Ca și în natură cresc cristale și minerale formate
Prin dimensiunea cristalelor naturale poate varia de la microscopice la foarte mari, de până la câțiva metri în lungime și în secțiune transversală. Aspectul cristalelor depinde de cât de ușor este creșterea lor. Cele mai multe cristale în natură cresc încet - mii și milioane de ani. Unele cristale cresc foarte repede, de exemplu, cristale de săruri solubile, uneori sublimare minerale (sulf, plăci hematita) în cratere de vulcani activi.
se formează cristale atunci când o substanță sau un complex tranziții de la o stare lichidă sau gazoasă la un solid. Creșterea cristalului începe cu formarea de embrioni și în formă scheletică. Substanțe de admisie fără obstacole din toate părțile, având forme cristaline normale prelungită și uniformă, dar în cele mai multe cazuri, cristalele sunt constrânse în corpurile lor de creștere adiacente (cristale învecinate). Aceasta conduce la formarea de cristale imperfecte cu chipuri distorsionate deoarece livrarea de soluții, hrănire cristal are loc din părți diferite în mod inegal.
Agregate de minerale. Mai multe persoane de a dezvolta site-uri dispuse de nucleație adiacente cresc împreună în agregate minerale. Din varietatea de agregate este colectori cei mai interesați drusen germinare în headspace de embrioni aranjate aleatoriu. În timpul creșterii indivizii drusy dezvolta in mod independent unul de altul și să păstreze forma de cristale unice.
De-a lungul timpului, indivizii în creștere încep să faci de râs reciproc. Posibilitatea dezvoltării în continuare a păstra numai acelea care cresc spre spațiul liber, t. E. Perpendicular pe suprafața unității de creștere. Acest fenomen se numește selecție geometrică. Ca urmare a auto-organizare a indivizilor druzi orientare se dezvoltă în paralel agregat columnare. Suprafața sa liberă a format cristale de capete, numit pensula.
Prin urmare, este clar de ce drusen mari sunt rare: deoarece creșterea crește probabilitatea de dispariție în agregatul columnar paralel druzi. Pentru formarea de mare nevoie drusenului la centrele de cristalizare au fost puține și nu prea apropiate unul de altul (suficient de puternic eliminate). Condiții favorabile pentru creșterea drusy lungi și formarea de cristale mari este furnizat de obicei doar la o cristalizare suficient de lent. La excesiv procese rapide produc cristale mici și foarte mici și agregate (până la microni).
Începută în urmă cu aproximativ 5 miliarde de ani, planeta noastră, iar astăzi este într-o stare de evoluție continuă. Forțele motrice ale evoluției - energia intrinsecă a Pământului, în principal, centrat în interiorul său, iar energia pe care Pamantul primeste din exterior, sub formă de lumină și căldură emisă de soare. Nedra Pământ - cazan de putere gigantice în care predomină o presiune ridicată și temperatură. Energia lor enormă determină formarea continentelor și lanțuri muntoase, cutremure și erupții vulcanice. Principala sursă de căldură internă a Pământului sunt, aparent, merge la adâncimile proceselor sale radioactive descompuse.
Cu fiecare distanță de 100 de metri de temperatura suprafeței pământului este crescută o medie de 3 ° C și o presiune de 30 * May 10 pascali. La adâncimi mari în substanță Pământului este extrem de cald (până la topire) și o stare comprimată. În aceste condiții, posedă proprietăți neobișnuite, cum ar fi capacitatea de a reține compușii ușor mobili, volatile. Cu adâncimea și schimbarea compoziției chimice a subsolului. căldura se întinde de la pământ la adâncimi de zona superioară relativ rece. Din punct de vedere geologic de interes special este transferul de căldură de curgere ascendentă a materialului încălzit (convecție) - în care partea superioară a crustei în sine intră conținutul subsurface adânci.
Originare la o adâncime de zeci de kilometri, flacără-lichid se topește de preferință o compoziție complexă, silicat, compușii volatili saturați - așa-numitul magme - este topit drumul său în stâncă, crește prin crăpături și să înghețe în straturile superioare ale cortexului sau turnat pe suprafață sub formă de lavă . Conform conceptelor moderne, adâncurile substanței pământului suferă de degazare treptată, adică pierde substanțele volatile. Unele dintre ele, o parte din magma, acesta este transferat la suprafața pământului și separate prin scăderea presiunii. O altă parte a supraîncălzite soluțiile lichide formatoare de gaz constând în principal din apă și dioxid de carbon și să aibă un impact puternic asupra mineralelor roca.
Energia primită de la Soare, Pământ, este de asemenea foarte mare. suprafața Pământului primește continuu radiație solară de 8,5 x 10 4 miliarde de kilowați - 10 000 de ori mai multă energie produsă simultan de către omenire, și 3500 de ori mai mult fluxul de căldură din interior. Această energie determină o mișcare puternică în atmosferă, circulația apei, râuri și mișcarea ghețarilor, erodate pietre și nivelare teren de munte. Prin aceasta încet, dar constant diminuate în jos activitatea forțelor interne ale Pământului, și numai posibilitatea de a se concentra în anumite perioade și în anumite zone ale lumii le permite să construiască construcția lor grandios, la momentul avansarea forțelor de distrugere. Uriașa energia de origine solară, care nu este chiar comparabile cu cele mai puternice explozii nucleare, implicate în uragane majore și inundații; rezervele sale uriașe acumulate în organismele care populează pământul și concentrate în combustibilii fosili.
Toate procesele geologice de la catastrofe vulcanice imense imperceptibile pentru a evapora apa mărilor și lacurilor, însoțite de redistribuire a materiei și a energiei; Diferite substanțe solide, lichide și gazoase sunt distruse și, astfel, forma nouă. Cu alte cuvinte, nu există, se actualizează compoziția minerală a scoarței terestre. Acesta este cel mai frecvent răspunsul la întrebarea de ce mineralele formate.
Procesele de minerale merge în detrimentul energiei interne a Pământului, numit endogene; care rulează de externe, de exemplu, energia solară - .. supergenă (sau exogenă). Aceste procese rula în condiții substanțial diferite. Endogeni includ procese care au loc în timpul solidificării magmei la o adancime (intruziv) sau la suprafața pământului prin erupții vulcanice (exsudativă). La o adâncime de solidificare a magmei este lent; acest lucru se datorează rocile joase termice conductoare și presiune ridicată, prin care magma reținute substanțele volatile care scad temperatura de cristalizare a topiturii. Ca solidificare separat gazele reziduale îmbogățit se topește, în special secvența cristalizabil (pegmatite). Cu o reducere suplimentară a veniturilor proces temperaturii hidrotermic la etapa când principalele substanțe purtătoare și mediul mineral sunt soluții apoase lichide.
procese endogeni datorită formării de minerale aproape toate silicat (granit, diorit, bazalt, și altele.), sub acțiunea venelor minereului se formează și depozita majoritatea metalelor și minerale nemetalice.
procesele supergenă primesc energie solară aproape de suprafața Pământului. Acestea includ eroziunea zăcămintelor minerale indigene și îmbogățirea ulterioară a acestora: produse ușoare sunt transportate la intemperii departe de apă curgătoare, și grele, care conțin componente valoroase, rămân în vigoare. Astfel au format depozite aluvionare de aur, monazitul, pietre și colab., Chemical dezagregare zăcămintelor duce la formarea de zone de oxidare îmbogățite cu minerale noi. Prin supragenice procese includ formarea rocilor sedimentare în partea de jos a corpurilor de apă din produsele de alterare a apei curgătoare demolabile (gresii, argile, conglomerate și colab.), Având ca rezultat cristalizarea substanțelor dizolvate, organisme grase deșeuri produse și reziduuri organice (calcar, cărbune fosil etc. ) ..
procese grup metamorfice separate - Reciclarea rocilor ca endogene și de origine supragenice sub presiuni si temperaturi ridicate. Astfel calcar recristalizat din marmură, șisturi argiloase sunt convertite la formarea de noi minerale (granat, cianit) etc. Metamorfism de roci datorită acțiunii unor soluții fierbinți într-un mediu de compresie puternic și de căldură. Compoziția minerală a oricărei părți a scoarței Pământului moderne - rezultatul multor procese, succesive asupra istoriei geologice a Pământului, cu participarea metasomatic - înlocuirea de minerale, uneori se produce pe scara mulți kilometri cubi.
Minerale formatoare de mediu este aproape întotdeauna complexă și diversă în compoziție, și, prin urmare, ar părea să dea naștere la cele mai diverse si numeroase minerale. De fapt, de fiecare dată și a format un anumit interval mic. Mai mult decât atât, multe similare și chiar identice în minerale compoziție nu apar în același timp, ei au o vârste diferite geologice. Motivul pentru aceasta este ca toate, inclusiv minerale-procesele merge spre formarea de produse stabile, echilibru. Foarte multe substanțe nu apar în natură. Deși numărul de specii minerale cunoscute a crescut treptat, niciodată nu va fi comparabil cu numărul enorm de substanțe produse în mod artificial astăzi.
În domeniul de temperatură ridicată, dizolvarea boabelor și a indivizilor mici și imperfecte. Din soluțiile rezultate într-o porțiune mai puțin încălzită a cavității cresc pentru minerale sub formă de cristale mari, bine-fațete. Tehnologia industrială bazată pe stabilirea unui gradient de temperatură, este utilizat pe scară largă pentru creștere cristale artificiale (monocristale) și altele.
Știința a acumulat o mare cantitate de fapte, vorbind despre aspectul relație și forme simple ale indivizilor naturali, tipul și cantitatea de unități cu parametrii termodinamici ai formării minerale - compoziția mediului, temperatura și presiunea acestuia. Cu toate acestea, modelul acestui efect este foarte complex: forma cristalelor de crestere este sensibil la acest factor, ca impurități minore în soluție.
Cât durează formarea de minerale? Acest lucru depinde de temperatura și concentrația viteza medie mineral reface agentul crystallizing, rata reacțiilor de mineralizare. pot să apară întreruperi cristalizare, creșterea cristalului poate fi înlocuită cu dizolvarea lor. Pentru germinare persoane fizice mari și mici necesită momente diferite, astfel încât să vorbim despre rata de creștere a mineralelor. cristale naturale cresc din media mobilă - soluții, se topește, fum. Chiar și atunci când cristalul este format într-un mediu solid, creșterea se datorează înconjurătoare grosime microscopica „capac“ soluția de alimentare.
minerale naturale universale de solvent - apa (deși nu este o joacă rolul). În condiții normale, „cameră“ condițiile în 1 litru, este posibil să se dizolve 350 g de halit (sare obișnuită), 2 g de gips, 0,013 g de calcit; solubilitatea majoritatea celorlalte minerale este neglijabil. Cu toate acestea, apa este complet diferit în subteran profund. Acesta conține întotdeauna impurități chimic active la presiuni si temperaturi ridicate de sute de grade devine „mediu agresiv“, viguros care acționează pe mai multe minerale. Astfel, solubilitatea silicei poate fi crescută până la 120-160 g / l în adâncimi; soluții endogene naturale concentrație set origine de cel puțin 8 g / l; și, de fapt, în condiții normale, în 1 litru de apă pură nu este posibil să se dizolve mai mult de 0,006 grame de minerale. Mai mult, formarea de minerale în multe cazuri, cauzate de reacții chimice între substanțele ușor solubile. În aceste condiții, rata de creștere ar putea fi destul de substanțiale.
date direct asupra ratei de creștere minerale ușor. Iată câteva exemple:
- umplerea cu o lățime de 30 cm de cuarț fisurii (așa cum este calculat): 2.7 ani (0,3 mm / zi);
- umplere latime fisura hematita de 1 m (erupția Vezuviului): 10 zile (de 50 mm pe zi, simultan pe ambele părți ale fisurilor);
- creșterea cristalelor de gips: 0,001-0,008 mm / zi;
- aragonit de creștere de la izvoare termale (Praga, Republica Cehă): 0,7 mm / zi;
- creștere de calcit din izvoarele termale (Kamchatka, România): 0,0055 mm / zi;
- olivine creștere (granat) bazalt topi (Kamchatka, România): 0,6 mm / zi.
Alte informații valoroase prevede controlate în creștere cristale artificiale (milimetri pe zi):. Diamant 1,6-3,2 mm / zi; Apatitul 6.5 mm / zi. corindon 0,3-365 mm / zi. proustit 7 mm / zi. cuarț 0,06-40 mm / zi. zeoliti 0,0005-0,015 mm / zi. În creșterea cristalelor, noi într-un fel înainte de natura tehnologiei, iar în unele moduri încă nu au învățat să-l imite. Cu toate acestea, de a face un calcul simplu, putem presupune că dezvoltarea unor cristale de cuarț naturale, contrar credintei populare, ar putea continua într-un timp relativ scurt - doar în zece ani; diamantele naturale si poate fi format în interiorul Pământului într-o chestiune de ore.