В.
А. Слётов
К онтогении жеод кремнезёма
из каменноугольных отложений Подмосковья
Жеоды, или секреции, обычно рассматриваются как образования,
возникающие в результате процесса заполнения полости минералом от ее стенок
к центральной части (Костов, 1971). В каменлоугольных отложениях Подмосковья
широким распространением пользуются жеоды кремнезема. Особенно богаты ими
карбонатные породы верхнего отдела камеяяоугольной системы, выходы которых
можно наблюдать в основном ка юго-востоке области в известковых карьерах г.
Гжель, Щелково, Русавкино и т.д.
Для анализа жеод, широко
распространенных в Московской области, использован материал, собранный на
старых карьерах у дер. Русавкино.
Рис.1. Схематический разрез обнажения в
карьере Русавкино.
1 - белые плитчатые известняки; 2 - доломиты; З - пески и глины; 4 -
скопления жеод; 5 - обособленные жеоды
Схематический разрез обнажающейся толщи изображен на рис.1. Жеоды
образуют в доломитах скопления в форме линз или прожилков протяженностью до
8м, залегающих согласно со слоистостью породы. Реже встречаются обособленные
жеоды, беспорядочно расположенные в мергелистой толще. Внешняя форма жеод
разнообразна, но для конкретных линз или прожилков в ней намечаются
определенные общие черты. На рис.2 приведено схематическое строение жеод и
характер их взаимного расположения. Две крайние разновидности жеод (А и Б на
рис.2) идентичного состава и зональности резко отличаются по своей форме.
Для первой характерна округлая, дисковидная или угловатая форма, вторая
отличается резко выраженным рельефом поверхности с вертикальной
ориентировкой выступов и углублений. Среди жеод этой разновидности можно
наблюдать образования трубчатой формы, причем такое их удлинение всегда
перпендикулярно плоскости, в которой лежит линза. Скопления особо тонких
трубчатых жеод в редких случаях переходят в вертикально ориентированные
агрегаты зернистого кварца.
Рис.2. Форма и строение разных типов жеод.
А, Б, В - разновидности жеод, отличающихся рельефом поверхности.
1- мелкокристаллический кварц I; 2 - крупнокристаллический кварц I;
3 - кварц II; 4 - кальцит I; 5 - кальцит II; 6 - кварц-кварциновые
конкреции.
Очевидно, что форма жеод
зависит от распределения в породе скоплений центров роста зерен кварца,
слагающих корпус жеод. Причиной разнообразия их форм могли бы послужить
различия в структуре вмещающих пород, но по полевым наблюдениям скопления
различных жеод залегают в одних и тех же глинистых доломитах.
Жеоды образованы кварцем,
кварцином [*] и в центральной части кальцитом. Для кальцита характерно наличие
двух морфологических разновидностей. Это плотные агрегаты желтоватого
мелкозернистого кальцита и имеющие призматический или скаленоэдрический
облик кристаллы и крупнозернистые агрегаты, возникающие в результате
срастаняя последних. Основным слагающим жеоды минералом является кварц двух
генераций. К первой относится непрозрачный серый или молочный кварц,
зернистые агрегаты и кристаллы которого образуют корпус жеод. Ко второй
генерации относятся бесцветный прозрачный кварц и аметист. Аметистовая
окраска редка, неустойчива на свету и изменяется постепенно до бледно-желтой.
Кварц-II наблюдается не во всех жеодах, в частности в заполненных
мелкозернистым кальцитом он отсутствует. Кварц-II нередко закономерно
продолжает рост зерен кварца-I и образует внешнюю зону на его кристаллах.
Две генерации кварца
характеризуют соответственно две стадии формирования жеод. Кристаллы кварца-II
образуют на кварце-I и иногда на мелкозернистом кальците друзовые корки
первого типа, по терминологии Д. П. Григорьева (1961), и представляют собой
типичные друзовые выполнения открытых полостей (рис.З). Но агрегаты кварца-II,
проявляясь эпизодически, не определяют специфику жеод. Корпус жеод сложен
кварцем первой генерации, агрегатам которого присущ ряд особенностей, не
позволяющих отнести их к обычным друзовым коркам, формирующимся при
свободном росте в открытых
полостях.
Рис.З. Друзовая корка кристаллов
кварца второй генерации в жеоде с кальцитом.
1 - зернистый кварц-I; 2 - друзовые корки кварца-II; 3 - мелкозернистый кальцит-I; 4 - одиночные кристаллы кварца
-II; 5 - кальцит-II.
Рис.4. Метакристаллы кварца-I в жеоде,
заполненной мелкокристаллическим кальцитом.
1 - друзовая корка кристаллов молочно-белого кварца-I; 2 - "взвешенные"
в кальците кристаллы молочно-белого кварца-I; 3 - мелкозернистый
желтоватый кальцит-I.
Рассмотрим кварцевую
жеоду (рис.4). Ее корпус образован коркой кристаллов молочно-белого
кварца-I, переходящей в основании (у внешней поверхности жеоды) в
тонкую корку кварцина непостоянной толщины; центральная часть целиком
залолнена мелкокристаллическим агрегатом кальцита. Толщина корки
кварца-I непостоянна. В массе зернистого кальцита появляются
идиоморфные кристаллы кварца и их сростки, как соприкасающиеся с
друзовой коркой корпуса, так и "взвешенные" в кальцитовом агрегате.
Эти кристаллы имеют те же размеры и внутреннюю зональность, что и
кристаллы, непосредственно образующие корпус жеоды. Совместно с ними
наблюдаются радиальные сростки того же кварца, имеющие в центре
небольшие сферолиты кварцина.
Из сказанного
возникает предположение о возможности формирования кварца-I за счет
метасоматического замещения кальцита.
Рост друзовой корки
в открытой полости из раствора и в твердой фазе при метасоматозе
идентичен и подчиняется в равной степени закону геометрического
отбора (Григорьев,1961). Однако если в массе агрегата, за счет
замещения которого растет друзовая корка, имеются кристаллические
зародыши, то будет наблюдаться одновременное с ней формирование
обособленных метакристаллов. В процессе роста в результате
геометрического отбора корка будет приобретать
параллельно-шестоватое строение. Но в указанном случае она неизбежно
будет захватывать растущие в замещаемом кальците метакристаллы,
беспорядочная ориентировка которых окажется фактором,
противодействующим реализации закона геометрического отбора,
отклонения от которого и будут наблюдаться при рассмотрении строения
агрегата (например, кристаллическая корка кварца-I на рис.4).
В подобных корках,
достигших стадии параллельно-шестоватого роста, средний размер
захватьтваемых метакристаллов может заметно превышать размер
кристаллов, слагающих растущий агрегат. Это вызвано тем, что при
росте параллельно-шестоватого агрегата размер слагающих его
кристаллов увеличивается только по оси, совпадающей с направлением
роста щетки, тогда как размер ограненных головок остается почти
неизменным. Обособленные-же метакристаллы могут разрастаться по всем
направлениям. Поэтому при врастании в щетку они обычно резко
выделяются своими размерами. Указанные особенности агрегатов можно
использовать как признаки метасоматической природы друзовых корок.
Рис. 5. Жеода со скоплением внизу неприкрепленных
к ее стенке кристаллов кварца - I.
1 - друзовая корка кварца-I; 2 - неприросшие
кристаллы кварца - I; 3 - кварцин; 4 - малые конкреции, входящие в состав корпуса
жеоды.
Большинство кварцевых жеод из Русавкино -
полые. Часто в их нижней части обнаруживаются скопления свободно
лежащих двухголовых кварцевых кристаллов и их сростков
(рис.5), что вызвано растворением зернистого кальцита. Впоследствии
в образовавшихся открытых полостях могли формироваться
друзы,образованные кварцем II или кристаллами позднего кальцита
(рис.2, а).
Подмосковные
кварцевые жеоды
разнообразны по своему внутреннему строению. Наиболее простое строение
имеют жеоды, корпус которых образован коркой кристаллов кварца или
сферолитов халцедона и кварцина. Слагаюшие корку индивиды растут от
стенки полости, и в основании корки между ними наглядно
прослеживается геометрический отбор. Чем больше толщина корки по
сравнению с размерами отдельных слагающих ее индивидов, тем более
упорядочен агрегат в конечной зоне роста, тем более он приближается
к параллельно-шестоватому (Леммлейн,1954). Эти признаки позволяют
отнести кристаллические корки к друзам первого типа (Григорьев,
Капитонов, 1953).
Формирование
подобных жеод, по-видимому, происходило в две стадии. Вначале
возникали в массе породы изометричные полости, затем происходил на
их стенках рост друзовой корки первого типа. Такие жеоды предложено
называть крустификационными. В Русавкино подобные жеоды не
наблюдались; они более характерны для кавернозных известняков и
пустот в силицитах Гжели,
Щелково, Голутвина.
В отличие от
крустификационных жеод русавкинские представляют собой продукт
частичного замещения кварцем неких кальцитовых тел, находившихся в
доломитах, но не сохранквшихся в первозданном виде из-за процессов
перекристаллизации и замещения. Природу этих образований можно
попытаться установить путем сопоставления строения “столбчатьтх”жеод
из Русавкино(рис.2,Б) и агрегатов, сформировавшихся в результате
замещения кварцем прожилков атласного шпата, встреченных нами на юге
области, в районе г. Тарусы в карьере у дервень Дракино и
Калиновские Выселки (рис.6).
Рис. 6. Прожилки кальцита (атласного шпата),
замещенные кварцем на начальной стадии занещения (а) и на конечной стадии
замещения при частичном выносе кальцита (б). 1 - параллельно-шестоватый
кальцит; 2 - зернистый кварц; З - перекристаллизованный кальцит; 4 - пустоты.
Прожилки
параллельно-шестоватого кальцита ("атласного шпата") находятся в плотном нижнекаменноугольном
известняке, средняя мощность 5-8 см. Атласный шпат замещается кварцем, причем в отдельных прожилках
можно проследить разные этапы метасоматического
замещения кварцем агрегатов кальцита.
Замещение кальцита кварцем
происходит от периферии и распространяется к центральной части прожилка (рис.6).
Агрегат кварца наследует при этом шестоватую ориентировку зерен кальцита,
которая особо отчетливо выявляется в случае выноса кальцита и образования в
центре прожилка полостей. По изображенным на рис.2 скоплениям жеод из Русавкино
можно отчетливо проследить черты сходства между учаследованной текстурой
агрегатов кварца из прожилков в районе г.Тарусы и текстурой кварцевых жеод в
дер.Русавкино. На формирование скоплений жеод той или иной формы могла повлиять
различная степень перекристаллизации первичных шестоватых агрегатов кальцита,
проявление которой иногда наблюдалось и в прожилках из окрестностей
г.Тарусы (рис.6,а).
Совместно с жеодами в
Русавкино встречаются конкреции. По внешней форме они мало отличаются от жеод.
В сечении конкреции имеют зональное радиально-лучистое
строение. Они бывают чисто кварцевыми и кварцево-кварциновыми и, как правило,
асимметричные. Если
предположить, что жеоды возникли за счет метасоматического замещения
кальцитовых тел, то причиной
совместного с ними формирования
конкреций могла быть разница в распределении центров роста
(“затравок”), от которых начинался рост кварцевых агрегатов. В случае
нахождения центра роста внутри кальцитового тела кристаллизация кварца шла в
направлении от центра к его краям и приводила к образованию конкреции,
наследовавшей форму замещенного тела. В массе кальцита могло одновременно
находиться сразу несколько центров роста, тогда возникала сложная конкреция.
К образованию же жеод приводил преимущественный рост кристаллов кварца от краев
кальцитового тела к центру. Для строения крупных жеод
характерно вхождение мелких субконкреций в состав кварцевой корки корпуса жеоды (рис.7).
Рис.7. Схема предполагаемой последовательности формирования русавкинских
жеод.
1 - прожилок параллельно-шестоватого кальцита; 2 - перекристаллизация кальцита; З -
метасоматяческое образование жеод;
4 - эволюция образования жеоды: а - возникновение кварцевого корпуса в перекристаллизованном
кальците; б - растворение кальцита; в - заполнение полости кварцевой друзой первого типа.
Исследования подмосковных
жеод позволили вьделить среди них две основные генетические разновидности
- жеоды крустификационные и метасоматические. Специфические
особенности метасоматических жеод обусловлены главным образом тем, что при
их формировании не имело места осаждение растущих зародышей под действием
силы тяжести, как это происходит при кристаллизациях из раствора в открытых
полостях.
----------------------
*
Халцедон -
скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность кварца, волокна
удлинены по оси 2 порядка и обычно геликоидально закручены. Кристаллы кварца
и волокна другой его скрытокристаллической разновидности - кварцина -
удлинены по оси 3 порядка.
-------
ЛИТЕРАТУРА
Григорьв Д.П., Капитонов М.Л. Два типа друз минералов. - Докл. АН
СССР, 1989, №3, 1953.
Григорьев Д.П.
Онтогения минералов. Изд. Львовск. ун-та, 1961
Костов И. Минералогия. “Мир”, 1971.
Леммлейн Г.Г. Процесс геометрического отбора в растущем агрегате
кристаллов. - Докл. АН СССР, 48, №3, 1945.
--------
- Опубликовано в кн. "Очерки по генетической минералогии", сборник
статей. М. "Наука", 1976 -
См. также: Слётов В.А. К онтогении конкреций и жеод кремнезёма:
новые данные >>
В
дополнение: конкреции и жеоды сложного строения - фотографии
образцов из Русавкино
Кварц-кварциновая конкреция с жеодой внутри, образованная срастанием "субконкреций"
радиально-лучистого строения. Центрами роста в радиальных срастаниях раннего,
молочнобелого мутного кварца, служат сферолиты кварцина, от которых идёт
ритмическое разрастание агрегатов преимущественно по контуру общей
поверхности и внутрь конкреции-жеоды. Это ранние образования, их срастаниями
образован корпус большинства русавкинских жеод. Размер 6 см., показана с двух сторон.
Из сборов 1972 г. Фото: © В.Слётов
Кварц-кварциновая конкреция 4 см, образованная
срастанием "субконкреций" радиально-лучистого строения,
со сферолитами кварцина в центрах роста. Из сборов 1972 г.
Фото: © В.Слётов
Замысловатоформная кварц-кварциновая конкреция, 5 см. Образована срастанием
"субконкреций" радиально-лучистого строения.
Мелкая конкреция (3 х 1.5 х 0.6 см),
образованная срастанием "субконкреций" радиально-лучистого строения.
Показана с двух сторон.
Внешний вид конкреции с жеодой внутри и со сферолитами
кварцина в центрах роста. Образована срастанием "субконкреций" радиально-лучистого
строения. Кварцин образует также внешнюю оболочку в виде зонального тонкого слоя
переменной толщины. Специфическая красновато-жёлто-оранжевая окраска
кварцина обусловлена множеством мелких хлопьевидных включений гематита и
гётита. Размер 3.4 см. Из сборов 1972 г.
Параллельные срезы конкреции-жеоды сложного строения. Размер до распиловки
11 х 15 х 4 см.
Параллельные срезы сложной конкреции, разраставшейся в
стороны от ритмически-зонального агрегата кварца и кварцина,
развившегося, предположительно, вдоль вертикальной трещины в агрегате
замещаемого им кальцита. Размер 4-5 х 6-7 см, шаг срезов ~ 1.5 см. Специфическая красновато-жёлто-оранжевая окраска кварцина обусловлена
множеством мелких хлопьевидных включений гематита и гётита.
Концентрически-зональный агрегат кварца и кварцина, входивший в состав
корпуса крупной конкреции с несколькими внутренними полостями.
Специфическая красновато-жёлто-оранжевая окраска кварцина обусловлена
множеством мелких хлопьевидных включений гематита и гётита.
Пластинчатые псевдоморфозы желтовато-розового кварцина и кварца по кальциту
в полости кварцевой жеоды. Из сборов 1977 г. Фото: © В.Слётов
Кварцевая жеода с унаследованной вертикальной текстурой, сформировавшаяся
замещением кврцем карбонатной конкреции..6 х 5 см.
Карьер Нью-Русавкино,
Раменский район. Фото: © Учитель М.Л., с сайта webmineral.ru
Фрагмент прожилка параллельно-шестоватого кальцита, частично замещённого
кварцем. Заборье карьер, Серпуховский район Моск.обл. Фото: Deonis Ss
