6 курс / Нефрология / Чиглинцев_Структура_и_состав_мочевых_камней_2010

даться атомы или ионы, формируя зародыши, а затем и сами кристаллы (рис. 1.15).

Рис. 1.4. Схема. Графическое изображение процесса присоединения объемных ассоциатов к растущей грани. Образование эпитаксической корочки [Кантор, 1997].

Рис. 1.5. Схема. Графическое изображение послойного роста (механизм двумерного зародышеобразования). Зарождение слоя происходит посредством осаждения на поверхность кристалла плоского (двумерного) зародыша [Рисунок С.З. Смирнова (НГУ, г. Новосибирск)].

Рис. 1.6. Фотограмма. Округлая форма ростовой спирали на кристалле SiC. Ув. 100 (снимок Г.Г. Леммлейна) [Краснова и др.,1997].

20

формируя плоскогранные кристаллы (рис. 1.9). Дефекты кристаллической структуры, в частности, выходящие на грань дислокации, тоже могут генерировать ростовые слои (спиральный рост) (рис. 1.6).

В интересующем нас случае кристаллизации минералов из сред с высоким пересыщением рост кристалла может осуществляться не только путем встраивания индивидуальных частиц. Возможно осаждение на растущую грань более крупных ассоциатов, – так называемых двумерных зародышей. Их присоединение также происходит, главным образом, вблизи вершин и ребер растущего кристалла. Послойный рост по этому механизму идет от ребер кцентрам граней, что обуславливает специфические морфологические проявления послойного роста. Вследствие высоких пересыщений и высоких скоростей двумерного зародышеобразования ростовые слои обрываются, не успев достигнуть центра растущей грани. Они перекрываются следующими слоями, в результате чего возникают выступающие ребра. Это приводит к уничтожению плоских граней и появлениюветвистых скелетных форм (рис. 1.10).

Нередко при очень высоких пересыщениях, наличие как химических, так и механических примесей и низких температурах ростовой среды кристаллизующаяся грань теряет устойчивость и распадается на серию разориентированных микроблоков (рис. 1.11). Впоследствии каждый из них может расти как отдельный кристалл. Субиндивиды в этом случае представлены микроволокнами, каждый из них имеет ограненную головку и искаженные (искривленные) ребра и грани. Итоговым продуктом такого процесса может быть расщеп-

ленный сферокристалл или сферолит (рис. 1.12).

В целом выдерживается следующая закономерность, – вблизи состояния равновесной кристаллизации вырастает более совершенный кристалл (прозрачный, лишенный механических примесей, структурно однородный и плоскогранный) (рис. 1.13). При значительном отклонении параметров кристаллизационной среды от состояния равновесия кристалл мутнеет, вследствие захвата многочисленных примесей (в том числе включений раствора и газовых пузырьков), его грани приобретают грубый рельеф, становятся блочными и способны расщепляться. Ребра и вершины в этом случае трансформируются в комплексы несовершенных поверхностей (рис. 1.14). Индивид нередко утрачивает однородность, искривляется, трансформируется в скелет, дендрит или сферолит (см. рис. 1.12). При перемещении в область недосыщения, поверхность кристалла дополнительно осложняется скульптурами растворения.

22

1.4. Строение и условия образования сферолитов

Поскольку, подавляющее большинство уролитов, состоит из одноводного оксалата кальция (СаС2О4 · Н2О) и представляют собой классические сферолиты, характеристике этого типа минеральных агрегатов будет уделено особое внимание.

Сферолитовые формы широко распространены в минеральном мире. На сегодняшний день условия их зарождения и разрастания хорошо изучены [Чернов, 1971; Пунин, 1981; Годовиков и др., 1987; Keith, 1963], что позволяет использовать базу минералогических знаний для реконструкции механизмов наиболее распространенного оксалатного уролитиаза. В простейшем случае сферолит – это форма кристалла, наилучшим образом адаптированная к неравновесным условиям роста. Жертвуя кристаллической однородностью, индивид, в соответствии с принципом Кюри, приобретает шаровую либо полусферическую симметрию, сообразуясь с симметрией среды кристаллизации [Пунин, 1981]. Образованию сферолитов способствуют [Пунин, 1981; Чернов, 1971]:

∙высокие пересыщения и обусловленная ими высокая скорость роста кристаллов;

∙захват механических и структурных примесей;

∙высокая вязкость среды кристаллизации;

∙низкие температуры роста;

∙совместная кристаллизация нескольких фаз;

∙чередование периодов роста и растворения.

Сферолит всегда неоднороден, и в его структуре выделяется несколько зон. Ядро зачастую представлено инородным фрагментом, играющим роль затравки. В этом случае сферолит изначально формируется как поликристаллический агрегат нескольких расщепленных индивидов (рис.1.12, 1.15, 1.16). Реже его рост начинается от монокристаллического ядра микроскопического размера, тогда сферолит представляет собой сферокристалл – продукт расщепления одного кристалла (рис. 1.11, 1.12). Первоначально субиндивиды, слагающие сферолит, имеют коническую форму, но по мере возрастания интенсивности расщепления они вступают во взаимодействие друг с другом, подчиняясь закону геометрического отбора. Оптимальным образом ориентированные индивиды, удлинение которых совпадает с радиусом будущего сферолита, в дальнейшем трансформируются в тончайшие волокна, нередко винтообразно скрученныенаподобие пряжи (рис 1.17).

27