Ìèíåðàëû è ãîðíûå ïîðîäû Ðîññèè è ÑÑÑÐ
<<< Èçîìîðôíûå ìèíåðàëû
| Ñîäåðæàíèå | Èçìåí÷èâîñòü
ìèíåðàëîâ >>>
×àñòü 1. Ìèíåðàëû. ×òî òàêîå ìèíåðàëû
Ìåòàìèêòíûå ìèíåðàëû
Íà î÷åðåäè ó íàñ — çíàêîìñòâî, ïóñòü è ñàìîå
áåãëîå, "øàïî÷íîå", ñ ìåòàìèêòíûìè
ìèíåðàëàìè. Ñóùåñòâóþò â ìèíåðàëüíîì ìèðå òàêèå
ñòðàííûå, óäèâèòåëüíûå è äîëãî êàçàâøèåñÿ
çàãàäî÷íûìè îáðàçîâàíèÿ: ïîãëÿäåòü íà íèõ
ñíàðóæè — íàñòîÿùèå êðèñòàëëû, ÷àñòî ïðàâèëüíîé
ôîðìû, à âíóòðè — ñòåêëî ñòåêëîì (èíîãäà, âïðî÷åì,
îíè áîëüøå íàïîìèíàþò ñìîëó èëè êëåé).
Âïåðâûå íà íèõ îáðàòèë âíèìàíèå åùå â êîíöå XIX
âåêà âèäíûé íîðâåæñêèé ìèíåðàëîã Â. Áð¸ããåð,
êîòîðûé è íàçâàë â 1893 ãîäó ïîäîáíûå ìèíåðàëû
"ìåòàìèêòíûìè". Ïî åãî ñëîâàì, ýòî íàçâàíèå,
îòíîñÿùååñÿ ê îñîáîìó êëàññó àìîðôíûõ âåùåñòâ,
êîòîðûå íå ÿâëÿþòñÿ íè ñòåêëàìè, íè òâåðäûìè
ãåëÿìè, ïðîèçâåäåíî "îò ãðå÷åñêîãî
ìåòàìèãíèìè — èçìåíåíèå ïóòåì ñìåøèâàíèÿ, ò.å.
ïóòåì ïåðåãðóïïèðîâêè ìîëåêóë ñ îáðàçîâàíèåì
ñòðóêòóðû, îòëè÷íîé îò ïåðâè÷íîé
êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû". Êàê ìû ñêîðî
óáåäèìñÿ, â ñâîåé òðàêòîâêå ïðèðîäû ìåòàìèêòíîãî
ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà Áð¸ããåð áûë î÷åíü áëèçîê ê
èñòèíå, õîòÿ è íå ðàñïîëàãàë ñîâðåìåííûìè
ìåòîäàìè èññëåäîâàíèÿ.
Ñåãîäíÿ ìû çíàåì, ÷òî ïåðåõîä ìèíåðàëîâ â
ìåòàìèêòíîå ñîñòîÿíèå (ìåòàìèêòèçàöèÿ)
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàðóøåíèå èõ êðèñòàëëè÷åñêîé
ñòðóêòóðû, âûðàæåííîå â ñìåùåíèè ñòðóêòóðíûõ
åäèíèö (àòîìîâ, èîíîâ) ñ èõ ïîçèöèé â ðåøåòêå. Ïðè
ýòîì âîçíèêàþò âàêàíñèè — íåçàïîëíåííûå
óçëû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè — è ïîÿâëÿþòñÿ
àòîìû â ìåæäóóçëèÿõ. Èñ÷åçàåò ïðàâèëüíàÿ
ïðîñòðàíñòâåííàÿ (òðåõìåðíàÿ) ïåðèîäè÷íîñòü
ñòðóêòóðû; ôàêòè÷åñêè ïðîèñõîäèò ÷àñòè÷íîå
èëè ïîëíîå åå ðàçðóøåíèå, ñîïðîâîæäàåìîå
àìîðôèçàöèåé êðèñòàëëè÷åñêîãî âåùåñòâà.
Ìåòàìèêòíûå ìèíåðàëû — ýòî, êàê ïðàâèëî,
ìèíåðàëû ñëîæíîãî, ìíîãîêîìïîíåíòíîãî ñîñòàâà:
ñëîæíûå îêñèäû, è òîì ÷èñëå òèòàíàòû (áðàííåðèò,
äàâèäèò) è òèòàíîòàíòàëîíèîáàòû (ôåðãóñîíèò,
ñàìàðñêèò, èòòðîòàíòàëèò, ïèðîõëîð,
áåòàôèò, ëîïàðèò è ìíîãèå äðóãèå), ðåäêîçåìåëüíûå
ñèëèêàòû (àëëàíèò, áðèòîëèò, ãàäîëèíèò è äð.), à
òàêæå öèðêîí, îáîãàùåííûé ðåäêèìè çåìëÿìè. Êàê
ïðàâèëî, âñå ýòè ìèíåðàëû ñîäåðæàò, õîòÿ áû â
íåáîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ, óðàí è/èëè òîðèé, ëèáî
íàõîäèëèñü äëèòåëüíîå âðåìÿ â òåñíûõ ñðàñòàíèÿõ
ñ ñèëüíî ðàäèîàêòèâíûìè ìèíåðàëàìè. Ñîáñòâåííûå
ìèíåðàëû ðàäèîàêòèâíûõ ýëåìåíòîâ — òàêèå, êàê
óðàíîâàÿ ñìîëêà (íàñòóðàí) UO2, òîðèò ThSiO4,
êîôôèíèò U(SiO4)1-x(OH)4x è äð. — ìîãóò
ïîäâåðãàòüñÿ ìåòàìèêòèçàöèè äàæå ïðè ïðîñòîì
ñîñòàâå.
Ïðè ïåðåõîäå â ìåòàìèêòíîå ñîñòîÿíèå
ìèíåðàë ïîëíîñòüþ ñîõðàíÿåò âíåøíþþ ôîðìó
êðèñòàëëîâ (åñëè, êîíå÷íî, îí èìåë åå ïðè ñâîåì
îáðàçîâàíèè), íî ñòàíîâèòñÿ, õîòÿ áû ìåñòàìè, â
îòäåëüíûõ ó÷àñòêàõ, îïòè÷åñêè èçîòðîïíûì
(íåçàâèñèìî îò åãî ñèììåòðèè) è ðåíòãåíîàìîðôíûì
(ò.å. íå äàåò ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèîííîé
êàðòèíû) — ïîëíîñòüþ èëè ÷àñòè÷íî.  ïîñëåäíåì
ñëó÷àå èìååò ìåñòî ÷àñòè÷íàÿ ìåòàìèêòèçàöèÿ.
Îïòè÷åñêîé èçîòðîïèçàöèè è ÷àñòè÷íîé
ìåòàìèêòèçàöèè ïîäâåðãàþòñÿ, â ÷àñòíîñòè, ñëþäû, àìôèáîëû è
íåêîòîðûå äðóãèå ïîðîäîîáðàçóþùèå ñèëèêàòû
âîêðóã âêëþ÷åíèé çåðåí ðàäèîàêòèâíûõ ìèíåðàëîâ
(â ïðåäåëàõ òàê íàçûâàåìûõ ïëåîõðîè÷íûõ
äâîðèêîâ, èëè ïëåîõðîè÷íûõ îðåîëîâ).
Ìåòàìèêòíûå ìèíåðàëû ïðèîáðåòàþò
ðàêîâèñòûé èçëîì, ñìîëÿíîé (èíîãäà, âïðî÷åì,
òàêæå ñòåêëÿííûé) áëåñê è ñòåêëîïîäîáíûé îáëèê â
èçëîìå, ó íèõ èñ÷åçàåò ñïàéíîñòü, îíè íåðåäêî
ñòàíîâÿòñÿ î÷åíü õðóïêèìè. Ïëîòíîñòü òàêèõ
ìèíåðàëîâ ïîíèæàåòñÿ (à ïðè íàãðåâàíèè
âîçðàñòàåò); îíè ÷àñòî ïîäâåðãàþòñÿ ãèäðàòàöèè
(ïîãëîùàþò âîäó).
Ïðè íàãðåâàíèè äî 500-800°Ñ î÷åíü ìíîãèå
ìåòàìèêòíûå ìèíåðàëû îáíàðóæèâàþò ñïîñîáíîñòü ê
ñàìîâîçãîðàíèþ (ðåêàëåñöåíöèè). Ýòî èõ ñâîéñòâî
ïîëó÷èëî íàçâàíèå ïèðîãíîìèè; îíî
ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïåðåõîä ìèíåðàëà â
ìåòàìèêòíîå (ñòåêëîîáðàçíîå) ñîñòîÿíèå, ò.å. åãî
"âòîðè÷íàÿ" àìîðôèçàöèÿ (âåäü ïðè ñâîåì
îáðàçîâàíèè îí áûë êðèñòàëëè÷åñêèì)
ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîãëîùåíèåì ýíåðãèè, è ýòó
"çàïàñåííóþ" ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ
ìåòàìèêòíûé ìèíåðàë âûñâîáîæäàåò ïðè íàãðåâàíèè
äî òåìïåðàòóðû ðåêàëåñöåíöèè. Íàãðåâàíèå òàêæå
ïîâûøàåò óñòîé÷èâîñòü ìåòàìèêòíûõ ìèíåðàëîâ ê
äåéñòâèþ êèñëîò (òîãäà êàê áîëüøèíñòâî âåùåñòâ, â
òîì ÷èñëå è êðèñòàëëè÷åñêèõ ìèíåðàëîâ, ïðè
íàãðåâàíèè ðåàãèðóþò ñ êèñëîòàìè àêòèâíåå).
Èññëåäîâàíèå ìåòàìèêòíûõ ìèíåðàëîâ ïîä
ýëåêòðîííûì ìèêðîñêîïîì ïîêàçûâàåò, ÷òî îíè
äåéñòâèòåëüíî ïðåòåðïåâàþò ìåòàìèêòíûé ðàñïàä,
ò.å. äèñïåðãèðóþòñÿ íà î÷åíü ìåëêèå áëîêè
(âåëè÷èíîé â äîëè ìèêðîìåòðà). Íåêîòîðûå áëîêè
åùå ñîõðàíÿþò ïåðâîíà÷àëüíóþ êðèñòàëëè÷åñêóþ
ñòðóêòóðó, äðóãèå æå ïîëíîñòüþ åå óòðà÷èâàþò è
ïåðåõîäÿò â àìîðôíîå, ñòåêëîïîäîáíîå ñîñòîÿíèå.
Åñëè ñóáìèêðîñêîïè÷åñêèõ áëîêîâ ñ ïåðâè÷íîé
ñòðóêòóðîé äîñòàòî÷íî ìíîãî, òî íàãðåâàíèå äî
òåìïåðàòóðû ðåêàëåñöåíöèè âîññòàíàâëèâàåò
ïåðâè÷íóþ êðèñòàëëè÷åñêóþ ñòðóêòóðó ìèíåðàëà;
îí, êàê ãîâîðÿò, ðåêðèñòàëëèçóåòñÿ (ïðàâäà,
âñëåäñòâèå ìåòàìèêòíîãî ðàñïàäà íà áëîêè — íå
êàê ìîíîêðèñòàëë, à â âèäå ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî
àãðåãàòà); èíîãäà ïàðàëëåëüíî ñ
ðåêðèñòàëëèçàöèåé âîçíèêàþò ïðîñòûå îêñèäû
íåêîòîðûõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ èç ñîñòàâà
ìèíåðàëà.
Åñëè æå ïðè ìåòàìèêòíîì ðàñïàäå ðåçêî
ïðåîáëàäàþò ïîëíîñòüþ àìîðôèçîâàííûå áëîêè, ò.å.
ìèíåðàë ïðåáûâàåò â ãëóáîêî ìåòàìèêòíîì
ñîñòîÿíèè, òî åãî ïåðâè÷íàÿ ñòðóêòóðà ïðè
íàãðåâàíèè íå âîññòàíàâëèâàåòñÿ, à
êðèñòàëëèçóþòñÿ òîëüêî ïðîñòûå è ðåæå ñëîæíûå
îêñèäû ãëàâíûõ (âèäîîáðàçóþùèõ) ýëåìåíòîâ.
Ïðè÷èíû ïåðåõîäà ìèíåðàëîâ â ìåòàìèêòíîå
ñîñòîÿíèå òåïåðü òâåðäî óñòàíîâëåíû: ýòî
áîìáàðäèðîâêà à-÷àñòèöàìè, îáëàäàþùèìè áîëåå ÷åì
äîñòàòî÷íîé ýíåðãèåé äëÿ ñìåùåíèÿ àòîìîâ (èîíîâ)
ñ èõ ñòðóêòóðíûõ ïîçèöèé (÷òî òðåáóåò ïðèëîæåíèÿ
ýíåðãèè â 4-5 ýÂ). Èñòî÷íèêè à-÷àñòèö ìîãóò áûòü êàê
âíóòðåííèå (óðàí è òîðèé â ñîñòàâå ñàìèõ
ìèíåðàëîâ), òàê è âíåøíèå (ðàäèîàêòèâíûå
ìèíåðàëû, îáðàçóþùèå âêëþ÷åíèÿ â ìåòàìèêòíûõ èëè
íàõîäÿùèåñÿ ñ íèìè â íåïîñðåäñòâåííîì
ñîïðèêîñíîâåíèè).
Íî ïîìèìî âîçäåéñòâèÿ îñ-èçëó÷åíèÿ äëÿ
ìåòàìèêòèçàöèè ìèíåðàëîâ íåîáõîäèì åùå îäèí
ôàêòîð, òî÷íåå — òðåáóåòñÿ îäíà âàæíàÿ
ïðåäïîñûëêà, à èìåííî — "ïðåäðàñïîëîæåííîñòü"
èõ êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû ê ìåòàìèêòíîìó
ðàñïàäó è àìîðôèçàöèè; èíûìè ñëîâàìè, ñòðóêòóðà
ìèíåðàëîâ, ñêëîííûõ ê ïåðåõîäó â ìåòàìèêòíîå
ñîñòîÿíèå, íå äîëæíà áûòü ñëèøêîì óñòîé÷èâîé.
Âåäü èçâåñòíî äîñòàòî÷íî ìíîãî ìèíåðàëîâ ñ
âûñîêèì ñîäåðæàíèåì óðàíà è/èëè òîðèÿ, êîòîðûå,
òåì íå ìåíåå, àïàòèò, ìîíàöèò,
êñåíîòèì è äð.); ýòî ìèíåðàëû ñ âåñüìà óñòîé÷èâîé
êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé.
Âìåñòå ñ òåì, ó áîëüøèíñòâà ìåòàìèêòíûõ
ìèíåðàëîâ ñóùåñòâóþò â ïðèðîäå êðèñòàëëè÷åñêèå
àíàëîãè; íåêîòîðûå èç íèõ âñòðå÷àþòñÿ
íèñêîëüêî íå ðåæå, ÷åì ìåòàìèêòíûå (àëëàíèò,
öèðêîí, ïèðîõëîð, ìèêðîëèò, óðàíèíèò è ò.ä.), äðóãèå ÷ðåçâû÷àéíî
ðåäêè (ñàìàðñêèò, èòòðîòàíòàëèò, áåòàôèò,
ïîëèìèãíèò, öèðêåëèò, ðÿä ðåäêîçåìåëüíûõ
ñèëèêàòîâ — ãàäîëèíèò, áðèòîëèò è ìíîãèå äðóãèå),
òðåòüè íå ñòîëü óæ ðåäêè, õîòÿ è âñòðå÷àþòñÿ ðåæå
ñâîèõ ìåòàìèêòíûõ ðàçíîâèäíîñòåé (òîðèò,
òîðèàíèò, à òàêæå ëîïàðèò è ìíîãèå äðóãèå
òèòàíî-òàíòàëî-íèîáàòû).
Åñòü è íåñêîëüêî ðåäêèõ ìèíåðàëîâ,
èçâåñòíûõ ïîêà òîëüêî â ìåòàìèêòíîì ñîñòîÿíèè
(íàïðèìåð, ðåäêîçåìåëüíûå ñèëèêàòû ðîóëàíäèò è
òîðîñòåíñòðóïèí; äî î÷åíü íåäàâíåãî âðåìåíè òàê
æå îáñòîÿëî äåëî ñ ñàìàðñêèòîì, èòòðîòàíòàëèòîì
è äð.). Êñòàòè, íàëè÷èå êðèñòàëëè÷åñêèõ àíàëîãîâ,
äàþùèõ ðåíòãåíîâñêóþ äèôðàêöèîííóþ êàðòèíó, —
ñàìîå íàäåæíîå äîêàçàòåëüñòâî òîãî, ÷òî èõ
ìåòàìèêòíûå ðàçíîâèäíîñòè äåéñòâèòåëüíî
âîññòàíàâëèâàþò ïðè íàãðåâàíèè ñâîþ ñîáñòâåííóþ
êðèñòàëëè÷åñêóþ ñòðóêòóðó.
 öåëîì, ÷åì ñëîæíåå ñîñòàâ ìèíåðàëîâ, ò.å.
÷åì áîëüøå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ â íåì
ïðèñóòñòâóþò, òåì èõ ìîæíî ñ÷èòàòü ñòðóêòóðíî
áîëåå ïðåäðàñïîëîæåííûìè ê ïåðåõîäó â
ìåòàìèêòíîå ñîñòîÿíèå, äàæå ïðè íèçêèõ
ñîäåðæàíèÿõ ðàäèîàêòèâíûõ ýëåìåíòîâ
(õàðàêòåðíûé ïðèìåð — îáû÷íî ìåòàìèêòíûé
ãàäîëèíèò TR2Fe2+BeSi2O10,
ñîäåðæàùèé, êàê ïðàâèëî, íå áîëåå 0,4-0,5% ThO2).
<<< Èçîìîðôíûå ìèíåðàëû
| Ñîäåðæàíèå | Èçìåí÷èâîñòü
ìèíåðàëîâ >>>
Ïîçíàêîìèòüñÿ ñ èçîáðàæåíèÿìè è îïèñàíèÿìè äðóãèõ îáúåêòîâ ïðèðîäû Ðîññèè è ñîïðåäåëüíûõ ñòðàí -
 ìèíåðàëîâ è ãîðíûõ ïîðîä,
ïî÷â,
ãðèáîâ,
âîäîðîñëåé,
ëèøàéíèêîâ,
ëèñòîñòåáåëüíûõ ìõîâ,
äåðåâüåâ, êóñòàðíèêîâ, êóñòàðíè÷êîâ è ëèàí,
òðàâÿíèñòûõ ðàñòåíèé (öâåòîâ),
ÿãîä è äðóãèõ äèêîðàñòóùèõ ñî÷íûõ ïëîäîâ,
âîäíûõ áåñïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ,
íàñåêîìûõ-âðåäèòåëåé ëåñà,
äíåâíûõ áàáî÷åê,
ïðåñíîâîäíûõ è ïðîõîäíûõ ðûá,
çåìíîâîäíûõ (àìôèáèé),
ïðåñìûêàþùèõñÿ (ðåïòèëèé),
ïòèö, ïòè÷üèõ ãíåçä, èõ ÿèö è ãîëîñîâ, à òàêæå
ìëåêîïèòàþùèõ (çâåðåé), -
ìîæíî â ðàçäåëå Ïðèðîäà Ðîññèè íàøåãî ñàéòà.
 ðàçäåëå Ïðèðîäà â ôîòîãðàôèÿõ
ðàçìåùåíû òàêæå òûñÿ÷è íàó÷íûõ ôîòîãðàôèé ãðèáîâ, ëèøàéíèêîâ, ðàñòåíèé è
æèâîòíûõ Ðîññèè è ñòðàí áûâøåãî ÑÑÑÐ, à â ðàçäåëå
Ïðèðîäíûå ëàíäøàôòû ìèðà - ôîòîãðàôèè ïðèðîäû
Åâðîïû,
Àçèè,
Ñåâåðíîé è
Þæíîé Àìåðèêè,
Àôðèêè,
Àâñòðàëèè è Íîâîé Çåëàíäèè è
Àíòàðêòèêè.
 ðàçäåëå Ìåòîäè÷åñêèå ìàòåðèàëû
Âû òàêæå ìîæåòå ïîçíàêîìèòüñÿ ñ îïèñàíèÿìè ðàçðàáîòàííûõ ýêîëîãè÷åñêèì öåíòðîì "Ýêîñèñòåìà"
ïå÷àòíûõ îïðåäåëèòåëåé ðàñòåíèé ñðåäíåé ïîëîñû,
êàðìàííûõ îïðåäåëèòåëåé îáúåêòîâ ïðèðîäû ñðåäíåé ïîëîñû,
îïðåäåëèòåëüíûõ òàáëèö "Ãðèáû, ðàñòåíèÿ è æèâîòíûå Ðîññèè",
êîìïüþòåðíûõ (ýëåêòðîííûõ) îïðåäåëèòåëåé ïðèðîäíûõ îáúåêòîâ,
ïîëåâûõ îïðåäåëèòåëåé äëÿ ñìàðòôîíîâ è ïëàíøåòîâ,
ìåòîäè÷åñêèõ ïîñîáèé ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ è ïîëåâûõ ýêîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé
(âêëþ÷àÿ êíèãó äëÿ ïåäàãîãîâ "Êàê îðãàíèçîâàòü ïîëåâîé ýêîëîãè÷åñêèé ïðàêòèêóì"), à òàêæå
ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèõ
ôèëüìîâ ïî îðãàíèçàöèè ïðîåêòíîé èññëåäîâàòåëüñêîé äåÿòåëüíîñòè øêîëüíèêîâ â ïðèðîäå.
Ïðèîáðåñòè âñå ýòè ìàòåðèàëû ìîæíî â íàøåì íåêîììåð÷åñêîì Èíòåðíåò-ìàãàçèíå.
Òàì æå ìîæíî ïðèîáðåñòè mp3-äèñêè Ãîëîñà ïòèö ñðåäíåé ïîëîñû Ðîññèè è
Ãîëîñà ïòèö Ðîññèè, ÷.1: Åâðîïåéñêàÿ ÷àñòü, Óðàë, Ñèáèðü.
|
