Поліморфізм та поліморфні модифікації
Поліморфізм – це існування речовин однієї й тієї ж хімічного складу, але різної структури. По л і м о р ф н і м о д і ф і к а ц і і – різні мінерали. Наприклад, графіт та алмаз – морфологія кристалів та фізичні властивості, яких різко різні. Явище поліморфізму відбиває те що, що кристалічна структура визначається як хімічним складом.
Кожна поліморфна я модифікація стійка при своїх значеннях температури і тиску. Наявність у гірській породі тієї чи іншої поліморфної модифікації часто є індикатором умов формування даної породи. Освіта однієї поліморфної модифікації з іншого називають поліморфним перетворенням (або переходом). Швидкість переходу може змінюватись від дуже високої до надзвичайно низької. Швидкість залежить від типу структурної перебудови, яка потрібна на перетворення. Існує два типи перетворень: переходи зі зміщенням атомів (деформаційні) та реконструктивні.
П е р о х о д і с о зме щ е н е м оборотні і протікають швидко при певних Р і Т. Прикладами таких перетворень служать високотемпературний і низькотемпературний кварц, високотемпературний і низькотемпературний
Лейцит. Факт початкової кристалізації високотемпературної форми часто можна визначити із зовнішньої формі кристалів. Як правило, високотемпературні модифікації мають більш високу симетрію, ніж низькотемпературні.
Реконструктивні перетворення протікають повільно, це викликано необхідністю розриву зв'язків у структурі та просторового перерозподілу атомів чи іонів. Приклади: кварц – кристобаліт – тридиміт. Найчастіше високотемпературні модифікації мають більш пухкі структури і знижену щільність протинизькотемпературними формами. Це викликано підвищеним тепловим рухом атомів, і навіть входженням у структури домішкових іонів. Подібні чужорідні іони часто стабілізують структуру та перешкоджають її переходу в іншу модифікацію при зниженні температури.
І ЗОСТРУКТУРНІ МІНЕРАЛИ
Це поняття застосовується до двох і більше мінералів, які мають однакову структуру за різного хімічного складу. Їх називають і з о с т р у к т у р н ими і з'єд н е н нями. Наприклад, Fe 2 O 3 (гематит) і Al 2 O 3 (корунд), шпинель MgAl 2 O 4 і магнетит Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 , рутил TiO 2 , піролюзит MnO 2 і каситерит SnO 2 . Властивості та умови утворення цих мінералів різні, але за морфологією їх кристали часто подібні.
Т ВЕРДІ РОЗЧИНИ
Серед деяких ізоструктурних мінералів є сполуки різного проміжного складу, наприклад шпинель, збагачена двовалентним залізом або магнетит, збагачений алюмінієм. Такі мінерали називають твердими і ростами. Залежно кількості домішок змінюються вид, характер огранювання і фізичні властивості кристалів. Різні домішки входять до складу мінералу за різних умов його утворення.
П СЕВДОМОРФОЗИ ( ХИБНІ КРИСТАЛИ )
Псевдоморфоза (за грец. «псевдос» – приставка, що відповідає українському брехні…, «морфі» – форма, вид) – це кристал чи зерно мінералу, заміщені без зміни його форми іншим мінералом чи сумішшю мінералів. У цих утворень часто зберігаються навіть найдрібніші деталі поверхні первинних кристалів.
Існує два основних типи псевдоморфізму: при одному з них речовина повністю залишається тим же, що і спочатку, а при другому відбувається привнесення або винесення деяких елементів.
Перший тип псевдоморфізму спостерігається в тихвипадках, коли одна поліморфна модифікація змінюється іншою без зміни зовнішньої форми мінерального індивіда. Цей окремий випадок називається пароморфізмом, а утворені - пароморфозою однієї форми по іншій (наприклад, параморфоза кальциту по арагоніту). Так виникають параморфози високотемпературного низькотемпературного перетворення 575º С).
Псевдоморфози іншого типу утворюються, коли більш ранній мінерал заміщається пізнішим внаслідок хімічної реакції. Ця реакція може бути викликана наступними причинами: 1) винесенням компонента (наприклад, утворення самородної міді з куприту або азуриту); 2) привносом компонента (наприклад, псевдоморфоза гіпсу по ангідриту або малахіту за купритом); 3) частковою заміною компонентів (наприклад, утворення гетиту (лімоніту) по піриту); 4) повною зміною всіх компонентів (наприклад, псевдоморфоз кварцу флюоритом).
Освіта псевдоморфози свідчить про те, що мінерал, що спочатку утворився, перестав бути стійким у фізичній і хімічній обстановці, що змінилася, і замінився іншим мінералом, стабільним у цій новій обстановці. Тому вивчення псевдоморфоз може дати цінну інформацію про геологічну історію породи, в якій міститься дана псевдоморфоза. Псевдоморфоза може, зокрема, дати уявлення про природу і склад розчинів, що циркулювали в гірській породі, які привносили або виносили ті чи інші елементи. В інших випадках, коли відомі умови стійкості вихідного і мінералів, що заміщає, можна оцінити температуру і тиск, при яких відбувалося заміщення.