметрии и соответственными распределениями элементарных частиц, слагающих кристаллические постройки. Пере­ довое место, занимаемое в мировой науке советской структурной минералогией, достигнуто главным образом благодаря выдающимся

84

черпывающей полнотой и наглядностью это сделано самим Н. В. Бе­ ловым [8]).

До сих пор шла речь о разделе минералогической кристаллогра­ фии, связанном с конкретными структурами минералов, расшифро­ ванными с помощью рентгеноструктурного анализа и рассматривае­ мыми с точки зрения их атомного строения.

Исследования деталей кристаллического строения на границе между уровнем, близким к атомарному, и сравнительно более круп­ ными элементами сложения успешно проводятся современными ме­ тодами электронной микроскопии минералов [46, 86]. Отсылая читателя к этим двум большим монографиям, обращаем его внимание на прекрасные атласы снимков, вводящих нас в совершенно новый мир ультрамикроскопической кристалломорфологии минералов. О дальнейших задачах электронной микроскопии лучше всего расска­ зала основоположница данной методики в нашей стране Г. С. Грицаенко: «Изучение формы (включая кристалломорфологию), раз­ меров, кристаллографической ориентировки, структурной неодно­ родности и других морфологических и структурных особенностей частиц, находящихся по своей величине за пределами разрешения световой оптики; установление степени вещественной однородности и выявление неоднородности минералов, в том числе изучение струк­ тур распада твердых растворов и изменений минералов (особенно в их начальных стадиях); выяснение вопроса (в совокупности с дру­ гими методами) о формах вхождения редких и рассеянных элемен­ тов в минералы; исследование зародышей кристаллов и характера перекристаллизации, двойникования и др.; изучение микротопо­ графии, дефектов и других деталей атомарных или близких к ним размеров на поверхностях граней, плоскостей спайности и изломов минеральных индивидов и выяснение связи этих особенностей с кри­ сталлической структурой минералов; наблюдение периодичности, сверхпериодичности и дефектов кристаллических структур мине­

Не вдаваясь в частности и отсылая читателя к вышеупомянутой литературе, отметим лишь, что в этом новом, только что открыв­ шемся минералогическом микромире помимо явлений как бы копи­ рующих в сильно уменьшенных масштабах привычные образования нас ожидают и поразительные сенсации. Например, открытие сначала на природных образцах горного хрусталя (В. И. Васильев), а затем и на кристаллах синтетического кварца (В. И. Балакирев, В. П. Бу­ тузов, Л. И. Цинобер, В. Е. Хаджи) ультрамикроскопических ни­ тевидных кварцевых же образований [195]. Такие тончайшие моно­ кристальные волокна были обнаружены при изучении свежих сколов на кристаллах. Их образование связано с несовершенной

8і

спайностью кварца вдоль нескольких кристаллографических пло­ скостей.

Не менее эффектным является обнаруяшнное с помощью электрон­ ного микроскопа относительно грубое (по сравнению с атомным строением) сложение опала из упорядоченно расположенных шари­ ков кремнезема [195]. Совокупности таких шариков могут служить своеобразными моделями плотнейших шаровых упаковок. Соизмери­ мостью диаметров этих комков кремнезема с длинами волн видимых световых лучей объясняется хорошо известная игра цветов опала (аналогично тому, как дифракция рентгеновских лучей в кристалли­ ческих структурах объясняется соизмеримостью длин воли этих лучей с межатомными расстояниями внутри структур). Вместе с тем на некоторых микрофотографиях мы обнаруживаем хорошо знако­ мые характерные огранения тех или иных окристаллизованных минералов или же не менее привычные для нас скульптировки поверх­ ностей, явления двойниковаиия и т. п. Так, например, прекрасная микрофотография деревянистого олова, иллюстрирующая статью Г. С. Грицаенко, позволяет легко распознать на скученных микрокристаллах две столь обычные для касситерита тетрагональные дипи­ рамиды {111} и {101}.

Не менее показательна помещенная там же фотография поверхности скола на кварце с очень характерной системой «гребешков», явно связанных с бразильским двойникованием [45]. К сожалению, такие наглядные примеры проявляются не так уж часто. В большинстве случаев различно наклоненные и неправильно ограненные микрокристаллики требуют большой дополнительной работы для опреде­ ления их кристаллографической характеристики и для выяснения нх ориентировки относительно плоскости изображения.

В свое время автор данной работы рекомендовал при описании форм микрокристаллических минералов базироваться на изображе­ ниях целиком оконтуренных кристаллов и на учете уже известной заранее кристаллографии данного вещества [163]. Для этого на по­ мощь следует привлекать имеющиеся ортогональные изображения кристаллов данного минерала, обычно приводящиеся в сводках по минералогии или в специальных работах. Особенно ценным посо­ бием для решения таких задач является знаменитый «Атлас кристал­ лических форм» В. Гольдшмидта, содержащий сводку всех изображе­ ний кристаллов минералов, опубликованных до 1911 г. [203]. В том случае, когда имеются лишь плоские контуры пластинчатых кристаллов (например, мельчайшие кристаллики глинистых мине­ ралов), можно для описания с успехом использовать понятия о про­ стых плоских реберных формах, как идеальных, так и искаженных (рис. 27).

Разумеется, предлагаемые рецепты описания микрокристалли­ ческих форм представляют собой лишь первые шаги на пути к под­ линному кристалломорфологическому анализу. Такой анализ тре­ бует в первую очередь разработки методов, с помощью которых можно определять взаимные наклоны гранных плоскостей, а затем

86

Рио. 27. Простые плоские реберные формы.

и сферические координаты соответствующих граней. Думается, что здесь следует привлечь на помощь относительные степени затенен­ ности близлежащих граниых поверхностей.

с числом граней пирамиды.

Вопрос разработки гониометрии для электронных фотоснимков уже привлек внимание некоторых авторов [210 ].j Нет сомнения

87

в том, что в самом скором времени гониометрический подход к объек­ там электронной микроскопии будет полностью разработан и вне­

которых, как мы уже знаем, составляет главную особенность мине­ ралогической кристаллографии.

Переходя от ультрамикроскопнческих объектов к более крупным образованиям, мы встречаемся с задачей детального исследования скульптурных усложнений на кристаллических гранях — так назы­ ваемых акцессорий роста (и растворения) кристаллов [176]. Этот раздел нашей дисциплины нашел свое развитие и детальную разра­ ботку в двух обстоятельных книгах В. Г. Фекличева [135, 136], который предлагает следующее определение: «Микрокристалломор­ фологический анализ — новое направление в кристаллогенетиче­ ских исследованиях. Он обобщает и объединяет на общей принципи­ альной основе различные методы и направления микроскопических исследований морфологии кристаллов и дает единую методику таких исследований с целью познания генезиса и других особенностей кристаллов» [135].

На основе скрупулезных исследований В. Г. Фекличев стремится выявить «закономерные связи между особенностями морфологиче­ ского и микроморфологнческого строения кристалла, особенностями его состава, структуры, среды и условий формирования». Автор уточняет, что именно подразумевается под термином «микрокристалломорфология»: «Если кристалломорфология рассматривает все вопросы морфологии кристаллов, то мпкрокристалломорфология акцентирует свое внимание на вопросах микроскопического строе­ ния поверхности кристалла, на деталях рельефа граней, строения гранных микроструктур и т. д.» [135]. В связи с таким подходом кристалломорфология подразделяется на макроморфологшо (скульп­ туры п формы, наблюдаемые невооруженным глазом), мнкроморфологню (детали макрорельефа, изучаемые под световым микро­ скопом) и ультрампкроморфологшо (элементарные формы рельефа, улавливаемые электронным микроскопом).

Как видим, объектом микрокристалломорфологии является в ос­ новном микрорельеф граней. Следует подчеркнуть, что все свои исследования В. Г. Фекличев проводил исключительно на кристал­ лах природных минералов (берилла, кварца, везувиана и др.), пре­ красные фотографии которых составляют обширный атлас, прило­ женный к книге.

О дальнейшем развитии микрокристалломорфологического ана­ лиза можно судить по второй книге того же автора, иллюстрации к которой наглядно свидетельствуют о несомненных успехах тех­ ники фотографирования микрорельефа гранных поверхностей ми­ нералов.

Обе монографии В. Г. Фекличева всецело относятся к минерало­ гической кристаллографии и должны стать настольным пособием для исследователей природных кристаллов. Вместе с тем хотелось

88