О природе минералов 1 Введение

Рис. 2.16
Морфология высоко- и низкотемператур-
ного кварца (а) гексагональный бипирамидальный
кристалл кварца, проявляющий шестерную симме-
трию, (б) кристалл кварца с тройной симметрией,
содержащий два типа ромбоэдров (
r
и
 z)
температуре будут различаться в двух типах гра-
ней из трех имеющихся.
Очень точные измерения температуры перехо-
да одной модификации кварца в другую (требу-
ющие специальной аппаратуры) могут показать,
в какой форме первоначально образовался тот
или иной участок кварца — ведь было установле-
но, что переход может происходить при темпера-
туре 573 ± 0,6
o
C. Отклонение зависит от терми-
ческой истории кристалла.
Тридимит и кристобалит существуют в высоко-
и низкотемпературной модификациях, переход
между которыми обусловлен сдвиговыми превра-
щениями. Поля их устойчивости показаны на фа-
зовой диаграмме SiO
2
(рис. 2.14).
2.3.2 Реконструктивные преобразования
Если сравнить друг с другом структуры кристо-
балита, тридимита (рис. 2.17 и 2.18) и кварца, то
можно видеть, что в этих структурах тетраэдри-
ческие группы Si-O связаны различными спосо-
бами. Чтобы трансформировать одну структуру в
другую, необходимо разрушить связи между те-
траэдрами и перегруппировать их. Такой процесс
называется реконструктивным преобразованием,
и он протекает гораздо медленнее, чем сдвиго-
вые переходы. Для завершения процесса рекон-
структивного преобразования требуется достаточ-
но много времени, и если высокотемпературное
полиморфное соединение очень быстро охладить
в области точки перехода, то никаких измене-
ний не произойдет. Следовательно, высокотемпе-
ратурная форма будет существовать в метаста-

---

Рис. 2.17 Структура кристобалита
бильном состоянии при нормальных температу-
рах, при которых она неустойчива. Таким образом
мы можем исследовать в лабораторных услови-
ях при комнатной температуре тридимит (устой-
чив выше 867
0
C) и кристобалит (устойчив вы-
ше 1470
0
C), но не имеем такой возможности в
случае высокотемпературного кварца (устойчив
выше 573
0
C). В природных условиях тридимит
и кристобалит встречаются в лавах, излившихся
при высоких температурах и низких давлениях.
С течением времени каждый из названных мине-
ралов будет стремиться принять структуру квар-
ца (особенно если происходит повышение темпе-
ратуры, способствующее перераспределению ато-
мов в пространстве) и при этом сохранить свою
исходную кристаллографическую форму. В ре-
зультате мы будем вметь параморфозы кварца
по тридимиту или кристобалиту (см., например,
рис. 11.59).
Тридимит и кристобалит имеют более свобод-
ное, чем у кварца, пространственное расположе-
ние тетраэдрических групп Si-O, что отражается
в их более низких плотностях и значениях пока-
зателей преломления (табл. 2.2). Высокотемпера-

---