Включвания в минерални кристали
Морфология и онтогенеза на минералите
Включвания в кристали
Морфологичната характеристика на кристалите е различната способност да абсорбират примеси, да образуват дефекти и да адсорбират материя от повърхности с различни прости форми. Включванията в кристалите са триизмерни кристални дефекти, които значително надвишават параметрите на единичната клетка. По време на своя растеж кристалът взаимодейства не само с разтвора, който го захранва, но и с механични частици, попадащи върху лицата му или други кристали, които са на пътя на растежа му. В този случай може да възникне отблъскване или улавяне, замърсяване или заобикаляне на препятствие. При улавяне в кристала се образуватвключвания. Включванията в кристалите също включват двойни, политипни или полиморфни междинни слоеве. Ако подходим към въпроса като цяло, тогава включванията в кристалите са хомогенни - еднофазни (твърди, течни или газообразни) и хетерогенни - многофазни. Произходът им е: протогенетичен или реликтен (остатъчни твърди фази, сред които е израснал кристалът; ранни образувания, уловени от него по време на растежа); сингенетичен (включванията растат едновременно с кристала); епигенетичен (образува се във вече образувани кристали). Кристалните включвания могат да имат добре дефинирани фасети (идиоморфни), могат да бъдат кръгли и частично разтворени или заместени (ксеноморфни) и могат да бъдат нарушени. Течните включвания могат да се състоят от течност или газ, заемащи вътрешни кухини в кристала. Тези кухини понякога са ограничени от плоски повърхности, съответстващи на прости форми с най-висока мрежеста плътност, образувайки "отрицателни кристали", но по-често течните, газообразни и газо-течни включвания имат неправилна форма. Визуално определете състава на течносттане е лесно, но може да е вода, въглероден диоксид или остатък от първоначалния маточен разтвор, в който кристалът е израснал. Често има двуфазни включвания с газов мехур в течност и много рядко - две несмесващи се течности. Газовите включвания могат да бъдат в кристала като такъв или да образуват мехурчета в течни включвания; може да присъства и трета фаза - твърди кристални частици в течни включвания. Реликтовите включвания са зърна и кристали от по-ранни минерали, които са играли ролята на механични препятствия при растежа на кристала, т.е. Това са механични примеси. Понякога те седят под формата на прах или "прах" върху лицата на кристала, обърнати нагоре, върху тях растат нови частици - така се образуват "фантоми", когато зоните на натрупване на чужди частици маркират зоните на растеж на кристалите. Всяка такава „плака“ съответства на промяна в условията на кристализация. Кварцът е широко разпространен в природата с изобилие от включвания на игловидни рутилови кристали („космати“) и черен турмалин, влакнестите разновидности на актинолит и тремолит (бисолит) често образуват хаотични включвания в кристали от планински кристал (т.нар. актинолит кварц-космат), берил, топаз и други минерали. Пойкилитните кристали и метазоми са специални случаи на реликтни включвания. Сингенетичните (първични) включвания са уловени частици от средата, в която е нараснал кристалът. Те могат да бъдат твърди, течни, газообразни. Те са еднородни, т.е. състоящ се само от една фаза или хетерогенен, състоящ се от няколко фази. Групи и клъстери от сингенетични точкови включвания могат да се образуват в кинетичен режим, когато повърхността е замърсена с примеси поради адсорбция при условия на намалено свръхнасищане. Syngenetic fluid areaвключвания в кристали под повърхностите могат да се образуват в дифузионния режим на кристализация при повишени свръхнасищания и недостатъчно интензивно смесване. Съдържанието на разтворени газове и минерални вещества се различава както между включванията, така и между обема на разтвора и включванията. Първичните включвания в кристал фиксират посоките на растеж на неговите лица, ръбове или върхове, а вторичните включвания - ориентацията на пукнатини, които винаги се пресичат една с друга. Епигенетичните включвания в кристалите могат да се образуват по време на зарастване на пукнатини, по време на монокристална замяна, по време на свиване и образуване на нови кристали по време на трансформация в твърда фаза, по време на неравномерно плъзгане на кристала с появата на микрокухини. Най-често наблюдаваните епигенетични включвания в кристалите се образуват по протежение на кристални пукнатини или по време на частичен свръхрастеж на растежни канали. Обикновено те се образуват от разтвори, които проникват в пукнатините на кристала след образуването му и се запазват в процеса на зарастване на пукнатини. В един кристал често се наблюдават няколко пресичащи се системи от зараснали пукнатини, което показва различно време на тяхното образуване. Метаморфогенните включвания не са представителни за минералообразуващите среди, но предоставят информация за условията на метаморфизма.
При изследването на включванията в диамантите беше установено, че по-малките диамантени кристали, разположени вътре в диамантените кристали, винаги имат формата на остри ръбове с гладка повърхност или с ламеларна стъпаловидна структура на октаедрични лица. Никога не са наблюдавани включвания под формата на заоблени кристали или октаедри със заоблени ръбове и триъгълни вдлъбнатини по лицата. Това индиректно показва, че заоблените форми са вторични и се образуват в процеса на разтваряне на диаманта. Вътредиамантени кристали кристалите са защитени от: разтваряне и запазват първоначалната си форма на растеж. Това също е добре потвърдено от такива случаи, когато част от включения кристал е изложена на повърхността на кристала домакин; в същото време върху откритата част на кристала вместо остри ръбове се виждат извити повърхности, а върху скритата вътрешност се наблюдават перфектни плоски лица, остри върхове и ръбове. Всички минерали, намиращи се в кимберлитите заедно с диамантите и намиращи се в тях под формата на включвания (оливин, пироп, хромшпинел и др.), Нямат обичайните си плоски кристални форми, а са представени от заоблени неправилни зърна с резорбирана повърхност, която е резултат от тяхното разтваряне. Правилни плоски кристали от тези минерали се наблюдават само във включения в самите диаманти, което ги предпазва от влиянието на процеса на разтваряне.
По време на растежа си кристалите могат да проявят удивително свойство - те взаимодействат по различен начин с чужди частици, като селективно отблъскват някои от тях с нарастващи лица и абсорбират (изцяло обрастващи) други - кристали от един и същи минерален тип при различни условия не третират чужди тела по същия начин, развивайки се сред полиминерална среда, кристалите могат да отделят примеси. Ако улавянето се извършва периодично, тогава включванията се намират в кристалната зона ("зонален растеж") и по този начин често се разкрива анатомията на кристала. Растящият минерал улавя включвания с различни елементи на неговото ограничение - в някои случаи цялата повърхност на всички лица, в други - само някои от лицата или само една от кристалографските форми, развити в кристала, докато останалите лица отблъскват чужди частици. При други условия включванията не се улавятлица, а ръбове, което се обяснява с особеностите на силовото поле по ръбовете. Способността на растящия кристал да отблъсква чужди частици се дължи на налягането на кристализация - растежът на кристала може да бъде придружен от появата на налягане на кристализация, което при определени условия достига значителни стойности. Налягането на кристализация може да достигне 20 - 40 kgf / cm2, в зависимост от свръхнасищането, кристалографската ориентация спрямо препятствието и материала на препятствието, обрасъл с кристал. Налягането на кристализация е максимално възможното налягане на лицето върху препятствие при дадено пренасищане (или преохлаждане). Числено е равно на граничното налягане на натоварването върху "затворената" повърхност с площ от 1 cm2, при което растежът му спира. Налягането на кристализация се прилага само към препятствието и следователно е еднофазно.
В генетичен и естетически аспект от особен интерес са случаите на съвместен едновременен растеж на частично уловени кристали на включване и кристал-гостоприемник, докато структурата на получените агрегати до голяма степен се определя от съотношението на относителните скорости на растеж. Минералите, уловени от кристала като включвания, могат по-късно да останат непроменени или (по-рядко) да претърпят промени - частично или напълно заменени от приемния кристал (понякога с образуването на "сянка" или реликтни форми), да се разтварят с образуването на кухини, наследяващи тяхната форма или псевдоморфно заменени от други минерали. Често обилните малки включвания на други минерали придават на кристалите различни цветове, които не са характерни за този минерал. Изучавайки включванията в минералите, минералозите получават информация за условията на кристализация на минералите - температура, налягане, динамика на промените в свойствата на средата исъщо и за последователността на добив на минерали. Включенията са важен източник на информация за условията и механизмите на кристалогенезата и пострастежните процеси за минералогични реконструкции, за онтогенезата и филогенезата на минералите.
Гьотит, включвания на съвместен растеж в блед аметист и червен хематит долу вдясно. Бразилия.
Алмандинови включвания в мусковит. 7,3 х 0,1 см. Област Смърч Пайн, н. Каролина, САЩ. Снимка: Роб Лавински / iRocks.com
Включвания на лепидокроцит (или хематит, неточно определен) и хлорит в кварца. Мадагаскар. Микроснимка на полиран разрез
Включвания на хематит в кварц, форми на съвместен едновременен растеж. Бразилия. Микроснимка на полиран разрез
Включвания на хематит в кварц, форми на съвместен едновременен растеж на кристал и включвания. Бразилия. Полирана срезка, поле 7 мм.
Лабрадорит с включвания от черен илменит, подредени според структурата на фелдшпат. Мадагаскар. Снимка: .sidcuplapminsoc.org.uk
Включвания от съвместен растеж на халкопирит в калцитен кристал. Мина Фарадей, Онтарио, Канада
Калцитни кристали с включвания на малахит. Бисби, Аризона, САЩ. Снимка: R.Weller/Cochise College
Антраксолитни включвания в кварцов кристал. Конг Ли, пров. Хунан, Китай. 3,5 х 2,5 см.
Кварц с двуфазни включвания на въглеводороди - нефт, битум и природен газ. Белуджистан, Пакистан. Кристал 1,7 см. Снимка: Luciana Barbosa
Дюмортиерит в кварц. Щат Баия, Бразилия/Кариера Vaca Morta, Serra da Vereda, Boquira, Bahia Снимка: Jeff Scovil, източник: betweenarockandaheartyplace.blogspot.ru
Снопове от разцепени игловидни кристали от гьотит в кварц. Бразилия
Червееобразни включвания на огънати кристали от зелен хлорит и други минерали в кварца