Спайность и излом кварца
Спайность. Спайность не часто наблюдается у кварца, и получить спайные его обломки при ударе, например молотком, нелегко. В кварце отмечается семь направлении спайности: r{1011}, z{0111}, m{1010}, с{0001}, а{1120}, s(1121} и x{5161}. Лучше других выражены направления спайности по r, z и m. А из этих трех направлении лучше и легче проявляются спайности по ромбоэдрам, чем по призме. В свою очередь спайность во r выявляется четче и легче, чем спайность по z. Однако эти два направления спайности часто описываются как одинаковые. Поверхности спайности обоих направлений r и z довольно грубые и прерывистые. Во многих описаниях естественной и искусственно полученной спайности по ромбоэдру недостаточно строго определяются направления r и z. В случае проявления одной спайности по ромбоэдру обычно указывается направление г. Экспериментально установлено, что спайности по r и z могут возникать порознь и совместно, в зависимости от использованной в опыте методики.
Хорошая спайность по ромбоэдту иногда проявляется в ксеноморфном кварце из пегматитов. В неправильных кристаллах кварца из ядер пегматитов в западной части Арканзаса и в южной Калифорнии наблюдались спайные поверхности по ромбоэдру, достигающие 2—9 футов в поперечнике. Эта спайность лучше выражена в каком-либо одном из трех направлений, что придает кварцу пластинчатый или листоватый облик. Иногда такая спайность описывается как отдельность, вероятно в основном в случаях, когда кристалл по этому направлению разделяется на относительно толстые пластинки, дальнейшее расщепление которых происходит лишь с трудом. Это явление, по-видимому, обусловлено механической деформацией, вызывающей разделение кристалла по отдельным достаточно далеко отстоящим друг от друга плоскостям. Отдельность по ромбоэдру в кварце связывается с присутствием хорошо образованных пластинчатых бразильских двойников с плоскостью срастания, параллельной r и z, однако у аметиста, часто обладающего подобным строением, такая отдельность отсутствует. Естественная спайность по ромбоэдрам r и z, а также по другим поверхностям наблюдается также и у деформированного жильного кварца. Гальки монокристаллов кварца с хорошей спайностью по ромбоэдру присутствуют в породах формации Лафайет в Южной Каролине. Пьезокварцевые пластинки при сильных перегрузках растрескиваются по ромбоэдрической спайности
Анизотропия излома кварца изучалась на раздробленных его обломках диаметром 100—200 меш посредством измерении на федоровском столике угла между оптической осью и нормалью к плоскости, на который помещался обломок. По данным нескольких тысяч таких замеров было выяснено, что спайность лучше всего проявляется по г или г, несколько хуже — по m и лишь намечается по с, s и х. При деформации кварцевых дерен из песков при температуре 270—320° и под давление» 26000—32000 фунт/кв. дюйм, в слабо щелочных растворах в них возникала спайность по направлениям r, z и m.
На поверхности базальных пластинок кварца при обработке их на грубом шлифовальном круге возникают выбоинки, соединенные направлениями спайностей по r и z. Если теперь через эту пластинку посмотреть на точечный источник света, будет видна гексагональная фигура с ребрами, параллельными следу граней призмы. Равномерное проявление всех сторон этого шестиугольника свидетельствует о равной степени совершенства спайностей по r и z. Такая световая фигура позволяет обнаружить тонкие детали симметрии, определяемой осью третьего порядка, которые отражают тип энантиоморфизма кварца главным образом по характеру проявлений второстепенной спайности, обычно по {5161}. Отражение луча света от поверхности грубо отшлифованной сферы кварца также характеризует равномерное проявление спайностей по r и z.
Спайность по ромбоэдру и призме лучше всего выявляется при термическом ударе, особенно в тонких срезах, а также в результате приложения локального высокого давления или при ударе по естественным граням и искусственным срезам. Гаюи, наблюдая проявление спайности в кварце в результате резкого охлаждения водой нагретых его обломков или при их столкновении, принял в качестве интегральной молекулы этого минерала ромбоэдр (1011). Спайности по г и z выявляются при надавливании затупленной металлической иглой на тонкие срезы (шлифы), параллельные {1120}. По отношению к плоскости (1120) или сечению Y пары параллельных граней r(1011) (1011) и z(1011)(1011) располагаются перпендикулярно, а другие параллельные пары граней этих форм наклонены по отношению к плоскости {1120}. В случае если характер энантиоморфизма кварца и полярность оси X. перпендикулярной разрезу, известны, то все эти параллельные пары граней или поверхностей спайности можно порознь идентифицировать.
Спайность по m{1010} иногда наблюдается на естественной поверхности излома, причем спайность по ромбоэдру может отсутствовать. Поверхности спайности по {1010} имеют волнистый характер и переходят в раковистый излом. Спайность по {1010} легко можно получить при термическом ударе, например при медленном погружении тонкого среза по (0001), нагретого до 300—400°, ребром в холодную воду (фиг. 72). Если изменять направление погружения такого шлифа в воду, можно добиться получения хорошо выраженной спайности по призме. Подобная методика используется для выявления оптической ориентировки ксеноморфного кварца.
Спайность по {0001} получить трудно. Она может проявиться совместно со спайностью по {1010} и хорошо развитыми спайностями до r и z в результате приложения давления к разрезам по (1120). Как спайность по {0001}, так и спайность по {1010} могут частично или полностью соответствовать копланарным поверхностям, образованным спайностями по r и z. Совершенную спайность по {0001}, однако, можно получить, поместив кварц в электрическое поле при высоких температурах. Описывались также плохо выраженные спайности по s{1121}, m{1120} и x{5161}. Эти и другие направления спайности кварца лучше всего выявляются специальными приемами: путем сильного нажатия тупой стальной иглой или определенным образом ориентированного долота на тонкие срезы, перпендикулярные выявляемой спайности, а также ударами долота по пазам или желобкам, пропиленным в поверхностях распила ориентированного блока или кристалла. В крупных кристаллах или выпиленных блоках кварца, претерпевших инверсию (высоко-низкотемпературный кварц) около 573°, обычно обнаруживаются лишь трещины спайности по ромбоэдру или неправильный излом. При растрескивании кварца под вы. соким всесторонним давлением также проявляются спайности. Так называемый колпачный кварц (сар-quartz) разделяется на слои по пирамиде rz что объясняется отложением небольшого количества инородного материала через более или менее правильные интервалы на гранях в процессе роста кристалла. Способность к механическому расслаиванию вследствие подобного распределения включений нельзя рассматривать как истинную спайность.
Спайность в кварце не зависит от ориентировки разрываемых связей Si-О, так как структура кристаллической решетки кварца определяется трехмерными связями тетраэдров (SiO4). Вычисление количества разрываемых связей на единицу площади свидетельствует, что наименьшее число связей наблюдается поперек плоскостей r и z, а наибольшее — вкрест плоскостям m, с и а. Связность решетки вкрест плоскостям r и z одинакова, и большее совершенство спайности по r в сравнении со спайностью по z, вероятно, обусловлено большей «гладкостью» плоскости г, как это можно видеть нa атомной модели структуры кристаллической решетки кварца. При любых опытах с применением ориентированного давления относительно легкая разрываемость связей, наблюдаемая в различных плоскостях структуры кварца, определяется преимущественно кристаллографическими направлениями, в которых разрешаются приложенные усилия.
Излом. Монокристаллы кварца имеют раковистый и субраковистый излом; при этом проявляется тенденция к образованию более широких и более ровных поверхностен в сечениях, ориентированных под большими углами к оси с. Небольшие кристаллы других минералов, полностью включенные в кварц, иногда бывают окружены небольшими углублениями раковистого излома размером порядка 1 мм. Изменения объема, связанные с колебаниями температуры или с постгенетическим замещением кварца, приводят к возникновению трещиноватости. В тонких пластинках кварца, подверженных резким термическим ударам или претерпевших нагревание выше температуры инверсии, а затем охлажденных, возникают трещины, напоминающие по форме синусоиды или расположенные весьма сложно в виде тесно сопряженных систем, в целом похожие на отпечатки пальцев. Такого типа трещины могут располагаться в участке проявления вторичного двойникования по дофинейскому закону или непосредственно оторачиваться индивидами двойника.
Излом массивных тонкозернистых разновидностей кварца — плоскораковистыи до шероховатого или занозистого. Волокнистые разновидности кварца имеют шероховатый, зазубренный или занозистый излом.
