Б. В. Чесноков

Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

 

 

Кристаллами здесь называются минералы и синтетические (неорганические и органические) кристаллические вещества. Они входят в состав генеральных (общих, “глобальных”) и локальных объектов. Генеральные объекты – это объекты планетосферные: литосфера Земли, верхняя мантия Земли, литосфера Луны, биоминералы, метеориты и синтетические соединения (последние три объекта соответственно являются частями биосферы, космосферы и техносферы Земли). Локальные объекты – минералогические провинции, районы и месторождения [1, 2].

В составе полносингонийных генеральных объектов представлены, в том или ином количестве, кристаллы всех семи сингоний. В неполносингонийных объектах кристаллы некоторых сингоний или отсутствуют, или представлены в очень незначительном количестве.

Установлено, что распределения (в процентах от числа кристаллов в объекте) кристаллов по сингониям кратны числу 11, т. е. квантованы по 11 % (11, 22, 33, 44, 66, 88). Модельные (идеальные) значения этих распределений есть члены ряда чистых периодических дробей: 11,(1); 22,(2); 33,(3); 44,(4); 66,(6); 88,(8). Квантованность симметрии выявляется для полносингонийных объектов в распределениях по сингониям, а для неполносингонийных – по категориям сингоний¹.

В табл. 1 приведены распределения по сингониям кристаллов полносингонийных генеральных объектов. Исходные данные взяты из наших работ [2] и работ наших предшественников [3, 5]. “Моноклинные” объекты характерны широким развитием гидритов

_______________

1 Сингонии: кубическая (К), гексагональная (Г), тригональная (ТР), тетрагональная (Т), ромбическая (Р), моноклинная (М), триклинная (ТК). Категории сингоний: высшая (К), средняя (Г+ТР+Т), низшая (Р+М+ТК).

Таблица 1

Квантованность симметрийных распределений кристаллов полносингонийных генеральных объектов (%)

Примечание. Сумма 1 = К+Р+М. Сумма 2 = Г+ТР+Т+ТК. Учтены также распределения (5 “моноклинных” и 1 “кубическое”), полученные нашими предшественниками [3, 5].

 

– кристаллов, содержащих H⁺, OH^– или H₂O. “Кубические” объекты – объекты ангидритные [1].

 

Типичным гидритным (“моноклинным”) объектом является литосфера Земли, а ангидритным (“кубическим”) – литосфера Луны. Из данных табл. 1 следует, что распределения кристаллов полносингонийных объектов достаточно четко квантованы по 11 %. Особенно четко проявлена квантованность по 11 % кристаллов органических соединений (табл. 2). Все эти результаты позволяют нам сформулировать общий закон: “Симметрия царства кристаллов квантована по 11 %”.

Подтверждением достоверности результатов проведенного исследования является открытие новых генеральных объектов (2003 г.): полиморфных модификаций химических элементов и колчеданных руд Урала. Квантованность симметрии кристаллов этих объектов выражена четко (табл. 3, 4).

Таблица 2

Квантованность симметрийных распределений кристаллов
неполносингонийных генеральных объектов [4], %

Примечание. В скобках – число кристаллов.

Таблица 3

Квантованность симметрийного распределения кристаллов
нового генерального объекта – полиморфных модификаций
химических элементов

 

Таблица 4

Квантованность симметрийного распределения кристаллов нового генерального объекта – колчеданных руд Урала [6], %

 

 

Особенно точно квантованность симметрии проявлена для объектов, кристаллы которых изучены наиболее детально. Это органические соединения и полиморфные модификации химических элементов.

Глубинная природа нового фундаментального явления пока не ясна. По-видимому, в нем отражена “ступенчатость” вероятностей реализации кристаллических структур разной симметрии.

Прикладное значение явления квантованности симметрии может быть весьма обширным. Во-первых, его можно использовать в качестве своеобразного “дефектоскопа”. Так, симметрийные распределения, полученные в “дорентгеновский” период, не квантуются. Очевидно, в них немало ошибочных данных о симметрии кристаллов. Во-вторых, полученные закономерности позволяют вести поиск новых генеральных объектов. Таким путем были открыты два новых объекта — полиморфные модификации химических элементов и колчеданные руды Урала (см. выше). В-третьих, полученные данные позволяют конструировать предполагаемый минеральный состав труднодоступных объектов (планета Марс и др.).

Нет сомнений в том, что на основе нового явления могут быть разработаны и другие прикладные и общие методы познания царства кристаллов и других объектов Природы.