Тема 5. Умови знаходження і утворення мінералів у природі

Мінеральні індивіди і мінеральні агрегати в своєму розвитку завжди проходять стадії зародження, зростання і зміни. Д.П. Григор’єв об'єднав ці три стадії під загальною назвою онтогенії (з грецької – «онтос» – «існуюче» та «генез» – «походження», «утворення») – сукупність перетворень, які зазнає організм від зародження до кінця життя. Цей біологічний термін був вперше застосований до процесів мінералоутворення Д.П.Григор’євим у 1955 році для назви розділу генетичної мінералогії, який містить вчення про генезис мінеральних індивідів та агрегатів і тісно пов’язаний з іншим розділом – парагенезисом мінералів.

Зародження кристалів мінералів. Відповідно до трьох агрегатних станів речовини утворення мінералів може походити з рідини, газів і твердих тіл. Утворення мінералів починається з виникнення зародкового кристалу, для побудови якого достатньо сотень молекул речовини. Зародкові кристали або просто зародки, є початковою точкою майбутнього кристалу мінералу. Збільшення розмірів кристалу відбувається за рахунок відкладення речовини на його гранях.

У природних умовах зародження мінералів може здійснюватися в зваженому стані або на будь-якому субстраті. По відношенню до субстрату зародження може бути незалежним, або субстрат може оказувати на зародок мінералу певний вплив.

Рис. 5.1. Кристал аметисту з механічними включеннями і підвищеною тріщинуватістю в центральній частині.

Рис. 5.2. Кристал аметисту на субстраті з кристалів гірського кришталю.

Зростання кристалів мінералів. Після зародження кристалів мінералів починається їх ріст вільно або у взаємодії зі своїми сусідами, іншими кристалами. Під час вирішення питання про те, яким чином кристал мінералу має свою форму, окрім його взаємодії з сусідніми кристалами, важливе значення має його зональність. Встановлено, що внутрішній розподіл неоднорідностей в кристалі залежить від його зовнішньої форми і умов зростання. Основною причиною неоднорідності кристалу є різна концентрація розчинів на окремих ділянках кристалу під час його зростання.

Рис. 5.3. Зональний кристал турмаліну.

Зональні кристали мінералів виникають в результаті того, що чинники, що впливають на однорідність або хімічний склад кристалів, періодично змінюються. У зональних кристалів спостерігається чергування шарів з різними фізичними властивостями. Більшість мінералів під час зростання набувають внутрішньої зональної неоднорідності. Але якщо на поверхні одних мінералів можливо побачити цю неоднорідність, то для інших вона виявляється тільки завдяки застосуванню спеціальних методик.

Рис. 5.4. Різної потужності і забарвлення зони кристалу флюориту.

На зростання мінералу роблять вплив сусідні з ним мінерали.

Індивіди, які стикаються один з одним, можуть знаходитися між собою в таких вікових співвідношеннях: 1) зародження і зростання даного мінералу відбуваються одночасно із зародженням і зростанням сусідніх мінералів; 2) зародження і зростання даного мінералу не співпадають із зародженням і зростанням сусідніх мінералів. Розглянемо декілька варіантів другого випадку.

1. Кристал, що досліджується, зароджується на кристалі, який раніше з'явився, росте з ним разом і водночас з ним припиняє зростання. В цьому випадку кристали можуть стикатися лише декількома гранями, а взагалі вільно зростають і мають ограновування правильної форми.

Рис. 5.5. Друза субпаралельних кристалів цитрину.

Рис. 5.6. Агрегат кристалів поліхромного турмаліну, димчастого кварцу і кальциту.

2. Кристал, який зародився на раніше утвореному, якийсь час росте разом з ним, а потім припиняє зростання. У такому разі кристал-основа розростається і охоплює зовнішні, правильно ограновані межі даного кристалу мінералу.

3. Кристал зародився на поверхні кристалу-основи, який першим припиняє своє зростання. У такому разі даний кристал починає розростатися і закриває грані кристалу-основи.

Рис. 5.7. Початкова стадія поглинання агрегатом кристалів плагіоклазу раніше сформованого кристалу смарагду.

Рис. 5.8. Скіпетроподібний кристал гірського кришталю, який утворився внаслідок наростання кристалу другої генерації на вершинній частині кристалу першої генерації.

Змінення мінералів. Змінення мінералів може відбуватися ще під час їх зростання, але повністю воно виявляється вже після їх остаточного сформування. Змінення може носити фізичний, хімічний і физико-хімічний характер.

При зміненні мінералів одним з важливих процесів є розчинення кристалів. Як правило, грані кристалів, що розчиняються, мають округлі поверхні, ребра криві, а вершини – притуплені. Розчинення мінералів може привести до повного або часткового зникнення мінералу.

Розчинення приводить до сильних змін загальної зовнішності мінералу, надаючи йому округлу форму. Проте, не завжди округлі форми є наслідком розчинення кристалів. Вони можуть виникнути і в результаті зростання кристалів.

Мінерали, які були змінені процесами розчинення, коли потрапляють у сприятливі умови, можуть відновлювати свою первинну форму. Цей процес називається регенерація або заліковування. Регенерація може відбуватися навіть уламків кристалів.

Великий вплив на мінерали мають механічні дії при метаморфічних процесах. Вони приводять до роздроблення кристалів мінералу. Механічні деформації мінералів виражаються не тільки в розвитку в них тріщинуватості, але також в наявності вторинних включень. Тріщини, які виникли в результаті деформації кристалів, потім можуть заліковуватися іншими кристалами, що починають зростати в пустотах цих тріщин.

Парагенезис мінералів в природі. У природі мінерали майже ніколи не спостерігаються ізольовано. Вони зазвичай утворюють різноманітні комплекси, відомі під назвою гірських порід і мінеральних родовищ. Розміри комплексів, до складу яких входять мінерали, як і розміри самих мінералів, бувають різними. Утворення мінеральних комплексів є не випадковим, як не є випадковим і поєднання даних мінералів між собою. На цю закономірність поєднання мінералів звертав увагу ще М.В.Ломоносов, який відзначав, що «багато мінералів часто є супутниками великих багатств» і що «майже кожна земля свої особливі руди має».

Вчення про парагенезис мінералів лежить в основі сучасної мінералогії і відіграє провідну роль у розумінні процесів формування мінеральних комплексів, а також у створенні генетичних схем, які є результатом сумісного вивчення природних асоціацій мінералів і геологічної обставин мінералоутворення.

Визначення терміну «парагенезис»: «Парагенезис мінералів – це мінеральна асоціація, що виникла закономірно в ході одного геологічного процесу, обмеженого у просторі та часі, і що проходив у певних фізико-хімічних умовах».

Парагенетичні асоціації мінералів можуть бути вивчені шляхом спеціальних і масових спостережень, серед яких важлива роль належить польовим спостереженням і вивченню текстурно-структурних особливостей мінеральних агрегатів як макроскопічно, так і під мікроскопом.

Рис. 5.9. Парагенетична асоціація дендритоподібного агрегату гетиту і прихованокристалічного агрегату халцедону.

Поєднання цих досліджень дозволяє точно виділити асоціації мінералів, що спільно утворилися, а також визначати відносний вік мінералів.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: