Геология

Навигация

СБОР МИНЕРАЛОВ Начинающему любителю гелогии, стоит вступить в геологический кружок и приобретать опыт сбора камней в полевых походах. В таких походах есть возможность проводить наблюдения, и иногда случается, что любителям удаётся найти местонахождение какого-либо интересного минерала. Следует знать, какие минералы сопутствовуют друг другу а какие их сочетания в природе не встречаются...

***

археология В археологической и геофизической разведках есть много общих задач. Они ставят перед собой весьма схожие цели поиска объектов в недрах Земли. Но, если перед геофизикой стоит задача поисков полезных ископаемых, то археологическая разведка направлена на обнаружение исторических памятников...

***

магнитВ магнитных явлениях еще достаточно тайн, но уже в течение многих лет магниторазведка помогает открывать тайны Земли.
Для магниторазведчиков магнитное поле является надежным средством изучения недр. С помощью магнитометров из в различных уголках Земли выполняются магнитные съемки, в результате их отыскиваются месторождения полезных ископаемых, корректируются геологические карты...

 
 
 
 


 

Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Минералы » КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

 

КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА


Все мы хорошо знаем, как выглядят кристаллы. Они обладают отчетливо выраженной внешней формой, имеют четкие плоские грани, острые вершины и т. д. Однако в природе далеко не все кристаллы предстают в столь идеальной форме. Некоторые из них вообще кажутся бесформенными и тем не менее являются кристаллами. Если взять кусок искусственного или природного стекла, то на первый взгляд он почти не отличается от такого же обломка горного хрусталя, но в действительности между ними существует принципиальная разница. В древние времена горный хрусталь считали «навеки застывшим льдом» (настолько твердым, что ему уже не оттаять!). Само греческое слово, означающее «чистый лед» (кристал-лёс), трансформировалось в современное «кристалл» (кстати, лёд — кристаллическое вещество).

Как считает автор этих строк, кристаллом является твердое тело, обладающее симметрией атомов, которая выражается в периодической их повторяемости в пределах кристалла. Эта внутренняя закономерность проявляется в способности самоограняться, т.е. создавать правильные грани и другие элементы внешней огранки кристалла. Иногда это свойство может внешне и не проявляться. Если изучаемое тело лишено внешних признаков регулярной структуры, необходимо провести соответствующие испытания, чтобы выяснить, имеет ли оно внутреннюю атомную симметрию и какой именно вид симметрии ему свойствен.

Состояние вещества, противоположное кристаллическому, называется аморфным (от греческого слова аморфоз — бесформенный). Согласно определению Американского бюро стандартов, аморфным можно назвать «вещество, аморфное по данным рентгено-структурного анализа и проявляющее свойства, характерные для состояния, переходного к стеклопо-добному». Стеклоподобное состояние может быть охарактеризовано как такое, при котором твердая аморфная фаза с изменением температуры претерпевает более или менее внезапные изменения теплоемкости и соответственно коэффициента теплового расширения. Диапазон этих вторичных термодинамических параметров весьма значителен, и мы получаем данные о свойствах тел, начиная от близких к кристаллическим и кончая жидкостями.

Из этого можно заключить, что аморфные вещества образуют более сложную группу, чем кристаллические! Но фактически это означает только то, что у стекла («аморфное вещество по данным рентгено-структурного анализа») отсутствует дальний порядок в расположении атомов. При одной температуре оно кажется кристаллоподобным, но при другой переходит в жидкое состояние с присущими ему свойствами. Стекло подобно переохлажденной жидкости, однако это свойство распространяется не на все аморфные вещества. Общим для них является отсутствие дальнего порядка, что может быть установлено рентгено-структурным анализом.

Хорошо сформированные кристаллы, представленные в учебниках минералогии и демонстрируемые в музеях, росли в весьма благоприятных условиях. К сожалению, образование большинства кристаллов нарушается «конкуренцией» — тесным соседством с Другими растущими кристаллами — либо слишком большой скоростью застывания кристаллизующейся массы.

Необходимым условием зарождения и роста кристалла является наличие некоего ядра. Его роль может играть другой кристалл или даже частичка любого твердого вещества. При отсутствии таких «зародышей» рост кристаллов не может начаться до тех пор, пока атомы, сконцентрировавшись в группы, не образуют так называемые центры кристаллизации (на это требуется довольно длительное время). Во многих случаях для начала процесса кристаллизации необходимо понижение температуры расплава до определенного уровня. Чаще всего это происходит при охлаждении расплава, а начало кристаллизации совпадает обычно с температурой плавления данного вещества.

Рост кристаллов происходит в результате отложения новых слоев вещества. Если к грани растущего кристалла будут поступать все новые порции питающего материала, ее поверхность становится крайне восприимчивой к поглощению еще больших его количеств. Иногда нарастание на поверхности кристалла происходит «ступенчато», и поскольку вновь наросшая ступень имеет большую площадь, чем первоначальная плоская грань кристалла, скорость роста здесь будет выше, чем на остальной части грани. Это приводит к дефектам кристалла, которые со временем распространяются на всю растущую поверхность.

Такой дефект роста, получивший название винтовой дислокации, обусловливает отложение вещества по спирали, вследствие чего на грани кристалла образуется «спираль роста». Это — одна из особенностей развития кристаллов, с которой приходится считаться минералогу, занимающемуся искусственным их выращиванием. Хотя спираль роста может сойти на нет и проявиться на поверхности кристалла разве что в виде мелкого бугорка, воздействие дефекта роста необратимо распространится по всему телу кристалла, и это сделает его непригодным для использования в оптике или в лазерной технике, т. е. в тех областях, где кристаллы совершенной формы поистине незаменимы.

Другое отклонение от идеального роста, менее значительное, поскольку оно не приводит к дислокациям, возникает в том случае, когда новый тонкий слой вещества возникает на растущей грани, образуя ступень на ее крае. Новый материал, отлагаясь н. поверхности этой ступени, будет стремиться распространиться по всей грани кристалла. Рост задержит ся, пока не будет сформирован другой такой же слой.

До сих пор мы рассматривали растущие кристаллы как твердые вещества, состоящие только из закономерно расположенных атомов и других структурных единиц. Однако в структуру кристалла могут внедриться «посторонние» атомы, если они обладают теми же размерами, что и находящиеся в данной структуре «но праву». В качестве примера можно привести замещение некоторых атомов алюминия в корунде (А120з) атомами хрома, вследствие чего образуется минерал красного цвета — рубин. В! данном случае хром играет роль красителя, в то время как алюминий таковым не является (это пример изоморфного замещения, сущность которого рассматривалась выше).

Если представить себе, что питающее вещество быстро отлагается на той или иной грани кристалла, то очевидно, что наибольшая скорость роста на этой грани будет в направлении, перпендикулярном к ней. По мере отложения нового материала площадь грани все более сокращается, что часто приводит к ее исчезновению, поскольку она трансформируется в ребро или вершину. В конечном итоге кристалл покрывается гранями, нараставшими с наименьшей скоростью.



   

Похожие материалы сайта:
  • ОТКЛОНЕНИЯ ОТ НОРМАЛЬНОГО РОСТА КРИСТАЛЛОВ
  • ПОЛИМОРФИЗМ И ИЗОМОРФИЗМ
  • СИММЕТРИЯ В КРИСТАЛЛАХ
  • ГАБИТУС КРИСТАЛЛОВ
  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ
  • Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Минералы » КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА