ОСОБЕННОСТИ МИКРОРЕЛЬЕФА СТОРОН КРИСТАЛЛОВ WEWELLITE, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В МОЧЕВОЙ СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕКА

Полиенко А.К¹., Севостьянова О.А².

¹Доцент, кандидат геолого-минералогических наук, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; ²Ассистент, кандидат геолого-минералогических наук, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

ОСОБЕННОСТИ МИКРОРЕЛЬЕФА СТОРОН КРИСТАЛЛОВ WEWELLITE, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В МОЧЕВОЙ СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕКА

Аннотация

В статье рассмотрены особенности гранного микрорельефа, формирующегося при росте кристаллов одноводного оксалата кальция (минерал – уэвеллит).  Исследование морфологии микрорельефа граней кристаллов позволяет понять онтогению структурных преобразований в уролитах (мочевых камнях). Изучение признаков роста и растворения, запечатлённых в микрорельефе граней кристаллов, даёт возможность глубже познать процесс минералообразования в мочевой системе.

Ключевые слова: одноводный оксалат кальция (уэвеллит), микрорельеф граней, уролиты.

Poliyenko A.K.¹, Sevostyanova O.A.²

¹Assotiate professor, candidate of geological and mineralogical sciences, National research Tomsk polytechnic university

²Assistante, candidate of geological and mineralogical sciences, National research Tomsk polytechnic university

FEATURES OF THE MICRORELIEF OF SIDES OF CRYSTALS WEWELLITE, BEING FORMED IN URIC SYSTEM OF THE PERSON

Abstract

In article features of the crystal side microrelief which is forming with a growth of crystals of one-water oxalate of calcium (a mineral – whewellite) are considered.  Research of morphology of a microrelief of sides of crystals allows to understand an ontogeniy of structural transformations in the urolithes (uric stones).  Studying of signs of growth and the dissolution imprinted in a microrelief of sides of crystals, gives the chance to learn more deeply mineralogenesis process in uric system.

Keywords: one-water oxalate of calcium (whewellite), microrelief of sides, urolithes.

Объектом наших исследований являются органоминеральные агрегаты (уролиты), возникающие в мочевой системе человека. Специалисты в области урологии систематически изучают уролиты, формирующиеся в результате роста кристаллов оксалата кальция, фосфатов, уратов. Однако в работах, посвящённых детальному изучению морфологических особенностей растущих кристаллов, не всегда находятся ответы на многие возникающие вопросы.

В изучении морфологии гранного микрорельефа кристаллов уэвеллита неоценимую помощь нам оказали работы В.Г. Фекличева [1, 2]. Благодаря им мы смогли подойти к расшифровке многих микроскульптур изучаемых кристаллов. Вся терминология, применяемая при изложении данного материала, заимствована из работ В.Г. Фекличева.

В своих работах многие авторы [3, 4] отмечали хорошую сформированность кристаллов оксалата кальция, высокую прочность его сростков. Что же касается изучения морфологических особенностей растущих кристаллов оксалатов, то эти вопросы по существу совсем не отражены в известной литературе. Поэтому нами были проведены детальные исследования микроморфологии кристаллов уэвеллита на микроуровне  с помощью электронного сканирующего микроскопа, позволяющего при больших увеличениях исследовать детали гранного микрорельефа.

Органические соединения (уэвеллит и уэдделлит) в уролитах встречаются довольно часто в виде хорошо сформированных кристаллов.

Уэвеллит (одноводная соль щавелевой кислоты) относится к призматическому классу моноклинной сингонии (1/m), оптически двуосные положительные (Ng>Np); погасание косое (угол C Ng=19–31°), двупреломление равно 0,160. Часто уэвеллит образует сложные сердцевидные двойники по (101).

Уэдделлит (двуводная соль щавелевой кислоты) относится к дипирамидальному классу тетрагональной сингонии (4/m); он оптически одноосный положительный (Nе>No), имеет прямое симметричное погасание, двупреломление его незначительное (0,011).

Для изучения морфологии граней нами отбирались кристаллы уэвеллита, предварительно исследованные под бинокулярным микроскопом. Поверхность граней кристаллов с заранее определенными индексами оттенялась металлом в вакуумной камере. Изучение микрорельефа граней производилось на угольной реплике. Наиболее интересные в морфологическом отношении участки граней кристаллов были сфотографированы.

Наблюдения показали, что отдельные участки граней покрыты серией трещин, ширина которых достигает 1 мкм. Развитие системы трещин на грани нередко подчеркивает блочное строение поверхности исследуемого кристалла. На отдельных участках граней, а особенно на линиях пересечения двух граней, т.е. на ребре, наблюдаются отчетливые следы растворения, представляющие собой ямки травления. На гранях отмечается редкая трещиноватость. В местах сочленения линий гранного микрорельефа отчетливо проявляются признаки роста и растворения в виде штрихов-выступов и штрихов-впадин.

Особого внимания заслуживает морфология поверхностей скола кристаллов уэвеллита. Характер сколов неровный, с зазубринами, выступами и углублениями. Отдельные участки поверхности скола при увеличениях более 6000 раз имеют листоватый, чешуйчатый характер. Наряду с выступами и углублениями нередко проявляется трещиноватость поверхностей скола.

В ходе исследований микроморфологии кристаллов уэвеллита было получено 120 различных снимков. Главной целью микроморфологического анализа кристаллов явилось выявление особенностей формирования их гранного микрорельефа.

На одном из исследуемых кристаллов изучен микрорельеф трех различных граней. На грани (110) рассматриваемого индивида отмечено наличие двух растущих субиндивидов (Рис. 1). На фото выявляется криволинейность видимых ребер субиндивидов. Фрагмент совместного роста субиндивидов показан на рис. 2.

Рис.1 - На грани (110) большого индивида сформировались более мелкие поздние субиндивиды 1 и 2

Рис. 2 - Фрагмент совместного роста субиндивидов 1 и 2	Рис. 3 - Развитие трещин на поверхности грани кристалла
Рис. 4 -. Система диагональных и поперечных трещин	Рис. 5 - Сложная система трешиноватости на грани кристалла
Отдельные участки граней кристаллов покрыты серией трещин (Рис. 3,4,5). Замеры показали, что ширина трещин достигает величины 1 мкм.
Рис. 6 - Блоковое строение участка поверхности грани кристалла	Рис.7 - Фигуры роста граней и ребер на поверхности грани кристалла

Развитие системы трещин на грани кристалла нередко подчеркивает блоковое строение поверхности исследуемого кристалла (Рис. 6). Нередко своеобразный характер микрорельефа представлен серией фигур роста граней и ребер (Рис. 7).
Рис. 8 - Признаки роста и растворения участков грани кристалла	Рис. 9 - Сложная скульптура роста участка поверхности грани кристалла
На отдельных участках граней, а особенно на линиях пересечения двух граней, т.е. на ребре, видны отчетливые следы растворения, представляющие собой ямки травления. На гранях отмечается редкая трещиноватость. В местах сочленения линий гранного микрорельефа присутствует скопление натечных образований. Признаки роста и растворения участков грани кристалла хорошо иллюстрируются на рисунке 8. Сложная скульптура роста участка поверхности грани кристалла представлена на рисунке 9.
Рис. 10 - Эпитаксиальное нарастание кристаллов гидроксил-апатита  призматического облика	Рис. 11 - Признаки растворения поверхности грани кристалла
В нижней части рисунка отчетливо проявляются признаки роста и растворения в виде штрихов-выступов и штрихов-впадин. На этой же грани наблюдаются отдельные кристаллы гидроксил-апатита (мелкие зародыши) призматического облика (Рис. 10), эпитаксиально наросшие на грани уэвеллита. При значительных увеличениях (от 1150 до 6400) наблюдаются натечные образования и участки, подвергшиеся растворению (Рис. 11-13).
Рис. 12 - Участки поверхности кристалла с признаками растворения	Рис. 13 - Наплывы и натёки на отдельных участках поверхности грани
Рис. 14 - Сложная микроскульптура поверхности скола кристалла	Рис. 15 - «Листоватый», «чешуйчатый» характер скола кристалла.
Рис.16 - Ступенчатое строение участка грани	Рис. 17 - Параллельные штрихи-впадины (1) и штрихи- выступы (2)
Рис. 18 - Положительные и отрицательные формы роста	Рис.19 - Грани и ребра кристаллического индивида под «оболочкой»

На одном из участков грани (011) кристалла при увеличениях до 5000 раз (рис. 17) микрорельеф представлен параллельными штрихами- выступами и штрихами-впадинами (фигурами роста). Выступы имеют высоту до 1 мкм при ширине до 2,5 мкм. Здесь же наблюдаются отдельные штрихи-выступы с резко выраженными окончаниями в виде срезов. Они представляются как бы вложенными в промежутки между штрихами-выступами первой генерации. Глубина штрихов - впадин достигает 0,2 мкм.

Отдельные участки граней кристаллов характеризуются наличием положительных и отрицательных форм роста (Рис. 18). Здесь характерно проявление «блоков» роста с параллельными границами.

На одном из участков грани кристалла под тончайшими слоями просматриваются грани и ребра кристаллического индивида (рис. 19).

Наблюдение деталей роста и растворения отдельных слоев кристаллов позволяет понять их онтогению [5, 6]. Переработанные и дополненные наши наблюдения позволили представить более глубоко процессы зарождения, роста и изменений кристаллов одноводного оксалата кальция. Отдельные результаты исследований изложены в одной из наших публикаций [8].

Изучение морфологии гранного микрорельефа отдельных кристаллов позволяет подойти к расшифровке онтогении структурных преобразований в агрегатах мочевых камней. Исследование микрорельефа поверхностей граней отдельных кристаллов позволяет получить достаточную информацию для восстановления истории формирования как отдельных кристаллов, так и агрегатов мочевых камней в целом.