Nerovnoměrný růst reálných krystalů

Reálné krystaly jsou prakticky vždy vyvinuty nedokonale. To platí jak o jejich krystalové struktuře, tak o jejich vnějším tvaru. Nedokonalost se projevuje například tím, že stejnocenné plochy, které by na ideálně vyvinutých krystalech měly stejnou velikost a morfologii, se na reálných krystalech liší svými rozměry a někdy i svou geometrií. Jak se projevuje různoměrný (nejstejnoměrný) vývin ploch na krystalu magnetitu je ukázáno na obr. 20. Z tohoto obrázku je mj. zřejmé, že různoměrný vývin ploch snižuje morfologickou souměrnost krystalu: Ideálně vyvinutý krystal magnetitu na obr. 20a má tvar oktaedru a tedy nejvyšší možnou symetrii, která odpovídá hexaoktaedrickému oddělení kubické soustavy.

Různoměrně vyvinutý krystal magnetitu na obr. 20b je zcela asymetrický; krystal magnetitu na obr. 20c má zřejmě střed souměrnosti a připomíná tak spojku čtyř pinakoidů v triklinicky pinakoidálním oddělení. Různoměrný vývin stejnocenných krystalových ploch je výsledkem jejich nerovnoměrného růstu. K nerovnoměrnému růstu dochází např. působením gravitačních sil, prouděním roztoků, z nichž se ukládají stavební částice na povrchu rostoucího krystalu, vlivem difúze v určitém směru nebo nedostatkem prostoru pro ideální vývin krystalu.

Růst krystalů minerálů probíhá v gravitačním poli. Působením gravitačních sil například vznikají různoměrně vyvinuté krystaly křemene na hydrotermálních žilách (zejména na žilách alpského typu). Křemenné krystaly, jejichž osa z je orientována víceméně vodorovně, bývají na těchto žilách vyvinuty způsobem znázorněným na obr. 21 - zatímco na vrchní části krystalu zcela dominují prizmatické plochy, je jeho spodní část omezena i relativně velkými plochami klenců. Příčinou tohoto nerovnoměrného vývinu krystalů křemene je různá rychlost růstu stejnocenných ploch, která je způsobena nestejnoměrným přísunem stavebních částic k rostoucímu krystalu. Nestejnoměrný přísun stavebních částic může souviset s konvekčním prouděním v jinak nepohyblivém roztoku. Toto proudění může vznikat tím, že při růstu krystalu se roztok v jeho bezprostředním okolí ochuzuje o rozpuštěné látky, které se připojují k povrchu rostoucího krystalu.

Obr. 21

V roztoku kolem rostoucího krystalu se tedy poněkud snižuje koncentrace rozpuštěných látek a současně i jeho hustota. Roztok o nižší hustotě stoupá vzhůru a v ideálním případě se nad rostoucím krystalem vytvoří vertikální sloupec vystupujícího roztoku s nižší koncentrací. Směrem ke spodní části krystalu proudí roztok s relativně vyšší hustotou a vyšší koncentrací rozpuštěných látek. Vrchní a spodní část krystalu tedy roste z roztoku s rozdílnou koncentrací stavebních částic a rychlost růstu ploch na vrchní a spodní části krystalu je tedy rozdílná (vrchní část krystalu roste pomaleji než spodní). Nestejnoměrný přísun stavebních částic k povrchu krystalu může v jiných případech souviset s klesáním rozpuštěných částic v roztoku nebo tavenině (v tomto případě rychleji rostou vrchní plochy krystalu). Rychlost růstu krystalových ploch na vrchní části krystalu může být výrazně snížena jejich "znečistěním" drobnými individui jiných minerálů, která dopadají na rostoucí plochy - takto vznikají např. různoměrně vyvinuté krystaly křišťálu s uzavřeninami chloritu, jehož šupinky se ukládaly na plochách omezujících vrchní část rostoucího krystalu křišťálu.

Pouze za ideálních podmínek je přísun stavebních částic k rostoucímu krystalu stejně intenzívní ze všech směrů. Reálné krystaly však rostou v anizotropním prostředí, v němž intenzita přínosu stavebních částic závisí na směru. Na obr. 22a je znázorněn krystal granátu, jenž roste v prostředí, které umožňuje vznik prakticky ideálně vyvinutého rombického dodekaedru. Pokud je intenzita přínosu stavebních částic z jednoho směru výrazně vyšší než z ostatních směrů (obr. 22b), není vývin krystalu ideální - symetrie okolního prostředí v tomto případě ovlivňuje symetrii rostoucího krystalu (různoměrně vyvinutý rombický dodekaedr na obr. 22b má symetrii odpovídající holoedrickému oddělení tetragonální soustavy).

S nerovnoměrným vývinem krystalů způsobeným difúzí nebo přísunem roztoků přednostně jen z určitého směru se často setkáváme u tzv. metakrystů. Růst metakrystů probíhá v pevném prostředí. K jejich vzniku dochází při metamorfních procesech, v průběhu diageneze a při metasomatických procesech v pegmatitových tělesech a na hydrotermálních žilách. Metakrysty bývají poměrně dokonale omezeny krystalovými plochami ze všech stran. Jejich krystalové omezení je zpravidla jen velmi jednoduché (ve srovnání s krystaly rostoucími např. volně v roztoku nebo tavenině bývají metakrysty omezeny plochami menšího počtu tvarů). Metakrysty mají často sloupcovitý nebo tabulkovitý habitus, a to obzvláště v případech, kdy jsou přítomny v regionálně metamorfovaných horninách s výraznou foliací. Metakrysty velmi často obsahují četné uzavřeniny minerálů z okolního prostředí, které bývají obzvláště ve velkém množství přítomny v centru metakrystů.

Obr. 23

Na obr. 23 je znázorněn "pouzdrovitý" metakryst berylu, jenž vzniká v průběhu metasomatózy. Je zřejmé, že k jeho růstu dochází především na plochách, k nimž jsou stavební částice přinášeny nejintenzivněji. Rostoucí metakryst má dosud charakter nedokonalého "pouzdra", jímž jsou postupně obklopovány a uzavírány minerály okolního prostředí. Jak postupuje růst metakrystu berylu v jemnozrnném agregátu složeném z křemene a albitu je zřejmé z obr. 24.

Obr. 24

Za určitých podmínek se na rostoucím krystalu přednostně vytvářejí rohy a hrany, zatímco připojování stavebních částic na plochy rostoucího krystalu probíhá jen velmi pomalu. Dochází tak ke kostrovitému růstu, jímž vznikají kostrovité krystaly, jejichž krystalové plochy se obvykle stupňovitě "propadají" do středu krystalu (obr. 25a, b). Typickými kostrovitými krystaly jsou sněhové vločky. Kostrovité, silně "rozvětvené" krystaly (jako např. krystal mědi na obr. 25c) se často označují jako dendritické krystaly.

Obr. 25

další »»