Hoofstuk 5

1. Kristalgroei en aggregate Hoofstuk 5

2. Begin van kristalgroei(Nucleation of crystals) • Meestalhomogenekristalliseringvanuit ‘n smelt of ‘n oplossing • In sommigegevallegroeikristallevanafverskeiesubmediums (substrates) • Epitaksie (a) • Nuwemineraaloorgroeisekerevlakke en kante van die gasheerkristal • Orientasie van nuwemineraalbeheerdeurkristalstruktuur van die gasheer • Topotaksie (b) • Nuwemineralegroei op ‘n spesifiekeoppervlaksoos, bv. ‘n naat • Orientasie van ‘n nuwemineraalbeheerdeur die orientasierelatief tot die kontakoppervlak

3. Begin van kristalgroei(Nucleation of crystals) • Nukleus – beginpunt van kristalle • Groeiverder in verskillendekristalmorfologieë • Kobinasie van kristalvorme en aggregasie • Kristalle is: • Euhedraal- perfektepolihedraleoppervlakke - reëlmatigeen karakteristiekeintervlakhoeke - groeiin vryeruimte: oplossing of smelt (fenokriste) - of vervangreedsbestaandeminerale in metamorfegesteentes(porfiroblaste) • Anhedraal- onreëlmatigeoppervlakke- die geval in meestegesteentes

4. Kristalhabitus • Def: Tipieseuitwendigevoorkoms van ‘n mineraal, ‘n kombinasie van kristalvorme en die relatieweontwikkeling van hierdievorme • Morfologieëmeestalnieperfektepolihedra • Meesteminerale het egterwel ‘n karakteristiekevormwatnuttig is viridentifikasie • Ewekanting (equant) of eweassig (equiaxed) • Verleng (kolomagtig, prismaties, naaldvormig, veselagtig, haaragtig) • Afgeplat (platig of tafelvormig) • Kan in handmonsters en dunseksieswaargeneem word as die tipiesevormwaarin ‘n mineraalkristalliseer

5. Kristalhabitus

6. Habitus • Kristalvorm hang af van geskiedenis van groei • Indiengroeisnelhedekonstantbly met tyd word die oorspronklikemorfologiebehou • Groeisnelhedeveranderdikwels met tyd • Dit word die bestegesien in dunseksie van mineralewatsonering of sektorsoneringvertoon

7. Vertweelinging (twinning) • Definisie:Vergroeiingswaar die gasheer en die tweeling ‘n kristaltralievlak (tweelingvlak) of ‘n kristaltralierigting (tweelingas) deel • Soos ‘n kristalnormaalwegsalgroei, word raamwerklaebygevoeg tot die kristalvlak in dieselfdeorientasie as die vorigelae • In sommigegevalle word laeegter in die ‘verkeerde’ rigtingbygevoeg • Vertweelinging begin in meestegevallewanneerkristallebaieklein is. • ‘n Ioon in die groeiendekristalmag ‘n posisieinneemwatnie geometries perfek is nie. • Indienvinnigegroeiplaasvind is ditmoontlikdat die ioonkandien as ‘n saadwataantrekkingskrag het viranderioneomhulselfdanteheg en ‘n nuwerigting van groeikanvorm. Die nuwedeelsaldangeleidelikvergroot en die eenhelfte van die tweelingvorm. • Aangesienvertweelingingvroeggebeur, is ditalgemeenomtevinddat die twee tweeling-dele naby, indienniepresiesnie, dieselfdegroottebesit en dieselfdevlakke, merke,ets-gate ens. vertoon • Vinnigegroeibevoordeelvertweelinging; stadigegroeiontmoedigvertweelingingaangesienionemeertyd het omna die korrekteposisiesteskuif

8. Tipesvertweelinging • Deurdringtweelinge (Penetration Twins) • Deel ‘n raamwerk-rigting (tweeling as) of raamwerk punt (tweelingsenter). • Het ‘n onreëlmatigesamestellendeoppervlakwat die individuelekristallesny • Hier word ‘n tweeling–kristal van ortoklaasgewyswat ‘n tweelingvormvolgens die Carlsbad Wet met [001] as die tweeling as. • KontalTweelinge (Contact Twins) • Deel ‘n raamwerk-vlak (tweeling-vlak of samestellendevlak). • Hierdieword gewoonlikgedefinieerdeur ‘n tweeling-wet wat die tweeling-vlakbeskryf (d.w.s. ‘n bykomendespieëlvlak) • Die voorbeeldhier is ‘n kristal van gips met ‘n kontak-tweeling op {100} • SwaelstertTweeling • Kontaktweelingekanookvoorkom as herhalende of meervoudigetweelinge. • Polisintetiesetweelinge: • Die meervoudigesamestellendevlakke is parallel aanmekaar. Plagioklaasvertoonbaiedikwelshierdiesoortvertweelinging, genoem die AlbietTweeling Wet, met{010} as die tweeling-vlak. Die tweelinge is een van die meeskenmerkendeeienskappe van plagioklaas. • Sikliesetweelinge: • Indien die samestellendevlakkenie parallel aanmekaar is nie, maarverwantdeurrotasiionelesimmetry, word hulsikliesetweelingegenoem. • Hier word ‘n sikliesetweelinggewyssoos in krisoberyllangs ‘n {031} vlak

9. Vertweelinging / twinning

10. Oorsprong van vertweelinging • Daar is 3 moontlikemanierwaaroptweelingevorm: • GroeiTweelinge • Indienongelukkegebeurtydenskristalgroei en ‘n nuwekristal word bygevoeg tot die buitevlak van ‘n reedsbestaandekristal, kanvertweelingingvoorkom • Die nuwekristalmoet ‘raamwerkpuntedeel op hierdiebuitevlak van die bestaandekristal • Maardit het ‘n orientasieverskillend van die oorspronklikekristal. • TransformasieTweelinge • Transformasietweelingekomvoorwanneer ‘n reedsbestaandekristaltransformasieondergaana.g.v. ‘n verandering in die druk of temperatuur. • Ditgebeuralgemeen in mineral watverskillendekristalstrukture en verskillendesimmetrie het by verskillende temperature of druk. • Wanneer die temperatuur of drukverandernawaar die nuwekristalstruktuur en simmetriestabiel is, word verskillende dele van die kristalgerangskik in verskillendesimmetrieseorientasies, en dusvorm ‘n vergroeiing van meer as eenkristal.DauphinéenBrazil vertweelinging in kwartsvormdikwels op die maniertydens die afnamein temperatuur. • Vervormingstweelinge • Tydens die vervormingkanatomeuitplekuitgeforseer word. As ditgebeurom ‘n simmetrieserangskikkingteveroorsaak, word ‘n deformasietweelinggevorm. Die mineraalkalsietkanmaklikvertweeling word op die manier, ompolisintetiesetweelinge op {012}teproduseer.

11. AlgemenetweelingwetteIsometrieseStelsel • Spinel Wet • {īī1} - is ‘n tweeling-vlak, parallel aan ‘n oktahedron. Ditkomalgemeenvoor in die mineraalspinel(MgAl2O4). • Fluorietdeurdringingstweeling • [111] - Die tweeling-as loodregaan ‘n okahedralebuitevlakvoeg ‘n as van drie-voudigesimmetrie by.Hierdietweeling is die algemeenste in fluoriet • Yster-kruis (Iron Cross) • [001] – Die mineraalpiriet(FeS2) vertoondikwels die yster-kruisgevormdeur die indringing van twee pirietohedrons.

12. AlgemenetweelingwetteTetragonaleStelsel • Vertweelinging in die tetragonalestelsekomgewoonlikvoor op {011} omsikliesekontaktweelingetevorm. • Die mineralerutiel (TiO2) en kassiteriet(SnO2) vertoondikwelshierdiesoorttweelinge.

13. AlgemenetweelingwetteOrtorombieseStelsel • SiklieseTweelinge • {110} – Die mineraalaragoniet (CaCO3) , krisoberyl(BeAl2O4), en serussiet(PbCO3) ontwikkeldikwelstweelinge op {110}.  Dit het ‘n sikliesetweeling tot gevolgwat die mineraal ‘n pseudo-heksagonalevoorkoms gee. • Stauroliet Wet • Die mineraalstauroliet is werklikmonoklien, maardit het ‘n ß hoekbaienabyaan 90oso dit het die voorkoms van ‘n ortorombiesemineraal.Die twee tipesdeurdringingstweelingekom in staurolietvoor op {031} (vorm ‘n rehoekigekruis) en {231} (vorm ‘n kruis by ongeveer 60o).

14. AlgemenetweelingwetteHeksagonaleStelsel • KalsietTweelinge • Die algemeenstetweelingwettewat in kalsietkristallegesienkan word is {0001} en die rombohedron {012}.  Beide is kontaktweelinge, maar die {012} tweelingekanookvoorkom as polisintetiesetweelinge as gevolg van deformasie. • Kwartsvertoondrieheksagonaltweelinge. • Brazil Wet - {110} - is ‘n penetrasietweelingwat die gevolg is van transformasie. • Dauphiné Wet - [0001] – is ook ‘n penetrasietweelingwat die gevolg is van transformasie. • Japanese Wet - {112} - is ‘n kontaktweelingwatvorm as gevolg van ongelukkewatgebeurtydensgroei (GroeiTweelinge)

15. AlgemenetweelingwetteMonoklieneStelsel • Carlsbad Wet • [001] – vorm ‘n pentrasietweeling in die mineraalortoklaas. Kristallewatvertweelingvolgens die Carlsbad Law vertoon twee vergroeidekristalle, een 180° geroteerom die [001] as. • Swallow Tail Twins • {100}- are commonly observed in the mineral gypsum (CaSO4.2H2O).

16. AlgemenetweelingwetteTriklinieseStelsel • Die veldspaatmineraleplagioklaas en mikroklien is die algemeenstetrikliniesemineralewatvertweelingingvertoon. • Twee algemenetweelingwettekanwaargeneem word: • Albiet Wet • Plagioklaas (NaAlSi3O8 - CaAl2Si2O8) toondikwelspolisintetiesevertweelinging • Die tweelingwet - {010} toondat die tweelingloodregaan die b kristallografiese as voorkom. • Periklien Wet • Die periklien wet het [010] as die tweeling-as. • Periklienvertweelingingkomvoor as gevolg van monoklieneortoklaas of sanidienwattransformeernamikroklien (almal met dieselfdeformule- KAlSi3O8). • Periklienvertweelingingkomgewoonlikvoor in kombinasie met Albietvertweelinging in mikroklien, maardit is slegswaarneembaar met ‘n polariserendemikroskoop.

17. Aggregasie

18. Multikristalle, porfiroblasts en poikilokristalle Herhaaldemisorientasie lei tot vormssoos: - Gekurfdeoppervlakke - Saal-morfologie Multikristalle: effensgemisorienteerdeindividuelekristalle - Quartz ‘quendels’ - Hematiet rose Porfiroblasts: Wannermakroskopiesekristallegroei en reedsbestaandekristallegedeeltelik of volledigverplaas Poikilokristalle: Kirstalwatgroei in poreusegesteenteom die oorspronklikegesteente-struktuurteinkorporeer (Sahara Roos – gips)

19. Groeieffekte • Striasies - toermalyn • Induiking • Dislokasie en groeispirale – bariet • Oplossing (etsduike /etch pits) - kalsiet

20. Isomorfisme, polimorfisme en kristallyne defekte Hoofstuk 6

21. Isomorfie en vasteoplossing (solid solution) • Isomorfie: • Dieselfdemorfologie (kristalvorm) • Verskillendechemiesesamestelling • Karbonate: MgCO3 Magnesiet FeCO3 Sideriet ZnCO3 Smithsoniet MnCO3 Rodochrosiet CaCO3 Kalsiet • Vasteoplossing – ‘n spesialesoortisomorfie: • Kationverplaasmekaar in arbitrêrehoeveelhede: d.w.s. mineralekan ‘n samestellingbesitwat ‘n mengsel is van twee suiwer “eindlid” (“endmember”)samestellings • Bv: Olivieneindlede: Forsteriet – Mg2SiO4 Fayaliet – Fe2SiO4 Meesteolivien - (Mg, Fe)2SiO4 • Ook: Veldspate, Piroksene

22. Polimorfie en fase-oorgange • Polimorfie • Verskillendemorfologie; dieselfdechemiesesamestelling • Afhanklik van eksternetoestande • Bv: CaCO3 - Laedruk: Kalsiet - trigonaal - Hoëdruk: Aragoniet - orthorombies • Ondergaanfaseoorgang: • Herkonstruktief – bindings breek – totaalnuwestruktuur • Orden-disorden – atome word geherrangskiknameergeordendekonfigurasiesoos T afneem • Vervormend (displacive) – effensedistorsie van ruimtetrale – geenbreek van bindings nodig

23. Fase-oorgange

24. Kristallynedefekte • Punt defekte • Vakante of tussenruimteatoom • Dislokasies (lyndefekte) • Deformasie op ‘n glipvlak • Vlakdefekte • Ontmenging by lae T • Vermindering in simmetrie • Radiasiedefekte • Insluitsels: Zirkoon (U en Th) in biotiet • ‘Haloes’ van verskillendekleure • Vernietiging van kristal (metamiktisasie)

25. Kristallynedefekte • Puntdefekte • Dislokasies (Lineêredefekte)

26. Vlakdefekte • Ontmenging en ordening