Закономірні зростки кристалів - форми росту кристалів

Для природних кристалів характерні тісні зрощення з іншими кристалами в складі гірських порід і руд. Ці зрощення можуть бути незакономірний (випадковими), полузакономернимі, обумовлені протіканням деякого природного процесу і закономірними, пов'язаними як з особливостями процесів кристалізації, так і з закономірним будовою самих кристалів.

Можна говорить про зрощеннях кристалів одного складу і кристалів різного складу.

При закономірних зрощеннях кристалів одного і того ж складу вони можуть бути орієнтовані взаємно паралельно. У цьому випадку говорять про паралельних сростках. При власне паралельних зрощеннях кристали орієнтуються строго паралельно один одному всіма своїми елементами. Як приклади паралельних зрощень зазвичай призводять щітки мінералу бариту (BaSO4), що кристалізується в ромбічної сингонії або щітки кристалів кварцу. В цьому випадку зростаються індивіди як би продовжують один одного на структурному рівні, оскільки їх структурні елементи однаково паралельно орієнтовані.

Закономірні непаралельних зрощення кристалів одного і того ж складу називаються двійниками. При утворенні двійників окремі кристали виявляються пов'язані між собою через загальні для них атомні сітки структури. Усуспільнення атомних (іонних, молекулярних) сіток супроводжується закономірною орієнтуванням індивідів двійника по відношенню один до одного. Існує два варіанти такої взаємної орієнтування. У першому випадку індивіди двійника виявляються пов'язані дзеркальної площиною, тобто можуть бути виведені один з одного за допомогою площини симетрії, званої двійникової площиною. Такі двійники можуть бути названі дзеркальними. У другому випадку індивіди двійника можуть бути виведені один з одного (суміщені) за допомогою осі симетрії. Такі двійники можна назвати двійниками обертання, а вісь симетрії, яка б пов'язала індівіди_двойніковой віссю. Поверхня, по якій зростаються індивідуальні кристали в складі двійника, називаються поверхнею зрощення. Взаємні кордону індивідів двійника часто виявляються помилковими.

Двійники, в яких індивіди зростаються за деякими поверхонь, називаються двойнікамісрастанія. Для деяких кристалів характерні двійники проростання, в яких індивідуальні кристали як би проникають один в одного. У таких двійників блоки належать різним індивідам закономірно чергуються один з одним. Прикладами двійників проростання можуть служити двійники мінералів ставроліту і піриту. Ставроліт кристалізується в ромбічної сингонії. При утворенні двійників відбувається усуспільнення плоских сіток типу (0kl) або (hkl) і виникають форми у вигляді косих або прямих хрестів. Індивіди двійників можна поєднати шляхом відображення в зазначених площинах. Пірит (Fe [S] 2) кристалізується в кубічної сингонії. Для нього характерні пентагондодекаедріческіе форми кристалів утворюють двійники проростання по (110).

Індивіди двійника можна поєднати шляхом відображення в площині (110). Зовнішня симетрія двійника піриту в порівнянні з індивідуальними кристалами зростає. У ньому з'являються осі симетрії четвертого порядку і діагональні площині симетрії.

Характерною особливістю двійників на відміну від моно кристалів є присутність в їх огранювання входять кутів. Однак існують двійники, в огранювання яких входять кути відсутні. Прикладом можуть бути двійники кварцу. Кварц (SiO2) кристалізується в аксіальному вигляді симетрії і тригональной сингонії. Він може давати ліві і праві форми. Одним з можливих типів двійників кварцу є двійники обертання, в яких індивіди пов'язані віссю симетрії другого порядку, що збігається з потрійною віссю індивідуальних кристалів.

Явище двойникования дуже характерно для кристалів. Багато типів двойникования, граючи більшу роль для кристалів мінералів, отримали назву законів двойникования. Розглянутий нами випадок двойникования кварцу називається дофінейскім законом двойникования. За дофінейскому закону двойникования можуть зростатися не тільки два правих, але і два лівих кристала кварцу. Зрощення лівого і правого кварців відбувається по бразильському закону. Зрощення і проростання польового шпату, які грають велику роль в світі мінералів, відбувається по "альбітовому", "карлсбадской», «бавенскому» та інших законів які вивчає мінералогія. Зрощення кристалів кубічної сингонії по (111) називається «шпінелевих законом двойникования» за назвою мінералу шпінелі, кристалізується в кубічної сингонії.

В процесі двойникования можуть зростатися не тільки два, але і кілька кристалів утворюють трійники, четвернікі, шестернікі і т.п. У цьому випадку термін двійник виступає як загальний, ставлячись до явища в цілому.

При лінійному зрощенні декількох кристалів деяких мінералів іноді виникає явище, коли кожен наступний індивід в ряду лінійно розташованих індивідів орієнтований по відношенню до сусіднього кристалу в двійникові положенні, а по відношенню до кристалу розташованому перед сусіднім, -в паралельному положенні. Інакше кажучи паралельно орієнтованими виявляються кристали, розташовані в ряду кристалів через один. Такі сростки кристалів потенційно нескінченні і звуться полісінтетіческімі двійників. Полісинтетичні двійники характерні для польового шпату (рис 4).

Малюнок 4_ Двійники польового шпату

Закономірне зрощення кристалів різного складу отримало назву епітаксії. Зазвичай епітаксії виражається в закономірному наростанні кристалів одного речовини на межі кристалів другоговещества. У деяких випадках цей термін поширюється і на закономірно орієнтовані включення кристалів одного речовини в кристалах іншої речовини. Найбільш простий випадок епітаксії пов'язаний зі зрощенням кристалів з однаковою структурою. Прикладом можуть служити зрощення кристалів кальциту (CaCO3) і селітри (NaNO3). Ці речовини ізоструктурні і кристалізуються в тригональной симетрії

У загальному випадку при епітаксії можна розрізнити кристал - «господар» і кристал- «гість».

Кристали зростаються один з одним гранями (атомними сітками), що мають однакове або близьке будову. Орієнтація наростаючого кристала визначається структурою грані кристала-господаря.

Відмінною рисою епітаксії є можливість зрощення кристалів, що мають абсолютно різний склад і структуру. Явище епітаксії широко використовується в техніці для вирощування кристалів і для створення спеціальних монокристальних плівок.