Mineralogia_shpory

II. Минералы осадочных процессов (седоментогенез)Перенос материала в водной среде 1. При формировании осадочных месторождений важная роль принадлежит способности различных веществ к переносу в водной среде (реками, временными потоками, морями и т.д.). Страхов по форме переноса вещества, разделяют на 4 группы:1. легкорастворимые соли – NaCl, KCl, MgSO₄, Mg Cl₂, CaSO₄. Они находятся в реках всегда в виде истинных, ионных растворов и никогда в виде коллоидных растворов и во взвешенном состоянии. 2. карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов – CaCO₃, MgCO_3.Они находятся в виде резко ненасыщенного раствора (тропики, гумидный климат) и в виде тонкозернистой механической взвеси в степных и горных реках.3. соединения Fe, Mn, P, а также V, Cr, Ni, CO, Cu и др. – они имеют очень малую растворимость, образуют на ряду с истинными растворами и коллоидные. Коллоиды – дистротная среда и дистротная доза. Месячные 10^-10 мм4. силикатные, алюмосиликатные минералы, кварц – переносятся в реках только в суспензионном виде и в виде грубозернистого металла.

Дифференциация осадков.Минералы из водной среды осаждаются не одновременно, а подчиняясь определенной закономерности. Выделяют процессы: механической и химической дифференциации. 1. механическая дифференциация. Она осуществляется в водной среде, обладающей движущей силой реки, побережья, морей и океанов. Она определяется величиной и формой, их плотность, устойчивостью к  истиранию, скоростью и массой транспортирующей среды. В общем случае можно считать, что ближе к берегу, морских бассейнов различаются более крупнозернистые осадки – валуны, галька, гравий, далее – пески, еще далее – илы. Устойчивости:А. В формировании осадочных пород важную роль играют  обломки минералов и минеральные зерна наиболее устойчивые к процессам выветривания и механического разрушения. Минералы, попавшие в осадок после транспортировки называются аллотигенными. Среди них выделяются группы неустойчивых минералов (пироксены, амфиболы, оливин, полевые шпаты и т.д.) и группы устойчивых (кварц, циркон, турмалин, магнетит, ильменит, гранаты и др.).Б. По плотности различают минералы тяжелой фракции с удельным весом > 2,89 г/см³ и минералы легкой фракции с удельным весом <2,89 г/см³. Минералы тяжелой фракции осаждаются ближе от источника, легкой фракции – дальше, соответственно ведут себя неустойчивые и устойчивые минералы.В. При переходе соответствующего осадка в горную породу (стадия диагенеза) возникает ряд новых минералов, которые называются аутигенными. Среди них выделяются синтетические и эпигенетические минералы. Главными минералами АУК являются опал, халцедон, Q, кальций, доломит, магнезит, сидерит, глауконит, каолинит, гидрослюды, гидраргиллит, гидроокислы Fe, пиролюзит,  пирит, гипс, ангидрит, галит.

3) Региональный метаморфизм. Происходит на больших глубинах в результате  совместного воздействия на горные породы высокой температуры, давления и послемагматических растворов. Региональный метаморфизм захватывает обширные участки земной коры (сотни и тысячи квадратных км). Причины – геотектонические движения, а именно, длительные (десятки и сотни млн. лет) эпейрогенические движения – медленное погружение горных пород на большие глубины - до 5-10 км.Явления регионального метаморфизма особенно распространены в древних и наиболее глубоко погруженных породах. Например, древние континентальные щиты: Украинский, Алдан, Индия, Балтийский. t°=  300-400 до 1000°С и более. В результате регионального метаморфоза возникают различные зелёные и кристаллические сланцы, гнейсы, гранулиты, амфиболиты и пр. Особенностью этих образований являются постоянство ассоциаций главных минералов. В зависимости от температуры и давления выделяют четыре ступени метаморфизма (фации): гнейс - Q, КПШ, Pl; цветные минералы – amf, Px,гранит.1.     фация зеленых сланцев;2.     эпидот – амфиболитовая фация;3.     амфиболитовая фация;4.     гранулитовая фация.5. эклогитовая Фации различаются по нахождению в породах «критических минералов» и отсутствию «запрещённых минералов». Критические минералы – это минералы, являющиеся индикаторами той или иной фации метаморфизма.

1) Динамометаморфизм (дислокационный) Возникает при погружении горных пород на значительные глубины и при процессах складкообразования. В первом случае он связан с общим статистическим давлением вышележащих пород, во втором – с направленным давлением (стрессом). Благодаря динамометаморфизму происходит изменение структуры, текстуры пород и частично минерального состава. Например: катаклазиты, милониты.2) Контактовый (пневматолитово-гидротермальный) метаморфизм. Связан с воздействием внедряющихся магматических масс на вмещающиеся породы (температура, раствор). Образуются контактово-метасома тические минералы и породы. Осуществляется непосредственно – на контакте вмещающих пород и интрузивных тел и за его пределами. Носит метасоматический характер – изменение вмещающих пород, их химического и минерального состава. На контактах интрузив ных тел с вмещающими породами происходят изменения как во вмещающих породах (экзоко нтактовые изменения), так и в краевых частях интрузивного тела (эндоконтактовые изме нения). Ширина зоны контактовых изменений может колебаться от нескольких метров до первых километров. Терригенные породы (песчаники, аргиллиты) в результате перекрис таллизации переходят в роговики (Q, слюды, ПШ, гранат, amf, Px). Карбонатные породы (извест няки, доломиты) в процессе метасоматоза  изменяются до скарнов или мраморов (кальцит, андалузит, волластонит, диопсид, гиперстен, везувиан, гранаты, силлиманит, корунд, Q, оливин, шпинель).

Фации регионального метаморфизма:Фация зеленых сланцев. Т = 300-500° С. Р=400-850 МПа. Охватывает низкотемпературную область регио нального метаморфизма, для неё обычны следу ющие ассоциации: хлорит – кальцит – кварц; кварц – альбит – мусковит – хлорит; мусковит – хлорит – актинолит. «Критический минерал» –хлорит. Породы: различные «зеленые» сланцы. Эпидот – амфиболитовая фация. Т= 500-650°С. Р=750-900 МПа. Отвечает более высоким тем пературам, для которых хлорит является «запре щенным» минералом. «Критический минерал»-эпидот, биотит. Появляется биотит. Обычные ми нералы: роговая обманка, эпидот, мусковит, кварц, ставролит. Нижняя граница фации ~500°С (образование биотита). Породы: андалузитовые, мусковитовые, слюдянные, гранатовые, сланцы, кварциты, мрамора, амфиболиты. Амфиболито вая фация. Т=650-800°С. Р=0,1-0,3 ГПа. Охваты вает большую область температур и давлений и характеризуется «критическими» минералами: роговая обманка и плагиоклаз. Запрещены: эпидот, хлорит. Обычные минералы: биотит, альмандин, полевые шпаты, силлиманит,кварц. Породы: гнейсы, амфиболиты. Широко расспрос транены на антиклиналях и щитах. Гранулитовая фация. Т=800-1000°С. Р = до 1 ГПа..  Максималь ная температура и давление. Она является «су ой» фацией. Обычные минералы: гранаты, плаги оклазы, кварц. «Запрещены» - роговая обманка, слюды, эпидот, андалузит, ставролит. «Крити ческий минерал»-пироксен. Породы: пирок сеновые гранулиты, кристаллические сланцы. Распространены в областях докембрийских щитов (Украинский, Балтийский, Алданский). Эклогитовая фация. Т более 1000°С. Р более 1 ГПа Характерны для глубоких зон метаморфизма, на границе верхней мантии (100 км). Минеральный состав: гранаты и рутил. Породы: эклогиты.

В физико-химическом смысле минерал (генерация минералов) – фаза природной физико-химической системы; парагенетическая минеральная ассоциация – физико-химическая система; минеральная ассоциация может рассматриваться как ряд физико-химических систем.Из данного выше определения парагенезиса видно, что совместно образовавшиеся минералы имеют генетическую связь не только в пространстве (сонахождение), но и во времени, выделяясь в определенной возрастной последовательности. Установление парагенетических ассоциаций часто затруднено из-за наложения различных стадий минерализации. В этом случае помогает установление генераций (поколений) тех или иных минералов, а также определение возрастных отношений отдельных минералов и их зарождений.Изучение закономерностей смены парагенезисов дает возможность устанавливать условия миграции химических элементов при образовании месторождений.В природных процессах минералы образуются либо одновременно, либо в определенной последовательности. Существует ряд признаков, указывающих на порядок кристаллизации минералов:1. пограничные линии между минералами. Например: минерал, выполняющий трещинки другого минерала, образовался позже первого минерала, в котором он находится.2. правильность формы огранки (степень идиоморфизма). Хорошо раскристаллизованные минералы часто являются более ранними, чем те, которые имеют ксеноморфные формы кристаллов. 3. реликты одного минерала в другом и замещения. Реликты принадлежат минералу, который выделился значительно раньше.

Основоположники учения о парагенезисе минералов – М.В. Ломоносов, В.М. Севергин (1798), А. Брентгаупт (1849), современное понятие введено В.И. Вернадским (1925), развито А.Е. Ферсманом, П.П. Пилипенко.Под парагенезисом минералов понимается явление закономерного сонахождения минералов в природе, обусловленное их совместным образованием в определенной последовательности при каком-либо минералообразующем процессе в сходных физико-химических условиях для каждой стадии этого процесса. Употреблять термин парагенезисы минералов как синоним парагенетической ассоциации минералов не вполне корректно. Парагенезис минералов – это природное явление одного порядка с генезисом. Парагенетическая минеральная ассоциация – это результат процесса, протекающего в сходных физико-химических условиях, т.е. генетический признак минералов.Парагенетическая ассоциация минералов – это закономерная группа минералов, слагающих минеральный агрегат, совместно и почти одновременно образовавшихся на одной стадии минералообразующего процесса в одинаковых физико-химических условиях. Такие ассоциации являются устойчивыми и постоянно повторяющимися в природе.

Если исследования минеральных агрегатов выявляют несколько равновесных групп минералов, то их следует называть равновесными парагенетическими ассоциациями минералов, а внутри стадии минералообразования следует выделять подстадии. Например: парагенетическая ассоциация минералов ультраосновного парагенезиса (дуниты, пироксениты, перидотиты) представлена: оливином, пироксенами, рудными минералами; кислых пород (граниты) – КПШ, Q, pl, слюды.В генетической минералогии существует также понятие минеральной ассоциации – это ряд парагенетических ассоциаций минералов, слагающих минеральное тело (или участок сложного тела), совместно образовавшихся в определенной возрастной последовательности на одном этапе минералообразующего процесса, в сходных физико-химических условиях. Например: минеральная ассоциация пород (минеральное тело) габбро- перидотитовой формации: оливин – ромб. и мон. пироксены – рудные минералы – осн. Pl, слюды, amf.Если один и тот же минерал встречается в минеральном теле в нескольких разновозрастных агрегатах, то выделяют генерации (поколения) этого минерала.Генерации минералов – это его разновозрастные индивиды, выделившиеся на разных стадиях (подстадиях) минералообразования и отличающиеся своими типоморфными особенностями. Например: кварц кислых интрузивных пород имеет несколько модификаций – высокотемпературный α-кварц (t=573-870), образовавшийся в собственно магматическом очаге, и низкотемпературный β-кварц (t=0-573),образовавшийся в гидротермальных условиях.

В физико-химическом смысле минерал (генерация минералов) – фаза природной физико-химической системы; парагенетическая минеральная ассоциация – физико-химическая система; минеральная ассоциация может рассматриваться как ряд физико-химических систем.Из данного выше определения парагенезиса видно, что совместно образовавшиеся минералы имеют генетическую связь не только в пространстве (сонахождение), но и во времени, выделяясь в определенной возрастной последовательности. Установление парагенетических ассоциаций часто затруднено из-за наложения различных стадий минерализации. В этом случае помогает установление генераций (поколений) тех или иных минералов, а также определение возрастных отношений отдельных минералов и их зарождений.Изучение закономерностей смены парагенезисов дает возможность устанавливать условия миграции химических элементов при образовании месторождений.В природных процессах минералы образуются либо одновременно, либо в определенной последовательности. Существует ряд признаков, указывающих на порядок кристаллизации минералов:1. пограничные линии между минералами. Например: минерал, выполняющий трещинки другого минерала, образовался позже первого минерала, в котором он находится.2. правильность формы огранки (степень идиоморфизма). Хорошо раскристаллизованные минералы часто являются более ранними, чем те, которые имеют ксеноморфные формы кристаллов. 3. реликты одного минерала в другом и замещения. Реликты принадлежат минералу, который выделился значительно раньше.

В природе встречаются наложенные парагенезисы, т.е. когда пространственно совмещаются парагенетические ассоциации минералов совершенно различных минералообразующих процессов, протекающих в различных физико-химических условиях, отдаленных друг от друга во времени и последовательно сменяющих друг друга. Например: парагенетическая ассоциация минералов гидротермального парагенезиса кислых интрузивов: пирит – кварц – халькопирит (более ранняя во времени), в условиях выветривания постепенно сменяется парагенетической ассоциацией минералов гипергенного парагенезиса: малахит – лимонит – хризоколла – опал – азурит, что обусловлено изменениями физико-химических условий среды.Юшкин в 1976 сформулировал закон минералогического резонанса. Минерал способен вбирать в себя и нести информацию о среде минералообразования и о процессах изменения окружающей среды и самого минерала, протекавших в период существования минерала. Онтогения минералов – изучает генетическую информацию о жизни минералов, т.е. о его зарождение, жизни и смерти.

Термин «типоморфный минерал» введен Ф. Бекке в 1903 г. В современном понимании понятие о типоморфизме минералов было введено в 1931 году А.Е. Ферсманом. Он выделил около 70 типоморфных минералов. Позднее он показал возможность его применения для поисков полезных ископаемых. Типоморфизм минералов – это свойство минералов фиксировать условия, способ, время образования и поэтому своим присутствием или чаще своими типоморфными особен ностями указывать на генезис. Наибольший объем генетической информации содержится в «сквозных» минералах, так как их образование происходит в широком диапазоне физико-химических условий. Например: кварц, кальцит, флюорит, пирит, циркон. Типоморфизм мине ралов в разных районах может иметь локальные черты Важнейшие понятия учения о типомор физме: типоморфные минералы и типомор фные особенности минералов. 1. Типоморфные минералы – это минералы, которые образо вались в определенных условиях и в определен ное время и поэтому своим присутствием могут указывать на условия и время образования. Например: топаз – генетически связан с грани тоидными породами и сопровождающими их постмагматическими образованиями: пегматиты, г/термальные жилы, уваровит – г/термальные процессы в постмагматическую стадию минера лообразования (ультраосновные магмы).Можно также говорить о типоморфизме ассоциаций минералов, типичных для определенных стадий минералообразования. Например: скарны – гранаты, пироксены, кальцит, плагиоклазы и скаполиты (гидротермальная стадия).

2. Типоморфные особенности минералов – это особенности формы, состава, структуры и свойств индивидов, которые обусловлены генезисом и поэтому могут в совокупности указывать на способ, условия и время образования. В соответствии с этим выделяют морфологические, химические, структурные и физические типоморфные особенности минералов.Морфологические:1. облик и габитус минеральных индивидов (касситерит – дипирамидальные кристаллы – пегматиты, призматические кристаллы – гидротермальное происхождение, появление вершинных и реберных форм, скелетных и нитевидных кристаллов).2. микроморфология (скульптура) граней: штриховки и узоры, фигуры роста, растворения и регенерации.3. внутреннее строение (анатомия) минеральных индивидов: макро- и микронеоднородность (зональность, секториальность, блочность и мозаичность), наличие и характер газово-жидких и других включений.4. характер и степень двойникового и эпитаксического срастания.5. характер образуемых минералом агрегатов: гематит имеет разновидности – железная слюдка (гидротермальное присхождение), «оолитовый» (экзогенное присхождение). Морфологические типоморфные особенности детально изучены у кварца, кальцита, флюорита, касситерита, циркона, пирита, ильменита и других минералов.

Химические:1. степень соответствия химического состава стехиометрии. Например: пирит FeS2 2. наличие и состав элементов-примесей, обусловленных изоморфизмом и микровключениями минералов. Например: Nb и Ta в касситеритах и вольфрамитах, щелочи в бериллах, редкие земли в апатитах и флюоритах.3. изотопный состав в минералах таких элементов как сера, углерод, кислород, водород, свинец, уран.4. степень гидратации минерала Например: гипс – ангидрит, гетит – гидрогетит-гематит.Структурные:1. особенности структуры – параметры и структурная плотность элементарной ячейки (у кварца, гранатов).2. полиморфизм (кремнезем, сульфиды, силикаты), политипия (слюды, молибденит).3. степень структурной упорядоченности (полевые шпаты, каолинит).4. дефективность структур: плотность дислокаций, характер вакансий и другие неоднородности.5. степень и характер метамиктного распада (циркон, торит) Физические:1. окраска, цвет черты, блеск, плотность, микротвердость и др. Например: сфалерит – низкотемпературный, клейофан – среднетемпературный________ 2. специфические свойства - люминесценция (шеелит, циркон), магнитные, электрические, термические.3. кристаллооптические свойства: показатель преломления, двупреломления, плеохроизм, угол оптических осей, отражательная способность.

Срастание кристаллов минероловКристаллы редко встречаются одиночными, чаще они образуют сростки различают: закономерные и случайные  параллельные сростки,  двойники и  эпитаксические сростки.1) Параллельные сростки: все грани одного минерала параллельны граням другого.  (параллельно – волокнистые агрегаты – гипс селенит).2) Двойники: закономерное срастание двух кристаллов одного и того же минерала, в которых один индивид может быть выведен из другого отражением в плоскости, поворотом на 180 вокруг оси или путем инверсии. В зависимости от количества кристаллов сростки друг с другом различают: двойники, тройники, четверники и т.д.Элементы симметрии называется двойниковыми элементами: двойниковая плоскость, двойная ось, двойниковый центр.Граница раздела двух сросшихся кристаллов называются поверхностью срастания и видимый след – двойниковым швом.Двойники образуются: при росте кристалла, под влиянием механических воздействий, при переходе одной модификации в другую. В зависимости от условий срастания кристаллов выделяются: Двойники срастания – композиционная плоскость (грань на которой начинается двойникование) совпадает с двойниковой плоскостью и принадлежат одной и той же простой форме и, следовательно, при росте двойника имеют одинаковые скорости перемещения. Двойники прорастания – композиционная плоскость не совпадает с двойниковой плоскостью (в этом случае она не является плоскостью симметрии двойника) и она не остаётся параллельной первоначальному направлению роста и тогда один индивид получает возможность опережать (обрастать) другого (индивиды имеют неодинаковые скорости роста). Например: ставролитовый крестообразны двойник прорастания. Полисинтетические двойники, характерные для рудных минералов, являются частным случаем двойника прорастания. По внешнему виду выделяют: коленчатые, клиновидные, звездчатые, крестообразные и т.д.Среди причин, влияющих на возникновение двойников: следует отметить структурно – геометрические и физико-химические. Известно, что одни минералы вообще не образуют двойников, другие почти всегда сдвойникованы (ставролит), третьи встречаются как в виде двойников, так и монокристаллов (алмаз, кварц). Экспериментально установлено, что двойники образуются только при определённых превышениях параметров кристаллизации. Образованию двойников способствует наличие примесей.

Шафрановский установил 1021 закон двойникования из которых 598 – срастания, 423 – прорастания.Основные законы двойникования:1. альбитовый (010);2. ласточкин хвост (100) – гипс;3. ставролитовый (032) – ставролит;4. коленчатые (101) – рутил, касситерит;5. алмазный (111) – алмаз;6. пиритовый (110) – пирит;7. шпинеливый (111) – хромшпинелиды. Закон Кюри: внешняя симметрия реальных кристаллов будет сохранять только те элементы истинной симметрии кристаллов, которые совпадают с таковыми внешней среды.3) Эпитаксические сростки – срастания двух различных минералов, в которых хотя бы некоторые кристаллографические оказываются параллельные.На минерал основания нарастает другой минерал. По происхождению:1. первичные срастания;2. при распаде твердых растворов;3. вторичные срастания (при замещении минералов) ()

Метасоматоз – процесс замещения одних минералов другими с изменением химического состава и структуры при взаимодействии исходных минералов с расплавом , газовой фазы и растворами.  Процесс протекает при сохранении минералами твёрдой фазы.При гидротермальных процессах широко расспрос транены явления замещения, а также измене ния вмещающих пород, которые получили специ альные названия по развитию определенного минерала или группы минералов. Замещения носят метасоматический характер. Метасомати ческое замещение в твердых породах может происходить с сохранением морфологических особенностей первичного минерала. Например: уралитизация-превращение пироксенов в рого вую обманку.Обычно метасоматоз связан с при носом и выносом вещества растворами  и локали зуется около магматического очага.1. При крис таллизации высокотемпературных образований происходят процессы скарнирования и грейзе низации. Грейзенизация – процесс окварцева ния интрузивных осадочных, метаморфических и частично эффузивных пород кислого состава. Породы называются грейзенами. Состав: кварц, мусковит, лепидолит, турмалин, флюорит, воль фрамит. Грейзены сопровождаются оловянно-вольфрамовым оруденением. 2. В среднетем пературных образованиях происходят:. Оквар цевание, карбонатизация, серицитизация, хло ритизация, березитизация, серпентинизация Окварцевание – образование вторичных квар цитов по кислым и средним эффузивам. Образу ются: корунд, кварц, алунит, пирофиллит (Pb, Cu, Ag, Au). Серицитизация – замещения серицитом алюмосиликатов (группа полевых шпатов в древних эффузивах), Характерны сульфиды.. Березитизация – процесс перехода гранита в серецит-кварцевую породу с пиритом (березит). Рудное золото. Листвинитизация – изменение у/о породы в кварц-карбонатную породу со светлой слюдой (фуксит) и пиритом (листвинит). Хлоритизация – процесс перехода магнезиально-железистых минералов в хлориты. Присутствуют: кварц. серицит. Карбонатизация – вытеснение из вмещающих известняков Cа и привнос Mg и образование магнезиальных карбонатных пород. Свинцово-цинковые месторождения. Серпентинизация – изменение магнезиальных силикатов основных и у/основных пород до серпентина.

3. Низкотемпературные образования характеризуются процессами серицитизации, окремнения, доломитизации, а также пропилитизации и каолинитизации. Пронили тизация (пропилла – преддверие, подъезд) – процесс изменения вулканических толщ среднего и кислого состава под влиянием гидротермальных растворов. Развиты на незначительных глубинах. Магнезально-железистые минералы  (диопсид, гранаты) замещаются хлоритом, с образованием пирита и альбита. М-я цветных и драгоценных металлов (Au, Ag).Каолинитизация – замещение первичных минералов породы на минералы глин: гидрослюда, монтмориллонит, каолинит. Кремнезем выделяется в виде скрытокристаллических разностей. Fe и Ti исходной породы переходят в пирит и рутил.

Изоморфизм. Среди минералов нет химически чистых веществ. В их структуру входят различные химические примеси. В одних минералах количество таких примесей незначительно, (доли %) – это минералы постоянного состава, например: кварц – SiO2, а примеси Na, Al, Fe – до 0,01 %.В других – большое количество химическое примесей, например: сфалерит – ZnS, содержит Fe до 20 %, разновидность – марматит. Такие минералы называются минералами с переменным составом, а явление, обуславливающее эти процессы в минералах, называется изоморфизмом. ИЗОМОРФИЗМ – явление взаимного замещения атомов и ионов в узлах кристаллической решетки минерала без нарушения ее структуры.Термин изоморфизм ввел в литературу немецкий химик Э. Митчерлих в 1919 г. Минералы с переменным химическим составом называется ещё «твердыми растворами». Формула минералов с изоморфными замещениями пишется так: (Mg,Fe)2[SiO4] – оливин.     .А.Е.Ферман объяснял образование изоморфных смесей с точки зрения общего закона энтропии (при высоких Т), а именно, такие соединения энергетически более выгодны, при кристаллизации минералов из магматических расплавов и гидротермальных растворов. При изоморфизме должны соблюдаться следующие условия:1) Близость радиусов участвующих в этом явлении атомов (разность    не должна превышает 15% от размера радиуса иона);2) Сходство химических свойств замещающих друг друга  элементов;3) Сохранение электронейтральности кристаллической структуры минерала.

1) По степени совершенства: а) неограниченный (совершенный) – когда возможна полная замена одних атомов другими (могут существовать два крайних и все промежуточные по составу минералы). Например: форстерит (Mg)2[SiO2] – фаялит (Fe)2[SiO2];б) ограниченный (несовершенный) – когда количество изоморфной примеси не может превышать какого – либо предела и могут образовываться совершенно новые минералы. Например: содержание Cr в корунде не может превышать 1,5 – 2,0% (разновидность корунда -рубин); в) направленный (полярный) изоморфизм – когда один ион лучше замещает другой ион, чем наоборот. Было установлен ряд характерных пар элементов: K/Ba, Ca/Y, Fe/Ge, Ca/Th, Cu/Au – в числителе стоит элемент, который замещается элементом находящимся в знаменателе, но не наоборот. Например: Cu входит в состав Au до 20%, а содержание изоморфных примесей Au  в Cu не более 2-3%. Это явление А.Е.Ферсман объяснял энергетикой инов. 2) По характеру компенсации валентности: а) изовалентный – замещаются ионы одной валентности. Например: в оливине Mg²+ замещается Fе²+ , в сильвине К¹+ замещается Rb¹+;б) гетеровалентный – замещаются ионы с разной валентностью, но при этом обязательно происходит компенсация зарядов, т.е. сохраняется электронейтральность кристаллической структуры минерала. Например: изоморфный ряд плагиоклазов – альбит Na[AlSi3O8] – анортит Ca[Al2Si2O8], в котором изоморфизм проходит по схеме – Na¹+, Si43) По числу атомов: а) двухатомный – в рубине: Al³+ →Cr³+ ;б) многоатомный – в плагиоклазах: Na¹+, Si4+ → Ca²+, Al³+.