МОРФОЛОГИЯ И ОНТОГЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

Нитевидные кристаллы и параллельно-волокнистые агрегаты
Искривлённые и скрученные нитевидные кристаллы

Нитевидные кристаллы

     Нитевидные кристаллы определяются как микроскопические монокристаллы, размеры которых в одном направлении во много раз больше, чем в остальных (обычно длина 1-2 мм при диаметре 1-20 мкм). В минералогии наиболее полно нитевидные кристаллы рассмотрены М. Малеевым, существенно расширившим приведенное определение тем, что он включил в число нитевидных кристаллов макронитевидные кристаллы, широко известные среди минералов, а также кристаллы, у которых длина резко преобладает над толщиной, в том числе проволоковидные и игольчатые. Особенности морфологии волокнистых кристаллов отражены в названиях многих минералов: эрионит, эриохальцит, немалит, халькотрихит, цианотрихит, фибролит, фиброферрит, уранопилит, пилинит и др.
     Отнесение кристаллов минералов к нитевидным при отсутствии точных сведений об их размерах часто бывает затруднительным. В минералогической литературе для характеристики степени удлиненности кристаллов применяется множество терминов: «столбчатые», «шестоватые», «проволоковидные», «тонкоигольчатьие», «нитеподобньте», «волосовидные», «волокнистые». При этом, как правило, не дается количественных соотношений длины и сечения кристаллов, да и само подразделение на отдельные морфологические разновидности достаточно неопределенно. Если понятие «волокнистый» характеризует наибольшую степень удлиненности, то взаимоотношения понятий «волосовидный», «нитеподобныйх», «тонкоигольчатый» установить трудно. К нитевидным кристаллам минералов обычно относят те природные кристаллы, размеры которых соответствуют размерам искусственных «усов», а таюке кристаллы, описанные как волокнистые, нитеподобные, волосовидные и тонкоигольчатые. Уплощенные нитевидные минералы с прямоугольным поперечным сечением описываются, как принято для искусственных «усов», под названием «лент». Размер нитевидных кристаллов весьма разнообразен. Их длина достигает нескольких сантиметров, а диаметр - от 0,05 до 50 мк. За верхний предел толщины нитевидных кристаллов обычно принимают величину 25-50 мк, так как при этих значениях наблюдаются некоторые качественные изменения их механических свойств. Почти все исследователи нитевидных кристаллов отмечают большое разнообразие их диаметров при их искусственном получении. Большинство авторов показывает, что утолщение кристаллов - более поздний процесс (когда на боковых гранях тонкого нитевидного кристалла зарождаются и разрастаются новые слои).
     При описании морфологии нитевидных кристаллов различных веществ часто отмечается их спиральная и геликоидальная форма. Нитевидные кристаллы палладия, полученные при термическом разложении PbCl2 имели форму закрученных проволок и геликоидов, наблюдались правые и левые геликоиды, резкие переходы от геликоидальных форм к прямым, изменение по удлинению кристалла его диаметра и шага винта (Riebling, Webb, 1957); изредка геликоидальные «усы» состоят из правильно связанных прямых сегментов. Винтообразные формы отмечены для нитевидных кристаллов меди, железа, олова и других металлов (Brenner, 1956; Edwards Svager, 1964), сульфата магния (Shayer, 1957), органического соединения меконина (Logan, 1957), Нитевидные кристаллы гексагонального ZnS имели форму свернутых колец или сложных петель; причем эти сложные формы состояли из прямых сегментов (Roth, 1954).
     Морфологические особенности природных нитевидных кристаллов очень разнообразны. Наблюдаются правильные многоугольные поперечные сечения (рутил, самородный селен, куприт, турмалин, амфиболовые асбесты, миллерит), плоские кристаллы лентообразной формы (ссайбелиит, гюмбелит, немалит), цилиндрические сечения (хризотил), неправильные сечения, когда имеется агрегат, состоящий из проникающих друг в друга индивидов (селенит). Форма поперечного сечения свободно выросших обособленных нитевидных кристаллов соответствует кристаллографическим особенностям вещества.
     Нередко для природных нитевидных кристаллов наблюдаются спирально и геликоидально закрученные формы - рутил, миллерит, козалит, золото, джемсонит, висмутин и другие минералы. Шаг геликоида в одном кристалле может быть различным. Иногда прямой нитевидный кристалл миллерита переходит в закрученный, который снова сменяется прямым. Необычна форма нитевидных кристаллов буланжерита из месторождения Медок (Онтарио) (Floyd, 1966) и джемсонита из месторождения Баяс Край (Румыния), представляющих собой кольца и укороченные трубки, состоящие из спирально закрученных кристаллов. Тонкие кольца джемсонита при разламывании распрямляются; иногда от кольца, как хвост, отходит прямая незакрученная часть кристалла, а кристаллы кольцевой формы и изломанные иголки джемсонита состоят из нескольких сросшихся волокон (Малеев, 1971).
     Исследование нитевидных кристаллов показало, что подобную форму могут приобретать как минералы, имеющие в своей структуре линейные мотивы наиболее прочно связанных атомов, так и минералы с изометричной структурой. Кроме того, волокнистые и волосовидные формы характерны для минералов со слоистой структурой и несоразмерными элементами отдельных слоёв (пачек), что приводит к скручиванию их в тончайшие трубки. Внешне такие трубки выглядят как типичные нитевидные кристаллы, хотя их и следовало бы выделять в отдельный таксон трубчатых (цилиндрических) кристаллов. Наиболее наглядный и детально изученный пример роста трубчатых кристаллов - рост кристаллов хризотил-асбеста, в котором слоистая структура хризотила, состоящая из 1 пакета талька и трёх пакетов брусита, является структурой несоразмерной; из-за несоразмерности тетраэдрического и октаэдрического слоёв в структуре серпентина возникают напряжения, которые компенсируются за счет изгиба Т-О пакетов, что обычно приводит к их «гофрировке», однако в случае хризотила направленность изгиба сохраняется и такие слои закручиваются в трубочки с внешним диаметром около 200 ангстрем (20 нм), отчего нарастающий слой кристалла при его правильной толщине формируется не плоским, а изогнуто-загибающимся. В результате получаются правильные трубчатые кристаллы из вложенных одна в другую трубок - спирально закрученных в трубки слоёв с внутренним диаметром 130 Å и внешним диаметром 260 Å.
     Известны минералы класса сульфосолей с несоразмерной слоистой структурой, для которых характерны именно скрученные формы кристаллов - цилиндрит и тубулит. Так, цилиндрит встречается в виде цилиндрических кристаллов - полых трубок или цилиндров скрученно-листового строения, разделяющихся под давлением на гладкие концентрические оболочки. А тубулит образует очень тонкие совершенные микро-трубки от 100 до 600 микрон в длину, от 40 до 100 мкм в диаметре при толщине 1-2 мкм (Rivet Quarry, Réalmont, Франция), или агрегаты нитевидных кристаллов подобных локонам волос, отчасти скрученных наподобие проволочных катушек или в кольца (Borgofranco Mines, Biò, Италия).
     Для ряда минералов появлению нитевидных кристаллов способствуют некоторые особые условия их роста, причем последние определяют часто одновременную кристаллизацию в виде нитевидных кристаллов минералов с разной структурой. Экспериментальное исследование роста нитевидных кристаллов и изучение природных минералов показали, что они образуются наиболее часто в следующих случаях:
 • При кристаллизации вещества на пористом основании, когда рост кристалла происходит не от его вершины, а от основания с постепенным выдвиганием минерального индивида за счёт прироста его основания. В природе этот способ роста наиболее характерен для нитевидных кристаллов гипса, кальцита.
 • При кристаллизации из водных сильно пересыщенных растворов. Экспериментально этим путем могут быть получены нитевидные кристаллы многих галогенидов, сульфатов и других легко растворимых солей. Этот способ генезиса нитевидных кристаллов особенно распространен в зоне окисления.
 • При росте нитевидных кристаллов из газовой фазы, нашедшем особо широкое применение при искусственном выращивании нитевидных кристаллов для прикладных целей. В природе этот способ реализуется в вулканических возгонах, в районах угольных пожаров и пожаров терриконов.
--------
     Рассматривая явления искривлённого роста и последующих деформаций, прежде прочего следует вспомнить о нитевидных кристаллах и их агрегатах. Уже сами механизмы и условия их роста во многих случаях предполагают  возможность (а подчас и предпочтительность) искривлённого роста. Да и для последующих внешних механических воздействий они оказываются наиболее уязвимы в силу своего вытянутого габитуса. Особенности нитевидных кристаллов были подробно рассмотрены М.Н. Малеевым, условия роста параллельно-шестоватых агрегатов на примере гипса-селенита изучены А.Г. Жабиным. На многочисленных примерах из карстовых пещер В.А. Мальцевым были показаны особенности роста антолитов.

     Параллельно-шестоватый агрегат (= параллельно-волокнистый агрегат) - минеральный агрегат,  образованный плотным срастанием удлинённых в одном направлении минеральных индивидов. Индивиды расположены параллельно друг другу и перпендикулярно подложке или стенкам трещины. Выделяются три различных по строению и генезису типа параллельно-шестоватых агрегатов:

 • Параллельно-шестоватый агрегат первого типа представляет собой результат завершенного геометрического отбора. В результате конкурентного отбора между кристаллами остаются и продолжают совместный рост только индивиды, ориентированные вектором роста (обычно это ось удлинения кристаллов) перпендикулярно подложке. Известны для большинства минералов, кристаллизующихся в открытых полостях, в т.ч. кварца, кальцита, флюорита, пирита.

 • Параллельно-шестоватый агрегат второго типа образуется в результате роста агрегатов при стесненной кристаллизации в трещине, которая приоткрывается постепенно и с меньшей скоростью, чем возможная скорость роста кристаллов по любому кристаллографическому направлению. Когда приоткрывание возникшей трещины происходит постепенно или мелкими толчками с амплитудой в десятые и сотые доли миллиметра. Обычно трещина раздвигается по перпендикуляру к ее стенкам.
     Но раздвижение может происходить и по косому направлению или изменяться в процессе её приоткрывания, что приводит к отклонению шестоватости от перпендикуляра к стенке или к изгибам в агрегате.
    При раздвижении трещины индивиды, как правило, остаются у одной из стенок трещины, отрываясь от другой стенки. Рост, таким образом, идет без образования головок кристаллов - свободного пространства для этого нет, и каждый индивид и весь агрегат в целом постоянно упираются в стенку трещины. Не происходит и конкуренции между кристаллами за свободное пространство по закону геометрического отбора: каждый индивид успевает расти любым своим кристаллографическим направлением вслед за отодвигающейся стенкой трещины.
     Такой агрегат не имеет свободно выступающих головок кристаллов и вплоть до окончания роста заполняет трещину от стенки до стенки, а в основании агрегата нет признаков геометрического отбора. В таком параллельно-шестоватом агрегате не формируется упорядоченной ориентировки кристаллов, и каждый индивид в нем может иметь собственное кристаллографическое направление удлинения. При развитии этого явления в чистом виде получается жила, целиком от стенки до стенки заполненная параллельно-шестоватым агрегатом. Характерны для кварца в метаморфических породах, в близости альпийских жил.

 • Параллельно-шестоватый агрегат третьего типа, - жилы и прожилки с т. наз. "серединной просечкой", называемые также параллельно-волокнистыми агрегатами. Характерными диагностическими признаками их внутреннего строения являются: 1) параллельно-волокнистая структура; 2) закономерная кристаллографическая ориентировка волокон; 3) наличие срединной просечки, разделяющей их на два слоя; 4) наличие внутренних включений вмещающих пород.
     Хорошо известные примеры: селенит, асбест. Также известны для кальцита, целестина, графита. От П.Ш.А I и II типов они принципиально отличаются тем, что хотя и растут в стесненных условиях, но отчасти в них проявлена зона геометрического отбора, они являются кристаллографически закономерно ориентированными агрегатами, специфическая динамика их роста - в обе стороны от срединной просечки. "Попытки установить онтогению асбестов делались неоднократно, но она и до сих пор полна неясностей. Это тормозит искусственное получение асбестов высокого качества, хотя промышленность синтеза минерального сырья уже решила задачу получения коротковолокнистых разновидностей" (Жабин, 1979).

     Антолиты - расщепляющиеся и скручивающиеся при росте параллельно-волокнистые агрегаты плотно связанных между собой нитевидных кристаллов-субиндивидов, разновидность параллельно-шестоватых агрегатов третьего рода. Характерны для ряда легко растворимых минералов (гипса, селитры, льда) - см. Антолиты >>

--------------------------------------
 Литература:
• Бережкова Г.В. Нитевидные кристаллы. - М., 1969
• Григорьев Д.П. Онтогения минералов.  Изд. Львовск. ун-та, 1961
• Жабин А.Г.  Морфология и генезис параллельно-шестоватых агрегатов минералов. -Зап. Всесоюзн.минер. об-ва, 1958, 87, №5
• Жабин А. Г. Онтогения минералов (агрегаты). М., "Наука", 1979.
• Леммлейн Г.Г. О нарастании кварца на халцедон. В кн.: Акад. Д.С. Белянкину к 70-летию со дня рождения. М., АН СССР, 1946
• Леммлейн Г.Г. Об ориентировке кристаллов кварца в альпийского типа жилах на примере Урала. ДАН СССР, 1939, т. 22, 1
• Малеев М.Н. Свойства и генезис природных нитевидных кристаллов и их агрегатов. М., "Наука", 1971
• Мальцев В.А.  К онтогении минеральных агрегатов пещер: Нитевидные кристаллы сульфатов
--------------------------------------

Хризотил - асбест, прожилки параллельно-волокнистых агрегатов в серпентините

Хризотил - асбест. Образец 5.1 х 2.5 см.

Гипс-селенит. Выколок из прожилка параллельно-шестоватого агрегата волокнистых кристаллов. Видны зоны групповых  механических деформаций волокон. Образец ~10см. Верхнее течение р. Сох, Таджикистан. Фото: © В.Слётов

 Амфиболовый рибекит-асбест. ЮАР

Асбестовидные параллельно-волокнистые агрегаты кварца и крокидолита (разн. рибекита), замещённые гётитом (т. наз. "Тигровый глаз"), - выклинивающиеся прожилки с просечками. Кривой Рог, Украина. Образец: Геолого-минералогический музей МГОУ (№2994). Фото: © А.А. Евсеев

Туперссуатсиаит, агрегат нитевидных кристаллов. Карьер фонолитового массива Арис (Aris Quarry), Намибия. Фото: www.ebay.com/usr/csalo976

2.     3.

  1). Серебро самородное, антолиты. Из старинных образцов, добытых в 19 веке на м-нии Фрайберг, Рудные горы, Германия.
  2 - 3). Золото самородное, антолиты. М-ние Колорадо, США.
Экспонаты ярмарки Тусон-шоу-2008. Фото: © М. Моисеев, с сайта "Русские минералы" (www.rusmineral.ru)

Пиккерингит (водный сульфат из группы галотрихита) в виде агрегатов остро-конических нитевидных кристаллов, сужающихся от подложки к концам, местами тесно сросшихся у основания. Длина кристаллов пиккерингита ~ 3-5 мм. Агрегаты раббиттита схожего строения были найдены П.Мартыновым в старых штольнях Белореченского м-ния (см. фото на стр. антолиты). Предположительно, эти удивительные формы роста нитевидных кристаллов, известные и для ряда других гипергенных минералов, могут представлять собой одну из нескольких разновидностей нтолитов, - сужающиеся кверху до почти конических волокнистые агрегаты ("сложные индивиды") смешанного типа питания, когда рост кластера осуществляется одновременно и от основания из пор (как у классических антолитов), и из капиллярной плёнки или коллоидных натёков на его поверхности. Фото: www.ebay.com/usr/red_crystal

Джемсонит во флюорите, Китай. Ширина верхнего кадра ~5 мм. Образец и фото: © П. Мартынов. "Эти кольца идеальной формы - удивительное минеральное образование. Такие кольца могут быть настолько широкими, что они уже и не кольца, а полые цилиндры и трубки, прямые и с постоянным диаметром" (источник: http://medwar.livejournal.com/)

Рутил в кристалле топаза на кварце. Мексика (Tepetate, Mun. de Villa de Arriaga, San Luis Potosí). Ширина кристалла топаза 1,25 мм.
Образец и фото: © П. Мартынов, источник: medwar.livejournal.com