Самопроизвольное зарождение

Под самопроизвольным зарождением подразумевается такой процесс, при котором в той или иной среде (жидкой, газообразной, твердой) из-за изменения физико-химических условий (напр., понижение темп-ры), наступает пересыщение и материальные частицы начинают соединяться друг с другом, образуя первичные кристаллы-зародыши. Устойчивость кристалла-зародыша связана с его величиной. Существует критический размер, преодолев который зародыш становится устойчивым; такой зародыш может быть центром кристаллизации. Самопроизвольное зарождение нового минерала в растворе иногда происходит не после окончания роста более раннего минерала, а в процессе его роста. Тогда возникают фантомы.

Самопроизвольное зарождение, прежде всего, происходит при кристаллизации расплавов, водных и газовых растворов.

При кристаллизации расплавов ход кристаллизации контролирует степень переохлаждения, что обуславливает число зародышей = число центров кристаллизации (в единице объёма за единицу времени). От степени пересыщения зависит и форма зародышей - из слабо пересыщенных сред обычно вырастают правильные квазиизометричные кристаллы, из сильно пересыщенных часто вырастают расщепленные кристаллы, метельчатые, сферокристаллы. Аналогичной формы кристаллы растут и в твёрдых средах - переохлажденных расплавах - вулканических стёклах.

Зарождение на поверхности жидкости

Граница раздела фаз (например, воздух-жидкость) всегда является энергетически неуравновешенной и активной для образования зародышей минералов. В соленых озерах и морских заливах соляной раствор – рапа достигает необходимого для начала кристаллизации пересыщения за счет испарения воды (т.е. растворителя) в поверхностном слое. Следовательно, пересыщение прежде всего наступает на границе рапа-воздух. Зародыши галита появляются на поверхности зеркала рапы. Поскольку их размеры малы, они удерживаются силами поверхностного натяжения на пленке раствора («плавают на рапе»). Кристаллы галита плавают на рапе и интенсивно растут. Плавающие агрегаты кубиков галита достигают в поперечнике 40 см и лишь при волнении или сделавшись более крупными они оседают, образуя слой соли. Аналогично возникают тонкие пленки, а также зародыши сталактитов и сталагмитов гипса, кальцита и др. минералов в пещерах: вытекающий из трещин раствор при испарении становится пересыщенным; для кальцита играет роль и потеря из раствора CO₂.

Самопроизвольное зарождение в твердых фазах = высокотемпературных твёрдых растворах. При их охлаждении возникает явление пересыщения и при благоприятных условиях происходит самопроизвольное зарождение новых фаз - продуктов распада твёрдого раствора (в мощных сульфидных залежах Норильска - Талнаха масштаб структур распада кубанита CuFe₂S₃ и халькопирита CuFeS₂ макроскопический, до гигантского - длина пластин распада достигает 25 см.).

3) Как происходит зарождение минералов при участии микроорганизмов?