Файл: Шафрановский И.И. Очерки по минералогической кристаллографии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.06.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 1
Стеной нашел общее их свойство — сохранять величины гранных углов. Хотя в этом открытии отнюдь не содержится утверждения, что внешняя форма кристаллов не подчиняется каким-либо другим законам, все дальнейшее развитие научной кристаллографии пошло
по пути полного игнорирования таких законов» |
[192]. В |
связи |
|
с этим обстоятельством, А. В. и О. М. Шубниковы |
отмечают |
необ |
|
ходимость развития иных, |
принципиально новых направлений |
||
в науке о кристаллических |
формах: «Дальнейшее |
движение |
идет |
под флагом установленного опытом положения, что форма кристалла есть функция не только его строения, но и свойств среды, из которой он растет» [192].
Это положение авторы иллюстрируют на конкретном примере статистического исследования кристаллов вилуита. Для характери стики многогранников вилуита А. В. и О. М. Шубниковы исполь зовали центральные расстояния, т. е. расстояния граней кристалла от его центральной точки. При достаточном количестве кристаллов из одного месторождения или группы однотипных месторождений статистические измерения центральных расстояний дают возмож ность построить обобщающую суммарную форму данного типа. Именно такая статистическая работа и была выполнена авторами на основе богатой коллекции. В результате удалось установить наличие двух четко выраженных модельных форм кристаллов ви луита, отличающихся размерами граней {111}. «Этому развитию, — пишут авторы,— должны отвечать две резко выраженные причины, которые можно искать или в существовании двух различных типов месторождений, или в том, что кристаллы на постепенно изменя ющиеся условия их образования реагируют скачком» [192].
Именно такой подход, основанный на статистическом методе ис следования, все чаще с успехом иснользуется в минералогической кристаллографии.
Новую оригинальную главу в кристаллографию и минералогию вписали блестящие работы А. В. Шубникова и его сотрудников в области изучения кристаллов природного кварца: «О фигурах удара и давления и о механических двойниках кварца» (1933, со вместно с Е. В. Цинзерлинг), «О пластичности кварца» (1933), «О хрупкости и пластичности кварца» (1933), «О фигурах травления кварца» (1939). Свои открытия А. В. Шубников использовал на практике, о чем свидетельствуют его статьи об определении осей в гальках кварца с помощью специальных приборов. Практические приемы ориентировки и резки кварцевых пластинок приведены
вкниге «Руководство к изготовлению пьезокварцевых препаратов» (1931), составленной под общей редакцией А. В. Шубникова.
Суммировав достижения в области научной и прикладной кри сталлографии кварца [183], А. В. Шубников создал книгу, которая
втечение многих лет была настольным пособием для исследователей и практиков, работавших с кварцем. О богатстве и широте содер жания книги дает понятие перечень глав: кварц как одна из моди фикаций кремнезема, морфология и структура кристаллов кварца,
123
тепловые и оптические свойства кварца, упругость кварца, электри ческие свойства кварца, колебания пьезокварцевых препаратов. Книга А. В. Шубникова о кварце открывает новую главу в минера логии и кристаллографии, тесно связывая морфологию с физиче скими свойствами и практическим использованием этого минерала.
Исследования кварца, проводившиеся в кристаллографической лаборатории, а затем в Институте кристаллографии АН СССР, яви лись богатейшим вкладом в минералогическую кристаллографию, широко раздвинув ее рамки и тесно связав с запросами промышлен ной практики.
Из числа других минералов особое внимание А. В. Шубникова привлекал алмаз, строению которого посвящено интересное дискус сионное рассуждение «О возможных п невозможных структурных модификациях алмаза» (1955).
Его популярная книга «Как растут кристаллы» [1811 — первая работа такого рода в мире — имела большое значение для разви тия исследований в области кристаллогенезпса минералов.
С успехом |
могут быть использованы в |
минералогической кристал |
лографии II |
позднейшие теоретические |
обобщения А. В. Шубни |
кова, широко |
раздвинувшие рамки классической симметрии и по |
|
знакомившие нас с новыми понятиями антисимметрии (равенства положительных и отрицательных фигур) и симметрии подобия (закономерной повторяемости подобных, но не равных чаете и фи гур). Учение об антисимметрии нашло применение в теории магнит ных свойств и структурного анализа кристаллов. В 1966 г. была опубликована капитальная сводка проф. В. А. Копцика «Шубниковекпе группы» с описаниями и двухцветными изображениями групп бесконечной антисимметрии [65].
Само собой разумеется, что сказанным далеко не исчерпывается роль А. В. Шубникова в развитии минералогической кристалло графии. Его замечательные книги и фильмы о зарождении, росте и разрушении кристаллов, монография об оптической кристалло графии легли в основу многих фундаментальных исследований в на шей области. Созданная А. В. Шубниковым методика шлифовки и полировки поделочных и драгоценных камней дала в руки камне резов и минералогов-практиков новые подходы к природному ка менному материалу.
«Кварцевая» тема нашла дальнейшее развитие в блестящих тру дах многолетнего сотрудника и последователя А. В. Шубникова — проф. Г. Г. Леммлейна, в творчестве которого теснейшим образом сплеталось собственно кристаллографическое направление с живей шим интересом к минералогическим объектам. Г. Г. Леммлейн по праву должен считаться одним из создателей новейшей кристалломорфологии, охватывающей наряду с внешним огранением внутрен нее сложение реальных кристаллов с их зонами, пирамидами роста и т. д. и тем самым воссоздающей историю образования кристаллов, динамику их развития. Широко известны работы Г. Г. Леммлейна по кристалломорфологии кварца и других минералов. Особенно
выделяются его исследования, объясняющие генезис жидких вклю чений в кристаллах минералов, явления коррозии и регенерации порфировых выделений кварца в горных породах, механизм образо вания двойников при соприкосновении двух кристаллов порфиро вого кварца, особенности строения и роста скрученных кристаллов кварца, образование друз, зависимость облика кристаллов от их природной ориентировки, природу окраски кварца и т. д. Уже после войны была опубликована известная брошюра о секториальном строении кристаллов [80]. Последние годы жизни Г. Г. Леммлейн посвятил изучению элементарных процессов роста кри сталлов.
Собственно минералогическая кристаллография развивалась так же в трудах сотрудников Минералогического музея Академии нарт, руководимого акад. А. Е. Ферсманом. Богатейший, поражающий своей новизной минералогический материал, открытый в Хибинах, Фергане, Каракумах и т. д., требовал тщательной кристаллографи ческой обработки и подробного описания. Результаты такого из учения мы находим в преимущественно гониометрических исследова ниях сподвижников А. Е. Ферсмана — Э. М. Бонштедт, Е. Е. Ко
стылевой, А. Н. Лабунцова |
и др. Сам А. Е. Ферсман параллельно |
с интенсивным изучением |
новооткрытых минеральных богатств |
с энтузиазмом развертывал грандиозные теоретические обобщения, впоследствии сконцентрированные в четырех томах его «Геохимии» (1933—1939), где он пытался опираться на новейшие достижения кристаллохимии.
А. Е. Ферсман обращал особое внимание на поведение атомов в кристаллических структурах минералов, первоначально связывая его с гольдшмидтовскимп величинами атомных и ионных сфер. Не ограничиваясь имевшимися литературными данными, он смело формулировал свои собственные прогнозы, зачастую оперея-сая физиков. Знаменитые «звезды изоморфизма», правила полярно нап равленного изоморфизма до сих пор играют ведущую роль в гео химических построениях, а вместе стем и в генетической минералогии. При дальнейшей разработке геохимических проблем А. Е. Фер сман выдвинул на первый план значение электрических зарядов ионов и их валентности, заменив ионные сферы энергетическими константами. В созданной им геоэнергетической теории, базирующей ся на понятиях «эков» и «вэков», мы, по словам акад. С. С. Смир нова, «буквально заглядываем в завтрашний день нашей науки» [116].
Следует иметь в виду, что физика до сих пор не дала окончатель ного решения многих задач, поставленных А. Е. Ферсманом. В связи с этим точность величин, вычисленных по его методу, является весьма приближенной. Общий план построения и основное направление будущей науки, сливающей воедино минералогию, кристаллогра фто, физику и химию, намечены с изумительной дальновидностью; в то же время детали и частности требуют основательной доработки и уточнения. Богатейший материал по кристаллографии минералов
содержится также в знаменитой ферсмаиовской монографии «Пегма титы» [137].
Существенно иная линия развития собственно минералогической кристаллографии наблюдается в трудах кристаллографов, опира вшихся на федоровские традиции и тесно связанных с повседневной минералогической практикой. В рассматриваемый нами период эта линия проводилась главным образом на кафедрах кристалло графии п минералогии Ленинградского горного института и Ленин градского государственного университета, а также в федоровском институте, объединявшем ряд родственных геолого-минералогиче ских кафедр.
Идейным руководителем п вдохновителем этого направления в советской минералогии и кристаллографии был выдающийся уче ник Е. С. Федорова — А. К. Болдырев. В течение четверти века A. К. Болдырев с успехом возглавлял кристаллографо-минералоги ческую федоровскую школу. Будучи одновременно и кристалло графом и минералогом, он умело сочетал в своем творчестве интересы обеих наук. Его курсы кристаллографии и минералогии по богат ству материала, строгости изложения и глубине трактовки до сих пор являются незаменимыми пособиями в области минералогиче ской кристаллографии [16]. В начале 20-х годов А. К. Болдырев организовал прп кафедре кристаллографии рентгенометрическую лабораторию (одну нз первых в СССР).
Будучи горным инженером и крупнейшим минералогом, А. К. Бол дырев быстро понял практические возможности использования рент генометрического метода для определения вещества минералов. В результате под его руководством и по его идее начал составляться
первый в мире |
рентгенометрический определитель |
минералов |
|
(А. К. Болдырев, |
В. И. Михеев, В. Н. Дубинина, |
А. Г. Ковалев, |
|
Г. М. Попов). Определение вещества здесь сводится |
к |
получению |
|
дебаеграммы (порошкограммы) данного минерала и отождествлению ее с одной из эталонных дебаеграмм. Этот метод, сочетавший струк турную кристаллографию с практической минералогией, получил самое широкое распространение в работе геолого-минералогических лабораторий. В дальнейшем развитии и углублении метода главную роль сыграл талантливейший ученик А. К. Болдырева — ироф. B. И. Михеев, издавший в 1957 г. новый «Рентгенометрический опреде литель минералов». Эту работу продолжают Э. П. Сальдау и И. В. Михеева.
Вторым фундаментальным трудом, созданным по идее и под ру ководством А. К. Болдырева, является «Определитель кристаллов», позволяющий по угловым величинам, измеренным на гониометре, определять вещество кристаллических многогранников [17, 18]. В составлении «Определителя» принимал участие большой коллек тив: А. К. Болдырев, В. В. Доливо-Добровольский, И. И. Шафра-
новский, В. Ф. Алявдин, Ю. П. Преображенский, |
В. С. Соболев, |
|
Е. Е. Флинт, А. Н. Лямина, В. А. Аншелес, |
М. |
Н. Балашова, |
Н. Ю. Икорникова, В. И. Михеев, Э. Ф. Рунке, |
Г. |
М. Доливо-Доб- |
126
ровольская, Г. |
Б. |
Бокий, |
А. М. Болдырева, Н. |
Н. Стулов, |
ІО. А. Шнейдер |
и |
др. Метод кристаллографического |
диагноза по |
|
А. К. Болдыреву |
является |
предельным упрощением |
федоровского |
|
кристаллохимического анализа. Практическое значение этого ме тода удалось доказать на примере, когда, казалось бы, совершенно неожиданным, чисто лабораторным путем студент-второкурсник на практических занятиях по гониометрии обнаружил кристаллы кас ситерита в Атлянских россыпях на Урале (эти кристаллы, ошибочно принятые за рутил, хранились в старинных коллекциях Горного музея).
В настоящее время В. Ф. Алявдин заканчивает работу над опре делителем ромбических минералов. Помимо своего прямого назна чения болдыревский определитель представляет собой ценнейшую сводку отдельно выделенных описаний окристаллизованных мине ралов с приложением изображений наиболее характерных форм.
В последних довоенных работах А. К. Болдырев проявлял боль шой интерес к структурной минералогии и кристаллографии. Он дал систематический обзор структур силикатов и написал большую статью о структуре слюд. Одним из ближайших помощников и сорат ников А. К. Болдырева являлся проф. В. В. Доливо-Доброволь- ский.
К федоровской школе тесно примыкала кафедра кристаллогра фии Ленинградского государственного университета, возглавляемая учеником и горячим поклонником Е. С. Федорова — проф. О. М. Аншелесом (1885—1957). Трудам О. М. Аншелеса мы обязаны разви тием вычислительных и графических методов кристаллографии, позволяющих наиболее просто обрабатывать цифровой материал, получаемый с помощью федоровского теодолитного гониометра — одного из важнейших приборов минералогической кристаллографии. Эти достижения суммированы в обширном труде «Вычислительные и графические методы кристаллографии» (1939). Значительно упро стили обработку материала при проведении федоровского кристалло химического анализа таблицы О. М. Аншелеса для определения относительной ретикулярной плотности граней кристаллов.
О. М. Аншелес был одним из пионеров в разработке и распростра нении в СССР иммерсионного метода при изучении осадочных горных пород и минералов. Сейчас это направление развивается его учени ком — проф. В. Б. Татарским, автором известного курса «Кристал лооптика и иммерсионный метод» (1949, 1965) Г12Ц.
Заканчивая обзор развития минералогической кристаллографии за 1917—1941 гг., отметим характерные особенности этого процесса.
Содной стороны, наблюдается явный уклон кристаллографии в об ласть физики и химии и, казалось бы, разрыв ее с минералогией.
Сдругой стороны, даже самые энергичные представители сугубо
физического направления в науке о кристаллах (А. В. Шубников и его школа), выполняя практические задания, усиленно работают с природным кварцем и другими минералам и тем самым способ ствуют развитию минералогической кристаллографии.
127