Ассоциация Экосистема (сайт www.есоsystеmа.ru)

Обращение с посетителям сайта

Помочь сайту / Donate




Учебно-познавательные экскурсии на АгроБиоФерму в Подмосковье !

ГЛАВНАЯ >>> ПРИРОДА РОССИИ и СССР >>> МИНЕРАЛЫ И ГОРНЫЕ ПОРОДЫ


Главная
English
Биологический кружок ВООП
  Гостю кружка
  Планы кружка
  Экспедиции и выезды
  Исследовательская работа
  Программа "Parus"
  История кружка
  Контакты кружка
Полевой центр
  Фотогалерея
  Летопись биостанции
  Статьи о биостанции
  Исследовательские работы
Учебные программы
  Полевые практикумы
  Методические семинары
  Исследовательская работа
  Экспедиции и лагеря
  Экологические тропы
  Экологические игры
  Публикации (статьи)
Методические материалы
  Цветные печатные определители
  Карманные определители
  Определительные таблицы
  Энциклопедия природы России
  Компьютерные определители
  Мобильные определители
  Учебные фильмы
  Методические пособия
  Полевой практикум
Природа России
  Минералы и горные породы
  Почвы
  Грибы
  Лишайники
  Водоросли
  Мохообразные
  Травянистые растения
  Деревья и кустарники
  Насекомые-вредители
  Водные беспозвоночные
  Дневные бабочки
  Рыбы
  Амфибии
  Рептилии
  Птицы, гнезда и голоса
  Млекопитающие и следы
Фото растений и животных
  Систематический каталог
  Алфавитный каталог
  Географический каталог
  Поиск по названию
  Галерея
Природные ландшафты мира
  Физическая география России
  Физическая география мира
  Европа
  Азия
  Африка
  Северная Америка
  Южная Америка
  Австралия и Новая Зеландия
  Антарктика
Рефераты о природе
  География
  Геология и почвоведение
  Микология
  Ботаника
  Культурные растения
  Зоология беспозвоночных
  Зоология позвоночных
  Водная экология
  Цитология, анатомия, медицина
  Общая экология
  Охрана природы
  Заповедники России
  Экологическое образование
  Экологический словарь
  Географический словарь
  Художественная литература
Международные программы
  Общая информация
  Полевые центры (Великобритания)
  Международные экспедиции (США)
  Курс полевого образования (США)
  Международные контакты
Интернет-магазин
Контакты
  Гостевая книга
  Ссылки
  Партнеры
  Наши баннеры
  Карта сайта

Если Вам понравился и пригодился наш сайт - кликните по иконке "своей" социальной сети:

Объявления:

АгроБиоФерма «Велегож» в Подмосковье приглашает!
Принимаются организованные группы школьников и родители с детьми (от 12 до 24 чел.) по учебно-познавательной программе "Введение в природопользование" Подробнее >>>

Отдых и апартаменты в Болгарии
Предложение для тех, кто любит природу и уединение и хочет отдохнуть на тёплом море дёшево и без посредников: от 20 евро в сутки за трехкомнатную квартиру на море!

Биологический кружок ВООП приглашает!
Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>

Бесплатные экскурсии в музей Пиявки!
Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом... Подробнее >>>

Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>

Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>





[ sp ] : ml об : { lf }

Пожалуйста, ставьте гиперссылку на сайт www.ecosystema.ru если Вы копируете материалы с этой страницы!
Во избежание недоразумений ознакомьтесь с правилами использования и копирования материалов с сайта www.есоsystеmа.ru
Пригодилась эта страница? Поделитесь ею в своих социальных сетях:

Минералы и горные породы России и СССР

<<< Изоморфные минералы | Содержание | Изменчивость минералов >>>

Часть 1. Минералы. Что такое минералы

Метамиктные минералы

На очереди у нас — знакомство, пусть и самое беглое, "шапочное", с метамиктными минералами. Существуют в минеральном мире такие странные, удивительные и долго казавшиеся загадочными образования: поглядеть на них снаружи — настоящие кристаллы, часто правильной формы, а внутри — стекло стеклом (иногда, впрочем, они больше напоминают смолу или клей).

Впервые на них обратил внимание еще в конце XIX века видный норвежский минералог В. Брёггер, который и назвал в 1893 году подобные минералы "метамиктными". По его словам, это название, относящееся к особому классу аморфных веществ, которые не являются ни стеклами, ни твердыми гелями, произведено "от греческого метамигними — изменение путем смешивания, т.е. путем перегруппировки молекул с образованием структуры, отличной от первичной кристаллической структуры". Как мы скоро убедимся, в своей трактовке природы метамиктного состояния вещества Брёггер был очень близок к истине, хотя и не располагал современными методами исследования.

Сегодня мы знаем, что переход минералов в метамиктное состояние (метамиктизация) представляет собой нарушение их кристаллической структуры, выраженное в смещении структурных единиц (атомов, ионов) с их позиций в решетке. При этом возникают вакансии — незаполненные узлы кристаллической решетки — и появляются атомы в междуузлиях. Исчезает правильная пространственная (трехмерная) периодичность структуры; фактически происходит частичное или полное ее разрушение, сопровождаемое аморфизацией кристаллического вещества.

Метамиктные минералы — это, как правило, минералы сложного, многокомпонентного состава: сложные оксиды, и том числе титанаты (браннерит, давидит) и титанотанталониобаты (фергусонит, самарскит, иттротанталит, пирохлор, бетафит, лопарит и многие другие), редкоземельные силикаты (алланит, бритолит, гадолинит и др.), а также циркон, обогащенный редкими землями. Как правило, все эти минералы содержат, хотя бы в небольших количествах, уран и/или торий, либо находились длительное время в тесных срастаниях с сильно радиоактивными минералами. Собственные минералы радиоактивных элементов — такие, как урановая смолка (настуран) UO2, торит ThSiO4, коффинит U(SiO4)1-x(OH)4x и др. — могут подвергаться метамиктизации даже при простом составе.

При переходе в метамиктное состояние минерал полностью сохраняет внешнюю форму кристаллов (если, конечно, он имел ее при своем образовании), но становится, хотя бы местами, в отдельных участках, оптически изотропным (независимо от его симметрии) и рентгеноаморфным (т.е. не дает рентгеновской дифракционной картины) — полностью или частично. В последнем случае имеет место частичная метамиктизация. Оптической изотропизации и частичной метамиктизации подвергаются, в частности, слюды, амфиболы и некоторые другие породообразующие силикаты вокруг включений зерен радиоактивных минералов (в пределах так называемых плеохроичных двориков, или плеохроичных ореолов).

Метамиктные минералы приобретают раковистый излом, смоляной (иногда, впрочем, также стеклянный) блеск и стеклоподобный облик в изломе, у них исчезает спайность, они нередко становятся очень хрупкими. Плотность таких минералов понижается (а при нагревании возрастает); они часто подвергаются гидратации (поглощают воду).

При нагревании до 500-800°С очень многие метамиктные минералы обнаруживают способность к самовозгоранию (рекалесценции). Это их свойство получило название пирогномии; оно свидетельствует о том, что переход минерала в метамиктное (стеклообразное) состояние, т.е. его "вторичная" аморфизация (ведь при своем образовании он был кристаллическим) сопровождается поглощением энергии, и эту "запасенную" потенциальную энергию метамиктный минерал высвобождает при нагревании до температуры рекалесценции. Нагревание также повышает устойчивость метамиктных минералов к действию кислот (тогда как большинство веществ, в том числе и кристаллических минералов, при нагревании реагируют с кислотами активнее).

Исследование метамиктных минералов под электронным микроскопом показывает, что они действительно претерпевают метамиктный распад, т.е. диспергируются на очень мелкие блоки (величиной в доли микрометра). Некоторые блоки еще сохраняют первоначальную кристаллическую структуру, другие же полностью ее утрачивают и переходят в аморфное, стеклоподобное состояние.

Если субмикроскопических блоков с первичной структурой достаточно много, то нагревание до температуры рекалесценции восстанавливает первичную кристаллическую структуру минерала; он, как говорят, рекристаллизуется (правда, вследствие метамиктного распада на блоки — не как монокристалл, а в виде поликристаллического агрегата); иногда параллельно с рекристаллизацией возникают простые оксиды некоторых химических элементов из состава минерала.

Если же при метамиктном распаде резко преобладают полностью аморфизованные блоки, т.е. минерал пребывает в глубоко метамиктном состоянии, то его первичная структура при нагревании не восстанавливается, а кристаллизуются только простые и реже сложные оксиды главных (видообразующих) элементов.

Причины перехода минералов в метамиктное состояние теперь твердо установлены: это бомбардировка а-частицами, обладающими более чем достаточной энергией для смещения атомов (ионов) с их структурных позиций (что требует приложения энергии в 4-5 эВ). Источники а-частиц могут быть как внутренние (уран и торий в составе самих минералов), так и внешние (радиоактивные минералы, образующие включения в метамиктных или находящиеся с ними в непосредственном соприкосновении).

Но помимо воздействия ос-излучения для метамиктизации минералов необходим еще один фактор, точнее — требуется одна важная предпосылка, а именно — "предрасположенность" их кристаллической структуры к метамиктному распаду и аморфизации; иными словами, структура минералов, склонных к переходу в метамиктное состояние, не должна быть слишком устойчивой. Ведь известно достаточно много минералов с высоким содержанием урана и/или тория, которые, тем не менее, апатит, монацит, ксенотим и др.); это минералы с весьма устойчивой кристаллической структурой.

Вместе с тем, у большинства метамиктных минералов существуют в природе кристаллические аналоги; некоторые из них встречаются нисколько не реже, чем метамиктные (алланит, циркон, пирохлор, микролит, уранинит и т.д.), другие чрезвычайно редки (самарскит, иттротанталит, бетафит, полимигнит, циркелит, ряд редкоземельных силикатов — гадолинит, бритолит и многие другие), третьи не столь уж редки, хотя и встречаются реже своих метамиктных разновидностей (торит, торианит, а также лопарит и многие другие титано-тантало-ниобаты).

Есть и несколько редких минералов, известных пока только в метамиктном состоянии (например, редкоземельные силикаты роуландит и торостенструпин; до очень недавнего времени так же обстояло дело с самарскитом, иттротанталитом и др.). Кстати, наличие кристаллических аналогов, дающих рентгеновскую дифракционную картину, — самое надежное доказательство того, что их метамиктные разновидности действительно восстанавливают при нагревании свою собственную кристаллическую структуру.

В целом, чем сложнее состав минералов, т.е. чем больше химических элементов в нем присутствуют, тем их можно считать структурно более предрасположенными к переходу в метамиктное состояние, даже при низких содержаниях радиоактивных элементов (характерный пример — обычно метамиктный гадолинит TR2Fe2+BeSi2O10, содержащий, как правило, не более 0,4-0,5% ThO2).

<<< Изоморфные минералы | Содержание | Изменчивость минералов >>>


Познакомиться с изображениями и описаниями других объектов природы России и сопредельных стран - минералов и горных пород, почв, грибов, водорослей, лишайников, листостебельных мхов, деревьев, кустарников, кустарничков и лиан, травянистых растений (цветов), водных беспозвоночных животных, насекомых-вредителей леса, дневных бабочек, пресноводных и проходных рыб, земноводных (амфибий), пресмыкающихся (рептилий), птиц, птичьих гнезд, их яиц и голосов, а также млекопитающих (зверей), - можно в разделе Природа России нашего сайта.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира - фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести сделанные нашими коллегами книгу "Полевой определитель птиц", а также mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.


Поделиться/Share:
Обращение с посетителям сайта



: ml : [ stl ] [ pp ]


Порекомендуйте нас в "своих" социальных сетях:
- share this page with your friends!
Поддержать сайт / Donate


© Экологический центр "Экосистема"™, А.С. Боголюбов / © Field Ecology Center "Ecosystem"™, Alexander Bogolyubov, 2001-2016