Что такое минерал.
Ко второму типу — фазовым переходам II рода — относится полиморфизм (упорядочение) щелочных (K-Na-) полевых шпатов (санидин—ортоклаз—микроклин); в этом случае скачкообразно меняется только удельная теплоемкость минералов, в остальном же переход совершается медленно и постепенно, в течение длительного времени, в широком интервале понижающихся температур, без резкого изменения большинства физических свойств.
Необходимо подчеркнуть, что очень часто полиморфные превращения, в том числе даже некоторые энантиотропные фазовые переходы i рода, характеризуются весьма низким энергетическим эффектом, а потому протекают очень вяло, с настолько малой скоростью, что, скажем, высокотемпературные и высокобарические полиморфы, которые теоретически должны были бы при понижении температуры и/или давления перейти в более устойчивые при изменившихся условиях модификации, в действительности продолжают — в силу вышеотмеченных чисто кинетических факторов — вполне комфортно себя чувствовать в поле устойчивости соответствующих низкотемпературных и низкобарических полиморфов и могут существовать так весьма длительное, практически почти Неограниченное время, не обнаруживая никаких видимых проявлений метастабильности, т. е. никакой тенденции к превращению в устойчивые полиморфы. Характерный пример _ взаимоотношения полиморфных модификаций Al2Si05. А вот к а = б — переходу кварца, равно как и к преобразованию аргентита в акантит, сказанное ни в коей мере не относится (кстати, переход а--кварца в Р-кварц может быть вызван не только нагреванием, но и радиоактивным облучением). Полиморфизм химических элементов, например, Минералов углерода, самородной серы или самородных металлов, носит название аллотропии. Наоборот, морфотропное повышение симметрии структуры имеет место в титанатах Са и Sr, т. е. при переходе от перов-скита СаТiO3 к таусониту SrTiO3.
В отличие от полиморфизма, при котором химический состав минералов не меняется, изменение их кристаллической структуры, а соответственно симметрии и свойств, сопряженное с изменением химического состава, получило название морфотропии. Классический пример морфотропии — изменение типа структуры, сопровождающееся понижением симметрии, в ряду карбонатов щелочноземельных металлов при+замене более мелкого катиона Mg2+ на все более крупные ; в ряду магнезит MgCO3 — арагонит и кальцит СаСО3 — стронцианит SrCO3 - витерит ВаСО3 магнезит име-ет структуру типа арагонита, а карбонат кальция триморфен3).
3) Третья, неустойчивая модификация СаСО3 - фатерит -имеет преимущественно биогенное происхождение; постепенно переходит в арагонит и кальцит.
Частный случай полиморфизма — политипия, обнаруженная в последние два десятилетия (когда стала широко применяться электронография) у большинства минералов со слоистым мотивом кристаллической структуры: слюд, хлоритов, глинистых минералов, урановых слюдок, графита, некоторых сульфидов (молибденита, вюртцита, пирротина) и др. Явление политипии (от греческих слов "полис" — многочисленный и "типос" — образец, форма) состоит в том, что один и тот же минерал со слоистой кристаллической структурой может образовывать две или несколько разновидностей, различающихся между собой только упаковкой слоев (или пакетов слоев), т. е. порядком чередования параллельных слоев либо их пакетов и/или поворотом одних слоев (пакетов) относительно других в плоскости слоя на определенный угол, а также числом слоев в пакетах.
Такие разновидности, структурные параметры которых одинаковы в двух измерениях (в плоскости слоя) и различны (но всегда кратны расстояниям между слоями или пакетами) в третьем, перпендикулярном этой плоскости, т. е. обычно в вертикальном направлении, называются политип-ными модификациями, или коротко политипами. Они идентифицируются методами рентгенографии и (особенно эффективно) электронографии, но часто различаются и по оптическим свойствам. Политипия в ряде случаев приводит, при сохранении постоянства структурного мотива, к изменению не только метрики, но и геометрии, т. е. симметрии кристаллической структуры; иногда оно бывает достаточно существенным, сопряженным даже с изменением внешней симметрии кристаллов. Тем не менее, большинство политипов не рассматриваются, подобно "настоящим" полиморфным модификациям, как самостоятельные минеральные виды; обычно к ним относятся как к разновидностям соответствующих минералов. Есть, впрочем, и исключения: например, оба политипа молибденита MoS2 и тунгстенита WS2 считаются особыми минеральными видами (утверждены в качестве таковых КНМ ММА). Иногда разные политипы, подчас весьма сложно построенные, присутствуют в составе одного кристалла (чаще всего это встречается у слюд, особенно литиевых). Возникновение политипов, по-видимому, непосредственно обусловлено изменениями в условиях роста кристаллов минералов.
Еще одна сенсационная минералогическая новость недавнего времени, тоже касающаяся минералов со слоистой (и отчасти ленточной) структурой (конкретно —- слоистых силикатов) — открытие так называемых смешанослой-ных (и смешаноленточных) структур, когда в составе единого минерального индивида присутствуют чередующиеся слои, принадлежащие двум разным минеральным видам. Их чередование может быть неправильным, незакономерным, но бывает и достаточно упорядоченным, с сохранением постоянного количественного соотношения между обеими составляющими (обычно близкого 1:1). Примеры таких упорядоченных смешанослойных минеральных образований установлены среди глинистых минералов: корренсит (упорядоченное 1:1 — т. е. через один слоевой пакет — чередование магнезиального хлорита и либо вермикулита, либо монтмориллонита или другого минерала из его группы); ректорит (упорядоченное 1:1 переслаивание слюды типа иллита-гид-ромусковита и минерала типа бейделлита, тоже из группы монтмориллонита); тосудит (упорядоченное 1:1 переслаивание хлорита типа судоита и бейделлита или близкого ему минерала) и др. Вначале подобные минералы (как правило, очень тонкочешуйчатые) были обнаружены в глинах и глинистых осадках (в том числе на дне океана), а затем выявилось их довольно широкое распространение в качестве низкотемпературных гидротермальных образований — продуктов околорудного изменения вмещающих пород некоторых сурьмяно-ртутных (тосудит), золото-серебряных, полиметаллических (свинцово-цинковых) месторождений, при которых глинистые минералы вмещающих пород (сланцев) вследствие слабого прогрева постепенно, через промежуточную стадию смешанослойных минералов, преобразуются в хлориты или слюды.
<1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15>