Морфология Часть 1?

Морфология

Это Отдел науки, если говорить простым языком то, как наши любимые минералы выглядят в природе, какие формы могут принимать.

тут(в 1 части) мы рассмотрим Сингонию(симметрия), Облик Кристаллов(габитус), а так же скелеты и двойники.

I.Сингония

Классификация кристалических групп симетрии кристаллических решеток в зависимости от системы координат

А теперь проще, Кристаллы имеют свои кристаллические решетки - повторяющаяся единица структуры. т.е кристаллическая решетка это макет того, как минерал должен расставлять атомы, молекулы или ионы, этим кристаллы и отличаются от аморфных тел, жидкостей и газов где, в свою очередь, атомы, молекулы и ионы встают как хотят.

тут же поясню: При затвердевании молекулы и ионы(дальше буду просто писать ионы) ищут самый оптимальный способ, им не хочется тратить лишнюю энергию(которой у них нет), по этому низкотемпературные соединения зачастую имеют примитивную упаковку(кристаллическую решетку), а при добавлении большей энергии(температуры и давления) появляется больше "мотивации" ионам образовывать более хитрые(сложые) решетки. в пример возьмем алмаз и графит, графит(для упрощения берем альфа-графит) имеет гексагональную кристаллическую решетку и плотность где-то 2,23 г/см³, когда как алмаз имеет кубическую и плотность 3,5 г/см³. алмаз образуется при бОльших температурах и давлении чем Графит от чего его кристаллическая решетка и устроина для более агрессивных условий.

если совсем упрощать, представим углерод как работягу, он устроился строителем и ему дают деньги на постройку дома, без мотивации и нормальных ресурсов он построил что-то простенькое, графитовый домик. но вот случилась катастрофа и графитовый домик капут и Углероду дали больше денег и мотивации, и теперь уже с большей энергией он построил уже целый алмазный особняк. так же стоит упомянуть одну деталь - не всегда высокотемпературные и высокобарные разновидности стабильны при н/д. часто минералу просто не хочется держать лишнюю энергию в связях и минерал просто перекристаллизовывается. пример: олово, бета-кварц.

состояния когда минералы не имеют лишней энергии и ее не слишком мало называются стабильными.

почему же алмаз тогда не разваливается на воздухе? кислород и пару других факторов компенсируют, и алмазу тупо выгоднее не рыпаться. такое состояние кристаллической решетки называется метастабильным.

по этому запоминаем:

при изменении давления и температуры изменяется кристаллическая решетка, если соединению будет выгоднее ее поменять.

Возвращаемся к сингонии!

Так вот, эти повторяющиеся структуры можно упростить до прямоугольников или шестигранной призмы. на углах должны располозаться ионы, так же в более сложных сингониях появляются атомы что как бы по центру плоскости или в центре фигуры. ионы могут распологаться идеально, 90 градусов между углами и каждая сторона ровна. такая сингония называется кубической, но так же существуют те где к примеру углы не равны 90 градусов, или одна сторона длиннее другой. но самое главное, что сингонии всегда симметричные, не бывает сингоний неправильной формы, формы треугольника, шара, трехгранной и пятигранной призмы.

Существуют семь основных сингоний:

Высшая:Кубическая(все углы и стороны равны)

Средняя:Гексагональная, тетрагональная, тригональная

Низшая:Триклинная, моноклинная, ромбическая

Подробнее про оси симметрии и за, что они отвечают будет во 2 части.

Но проговорим сейчас важный факт:

В кристаллах не встречается симметрии 3, 5 порядка, а так же более 6.

Сингонией занимаются: Кристаллография, Кристаллохимия, физика твердого тела и др.

II.Облик Кристаллов

В зависимости от условий роста и сингонии минералы могут образовывать различные формы кристаллов, так же иногда образовывать более интересные структуры(которые будут разобраны во 2 части)

Габитус - это форма кристаллов.

представте минералы как людей. каждые из людей ростут по разному. кто-то ростет ввысь и почти не имеет лишнего веса или мышц, а кто-то же наоборот довольно низки из-за чего кажеться что он шире. а кто-то может быть и высоким и широким одновременно.

существует несколько видов габитуса, что будут рассмотрены ниже.

Изометричнымые

это кристаллы которые развивались во всех 3х направлениях.

это различные кубы, октаэдры и другие многогранники.

Изометричные кристаллы указывают на то, что у минерала кубическая сингония.

так как я решил сравнивать форму кристаллов и людей посмотрим на изометричные кристаллы как полноватых но при этом высоких людей, или наоборот накаченых. они кажуться и широкими и высокими. но в контексте минералов они еще и "глубокие".

Примеры: Кубы Флюорита, Октаэдры Магнетита, Ромбододэкаэдры Граната.

В отличии от изометричных кристаллов у вытянутых и уплощеных нет определенной сингонии. Тут уже зависит от минерала. К примеру тригональный кремнезем(он же кварц) - всегда имеет вытянутые столбчатые кристаллы. А вот триклинный(тридимит) - пластинчатый.

Вытянутые

Это кристаллы, что выбрали одно(1) основное направление по которому будут рости.

если снова проводить параллели с людьми, то это тот самый высокий и худощавый человек, те самые под 2 метра ростом.

к вытянутым кристаллам относятся: Столбчатые, Игольчатые, Приматические, Шестоватые, Волокнистые.

обычно именно так и представляект обычный человек кристалл.

Уплощенные

Это кристаллы что развиваются в 2х направлениях.

продолжая паралели с людьми, это что-то типо низких но широких. проблема с тем что бы представить их как человека из-за того эти кристаллы по факту как плитка. так, что вот другая параллель: они словно либо чешуя рыбы либо как большие листы.

к ним относятся: Табличные, Пластинчатые, Листоватые и Чешуйчатые.

Так же есть дендриты, но они уже будут рассмотренны в 2 части.

III.Скелетные Кристаллы

Как упоминалось ввыше кристалл может выбирать по каким направлениям рости, но что если… он предпочтет рости по ребрам и углам? тогда кристалл приобретает дыры, которые и называют скелетом. происходить это может по разным причинам, такие как:

1. быстрый рост(примеры: Висмут, Снежинки)
2. Из-за резких изменений системы(колебание температур, давления и тд)
3. Посторонние кристаллы

есть и другие, но мы к этому разговору не готовы. да и проходят такое в институтах со страшными формулами.

IV.Двойники и тп.

Есть сростание кристаллов хаотичное, что происходит чаще всего(так называемые поликристаллы(сплошные массы, Друзы, щетки и жеоды)), двойники(закономерное сростание) же, к этому не относятся.

Двоники, тройники и тд... — направленное сростание 2х и более кристаллов по НАПРАВЛЕНИЯМ

если опять сравнивать с людьми то, это как сиамские близнецы. да, у минералов тоже двойник может быть очень маленьким и незаметным как у людей, но в отличии от людей, где это является проблемой у минералов это лишь особенность, что иногда является типичной чертой минерала. У плагиоклазов((Na, Ca)[Al1-2Si3-2O4]), коленчатые двойники рутила(TiO2) и касситерита(SnO2), ласточкины хвостики Гипса(Ca[SO4] x 2H2O).

Происходит такое по разным причинам:

1. Особое срастение в растворах
2. Механическое воздействие
3. Ошибки в кристализации вещества.

Вот и подошла к концу первая часть о морфологии минералов! Я надеюсь вы что-то запомнили, что-то поняли. Но вы всегда можете что-то уточнить в нашем канале @kamniCafe

Источники:

Mindat.org

Курс Минералогии, А. Бетехтин.

Общая Минералогия. А. Г. Булаха, В. Г. Кривовичева, А. А. Золотарёва.