Введение
Доброго времени суток! Решил с вами поделиться своими мыслями и пройтись по тематике кристаллографии. У меня самого есть в коллекции минералы с характерной формой многогранников. И мне пришла идея написать эту статью, потому что данное "богатство" не только привлекает кого бы то ни было, но и важно в качестве архивных документов для научных исследований.
Все минералы по своей природе являются кристаллами. Но не каждый кристалл — это природный минерал, потому что существуют искусственные аналоги или тела, как тот же сахар и лёд.
Перед основной частью — перечислением характерных примеров минеральных видов — вкратце расскажу о том, как выглядит процесс кристаллизации, т.е. перехода вещества из летучего и жидкого состояния в твёрдое, где на молекулярном уровне всё упорядочено.
Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из летучих веществ или какого-либо раствора. Сам по себе процесс образования многогранников начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, и тогда увеличится шанс роста и структуризации вещества.
Раз атомы и ионы замедляют своё движение из-за охлаждения, то они в итоге имеют возможность выстраиваться в упорядоченные постройки. Просто-напросто снижаются температурные колебания, и вещество стремится сохранить свою энергию, заковав её в твёрдом состоянии.
Для расширения размеров кристаллическому веществу нужен зародыш в виде затравки, откуда пойдёт строительство атомов и ионов. То есть это фундамент, откуда в дальнейшем пойдёт процесс создания всем привычных нам геометрических фигур.
Кристалл стремится принять ту форму, которую повторяет молекулярное строение решётки. Рост граней кристалла происходит послойно, в направлениях, где есть свободный доступ питающей среды, а там где его нет — образуются грани. По мере "столкновения" кристаллизующегося вещества и проникновения в другие формы данный многогранник нарушается — срастается, образуя двойники срастания или прорастания:
Кристалл растёт, подчиняясь принципу наименьшей энергии: каждая следующая молекула встаёт туда, где ей энергетически «выгоднее» всего — например, в углубление на растущей грани, где она может образовать связи с максимальным числом соседей.
Природа не умеет создавать идеальные формы, потому что везде найдутся дефекты во внешнем виде, например нарушение симметрии. Вы наверняка видели и держали в руках кристаллы и сразу обращали внимание, что идеальный многогранник прослеживается, кое-как виден, однако кристаллическая структура из-за микросдвигов и нарушений не соответствует полноценным фигурам. В решётке часто возникают дефекты, которые заставляют кристалл расти активнее в определённом направлении(-ях) — так формируются вытянутые или сплюснутые формы, расщеплённые кристаллы.
Как не было бы грустно, но большая часть всех минералов в недрах залегает в виде зёрен неправильной формы в твёрдой массе горной породы — минералогической ассоциации. Красивые кристаллы — это большая редкость, которую выставляют на показ в музеях. В магазинах чаще всего встречаются именно минеральные кристаллы. Так что можно сделать вывод, что не всё так просто даже здесь; придётся иметь дело с непонятными вкраплениями и зёрнами, диагностировать их самостоятельно или обращаться к специалистам.
Основная часть
1. ГАЛИТ (природный хлорид натрия)
Форма кристаллов кубическая, кубооктаэдрическая, а октаэдрическая встречается реже. Спайность весьма совершенная в трёх направлениях по кубу — те самые мелкие кубики соли, которые мы используем в пище. Грани кристаллов часто ступенчатые.
Окраска галита обусловлена примесями:
🡆 Жёлтый или красный цвет — окислы и гидроокислы железа;
🡆 Синий цвет — радиоактивное облучение от распада изотопа К-40 из сильвина (этот минерал — близкий спутник галита, образующий вместе с карналлитом осадочную породу "сильвинит"), что приводит к дефектам в кристаллическом строении;
🡆 Розовый цвет — воздействие бактерий и водорослей из сухих и соляных озёр;
🡆 Серый цвет — включение глинистых веществ;
🡆 Бурый цвет — примеси органических веществ;
🡆 Зелёный цвет — включения дугласита.
Кристаллы образуются при испарении воды в усыхающих морских бассейнах или мелководных лагунах, заливах. Кристаллизация также характерна для подземных вод в пещерах.
2. ФЛЮОРИТ (природный фторид кальция)
Облик кристаллов обычно кубический, реже октаэдрический или сложные комбинации этих форм, часто образующих друзы. Октаэдры формируются при высоких температурах, кубы — при более низких, т.е. ближе к поверхности. Грани куба гладкие и блестящие, а октаэдра – неровные и тусклые.
Спайность развита в 4-х направлениях, т.е. выколки будут представлять собой кубики или октаэдры. Блеск скорее всего полустеклянный.
Чистые кристаллы бесцветны и прозрачны, как соль. Примеси придают ему разнообразную окраску:
🡆 Sr — тёмно-фиолетовый цвет,
🡆 Sa (самарий)– зелёный цвет,
🡆 Жёлтый цвет — воздействие радиоактивных примесей, вызывающих дефекты кристаллической решётки, так называемое облучение.
🡆 Хлор, железо, тяжёлые металлы, редкоземельные элементы, а также уран и торий обуславливают следующий возможный цвет флюорита: белый, красный, малиновый, пурпурный, розовый, оранжевый, желтый, зеленый, зеленовато-голубой, фиолетово-синий, бурый, серый, синевато-чёрный.
Кристаллы формируются в кварцевых жилах и грейзенах при метаморфизме, реже при осадочных и магматических (в пустотах и трещинах, куда проникли летучие вещества, и кальцит соединился с фтором) процессах.
3. ПИРИТ (серный колчедан)
Кристаллизуется в виде кристаллов кубической, пентагондодекаэдрической, реже октаэдрической форм или их комбинаций. На гранях характерна взаимно перпендикулярная штриховка. Любит образовывать кристаллические сростки. Двойники по закону железного креста взаимопроникают друг в друга.
Необычайно красивы кубические скульптуры с месторождений в Испании и Перу.
Как ни странно, пирит одновременно твёрдый, и одновременно пачкающий, т.е. может легко оставлять свой чёрный цвет порошка.
Окисленная поверхность пирита коричневатая, часто имеет побежалость или покрывается тонкой плёнкой лимонита.
Чаще всего такие хорошо образованные кристаллы присущи для гидротермальных жил и метаморфических пород. Реже имеет магматическое происхождение. Может образовываться под погребённой толщей грунта (донный ил и известь) при разложении органики на дне замкнутых водоёмов, т.к. железо соединяется с сероводородом — это длительный осадочный процесс. Например, встречаются псевдоморфозы данного минерала в виде плёнки или секреций в раковинах аммонитов, т.е. по органическим остаткам.
4. ГАЛЕНИТ (свинцовый колчедан)
Кристаллические формы — кубы, реже октаэдры, кубооктаэдры. Встречаются в друзовых пустотах. Двойники взаимопрорастающие и контактные (пластинчатые).
Из-за хрупкости легко раскалывается по спайности. Свинцовые кубики-выколки — с этим будьте осторожны, потому что возможно выделение токсичной свинцовой пыли или паров при дроблении, измельчении или плавлении галенита. Это может быть вредно при вдыхании или проглатывании
Галенит встречается в гидротермальных полуметаллических месторождениях и в некоторых типах осадочных. Часто встречается в парагенезисе со сфалеритом; а также с халькопиритом, блёклыми рудами и другими природными сульфидами.
5. Минералы группы ГРАНАТА (островные силикаты)
Данная группа представляет собой несколько минералов, обладающих сходными свойствами и обликом кристаллов. Их цвет варьируется в зависимости от замещения теми или иными химическими элементами в кристаллической структуре.
Кристаллы данной изоморфной группы минералов напоминают по своему виду и форме зёрна плодов гранатового дерева. Стоит отметить, что существует заблуждение диагностировать гранаты по цвету на глаз (кроме уваровита, т.к. он представлен в виде зелёных щёток), потому что истинные названия минеральных индивидов даются по химическому анализу. Например, андрадитовые гранаты меланит и шорломит одинакового цвета, но в последнем содержится титан. Таким образом, цвет не является критерием выделения минерального вида (в отличие от разновидности); а правильным критерием выделения являются химический состав и структура.
Самый распространенный гранат на Земле — альмандин, потому что в его состав входят алюминий и железо. Самые редкие и из-за этого драгоценные и дорогие разновидности — цаворит (ванадиевый гроссуляр) и демантоид (салатовый андрадит с алмазным блеском). Подробнее ознакомиться с разновидностями можно по этим двум ссылкам:
Ссылка №1
Ссылка №2
6. МАГНЕТИТ (магнитный железняк)
Облик кристаллов в основном октаэдрический, иногда кубический и ромбододекаэдрический. В основном встречается в сплошных зернистых массах и в виде вкраплений — отличная железная руда. На гранях кристаллов иногда присутствует косая штриховка.
Имеет преимущественно гидротермальное и метаморфическое происхождение, а также входит в состав других горных пород как акцессорный минерал. Накапливается в россыпях и даже может отлагаться на пляжах.
7. АНАЛЬЦИМ (родственник цеолитов, содержащий в своём молекулярном составе воду)
Кристаллизуется в виде неправильных округлых тетрагонтриоктаэдров. Друзы кристаллов анальцима обычно заполняют пустоты толще горных пород, образуют корочки и жеоды. Образуется при гидротермальном изменении щелочных изверженных пород, за счёт изменения плагиоклазов, нефелина. Иногда отмечается как первичный минерал в базальтах, редко — в осадочных породах.
Бесцветный или молочно-белый цвет, из-за примесей может варьироваться. Используется в качестве редкого коллекционного минерала, поэтому в промышленности ему мало нашлось применения.
8. ЛЕЙЦИТ (каркасный алюмосиликат-фельдшпатоид калия)
Изначально кристаллы при высоких температурах — это кубическая сингония, а при остывании (охлаждении) переходит в тетрагональную модификацию: тетрагонтриоктаэдры или икосаэдры, иногда также встречается в виде зернистых агрегатов и вкраплений.
Происхождение в эффузивных и субвулканических породах, богатых калием, при застывании бедных кремнезёмом лав.
Минерал используется в производстве калийных удобрений. Имеет ценность у коллекционеров. Иногда используется в стоматологии в качестве добавки в керамику и для изготовления ювелирных изделий.
9. БЕНИТОИТ (силикат бария и титана)
Кристаллы в основном дипирамидальные, уплощенные таблитчатые. Их внешний вид связан с тем, что в химической формуле можно увидеть, что этот силикат является кольцевым, но с тройным кольцом кремнекислородных тетраэдров, что и отражается на форме этих замечательных кристаллов. За счёт своей редкости является ювелирным минералом. По цвету напоминает сапфировидный корунд, цвет которого также связан с присутствием хромофора титана. Ярко выражен плеохроизм — способность менять цвета или оттенки в зависимости от угла зрения.
Частый спутник — нептунит. Кристаллы находят в пустотах и прожилках амфиболовых кристаллических сланцев, в гидротермальных жилках и серпентинитах. Самые красивые и известные образцы горных пород добывают в Сан-Бенито (Калифорния), а также в других непримечательных местах.
10. КУПРИТ (красная медная руда)
Встречается вместе с малахитом, самородной медью и другими вторичными минералами в зоне окисления медных месторождений. Частый рудный минерал, но больших концентраций не образует. Встречается в виде изометрических кристаллов-октаэдров, игольчатых агрегатов и зернистых масс. Кристаллическим формам присуще срастания, врастания и наросты. Цвет как у железа, но с красными внутренними отблесками.
При падении на поверхность кристалла солнечных лучей в дальнейшем он теряет свой блеск до тусклого, а сам станет тёмным, поэтому лучше всего стоит хранить образцы подальше от солнечной погоды в темноте или тени.
Лучшие в мире по качеству и внешнему виду образцы кристаллов куприта добываются на Рубцовском месторождении у нас в Алтайском крае, но также и в других странах.
Спайность по октаэдру довольно совершенная. Твёрдость небольшая, но высокая плотность. Сам кристалл металлического облика, но оставляет на бисквите красную малиновую черту. Блеск алмазный и полуметаллический, что привлекает внимание и ценится больше, чем обычный металлический отблеск у оксидов и сульфидов.
11 и 12. БОЛЕИТ и КУМЕНГИТ (редкие, сложные по составу галогениды)
КУМЕНГИТ — вторичный минерал в зонах окисления свинцовых месторождений, который был назван в честь горного инженера Эдуарда Куменжа, который нашёл эти образцы в 1890 году. Минерал полупрозрачен, имеет стеклянный блеск и индигово-синий цвет. Прослеживается плеохроизм от синего до тёмного зеленовато-синего цвета.
Сингония тетрагональная
Сами кристаллы куменгита (иногда размером до 8 см), являются псевдокубическими (кубооктаэдрическими), то есть его форма напоминает форму куба, иногда похожи на октаэдры. Однако иногда этот необычный минерал образует эпитаксиальные наросты с болеитом , где внутреннее кубическое ядро — это болеит, а внешний выступающий минерал, который образует треугольную форму, — куменгит. Таким образом, два минерала образуют форму, похожую на звезду.
Самое известное месторождение этих двух дружков — район Болео (отсюда и название "болеит"), рудник Амелия в Мексике. До сих пор оно считается уникальным, где были добыты хорошо сформированные кристаллы куменгита.
БОЛЕИТ (от слова "Болео" — название округа его местонахождения) — редкий минерал, встречающийся вместе с куменгитом и другими парагенетическими минералами в зоне окисления свинцово-медных месторождений. В отличие от куменгита в его химический состав добавляются калий и серебро. Медь и свинец оба составляют эти два минерала. В целом химический состав этих двух минералов необычен тем, что в них халькофильные элементы встречают с распростёртыми объятиями хлор и воду.
Сингония кубическая
Болеит выделяется в виде кубических кристаллов с длиной грани не более 15 миллиметров, нарастающих на глинистую породу. Минерал может образовывать двойники прорастания, где в отдельных образцах видны грани куба и октаэдра. А так кристаллы невелики — до 1 см, максимум не более 2 см.
Болеит парагенетически ассоциирует с другими галогенидами, такими как псевдоболеит, куменгит, брошантит и другие. Его цвет также отдаёт зеленоватым оттенком в зависимости от угла зрения.
Псевдоболеит — по сути переходная модификация этих двух минеральных видов. Он имеет некоторые особенности кристаллической структуры и также трудно отличим, если использовать только интуицию и зрение.
Не знаю как вам, но его название видимо олицетворяет то, что он болеет. Ладно, шутки-шутками, но будем мыслить трезво. А так возможно это минералогический мем.
13. СФАЛЕРИТ (цинковый колчедан)
Кристаллы сфалерита имеют форму тетраэдра, реже ромбододекаэдра. Срастаясь, тетраэдры образуют октаэдры. Характерны двойники по шпинелевому закону, а также полисинтетические двойники, которые заметны в виде параллельной штриховки на плоскостях спайности.
Цвет изменчив, потому что зависит от примесей:
🡆 Жёлтый — содержание Fe <1%;
🡆 Коричневый и бурый — содержание Fe 2-8%;
🡆 Чёрный — содержание Fe >8-10%;
🡆 Другая окраска может наблюдаться лишь при малых количествах Fe (<1%) или элементах-хромофорах.
Сфалерит обладает совершенной спайностью в 6 направлениях, поэтому при ударе раскалывается на многогранники в форме ромбододекаэдра. Среди других сульфидов отличается от них алмазным блеском. На поверхности кристаллов может присутствовать плёнка ковеллина, образуя эффект побежалости.
Типичный минерал гидротермального и метасоматического происхождения в скарнах полиметаллических месторождений. Из него трудным путём извлекают примеси редких, редкоземельных и драгоценных металлов.
14. ШПИНЕЛЬ (оксид магния и алюминия)
Кристаллы обычно октаэдрического, реже ромбододекаэдрического облика. Очень часты двойники по шпинелевому закону, даже могут напоминать звезду Давида. Цвет изменяется от примесей. Некоторые образцы флюоресцирует красным. Намного реже могут менять окраску в зависимости от освещения.
Для минерала шпинель характерны высокотемпературные условия образования, он устойчив к выветриванию, сохраняется в россыпях. Как акцессорный минерал шпинель встречается в основных магматических горных породах; обычный минерал магнезиальных скарнов и контактовых роговиков; в метаморфических горных породах (гранулиты, мраморы).
Основное применение шпинели – ювелирное производство.
15. ЦИРКОН (силикат циркония)
Этот минерал по праву можно считать самым древним представителем на Земле. Возраст кристалла, обнаруженного в регионе Джек-Хиллс в Австралии, — 4,4 млрд лет. Это свидетельствует о том, что в то время стала формироваться первичная гранитная кора на базальтовой — во время катархейского эона и событий, связанных с образованием Луны. Почти во всех типах магматических и метаморфических пород присутствует в роли акцессорного минерала. Крупные российские месторождения циркона приурочены к щёлочным породам Хибинского массива и к Южному Уралу.
Содержит примеси гафния и ряда других элементов, изоморфно замещающих главный элемент; из-за присутствия радиоактивных элементов слабо фонит. Кристаллизуется в тетрагональной сингонии, образуя дипирамидальные и призматические кристаллы. Твёрдость высокая (7,5 по шкале Мооса), поэтому может накапливаться в россыпях.
Цвет варьируется в зависимости от содержания примесей: от коричневато-жёлтого до коричневого, сероватый, красный, розовый; иногда бесцветен. Блеск алмазный, в условиях радиоактивного преобразования становится жирным. Цирконы флюоресцируют в коротковолновых УФ-лучах жёлтым цветом.
Хорошо образованные кристаллы ценятся коллекционерами, а прозрачные и красивой окраски имеют дело в ювелирке. Минерал промышленный — это основной источник природного циркония и гафния. Вот за счёт того, что он содержит примесь урана, можно с помощью него определять абсолютный возраст геологических образований методами изотопной геохронологии.
15. АКСИНИТ (алюмоборосиликат Ca, Fe, Mn)
Название "аксинит" — это не один минерал, а целая изоморфная группа различных минеральных индивидов, отличающихся по соотношению Fe, Mg, Mn в составе. Я его буду называть как коллекционер просто "аксинитом", без лишних заморочек.
По факту этого минерала не должно быть в списке, потому что в отличие от предыдущих минералов не образует изометричных кристаллов. Но я его привёл в пример, потому что он чертовски хорошо сюда вписывается из-за его характерных клиновидных кристаллов с косыми гранями и острыми рёбрами; часто встречаются в виде сростков. Облик у них уплощённый (таблитчатый). На гранях видна штриховка.
Сингония триклинная, т.е. кристаллы наименее симметричны. Клиновидные, так и триклинные — вот в чём интерес...
Окраска обусловлена примесями, в основном Fe и Mn. Чаще встречается коричнево-бурый цвет. Она часто неустойчива: от длительного нахождения под солнечными лучами кристалл может побледнеть. Обладает плеохроизмом в следующей гамме: оливково-зелёный — красновато-бурый — жёлто-бурый. Стеклянный блеск ещё больше придаёт кристаллам вид лезвия.
Кристаллы образуются в скарнах, в гидротермальных и пневматолитовых, а также метаморфических комплексах.
Аксинит является желанным минералом для коллекционеров и украшает множество минералогических коллекций; у меня его пока что нет 😟
16. СТАВРОЛИТ (островной силикат Al и Fe с дополнительными анионами)
Кристаллизуется в моноклинной (псевдоромбической) сингонии, образуя одиночные короткопризматические кристаллы тёмно-бурого цвета или характерные для этого минерала двойные и, реже, тройные крестообразные двойники прорастания. Кристаллы всегда имеют шероховатую поверхность.
Лучшие в мире коллекционные ставролиты добываются на Кольском полуострове в Западных Кейвах, где они образуют гигантские залежи кианит-ставролитовых, ставролит-гранатовых слюдяных сланцев. То есть уже из этого ясно, что минерал метаморфический.
17. САМОРОДНАЯ СЕРА
Облик правильных кристаллов серы следующий: удлинённо-пирамидальный
или усечённо-пирамидальный, дипирамидальный. Менее распространены таблитчатые и пластинчатые кристаллы и параллельные сростки. Блеск – на гранях кристаллов алмазный, обычно жирный и восковой на изломе. Сера в основном имеет жёлтый, реже жёлто-бурый цвет (примеси и загрязнения придают черноватый оттенок), низкую твердость, хрупкость, способна гореть и загорается от спички.
Сингония ромбическая
Происхождение: содержится в горячих сероводородных источниках, продукт вулканических возгонов, реже биогенно-осадочное образование — выделение сероводорода анаэробными бактериями, при неполном окислении которого приводит к выпадению серы. Кроме этого, сера образуется за счёт разложения сернистых соединений металлов и гипсоносных толщ пород, встречается в доломитах и мергелях в виде вкраплений. Низкая температура плавления серы позволяет добывать её из глубоко залегающих осадочных пород.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...
В данный момент у меня не хватает картинок для вставок в галерею. Пока что на этом остановлюсь. В скором времени добавлю оставшиеся прикольные на мой взгляд минералы. А пока что пойду дальше совершать целевые действия и развиваться в новых для себя проектах, если можно так конечно назвать.
Буду рад от вас поддержки в виде десятины по оранжевой кнопке "Поддержать" 🙌 Так я буду видеть, что вам нравится моё творчество и искусство быть собой.