История каждого кристалла, зерна минерала начинается с его зарождения. В природе о зарождении минералов приходится судить, как правило, на основе исследования уже выросших кристаллов, и, опираясь на экспериментальные данные по выращиванию кристаллов.
Образование твердого кристаллического вещества может происходить различными способами:
1. кристаллизация из жидкостей (расплавов или растворов);
2. десублимация кристаллов из газообразного вещества;
3. перекристаллизация другого кристаллического вещества в твёрдом состоянии или кристаллизация аморфного вещества (например, стекло).
Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически одновременно возникает множество центров кристаллизации — это мелкие кристаллики, которые называют «зародышами». Процессы роста кристаллов в переохлажденном расплаве и в пересыщенном растворе совершенно одинаковы. Зарождение кристаллов может быть вынужденным (гетерогенная нуклеация), если в жидкости уже присутствуют обломки или пылинки каких-либо твердых веществ, способных играть роль затравок, или самопроизвольным, наступающим в отсутствии затравки в пересыщенных или переохлажденных растворах и расплавах (гомогенная нуклеация). Зарождение на поверхности жидкости. Подобные условия возникают в соляных озерах и морских заливах — за счет испарения воды достигается пересыщение соляного раствора и как следствие начинается кристаллизация.
Зарождение на уже сформированных зародышах этого же минерального вида:
— зарождение на зернах породообразующих минералов. Подобный тип кристаллизации начинается в трещинах или иных полостях, на стенках которых обнажаются зерна минералов того же самого минерального вида. Например, кристаллы горного хрусталя чаще всего образуются в трещинах, пересекающих какие–либо кварцсодержащие породы (сланцы, граниты, кварциты, песчаники).
— зарождение на кристаллах ранней генерации. Генерациями какого-либо минерала называют разновозрастные его выделения в данной минеральной ассоциации, отличающиеся по относительным размерам, внешнему виду или особенностям химического состава. Появление кристаллов новой генерации происходит после перерыва в отложении минерального вещества, сопровождаемого изменением физико–химических условий. Например, часто происходит зарождение кварца на концах волокон халцедона, являющегося его морфологической разновидностью, что можно наблюдать в кварцево–халцедоновых жеодах.
— зарождение на осколках. Зародышами могут служить осколки ранее образовавшихся кристаллов. Чаще всего это происходит при проявлении внутриминерализационного дробления.
Микрористаллики растут за счёт присоединения к своей поверхности новых атомов или молекул из окружающего расплава, жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершенных атомных слоев (ступени роста) при кристаллизации продвигаются вдоль грани последовательными фронтами один за другим. В зависимости от скорости роста и условий процесс кристаллизации приводит к формированию разнообразных форм роста (многогранные, уплощённые, игольчатые, нитевидные, скелетные, дендритные и другие формы) и внутренних структур кристаллов (зональные, секториальные, блочные и др. структуры). При быстрой кристаллизации неизбежно возникают различные внутренние дефекты кристаллической решетки.
Образование твердого кристаллического вещества может происходить различными способами:
1. кристаллизация из жидкостей (расплавов или растворов);
2. десублимация кристаллов из газообразного вещества;
3. перекристаллизация другого кристаллического вещества в твёрдом состоянии или кристаллизация аморфного вещества (например, стекло).
Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически одновременно возникает множество центров кристаллизации — это мелкие кристаллики, которые называют «зародышами». Процессы роста кристаллов в переохлажденном расплаве и в пересыщенном растворе совершенно одинаковы. Зарождение кристаллов может быть вынужденным (гетерогенная нуклеация), если в жидкости уже присутствуют обломки или пылинки каких-либо твердых веществ, способных играть роль затравок, или самопроизвольным, наступающим в отсутствии затравки в пересыщенных или переохлажденных растворах и расплавах (гомогенная нуклеация). Зарождение на поверхности жидкости. Подобные условия возникают в соляных озерах и морских заливах — за счет испарения воды достигается пересыщение соляного раствора и как следствие начинается кристаллизация.
Примеры вынужденного зарождения кристаллов:
Зарождение на кристаллах другого минерального вида. Иногда в качестве зародышей вначале кристаллизации выступают кристаллы другого минерального вида, изоструктурного с кристаллизующимся, или даже резко отличного.
Зарождение на кристаллах другого минерального вида. Иногда в качестве зародышей вначале кристаллизации выступают кристаллы другого минерального вида, изоструктурного с кристаллизующимся, или даже резко отличного.
Зарождение на уже сформированных зародышах этого же минерального вида:
— зарождение на зернах породообразующих минералов. Подобный тип кристаллизации начинается в трещинах или иных полостях, на стенках которых обнажаются зерна минералов того же самого минерального вида. Например, кристаллы горного хрусталя чаще всего образуются в трещинах, пересекающих какие–либо кварцсодержащие породы (сланцы, граниты, кварциты, песчаники).
— зарождение на кристаллах ранней генерации. Генерациями какого-либо минерала называют разновозрастные его выделения в данной минеральной ассоциации, отличающиеся по относительным размерам, внешнему виду или особенностям химического состава. Появление кристаллов новой генерации происходит после перерыва в отложении минерального вещества, сопровождаемого изменением физико–химических условий. Например, часто происходит зарождение кварца на концах волокон халцедона, являющегося его морфологической разновидностью, что можно наблюдать в кварцево–халцедоновых жеодах.
— зарождение на осколках. Зародышами могут служить осколки ранее образовавшихся кристаллов. Чаще всего это происходит при проявлении внутриминерализационного дробления.
Микрористаллики растут за счёт присоединения к своей поверхности новых атомов или молекул из окружающего расплава, жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершенных атомных слоев (ступени роста) при кристаллизации продвигаются вдоль грани последовательными фронтами один за другим. В зависимости от скорости роста и условий процесс кристаллизации приводит к формированию разнообразных форм роста (многогранные, уплощённые, игольчатые, нитевидные, скелетные, дендритные и другие формы) и внутренних структур кристаллов (зональные, секториальные, блочные и др. структуры). При быстрой кристаллизации неизбежно возникают различные внутренние дефекты кристаллической решетки.
