Структура сростков минеральных индивидов (симметрия, соподчинение, классификация, свойства)

Актуальность темы

При изучении геологических образований исследователям приходится в первую очередь сталкиваться не с отдельными индивидами минералов, а с их сростками. Характер срастаний минералов определяет схемы технологии и степень извлечения полезного компонента при переработке руд. При различных воздействиях на кристаллические материалы и особенно при механических воздействиях /как в естественных так и в искусственных условиях/ возникают образования, подобные сросткам. Разнообразные дефекты в виде блочности, двойников и других срастаний часто возникают при синтезе кристаллов в лабораторных и промышленных условиях. Широкое распространение, а также вовлечение в сферу производства новых материалов с новыми свойствами обуславливают значительный интерес, проявляемый исследователями к сросткам минеральных индивидов.

Определение состава сростков в настоящее время не вызывает затруднений. Сложнее дело обстоит с определением структуры. Трудности возникают уже при определении структуры предельного вида сростков — горных пород. Структуры только интрузивных горных пород выделяются по составу /гранитная, габбровая, диабазовая/, по ¦форме компонентов породы /сферолитовая, метельчатая/, по характеру срастаний /графическая, пойкилитовая/ и т. п. В последнее время ведется разработка определения структуры горных пород в направлении выделения элементарной ячейки пород и закономерностей сложения этих ячеек /Драгунов, 1971; Шафрановский, Плотников, 1975/.

Наиболее разработаны вопросы строения закономерных сростков, состоящих из двух кристаллографических индивидов. На основе теории антисимметрии А. В. Шубникова /19 516/ разработано формализованное описание двойников, создана их классификация /Шафрановский, 1960; Curien, Le Corre, 1958; Мокиевский, 1967/.

Благодаря этим работам стало возможным однозначное описание двойников, выделение необходимого минимума сведений для-их характеристики, предсказание возможных законов двойникования того или иного минерала, установление неточностей и ошибок в справочной литературе /Соколова, 1971/.

У класса геологических образований, располагающихся между горными породами и сростками двух индивидов, исследованы отдельные аспекта строения. Создана геометрическая модель строения друз и параллельношестоватых агрегатов /Лемлейн, 1945; Григорьев, 1954/, разработана триадная теория комплексного двойникования /Варданянц, 1951/, начата разработка вопросов применения групп цветной симметрии Н. В. Белова /Белов, Тарханова, 1956/ для описания сложных двойниковых сростков / Cu. rLen, доппау, 1959; Шафрановский, 1960; Моки-евский, 1966/, сделана попытка определения двойников, тройников и т. п. через термины теории групп /Мокиевский, 1967, 1968 а, б/, интенсивно накапливается фактический материал по строению сложных минеральных индивидов и агрегатов при онтогенических исследованиях /Григорьев, 1961; Григорьев, Жабин, 1975; Жабин, 1979/.

Вместе с тем отсутствует обобщающая теория строения сростков. Создание такой теории позволит решить проблему систематизации видов сростков и горных пород, определить связь структуры сростков со структурой слагающих их индивидов, определить физические характеристики срастаний, что позволит расширить область применения сростков в производстве.

Цель работы: установить единую таксономию внутри класса сростков минеральных индивидов по их структуре, логически обосновать место их в системе объектов, изучаемых геологией, и связь с другими уровнями единой иерархии геологических объектов, установить закономерности в строении сростков и агрегатов и способы их описания.

Научная новизна. Работа является первым опытом установления единой формализованной классификации структур всех типов сростков минеральных индивидов и применения этой классификации для описания структур реальных объектов. Установлены новые закономерности в строении сложных сростков и агрегатов. Впервые применены гомологические преобразования для объяснения перерождения структур кристаллов в структуру пластически деформированного минерала. Впервые в полном объеме использованы группы цветной симметрии для х арак т е ри с тики сложных закономерных срастаний. Открыты новые виды закономерных срастаний ильменорутила, ставролита, плагиоклазов, марказита, антимонита, касситерита.

Практическое значение. Полученные материалы могут быть использованы при исследовании строения природных и искусственных сростков и агрегатов, позволят предсказать их свойства и расширить область применения этих образований в народном хозяйстве, являются вкладом в создание общей теории строения сростков и общей теории строения Земли.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Федоровских научных сессиях 1978, 1980, 1981 годов, на совещании по проблеме «Региональный метаморфизм, метасоматоз и металлогения Урала» (Свердловск, 1975 г.), на научно-технической конференции в Свердловском горном институте (Свердловск, 1973 г.), на заседаниях йльменогорской группы Уральского отделения Всесоюзного минералогического общества (Миасс, 1977, 1979, 1960, 1981, 1982 гг.).

По теме диссертации опубликовано 9 статей и одна монография-препринт .

Фактический материал. Основной материал по теме собран в музее Ильменского государственного заповедника им. В. И. Ленина УНЦ АН СССР (1976;1981 гг.), а также использованы материалы, полученные при минералогическом исследовании руд якутских месторождений Са-рылах, Малтан, Киняс-Юрях в 1969;ГЭ72гг. (на кафедре минералогии и петрографии Свердловского горного института) и других месторождений. В процессе работы проанализирована доступная литература, касающаяся вопросов строения сростков, в частности проанализировано более 1000 известных законов срастания. Самостоятельно изучено более 900-природных сростков и сложных минеральных индивидов ставролита, ильменорутила, плагиоклазов, антимонита и других минералов из месторождений разного генезиса.

В качестве основного метода использован аппарат классической симметрии с ее расширенными вариантами: гомологией, антисимметрией, цветной симметрией и частично цветной симметрией.

Объем работы. Диссертация объемом 229 страниц состоит из введения, пяти глав и заключения, включает 129 страниц машинописного текста, б таблиц, 52 рисунка, 176 наименований цитируемой литературы и приложения, состоящего из 15 таблиц.