© Ю. М. Дымков
МИНЕРАЛЬНЫЕ ИНДИВИДЫ
И МИНЕРАЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ
Понятия
"минеральный индивид" и "минеральный агрегат" являются узловыми в онтогении
минералов. Оба понятия в конкретном применении несут элементы
противоречивости, двойственности. Например, понятие индивид, с одной
стороны, отражает то частное и неповторимое, что свойственно отдельным
кристаллам и зернам, а с другой, отражает ряд общих признаков, позволяющих
подойти к классификации индивидов. То же можно сказать и об агрегатах
(Дымков, 1963).
Определение понятий минеральный индивид и минеральный агрегат имеет и прямое
прикладное значение, так как служит отправным моментом для классификации
структур и текстур руд.
Понятие "минеральный индивид" имеет две основные линии взаимосвязи с
сопоставимыми понятиями, характеризующие его с различных сторон: одна из них
с понятием минеральный вид, другая с понятием минеральный агрегат.
Первая линия взаимосвязи рассмотрена Д. П. Григорьевмм. Согласно более
раннему определению (Григорьев, 1956) минеральный индивид это отдельные
кристаллы и зерна, представляющие собой природные вещества. Согласно более
позднему определению (Григорьев, 1961), индивид это образовавшееся в природе
обособление однородного химического вещества, физически отделенное от других
естественными поверхностями раздела. Здесь минеральный индивид выступает как
конкретная форма минерального вида, минеральный вид как содержание данного
индивида.
В данной статье рассматривается взаимосвязь между понятиями "минеральный
индивид" и "минеральный агрегат". Где кончается реальный кристалл и
начинается кристаллический агрегат? Как провести в природе грань между
минеральным индивидом и агрегатом?
В работах, посвященных генезису почковидных сферолитовых агрегатов, Д. П.
Григорьев (1953, 1961) рассматривает различные сферолиты: сферические
агрегаты игольчатых индивидов и образовавшиеся путем расщепления кристаллов
сферокристаллы, которые рассматриваются как зародыши сферолитов (Шубников,
1957). Иными словами, допускается, что некоторые виды сферолитов могут
проходить при своем образовании последовательно стадии кристалла-зародыша,
расщепляющегося кристалла, сферокристалла и, наконец, собственно сферолита.
До какой стадии развития такого сферолита промежуточные формы следует
считать индивидами, сказать очень трудно. Кстати, и в определении отношения
понятия сферолит к понятиям индивид и агрегат нет единого мнения. Так, В.
Шубников (1935, 1940) относит сферолиты, сложенные тончайшими игольчатыми
кристаллами и характеризующиеся гладкой блестящей поверхностью, к индивидам
(сферокристаллы).
Реальный кристалл, наблюдающийся в виде многогранника или кристаллического
зерна, часто имеет крайне сложное строение. В некоторых случаях, например,
кристаллы, сложенные блоками, имеют мозаичное строение. Угол срастания
блоков в одних кристаллах мал, в других он настолько заметен, что едва можно
провести границу между кристаллическим агрегатом и отдельным кристаллом или
зерном. Такие кристаллы возникают при росте (Рундквист, 1958) или при
механических деформациях (Григорьев, 1961).
Понятия индивид и агрегат относятся между собой как часть и целое и в
какой-то степени являются взаимно проникающими противоположностями. Любой
агрегат состоит из частей индивидов, но каждый индивид в отдельности также
представляет собой целое по отношению к слагающим его частям (например,
блокам). Таким образом, в общем виде понятия агрегат и индивид относительны,
абсолютна лишь соподчиненность между ними в каждом конкретном случае.
Характерным признаком, который может быть положен в основу определения
понятий индивид и агрегат, поскольку речь идет о твердых, кристаллических
телах, является способность этих тел образовывать при росте в идеальных
условиях правильные симметричные фигуры. Невозможность образования
симметричных фигур или появление такой возможности в результате роста или
растворения минерала является крупным качественным скачком. Индивид -
устойчивая для данных условий форма существования минерального вида,
обладающая в силу своей внутренней определенности при идеальном развитии или
дорастании в свободных условиях всеми признаками правильных геометрических
фигур, и прежде всего четкими элементами симметрии.
Агрегат - скопление разобщенных, либо сросшихся индивидов, не обладающее при
идеальном развитии четкими признаками симметричных фигур.
Внутреннюю определенность в предлагаемом определении понятия индивид можно
охарактеризовать как упорядоченность субиндивидов, отражающую степень
совершенства кристаллической решетки. Идеальное развитие в определениях
индивида предусматривает отсутствие случайного искажения форм.
Форма выделений минерала определяется, с одной стороны, составом и
структурой, т. е. кристаллохимическими особенностями вещества, с другой,
средой, в которой минерал образуется. Большое значение при этом имеет
симметрия среды (Шафрановский, 1960), ее состав и физические свойства,
возможность возникновения пересыщений, в какой-то мере определяющих
появление тех или иных граней (Евзикова, 1958), и т. д. Взаимодействие
минерала и среды создает определенный тип индивида.
Реальный индивид может быть почти упорядоченным (например, кристалл,
скелетный кристалл, сферокристалл) или частично неупорядоченным (мозаичный
кристалл, дендрит, сферолит), но во всех случаях они могут образовывать по
определенным законам роста геометрические фигуры. Агрегат также может быть
частично упорядоченным, например, мономинеральные пласты свежеосажденного
галита (Шафрановский, 1956) или роговообманковые слюдяные и хлоритовые
сланцы, имеющие структуру, подобную структуре гигантских двойниковых
блок-кристаллов (Варданянц, 1955). Однако, упорядоченность не позволяет
считать пласты галита или сланцев минеральным индивидом, это индивиды
геологического порядка. В общем случае упорядоченность кристаллов более
высокого порядка, чем упорядоченность агрегатов. В природе трудно найти
полный (идеальный) порядок или полный беспорядок, поэтому в качестве
дополнительного ограничивающего признака понятий индивид и агрегат вводится
возможность образования твердым телом правильных геометрических фигур.
Так, шестоватые агрегаты кальцита и флюорита отличаются относительно высокой
степенью упорядоченности: их столбчатые кристаллы могут ориентироваться по
L3 параллельно друг другу (Жабин, 1958), однако при свободном развитии они
не разрастаются до одного кристалла. для образования кристалла недостаточна
упорядоченность субиндивидов лишь в одном направлении, поэтому отдельные
столбики или волокна такого рода шестоватых агрегатов рассматриваются как
индивиды. В волокнистых сферолитах волокна кальцита и флюорита также
вытянуты по L3, но ориентированы радиально, и в итоге образуется
геометрически оформленный агрегат - шар, который растет по своим особым
законам, свойственным индивидам, поэтому все слагающие его волокна выступают
как субиндивиды.
Таким образом, минеральные индивиды можно представить как мономинеральные
или почти мономинеральные тела, прошедшие стадию идеального роста или дающие
при дорастании правильные геометрические фигуры, форма которых обусловлена
упорядоченностью слагающих их частиц. Стадии роста индивидов в
кристаллических зернах могут быть выявлены различными методами, например, по
окраске, по распределению включений, травлением и т. д. Метод дорастания
широко используется в кристаллографии и недавно стал применяться в
онтогении.
Индивид представляет собой агрегат геометрически упорядоченных субиндивидов,
поэтому простые и сложные двойники, тройники, закономерные срастания и
прорастания, так же как и скелетные формы, можно рассматривать как индивиды.
В качестве примера таких сложных индивидов можно привести гигантские
блок-кристаллы акерманита, представляющие собой сложные четверники
(Евзикова, 1963).
Данное определение понятия индивид в какой-то мере является развитием
представлений о субиндивиде Л. Задебека. По мнению Г. Л. Вазбуцкого (1955),
понятие "субиндивиды" целесообразно применять (как это и делается) к
составным частям, образующим монокристаллы (т. е. расположенным параллельно
друг другу), но не к отдельным кристаллам, образующим кристаллический
агрегат, различно ориентированным и разделенным псевдогранями. Подобная
трактовка понятия субиндивид учитывает взаимное проникновение объема и
содержания понятий индивид (кристалл) и кристаллический агрегат, а также
степени монокристалличности, упорядоченности (степени взаимной
параллельности в кристаллах или радиальности в сферолитах) и т. п.
Отдельные кристаллы, например, с отчетливым зональным строением при полной
параллельности зон имеют в основании последних агрегатное строение,
переходящее к периферии в монокристаллическое. Так, в крупных кристаллах
флюорита по отклонению светового рефлекса на плоскостях спайности удалось
установить, что отдельные зоны имеют блоковое строение. Среди блоков
отчетливо проявился геометрический отбор: блоки, отклоняющиеся от общей
ориентировки, зарастают, а блоки, имеющие ориентировку, близкую к
ориентировке всего кристалла, развиваются. В связи с этим количество блоков
в процессе роста зоны уменьшается, в то время как объем их увеличивается.
Блоки невозможно отделить друг от друга. Они имеют в целом общую поверхность
спайности и, по-видимому, разделены подобно субкристаллам (Ван Бюрен, 1962)
дислокационными границами.
В качестве другого примера можно упомянуть близкое явление агрегатного
эпитаксически друзового роста отдельных зон кристалла флюорита (Дымков,
1957), вызывающее образование промежуточных скелетных форм.
Идеальный субиндивид отличается от идеального индивида. Эти различия могут
быть вызваны повышением или снижением внешней симметрии геометрических
фигур, являющихся пределом их идеального развития, но более всего
несовпадением их внутреннего строения, поскольку субиндивид во всех случаях
часть целого индивида. Так, например, пирамиды роста (субиндивиды)
кубооктаэдра (индивида) будут представлены в идеале пирамидами тригональной
и тетрагональной сингонии, в то время как индивид в целом относится к
кубической сингонии. Предполагают (Варданянц, 1955), что кристаллы флюорита
сложены тригональными субкристаллическими пластинками, сдвойникованными
таким образом, что плоскости пластинок ориентированы по октаэдру.
Переход определенного количества субиндивидов в новое качественное
состояние, в индивиды, является постепенным и состоит при процессах
послойного роста из большого количества более мелких качественных скачков. В
принципе переход от субиндивида к индивиду выражается в изменения степени
упорядоченности и внешней симметрии геометрических фигур. В этом отношении
он относится к более низкой категории скачков по сравнению с переходом от
индивида к агрегату, связанному с переходом порядок - беспорядок и с
исчезновением возможности образования симметричных фигур.
Развитие твердых минеральных веществ в природе происходит путем различного
рода агрегации, при которой упорядоченность частиц может меняться.
Каждый индивид в своем развитии может стать субиндивидом для продукта более
высокой степени агрегации вещества, и в то же время сам может быть построен
из субиндивядов. В коллоидных агрегатах, например, индивидами являются
субмикроны (Григорьев, 1962). В почковидных корках индивидами служат сложные
сферолиты ("почки", сложенные одновременно разрастающимися сферолитами -
субиндивидами(Дымков, 1960).
Структурной единицей в индивидах служат субиндивиды разных порядков.
Морфология и размеры субиндивидов, их взаимоотношения (степень и способ
упорядоченности) определяют текстуру индивида.
Морфология и размеры субиндивидов более высоких порядков и их
взаимоотношения определяют структуру субиндивидов и индивидов.
Соответственно числу порядков субиндивидов в индивидах, структуры и текстуры
также должны иметь свой порядок. Структура всегда часть, точнее, деталь
строения текстуры в сопоставимых по масштабу объектах.
Резкое снижение степени упорядоченности макрочастиц соответствует крупному
качественному скачку. Из индивидов образуются агрегаты. Подобно тому, как
отдельные индивиды могут стать субиндивидами для более сложно построенных
индивидов, отдельные агрегаты могут явиться определенным структурным
элементом, участвующим в построении более сложных агрегатов. Такие
агрегатные составные части сложных агрегатов можно рассматривать как
субагрегаты. Структурной единицей простого минерального агрегата является
индивид, а сложного агрегата - субагрегат. Субагрегаты в агрегатах также
могут быть частично упорядочены.
Морфология, размеры индивидов и их взаимоотношения, включая степень
упорядоченности, определяют структуру мономинерального агрегата. Морфология
агрегатов и субагрегатов и взаимоотношения субагрегатов между собой
определяют текстуру мономинерального агрегата.
Дальнейшее развитие агрегатов снова ведет к образованию индивидов. При этом
возможны два основных пути: в зернистьтх агрегатах - собирательная
перекристаллизация, в друзовых агрегатах - геометрический отбор. Но и в том
и в другом случае главнейшей причиной является стремление к минимуму
свободной поверхностной энергии, к более устойчивому для минерала
упорядоченному состоянию к индивидам.
Агрегат может также явиться отдельной стадией роста при образовании индивида
или субиндивида. Взаимоотношения между природными объектами, отраженными в
понятиях индивид и агрегат, сложны и бесконечно разнообразны. Изучение и
систематизация зтих взаимоотношений поможет найти теоретические основы для
классификации полиминеральных агрегатов пород и руд.
Литература
* Вазбуцкий Г. Л. Что такое субиндивиды? Записки Всес. мин. об-ва, 1955, ч.
84, 2.
* Ван Бюрен. Дефекты в кристаллах. ИЛ, 1962.
* Варданянц Л. А. Новое представление о кристаллическом состоянии материи. В
кн.: "Информ. сб. ВСЕГЕИ", Госгеолиздат, 1955.
* Гогоберидзе Д. Б. Некоторые объемные дефекты кристаллов. Л., 1952.
* Григорьев Д. П. О генезисе матечных или метаколлоидных, колломорфных
агрегатов минералов. Записки Всес. мин, об-ва, 1953, ч. 82, 1.
* Григорьев Д. П. Развитие представлений об объектах минералогии и понятие о
минералах по А. К. Болдыреву. Записки Всес. мин, об-ва, 1956, ч. 85, , 4.
* Григорьев. Д. П. К пониманию природы коллоидных минералов. В кн.: Вопросы
минералогии осадочных образований, кн. З и 4. Изд. Львовск. ун-та, 1956.
* Григорьев Д. П. Три типа пластических деформаций галенита. Минералог. сб.
Львовск. геол. об-ва, 12, 1958.
* Григорьев Д. П. Онтогения минералов. Изд. Львовск. ун-та, 1961.
* Дымков Ю. М. Кристаллы флюорита, прошедшие стадию скелетного роста. Труды
Мин. музея АН СССР, 1957, вып. 8.
* Дымков Ю. М. Признаки кристаллизационного роста выделений настурана.
Записки Всес. мин. об-ва, 1960, ч. 89, вып. 6.
* Дымков Ю. М. О книге Онтогения минералов Д. П. Григорьева. Записки Всес.
мин. об-ва, 1963, ч. 92, вып. 4
* Евзикова Н. З. К вопросу об изменении формы кристаллов минералов в
процессе их роста. Записки Всес. мин. об-ва, 1958, ч. 87, вып.
6
* Евзикова Н. З. Четверники щелочного акерманита из месторождения Одихинча
(Север Красноярского края). Записки Всес. мин, об-ва, 1963, ч. 92.
* Жабин А. Г. Морфология и генезис параллельно-шестоватых агрегатов
минералов. Записки Всес. мин, об-ва, 1958, ч. 87, вып. 5.
* Рундквист Д. В. О некоторых особенностях морфологии и внутреннего строения
минеральных агрегатов оловорудных близповерхностных месторождений. Записки
Всес. мин. об-ва, 1958, ч. 87, вып. 4.
* Чернышкова Л. П. Геологические особенности пегматитов Волыни, их
морфология и внутреннее строение. Труды ВНИИП, 1957, 1, вып. 1.
* Шафрановский И И. Группы симметрии в структурной петрологии. Записки Всес.
мин, об-ва, 1956, ч. 85, 4.
* Шафрановский И. И. Лекции во кристаллографии минералов. Изд. Львовск.
ун-та, 1960.
* Шубннков А. В. Как растут кристаллы. Изд-во АН СССР, 1935.
* Шубннков А. В. О зародышевых формах сферолитов. Кристаллография, 1957, 2,
вып. 5.
* Шубннков А. В. Симметрия и физические свойства пирамид роста.
Кристаллография, 1961, 6, , 3.
* Шубннков А. В., Флинт Е. Е., Бокий Г. Б. Основы кристаллографии. Изд-во АН
СССР, 1940.
--------
Текст предоставлен автором; публикация в кн. "Генезис минеральных индивидов и агрегатов", М.,
"Наука", 1966
