Полиморфизм и изоморфизм

Метаморфогенные процессы минералообразования

Метаморфический процесс: минералы эндогенного и экзогенного генезиса на некоторой глубине в земной коре в какой – то период времени могут попасть под воздействие повышенных давлений, температур (как правило, не выше температуры их плавления), под влиянием горячих вод и газов. Возникают новые термодинамические условия, не свойственные условиям существования этих минералов.

Минералы в новых условиях начинают видоизменяться: одни разрушаются, другие перекристаллизовываются, третьи дают новые минеральные образования. Так возникают метаморфические минералы, в большинстве силикатного состава.

Примером могут служить минералы – кварц, тальк, хлорит.

Полиморфизм и изоморфизм

Изоморфизм - явление, когда в кристаллической решетке часть атомов или ионов замещается другими атомами или ионами, с близкими ионными радиусами. Иначе говоря, при сходном кристаллическом строении мы имеем расхождение в химическом составе. Например: минералы группы гранатов имеют общую формулу А3 В2 [ SiO4]3, где А - Mg, Fe2, Ca; B - Al, Fe3, Ce.

14. Псевдоморфизм

Псевдоморфизм - явление замещения одного минерала другим с сохранением внешней формы замещаемого кристалла. Таковы, например, псевдоморфозы лимонита по кристаллам пирита.

Коллекционеров и исследователей всегда привлекала способность некоторых минералов принимать форму других минералов. Это явление называется псевдоморфизмом. В результате на свет появляются удивительнейшие по форме и цвету образцы. В ряде случаев в ходе псевдоморфизма меняется структура, а не форма минерала. Так, к примеру, при замещении куприта малахитом, последний сохраняет отчетливую форму октаэдрического кристалла. Один минерал может постепенно замещаться другим вследствие трех различных процессов, каждый из которых выделяется в особый подвид псевдоморфизма: замещение, заполнение и превращение.

В первом случае исходный минерал замещается новым непосредственно на месте своего образования. Примером такого процесса является фоссилизация, при которой органические вещества замещаются минеральными (в случае дерева, двуокисью кремния, наподобие кварца или опала, или сульфидами, такими как пирит и марказит). Возможно, самым впечатляющим является замещение азурита малахитом, при котором синие кристаллы азурита превращаются в зеленые кристаллы малахита. В процессе заполнения новый минерал кристаллизуется в полостях, оставленных другим минералом, исчезнувшим в процессе растворения. Внешняя форма исходного минерала при этом сохраняется. Классическим примером такого псевдоморфизма являются большие кристаллы кальцита, уступающие, вследствие выщелачивания, место иголочкам аметистового кварца, в результате чего на свет появляются очень красивые образцы.
ПСЕВДОМОРФИЗМ ПРЕВРАЩЕНИЯ

Третий тип псевдоморфизма, через превращение, является наиболее распространенным. Он наблюдается вследствие изменения температуры, давления и состава растворов, при которых были образованы и сохраняли стабильность исходные минералы.
Такое превращение делает эти минералы нестабильными, что приводит к их изменению и замещению новыми видами. При этом новообразованные минералы могут как сохранять, так и не сохранять форму первичного минерала. Псевдоморфизм превращения характерен, в частности, для гидротермальных процессов, при которых минерализованные растворы вступают в контакт с уже сформировавшимися минералами, что приводит к обмену между химическими элементами минералов и ионами растворов. Впрочем, изменения минералов происходят и в более простых условиях. В конце концов, минералы меняются и просто под действием атмосферных вод или углекислого газа, входящего в состав земной атмосферы.
ТИПИЧНЫЕ СЛУЧАИ
Отдельные примеры псевдоморфизма поражают своей сложностью и красотой. Это, в частности, образцы, получающиеся при псевдоморфном замещении пирита лимонитом, сохраняющие блеск и кубическую структуру исходного минерала. Не менее интересно выглядят недавно открытые «брюхоногие драгоценности», изумрудные окаменелости, в которых карбонат кальция раковин животных был замещен бериллом. При разложении органики (в отсутствие кислорода) образуется сероводород, вступающий в реакцию с содержащимися в морской воде солями железа, в результате чего образуется пирит. Этот минерал замещает костное вещество и дает так называемые «пиритовые кости». Наконец, отдельные минералы подвергаются псевдоморфизму со стороны минералов той же группы. Так, к примеру, встречаются дендриты самородной меди, в которых исходный минерал (сама медь) был замещен ее солями, например, малахитом или кристаллами куприта.