Hogyan növekszik kristályok
Ahogy a természetben nőnek kristályok és ásványi képződik
A méret a természetes kristályok változhat mikroszkopikus nagyon nagy, akár több méter hosszúságú és keresztmetszetű. A megjelenése a kristályok függ mennyire könnyű a növekedésüket. A legtöbb kristályok a természetben lassan nőnek - több ezer, több millió év. Egyes kristályok nagyon gyorsan nőnek, például kristályok oldható sók, néha szublimációval ásványok (kén, hematit plakkok) a kráterek aktív vulkán.
A kristályok képződnek, amikor egy anyag vagy egy komplex átmenetek egy folyékony vagy gáz állapotban, hogy egy szilárd anyagot kapunk. Crystal növekedés kezdődik a kialakulását embriók és a csontváz formában. Hosszan tartó egyenletes és akadálymentes felvételi anyagok minden oldalról, amelynek normális kristályos formában, de a legtöbb esetben a kristályokat korlátozott a növekedési szervek szomszédos (a szomszédos kristályok). Ez kialakulásához vezet a tökéletlen kristályok arcok torzul, mert a megoldások szállítását, kristály rátápláiásra különböző oldalról egyenletesen.
Aggregátumok ásványi anyagok. Több magánszemély a fejlődő mellett elhelyezett gócképződési helyek összenő ásványi adalékanyag. A különböző aggregátumok leginkább érdekelt gyűjtők drusennek kihajtás a fejrészében véletlenszerűen rendezzük embriók. A növekedés során drusy egyének fejlesztése egymástól függetlenül, és megtartja a formáját egykristályok.
Idővel az egyre növekvő számú kezdenek zavarba egymással. Az a lehetőség, további fejlesztési megtartani csak azokat, amelyek nőnek felé szabad hely, t. E. felületére merőlegesen a növekedési egység. Ezt a jelenséget nevezik a geometriai kiválasztása. Ennek eredményeként az önszerveződés egyének drúz orientáció alakul párhuzamosan oszlopos összesítéssel. Ő szabad felületén képződött kristályokat fej, az úgynevezett ecsettel.
Egyértelmű tehát, hogy miért nagy drusennek ritkák: a növekedés növeli annak valószínűségét, hogy kipusztulnak az drúz párhuzamos oszlopos összesített. A formáció nagy druzen szükségességét kristályosodási központok voltak néhány, és nem túl közel egymáshoz (elég erős eltávolítva). Kedvező feltételeket a hosszú drusy növekedés és a kialakulását nagy kristályok rendszerint csak kellően lassú kristályosodás. A túlzottan gyors folyamatok termelnek kis és nagyon kis kristályok és aggregátumok (akár mikron).
Kezdődött mintegy 5 milliárd évvel ezelőtt, bolygónk, és ma is az állam a folyamatos fejlődés. A hajtóerők evolúció - a belső energia a Föld középpontja főleg a belsejében, és az energia, hogy a Föld megkapja kívülről formájában fény és hő által kibocsátott V Nedra Föld - óriási teljesítmény kazán, amelyben érvényesülnek a magas nyomás és hőmérséklet. Az óriási energia képződését okozza a kontinensek és a hegyvonulatok, a földrengések és a vulkánkitörések. A fő forrása a belső hőt a Föld, úgy tűnik, megy a mélyben a radioaktív bomlás folyamatokat.
Minden egyes 100 m-re a föld felületi hőmérsékletet növeljük átlagosan 3 o C és nyomása 30 * május 10 pascal. Nagy mélységben a Föld anyag rendkívül forró (olvadásig) és egy összenyomott állapotban. Ilyen körülmények között, hogy rendelkezik szokatlan tulajdonságokkal, mint a képesség, hogy megtartja mozgékonyságú, illékony vegyületek. A mélység és a változó a kémiai összetétele az altalaj. hő terjed a föld mélyén a viszonylag hideg felső zóna. A geológiai szempontból különösen érdekes a hőátadást felfelé irányuló áramlás a melegített anyag (konvekciós) -, ahol a felső része a kéreg maga belép mély felszín alatti tartalmát.
Eredeti mélységben több tíz kilométer, láng-folyadék megolvad komplexet, előnyösen egy szilikát összetétele, a telített illékony vegyületek - úgynevezett magma - megolvasztjuk az utat a kőzet, emelkedik keresztül repedések és fagyasztható a felső réteg a kéreg vagy öntjük a felületre formájában láva . A modern koncepciók, a mélyben a föld anyagot alávetik fokozatos gáztalanító, azaz elveszti illékony anyagokat. Egyesek közülük, része a magma, átvitték a Föld felszínét, és elválasztjuk a nyomás csökkentése. Egy másik része a túlhevített gáz-képző folyékony oldatok, amely főleg a víz és a szén-dioxid és egy erős hatást gyakorol a kőzet ásványi anyagok.
Az energia érkezik a Nap, a Föld, ez is nagyon magas. A Föld felszínén folyamatosan veszi a napsugárzás a 8,5 × 10 4 milliárd kilowatt - 10 000-szer több energiát egyidejűleg által termelt emberiség, és 3500-szer nagyobb, hőáramlás a belső. Ez az energia okoz komoly mozgás a légkörben, keringés víz, folyók és a gleccserek mozgását, mállott kőzetek és szintező hegyi terepen. Ezáltal lassan, de folyamatosan szűkítették a munka a belső erők a Föld, és csak a lehetőséget, hogy koncentrálni bizonyos időszakokban és bizonyos területeken a világ lehetővé teszi számukra, hogy felépítse a grandiózus építkezés idején az előrenyomuló erők a pusztulás. A hatalmas energiát napenergia eredetű, ami még csak nem is hasonlítható a nagy nukleáris robbantások, részt vesz a nagy hurrikánok és áradások; hatalmas felhalmozott tartalékok szervezetekben élő föld és vákuumban fosszilis tüzelőanyagok.
Minden geológiai folyamatok vulkáni óriási katasztrófák észrevehetetlen, hogy elpárologjon a víz a tengerek és tavak kíséretében újraelosztása az anyag és energia; Különböző szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú anyagok elpusztulnak, és így képeznek új. Más szóval, van, ott frissítik az ásványianyag-összetétele a földkéreg. Ez a leggyakoribb válasz arra a kérdésre, hogy miért a ásványok képződnek.
Folyamatok ásványi megy rovására a belső energia a Föld, az úgynevezett endogén; futó külső, vagyis a napenergia - .. szupergél (vagy exogén). Ezek a folyamatok futnak lényegesen eltérő körülmények között. Endogén közé folyamatok során fellépő megszilárdulás magma mélységben (tolakodó), vagy, hogy a föld felszínét vulkánkitörések (effusive). Mélységben megszilárdulása magma lassú; ennek oka, hogy az alacsony hővezető kőzetek és nagy nyomáson, amely révén a magma visszatartott illékony hőmérsékletének csökkentése az olvadék kristályosodási. Ahogy megszilárdulás elválasztjuk maradék gázokat dúsított olvadékok, különösen kristályosítható szekvencia (pegmatit). Egy további csökkentése hőmérséklet hidrotermális folyamat továbblép a lépést, amikor a fő hordozó anyagok és az ásványi közeg folyékony, vizes oldatok.
Az endogén folyamatok képződése miatt szinte minden szilikát ásványok (gránit, diorit, bazalt, és mások.), Az intézkedés alapján érc vénák vannak kialakítva, és letétbe a legtöbb fém és nem-fém ásványi anyagok.
Szupergél folyamatok kapnak a napenergia mellett a Föld felszínét. Ezek közé tartozik az erózió őshonos ásványi lerakódások és azok későbbi gazdagodás: világos időjárással termékek elragadta folyóvíz, és nehéz, amely értékes komponenseket, a helyükön maradnak. Így alakult hordalékos arany-, monacit, Gems és munkatársai. Mállásával ércek vezet az oxidációs zóna dúsított új ásványok. A szupergén folyamatok közé tartozik a kialakulását az üledékes kőzetek alján víz testek lebontott folyóvíz mállási termékek (homokkövek, agyagok, konglomerátumok és mtsai.), Ami a kristályosodási az oldott anyagok, zsír organizmusok hulladék termékek és szerves maradványok (mészkő, fosszilis szén stb ) ..
Külön csoport metamorf folyamatok - Recycling kőzetek, mint az endogén és a szupergén eredetű nagy nyomáson és hőmérsékleten. Így mészkő átkristályosítjuk golyók, agyag schists alakítjuk az újabb ásványok (gránát, kianit), stb Metamorfózis kőzetek hatása miatt forró megoldások egy olyan környezetben, erős tömörítés és a hő. Az ásványi összetétele bármely részén a modern földkéreg - az eredmény a sok folyamat, egymást át a geológiai története a Föld részvételével metaszomatikus - cseréje ásványi anyagok, néha előfordul, a skála a sok köbkilométerre.
Ásványi-képző közegben szinte mindig bonyolult és változatos összetételű, ezért úgy tűnik, hogy vezet a legváltozatosabb és számos ásványi anyagot. Tény, hogy minden alkalommal, és egy bizonyos kis tartományban. Sőt, sok hasonló, sőt azonos összetételű ásványi anyagokat nem fordul elő ugyanabban az időben, mert más geológiai korok. Ennek az az oka az, hogy az összes, beleértve az ásványi-folyamatok megy felé létrejött stabil, egyensúlyi termékek. Nagyon sok anyag nem fordul elő a természetben. Bár a számos ismert ásványfajt fokozatosan nőtt, akkor soha nem lesz hasonló a hatalmas számú anyagok mesterségesen előállított ma.
A területen az magas hőmérsékletű, a felbomlása szemek és a kis és tökéletlen egyének. A kapott oldatot egy a kevésbé fűtött részét az üreg nőni ásványi anyagok formájában nagy, jól csiszolt kristályok. Ipari technológia alapján létrehozott hőmérséklet gradiens, széles körben használják a növekvő mesterséges kristályok (egykristály), és mások.
Science felhalmozódott hatalmas mennyiségű tények, beszél kapcsolat szempont, és egyszerű formák a természetes személyek, a típusát és mennyiségét egységek termodinamikai paramétereinek ásványképződés - a tápoldat összetétele, hőmérséklete és nyomása. Azonban, a minta a ez a hatás nagyon összetett: az alak a növekvő kristályok érzékeny ez a tényező, mint a kisebb szennyezéseket az oldatban.
Meddig tart a kialakulását ásványok? Ez attól függ, hogy a hőmérséklet és a koncentráció az ásványi közepes sebességű feltöltésére annak kristályosodó ügynöke, mértéke mineralizáció reakciók. A kristályosodás játszódhat megszakításokkal, kristálynövekedés lehet helyettesíteni, amelyek oldási. Mert csírázó kis és nagy számú igényelnek a különböző időkben, így beszélni a növekedési ütem az ásványi anyagok. Természetes kristályok nőnek a mobil média - megoldások, elolvad, füst. Még ha a kristály képződik szilárd közegbe, a növekedés annak köszönhető, hogy a környező mikroszkopikusan vékony „fedél” a betáplált oldat.
Univerzális természetes ásványi anyagok oldószer - víz (bár ez nem egy játssza a szerepet). Normális, „szoba” körülmények között 1 liter lehetséges feloldani 350 g Halite (konyhasó), 2 g gipsz, 0,013 g kalcit; oldhatóságát a legtöbb más ásványok elhanyagolható. Azonban a víz teljesen más a mély felszín. Ez mindig tartalmazza a kémiailag aktív szennyeződéseket magas nyomás és hőmérséklet több száz fokot válik „agresszív környezet”, erőteljesen ható sok ásványi anyag. Így, az oldhatóság szilika lehet növelni 120-160 g / l a mélyben; megoldások természetes endogén eredetű sor koncentrációja legalább 8 g / l; és valójában, normál körülmények között 1 liter tiszta víz nem lehet oldani több, mint 0,006 gramm ásványi. Továbbá, a formáció ásványi anyagok sok esetben kémiai reakciók által okozott anyagok között könnyen oldódnak. Ilyen körülmények között, a növekedés üteme is elég jelentős.
Közvetlen adatok ásványi növekedési rátával. Íme néhány példa:
- kitöltése egy szélessége 30 cm kvarc repedés (számított): 2,7 év (0,3 mm / nap);
- töltés hematit repedés szélessége 1 m (a kitörés a Vezúv): 10 nap (a 50 mm-es naponta, egyszerre mindkét oldalán a repedések);
- növekedés gipszkristályok: 0,001-0,008 mm / nap;
- növekedés aragonit Hot Springs (Prága, Csehország): 0,7 mm / nap;
- A kalcit növekedése a hőforrások (Kamcsatka, Magyarország): 0,0055 mm / nap;
- növekedési olivin (gránát) bazalt olvad (Kamcsatka, Magyarország): 0,6 mm / nap.
További értékes információt biztosítja a vezérelt növekvő mesterséges kristályok (milliméter naponta): Diamond 1,6-3,2 mm / nap.; Apatit 6,5 mm / nap.; korund 0,3-365 mm / nap.; proustite 7 mm / nap.; kvarc 0,06-40 mm / nap.; zeolitok 0,0005-0,015 mm / nap. A kristály növekedés, akkor valamilyen módon megelőzve a természet a technológia, és bizonyos szempontból még nem tanult meg utánozni. Mégis, csinál egy egyszerű számítás, akkor feltételezhetjük, hogy a növekedés a néhány természetes kvarckristályok, a közhiedelemmel ellentétben, folytatódhat a viszonylag rövid idő alatt - csak tíz év; A természetes gyémánt képezhetnek a belső Föld egy óra leforgása alatt.