Типомирфизм минералов

ТИПОМОРФИЗМ МИНЕРАЛОВ (от греч. typos — образец, тип и morphe — форма, вид * а. mineral typomorphism; н. Thypomorphie der Mineralien; ф. typomorphisme des mineraux; и. tipomorfismo de minerales) — генетическая обусловленность формы кристаллов, состава, кристаллической структуры и физических свойств минералов, их парагенезисов и минеральных ассоциаций. Впервые термин "типоморфный минерал" введён австрийским петрографом Ф. Бекке (1903) для обозначения минералов, маркирующих определённые зоны регионального метаморфизма. Немецкий геолог Х. Шнейдерхён распространил его на руды, П. Рамдор расширил понятие о типоморфизме минералов на парагенезисы и структуры рудных минералов. Значительно углубил представления о типоморфных признаках минералов В. И. Вернадский. Целостное учение о типоморфизме минералов создано А. Е. Ферсманом (1932-40), который придал ему практическую направленность, положив в основу минералогии, методов поисков полезных ископаемых После 2-й мировой войны 1939-45 учение о типоморфизме минералов развивалось преимущественно в СССР (Ф. В. Чухров, А. И. Гинзбург, Е. К. Лазаренко и др.) и Болгарии (И. Костов). В нём оформился ряд самостоятельных направлений, главные из которых: парагенетическое, химическое, онтогеническое, кристалломорфологическое, структурное и физико-минералогическое.

Парагенетическое направление включает изучение зависимости равновесных минеральных ассоциаций от физико-химических и геологических условий минералообразования (см. Парагенезис минералов). На основании достижений экспериментальной и физико-химической минералогии осуществляются количественными термодинамическими расчётами минералообразующих систем и процессов. Другой аспект этого направления типоморфизма минералов позволяет проводить формационный анализ оруденения на основе характерных минеральных ассоциаций, присущих определённым типам месторождений. Выявлен также ряд минералов-индикаторов полезных ископаемых (например, пироп — индикатор месторождений алмаза), что находит применение в практике поисков и оценки месторождений полезных ископаемых. Самостоятельный раздел этого направления — изучение типоморфных "микропарагенезисов" минеральных включений в минералах и их взаимоотношений с основной матрицей "минерала-хозяина".

Химическое направление в учении о типоморфизме минералов использует вариации химического состава минералов для реконструкции условий их кристаллизации. При этом, с одной стороны, зависимость изоморфизма главных видообразующих компонентов в минералах переменного состава (изоморфных рядах) от термодинамических параметров позволяет использовать распределение этих компонентов между равновесно сосуществующими парами минералов в качестве геотермометров и геобарометров. С другой стороны, изоморфные микропримеси рудных и геохимически родственных элементов в ряде минералов в соответствии с коэффициентом распределения играют роль чувствительных индикаторов руд (например, Li, Rb, Cs в слюдах и полевых шпатах — указатели редкометалльного оруденения в пегматитах). Вариации геохимических отношений пар элементов-примесей в ряде минералов — важный индикатор вертикальной зональности месторождений, уровня эрозионного среза и протяжённости рудных тел на глубину (In/Nb в касситерите, Sb/Bi в галените, Rb/Ba в калиевом полевом шпате). Разностороннюю информацию о генезисе и формационной принадлежности руд получают также путём анализа отношения геохимических пар элементов основного состава минерала и примесных элементов — их аналогов (например, распределения TR в Ca-содержащих минералах — флюорите, апатите, плагиоклазе). Одной из разновидностей химического типоморфизма минералов считается распределение стабильных изотопов в минералах (18О/16О; 12С/13С; 32S/34S; 11В/10В), которое часто маркирует источник вещества (мантийный, коровый, метеорный).

Онтогеническое и кристалломорфологическое направление развиваются в работах Д. П. Григорьева, И. И. Шафрановского, И. Костова и их учеников по расшифровке динамических механизмов роста минеральных индивидов и агрегатов, их возрастных соотношений, а также по выявлению оценочных критериев. Закономерное изменение кристалломорфологии касситерита и пирита, например, по вертикальному разрезу рудных тел, позволяет оценивать уровень денудации оловорудных и золоторудных месторождений.

Структурное направление основано на чувствительности кристаллической структуры минералов к условиям минералообразования, так, например, политипные модификации слоистых силикатов, молибденита и других минералов зависят от кинетики минералообразования, температуры, химического состава среды; порядок — беспорядок в структуре полевых шпатов используется для расчленения и формационного анализа интрузивных и вулканоплутонических комплексов.

Физико-минералогическое направление опирается на высокую чувствительность различных физических свойств минералов к вариациям параметров минералообразующей среды (см. Физика минералов). Закономерности в изменении типоморфных физических свойств позволяют различать формационные типы руд, определять степень эрозии, оценивать глубинность формирования месторождений, качество руд и другие поисковые параметры.