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

теоретического вопроса, подчеркнем еще раз первенствующую роль моноклинно-планаксиального вида симметрии 2/т (см. табл. 2, 3) *.

Итак, взаимодействие кубической и гексагональной симметрии снова приводит нас к моноклинности. Далее мы увидим, что внешняя (видимая, ложная) симметрия подавляющего большинства искажен­ ных форм на реальных кристаллах также явно тяготеет к моноклин­ ности. Моноклинной является и наиболее часто наблюдаемая сум­ марная (двухцветная) симметрия двойниковых сростков.

Преобладающая моноклинность в том или ином аспекте — вот что прежде всего характеризует симметрию (в самом широком смысле этого понятия) большинства представителей мира минералов [160].

До сих пор речь шла о статистических законах для всей суммы природных минералов, без какого бы то ни было подразделения их по химическим, генетическим и другим признакам. Обобщающим и связующим звеном между химическим составом п кристаллогра­ фией в какой-то, хотя и весьма приближенной, степени является уже упоминавшийся выше статистический закон Федорова — Грота: «Чем проще химический состав вещества, тем в большинстве случаев выше его симметрия» [16].

Детальное рассмотрение отдельных кристаллохимических и струк­ турных закономерностей, относящихся к различным минеральным классам и группам, читатель найдет в многочисленных специальных сводках и работах по структурной минералогии [7, 8, 10, 20, 39, 110]. Гораздо хуже обстоит дело со статистическими обобщениями по кристаллографической симметрии минералов из генетически сходных и различных месторождений. В свое время А. Е. Ферсман пытался дать такие обобщения для гранитных пегматитов. Он писал: «По мере хода процесса идет изменение в симметрии, а именно: общее постепенное уменьшение симметрии, смена четной симметрии

* При обсуждении моего доклада па данную тему иптсресиое замечание было сделано Р. В. Галиулппым, отметившим, что кубическая и гексагональная голоэдрия трехмерного пространства изоморфны соответствующим подгруп­ пам четырехмерной кубической голоэдрии.

40

нечетной, постепенное усиление роли тригональных осей. Хотя в этих выводах речь идет только о приближенных статистических подсчетах, тем не менее выводы достаточно определенны и одно­ значны... Таким образом, в общем ходе геохимического процесса наблюдается переход от более симметрических к менее симметри­ ческим решеткам.

Это в общем отвечает правилу, по которому при высоких темпе­ ратурах и ближе к точкам плавления оказываются более устойчи­ выми более симметрические решетки (особенно кубической системы)

сболее высокими координационными числами (6 и 8)» [137].

Внастоящее время, после работ В. Д. Никитина, А. И. Гинз­ бурга, С. А. Руденко, уточнивших последовательности образования минералов в пегматитах, интересное высказывание А. Е. Ферсмана требует существенных оговорок. Так, сначала, на стадии перекри­ сталлизации, в пегматитах образуются триклинные полевые шпаты

икварц, а затем на метасоматической стадии кристаллизуются моно­ клинные слюды, тригоиальный турмалин, гексагональный апатит, кубический гранат, окислы (включая кубический магнетит) и т. д. Еще позже в заиорышах разрастаются кристаллы тригонального кварца и кубического флюорита (101, 102). Однако сама постановка вопроса является большой заслугой А. Е. Ферсмана.

Новый подход к выявлению связи между симметрией минералов

иих генезисом содержится в работе ІО. Б. Марина о распределении акцессорных минералов по сингониям в гранитоидах разных форма­ ционных типов [84]. К поздним формациям гранитоидных серий уменьшается роль минералов кубической сингонии и, напротив, заметно увеличивается роль минералов низших сингоний. Подобные тенденции устанавливаются между формациями внутри серий разных тектоно-магматических циклов, наиболее четко в молодых сериях — герцинских и киммерийских. От серии к серии происходит как бы упрочнение этой тенденции, что дает основание говорить об усилении роли минералов низших сингоний в более молодых циклах. Еще более выразительна и определенна эта тенденция при рассмотрении эволюции минералов примерно одного уровня сложности, т. е. по классам (окислам, силикатам и др.).

Рассмотрим, например, минералы класса окислов: титаномагнетит, магнетит, уранинит, торианит, шпинель, пирохлор — кубиче­ ская сингония; гематит, ильменит, рутил, анатаз, касситерит, ко­ рунд, фергусонит — средние сингонии; брукит, колумбит, эшинит, самарскит, эвксенит — низшие сингонии. Анализ приведенного ряда позволяет отметить, что все окислы кубической сингонии (за исклю­ чением пирохлора), хотя и встречаются практически во всех форма­ циях разновозрастных серий, наиболее обычны для производных древних циклов. Минералы средних сингоний в своей основной массе характерны для более молодых серий, минералы низших сингоний встречаются практически только в породах молодых серий.

Таким образом, в общем процессе геологического развития на разных уровнях эволюции происходит закономерное понижение

41

симметрии акцессорных минералов. Об этом можно говорить уве­ ренно при рассмотрении двух масштабов эволюции: от формации к формации и от серии к серии; в двух более мелких масштабах времени — при образовании породы и внутри формации — эволюция улавливается, но гораздо менее определенно.

Думается, что путь, намеченный Ю. Б. Мариным, должен при­ влечь самое пристальное внимание исследователей. Очевидно, именно такой подход позволит установить важнейшие закономерности в об­ ласти симметрийной эволюции минералов.

Г л а в а IV

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРИНЦИП СПММЕТРИН-ДИССИММЕТРИИ

В МИНЕРАЛОГИЧЕСКОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИИ

Курсы кристаллографии, как правило, подразделяются на три раздела: геометрпческпй, физический н химический. Последние два раздела получили самое широкое развитие и разрослись в специаль­ ные дисциплины— кристаллофизику и кристаллохимию. Само собой разумеется, что минералогическая кристаллография обильно черпает пз этих богатейших источников, поставляющих данные о физиче­ ских, кристаллохимических и структурных закономерностях мира минералов. Однако в первую очередь п теснее всего она исторически связана с геометрической кристаллографией и кристалломорфологией, лежащими в основе классификации п точного изучения кри­ сталлических многогранников.

Здесь уместно напомнить, что, согласно проф. Д. II. Григорьеву, генетическая минералогия также подразделяется па два раздела: онтогению (учение о генезисе минеральных индивидов и их агрегатов) и филогению (учение о генезисе минеральных видов и пара­ генезисов) [36]. Д. П. Григорьев дает следующие определения мине­ рального индивида и вида: «Индивид — это образовавшееся в при­ роде обособление однородного химического вещества, физически отделенное от других естественными поверхностями раздела. При­ мерами минеральных индивидов являются природные кристаллы, ограниченные поверхностными гранями, минеральные зерна и другие однородные выделения, отделенные от соседей поверхностями сопри­ косновения. Минеральный вид — это совокупность минеральных индивидов, химически и структурно одинаковых» [36].

Как видим, понятие «индивид» входит в определение вида. Отсюда следует, что это понятие является краеугольным камнем современной генетической минералогии (напомним, что и определение минерала базируется на том же понятии «минеральный индивид»).

В отличие от Д. П. Григорьева акад. А. В. Шубников отказы­ вается дать точные определения для понятий «индивид» и «среда»,

42

составляющих окружающую нас природу. При этом он ссылается на то, что один и тот же объект может рассматриваться то как инди­ вид, то как среда: хорошо образованный кристалл, несомненно,

«абстрактный идеализированный индивид»: «Идеальный индивид конечен, неоднороден, неделим и имеет определенную внешнюю форму (фигуру)» [187].

Вчитываясь в определения индивидов, сформулированные Д. П. Григорьевым и А. В. Шубниковым, замечаем, что в них осо­ бенно важное значение придается внешней форме (ограничивающим поверхностям, граням), т. е. объектам кристалломорфологип. Именно кристалломорфология — учение о формах кристаллов — предлагает непогрешимо строгую геометрическую основу и точные методы из­ учения кристаллических индивидов.

Все вышесказанное объясняет ту важную роль, которую вопросы хсристалломорфологии играют в данной работе.

Проблема взаимосвязи кристалломорфологип минералов с их структурой и минералообразующей средой занимает центральное место в тематике минералогической кристаллографии.

Внешняя форма природных кристаллических образований издавна привлекала пристальное внимание минералогов. Этот инте­ рес вполне понятен: исходя из характерного ограненияминералов, исследователь более или менее уверенно относит данные кристаллы к тому или иному конкретному минералу. Кристаллическая форма как важный диагностический признак была широко использована

вминералогической литературе и практике и нашла свое отражение

вмногочисленных сводках, определителях и таблицах. Эта подсобная прикладная роль кристаллических фигур по мере возможности используется и сейчас при определении наиболее обычных минера­ лов, а также при обучении курсу описательной минералогии.

Начиная с XVIII в. внимание минералогов-кристаллографов с теоретическим уклоном переключилось на проблему взаимосвязи внешней формы и внутреннего кристаллического строения. Особенно яркое выражение это направление нашло в трудах гениального Е. С. Федорова, а позднее П. Ниггли и других. Оно продолжает раз­ рабатываться и сейчас в работах И. Д. X. Доннзя, Дж. Харкера, П. Хартмана, Б. Хонигмана, Н. 3. Евзиковой. Как будет показано ниже, большинству этих работ можно предъявить упрек в некотором отрыве кристалла от образующей среды и в статическом подходе к решению вопроса о важнейших в структурном отношении кристал­ лических гранях.

В связи с этим понятно стремление минералогов-кристаллографов решить часто встречающуюся в минералогической практике загадку: почему иногда кристаллы одного и того же минерала в различных месторождениях или разных пунктах одного месторождения покры­ ваются габитусными гранями различных простых форм? Вспомним

43