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

Во .многом предвосхищая дальнейшее развитие науки, Л. Е. Фер­ сман пытался синтезировать минералогию, кристаллографию, физику и химию в своих геохимических построениях. Школа Ленинград­ ского горного института и Ленинградского государственного уни­ верситета, следуя федоровским традициям, продолжала разрабаты­ вать собственно минералогическую кристаллографию, тесно сочетая ее с обновленной трактовкой минералогии и достижениями кристалло­ химии..

Во время воины н в первые послевоенные годы резко изменилось само понятие о кристаллографии, Выяснилось выдающееся практи­ ческое значение этой науки: достаточно вспомнить о техническом применении кристаллов кварца, рубина, алмаза. Перед специали­ стами стояла неотложная задача: осуществить синтез упомянутых минералов. Как хорошо известно, эта задача была вскоре с успехом разрешена нашими учеными.

В 1956 г. начал издаваться журнал «Кристаллография», ставший центральным объединяющим печатным органом советской кристал­ лографической науки. Следует сразу же подчеркнуть, что как в Институте кристаллографии, так и в журнале первенствующее место заняла физическая и тесно связанная с тей техническая кри­ сталлография. Однако одним из ведущих ученых института является акад. Н. В. Белов, создатель советской структурной кристалло­ графии, крупнейший авторитет в области строения кристаллов. Вместе с тем с именем Н. В. Белова неразрывно связана и структур­ ная минералогия, так как в первую очередь объектами его структуных изысканий были именно минералы (в особенности силикаты).

В прекрасной статье, посвященной 80-летию Н. В. Белова, проф. Н. Н. Шефталь ярко обрисовывает роль ученого и его школы в развитии геолого-минералогических наук: «Можно сказать, что с 1940-х по 1970-е годы произошло превращение минералогии из химии в кристаллохимию земной коры и в этом превращении велик вклад советской науки — большой школы академика Николая Васильевича Белова. За вычетом 5% вещество земной коры состоит из силикатов. Их структуры, особенно важные по этой причине, чрезвычайно сложны. Около сотни структур минералов, в первую

природы, и прежде всего в геологию, минералогшо, неорганическую химию. Это громадная помощь технологии переработки минераль­ ных веществ, будь то цементная промышленность или производство стекла или молекулярных сит — цеолитов. За большим перечнем структур стоит сформировавшаяся в ходе их расшифровки и все углубляющаяся стройная система взглядов на процессы минералообразования, на геоэнергетические и радиационные процессы и на их связь, на эволюцию вещества земной коры, систематизирован­ ного периодической менделеевской системой, рассмотренной сквозь призму обогащающих и конкретизирующих ее кристаллохимиче­ ских закономерностей» [177].

128

Еще до Великой Отечественной войны Н. В. Белов издал свой перевод «Кристаллохимии» Гасселя (1936), дополненный множеством оригинальных примечаний. Эта книга явилась первым кристаллохимическим учебником для наших кристаллографов и минералогов. К тому же времени относится создание богатой коллекции струк­ турных моделей, украсивших кристаллографо-минералогический зал знаменитого музея при Ленинградском горном институте.

В 1947 г. увидела свет широко известная монография «Структура ионных кристаллов и металлических фаз». В ней Н. В. Белов дал свою разработку теории плотнейших упаковок, сыгравшей роль ключа при расшифровке сложнейших кристаллических структур. Сам автор так живописует основную идею своих построений: «По характеру анионов соответствующего «анионного моря», в котором разыгрываются минералогические события, мы различаем «мир» окислов, «мир» сульфидов, «мир» галогенидов. Все же разнообразие минералогического мира внутри каждого из этих крупных подразде­ лений, вся «минералогическая игра», сводится к распределению катионов по пустотам плотнейшей упаковки» [7].

С 1950 г. Н. В. Белов начинает публиковать «Очерки структур­ ной минералогии» на страницах минералогических сборников Львов­ ского университета. К 1971 г. число этих очерков достигло 143. Богатство и разнообразие затронутых здесь вопросов требует спе­ циального рассмотрения и не укладывается в рамках нашего крат­ кого обзора. Подчеркнем лишь, что все эти вопросы всецело отно­ сятся к минералогической кристаллографии и наиболее глубоко освещают морфологические и другие особенности конкретных мине­ ралов на основе их структурного строения.

Своими структурными исследованиями Н. В. Белов открыл «вто­ рую главу» кристаллохимии силикатов [101. В нее вошли структуры силикатов с крупными катионами (Ca, Na, К, TR и др.). Здесь струк­ турной основой является уже не единичный, а сдвоенный кремне­ вый тетраэдр — Si20 7, близкий к тригональной призме, ребро ко­ торой соизмеримо с удвоенным ребром октаэдра Са. В таких струк­ турах инертный кремнезем приспособляется к конфигурациям ведущих крупных катионов и образует легко деформируемые це­ почки, ленты, сетки. Большинство силикатов «второй главы» отно­ сятся к более легким светлым лейкократовым породообразующим минералам, в отличие от темных меланократовых силикатов «первой главы».

Н.В. Белов успешно использовал структурные данные для уг­ лубленной трактовки минералогических и геологических явлений. Примеры этому мы находим в его известных статьях о кристалло­ химии минерализаторов, о геохимических аккумуляторах и т. д.

Одной из главных тем последних лет в творчестве Н. -В. Белова является учение о геокристаллохимической истории минералов земной коры.

Н.В. Белов уделяет много внимания развитию учения о симмет­ рии (проблемы многоцветной симметрии, вывод шубниковских

групп с антисимметрией и т. д.). Сделанные им общетеоретические выводы должны быть взяты на вооружение также и исследователями кристаллов минералов. Все они имеют прямое отношение к интере­ сующей нас области минералогической кристаллографии.

Внастоящее время структурно-минералогическая школа акад.

Н.В. Белова развивается как в стенах Института кристаллогра­ фии, так и на университетских кафедрах в Москве и Горьком.

Переходим к заслугам Института кристаллографии в области синтеза минералов. Блестящим успехом увенчались многолетние экспериментальные работы по искусственному получению кварца (Н. Н. Шефталь, В. П. Бутузов, А. А. Штернберг и др.). Мощные центры по созданию и использованию искусственного кварца дей­ ствуют сейчас в ряде городов нашей страны.

Большую роль сыграл Институт кристаллографии и в разреше­

нии задачи получения синтетических кристаллов корунда, а вместе

работа по изучению свойств искусственного рубина (М. В. КлассенНеклюдова, С. В. Грум-Гржимайло, Н. Ю. Икорникова, А. А. По­ пова и др.). В то же время ведутся работы по выращиванию других веществ, например кальцита (Н. Ю. Икорникова и др.).

Всеобщее внимание привлекли эксперименты по изучению эле­ ментарных процессов роста кристаллов в лаборатории, возглавля­ вшейся Г. Г. Леммлейном (М. О. Клня, Н. В. Глики, А.А. Чернов). Полученные ими опытные и теоретические результаты имеют прямое отношение и к вопросам генетической минералогии.

Богатейший материал по кристаллогенезису сконцентрирован в регулярно выходящих сборниках «Рост кристаллов» (с 1957 по 1972 г. опубликовано девять томов).

В оптической лаборатории Института кристаллографии велось изучение природы окраски минералов (С. В. Грум-Гржимайло, Н. М. Меланхолии и др.). Минералог с кристаллографическим уклоном не оставит без внимания книгу М.В. Классен-Неклюдовой

Широкое распространение получил метод анализа глин, основан­ ный на адсорбции красителей гранями кристалликов (Н. Е. Веде­ неева).

В послевоенный период наступило время высочайшего расцвета рентгенометрии кристаллов, широко охватившей и минералогиче­ ский материал. Огромное количество наших ученых всецело посвя­ тило себя этому разделу кристаллографии. Параллельно с рентгено­ метрией развивается и структурная электронография, связанная с именами 3. Г. Пинскера и Б. К. Вайнштейна.

Как уже отмечалось, богатый вклад в минералогическую кри­ сталлографию внесла электронная микроскопия минералов, на­ глядно раскрывающая мир субмикроскопической кристалломорфологии (Г. С. Грицаенко, Е. С. Рудницкая, А. И. Горшков, Б. Б. Звя-

130

гин, Р. В. Боярская, Н. В. Самотин, К. Е. Фролова, В. И. Ва­ сильев и др.). Кафедра кристаллографии геологического и химиче­ ского факультетов Московского государственного университета под

ние в нашей науке. Питомец Ленинградского горного института,

сотрудниками кристаллохимии самородных элементов, сульфидов,

сульфатов [15].

Тесно связана с кристаллографической минералогией и основанная в 1924 г. проф. О. М. Алшелесом кафедра кристаллографии Ленин­ градского государственного университета, возглавляемая ныне проф. В. А. Франк-Каменецким, где ведется интенсивная работа по рентгенометрическому исследованию минералов. Исследования B. А. Франк-Каменецкого и его сотрудников (И. Е. Каменцева, C. К. Филатова и др.) посвящены структурному изучению глинистых минералов, кварца, изоморфных замещений [141].

На кафедре широко развернута работа по выращиванию кристал­ лов из растворов (Т. Г. Петров, Е. Б. Трейвус, А. П. Касаткин).' Всеобщим признанием пользуются труды старшего профессора кафедры В. Б. Татарского по кристаллооптике минералов. Много сделано в области уточнения гониометрических измерений кри­ сталлов вообще и алмазов в частности В. В. Нардовым.

Новый центр минералогической кристаллографии успешно раз­ вивается под руководством акад. В. С. Соболева в Новосибирске. Здесь особенно обращают на себя внимание работы Н. В. Соболева (кристаллохимия гранатов), И. Т. Бакуменко (скелетный рост кварца из пегматитов), В. В. Вадикова и А. А. Годовикова (морфо­ логия кристаллов галенита, полученных в гидротермальных усло­ виях) и др.

Ведущие представители нашей дисциплины работают в Киеве, среди них уже неоднократно упоминавшийся организатор Всесоюз­ ных совещаний по вопросам минералогической кристаллографии, академик Академии наук УССР Е. К. Лазаренко. Его многочислен­ ные публикации, известный «Курс минералогии» (1951, 1958, 1961, 1963, 1971) и «Основы генетической минералогии» (1963) всемерно способствуют становлению современной минералогической кристал­ лографии.

Особого упоминания заслуживают капитальные монографии чл.-корр. Академии Наук УССР А. С. Поваренных: «Крпсталлохимическая классификация минеральных видов» (1966) и «Твердость минералов» (1963).

Кроме того, в Киеве находится широко известный Институт сверхтвердых материалов, возглавляемый Героем Социалистиче­ ского Труда В. Н. Бакулем. Здесь изготовляются, обрабатыва­ ются и всесторонне изучаются искусственные алмазы, массовое получение которых является одной из наиболее блестящих научно­

технических побед, связанных с именем акад. Л. Ф. Верещагина. Само собой разумеется, что проблемы искусственного алмаза тес­ нейшим образом соприкасаются с интересами нашей науки.

Чрезвычайно важный центр минералогической кристаллографии возник во Львовском университете, главным образом благодаря энергии и инициативе акад. Е. К. Лазаренко. Здесь был опубликован ряд интересных монографий, начиная с известной книги акад. В. С. Соболева «Введение в минералогию силикатов» (1949). Издава­ емый Львовским университетом «Минералогический сборник» поль­ зуется широкой популярностью среди кристаллографов-минерало- гов. Наряду с нашим старейшим журналом «Записки Всесоюзного минералогического общества» львовский «Сборник» публикует ос­ новные работы по минералогической кристаллографии. Среди наи­ более деятельных минералогических кристаллографов Львова назо­ вем Г. Л. Пиотровского, Э. Н. Елисеева, 3. Б. Бартошинского,

А.А. Ясинскую, О. И. Матковского, П. К. Вовка, Н. И. Мязь. Среди особо важных минералов наибольшее внимание советских

канов и др.), кальцит (Д. Б. Гогоберидзе, Н. П. Ермаков, В. Б. Та­

Развитием и усовершенствованием универсального теодолитного метода Федорова для оптического исследования кристаллов зани­ мались А. Н. Заварпцкий, Л. А. Варданянц, В. С. Соболев и в по­ следнее время В. В. Доливо-Добровольский.

В 1952 г. вышло из печати составленное акад. А. Н. Заварицким обширное сводное издание «Универсальный столик Е. С. Федо­ рова». Он же предложил использовать универсальный столик в ка­ честве гониометра для измерения угловых величин на кристаллах.

Л. А. Варданянц с помощью федоровского метода открыл слож­ ные многоярусные двойники плагиоклазов, усовершенствовал ме­ тодику оптического изучения кристаллов и внес некоторые конструк­ тивные улучшения в конструкцию федоровского столика. В 1959 г. появилась его «Теория федоровского метода».

Акад. В. С. Соболев составил руководство «Федоровский метод» (1954, 1964). Краткий учебник по федоровскому методу опублико­ вала Г. М. Саранчина. Богатейшие сведения о кристаллооптиче­ ских особенностях породообразующих минералов находятся в ши­

132