Презентация на тему: Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение

Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение кристаллов
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение
1/89
Средняя оценка: 4.1/5 (всего оценок: 41)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (29434 Кб)
1

Первый слайд презентации: Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение кристаллов

Э.М. Спиридонов

Изображение слайда
2

Слайд 2

Элементы строения кристаллов Кристаллы образуют пирамиды роста граней, плоскости роста рёбер, линии роста вершин. Часто кристал-лы растут из микроскопичес-кого размера зародышей, так называемых критических зародышей, обладающих той же кристаллической структу-рой, что и макрокристаллы. Макрокристаллы возникают путём разрастания этих зародышей, при воспро-изводстве, редупликации кристаллической структуры данного минерала. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
3

Слайд 3

Основы теории зарождения и роста кристаллов Классификация физико-химических систем А. По степени обособленности от окружающей среды различают: изолированные, закрытые и открытые системы. Изолированные, т.е. без обмена теплом и веществом с окружающей средой, в природе не встречаются. Закрытые системы - те, в которых идет обмен теплом с окружаю-щей средой, но не идет обмен веществом (примеры- многие регионально-метаморфические образования, пегматиты на магматической стадии их формирования). Наиболее распространены открытые системы, обменива-ющиеся с окружающей средой и теплом и веществом. В услови-ях открытых или частично открытых систем происходит формирование гидротермалитов, кор выветривания, иных метасоматитов. Б. По агрегатным состояниям вещества - системы простые одноагрегат-ные : паровая или газовая (Г), жидкая (Ж), твёрдая (Т) и полиагрегатные. Агрегатные состояния вдали от критических точек чётко различаются и определяются расстоянием между молекулами (атомами) и степенью их подвижности. Вблизи критических точек переходы между Г и Ж постепен-ные и непрерывные, границы между агрегатными состояниями становятся неопределенными. Точно также отсутствуют чёткие границы между монокристаллами и поликристаллическими агрегатами (через кристаллы с Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
4

Слайд 4

дислокациями и искажениями); между жидким и кристаллическим состояниями (через коллоиды и жидкие кристаллы). В. По отношению к изменчивости во времени - стабильные и нестабиль-ные системы. Если любые слабые воздействия на систему (тепловые, химические, механические..) не приводят к макроскопическим изменениям в физико-химической системе, ее называют стабильной. Например, расплавы при Т > T пл. ; кристаллы при Т < Т пл. ; недосыщенные растворы.... К нестабильным относят расплавы ниже Т пл. ; растворы, содержащие растворённое вещество в концентрации выше равновесной, т.е. растворы пересыщенные. При попадании в такие жидкости единственной пылинки, родственной по структуре растворённому или расплавленному веществу, начинается кристаллизация. Г. По отношению к состоянию равновесия - равновесные и неравновес-ные системы. В состоянии равновесия Т в разных точках системы одинакова... В неравновесных системах массы или Т самопроизвольно изменяются в ту или иную сторону и со временем система приходит к равновесию. При этом, чем ближе система находится к этому равновесию, тем медленнее идет процесс. Обратим внимание на то, что классическая термодинамика - это термодинамика равновесий и неравновесий, но без обсуждения скоростей Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
5

Слайд 5

и путей процессов перехода в равновесное состояние. Термодинамика рассматривает движущую силу переходов и их направление, но не дает сведений о том, пойдет ли вообще этот процесс, как и с какой скоростью. Это серьезное ограничение возможностей термодинамики часто не учитывается. Среди неравновесных систем выделяются три разновидности: метаста-бильные, лабильные и "замороженные". Метастабильные - те неравновес-ные системы, в которых не удается уловить никаких изменений при сохранении внешних условий и при отсутствии зародышей равновесных для данных условий фаз. Метастабильное состояние реализуется в некоторой зоне, вытянутой вдоль линии равновесия. При дальнейшем уходе от равновесия система обычно переходит в лабильное абсолютно неустойчивое состояние, при котором происходит быстрый переход системы к равновесию. Однако, при большой скорости ухода от равновесия удается пройти не только метастабильную, но и лабильную область и привести систему в "замороженное" состояние - разновидность стабильной системы. В таких системах, несмотря на большое отклонение от равновесия и даже при наличии в них равновесных фаз, в которые должны перейти неравновесные, процессы изменения практически не идут или идут чрезвычайно медленно. В замороженном состоянии Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
6

Слайд 6

находятся многие минералы (алмаз, пироп, санидин, авгит, керсутит...), возникшие в глубинных и сверхглубинных условиях и почти мгновенно выброшенные - транспортированные вспененными расплавами кимберлитов, лампроитов, щелочных базальтов на поверхность, где эти глубинные минералы неопределенно долго сохраняются. Известны алмазы с возрастом 3,8 млрд. лет и микроалмазы в метеоритном веществе досолнечного возраста. Взгляните на авгиты из глубинных геосфер - это стеклоподобные, "вароподобные" образования, без спайности. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 23х22 мм 65х29 мм Диатрема щелочных базальтов Шаварым-Царан, Монголия

Изображение слайда
7

Слайд 7

Д. Классификация физико-химических систем по фазовому (агрегатному) состоянию и числу компонентов. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Агрегатное фазовое состояние Однокомпо- нентные системы Многокомпонентные системы - растворы Газообразное пары чистых веществ Вулканические газы, атмосфера, горючие газы Жидкое расплавы чистых веществ, вода, ртуть грунтовые воды, рассолы озер, гидротермальные растворы Твёрдое минералы постоянногосостава минералы переменного состава (твёрдые растворы)

Изображение слайда
8

Слайд 8

Е. По характеру поведения во времени основных параметров кристаллизации : Т, Р, состава и степени пересыщения, - выделяются стационарные и нестационарные состояния системы. При стационарном состоянии все перечисленные параметры - на постоянном уровне, соответственно состав и форма кристаллов ~ постоянны. Понятно, что такое постоянство может реализовываться обычно лишь на каких-то отрезках времени. О стационарности - нестационарности системы можно судить по характеру распределения примесей в кристаллах по направлению нарастания (по зонам роста), поскольку изменение любого параметра сказывается на вхождении примесей в кристалл. Яркий пример стационарного состояния - средняя- верхняя мантия под кратонами, где образуются идеально гомогенные незональные кристаллы граната, клинопироксена, амфибола. В земной коре и в верхах мантии преобладают существенно нестационарные процессы. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
9

Слайд 9

Типы физико-химических превращений Кристаллизация может происходить из сред любого агрегатного состояния из одно- и многокомпонентных систем. Кристаллизация - частный случай физико-химических превращений. Рассмотрение частностей всегда лучше проводить на широком фоне. Поэтому рассмотрим общую схему превращений вещества, происходящих при изменении Т, Р и при смешении двух веществ. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Последующие состояния Газообразное А Б Жидкое В Г Кристаллическое Д Е А Газ Б 1 2 7 8 3 4 9 10 5 6 11 12 В Жидкость Г 13 14 19 20 15 16 21 22 17 18 23 24 Д Кристалл Е 25 26 31 32 27 28 33 29 30 34 35

Изображение слайда
10

Слайд 10

А - газ чистый (стехиометрический состав). Б - смесь газов (нестехиоме-трический состав). В - расплав (стехиометрический состав). Г- раствор (нестехиометрический состав). Д - кристаллическое вещество чистое (стехиометрический состав). Е - твёрдый раствор (нестехиометрический состав). 1 - диссоциация - асссоциация молекул в газе. 2 - смешение двух и более газов. 3 - конденсация из чистого газа. 4 - растворение газа в жидкости. 5 - сублимация. 6 - растворение газа в кристалле. 7- разделение смеси газов. 8 - смешение газа с газовым раствором, химические реакции в газе при изменении Т, Р. 9 – конденса-ция. 10 - растворение смеси газов в жидкости (поликонденсация). 11 - сублимация. 12 - сублимация (полисублимация). 13 - испарение. 14 - испарение из расплава в газ. 15 - полиморфные превращения в расплавах и жидких кристаллах. 16 – сме-шение двух расплавов, растворение газа или кристалла в жидкости. 17 – кристал-лизация. 18 - диффузное внедрение компонентов жидкости в кристалл. 19 – испа-рение. 20 - испарение. 21 - ликвация. 22 - полиморфные превращения в растворах, смешение жидких растворов, смешение (растворение) газ + жидкость, кристалл + раствор. 23 - кристаллизация. 24 - кристаллизация. 25 - возгонка. 26 - возгонка. 27 - плавление. 28 - растворение и "взаимное плавление". 29 - полиморфные превра-щения в кристаллах, химические твердофазные реакции. 30 - гомогенизация срастаний кристаллов стехиометрических соединений (химические твердофазные реакции). 31 - дегазация твёрдых растворов. 32 - дегазация. Возгонка. 33 - ожижение твёрдого раствора. 34 - распад твёрдого раствора. 35- полиморфные Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
11

Слайд 11

превращения, химические твердофазные реакции. Замечания : cреди рассмотренных отсутствует стеклообразное (аморфное) состояние,- появились бы термины - "дегазация из стекол","вспенивание", обычные для лав.. Примеры в клетках: 1. кислород  озон, 5. Hg газ - кристалл, 11. образование минералов в вулканических возгонах: NH 3 (газ) + HСl (газ)  NH 4 Cl нашатырь, 21. ликвация базитового расплава на силикатный + сульфидный расплавы, 30. гомогенизация пертитового K-Na полевого шпата. Среды кристаллизации Среда кристаллизации - то, из чего и за счёт чего формируется кристалл. Средами кристаллизации могут быть газообразные, жидкие, аморфные и кристаллические вещества. В кристаллических структурах частицы соприкасаются и расположены по законам пространственной решётки, т.е. наблюдается и ближний и дальний порядок в их расположении. В жидкостях наблюдается ближний порядок расположения частиц, но отсутствует дальний порядок; иначе говоря, жидкости являются частично структурированными системами. Структурная упорядоченность особо характерна для жидкостей с молекулами, имеющими направленный характер связей - H 2 O, SiO 2... В природе кристаллизация нередко идет из паровой фазы, т.е. из микрокапельно-жидкого состояния. В этом случае объёмная жидкость Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
12

Слайд 12

Среды кристаллизации жидкость отсутствует, на поверхности кристалла находится тонкая плёнка жидкости. Вообще перенос вещества в паро-газовом состоянии идет не только для хорошо летучих, но и для их смесей с плохо летучими для данной Т веществами. Так, по запаху можно отличить горячую чистую воду от солевого раствора. Это прямо свидетельствует, что при испарении солёной воды, когда давление паров солей совершенно ничтожно, из жидкости уходит не чистая H 2 O, а ее ассоциаты с солью. Жидкие среды - наиболее распространенные в природе, в частности водные растворы. Рассмотрим некоторые особенности воды. По многим физическим и химическим свойствам вода - уникальное вещество среди массы иных жидкостей. Вода обладает аномально высокой теплоёмкостью, максимальной скрытой теплотой парообразо-вания и плавления, что вместе обеспечивает терморегуляцию климата Земли. Вода имеет большое поверхностное натяжение, очень большую диэлектрическую постоянную. Её молекулы образуют относительно прочные водородные связи. Это обусловливает исключительную способ-ность воды к растворению других веществ и высокую способность к смачиванию. По трещинам и капиллярам в горных породах вода подни-мается на n10 м. В молекуле воды ядра H + полностью погружены в Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
13

Слайд 13

Среды кристаллизации электронное облако атома О 2- («детёныши кенгуру в сумке у мамы»). Так возникает дипольный момент, который по величине в 7 раз больше, чем у СО 2, в 2 раза больше, чем у H 2 S. Угол связей H-O-H в паре 104 º, в жидкости 110 º, во льду 120 º. Вода образует различные ассоциаты с водородным типом связи (H 2 O) 2-6. Энергия водородных связей 6-12 ккал/моль значительно меньше энергии ковалентных связей > 50 ккал/моль и сильнее вандерваальсовской ~1 ккал/м. Направленный характер водородной связи придает ей сходство с ковалентным типом связи. Кристаллы с водородным характером связи часто имеют рыхлые структуры. Таков лёд. Кристаллы льда гексагональной структуры с пусто- тами, большими чем молекулы воды. При таянии льда молекулы воды как бы проваливаются в эти пустоты, - вот почему плотность воды > льда. Слабое постоянное магнитное поле влияет на свойства воды. Сложные колебания скоростей ряда химических реакций в водных растворах связаны с изменениями солнечной активности и объясняют отчасти связи событий на Солнце и в биосфере Земли. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
14

Слайд 14

Среды кристаллизации При разных Т происходят перестройки структуры воды, так называемые полиморфные переходы : особые точки, температура - группировки воды 0-4 º - тип льда - тридимита 4 º - тип льда - тридимита + тип кварца 40 º - смесь ассоциатов (типа льда - тридимита и типа кварца) 85 º - ассоциаты типа кварца + тетрамеры воды 165 º - смесь ассоциатов типа кварца = тетрамеры + тримеры воды 225 º - смесь тетрамеры воды = тримеры + димеры воды 270 º - смесь тримеры воды = смесь димеры + мономеры воды 340 º - смесь димеры воды = мономеры воды 400 º - мономеры воды. В связи с перестройкой структуры воды сильно изменяются все свойства водных растворов, следствием чего является существенное изменение растворимости некоторых веществ. Это приводит к выпадению из раствора больших порций кристаллического вещества именно при Т ~ Т особых точек воды. Для кварца и пирита это показал А.М. Масалович. Растворы: однофазные многокомпонентные системы, состоящие из статистически равномерно распределённых в объёме молекул двух или более видов. Природные растворы имеют высокую Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
15

Слайд 15

Среды кристаллизации химическую сложность - это фундаментальный факт, что заставляет с осторожностью относится к результатам сопоставления природных и более простых искусственных систем. Растворы - это частично структурированные системы, в которых в большей или меньшей степени сохраняется структура чистого жидкого растворителя. Процесс растворения - химический, сводится к внедрению в структуру растворителя чужих ионов. Растворение всегда сопровождается тепловыми, объёмными, электролитическими и иными явлениями. При этом возникают сольватные (в частности гидратные) комплексы типа К-(М)n или А-(М)n, К- катион, А - анион, М - молекулы растворителя. Ионы в растворе обычно находятся в "шубе" молекул растворителя. Раствор вблизи от ионов приобретает определенную структуру - возникает так наз. ближняя сольватация. На расстоянии 3-5 nm от центра иона в растворе наблюдается ближний порядок, наподобие структур кристаллических тел. Это установлено по увеличению плотности раствора и иными методами. С ростом концентрации катионов в растворе растёт упорядоченность его структуры и одновременно растёт его микрогетерогенность; в таких случаях раствор приобретает сиботаксическое строение. Заметим, что структура растворов с участием одного химического соединения - Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
16

Слайд 16

Среды кристаллизации например соли, имеющей несколько полиморфных модификаций, - различна; это доказано различиями спектров поглощения этих растворов, различными скоростями зарождения и роста в них кристаллов. Существует одна разновидность растворов, которой одно время придавалась большая роль в процессах минералообразования. Это коллоидные растворы, для которых характерна высокая степень ассоциированности частиц, покрытых заряженными слоями растворителя. По этой причине у коллоидных растворов повышенное светорассеяние, аномальная электропроводность, вязкость и др. Частицы дисперсной фазы в коллоидных растворах имеют размеры 10-5-10-3 мм. Коллоидные растворы содержат растворённое вещество в концент-рациях существенно более высоких, чем истинные растворы, а потому являются метастабильными. При введении некоторых дополнительных электролитов или просто со временем они коагулируют с образованием студенистых осадков= гелей, в которых частицы дисперсной фазы образуют пространственную структуру (сетку). При потере жидкой дисперсной среды, т.е. при "старении" гелей получа-т-ся хрупкие, высокопористые твёрдые тела аморфные или микрокристаллические. Хорошо растворимые соединения дают коллоидные растворы с трудом, трудно растворимые соединения обычно легко. Основным способом получения коллоид-ных растворов является быстрое химическое взаимодействие между хорошо растворимыми соединениями в жидкой среде с образованием плохо растворимых. Природные растворы по составу сложные. При повышенных Т и Р Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
17

Слайд 17

Среды кристаллизации и в постоянно существующих контактах раствора с горными породами, через которые они мигрируют, состав растворов постоянно эволюциони-рует. Они откладывают одни минералы и растворяют другие. Состав растворов в той или иной степени уравновешивается с составом каждой последующей из пород, через которые они протекают. Картина ещё более усложняется изменением во времени Т в каждой точке пространства миграции. Кроме того, зафиксирована дифференциальная подвижность компонентов в растворах: главным образом из-за фильтрационного эффекта (ситовой эффект) - гидратированные ионы пяти-, четырех- и трехвалентных металлов более крупные и потому имеют минимальные скорости диффузии, менее крупные гидратированные ионы двухвалент-ных щелочноземельных металлов более подвижны, а самые малые по размерам гидратированные ионы одновалентных щелочных металлов наиболее подвижны. Интересно, что из щелочных наименее подвижны гидратированные ионы Li (самые крупные), наиболее подвижны - Rb. В дифференциальной подвижности компонентов в растворах определенную роль играют и электрокинетические явления, т.е. образова-ние на стенках пор двойного электрического слоя, обусловливающего задержку ионов одного заряда и более быструю фильтрацию ионов другого заряда. Оказалось, что все силикатные и алюмосиликатные Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
18

Слайд 18

Среды кристаллизации породы имеют отрицательно заряженную поверхность, поэтому при просачивании растворов через них происходит более быстрая миграция кислотных компонентов - появляется известная "опережающая волна кислотных компонентов" академика Д.С. Коржинского. Всё это в целом и определяет изменчивость форм, состава и дефектности кристаллов минералов. Движущая сила кристаллизации Динамический характер равновесия между кристаллом и средой означает, что частота отрыва частиц от поверхности кристалла равна частоте их посадки на кристалл. Из макроскопических характеристик этому соответствует соотношение между температурой, определяющей частоту разрушения связей, и концентрацией частиц в объёме раствора, опреде-ляющей частоту столкновения частиц с поверхностью кристалла, и обра-зованием связей между частицами и кристаллом. В растворе может быть высокая концентрация и высокая Т, может быть и низкая Т, но если вещества недостаточно - раствор недосыщен, то в общем случае кристаллизации не будет. Движущая сила процессов кристаллизации - степень неравновес-ности системы. Для закрытых однокомпонентных систем достаточно двух Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
19

Слайд 19

Движущая сила кристаллизации параметров равновесия - Т и Р. Для открытых поликомпонентных систем необходим ещё учёт изменений соотношения компонентов - химических потенциалов компонентов mi. Химический потенциал это та работа, чтобы вырвать 1 атом, ион, молекулу из данной фазы- кристалла, жидкости, газа. Если одно и тоже вещество находится в двух фазах, химические потенци-алы в которых не равны, то будет происходить перенос вещества от фазы с большим m к фазе с меньшим m, точно также как происходит перенос заряда в электрическом поле и частиц в гравитационном поле. Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Процесс кристаллизации вещества сопровождается образованием химичес-ких связей и потому идет с уменьшением свободной энергии системы. Если свобо-дная энергия (химический потенциал) какого-либо вещества различна в двух состояниях (фазах), то эта разница и будет являться движущей силой процес-са выравнивания этой энергетической характеристики. Движущей силой процес-са кристаллизации является разность химического потенциала вещества (  ) в растворе и в кристалле : ∆  =  р-р -  к-р.

Изображение слайда
20

Слайд 20

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение

Изображение слайда
21

Слайд 21

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Рисунок Идём от точки А. Т понижается пока не достигнет Тн (насыщения). При Тн в точке В раствор потеряет способность растворять данное вещество. При дальнейшем охлаждении переходим в область пересыщения. Степень пересыщения определяется разностью концентраций с п - с о, либо их соотношением с п/ с о. Иногда достаточно оценить разность между Тн и Ткр, - степень переохлаждения. Вблизи от кривой растворимости эти растворы способны долго существовать без выделения кристаллической фазы, если они не соприкасаются с частичками кристаллической фазы. Такие слабо пересыщенные метастабильные растворы являются самыми обычными при росте кристаллов в природе и в лаборатории. При значительном удалении от кривой растворимости в область ∆  >> 0 растворы оказыва-ются абсолютно неустойчивыми, лабильными, способными выделять кри-сталлы и при отсутствии зародышей родственной кристаллической фазы.

Изображение слайда
22

Слайд 22

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Фактор уменьшения Т, с чем связано уменьшение растворимости, явля-ется ведущим при кристаллизации магматических пород, гидротермаль-ных жил, соляных отложений, т.к. растворимость в подавляющем боль-шинстве случаев прямо связана с Т. В минералогии и петрологии в тече-ние длительного времени существовала надежда найти такой параметр у кристаллов минералов, значение которого определяли бы порядок выде-ления минералов при магматических и гидротермальных процессах (эки и вэки минералов А.Е. Ферсмана, изотермо-изобарические потенциалы минералов Ф.А. Летникова). Такого параметра не может быть - порядок кристаллизации определяется диаграммами состояния и составом конкре-тных растворов, а не индивидуальными характеристиками минералов. Обычной причиной возникновения разности химических потенциалов (пересыщения) в некотором участке системы является перепад Т во всей системе в целом. Перепады Т в земной коре совершенно обычны. При наличии существенно неоднородного Т поля например вблизи интрузивов в относительно закрытых полостях в участках с повышенной Т происходит растворение вещества, его перенос и последующее отложение в более холодной зоне. В результате полость в кристаллическом материале или включение в минерале перемещается в направлении повышения Т.

Изображение слайда
23

Слайд 23

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Изменение Р, с чем связано изменение растворимости, может приводить к кристаллизации, но этот фактор сопряжен с Т. Снижение Р приводит и к адиабатическому снижению Т. При любых сбросах Р и снижения Т в данной порции раствора его объём обычно не переходит целиком в твердое состояние. Снижение Р часто резкое приводит лишь к выпадению массы мелких кристаллов минералов во время выброса на поверхность струй пара и раствора гейзерами, сольфатарами и фумаролами. Испарение летучего растворителя - явление, широко распространенное в природе. При этом идет кристаллизация различных солей в приповерх-ностных условиях. Отложение галоидов, сульфатов, карбонатов и иных соедине ний интенсивно происходит в жаркие летние месяцы в озерах, лагунах... с повышенной солёностью. Как и при изменении Т, отложение различных солей происходит в последовательности, определяемой физико-химической диаграммой данной водно-солевой системы. Кристаллизация при химических реакциях в природе идёт очень часто между хорошо растворимыми и/или трудно растворимыми соединениями с образованием ещё более трудно растворимых: CaCO 3 (кальцит) + (CuSO 4 ) р-р + 4 H 2 O  CaSO 4 · 2 H 2 O (гипс) + Cu 3 ( CO 3 )( OH ) 4 (малахит) + CO 2. Процессы взаимодействия растворов с твёрдыми веществами - это

Изображение слайда
24

Слайд 24

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение большая группа метасоматических процессов. Кристаллизация при смешении растворов с различными главными растворителями, например водно-солевых и нефтяных. Это сопровождается изменением pH и растворимости ряда веществ, приводит к пересыщению... Одностороннее стрессовое давление специфически действует на кристаллы, ориентированные различным способом по отношению к направлению сжатия. Различная растворимость зёрен в разных направле-ниях связана с их различной деформированностью. В результате идёт перекристаллизация с образованием ~ одинаково ориентированных зёрен минералов, при участии плёночных растворов - перенос растворённого в одном месте вещества и его отложение в другом с образованием гнейсовидных агрегатов. Полиморфные структурные изменения минералов (изохимические) под действием Т-Р довольно обычны. Образуются параморфозы. Иногда изменения Т-Р ведут к неизохимическим превращениям в минералах - их диссоциации, дегидратации, распаду твёрдых растворов и ряду иных процессов.

Изображение слайда
25

Слайд 25

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение При участии ЭДС происходят окислительно-восстановительные реакции, например между сульфидами в корах выветривания. Видимо серьезную, но пока не ясную роль в минералообразовании, накоплении вещества в определённых участках играют земные электрические токи, иногда мощные. В эндогенных условиях под действием электрического (электрод-ного) потенциала происходит осаждение золота из гидротерм на одном из сульфидов, контактирующим с другими (гальванопары: пирит - халькопирит, пирит - галенит...). Реальные процессы, приводящие к образованию кристаллов, обычно связаны не с каким-либо одним механизмом возникновения движущей силы кристаллизации. Например, при фумарольным выбросе кристаллизация идет за счёт: сброса давления, благодаря испарению растворителя, благодаря изменению состава растворителя при растворе-нии воздуха, с участием химических реакций раствора с веществами, выщелоченными из стенок подводящих каналов, иных механизмов. Отметим, что наличие движущей силы кристаллизации само по себе не обеспечивает начала кристаллизации. Физико-химическая систе-ма может неопределенно долго находится в метастабильном заморожен-ном состоянии, если в ней отсутствуют зародыши стабильной фазы.

Изображение слайда
26

Слайд 26

Движущая сила кристаллизации Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Пофилософствуем. Отношение к проблеме движущих сил (причин) возникновения объектов науки, довольно чётко характеризует тот уровень развития, на котором находится данная отрасль знания. Научившись определять и классифицировать легко ответить на вопрос - что? Труднее находить упорядоченность в пространстве и во времени и отвечать на вопрос - как? Самое трудное - уметь разобраться во внутренних, скрытых силах, источниках всего видимого и отвечать на вопрос - почему? В работе геолога обычно 90% времени занимают два первых вида научной деятельности, выяснению причин исследуемых процессов посвящена лишь малая доля работ. Для выявления способов возникновения в природе движущих сил кристаллизации рецептов нет. Если процесс не идёт в настоящее время и движущие силы не очевидны, выяснение этого вопроса нередко происходит на поздних стадиях исследования объекта или после осмысления изученного материала. При решении данного вопроса, как и во многих иных случаях, можно применить метод "множественных рабочих гипотез", предложенный в начале ХХ века известным американским геологом Чемберленом. Формулируется максимально возможное число гипотез о способах прохождения процесса. Каждая из гипотез обсуждается, выявляются все возможные следствия из каждой гипотезы, перечисляются условия, необходимые для прохождения данного гипотетического процесса. Эти следствия сопоставляются с фактическим материалом. При этом нередко возникает потребность в проведении дополнительных целенаправленных исследований (минералов, слагаемых ими тел и их окружения). Если хотя бы одно из следствий некоей гипотезы противоречит фактическому материалу, данная гипотеза отвергается или видоизменяется. В пределе число гипотез сокращается до одной, которая принимается, но не потому, что она доказана, а потому, что пока нет оснований для ее опровержения. Если остались не отвергнутыми две или более гипотезы, то изыскиваются новые следствия из них, которые позволят их проверить. В конце

Изображение слайда
27

Слайд 27

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение концов, могут быть отвергнуты все предложенные гипотезы, тогда необходим поиск новых. Главный выигрыш от такой тактики исследований в том, что она ориентирует на получение сведений для решения конкретных вопросов, активизирует поиск причинно-следственных связей: от главенства мнений к главенству знаний, а не просто ведет к увеличению объёма информации о данной проблеме. Зарождение кристаллов минералов Термин "зарождение" в минералогической литературе имеет два смысла. Первый - это процесс. Второй - это результат, т.е. совокупность кристаллов, зародившихся примерно одновременно.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Особенности процессов зарождения Тщательно очищенный и не слишком пересыщенный газовый или жидкий раствор могут хранится неопределённо долго и не порождают центров кристаллизации. Если же в этой системе находится зародыш достаточного размера, он будет увеличиваться - расти. Размер кристалла - на грани между ещё не способного к росту и уже способным,- называется критическим. Сам такой кристаллик - критический зародыш (" hidden phase " ) (для многих веществ это ~ 1000 молекул). Размер критического зародыша зависит от пересыщения (снижается с ростом пересыщения) и от Т (увеличивается с ростом Т). Обычно размер критического зародыша для кальцита составляет около 20 элементарных ячеек (эя), для флюо-рита - 45 эя, для кварца - 65 эя. Структура докритического зародыша реально не известна, она может быть промежуточной между структурой того же вещества в жидком и в кристаллическом состоянии. Отсутствие зарождения в пересыщенной среде происходит и по причине существование потенциального барьера, который нужно преодо-леть, чтобы процесс роста макрокристалла начался. Величина барьера = энергия активации зародыша, обусловлена необходимостью возникнове-ния границы раздела в первично гомогенной среде. Эта граница (поверх-ность) раздела всегда обладает некоторой энергией, избыточной сверх объёмной и именуемой поверхностной.

Изображение слайда
29

Слайд 29

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение После образования критического зародыша дальнейшее присоеди-нение к нему атомов, ионов, молекул происходит уже при снижении энергии системы. Возникший кристаллический зародыш получает возможность самопроизвольно расти из метастабильного раствора. Поверхностная энергия границ, разделяющая две фазы, напри-мер, граней кварца с водой и раствором H 2 O-CO 2 различны, как различны поверхностные энергии граней призмы и ромбоэдра кварца в любой гомо-генной жидкости. Близки к этому представления о смачиваемости и несмачиваемости поверхностей. Поверхностная энергия понижается тем интенсивнее, чем больше энергия взаимодействия частиц различных фаз.

Изображение слайда
30

Слайд 30

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Гомогенное зарождение До сих пор обсуждался специфический и мало распространенный в природе процесс гомогенного зародышеобразования, т.е. в гомогенной без поверхностей раздела среде. Пожалуй, один из ярких примеров гомогенного зарождения – распад титаномагнетит  ульвошпинель + магнетит.

Изображение слайда
31

Слайд 31

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Гетерогенное зарождение Гораздо шире проявлено появление новых центров кристаллиза - ции на готовых затравках - пылинках или кристаллах собственного вещества и на чужеродных поверхностях, т.е. гетерогенное зарождение. Гетерогенное зарождение настолько распространено, что утверждение о существовании гомогенного зарождения всегда требует специальных доказательств. Для гомогенного зарождения максимальное значение пересыщения экспериментально воспроизводится хорошо, для гетерогенного - эти значения всегда меньше первого и сильно варьируют от условий, плохо воспроизводимы. Некоторые эмпирические закономерности: а) зарождение на поверхности заряженных частиц энергетически выгоднее, чем на нейтра-льных. Поэтому зарождение (в том числе осаждение рудного вещества) активно происходит на свежих сколах кристаллов – там, где возникают не скомпенсированные заряды. Соответственно, нарастание вещества на собственные или родственные кристаллы наиболее интенсивно идёт на его вершину, далее на ребра, наименее интенсивно на грани кристалла; б) кристаллизация вещества идет при меньших пересыщениях на частицах, структура которых ближе к этому веществу; в) перегрев жидкости перед переохлаждением расширяет метастабильную область. Жидкости,

Изображение слайда
32

Слайд 32

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Гетерогенное зарождение особенно хорошо структурированные (водные, высоко кремнезёмистые...) обладают выраженной "памятью" на воздействия: магнитные, тепловые... Очевидно, что перегрев ведет к разрушению структуры раствора (распла-ва); г) при росте кристаллов зародыши возникают при самопроизвольном растрескивании кристаллов. Для зарождения новых кристаллов бывает достаточно лёгкого прикосновения к поверхности растущего индивида. Зарождение на чужой подложке Галит, наросший на ветку. Озеро Саки, Крым, Украина Кубы галита до 20 мм на кристаллах гипса. Иновроцлав, Польша

Изображение слайда
33

Слайд 33

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Процессы зарождения кристаллов минералов 1. Самопроизвольное зарождение из пересыщенных сред - жидкой, газовой, твёрдой. А. При кристаллизации расплавов. Ход кристаллизации контролируют степень пересыщения и степень переохлаждения, что обуславливает число зародышей = число центров кристаллизации (в единице объёма за единицу времени) и скорость роста кристаллов. От степени пересыщения зависит и форма зародышей и кристаллов - из слабо пересыщенных сред вырастают правильные квазиизометричные кристаллы, из сильно пересыщенных часто вырастают расщеплённые кристаллы, метельчатые, сферокристаллы. Аналогичной формы кристаллы растут и в твёрдых средах - переохлажденных расплавах - вулканических стёклах.

Изображение слайда
34

Слайд 34

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение А. При кристаллизации расплавов Кристаллизация начинается несколько ниже ликвидуса. При снижении Т в начале число центров, как и скорость роста кристаллов, кристаллизации увеличивается по экспоненте, т.к. возрастают и степень пересыщения и степень переохлаждения. Нарастание числа центров кристаллизации и скорости роста кристаллов идёт пока эту тенденцию не преодолеет снижение скорости диффузии из-за снижения Т. Далее тренд обратный. Эксперимен- тальные скорости роста из расплавов

Изображение слайда
35

Слайд 35

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение А. При кристаллизации расплавов Форма кристаллов оливина, полученных при кристаллизации расплава базальтов при различных условиях Зависимость от температуры закалки Зависимость от скорости остывания, ˚ С / час

Изображение слайда
36

Слайд 36

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение А. При кристаллизации расплавов Форма кристаллов оливина, полученных при кристаллизации расплава базальтов при различных условиях При очень быстром остывании При крайне быстром остывании

Изображение слайда
37

Слайд 37

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение А. При кристаллизации расплавов Размеры и форма кристаллов плагиоклаза в шаровых лавах базальтов Срединно-Атлантического хребта. Слева – стекловатая корка, справа – базальты в центре шара. Шлифы при 1 николе. Ширина поля 1 мм

Изображение слайда
38

Слайд 38

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 1. Самопроизвольное зарождение из пересыщенных сред - жидкой, газовой, твёрдой. Б. На границе раздела фаз, обычно газ - жидкость. Необходимое пересы-щение достигается за счёт испарения растворителя. Так обычно идет кристаллизация галита. Кристаллы галита плавают на поверхности и интенсивно растут, плавающие агрегаты кубиков галита достигают в поперечнике 40 см. Примерно аналогично возникают тонкие пленки, а также зародыши сталактитов и сталагмитов гипса и кальцита в пещерах: вытекающий из трещин раствор при испарении становится пересыщенным; для кальцита играет роль и потеря из раствора CO 2. Строение лодочек галита, плавающих на поверхности рассола

Изображение слайда
39

Слайд 39

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 1. Самопроизвольное зарождение из пересыщенных сред - жидкой, газовой, твёрдой. В. Более специфические случаи - самопроизвольное зарождение в твёр-дых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. При их охлажде-нии возникает явление пересыщения и при благоприятных условиях происходит самопроизвольное зарождение новых фаз - продуктов распада твёрдого раствора. Зарождению новых фаз - ламеллей распада весьма способствует деформация твёрдых тел, хотя бы слабая. Причины: 1) дополнительный импульс энергии, который помогает микрозародышам преодолеть энергетический барьер и превратится в зародыши; 2) появле-ние ослабленных направлений в твёрдой фазе - отдельности, спайности, вдоль которых легче расти зародышам кристаллов. Рассмотрим высоко-температурные твёрдые растворы титаномагнетита FeFe 2 O 4 - Fe 2 TiO 4 -MgAl 2 O 4 - характерные рудные и акцессорные минералы оливиновых габброидов, габбро-перидотитов, карбонатитов, камафоритов. Плутон Отайды-Карасу в Северном Казахстане - в матрице магнетита тонкие ламелли ульвошпинели и пластины - ламелли шпинели; более крупно масштабные фото показывают, что пластины - скопления мельчайших полных октаэдров шпинели (относительно глубинные условия - переохлаждение, пересыщение умеренное).

Изображение слайда
40

Слайд 40

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение В. Более специфические случаи - самопроизвольное зарождение в твёр-дых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. Титаномагнетит косьвитов. Отайды-Карасу, Северный Казахстан

Изображение слайда
41

Слайд 41

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение В. Более специфические случаи - самопроизвольное зарождение в твёр-дых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. Камафориты и карбонатиты Ковдора - аналогичные образования содержат скелетные выделения шпинели (данные О.М. Римской-Корсаковой) (относительно малоглубинные условия - пересыщение значительное). Скелетные кристаллы шпинели. Форма структур распада высокоТ твёрдого раствора титанистого магнетита в камафоритах Ковдорского плутона, Кольский полуостров

Изображение слайда
42

Слайд 42

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение В. Более специфические случаи - самопроизвольное зарождение в твёр-дых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. Сравним структуры распада – величину пластин альбита в амазонитовом K-Na полевом шпате гранитных пегматитов Ильмен и Кольского полуострова ! Одни - Ильменские формировались на глубинах 3-5 км, другие - Кольские на глубине более 10 км. 86 мм Амазонитовый микроклин-пертит пегматитов Ильменских гор 67 мм

Изображение слайда
43

Слайд 43

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение В. Более специфические случаи - самопроизвольное зарождение в твёр-дых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. Сравним структуры распада моносульфидного Fe - Cu твёрдого раствора (кубанит+халькопирит): в маломощных сульфидных залежах Садбери масштаб структур распада микроскопический; в мощных сульфидных залежах Норильска - Талнаха масштаб структур распада кубанита и халькопирита макроскопический, до гигантского - длина пластин распада достигает 25 см. 300 мм 2.5 мм В отраж. свете. Николи х. Фруд, Садбери

Изображение слайда
44

Слайд 44

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Процессы зарождения кристаллов минералов 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках - на более ранних по времени образования кристаллах того же минерала или другого с определённой ориентировкой или без нее. Энергетически выгоднее зарождение на готовых зародышах, чем самопроизвольное. Известные вам случаи зарождения на готовых затрав-ках – оолиты, жемчужины. Во многих случаях кристаллизация минералов начиналась в трещинах, на стенках которых обнажаются зерна минералов того же вида. Так, в хрусталеносных жилах среди метаморфических пород или гранитоидов в шлифах из контакта видно, что зерна породообразую-щего кварца служат непосредственными основаниями для кристаллов кварца в жиле. Аналогично зарождаются минералы и на кристаллах того же вида, которые возникли ранее; это явление широко распространено в природе. Однако факт такого зарождения должен быть обоснован устано-влением некоторого перерыва в процессе минералообразования и отрав-ления поверхности, т.е. наличия на поверхности какого-либо постороннего вещества. При этом, энергетически наиболее выгодные позиции – верши-ны кристаллов, затем ребра, грани уступают тем и другим. Вновь зарожда-

Изображение слайда
45

Слайд 45

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках ющиеся кристаллы нарастают на ранее возникшие ориентированно, поскольку структура тех и других одна. Возникают автоэпитаксические срастания. Эпитаксия - закономерное кристаллохимически обуслов-ленное нарастание минералов друг на друга. Нередки кристаллы - скипетры и - люстры - аметистовые или кварцевые головы на кварце, горном хрустале; сера на сере; лед на льде (снежинки); кальцит на кальците; серебро на серебре... Автоэпитаксическое зарождение происходит и на ребрах - для кварца зачастую это отрицательные ребра призмы кристалла - затравки. Эпитаксические нарастания позволяют понять структуру подложки – это монокристалл или срастания двух или более кристаллов. Рассмотрим разнообразные примеры автоэпитаксии.Начнём с кварца и его разновидностей. Скипетр аметиста на молочном кварце 100 мм. Мадагаскар Скипетр аметиста 10 мм на горном хрустале. Brandber g, Намибия

Изображение слайда
46

Слайд 46

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кварц 54х14 мм. Liliana mine, Мексика Скипетр аметиста на кварце. Намибия Скипетр – срастание аметиста и кварца 53 мм. Holmestrand

Изображение слайда
47

Слайд 47

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кварц Скипетр – аметист на молочном кварце Сложный скипетр аметиста 35х25 мм. Brandberg, Намибия 44х22 мм. Santana da M anguera, Paraiba, Бразилия Скипетр ы аметиста на кварце 83 мм. Fat Jack mine, Yavapai county, Аризона, США

Изображение слайда
48

Слайд 48

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кварц Странной формы скипетр аметиста на дымчатом кварце. Приполярный Урал. Причина – отравленная поверхность большей части кристалла - подложки

Изображение слайда
49

Слайд 49

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кварц Скипетры горного хрусталя на битуминозном кварце. Benchmar

Изображение слайда
50

Слайд 50

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кальцит Скипетр 32 мм 120 мм Ромбоэдры на вершине и на рёбрах скаленоэдра Скипетр 40 мм. Тетюхе, Дальний Восток

Изображение слайда
51

Слайд 51

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кальцит Плоские ромбоэдры на скаленоэдре 14 мм. Идар-Оберштайн, ЮЗ Германия Игла наросла на сложный скаленоэдр На ладони Тетюхе, Дальний Восток

Изображение слайда
52

Слайд 52

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - кальцит Рисунки в книге V.M. Goldschmidt, 1918 - 1923

Изображение слайда
53

Слайд 53

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - флюорит Ромбододекаэдры наросли на октаэдр 3 мм Скипетр. Эйфель, Германия Denton mine, Иллинойс, США

Изображение слайда
54

Слайд 54

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - флюорит 2 мм На палочку флюорита нарос кристалл флюорита. Какова форма этого кристалла ? Ответ дают эпитаксически наросшие на вершины этого кристалла – кристаллы флюорита сложной формы. Сколько их – вот и ответ Кубы флюорита, наросшие на шар флюорита. Красно, Чехия

Изображение слайда
55

Слайд 55

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - галенит Октаэдры наросли на кубический кристалл. Три-Стейт-Дистрикт, США

Изображение слайда
56

Слайд 56

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - галенит Рисунки в книге V.M. Goldschmidt, 1918 - 1923

Изображение слайда
57

Слайд 57

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - пирит Масса кубооктаэдров наросли на грани куба монокристалла – кубооктаэдра Пиритоэдры (пентагондодекаэдры) наросли на грани куба монокристалла Пиритоэдры наросли на рёбра монокристалла - пиритоэдра

Изображение слайда
58

Слайд 58

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия – медь, - сера Скипетр. Верхнее Озеро

Изображение слайда
59

Слайд 59

Кристаллы -октаэдры на пластинчатом монокристалле золота. Южный Урал Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - золото

Изображение слайда
60

Слайд 60

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - лёд

Изображение слайда
61

Слайд 61

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - алмаз Кристалл 0.1 мм из метаморфитов. Кумдыколь, Северный Казахстан

Изображение слайда
62

Слайд 62

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия Роговая обманка Тетраэдрит Пирротин Рисунки в книге V.M. Goldschmidt, 1918 - 1923

Изображение слайда
63

Слайд 63

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия - берилл Скипетр – шапка. Забайкалье Скипетр. Shengus, Scardu, Пакистан

Изображение слайда
64

Слайд 64

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия – бромаргирит AgBr Поздние кристаллы наросли на вершины кристаллов - подложек

Изображение слайда
65

Слайд 65

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Автоэпитаксия – кристаллы-гантели Ванадинит. Mibladen, Марокко Миметизит 2 мм. Brandy Gill mine

Изображение слайда
66

Слайд 66

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках Эпитаксия - закономерное кристаллохимически обусловленное нарастание минералов друг на друга. Зарождение на кристаллах другого минерала с закономерной ориен-тировкой возможно в случае сходства их структур. Явления эпитаксии - нарастания одних тригональ-ных карбонатов на другие, одних щелочных полевых шпатов на другие; одних полиморфов на другие - пирит на марказит, кальцит на арагонит; ставролит на кианит; пентландит на пирротин... При закономерном срастании должно осуществляться геометрическое подобие срастающих-ся плоских сеток. Признаки топохимического соответствия двух структур : а) наличие одно-, двух- или трехмерного подобия и сходства структурных мотивов; б) соизмеримомость или кратность параметров элементарной ячейки; в) сходство элементов симметрии совмещающихся плоскостей; г) совмещение сил связи или полярности ионов. Часто для образования совершенных эпитаксиальных срастаний вполне достаточно двумерного подобия структур; не влияет даже сильное различие параметров решетки в направлении  плоскости эпитаксиального срастания. На эпитаксию и формы ее проявления влияют: 1) ведущий фактор - степень геометричес-кого подобия структур. Допустимо расхождение во взаимном расположе-

Изображение слайда
67

Слайд 67

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия нии отдельных узлов кристаллической решетки не > 10-15%. Для законо-мерных срастаний силикатов более важной причиной, чем простое подо-бие в размерах элементарных ячеек, обычно является совмещение цепочек или даже слоев SiO 4 тетраэдров или рядов плотных кислородных укладок в двух структурах, например, в кварце и олигоклазе. Это согласу-ется с представлениями Н.В.Белова о том, что плоскостями срастания разных кристаллов являются слои плотнейшей упаковки атомов; 2) повы-шение температуры расширяет возможности проявления эпитаксии у разнородных веществ; 3) для возникновения эпитаксиальных срастаний важна сила связи между узлами кристаллических решеток двух минера-лов. Характер (тип) связи в одном и в другом кристалле почти не имеют значения; 4) большое влияние на характер эпитаксии оказывает среда кристаллизации, диэлектрическая постоянная растворителя. Чем меньше эта константа, тем легче осуществляется эпитаксия. Этим объясняется расширение пределов эпитаксии при кристаллизации в спиртовых растворах по сравнению с водными; 5) эпитаксиальное нарастание обычно происходит в условиях невысокого пересыщения и в узком интервале его значений. Существует понятие - критическое пересыщение

Изображение слайда
68

Слайд 68

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия эпитаксиальной кристаллизации - выше него эпитаксии не наблюдается; 6) на характер эпитаксических срастаний сильно влияет степень загрязнения (отравления) поверхности субстрата. Чем чище поверхность, тем легче происходит нарастание другого вещества. Эпитаксия родохрозита на доломите Эпитаксия натровой селитры NaNO3 на кальците CaCO3 Эпитаксия гематита на корунде. 3 мм. Emmelberg, Эйфель

Изображение слайда
69

Слайд 69

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия пирит - марказит Кубы пирита на монокристалле марказита Кубооктаэдры пирита на двойнике марказита Пластины марказита на кубе пирита

Изображение слайда
70

Слайд 70

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия Эпитаксия санидина на плагиоклазе. Трахиты. Чехия Эпитаксия альбита на ортоклазе 31х18 мм. Силезия, Польша

Изображение слайда
71

Слайд 71

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия Эпитаксия альбита на ортоклазе

Изображение слайда
72

Слайд 72

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия Эпитаксия топаза на гранате

Изображение слайда
73

Слайд 73

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия О зарождении = эпитаксическом нарастании кварца на халцедон - классический пример, описанный во всех учебниках. Халцедон = тончайше волокнистый кварц образует обычно почковидные сферолиты с гладкой поверхностью. Волокна халцедона вытянуты вдоль оси 2 порядка. В структуре  -кварца оси 2 порядка расположены поперек удлине ния. По этой причине кристаллы кварца нарастают на халценон  к удлинению волокон халцедона, т.е. лежат на сферолитах и корках халцедона. Кварц «лежит» на халцедоне

Изображение слайда
74

Слайд 74

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых зародышах или затравках. Эпитаксия О зарождении = эпитаксиальном нарастании кварца на кварцин. Кварцин - это широко употребимое название разновидности люссатита (α-кристобалит), форма выделения которого аналогична халцедону. Кварцин довольно широко развит совместно с халцедоном в низкотемпературных агрегатах кремнезёма, в агатах. Тончайшие волокна кварцина вытянуты по [001], что совпадает с удлинением кристаллов  -кварца. Поэтому эпитаксиальные нарастания кварца расположены параллельно удлинению волокон кварцина, т.е. «стоят» на сферолитах и сферолитовых корках кварцина Голубоватые прослои – кварцин. В центре – кварц. 180 мм. Агат Голутвина, южное Подмосковье

Изображение слайда
75

Слайд 75

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение Псевдоэпитаксия (кажущаяся эпитаксия) Призмы рутила на пластинчатом кристалле гематита. Ориентировка призм рутила Обусловлена формой исходного кристалла ильменита, за счёт которого возник рутил

Изображение слайда
76

Слайд 76

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых затравках – на чужой подложке Зарождение минералов на кристаллах другого минерала без определён-ной ориентировки с образованием незакономерных срастаний в природе распространено наиболее широко. Октаэдры флюорита наросли на раухварц. 14 мм. Valser Tal, Швейцария Ромбоэдры родохрозита наросли на агрегат серебра. 38 мм. Uchuc- Chacua, Перу

Изображение слайда
77

Слайд 77

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на чужой подложке Монацит нарос на турмалин Титанит нарос на эпидот 4 мм Пластинч. кристалл гипса нарос на иглу гипса. Колорадо 40 мм Таблитч. кристалл барита нарос на проволочное серебро. Джезказган, Казахстан 63 мм Кристалл кальцита нарос на агрегат доломита. Shangbao пров. Хунань, Китай

Изображение слайда
78

Слайд 78

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на чужой подложке Пластины гематита наросли на корку кристаллов кварца Кристаллы аметиста наросли на агрегат кварца Wilkes County, Джоржия, США Агрегат кристаллов лепидолита нарос на кристалл верделлита-эльбаита Игольчатые кристаллы тремолита наросли на эпидот. Монблан, Швейцария 35 мм

Изображение слайда
79

Слайд 79

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на чужой подложке Тонкопластинчатые кристаллы барита наросли на призму авгита 1 мм Graulai, Эйфель, Германия Кристаллы филлипсита и красного смектита наросли на иглы авгита. 4 мм

Изображение слайда
80

Слайд 80

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на готовых затравках – на чужой подложке Зарождение минералов на кристаллах другого минерала без определён-ной ориентировки с образованием незакономерных срастаний в природе распространено наиболее широко. Но даже в случае отсутствия ориентирующего воздействия кристаллической структуры субстрата на зарождающиеся индивиды, эти последние могут самоориентироваться на поверхности. Такое полярное взаимодействие с любым, даже полиминеральным субстратом характерно для гемиморфных кристаллов, т.е. тех у которых имеются полярные оси. Так, каламин = гемиморфит присрастает к субстрату отрицательным концом оси [001], кристаллы полевых шпатов обычно прикрепляются к основанию друз положительным концом оси [100], кристаллы турмалина как правило ориентированы вверх отрицательным концом оси L 3, т.е. аналогичным полюсом (это тот конец кристалла, который при нагреве заряжается +, антилогичный заряжается -; при охлаждении заряды на полюсах меняются). Кристаллы флюорита, галенита, галита, сильвина в большинстве случаев прикрепляются к поверхностям гранью октаэдра [111]. Нередко зарождение происходит вдоль дислокаций кристалла-подложки, в том числе вдоль изломов и расколов кристаллов. Весьма распространено зарождение на присыпках – кристаллах, а нередко обломках кристаллов, упавших сверху и лежащих на верхних поверхностях растущих кристаллов. Естественно присыпки характерны для условий роста в полостях. Иногда течение раствора может «прибить» небольшие кристаллы к боковым и к нижним граням больших кристаллов.

Изображение слайда
81

Слайд 81

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на на чужой подложке. Присыпки Присыпки кварца на кварце Присыпки халькопирита на кварце Присыпки – шапочки кальцита на раухкварце Кварц с присыпками гематита. 95 мм. Оранжевая река. Намибия

Изображение слайда
82

Слайд 82

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на на чужой подложке. Присыпки Присыпки анатаза на горном хрустале 24 мм. Val Bedretto, Tессин 140х90 мм Присыпки флюорита на кристаллах кварца. Piaotang, Китай 155 мм Присыпки – шапочки кальцита на хромамезите. Сарановское, Западный Урал

Изображение слайда
83

Слайд 83

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на на чужой подложке. Присыпки 50 мм Присыпки куприта на куприте Рубцовское, Алтай Присыпки клинохлора на титаните. Альпийские жилы

Изображение слайда
84

Слайд 84

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 2. Гетерогенное зарождение на на чужой подложке. Присыпки Присыпки клинохлора на ангидрите. Альпийские жилы. Тоннель под перевалом Сен-Готтард. Швейцария Иногда количество присыпок так велико, что они полностью отравляют отдельные участки граней или целые грани кристаллов. Дальнейший рост таких участков кристалла прекращается. В результате, кристалл может приобрести весьма своеобразные формы

Изображение слайда
85

Слайд 85

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 3. Зарождение при участии живых организмов и в них самих К гетерогенному зарождению можно отнести зарождение кристаллических фаз при участии живых организмов и в них самих, т.е. биохимическое образование минералов. Зарождение микрокристаллов некоторых минералов происходит внутри клеток особых видов бактерий, которые в результате своей жизнедеятельности либо выделяют эти кристаллики в окружающую среду, либо полностью замещаются ими. Тионовые бактерии выделяют кристаллики S 8 : среда их обитания подземные воды с H 2 S и углеводородами нефтяного происхождения. Электронно-микроскопические исследования показали, что бактерии Aquaspirillum magne t otacticum в морской воде в анаэробных условиях генерируют внутри клетки цепочки примерно из 10 кристалликов магнетита, удлиненные по [111]. Мельчайшие кристаллики магнетита и их цепочки генерируются и в головном мозгу птиц; именно поэтому сезонная миграция птиц обычно проходит вдоль магнитных силовых линий Земли. Есть подобные образования и в мозгу человека. Но человек (мы с Вами в том числе) утратил способность ориентироваться по магнитным силовым линиям Земли.

Изображение слайда
86

Слайд 86

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 3. Зарождение при участии живых организмов и в них самих Стадии развития кристалликов серы на палочковых тиобактериях Микрокристаллы серы - продукты деятельности серобактерий в природе (обычно в сероводородных водах или у берегов солёных озёр, заросших растительностью)

Изображение слайда
87

Слайд 87

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 3. Зарождение при участии живых организмов и в них самих Нанокристаллы магнетита в теле магнетотакт. бактерий

Изображение слайда
88

Слайд 88

Индивиды. Рост кристаллов. Зарождение 3. Зарождение при участии живых организмов и в них самих Микрокристаллы магнетита в мозгу человека Судя по их наличию, люди, как и птицы, могли быть в состоянии ориентироваться по магнитным силовым линиям Земли. Возможно, в древности так и было

Изображение слайда
89

Последний слайд презентации: Генетическая минералогия. Онтогения. Индивиды Рост кристаллов 00 2. Зарождение

Изображение слайда