Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 28, а показан отожженный образец, вырезанный параллельно грани т из кристалла, синтезированного на затравке, параллельной грани с. В объеме базисной пирамиды неструктурная примесь декорирует зоны роста, что позволяет проследить эволюцию макрорельефа на разных стадиях кристаллизации. Причины образования подобных ритмично-зональных текстур окончательно не установлены. Наблюдения показывают, что в слое, нарастающем в течение суток, могут возникнуть 2—3 тонких примесных слоя. Более грубые ритмы иногда удается увязать с падением давления или периодическими ускорениями роста. Если выращивание 114 проводится в термостатированных кристаллизаторах, то зональность в распределении примесей несколько сглаживается, однако не устраняется полностью.
При гидротермальном травлении выявляется, что в некоторых случаях число зон роста может достигать нескольких сотен на 1 мм толщины наросшего слоя (характерно, что столь «тонкая» слоистость синтетического кварца не фиксируется оптическими методами). Это отвечает условиям, когда образование очередного ритма происходит в течение нескольких минут, поскольку имеют место флуктуации концентрированного поля в зонах роста, обусловленные неравномерным характером конвективного массопере-носа. Вполне возможно, что процесс формирования слоистости действует в соответствии с механизмом циклической химической реакции. Если скорость отложения вещества лимитируется диффузионными процессами и кристалл отбирает из пограничного слоя весь материал, необходимый для построения решетки, увеличение скорости кристаллизации способствует накоплению примеси перед фронтом роста, в результате чего диффузия питательного вещества в направлении растущей поверхности затрудняется. По мере снижения скорости кристаллизации вследствие диффузии концентрация вещества кристалла в пограничном слое снова возрастает, и реализуется возможность ускорения роста. Вероятность такого процесса должна, очевидно, возрастать в условиях высокой концентрации примеси в растворе.
Количество адсорбированных частиц примеси варьирует на различных участках поверхности акцессорий. Следствием этого является сложное макромозаичное распределение неструктурной примеси, которое наиболее отчетливо прослеживается в наружных зонах кристалла. Весьма малые (в пределах градуса) искривления поверхности базиса вызывают резкие изменения градиента концентрации примеси вдоль зон, параллельных растущей поверхности. На разрезах, параллельных плоскости х, видно, что наиболее активно примесь адсорбируется склонами акцессорий, обращенными в стороны грани отрицательного ромбоэдра. Вдоль границ секторов <с> и <х>, а также <с> и <s> часто наблюдаются примесные «шлейфы», возникающие в результате адсорбирования неструктурной примеси поверхностями положительной и отрицательной бипирамиды. Такие поверхности интенсивно развиты вдоль ребер с/—X и с/+ S на кристаллах, удлиненных вдоль оси у. Если интенсивность молочно-белой окраски на затравке выше, чем в прилегающих слоях кристалла, то это свидетельствует о более высокой концентрации неструктурной примеси в кристалл«, из которого вырезаны затравочные пластины.
Затравки с неструктурной примесью не вызывают растрескивания наросшего материала. Вообще растрескиванию более подвержены кристаллы, выращенные с низкими (менее 0,20 мм/сут в направлении оси г) скоростями, т. е. без неструктурной примеси. В прозрачных после отжига (беспримесных) зонах, заключенных Между слоями с высоким содержанием неструктурной примеси, 8* 115 Рис. 29, Внутренняя морфология кристаллов, синтезированных на затравках, параллельных плоскостям г (a), R (б) и плоскости, развернутой на 15° от базиса в сторону Я-грани (в).
Препараты после прокаливания. Разрез, параллельный плоскости гу. Ув. 2
иногда наблюдались секущие трещинки, напоминающие трещины гетерометрии, описанные в 1957 г. А. А. Штернбергом.
В образцах из <с>-пирамиды, ориентированных параллельно зонам роста, после отжига выявляются центры молочно-белой окраски, которые декорируют акцессорный рельеф поверхности базиса (см. рис. 28, б). Вследствие тиндалевского рассеяния аналогичные явления наблюдаются и в неотожженных образцах при интенсивном боковом Освещении. Плотность окраски понижается к вершинам куполовидных акцессорий, что может быть вызвано оттеснением примеси к границам конусов нарастания акцессорий. О возможности такого процесса свидетельствуют также результаты съемок кварцевых препаратов методом теневой проекции. На фотографиях отчетливо выявляется ячеистое распределение неструктурной примеси. Участки, обогащенные примесью, обнаруживаются при визуальном просмотре в поляризованном свете пластин, ориентированных перпендикулярно к оптической оси. В отожженных кристаллах молочно-белые пленки нередко возникают непосредственно на поверхности базиса.
На разрезе, параллельном плоскости т (см. рис. 28, а), прослеживаются особенности зонального и секториального распределения неструктурной примеси, заключающиеся в следующем: затравка и внутренняя область пирамиды <с>, наращивание которой осуществлялось со скоростью 0,35 мм/сут, свободны от примеси. На протяжении этого начального этапа роста включение
