Все о минерале кварц.

Во многих желваках наблюдаются полосы, пересекающие поверхность под прямым углом, причем образуется нечто похожее на трубку. Некоторые авторы приписывают такой трубке роль канала, по которому питающий материал поступает вовнутрь желвака. Можно представить себе и обратную картину, когда трубки служат для вывода материала; иногда в одном и том же образце можно найти не одну такую трубку. В некоторых из этих агатов внешние полосы деформированы. Это, по-видимому, свидетельствует о желеобразном состоянии агата в тот момент, когда раствор уходил из желвака по трубке. В ходе кристаллизации пространство, занимаемое гелем кремнезема внутри желвака, сжимается, деформируя его структуру.

Наличие пузырьков в агате может означать, что химические процессы приводили к вскипанию содержимого желвака. В дальнейшем пузырьки оказываются заключенными внутри затвердевшего геля.

Дендриты и перистые образования могут возникать соответственно при образовании оксидов и окисленных сульфидов. По-видимому, дендриты сосредотачиваются в пространстве между полосами халцедона; перистые образования были обнаружены внутри кристаллических агрегатов. Один из типов агата, называемый оолитовым, имеет концентрически-зональную структуру. Агатовые оолиты росли от центра к периферии в результате поступления материала на их внешние поверхности. Вероятно, полость, в которой рос агат, заполнялась минерализующей водой многократно.

В системах с низкой вязкостью или сильным разбавлением происходит нарастание эвгедральных кристаллов кварца. Таким образом, полосчатая часть желвака характерна для такой стадии роста, при которой вязкость коллоидного раствора кремнезема была высокой. Эвгедральные кристаллы кварца отвечают такому периоду формирования желвака, когда вязкость кремнеземистого коллоидного раствора становилась низкой или же он был разбавленным.

Природные кремнеземистые коллоидные растворы обычно содержат загрязняющие примеси, которые могут отторгаться халцедоном в процессе роста сферолитов. Эти примеси концентрируются в промежутках между сферолитами, эффективно препятствуя дальнейшему росту кристаллов в данных участках. Такой процесс способствует дальнейшему росту лишь кончиков сферолитовых кристаллов, в то время как промежутки между скоплениями кристаллов заполняются примесями с образованием полос.

Происхождение полосчатости агатов являлось предметом постоянных споров. Лизеганг искусственно получил полосы хромата серебра в желатиновой среде при реакции нитрата серебра с бихроматом калия. Хромат серебра осаждался только в том случае, когда раствор насыщался нитратом серебра. Серебро стремится проникнуть за пределы слоя осаждения, и при насыщении образуется новый его слой; затем процесс циклически повторяется до тех пор, пока не прекратится поступление исходных веществ. Такое же объяснение было предложено Фаррингтоном (Harrington, 1927).

Характерными чертами сингенетического агата являются цветные полосы, пузырьки жидкости и деформационные структуры. Как правило, агатовые желваки имеют зоны, сложенные полосчатым сферолитовым халцедоном, внутри которых находятся эвгедральные кристаллы кварца. На внешней стороне желваков можно наблюдать другие минералы, в частности кальцит и арагонит, но они не соприкасаются с полосчатой частью желвака. Согласно общей теории образования агатов, вначале образуется первичное ядро, и от него радиально растут волокнистые поликристаллические агрегаты, в которых кристаллиты развиваются под небольшим углом к оси волокна. Считается, что сферолитовый рост происходит в многокомпонентных системах, в которых компоненты накапливаются в ходе процесса кристаллизации и коэффициент диффузии в жидкой фазе мал по сравнению со скоростью роста кристаллов. Подобные условия могут возникнуть только в коллоидной среде, в которой концентрация компонентов намного выше насыщения. В зависимости от достигнутого уровня вязкости среды будет происходить сферолитовый или несферолитовый рост кристаллов. Если в среде возрастает концентрация кремнезема, то в определенный момент достигается такой порог вязкости, при котором начинается сферолитовый рост и образуется полосчатый халцедон. Рост продолжается до такого момента, когда весь коллоидный раствор оказывается израсходованным или когда происходит его разбавление.

Анализ показал присутствие железа, алюминия, кремния, магния, марганца и отсутствие кальция. Вначале предположили, что включения представляют собой один из иносиликатов группы амфиболов или какой-либо минерал группы асбеста. Низкое содержание магния послужило аргументом, отрицающим возможность отнесения минерала к иносиликатам типа серпентин-асбеста. Присутствие следов марганца окончательно подтвердило принадлежность иглоподобного минерала к грюнериту, а желтоватых тетраэдров-к гельвину (марганецсодержащему бериллиевому незосиликату). Грюнерит представляет собой почти чисто железистый гидроксил-амфи-бол с небольшим количеством MgO и А12Оэ, но обычно содержащий МпО. Цвет его изменяется от бесцветного до коричневого, а некоторые кристаллы обладают зеленой окраской; он образует асбестовидные волокна и расходящиеся из одной точки агрегаты. Этот минерал является обычным включением в кварце.

Пабиан (Pabian, 1978) исследовал включения в агате. Протогенетические включения (кристаллизовавшиеся раньше минерала-хозяина) весьма обычны в желваках агата из «молодых» геологических провиггций. Желваки из более древних провинций беднее протогенетическими включениями. Примерами могут служить кристаллы арагонита и гипса. Иногда включения замещаются халцедоном. Сульфидные включения, характерные для молодых агатов из третичных отложеггий Техаса, замещены оксидами в более старых агатах из отложений позднего докембрия в районе Верхнего озера. Исходя из природы и характера включений можно определить температуру образования содержащего их агата. Включения продуктов распада вмещающих пород и низкотемпературных модификаций минералов (арагонита и гипса) указывают на низкие температуры (25-30°С) и небольшие давления, при которых формировался содержащий их агат.