Ю.
М. Дымков
СОВРЕМЕННЫЕ
ПРОБЛЕМЫ ОНТОГЕНИИ МИНЕРАЛОВ
О
книге "Онтогенический метод в минералогии"
В. И. Павлишина, Н. П. Юшкина, В. А. Попова (Киев,
"Наук. думка", 1988)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
В
монографии приведен опыт многочисленных работ по онтогении минералов,
подробно освещены основные
идеи генетической минералогии, определяющие естественно-исторический подход
к изучению минералогических
объектов, четко изложена сущность онтогенического метода - «...изучение
структуры минералогических объектов, анализ анатомии минеральных индивидов и
возрастных взаимоотношений между ними с целью установления
кристаллизационной истории минеральных агрегатов и минеральных тел» (с. 28).
Книга содержит много нетривиальных, спорных положений, формулировок и
терминов, стимулирующих проведение научных дискуссий, что вносит большой
вклад в генетическую минералогию. При обсуждении структуры генетической
минералогии обращает на себя внимание необычная трактовка эволюционной
минералогии, объединяющей не только онтогенез и филогенез минералов, но и
типоморфизм. Необычны и структурные координаты учения о типоморфизме, и его
определение как сугубо генетического направления, изучающего движущие силы и
условия образования минералов (в этом случае его можно было бы назвать типогенезом). Думается, что учение о типоморфизме минералов - это более
крупное и самостоятельное направление в минералогии, дающее объективный
материал не только для генетических, но и для прикладных направлений.
Представление Д.
П. Григорьева о филогении минералов (физико-химическая сущность процесса
образования минерала [4]) принципиально изменено и приближено к общенаучной трактовке
этого понятия: онтогенез - развитие, филогенез - эволюция. Вместе с тем,
четкого разделения в книге между «эволюцией» и «развитием» в онтогеническом
аспекте нет, а эволюция минералов представляется лишь в глобальном масштабе.
В связи с этим проиллюстрируем возможность выявления эволюции и развития для
одного минерала при реконструкции онтогенеза пренита, по данным Н.З. Евзиковой [З] (см. рис.:
Эволюция и развитие сферокристаллов пренита: 1-2-3-4
- наблюдаемый ряд, по Н.3. Евзиковой. 1-1, 2-2, 3-3, - реконструкции.).
Вопрос о
филогении минералов (в трактовке термина Д. П. Григорьевым) нельзя считать
забытым и неразрабатываемым. Достаточно вспомнить старинные (Браунс, 1904) и
современные (Смит, 1968; Поспелов, 1973;
Наумов, 1978 и др.) разномасштабные, но отнюдь не единственные
филогенетические по смыслу (но не по названию) работы. Кстати, филогенезис,
по цитированной в книге работе [89], рассматривает «процессы» образования и разрушения, а также механизм преобразования минералов как
индивидуализированных химических, кристаллохимических соединений, а не
только механизм преобразования, как об этом сказано на с. 9. Минеральный вид
- это природный химический индивид, в понимании Н.С. Курнакова [7]; есть
(была или будет) у него кристаллическая решетка - зависит от ТРС-условий,
при которых исследуется химический индивид.
Затрагивая другие направления, отметим недостаточно аргументированную критику
учения о парагенезисе минералов и парагенетического анализа,
который «...не учитывает данных по онтогении минералов, а лишь использует
простое наблюдение в плоскости...». Работа, приведенная в списке литературы
под № 90, полностью снимает это замечание. И непонятно, почему парагенезис
минералов должен, но «...не может всегда давать корректные данные о
температуре и давлении» (с. 32)? Разве это задача парагенетического
направления? Тогда какое направление «может всегда»?
В монографии в
онтогенический метод активно внедряется представление Д.П. Григорьева[12] о минеральном
индивиде как организме. Отметим, что минеральный индивид, на первый взгляд,
может быть представлен лишь как суммативная система,
не имеющая ничего общего с организмом. Однако положение изменится, если мы
подойдем к минералу с генетической точки зрения и воссоздадим картину
образования и роста минерального индивида. Растущий кристалл или сферолит
может тогда рассматриваться как мысленно реконструированная
органично-целостная система, где его компоненты (зона роста, пирамиды роста,
блоки) и элементы (атомы и дефекты) в процессе роста влияли друг на друга, а
система в целом активно взаимодействовала со средой.
Такое взаимодействие возможно тогда, когда минерал находится в образовавшей
его или в особой, способной реагировать с ним среде. Здесь минерал окружается двойным электрическим или
каким-то иным упорядоченным адсорбционным слоем, через который поступают созидающие или разрушающие, а
также «отработанные» вещества. Кристалл в таких случаях «живет», пока окружен пограничным адсорбционным
слоем. Кристалл, не имеющий такого слоя, - «мёртв», это скелет минерального индивида.
Все процессы роста кристалла, образугощегося в результате его взаимодействия
со средой, происходят в узкой пленке на его поверхности, что хорошо подчеркнуто М.Ю. Поваренных:
"Вся история развития минерала от зарождения до распада запечатлена в его поверхностях, сам
кристалл создается их перемещением и по существу является суперпозицией траекторий этого перемещения" [14). В
связи с этим приобретает повышенный интерес генетическая информация на ростовой или так называемой «идиоморфной»
поверхности. К сожалению, этот раздел книги не получил, как это было в предыдущих работах
[10], должного освещения.
В монографии (с. 10) четко сформулировано представление о минералогенетической системе как о
вещественном и энергетическом пространстве, в котором зарождается и развивается индивид
минерала.
В соответствии с концепцией А. В. Шубникова
[16] минерал можно рассматривать как определенную
систему, включенную в среду, принадлежащую более крупной системе
- минералогическому объекту любого
уровня, и как среду для более мелких минеральных объектов.
Поскольку, согласно представлениям о росте минерального индивида, все
основные процессы его образования как минерала и формирования как кристалла происходят в узкой
приповерхностной пленке (пограничный слой), рассматривать отдельно онтогенез и филогенез минералов в масштабе
индивида здесь невозможно. И онтогенезис, и филогенезис, а также и парагенезис минералов как
самостоятельные направления появляются только в случае вовлечения в рассмотрение окружающей минеральной среды, для
понимания генезиса минерального индивида необходима конвергенция генетических направлений.
Онтогенезис минерального индивида целесообразно рассматривать в единстве
формы и содержания, морфологии
и химического состава, иными словами, находить и объяснять все типоморфные
особенности минералов, а не только их морфологию и анатомию. Интерполируя термобарометрические данные,
следует, вероятно, иметь в виду и весьма важное заключение А.М. Асхабова [1]: "...газово-жидкие
включения, консервирующие среду из пограничной области с измененными свойствами, не несут
информацию о состоянии среды вдали от растущих минеральных индивидов" (с. 90). Как
известно, такие данные в теории рудообразования обычно
распространяются на весь геологический объект или во временном аспекте на
стадию или этап минерализации. Представляется целесообразным обдумать в случае переиздания книги
возможность включения элементов термобарогеохимии в систему
онтогении минералов и рассмотреть особенности применения здесь онтогенического
метода. От этого выиграют и онтогения, и термобарогеохимия.
Вызывает большой интерес поиск новой общенаучной терминологии и
уточнение определений основных минералогических понятий. Это уточнение во многом связано с изменением
объемов понятий, однако применение ряда ограничивающих признаков (или их отсутствие) не всегда оправдано и
весьма дискуссионно. Так, представляя "минеральные индивиды как реальные физические тела геологических образований...",
мы можем относить к ним, например, конкреции и сталактиты, поскольку они обладают и всеми
иными перечисленными в книге (с. 27)признаками индивидов. Правда, в этом можно усмотреть
неожиданную перспективу: определение позволяет думать о возможности сложной иерархической группировки минеральных
индивидов, с чем, возможно, авторы
и не согласятся. Понятие "минеральный агрегат" представляется суженным: "...минеральный
агрегат есть совокупность (одновременных или р азновременных) соприкасающихся минеральных
индивидов, жестко закрепленных друг относительно друга в пространстве" (с. 57). Таким образом, обычный
кварцевый песок - это не
агрегат окатанных зерен кварца, а нечто иное. Проста и оригинальна, на первый взгляд, трактовка понятий "структура" и "текстура"
минеральных агрегатов (с. 57), но введение признаков синхронности делает невозможным их
практическое применение до детального онтогенетического и парагенетического анализа.
Столь же сложное отношение появляется к трактовке термина перекристаллизация,
характеризующего здесь явление "...изменение формы и размеров кристаллов, всесторонне
соприкасающихся с другими кристаллами без изменения фазового состава системы" (с. 51). Даже в уникальных условиях
закрытых систем при перекристаллизации неизбежно очищение кристаллических зерен от примесей и
поянление новых "микроскопических" фаз. Кстати, понятие это относительное и зависит от объема и сложности
агрегата.
Отметим, что разработка точной терминологии,
определение понятий, развитие онтогенического научного
языка достаточно сложны и надеемся, что со временем такой язык выработается.
В лингвистическом плане
отдельные разделы книги, по-видимому, можно улучшить.Разделяя желание авторов видеть
минералогию "правовой" наукой, имеющей свои четко сформулированные
законы и принципы, выскажу все же некоторые сомнения в правомочности законов
"анатомии реальных
кристаллов" (с. 42-43). Прежде всего, вряд ли целесообразно говорить о
законах строения, а не роста.
Перефразируем, объединив, перечисленные законы: при послойном зональном
росте (второй "закон") образуются
плоскогранные кристаллы, сложенные пирамидами нарастания граней,
поверхностями нарастания ребер и линиями нарастания вершин (первый "закон"), при
этом появление дефектов и структурных примесей приводит
к анизотропии и полярности пирамид роста, к мозаичному росту, распеплению и
нарушению плоскогранности (третий и четвертый "законы"); смена кристаллографических
форм вызывает стадию скелетного роста (шестой "закон")
думается, что и в таком ракурсе здесь трудно усмотреть закон, так как это не
более чем эмпирическая закономерность, важная, но отнюдь не всеобъемлющая.
За ее рамками остаются волокнистые индивиды - фиброкристаллы
(например, чароит), цилиндры (цилиндрит), спирали и т. п. Что касается
"закона диссимметризации" - то
это одно из следствий закона П. Кюри.
В качестве одной из главных
задач онтогенических исследований рассматривается построение трехмерных ("телесных")
анатомических моделей индивида. Но это лишь первая часть исследований. для
решения исторических, собственно
онтогенических задач требуется построение моделей роста (изменения,
взаимодействия), а точнее, механизма
роста, отражающих понимание процесса, как это показано на рис. 4 в книге.
Примером простейших моделей такого рода могут также служить и широко известные схемы расщепления
кристалла в сферокристалл, а
для агрегатов - схемы развития кварцевых и кварциновых жеод Подмосковья в
трактовке В.А. Слётова [9].
Важен и интересен раздел о проекте онтогенической лаборатории, причем в
качестве перспективы рассматриваются высоковольтные просвечивающие электронные микроскопы (ПЭМ), которые требуют
особого внимания. Увлечение микродифракционными методами диагностики и просвечиванием структур,
безусловно, приведет минералогию
новым открытиям, но такие данные пока агенетичны, поскольку исследуются
частички минералов, как
правило, вне связи с внутренним строением индивида. В итоге нарушается
системный подход, происходит
огромный разрыв масштабов при переходе от макро- к микро-, и теряется
понимание целостности, не
известны кристаллографические координаты частиц.
Для онтогенических наблюдений необходимо плавное изменение увеличений, что
достигается на сканирующих электронных микроскопах и микрозондах, либо в процессе минераграфического
исследования аншлифов, позволяющего видеть тонкое строение индивида, вскрываеомое структурным травлением, от 1
до увеличения (порядка 100 000), допускаемого при использовании метода реплик. При изучении гетерогенных
индивидов необходимо применение "метода прицельных реплик" [5], фундаментально забытого микроскопистами.
Минераграфический метод - единственный пока метод изучения связи тонкой
структуры индивида и его микротопохимии, выявляемой микрозондом и иными
методами.
Следует отметить, что применение ПЭМов ставит на
обсуждение вопрос об относительности понятий "кристаллический зародыш", а также саму стадиальность: зарождение
- развитие (рост) - изменение и т. д.
Зародыши индивидов труднорастворимых минералов, структурно однородные при
увеличении 400, 40 000 и даже при 4000 выглядят гигантскими индивидами, для которых можно выделять не
только свои зародыши», но и эволюцию кристаллографических форм внутри них и т. д. А что считать
зародышами при кристаллизации индивида в результате постепенного упорядочения тонкодисперсных частиц и что
это? Зарождение? Сингенез?
Диагенез? Переход на подземное выщелачивание различных металлов из пористых
рыхлых руд ставит задачу специального развития онтогенического метода исследования
коллоидно-дисперсных минералов. В книге
должным образом обращено внимание минералогов на коллоидные системы и весьма перспективно показано
развитие этого направления.
Уместно введен в книгу раздел об экспериментах в
генетической минералогии, представляющий немалый
интерес. Говоря о модельном эксперименте, вероятно, следовало бы упомянуть
математическое моделирование
(геометрический отбор, расщепление, работы А. В. Шубникова [15] о зародышах
сферолитов и др.). Мы часто цитируем слова академика А. В. Сидоренко, назвавшего минералогию
наукой фундаментальной. Это импонирует минералогам, но дело обстоит таким образом, что
минералогия как единая наука не консолидирована
и в значительной мере разобщена на части, вошедшие в иные научные
дисциплины.
Действительно, минераграфия - метод изучения минералов (и
минеральных агрегатов - руд) в отраженном
свете "закреплена" за наукой о полезных ископаемых, изучение минералов в
шлихах - за поисками и разведкой россыпей, изучение минералов в проходящем
свете, оптика минералов - за петрографией; включениями
в минералах увлекалась геохимия и т.д. Минералоги все больше занимаются минераловедением, объединяясь
с физиками и кристаллохимиками.
Книга отражает существующие тенденции
"учебного" развития нашей науки - она в необходимых пределах
кристаллографична, но в ней не удалось избежать существующей в минералогии
методической разобщенности. Во всяком случае минераграфический материал в ней практически отсутствует.
Ближайшая перспектива развития онтогении - исследования минералов в
отраженном свете и активное внедрение онтогенических методов в минераграфию с целью онтогенического анализа
минераграфических наблюдений, включая онтогеническую "перекристаллизацию" материалов, большого коллектива
высококвалифицированных исследователей, использующих
минераграфию в своих работах.
Перспективы
дальнейшего развития онтогенического метода просматриваются в глубоком
проникновении его в теорию рудообразования (особенно при генетической интерпретации рудных
текстур и структур и в термобарогеохимических исследованиях), петрологию и технологию (синтез,
гидрометаллургия, керамография и т. д.).
Современная, по существу,
общепринятая модель рудообразования включает последовательное (а в различных
участках одновременное) функционирование различных процессов. Генетическая минералогия пока рассматривает
преимущественно процесс отложения вещества, причем онто- и парагенезису
минералов здесь отводится ведущая роль.
Авторы правильно показали значение
химии в онтогении: "Для современного этапа развития минералогии
характерно повышенное внимание к реальным минеральным индивидам, их
химическому составу, структуре, форме, анатомии, функциям" (с. 8). С применением
электронных и ионных микроанализаторов микротопохимия
минералов получит более широкое распространение и онтогения должна здесь
стать основой для развития этого геохимического направления. Площадное сканирование элементов и
изотопов и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия поверхности кристаллов и
аншлифов (а не только порошков), в свою очередь,
обогатят и онтогенические представления о минералах. По существу, здесь заключена фактографическая
база для совместного минерагенического ("онтофилогенетического") и
геохимического подхода к генезису минеральных индивидов. В этом плане открываются
блестящие перспективы развития геохимии и генетической
минералогии.
Основная цель минералогенетической методологии - развитие
исторического минералогического мышления, а
не физического или химического, как это необходимо в минераловедении.
Онтогенические методы выявления
фактов, позволяющих устанавливать эмпирические закономерности развития
минералов и минеральных тел, представляются исключительно важными
для генетической минералогии и геохимии, а также для других
наук, изучающих вещество или явления в их развитии.
Этой актуальной научной
и практической задаче целиком соответствует рецензируемая книга. Она ставит
новые вопросы, будит мысль, вызывает научные дискуссии. Дискуссионность многих
разделов и положений книги - показатель активного роста онтогенического направления, которое
продолжает развиваться и ищет новые пути и решения. Книга "Онтогенический метод в
минералогии" - определенный вклад в развитие онтогении минералов, и ее целесообразно переиздать в
более развернутом виде.
Литература:
1. Асхабов А. М. Теория минералогии. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1988.- С.
86-90.
2. Браунс Р. Химическая минералогия.- Спб : Б. и., 1904.
3. Тенезис минеральных индивидов и агрегатов / Под ред. Д. П. Григорьева. -
М.:Наука, 1966., с. 234-244.
4. Григорьев Д.П. Онтогения минералов.- Львов : Изд-во Львовск. ун-та, 1961,
284 с.
5. Грицаенко Т.С., Звягин Б.Б., Боярская Р.В. и др. Методы злектронной
микроскопии минералов. М.: Наука, 1969, 311с.
6. Ермаков Н.П. Геохимические системы включений в минералах.- М., 1972., 175
с.
7. Курнаков Н.С. Введение в физико-химический анализ: Изд. 4-е. М-Л. :
Изд-во АН СССР, 1940.
8. Наумов Г.Б. Основы физико-химической модели уранового рудообразования.-
М.: Атомиздат, 1978, 216 с.
9. Очерки по генетической минералогии. / Под ред. А.И. Гинзбурга. - М. :
Наука, 1976.- 169 с.
10. Попов В.А. Практическая кристалломорфология минералов.- Свердловск,
1984.- 192 с.
11. Поспелов Г.Л. Парадоксы, геолого-физическая сущность и механизм
метасоматоза.- М.: Наука, 1973. - 354 с.
12. Проблемы генетической информации в минералогии.: (Материалы к Всесоюз.
минерал. семинару). - Сыктывкар : Коми фил. АН СССР, 1976. - 175 с.
13. Смит Ф.Г. Физическая геохимия.- М. : Недра, 1968., 474 с.
14. Теория минералогии./ Под ред. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1988. - с.
20-22.
15. Шубников А.В. // Кристаллография. - 1961. - 6. - С. 391.
16. Шубников А.В. У истоков кристаллографии. - М.: Наука, 1972., 50 с.
Источник:
Опубликовано в сб. "Минералогический журнал", Киев, "Наук. Думка",
1991, -13, № 2. Статья приводится с небольшими сокращениями (В.С.).
