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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

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 (12);

 

 

I — длина прямой

(12).

 

 

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