Файл: Чесноков, Б. В. Относительный возраст минеральных индивидов и агрегатов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 0
ра соседних псевдограней сходятся к одной точке псевдоребра (рис. 5). Из всех индукционных форм псевдоребра обладают на ибольшим морфологическим непостоянством, но пока они мало изучены.
И н д у к ц и о н н ы е г р а н и ц ы — это области контакта кри сталлов по индукционным поверхностям. В эти области, кроме псевдограней, псевдоребер и ребер срастания, входят и части пространства между указанными формами соседних кристаллов.
В благоприятных случаях псевдограни кристаллов плотно примыкают одна к другой и находятся в таких же отношениях, как медаль к своему отпечатку [42]. Такие фигуры называются антисимметричными [89], они состоят из совместимо анти равных частей (рис. 6).
Рис. |
5. Проекция |
на |
одну пло |
Рис. |
6. |
Индукционные |
границы |
||||
скость |
пяти |
псевдограней |
кристал |
между |
кристаллами |
А |
и Б |
||||
ла квасцов. |
Вторая |
слева |
псевдо |
а — совершенная |
граница; |
б — несо |
|||||
грань |
без индукционной |
штриховки |
вершенная |
граница; |
1—3 — участки- |
||||||
|
|
|
|
|
|
разной |
степени |
несовершенства: а\— |
й2 —выходы ребер срастания
Если меньший кристалл при совместном росте соприкасает ся только с одной гранью большого кристалла (см. рис. 2). то ребра срастания образуют замкнутый контур, лежащий в плос
кости грани большого кристалла. Этот контур |
(внешнюю индук |
ционную границу) А. Е. Ферсман называет |
и е р о г л и ф о м.. |
Внутри сростка иероглиф образуется каждой замкнутой систе мой индукционных ребер, параллельных грани большого кри сталла. Анализ формы иероглифа (например, у ихтиоглиптов. кварца в письменном граните) позволяет определить характерограничения меньшего кристалла на всех стадиях его роста [63,. 65, 3].
Кристаллы в искусственных сростках различных солей, вы ращенных в растворах, также граничат друг с другом по индук ционным поверхностям (квасцы, медный купорос и т. д.). Это относится и к кристаллам органических веществ, например са хара.
Отличий в строении индукционных форм у минералов и ис-
21
кусственных кристаллов не найдено. Индукционные формы на кристаллах образуются тогда, когда скорость роста каждой из пересекающихся друг с другом гранен не равна нулю.
МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ФОРМ НА КРИСТАЛЛАХ
Индукционные формы кристаллов отличаются прежде всего ритмичностью скульптуры псевдограней, выражающейся в чере довании гребней и впадин. Причину ритмичности следует искать в особенностях механизма роста граней кристаллов.
Н е з а к о н о м е р н ы е с р о с т к и к р и с т а л л о в . Много численные наблюдения над природными и синтетическими кри сталлами подтверждают теорию роста граней путем тангенци ального разрастания плоских или спиральных слоев.
С целью установления связи особенностей послойного роста граней с деталями индукционных форм нами был поставлен ряд опытов по выращиванию кристаллов и сростков алюмока лиевых квасцов (из водного раствора).
При слабых пересыщениях, создаваемых медленным испаре нием раствора при 18°С, наблюдался рост граней {111} спи
ральными |
слоями |
(рис. |
7, |
а). Когда пересыщение |
было значи |
|||
|
|
|
|
|
тельным (быстрое охлаждение |
|||
|
|
|
|
|
раствора), слои роста на гра |
|||
|
|
|
|
|
нях {111} были плоскими (рис. |
|||
|
|
|
|
|
7, б). Подобная |
зависимость |
||
|
|
|
|
|
характера слоев роста от пере |
|||
|
|
|
|
|
сыщения наблюдалась |
и ра |
||
|
|
|
|
|
нее [29]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ни в одном из многих де- |
|||
|
5 мм |
|
|
|
сятков сростков |
нами |
не на |
|
|
|
|
|
|
блюдалось |
зарождения |
новых |
|
Рис. 7. Слои роста |
на грани |
(111) |
слоев в области индукционных |
|||||
кристаллов |
алюмокалиевых |
квасцов, |
границ (ребер срастания). |
|||||
-спиральные слои; |
б - -треугольные |
ОбыЧНО СЛОИ ЗарОЖДЭЛИСЬ НЭ |
||||||
|
плоские слои |
|
|
грани или же в области обыч |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ных ребер |
кристаллов и, рас |
пространяясь тангенциально, достигали ребер срастания. В об ласти ребер срастания, таким образом, встречались слои, рас пространяющиеся по граням соседних кристаллов.
Аналогичная картина наблюдалась и на гранях кристаллов минералов. Во всех многочисленных сростках кристаллов из разнообразных месторождений слои роста не зарождались в об ласти ребер срастания. Как и в случае с квасцами, в области ребер срастания встречались слои, распространявшиеся по гра ням соседних кристаллов.
Отсутствие зарождения новых слоев роста в зоне ребер срас тания в закономерных сростках кристаллов объясняется следу-
22
гощими причинами. Область ребра срастания, как правило, на ходится во входящем углу, образованном гранями соседних кри
сталлов. |
В этой |
области затруднен доступ свежих порций |
|||||||
питающего |
раствора. |
Здесь |
|
|
|||||
также |
труднее |
рассеивается |
|
|
|||||
тепло, |
выделяемое |
при |
кри |
|
|
||||
сталлизации. |
Таким образом, |
|
|
||||||
в области ребра срастания пе |
|
|
|||||||
риодически встречаются |
слои |
|
|
||||||
роста, |
распространяющиеся по |
|
|
||||||
граням |
соседних |
кристаллов. |
|
|
|||||
Это |
и |
следует |
считать |
глав |
|
|
|||
ной |
причиной |
формирования |
|
|
|||||
ритмически-ступенчатого рель |
|
|
|||||||
ефа (индукционной штрихов |
|
|
|||||||
ки) |
псевдограней. |
|
индук |
|
|
||||
Схема |
образования |
|
|
||||||
ционных |
граней |
|
следующая * |
|
|
||||
(рис. 8 ). |
1 и 2 |
одновременно |
ных граней на совместно растущих |
||||||
Слои |
кристаллах А и Б. |
|
|||||||
достигли |
ребра |
срастания В |
1—8 — слон роста; аб, |
бв, вг, гд — индук |
|||||
точке а. |
В результате на тор |
ционные |
грани |
||||||
|
|
цах слоев возникли индукцион-
.ные грани аб, относящиеся к первому типу. Такие грани обла дают, как отмечалось выше, сложными кристаллографическими
•символами. Грани аб — своеобразные поверхности столкнове ния слоев 1 и 2.
После слоев 1 и 2 к ребру срастания подошел слой 3 и то рец его примкнул к свободной поверхности слоя 2, представлен ной обычной поверхностью грани (с простым символом) кри сталла Б. Индукционная грань бв для кристалла Б является гранью второго типа (простой символ), а для кристалла А — гранью третьего типа (грань — отпечаток, со сложным симво лом) .
Индукционные грани вг для обоих кристаллов являются снова гранями первого типа.
Индукционная грань гд для кристалла А — грань второго типа, а для кристалла Б — третьего.
Слои 7 и 8 достигнут ребра срастания одновременно и снова образуют индукционные грани первого типа.
Исходя из предложенной модели механизма образования индукционных граней можно определить ширину 5 индукцион ной грани аб (рис. 9)
К
* Для составления ее использована схема, ранее предложенная В. Г.
Лазаренковым [33].
23
где л — толщина одного из тангенциальных слоев роста; а — угол между плоскостью слоя и индукционной гранью.
Такие индукционные грани, ширина которых соизмерима с толщиной слоев роста (до 0,001 мм и менее), наблюдались нами в большом количестве как на кристаллах минералов, так и на выращенных из раствора кристаллах солей. Эти наблюдения по-
|
|
|
|
|
|
|
|
зволяют также предполагать, что |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ширина таких индукционных гра- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ней не зависит прямо от общих |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
размеров кристаллов. |
|
|
ин |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Большинство |
«широких» |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
дукционных граней возникает за. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
счет |
«объединения» |
узких |
пер |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вичных индукционных граней при |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
перестройке |
(перекристаллиза |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ции) |
индукционных |
|
поверхно'- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
стей. |
Кроме |
того, при |
невнима |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тельном |
осмотре |
кристалла |
за |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
«широкую» индукционную грань |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
можно принять группу узких пер |
|||||||
Рис. |
9. Ширина |
индукционной |
вичных |
индукционных |
граней,, |
||||||||||
близких по ориентации. |
|
|
|||||||||||||
грани |
на |
кристаллах |
А |
и |
Б. |
сростков, |
|||||||||
ав — индукционная грань |
ширины |
5; |
Изучение |
многих |
|
||||||||||
К — толщина |
тангенциального слоя |
на |
кристаллов |
квасцов |
позволило, |
||||||||||
кристалле А; |
и |
а — угол |
между |
плос |
|||||||||||
костью |
слоя |
индукционной |
гранью |
установить зависимость символов |
|||||||||||
образуемого |
|
|
|
|
|
индукционных граней от угла а, |
|||||||||
гранями кристаллов с |
усредненной |
поверхностью |
псевдограни. Если а<45°, то на псевдограни данного кристалла многочисленны индукционные грани с теми же символами, что и
у грани |
кристалла |
(рис. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
10, а, кристалл А). |
Ког |
|
|
|
|
|
|
|
||||
да а>45°, |
символы |
ин |
|
|
|
|
|
|
|
|||
дукционных граней |
отли |
|
|
|
|
|
|
|
||||
чаются |
от символа |
грани |
|
|
|
|
|
|
|
|||
кристалла |
(рис. |
10, |
а, |
|
|
|
|
|
|
|
||
кристалл Б). Если а<45° |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
для обоих кристаллов, то |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
на той и |
другой псевдо |
|
|
|
|
|
|
|
||||
грани нет или очень мало |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
индукционных |
граней |
с |
|
Рис. 10. Зависимость |
характера |
индук |
||||||
символами |
граней |
крис ционных граней |
(а |
и б) |
от |
угла |
наклона |
|||||
таллов |
(рис. |
10, б). |
|
|
а |
псевдограни |
к |
граням |
кристаллов |
|||
Когда |
профиль |
псев |
А |
и Б |
|
|
|
|
|
|||
дограни |
изогнут так, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
по мере приближения к ребру срастания угол а меняется от малых значений до 45° и более, индукционные грани с символом растущей грани кристалла, обильные в начале интервала, ис чезают в его конце.
24
Чем больше отличается угол а от 45°, тем менее совершенна; штриховка на псевдогранях: индукционные ребра искривляют ся, параллельность их нарушается.
При постоянной скорости роста граней кристаллов угол а не изменяется. Это же будет наблюдаться и в случае, когда ско рости роста граней будут меняться синхронно, а соотношение скоростей роста при этом сохранится прежним.
На морфологию псевдограней весьма существенно влияет гидродинамическое состояние питающего раствора [76], что бы ло установлено при выращивании сростков кристаллов квасцов.
Гидродинамические |
условия |
за |
|||||
давались |
характером |
перемеши |
|||||
вания |
раствора |
во |
время |
роста |
|||
кристаллов. Перемешивание ра |
|||||||
створа производилось вращением |
|||||||
сростка кристаллов на кристал- |
|||||||
лоносце |
со |
скоростью |
10 |
и |
|||
100 см/сек. В последнем случае |
|||||||
вращение |
периодически |
(период |
|||||
около |
1 сек) менялось на обрат |
||||||
ное и |
сопровождалось |
обратно- |
|||||
поступательным движением |
сро |
||||||
стка вдоль оси |
вращения |
с |
ам |
||||
плитудой 5 см. Сростки выращи |
|||||||
вались также и без искусственно |
|||||||
го перемешивания раствора. Они |
|||||||
находились в таких |
случаях |
на |
дне кристаллизатора. |
Во |
всех |
Рис. 11. Характер индукционных: |
|||||||
случаях |
в |
качестве |
|
зароды |
границ (1, 2) совместного роста |
|||||
шей использовались сростки кри |
кристаллов А и Б |
при |
разном |
|||||||
гидродинамическом |
режиме пита |
|||||||||
сталлов |
(индивиды до 2—5 мм в |
ющего раствора: а — в «спокой |
||||||||
поперечнике), выросшие |
на |
дне |
ном» |
растворе, б — в энергично |
||||||
кристаллизатора |
без |
перемеши |
перемешиваемом растворе |
|||||||
вания |
раствора. |
Пересыщение |
|
испарением |
раствора |
|||||
при этом |
создавалось |
медленным |
||||||||
при 18°С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 11 схематически показаны индукционные границы,, степень сложности которых можно определить по формуле
|
|
L |
|
|
где L — длина индукционной границы (1—2); |
|
|
||
I — длина прямой |
(1—2). |
|
|
значение- |
Чем сложнее профиль псевдограни, тем больше |
||||
данного коэффициента |
(о>1). |
Если псевдогрань |
плоская, то- |
|
L = l и о= 1. |
|
что при «спокойном» росте фор |
||
Опыты показали (таблица), |
||||
мируются сложные псевдограни |
(о>1, см. рис. 11, |
а). |
Чем ин- |
25