Рубины, сапфиры и изумруды "трапище" (трапиче).

Вадим, в литературе идут споры о том, как растут кристаллы трапиче (бериллы, корунды, есть и другие минералы). Опубликовано порядка десяти статей с моделями образования. Все они рассматривают неравновесные процессы роста кристаллов, описываются достаточно сложной математикой случайных процессов и неравновесной термодинамикой. Поэтому расскажу лишь то что точно известно нам самим из элементарной кристаллофизики и физики твердого тела.

1 - Понятно, что образование Трапиче (далее Т) происходит тогда, когда реализуются уникальные условия роста вокруг затравки. Поясним на примере гексагональных кристаллов.

2 - В кристаллах Т с гексагональной элементарной ячейкой затравка роста всегда имеет форму шестигранной призмы. Причем высота этой призмы всегда не больше нескольких мм. Этой гайка без дырки. В любом случае ФОРМА ЗАТРАВКИ В ТОЧНОСТИ СООТВЕТСТВУЕТ ФОРМЕ ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЯЧЕЙКИ КРИСТАЛЛА.

3 - Известно, что рост кристаллов ЛИМИТИРУЕТСЯ ростом плоскостей кристалла, которые наиболее плотно упакованы атомами. То есть, если закристаллизовался из ничего круглый зародыш с кристаллической структурой, то он скоро ОГРАНИТСЯ плоскостями, на которых атомов больше. Подвод из раствора / расплава атомов к этим плоскостям требует больше времени, так как атомов требуется больше. У кубической шпинели наиболее плотно упакована атомами плоскость (111) - это плоскость, отрезающая пространственный угол куба. Поэтому рост шпинели осуществляется исключительно в форме не усеченного кубоктаэдра (см. интернет "форма роста шпинели" или "габитус натуральных кристаллов шпинели"). См. также фотографию здесь https://redkiekamni.ru/kamni/dragocennie-uvelirnie/shpinel/collection-spinel/kristally-shpineli-103288-17774-kamni.html . С гранатами альмандинами немного сложнее, у них два типа плоскостей упакованы равным числом атомов (111) и (001) - поэтому их форма роста составлена не из одних плоскостей (111), как у шпинели, а (111) и (001) - получился усеченный кубоктаэдр - см интернет и фотографию здесь https://redkiekamni.ru/kamni/dragocennie-uvelirnie/granat/garnet-collection/granat-almandin-10761-3629-kamni.html .

4 - У корундов наиболее плотноупакованы сложные плоскости типа (112) или (113). Поэтому равновесная форма роста - бипирамида (см. интернет "бипирамиды природного сапфира"). Однако часто, и не понятно почему, вырастают ... шайбы. См например, https://redkiekamni.ru/kamni/aleksandrit-izumrud-rubin-sapfir/sapfir/dlya-ogranki/zhelto-zelenyj-sapfir-e-dlya-rezby-zs1-17338-kamni.html , пока не купили. Это происходит потому, что рост происходит из таких сильно разбавленных растворов, в которых число атомов выходящих на плоскости (112) и (113), гораздо больше, чем атомов, выходящих в кристалле на плоскость (100) - это боковые грани гайки без дырки.

У кристаллов бериллов равновесная форма роста вообще та самая гайка без дырки.

5 - Теперь осталось совсем немного. Кристаллы Трапиче вырастают из таких вот самых разбавленных растворов, в которых меньше атомов (молекул, для критиков), которые "строят" боковые поверхности гайки и основания, чем атомов, которые строят в процессе роста наиболее плотно упакованные плоскости корунда (112) или (113).

6 - Теперь понятно, что если в растворе не хватает еще и атомов, которые находятся на ребрах элементарной гексагональной ячейки, то расти быстрее будут боковые поверхности гайки, а не участки вблизи боковых ребер гайки. То есть, сначала растет монокристаллический цветок с шестью лепестками, а потом достраиваются уже и незаполненные области напротив ребер. Достраиваются с многочисленными кристаллическими дефектами: двойниками, дислокациями, двойниковыми ламелями и т.д. ТО ЕСТЬ ВСЕ ДЕЛО В ДИАПАЗОНАХ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ РАСТУЩЕГО КРИСТАЛЛА В РАЗБАВЛЕННОМ ВОДНОМ РАСТВОРЕ.

Все это прекрасно видно на фотографиях ВСЕХ кристаллов трапиче. См. например, изумруд трапиче здесь (у GIA, конечно). http://www.gia.edu/gems-gemology/fall-2015-colombian-trapiche-emeralds-recent-advances-understanding-formation или тоже самое здесь G&G 2015 год Vol. 51 No 3 : "Colombian Trapiche ...". У Нас на сайте тоже все видно, но не видно той первичной шестигранной затравки роста https://redkiekamni.ru/kamni/aleksandrit-izumrud-rubin-sapfir/sapfir/trapische/ .

И еще, поскольку автор ответа провел настоящий анализ роста кристаллов Трапиче на основе физике роста кристаллов впервые, просьба воздержаться от компиляций, Сослаться можно и на Форум. Спасибо за понимание. А Вам, Вадим, всяческих успехов. Поверьте, проще объяснить было нельзя.

Благодарю автора за столь всеобъемлющий комментарий. Самое главное - информация интересная и познавательная, а от компиляций я точно воздержусь, ибо статьи по геологии лингвисты не пишут.

Опираясь на вами сказанное, правомерно ли говорить - кварц трапиче или аметист трапиче? спасибо

В кристаллах кварца анизотропия скорости роста в различных направлениях тригональной (гексгональной) сингонии не так сильна, как в случае бериллов и корундов. ИМЕННО ПОЭТОМУ "ромбоэдрический" габитус равновесной формы роста НЕ СТОЛЬ СИММЕТРИЧЕН, как гексагональные призмы или бипирамиды. Поэтому и аметист трапиче есть случай роста гораздо более редкий, чем в случае бериллов и корундов. Естественно имеется в виду редкость роста таких кристаллов для каждого из минералов, а не вообще среди всех минералов. То есть, аметист трапиче встречается реже среди аметистов, чем изумруд трапиче среди изумрудов. Что касается кварца трапиче, то, вероятно, его образование возможно, но, если речь идет о бесцветных кристаллах, то отличить его от других визуально не представляется возможным, так как нет никакого избирательного распределения примесей. Можно визуализировать с помощью поляризационной оптики или рентгеноструктурного анализа (рентгеновской топографии). =