Ориентированные сростки кварца

Известные ориентированные сростки с кварцем приведены в табл. 13. Ориентированные сростки двух минералов характеризуются совпадением геометрических элементов, которые довольно часто встречаются в природных проявлениях. Характер взаимной ориентировки в сростках определяют посредством идентификации контактирующих плоскостей срастающихся кристаллов и взаимного положения кристаллографических направлении в каждой из этих плоскостей. Закономерная, а не беспорядочная ориентировка возникает вследствие того, что энергия, расходующаяся при возникновении центра кристаллизации в процессе нарастания нового кристалла на уже существующем, обусловливается совпадением направлений структуры двух фаз на поверхности их раздела. Ориентировка более поздних образований определяется упорядоченным расположением структурных элементарных ячеек в адсорбционном слое на поверхности раздела с ранее кристаллизовавшимся веществом. Во многих известных примерах ориентированных срастаний с кварцем характер ориентировки полностью не установлен.

Почти все ориентированные сростки с кварцем образовались при кристаллизации какого-либо вещества на поверхности кристаллов кварца, или наоборот. Известен один пример (вростки рутила) отложения вещества из твердого раствора в кварце. Можно было бы ожидать выпадения вещества из твердого раствора в высокотемпературном кварце в процессе инверсии его в низкотемпературный кварц, однако в природном материале этого не наблюдалось. Выпадение LiAl силиката (?) было отмечено в низкотемпературном кварце, содержащем большое количество Al и Li. который был нагрет до температуры выше 573° и затем охлажден. Выпадения кварца при распаде твердых растворов в других веществах также не наблюдалось.

Наиболее известными примерами ориентированных сростков с кварцем являются сростки кварца с кальцитом, рутилом и тюлевым шпатом. Кварц образует ориентированные нарастання на кальците, при этом грани форм {1011} или {0111} в кварце параллельны грани формы {0112} в кальците и ребра между гранями ромбоэдра и призм (1010) этих двух минералов параллельны. Ориентированные параллельно кристаллы кварца могут располагаться на грани (0112) кальцита изолированно один от другого, по обычно они соединяются боковыми гранями, образуя непрерывный слой с довольно ровной поверхностью. В другом типе сростков кварца с кальцитом на каждую грань ромбоэдра последнего нарастает по одному монокристаллу кварца, причем кристалл кальцита может быть полностью скрыт. В последнем случае кристаллы кварца находятся во взаимоотношениях, подобных двойниковым, и образуют тройники, но с иррациональными двойниковыми элементами. Такие срастания ранее ошибочно описывались как двойники по рейхенштейнскому закону (по местности в Саксонии). Часто в кварце присутствует в виде микроскопических иголок рутил, что особенно характерно для розового кварца из пегматитов и голубого кварца некоторых изверженных и метаморфических пород. Взаимная ориентировка кварца и рутила весьма разнообразна (см. табл. 13). Ориентированные включения рутила могут вызвать появление астеризма в кварцевых сферах и специально ориентированных полированных сечениях. Рутил выделяется при распаде твердого раствора, образующегося в относительно высокотемпературных условиях, в которых Ti может изоморфно замещать Si в структуре кварца. Связь ориентировки таких сростков со структурой рассматривалась в литературе. Кроме того, рутил очень часто образует беспорядочно ориентированные волосовидные выделения и иголки, хорошо заметные невооруженным глазом, которые образуют механические включения, захваченные кристаллами кварца в процессе их роста (см. разд. «Включения в кварце»). Ориентированное срастание рутила с кварцем, как стало известно, было описано еще в 1827 г.

В так называемом письменном граните из пегматитов присутствуют конусовидные брускоподобные кристаллы кварца, образующие прорастания с микроклином или ортоклазом. Размер вростков сильно варьирует, достигая в толщину примерно 0,5 дюйма и в длину 1 фута и более; встречаются также и микроскопические образования. В поперечном сечении вростки имеют открытые или скелетные полигональные очертания с углами примерно 60°, а в поперечном изломе внешне иногда напоминают иероглифы (фиг. 70). Боковые поверхности вростков имеют неправильную, суживающуюся в одном направлении форму; вростки покрыты поперечными штрихами и не имеют правильных граней, так как ограничивающие их поверхности образовались при взаимодействии с полевым шпатом. Брускоподобные вростки кварца обычно расположены перпендикулярно к граням полевого шпата; иногда они выступают над поверхностью идиоморфных кристаллов полевого шпата в сторону пустот и в этом случае могут иметь крупные размеры и кристаллографически правильные очертания (фиг. 71).

В большинстве случаев вростки вытянуты параллельно направлению ребра между ромбоэдрами r и z, а не оси с. Обычно кварц имеет более или менее дымчатую окраску. Взаимоотношения между кристаллографическими направлениями кварца и полевого шпата изучались рядом исследователей. Отдельные близко расположенные вростки кварца часто угасают в поляризованном свете одновременно, Кварц во многих случаях ориентирован таким образом, что ребро rz параллельно оси с полевого шпата; оси с обоих минералов наклонены одна к другой под углом 42°16' (расположение по закону Ферсмана), причем ось с кварца пересекает грани (010) или (100) полевого шпата или другие грани. В том случае, когда углы между наклоненными осями с имеют другое значение, ось кварца с может пересекать грани (010), (100) или (110) полевого шпата. В других случаях кварц и полевой шпат, по-видимому, ориентированы беспорядочно.

Сростки кварца и полевого шпата образуются в результате одновременной кристаллизации кварца и полевого шпата. Вывод об эвтектическом характере кристаллизации был получен на основании данных о количественном соотношении кварца и полевого шпата: примерно 26% кварца и 74,% полевого шпата. Однако в природе часто наблюдаются довольно широкие колебания в количественных соотношениях этих минералов. В некоторых случаях вростки кварца приурочиваются к отдельным частям кристаллов полевого шпата. Высказывались также предположения об образовании срастаний этого типа в результате замещения полевого шпата более поздним кварцем. Многие разновидности письменных гранитов в большом количестве содержат альбит или олигоклаз, который частично или полностью замещает первичный микроклин; сростки полевого шпата и кварца, напоминающие эвтектическую и графическую структуры, были получены экспериментально в процессе перекристаллизации стекла в гидротермальных условиях. Встречаются также «графические» срастания кварца с турмалином, сподуменом, кордиеритом и мусковитом. Характер ориентировки кварца и турмалина не изучался.

Ориентированные сростки органических веществ, в том числе антраквинона, аминокислот и а-глицина, с кварцем могут быть получены путем кристаллизации или сублимации названных соединений на полированных поверхностях кристаллов кварца, активированных, т. е. очищенных путем обработки HF. Какого-либо влияния энантиоморфизма на ориентировку нарастающих на кварц кристаллов а-глицина, выражающегося в кристаллизации эпантиоморфно-структурных аналогов, не установлено.