Зональность, секториальность, мозаичность

Независимо от того, как происходит отложение вещества (плоскими ли слоями или спиральными), наблюдать скульптуру грани можно лишь на поверхности кристалла. Внутри кристалла, где уже нельзя увидеть, каким способом шло отложение вещества, в первую очередь необходимо обращать внимание на неоднородность внутреннего строения индивида минерала, которая проявляется в виде зональности, секториальности, мозаичности и вариаций последней.

Зональность (зонарность)

Зональность внутреннего строения кристалла в прозрачных минералах может быть видимой макроскопически, чаще же устанавливается под микроскопом, выявляемая иногда лишь специальными методами. Что такое зоны? Это последовательно нарастающие оболочки, т. е. разновременные части кристалла, отличные друг от друга. Отличия, обусловливающие появления зон, могут иметь различную природу. Прежде всего, они могут быть вызваны ритмичностью самого процесса кристаллизации: частицы вещества растущего кристалла не могут непрерывно осаждаться на его поверхность, так как после их оседания из прилегающей к кристаллу части раствора пересыщение в этом слое раствора падает, и требуется время для диффузии вещества из более удаленной от кристалла части раствора, чтобы в прилегающем слое опять возникло необходимое для дальнейшего роста пересыщение. За время этой диффузии на кристалл могут осаждаться не «свои» частицы, а частицы-примеси, их концентрация в поверхностном слое растущего кристалла будет меняться — в результате последовательно нарастающие оболочки кристаллов имеют хотя и тонкие, но все же различия. Эти различия могут вызывать изменения показателя преломления, цвета, и, поскольку оболочки очень тонки, различия проявляются также в виде тонкой зо- «а7ь//Кромжржпщвгожремя кристаллизации могут случаться внешние по отношению к растущему кристаллу события — например, тектоническая подвижка, в результате которой на кристалл попадают механические примеси, которые затем перекрываются следующей оболочкой вещества кристалла. Могут меняться физико-химические параметры — почему-либо ускоряется рост, и возникают более дефектные слои. Это тоже приводит к появлению зональности, но более грубой по сравнению с первой. Такую зональность, отражающую внешние по отношению к кристаллу перемены, называют зональностью первого порядка, соответственно более тонкую зональность, связанную с механизмом ритмичного роста самого кристалла, — зональностью второго порядка.

Пример: В макроскопически совершенно однородном кристалле магнетита травлением выявлена зональность первого порядка, обусловленная чередованием более плотных (и потому менее протравленных зон) и более пористых, протравленных сильнее. Но сами более плотные зоны оказываются при этом тонкозональными — изменение показателя отражения выявляет зональность второго порядка (рис. 10).

Почему зональность так важна? Она часто дает возможность расшифровки изменений условий роста минералов. Так, именно по зональности прослежено изменение состава плагиоклазов при кристаллизации магматического расплава: наружные зоны зональных кристаллов по мере удаления от ядра кристалла к периферии оказывались все более кислыми (прямая зональность), что позволило установить общее изменение химизма в салической ветви ряда Боуэна. Очень часто на основании зонального изменения состава плагиоклазов обнаруживается произошедшая контаминация расплава: в этом случае ядро и внутренние зоны кристалла, отвечающие прямой зональности, сменяются наружными зонами все более основного состава — проявляется обратная зональность.

Рис. 10. Зональность первого (1) и второго (3) порядка в кристалле магнетита (2 — пористые участки). Увел. 40. Протравлено

Зональность позволяет также установить соотношения периодов роста и растворения индивида во время его образования — в тех же плагиоклазах наружные зоны с обратной зональностью иногда не повторяют очертания внутренних, а срезают границы последних, что означает, что уже выросший кристалл плагиоклаза частично растворялся, прежде чем продолжился его рост уже из контаминированного расплава.

Особенно убедительно зональность проявляет изменение морфологии кристаллов во времени — разрастание одних и исчезновение других граней по мере роста кристалла.

Нередко рисунок зональности помогает провести синхронизацию образования индивидов минералов (см. рис. 3) на большом расстоянии друг от друга и обосновать выделение стадий процессов.

Наконец, именно на основе изучения зональности Д. С. Коржинскому удалось установить общую закономерность эволюции состава постмагматических растворов: от ранней щелочной стадии к поздней кислотной; нередко удается установить возвратно-поступательное направление изменения состава и температуры растворов.