Б.З. Кантор
Российское минералогическое
общество РАН
boris_kantor@mail.ru
О генезисе агатов: новые
данные
Агат, внешне невзрачный камень,
напоминающий прошлогоднюю картофелину, таит в себе
халцедоновый мир, законченный и загадочный. Поражающий
воображение, никогда не повторяющийся рисунок агатового
среза вызвал к жизни древнее искусство глиптики. И в
наши дни агат - любимый камень коллекционеров и
камнерезов.
«Морфология
агатов… на первый взгляд не следует никакому общему
правилу. Тем более удивительно, что каждый конкретный
агат демонстрирует совершенный порядок и прежде всего,
конечно, замечательную равномерно-ритмическую
полосчатость» (Landmesser,
2000). Происхождение этого чуда природы - вековая
загадка и источник головной боли минералогов.
Основные концепции. Мы знаем, что агаты
образовались в газовых пузырях вулканических лав, в
пустотах выщелачивания известняков и в прочих заранее
подготовленных полостях - «агатовых камерах», и что
источником кремнезема служили вмещающие породы. Известны
и другие подробности их образования, и библиография
агатов постоянно пополняется (см., например, на сайте
Линкольнского университета штата Небраска,
URL: http://snr.unl.edu/Data/AgateBibliography.asp? ). Однако, несмотря на усилия лучших минералогов, отдельные
детали никак не складываются в целостную картину.
Нерешенных - и притом главных - вопросов два: как
оказалось в агатовой камере вещество, составившее агат,
и как оно превратилось там в твердое тело с неповторимым
текстурным рисунком.
Дискуссия по этим проблемам, длящаяся уже более двух
столетий, но так и не родившая законченной и
непротиворечивой теории, нашла отражение в литературных
обзорах (Moxon, 1996 и др.).
Спектр высказанных предположений охватывает едва ли не
все условия, какие только возможны в земной коре, от
воздействия грунтовых вод до кристаллизации
расплавленного кремнезема. Дискуссия выявила
кардинальное расхождение в главном: происходило ли
образование агатов с привносом или без привноса вещества.
Соответствующим концепциям шотландские минералоги дали
лаконичные имена «In and Out»
и «In and Sort Out» (Macpherson,
1989); назовем их здесь «гипотезой протекания» и «гипотезой
созревания».
Первая концепция, по возрасту старшая, постулирует
образование агатов из растворов кремнезема, протекавших
через агатовые камеры и последовательно, начиная от
стенок, отлагавших там слои халцедона, иногда также
опала и/или кварца. В этом духе высказывались об
образовании агатов крупнейшие минералогические
авторитеты первой половины XIX
столетия - Л. Бух, В. Хайдингер, Й. Неггерат. Речь при
этом шла, в сущности, о поведении «неизвестного»:
тогдашние представления о растворах кремнезема были
довольно туманными.
«Младшая» же концепция «созревания» исторически возникла
из попытки объяснить полосчатость агатов. Это явление
составляет отдельную проблему, и мы ограничимся лишь
общим замечанием. Полосчатость агатов, то есть, в
сущности, концентрически-зональное строение халцедоновой
сферолитовой коры, составляющей агат, может иметь,
например, ту же причину, что и подобное строение других
сферолитов. Концентрическая зональность для сферолитов
характерна - это установленный
факт, правда, не получивший пока исчерпывающего
объяснения. Такая зональность свойственна «бурой
стеклянной голове» - сферолитовым корам гётита
(фото 1) и многим другим минералам. Концентрическая
зональность сферолитовых кор малахита стала основой
декоративного искусства русской мозаики.
-------------------------------------------------------------------------------------
Фото 1. Концентрически-зональное строение
сферолитовой коры гетита
(«бурой стеклянной головы»). П-ов Мангышлак. Ширина поля
4 см
--------------------------
Тем
не менее, именно полосчатость агатов «спровоцировала»
появление одной из самых популярных гипотез их генезиса.
В начале прошлого века в Германии химик Р.Э. Лизеганг,
в то время работавший в неврологической клинике, «между
делом», как он записал в автобиографии, «опубликовал
ряд статей о геологической диффузии и об агатах в
качестве протеста против устаревших воззрений, которые
застал в этой области» (Liesegang,
1929). Лизеганг исходил из результатов прославившего его
эффектного опыта. На стеклянную пластинку, покрытую
слоем желатинового геля, пропитанного бихроматом калия,
он наносил каплю раствора нитрата серебра, и благодаря
ритмическому обменному процессу, развивавшемуся в геле,
продукт реакции – оранжевый осадок бихромата серебра
- выпадал не сплошным пятном, а
концентрическими кольцами. Этот опыт, впоследствии
изучавшийся как наглядный пример периодической
химической реакций, навел Лизеганга на мысль, что
полосчатость агатов возникла подобным же способом.
Лизеганг сделал немало важных наблюдений над агатами,
опубликовал книгу о них и большую серию статей и
разработал собственную теорию (Liesegang,
1915), которую, конечно, правильнее назвать гипотезой.
По его мнению, агаты образовались не из растворов, а из
гелей кремнезема, которые заполнили агатовые камеры и
затем «созревали» в них -
разделялись на концентрические слои и кристаллизовались,
превращаясь в халцедон.
Эта идея казалась удачным решением проблемы.
Привлекательная как новаторством, так и простотой и
наглядностью, она завоевала умы многих ученых и вошла в
авторитетные курсы геохимии и минералогии первой
половины прошлого века (Doelter,
Leitmeier, 1914; Niggli 1926;
и др.). Даже в трудах современных авторов (например,
Rösler
1981) и особенно в научно-популярных изданиях (Большая…,
2004; Lieber, 2006; и др.)
загадка агатов нередко объясняется на основе
полюбившейся «гелевой гипотезы» или различных ее
вариаций. Рассуждения идут по одному и тому же порочному
кругу: полосчатость агатов a priori
принимается за «кольца Лизеганга», а те, в свою
очередь, - за однозначное
свидетельство образования агата из геля: «Обнаружение
колец Лизеганга в агатах доказывает, что диоксид кремния
в агате должен был быть введен как гелеобразное вещество»
(Hoffner-Rothe,
2007). Подобный взгляд нашел отражение и в крупных
энциклопедиях - Большой советской,
Britannica и др.
Но в действительности «кольца Лизеганга» в агатах очень
редки, полосчатость имеет иную природу. Как правило,
сторонники «гелевой гипотезы» умалчивают и о других ее
противоречиях, в том числе о главном: геля, вмещаемого
агатовой камерой, заведомо недостаточно для заполнения
этой камеры агатом, поскольку кремнезема в геле
существенно меньше, чем в агате.
Как и всякий гель, он содержит много воды. В процессе «созревания»
он отделяет воду и за счет этого сокращается в объеме.
Иллюстрацией подобного процесса могут служить глинистые
септарии. Сгусток влажной глины после отделения воды
может превратиться, в частности, в полую конкрецию (фото
2). Полость может быть минерализована (в данном случае
кристаллами кальцита), а в стенках можно заметить
концентрические кольца Лизеганга. Агат, образовавшийся в
камере фиксированного объема путем «созревания»
кремнеземного геля, тоже, разумеется, тоже должен был бы
содержать пустоты. Между тем, в природе сплошь и рядом
встречаются компактные агаты без всяких пустот.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Фото 2. Полая септария (ширина 18 см) с кольцами
Лизеганга и кристаллами кальцита в полости.
Фото 3. Трещины синерезиса, возникшие при
раскристаллизации природного геля кремнезёма.
Сам Лизеганг признавал, что его теория «не может
объяснить любой агат, и имеются случаи, когда происходил
повторный приток кремнекислоты. Впрочем, они
сравнительно редки». Но в действительности же дело
обстоит ровно наоборот: на многих агатовых
месторождениях преобладают именно бесполостные агаты, с
которыми «гелевая гипотеза» не в ладу. На это
противоречие указывали еще П.П. Пилипенко (Пилипенко,
1934) и другие ранние критики Лизеганга: в реальных
агатах отсутствуют пустоты в виде трещин усадки (синерезиса),
возникновение которых неизбежно сопровождает
кристаллизацию геля (фото 3). Что касается повторного
притока кремнекислоты», то его приходится исключить,
поскольку «гелевая гипотеза» предполагает закупоривание
камеры продуктом созревания геля. Более поздние расчеты
фактически опровергают эту гипотезу: «Самое уязвимое
место гипотезы Лизеганга -
непринятие во внимание высокого содержания воды в геле
кремнезема, и после обезвоживания от его первоначального
объема осталось бы только пять процентов: полный крах
полосчатой структуры» (Moxon,
1996).
Таким образом, «концепция созревания» оказалась
тупиковым направлением. Стало ясно, что, во-первых, в
процессе роста агата камера должна была пополняться
кремнеземом, то есть растущий агат представлял собой
открытую систему. Во-вторых, переносчиком кремнезема
должен был быть не гель, а способная проникать в камеру
подвижная среда - раствор. Все-таки раствор.
Растворы кремнезёма.
Однако кремнезём очень плохо
растворяется в воде. Растворимость кварца не превышает
10 мг/л, аморфного кремнезёма -
130 мг/л. Отсюда следует, что для формирования агата
массой, скажем, 500 г. через
агатовую камеру должно было просочиться никак не меньше
3,8 м3
раствора. Учитывая длительность геологических процессов,
это ещё можно допустить. Но невозможно представить
одновременное образование таким же способом целых
агатовых полей, в виде которых обычно встречаются в
природе агаты, в том числе и экземпляры массой в десятки
килограммов. На относительно небольшом пространстве
просто неоткуда взяться колоссальному количеству
потребной для этого воды. Альтернативами могут быть
растворы хорошо растворимых силикатов щелочных металлов
и растворы, в которых кремнезём находился в
высокомолекулярной форме (Годовиков, 1987;
Moxon,
1996). В таких средах, близких по свойствам к коллоидным
растворам - золям, концентрация кремнезёма могла быть
намного выше.
П.Дж. Хини (Heaney, 1993)
привел веские доводы в пользу того, что кремнезём
содержался в этих растворах одновременно и в
высокомолекулярном (полимеризованном) состоянии, и в
виде мономера, причём пропорция между ними менялась в
ходе процесса. Рост волокон халцедона происходил за счет
полимерной составляющей, путем присоединения целых
полимерных цепочек, а полимеризация поддерживалась
высокой концентрацией раствора. Из-за расходования
полимера раствор в ходе кристаллизации обеднялся, и
когда концентрация снижалась до некоторой критической
величины, полимеризация прекращалась. В растворе
оставался только мономер кремнезёма, из которого росли
кристаллы кварца. И действительно, кристаллы горного
хрусталя или аметиста нередко выстилают или даже
заполняют центральное пространство агата.
В связи с этим обращает на себя внимание сообщение об
экспериментальном открытии порога пересыщения,
критичного для расщеплённого роста кристаллов (Пунин,
1981). Расщеплённый рост возможен, когда концентрация
выше этого порога. Когда же концентрация снижается до
критической, расщепление прекращается. Наличие порога
объясняет резкую, а не постепенную, смену халцедона (как
расщеплённой формы) кристаллами кварца в агатах (Kantor,
2003). Теория П.Дж. Хини раскрывает сущность этого
явления, показывая причину и механизм перехода. А
открытая Ю.О. Пуниным закономерность служит
экспериментальным подтверждением умозрительной теории
Хини применительно к агатам.
Роль «проводящих» каналов. Далее возникает
вопрос о путях следования растворов - питающего и
отработавшего. Естественно предположить, что именно для
этой цели служили радиальные каналы, имеющиеся в агатах
(фото 4, 5, 6). Внимательно рассматривая агатовый срез,
можно заметить, что каждый канал состоит из как бы
вложенных друг в друга трубок или раструбов,
продолжающих халцедоновые слои, а сами слои постепенно
выклиниваются по направлению к устью канала (фото 6).
Канал тянется от поверхности агата и заканчивается на
одном из слоёв (каналы 2, 3 и 4 на фото 4)
либо открывается во внутреннюю полость, если таковая
имеется в агате (каналы 1, 5, 6, 7). Постоянное
присутствие каналов указывает на их генетическую
значимость (и неопровержимо свидетельствует о том, что
растущий агат представлял собой открытую систему). Еще
Й. Неггерат (Noeggerath, 1849)
охарактеризовал эти каналы как «инфильтрационные», и они
действительно могли выполнять функции проводящих и
дренирующих. По мере роста агата от стенок к центру
каналы один за другим зарастали и в конце концов
оставался единственный проницаемый канал; тем не менее,
как видно из «анатомии» агата, рост еще мог продолжаться.
Этот парадоксальный факт означает, что каналы могли
работать одновременно «на вход» и «на выход». Изучив
характер выклинивания слоев в каналах и вблизи их
внутренних устьев, В.И. Степанов предложил остроумный
механизм действия канала в обе стороны
(см. рис.). При весьма медленном ламинарном течении в канале
устанавливался своеобразный режим: по осевой его части в
камеру поступал свежий раствор, а по периферии, вдоль
стенок, дренировался отработавший. Благодаря этому канал
зарастал относительно медленно и длительно сохранял
работоспособность.
Фото 4. Агат,
13х10 см. Сев. Тиман.
Фото 5. Агат из известняков, 9х6,5 см. Окрестности
г. Рыбинска, Россия. Образец Ю.И. Рапопорта.
Фото 6. Агат, 9х5 см. Козаков, Чехия.
Как видим, существование «инфильтрационных» каналов
достаточно для того, чтобы обеспечить как
доступ питающих растворов от поверхности агата
внутрь на всем протяжении процесса роста, так и
вывод отработавших растворов за пределы агатовой
камеры. Однако необходимы ли эти каналы для
названных целей? Здесь мнения расходятся. В.
Хайдингер, оппонируя Й.Неггерату,
полагал, что питающий раствор поступал в камеру не
через каналы, а по порам, как «горный пот». В начале
прошлого века О. Рейс также высказал мнение, что
питающие растворы (золи) просачивались по
капиллярным порам в породе и в стенках агатовых
камер (Пилипенко, 1934; Moxon,
1996). Однако для этого они должны были преодолеть
капиллярное сопротивление пор. Согласно расчётам
В.А. Мальцева, в открытых порах диаметром 0,02
- 0,1 мм, заполненных слабо
минерализованным истинным раствором, капиллярное
давление составляет от 28 до 1440 кгс/см2
(Maltsev, 1996); для золей
и растворов высокомолекулярного кремнезёма оно может
оказаться существенно выше. Едва ли в природе
существовали источники внешнего давления,
достаточного для преодоления столь значительного
сопротивления. А.А. Годовиков (Годовиков, 1987) и М.
Ландмессер (Landmesser,
2000) полагают, что растворы просто заполняли поры и
трещины в породе и в агатах и оставались
неподвижными, служа лишь проводящей средой для
проникновения кремнезёма в агат посредством диффузии.
Эта гипотеза вовсе не нуждается в каких-либо каналах.
Однако при затрудненном доступе диффузионный
массоперенос чаще всего приводит к возникновению «вынужденных»
дендритных и скелетных форм (Кантор, 2006), тогда
как наличие сферолитов говорит об относительно
быстром росте в обстановке интенсивного снабжения «строительным
материалом». Кроме того, постоянное присутствие
каналов, как уже упоминалось, говорит о той или иной
их роли в генезисе агатов. Несомненно, диффузия
кремнезёма и застойные растворы могли иметь и
наверно имели место, в том числе и в каналах. Однако
это отнюдь не исключает «проводящей» роли каналов. В
таком случае возникает вопрос: какой способ
транспортировки кремнезёма был доминирующим
- диффузия или течение
раствора?
На этом месте дискуссия вновь зашла в тупик, и для
выхода из него нужны новые данные. Если они станут
доводом в пользу «гипотезы протекания», то есть
циркуляции растворов в камерах, то следует
расценивать это как подтверждение роли каналов в
качестве «инфильтрационных» и направить дальнейшие
усилия на поиски путей и способов канализации
растворов вне агатовых камер, во вмещающих породах.
Само существование каналов наводит на мысль о
связанных с ними путях следования растворов во
вмещающей породе. На фото 7 представлен агат с
крупными каналами, часть которых оставалась в работе
до окончания цикла формирования агата. На врезке
показано наружное устье одного из каналов,
занимающее около 6 см на поверхности агата величиной
19 см, и маловероятно, чтобы столь значительное
сооружение не имело никакого продолжения во
вмещающей породе. В любом случае выяснение роли
каналов остается одной из приоритетных задач
построения агатовой теории (Годовиков, 1987, с.
348).
------------
Фото 7. Агат, 18х19 см. Р. Джегута, Сев.
Кавказ. На врезке: наружное устье одного из каналов;
поле изображения ~7 см.
------------
Новые данные. По нашему мнению, прояснить
картину могли бы новые факты, установленные нами при
наблюдениях над агатами с псевдосталактитами,
возникшими путем отложения халцедона на мембранных
трубках. На роль полупроницаемых мембран и осмоса в
образовании агатов впервые указал М.Ф. Хеддл (Heddle,
1901). Р.Э. Лизеганг (Liesegang,
1915) и другие исследователи описали лабораторные
опыты по выращиванию мембранных трубок («химических
садов») и предположили возникновение мембран в
агатовых камерах в качестве субстрата для
псевдосталактитов.
А.А. Годовиков привел пример агата из Арц-Богдо (Монголия)
с халцедоновыми псевдосталактитами, образовавшимися,
по нашему мнению, на мембранных трубках; устья их
видны на поверхности агата (фото 15 в кн.: Годовиков,
1987). Попутно заметим, что псевдосталактиты на
мембранных трубках встречаются в агатах значительно
чаще, чем принято думать, но обычно не обращают на
себя внимания из-за скромных размеров или не
попадают в плоскость разреза.
В агатовых камерах мембранные трубки возникали под
воздействием циркулирующих за пределами камер
растворов солей железа или марганца. Просачиваясь по
порам в камеру, они приходили в соприкосновение с её
содержимым, и в результате обменной реакции на
контакте двух растворов возникала полупроницаемая
мембрана, выстилавшая стенки камеры. По одну сторону
от мембраны оказывался относительно
высококонцентрированный раствор соли тяжелого
металла, по другую - раствор
кремнезёма малой концентрации: налицо условия для
осмоса. В пространство между стенкой и мембраной
нагнеталась вода, создавая избыточное (осмотическое)
давление, под действием которого мембрана в
отдельных точках прорывалась, пропуская внутрь
камеры тонкие струйки раствора, которые тут же
обволакивались мембраной, образуя тонкие трубки. На
первых порах мембранные трубки легко поддавались
влиянию гравитации и движений раствора внутри камеры.
Принятые при этом трубками вынужденные формы,
расположение и ориентировки затем наследовались и
консервировались псевдосталактитами, образовавшимися
в результате обрастания трубок халцедоном. Таким
образом, по ансамблю псевдосталактитов можно судить
о поведении в камере питающего раствора.
Весной 1968 г. автором настоящей статьи
совместно с В.И. Степановым и Е.Б. Курдюковым
было найдено в верхнекарбоновых известняках
окрестностей села Старая Ситня, Московская
область, множество агатовых жеод с
псевдосталактитами длиной до 15-20 см, давших обильную информацию.
Кроме этих низкотемпературных агатов, изучались
образцы с халцедоновыми псевдосталактитами в
полостях «горячих» агатов из шаровых риолитовых
лав Сергеевского месторождения в Приморском крае
(фото 8 - 13).
Многочисленность изученных образцов (несколько
десятков) даёт основание
для обобщений.
Фото 8.
Фрагмент халцедоновой жеоды с псевдосталактитами
длиной до 6см. Старая Ситня, Московская обл.
Фото 9. Псевдосталактиты до 9 см длиной в
халцедон-кварцин-кварцевом агате. Старая Ситня,
Московская обл.
Фото 10. Сросток разноориентированных пучков
халцедоновых псевдосталактитов. 10х6 см. Старая
Ситня, Московская обл.
Фото 11. Спиральное
закручивание халцедоновых псевдосталактитов. Ширина
образца 32 см. Старая Ситня, Московская обл.
Фото 12. Халцедоновые псевдосталактиты, до 4 см
длиной, в полости агата. Сергеевское месторождение,
Приморский край
Фото
13. Согласное закручивание псевдосталактитов, до 10
см. длиной, в полости агата. Сергеевское месторождение,
Приморский край
---------------------
При всех внешних различиях между низкотемпературными
и «горячими» агатами, в тех и других отмечаются
два типа группового упорядочения
псевдосталактитов. В большинстве случаев
наблюдается тенденция вертикального расположения
всех псевдосталактитов (фото 8, 9, 12), иногда
нарушаемая ветвлением и изгибанием (фото 12). Но
достаточно характерны и такие жеоды, где соседние
псевдосталактиты сгруппированы в отдельные ансамбли
- пучки, в которых они ориентированы и
изогнуты согласно -
одинаково и в одном направлении (фото 10, 11, 13),
тогда как разные ансамбли в пределах одной жеоды (фото
10 и 11) и в соседних жеодах ориентированы
различно. Иллюстрацией этого типа упорядочения
может служить также фрагмент агата из Шурдо,
Грузия (фото 14), упомянутый А.А. Годовиковым в
качестве примера «псевдосталактитов на тонких
нитяных основаниях неясного генезиса» (Годовиков,
1987, с.155).
Фото 14. Фрагмент
агата из Шурдо, Грузия (Минералогический музей РАН,
образец № 81816). Длина псевдосталактитов до 4 см.
Фото 15. Халцедоновые псевдосталактиты,
унаследовавшие различное изгибание мембранных
трубок. Длина до 6 см. Стар Ситня, Моск. обл.
Фото 16. Спиральное закручивание агрегата нитевидных
индивидов актинолита, 4,5х5 см. Дашкесан,
Азербайджан.
Интерпретация. Упорядочение первого типа
однозначно указывает на доминирующее влияние силы
тяжести. Действительно, псевдосталактиты как правило
свешиваются со свода жеоды, а в некоторых жеодах,
осмотренных in situ,
замечены реликты выросших снизу и повалившихся на
дно мембранных трубок. Это соответствует
предполагаемому сценарию генезиса, поскольку
мембранные трубки были тяжелее окружавшей их
жидкости. Упорядочение же второго типа
- различная
ориентация и различное изгибание ансамблей
псевдосталактитов в разных частях жеоды
- не может
быть объяснено всеобщим гравитационным воздействием.
Вообще говоря, каждая трубка могла автономно
изгибаться под действием осмотического давления.
Из-за этого псевдосталактит мог даже принять «необычный»
облик (фото 15) с изгибом на 180°
(что, отметим попутно, опровергает распространенное
представление о натечном образовании
псевдосталактитов и почковидных халцедоновых кор).
Но в данных, достаточно типичных, примерах изгибание
происходило коллективно, а следовательно, необходимо
предположить некое общее внешнее воздействие.
Тот факт, что разные ансамбли в пределах одной жеоды
(фото 10 и 14) и в соседних жеодах расположены
различно или даже направлены навстречу друг
другу с противоположных стенок и как бы закручены
по спирали, причем в одну и ту же сторону, как на
фото 11, означает, что гравитационное поле было лишь
фоном для более сильного, в этих случаях, локального
влияния иной природы.
Фото 11, 13, 14 подсказывают аналогию с проточным
водоемом и водорослями, увлекаемыми течением
согласно друг с другом; в ансамбле псевдосталактитов
на фото 11 даже заметны признаки симметрии
водоворота. В самом деле, не видно иной причины
согласного изгибания псевдосталактитов, кроме
воздействия на податливые мембранные трубки потока
жидкости со всеми его поворотами, диктуемыми
геометрией и гидродинамикой камеры.
Природные свидетельства такого рода достаточно
характерны для волокнистых минералов,
кристаллизовавшихся в полостях. Так, при вскрытии
небольшого погреба с магнетитом и гранатом в
Дашкесане (Азербайджан) нами был обнаружен агрегат
волокон актинолит-биссолита (фото 16), спирально
закрученных кружившимся в полости минералообразующим
раствором.
---------------
Фото 17. Выклинивание
слоёв в стенках агатовой жеоды, ширина 10,5 см.
Старая Ситня, Московская обл.
---------------
Естественно принять, что ансамбли мембранных трубок
в агатах формировались течением той жидкости, что
доставляла в камеру строительный материал и
принимала участие в образовании стенок и
псевдосталактитов - питающего
раствора. Это подтверждается, например, изучением
фрагмента агатовой жеоды из Старой Ситни,
показанного на фото 17. Контрастная
окраска слоев помогает увидеть их очередность:
сначала на стенках полости отложился бурый халцедон,
на нём -
голубовато-белый кварцин и поверх - мелкие
кристаллики кварца. Это нормальная
последовательность, наблюдаемая в Старой Ситне. Но в
данном случае внешний слой халцедона выстилает весь
фрагмент, тогда как кварцин отложился главным
образом в нижней (на фото 17) части, а слой кварца
занимает небольшой участок кварцинового слоя.
Объяснить это можно лишь неравномерностью отложения
строительного материала. Более интенсивное
наращивание слоев могло происходить только за счет
более интенсивного обновления, то есть более
быстрого течения питающего раствора; в остальной
части жеоды течение замедлялось, раствор застаивался
и обеднялся, и слой халцедона остался «лысым». Или
же, если предположение В.И. Степанова верно (см.
выше), канал в верхней (на снимке) части жеоды
действительно работал в обе стороны, и выклинивание
слоев связано с тем, что вблизи устья канала стенки
жеоды контактировали с дренируемым обеднённым
раствором. В любом случае течение раствора имело
место. По-видимому, оно было весьма медленным, но
всё же способным по своему воздействию обогнать
диффузионный массоперенос, иначе результат был бы
нивелирован конкурирующей диффузией, как это
произошло в жеодах с равномерным отложением слоев.
Итак, имеются два независимых ряда свидетельств того,
что, с одной стороны, псевдосталактиты и с другой
- стенки жеод образовались из протекавших через камеры
растворов. Как неоднократно отмечалось в литературе
и подтверждено нашими наблюдениями, псевдосталактиты
и стенки жеоды составляют одно целое и каждый слой
псевдосталактита продолжает соответствующий слой
стенки (фото 18, 19). Отсюда вывод: рассмотренные
агаты образовались с участием проточных
растворов. Там, где течение кремнеземного раствора
было достаточно медленным, преобладало влияние
гравитации, и трубки свешивались вниз (что не мешало
им ветвиться и изгибаться поодиночке под действием
осмотического давления). В тех камерах, где течение
раствора было сильнее, оно могло увлечь податливые
трубки, и после нарастания халцедона в агате
оказывались ансамбли псевдосталактитов,
упорядоченные по второму типу.
Фото 18. Чередование слоёв в агате с псевдосталактитами. 11,5х12 см. Старая Ситня,
Московская обл.
Фото 19. Чередование слоёв в агате с псевдосталактитами, шир. 6 см. Голутвин, Московская
обл. Фото В. Мальцева
- * -
Здесь неоднократно использованы доводы «от
противного». Агаты не могли возникнуть в закрытых
системах, они не могли образоваться из гелей или из
истинных растворов, не могли расти только за счет
диффузии кремнезёма в неподвижных средах,
псевдосталактиты не могли быть натёками…
Аргументация «от противного» - не самый лучший путь
к позитивному знанию. Однако в минералогии, где
поиск прямых доказательств - часто затея безнадежная,
это дает хотя бы шанс уберечься от ложных заключений.
Виктор Иванович Степанов, авторитет и любимец
российской минералогической публики 60
- 80-х годов
и мой минералогический учитель, специально настаивал
на поисках противоречий во всяком суждении. Без
такой проверки самая блестящая и оригинальная идея
рискует обернуться самообманом и со временем
превратиться в лишенный реального смысла
предрассудок.
Остаётся выяснить, что во
время образования агата происходило с питающим
раствором за пределами агатовой камеры…
--------------
Термин «псевдосталактит»
введён Р.Э. Лизегангом (Liesegang
1914).
--------------
Литература
Большая энциклопедия природы, т. 12: Камни и минералы.
М.: «Мир книги». 2004. Сс. 6, 7.
Годовиков А.А., Рипинен О.И., Моторин С.Г. Агаты. М:
«Недра». 1987. 368 с.
Кантор Б.З. «Видом как деревце» // Минералогический
альманах, 2006, т. 10. Сс. 92-100.
Пилипенко П.П. К вопросу о генезисе агатов // Бюлл. Моск.
о-ва испытателей природы, отд. геологии. 1934. Т. XII
(2). Сс. 278-295.
Пунин Ю.О. Расщепление кристаллов // Записки Всесоюзного
минералогического общества. 1981. Часть. 110, вып. 6. Сс.
666-686.
Beneke K. Liesegang Named in Literature. 2004. URL: http://www.uni-kiel.de/anorg/lagaly/
group/klausSchiver/Liesegang%20named%20literature-2.pdf.
Doelter C. u. Leitmeier H. (Hrsg.) Handbuch der
Mineralchemie, B. 2. Dresden, Leipzig: 1914, Theodor
Steinkopff.
Heaney P.J. A Proposed Mechanism for the Growth of
Chalcedony // Contributions to Mineralogy and Petrology.
1993. Vol. 115. Pp. 66-74. //
Интернт-публикация на русском яз. в переводе Б.З. Кантора
Heddle M.F. The Mineralogy of Scotland. Edinburgh: 1901.
Douglas. Vol. 1. Pp. 58-84.
Hoffmann-Rothe R. Die Entstehung der Achate. 2007. URL:
www.horo-achate.de, www.horo-agates.com.
Kantor B.Z. Crystal Growth and Development Interpreted
from a Mineral’s Present Form // Minera-logical Almanac.
2003. Vol. 6.
Landmesser M. Wie entstehen Achate? // extraLapis. 2000.
Nr. 19. SS. 58-73.
Lieber W. Kristalle – Schönheit durch Fehler. München:
Christian Weise Verlag, 2006.
Liesegang R.E. Die Achate. Dresden, Leipzig: Theodor
Steinkopff, 1915. 126 S.
Liesegang R.E. Pseudostalaktiten und Verwandtes //
Geologische Rundschau, 1914, B. 5, Heft 4, SS. 241-246.
Liesegang R.E. Autobiographisches von Raphael Eduard
Liesegang. Kolloid Zeitschrift, 1929, B. 49, SS.
226-229.
Macpherson H.G. Agates. London, Edinburgh: British
Museum (Natural History), National Muse-ums of Scotland.
1989. 72 p.
Maltsev V.A. Sulfates Filamentary Crystals and Their
Aggregates in Caves // Proc. Univ. Bristol Speleol. Soc.
1996. Issue 20(3). Pp. 171-185.
Moxon T. Agate. Auckley: Terra Publications. 1996. 106 p.
Niggli P. Lehrbuch der Mineralogie. Berlin: Gebr.
Borntraeger. 1926. Bd. II. 697 S.
Noeggerath J. Sendschreiben an den k.k. wirklichen
Bergrath und Prof., Herrn W. Haidinger in Wien, über die
Achat-Mandeln in den Melaphyren // Verh. naturhist.
Vereins preuss. Rheinlande u. Westphalens. 1849. Bd. 6.
SS. 243-260.
Rösler H.J. Lehrbuch der Mineralogie. Leipzig: Deutscher
Verlag für Grundstoffindustrie. 1981. 834 S.
Образцы и
фотографии автора (кроме фото 19)
© Б.З. Кантор, Copyright 2008
------------------------
См.
также:
•
Агаты и агатовые жеоды
•
Включения в агатах
