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

Итак, круг замкнулся. Снова возродился стародавний союз между, кристаллографами и минералогами, заново воскресла в обновленном виде минералогическая кристаллография. И снова возвращаемся мы к исходному вопросу, поставленному в самом начале главы, к вопросу о специфике и задачах данного научного раздела. Не­ смотря на расплывчатость понятия о минерале и безграничное рас­ ширение рамок новейшей науки о кристаллах, специфика минера­ логической кристаллографии вытекает из слияния совместных инте­ ресов и подходов, разработанных минералогами и кристаллографами. Вспомним, что минералог является прежде всего натуралистом, зорко приглядывающимся ко всем особенностям природного или лабора­ торного материала, чтобы уловить сведения о деталях его возникно­ вения и роста. Свои наблюдения он издавна привык начинать в поле, тщательно регистрируя все, что может помочь ему в расшифровке генезиса того или иного минерала. Этот же подход со всеми вырабо­ танными прежде навыками он переносит и в лабораторию, где па его глазах растут аналоги природных кристаллов.

Вместе с тем современные методы изучения природных кристал­ лических образований должны быть строго согласованы с имеющи­ мися данными о реальных кристаллических структурах конкретных минералов. Синтез понятий о двух средах — внутренней кристал­ лической и внешней кристаллообразующей — является основой новейшей минералогической кристаллографии. При этом следует учесть, что особенности природной минералообразутощей среды накладывают свой особый отпечаток на специфику данной дис­ циплины.

минералогической кристаллографии Н. И. Кокшарова и П. Е. Ере­ меева, мы не можем ограничиваться их подходом к изучению кри­ сталлического материала. Этот материал, за редкими исключениями, доставлялся им учениками — горными инженерами; сами же они •скрупулезнейшим образом изучали каменные образцы, не выходя из своих кабинетов и лабораторий и почти полностью игнорируя полевую обстановку. При этом их интересы ограничивались в основ­ ном лишь внешней морфологией минералов. Структура и кристалло­ образующая среда оставались вне поля их зрения.

Огромный шаг вперед был сделан Е. С. Федоровым, сосредото­ чившим свое внимание на геометрии кристаллических структур л тем самым всемерно углубившим понятие о внутренней кристал­ лической среде. Именно он подготовил теоретические основы для позднейшего развития рентгеноструктурного анализа (достаточно напомнить о выводе федоровских пространственных групп — 230 возможных законов расположения атомов в кристаллических струк­ турах, лежащих в основе метода расшифровки реальных структур). ■Он же создал теодолитный метод в минералогии и петрографии, всемерно используемый и теперь при лабораторном гониометри­ ческом и кристаллооптическом изучении минералов и горных пород.

9

Глубочайший теоретик-кристаллограф и практик-горный инже­ нер Е. С. Федоров, несмотря на длительную работу в поле, все жепочти не затронул в своих теоретических построениях минерало­ образующей среды. В то время ее роль еще не поддавалась обобща­ ющей математической обработке, а для Е. С. Федорова наука вне математики не представляла существенного интереса. Понятия о за­ кономерности воздействий кристаллообразующей среды на формиро­

напоминать о всем известных открытиях и заслугах прославленногоминералога и геохимика акад. А. Е. Ферсмана (1883—1945). Под­ черкнем лишь его огромный интерес к природным кристаллам, по деталям которых он искусно восстанавливал этапы их прошлогоразвития.

Созданная им совместно с В. Гольдшмидтом монография об алмазе «Der Diamant» получила мировое признание и придала новое, гене­ тическое, направление минералогической кристаллографии [138]. Основная задача, поставленная в этой знаменитой работе, заклю­ чалась в том, чтобы «прочесть на поверхности кристалла всю его длинную историю в земной коре» [139]. Отметим, что при таком подходе учитывалось взаимодействие кристалла с окружающей сре­ дой, так как поверхности граней лежат на границе между кристаллом и средой. А. Е. Ферсман хорошо понимал это. Он писал: «Клас­ сификация элементов ограничения должна быть по существу генети­ ческой и' связывать эти элементы с теми или иными процессами в окружающей среде» [138]. Позднее ученый неоднократно подчерки­ вал важность такого подхода к природным кристаллическим телам.

А. Е. Ферсман одним из первых среди минералогов обратился к новейшей кристаллохимии, стремясь истолковать закономерности образования минералов энергией кристаллических структур.

Дальнейшее развитие минералогическая кристаллография полу­ чила в трудах блестящего исследователя кристаллов кварца и других веществ проф. Г. Г- Леммлейна (1901—1962). «Соединив неразрывно минералогические интересы с кристаллографическим методом иссле­ дования, он создал при таком синтезе свой особый профиль «минера­ логического кристаллографа» [38].

Сочетание качеств «тонкого исследователя природы» — минера­ лога н в то же время «точного экспериментатора» — кристаллографа выдвинуло Г. Г. Леммлейна как идеального представителя минера­ логической кристаллографии. «Осветить минерал по-новому, так сказать, вдохнуть жизнь в кристаллы минерала смог только- Г. Г. Леммлейн, и сделать это ему удалось потому, что ученый соеди­ нил прежнюю статическую кристалломорфологию с новейшими кристалло- и минералогенетическими подходами», — справедливо подчеркивает проф. Д. П. Григорьев [38]. В дальнейшем нам не раз

10

придется ссылаться на классическую работу Г. Г. Леммлейна об искажении облика кристаллов кварца, впервые наметившую пути выявления связи между искаженными формами реальных кристал­ лов и симметрией питающей среды [791.

Резюмируя вышесказанное, можно сделать поучительные выводы об отличительных чертах подлинного минералогического кристалло­ графа. Он должен быть прежде всего истинным натуралистом, уме­ ющим наблюдать и описывать кристаллы минералов как в полевой обстановке, так и в лабораторных условиях. Ему следует уточнять, расширять и углублять методику, намеченную классиками нашей науки с их скрупулезным подходом к материалу и глубоко вдумчи­ вым анализом его форм. Кроме того, он должен углубиться в детали внутреннего строения кристаллической среды.

Однако нельзя ограничиваться одной лишь статикой природных тел. Необходимо по возможности восстанавливать их динамику в природе: выявлять особенности процессов зарождения, развития, изменения, связывая их с воздействием кристаллообразующей среды. Здесь помимо наблюдений следует обратиться к эксперименту, умело используя лабораторные данные и призывая на помощь современные тончайшие методы изучения кристаллов.

Как видим, гармоническое сочетание статики старой кристалломорфологии и динамики новейшего кристаллографического экспери­ мента с учетом взаимодействия двух сред — внутренней н внешней — составляет сущность современной минералогической кристалло­ графии.

Само собой разумеется, что в основе всех ее обобщающих выводов всегда должны лежать законы симметрии, являющиеся подлинным фундаментом собственно кристаллографической методики. Следует твердо помнить, что сейчас, когда особо актуальной является про­ блема математизации естествознания, роль симметрии чрезвычайно возросла. Необходимо учитывать еще и то обстоятельство, что зна­ ние симметрии позволяет во многом предвидеть и предсказывать своеобразие физико-химических свойств естественных и искусствен­ ных тел, а также предугадывати особенности характера их развития

вприродных и лабораторных условиях. Все это дает возможность

вконце концов брать под контроль процессы кристаллообразования

и находить или получать нужные нам кристаллические продукты

сзаданными наперед свойствами.

Внастоящее время роль и практическое значение минералоги­ ческой кристаллографии не вызывают никаких сомнений. В октябре 1966 г. во Львове было проведено первое Всесоюзное межведомствен­ ное совещание, специально посвященное проблемам минералоги­ ческой кристаллографии. Приведем несколько характерных фраз из материалов совещания. «Союз кристаллографии с минералогией имеет огромное значение для развития обеих этих наук. Для кри­ сталлографии незаменим тот неисчерпаемый фактический мате­ риал!, который она находит в царстве минералов, а современная минералогия кладет в свою основу структурную кристаллографию

11

и кристаллохимию; геометрическая кристаллография и кристаллогенезпс позволяют точно описывать минеральные индивиды и вы­ яснять историю их образования; наконец, важнейшие и основные методы исследования минералов исходят из кристаллографии» [122]. Далее отмечается, что «в выступлениях особое внимание уделялось значению исследований в области минералогической кристаллогра­ фии для теории и практики геологоразведочного и геологопоискового дела, технологии и обогащения полезных ископаемых, синтеза тех­ нических кристаллов и их разнообразных агрегатов».

Для нас, однако, наибольший интерес представляет то обсто­ ятельство, что на совещании был сформулирован сам предмет мине­ ралогической кристаллографии. Так рекомендовалось назвать «раз­ дел кристаллографии и соответственно минералогии, изучающий кристалломорфологию, внутреннее строение и онтогению минераль­ ных индивидов п их закономерных срастаний». При этом подчерки­ валось, что минералогическая кристаллография рассматривает про­ цесс образования минерального нндпвида (обычно реального кри­ сталла) как «результат взаимодействия н взаимосвязи его внешней формы с внутренним строением и физико-химическими особенно­ стями порождающей его среды» [74].

В основном нельзя не согласиться с этой достаточно пространной трактовкой нашего предмета. Следует лишь оговорить, что к «мине­ ральным индивидам» надо добавить п кристаллы синтетических минералов илп их искусственных аналогов. Думается также, что не совсем правомерным является включение в вышеприведенное определение понятпя «онтогении минеральных видов». Как изве­ стно, онтогенией минералов, по предложению проф. Д. П. Гри­ горьева, называется раздел генетической минералогии, посвященный генезису минеральных индивидов и агрегатов [Зй]. Собственно минералогическая кристаллография нс включает в себя этот раздел, а лишь дает основу для его построения. Онтогения является следу­ ющей, более высокой ступенью в иерархической лестнице геологоминералогических дисциплин. Вот почему слово «онтогения» в цити­ рованном выше определении уместнее было бы заменить словом «кристаллогенезис», включив в это понятие зарождение, развитие и изменение кристаллических индивидов и их срастаний. Динами­ ческий характер кристаллогенетического подхода, придающего своеобразную «жизненность» статическим данным морфологической п структурной геометрии, в дальнейшем оттеняется словосочетанием «генетическая динамика».

Учитывая вышесказанное, мы придадим определению, сформули­ рованному на совещании во Львове, следующий вид: «Минералоги­ ческая кристаллография — раздел кристаллографии и соответ­ ственно минералогии, изучающий морфологию, внутреннее стро­ ение и кристаллогенезис (генетическую динамику) кристаллических индивидов и агрегатов для минералов и их искусственных аналогов. Реальное тело кристалла рассматривается ею как продукт взаимо­ действия двух сред — внутренней кристаллической и внешней кри-

12