Морфология и онтогения минеральных агрегатов

Строение агатов // Agate Geodes

 Агаты и агатовые жеоды

       Ага́т  -  скрытокристаллическая разновидность природного кремнезёма (SiO2),  представляет собой тонковолокнистый агрегат со слоистой текстурой и зонально-полосчатым распределением окраски. Агат описывался ещё в глубокой древности (372-287 гг. до н. э.), впервые в трактате «О камнях» Теофраста, связывавшего его название с р. Агатес (совр. Дирилло) на о. Сицилия. Но возможно, что название происходит от греческого «агатес» - счастливый. В старину это название давалось всем твёрдым, легко принимающим полировку ритмично окрашенным декоративно-поделочным камням, в составе которых главным является халцедон. По этой причине во многих работах по минералогии, геологических словарях и справочниках значение термина «агат» определяется как ритмично окрашенная разновидность собственно халцедона. Однако состав и строение агата как поделочно-декоративного камня очень неоднозначен, непрост и отличается чрезвычайным многообразием: помимо классического концентрически-полосчатого это и чёрный агат, сердоликовый агат, агатовый оникс и др. Ювелиры называют агатом также разновидности халцедона без явной слоистости, но с различными текстурными особенностями и включениями, создающими конкретный рисунок: "моховой агат", "бастионный агат", "звёздчатый агат", дендритный агат. Столь расширенное толкование этого термина хотя и удобно и укоренилось в бытовом обиходе, но неверно с минералогической точки зрения, внося много путаницы своей расплывчатостью.
       Агаты образованы слоями, сложенными сферолитами,  главным образом  халцедона, Всякий полосчатый халцедон, состоящий из отличающихся по оттенку, прозрачности и плотности слоёв, уже называют агатом. Вместе с тем в большинстве агатов чередуются слои собственно халцедона и его структурных разновидностей - кварцина и лютецина, отличающихся от халцедона, в частности, направлением удлинения волокон; у халцедона оно перпендикулярно оси "с" (направление удлинения кристаллов кварца), а у кварцина - параллельно ей или с отклонением на 30° (лютецин). Визуально слои кварцина и лютецина обычно выделяются светлой до молочно-белой или розоватой окраской. Лютецин часто образует в слоях халцедона вростки из обособленных сферолитов с границами совместно-одновременного роста. В агатах обычно также присутствие слоёв кварца кристаллически-друзового строения. Стенки внутренних полостей в агатовых жеодах в большинстве случаев бывают инкрустированы друзовыми корками из кристаллов бесцветного кварца, иногда - аметиста. Они могут быть сложены и полусферическими поверхностями сферолитов халцедона,  иногда покрытых сверху тонкой белой корочкой позднего опала или кристобалита. В некоторых агатовых жеодах находят также крупные одиночные кристаллы кальцита, изредка - мелкие (1-5мм.) обособленные пучки игольчатого гётита.
       Внутри халцедоновых и агатовых жеод из осадочных и вторично измененных эффузивных пород часто встречаются псевдосталактиты (Годовиков и др, 1987). В качестве наглядного тому примера стоит упомянуть великолепные халцедоновые и кварц-кварцин-халцедоновые псевдосталактиты в агатовых жеодах из каменноугольных известняков близ Старой Ситни Московской области. Пути миграции кремнезёма в известковых породах Подмосковья и условия отложения кварца, кварцина и халцедона в пустотах древнего карста, в частности применительно к местонахождениям агатов близ Щурово и Старой Ситни, рассмотрены И.А.Новиковым (2011). Там же описана специфика осадочного метасоматоза в условиях древних (мезозойских) кор выветривания на территории Московской области. Иногда можно наблюдать искривлённые псевдосталактиты - группы сросшихся, переплетённых, хаотично или синхронно изогнутых и даже закрученных. Для объяснения этого феномена иногда используются представления о «движении раствора» в полости в том смысле, что раствор в буквальном смысле «течёт», т.е откуда-то втекает и куда-то утекает через пустоты соответственно законам гидродинамики. Скептически относился к этой модели А.А.Годовиков (1987), к осторожности в такого рода интерпретациях аргументированно призывает и Н.А.Кулик (2018, с.38). Модель же «протекания растворов» вызывает больше вопросов, чем даёт ответов, и в контексте реальных геологических обстановок (осадочные толщи, зоны окисления и гипергенеза, метасоматоз вулканитов) речь может идти, как правило, о застойных условиях в замкнутых полостях, сообщающихся между собой и с окружающим пространством через систему капиллярных пор. Массоперенос минерального вещества в обводнённые пустоты осуществляется за счёт диффузионных потоков или медленной инфильтрации через капиллярные поры и тонкие трещины в толщах горных пород.
       Агаты выделяются редкостным разнообразием окраски. Причины цвета агатовых слоёв могут быть различны. Различается первичная и вторичная окраска агатов. Первичная окраска помимо упомянутых структурных особенностей слоёв бывает обусловлена захваченными при их росте примесями и присутствием второстепенных минералов, кристаллизовавшихся в слоях совместно с халцедоном (селадонит, гётит, гематит, пирит и др.). Но чаще цвет агата является вторичным и обусловлен диффузионным проникновением через его поры поздних растворов, отлагавших в них пигментирующие минералы, - халцедон обладает большой пористостью, размер пор составляет порядка 0,1 мкм. С этим связано разнообразие вторичной окраски агатов. Так, микропримеси и включения гётита придают агату жёлтую окраску, гематита - розовую или красную в зависимости от размера и формы примесных частиц. Примеси пирита, окислов марганца или органических соединений окрашивают агат в синевато-серый и чёрный цвета. Поскольку форма и размер пор в разных слоях неодинаковы, слои прокрашиваются по-разному, вторичная окраска проявляет и подчёркивает собой неоднородность первичной структуры слоёв.
      Агаты находятся в природе преимущественно в виде малых минеральных тел, называемых агатовые жеоды. Агатовые жеоды возникают в результате послойного отложения минерального вещества на стенках пустот разной формы (округлой, овальной или любой иной ф.), отчего и конфигурации агатов очень разнообразны. При послойном отложении кремнезёма на стенках трещин образуются агаты жильного вида или агатовые прожилки, но они менее распространены и имеют подчинённое значение. Сами пустоты, выполняемые агатом, могут быть разного происхождения, и агат можно находить также внутри некоторых конкреций (агатовые септарии), древних окаменелостей и тд. Как особые минеральные тела агаты отличаются строением и генезисом от собственно халцедона - мономинеральных однородных агрегатов этого минерала, и от окрашенных разновидностей халцедона (сердолик, сапфирин, хризопраз и др.), хотя сердоликовые и сапфириновые слои сферолитового строения могут находиться в составе некоторых агатов. А сферолитовые корки халцедона во многих случаях можно рассматривать как однослойный агат, или как агат с не выраженной явно слоистой зональностью (у некоторых однородных на вид халцедонов скрытая зональная слоистость проявляется после их прокаливания, прокрашивания или иной специальной обработки).
     Т. наз. «агатовый оникс» представляет собой параллельно-полосчатый агрегат из слоёв тонкозернистого кварца и/или халцедона, часто со слоями опала, находимый в центральных нижних частях некоторых агатовых жеод. Часто он бывает с признаками интенсивной и/или многократной перекристаллизации. Это один из типичных и наиболее распространённых примеров «минералогических уровней» (по Д.П.Григорьеву, 1961). «Бразильским» называют агат, в котором таким параллельно-полосчатым отстойником сложена бОльшая или вся его масса. Н.Е. Баранова с соавт. (2001) объясняет образование ониксовых слоёв агатовых отстойников осаждением аморфного кремнезема, т.е. путем отложения коллоидных частиц SiO2 в виде геля на дне полости жеоды. Агаты следует отличать от часто схожих с ними гидротермальных яшм, иногда находящихся в тесной ассоциации с агатами, генетически связанными с основными и средними вулканитами. Такие яшмы представляют собой преимущественно халцедоновые образования, содержащие тонкозернистый кварц, кварцин и различные дисперсные примеси - гематит, гётит, хлорит, селадонит и др., содержание которых достигает 20-30%. Они отличаются непрозрачностью даже в тонких краях, выделяются грубой, иногда расплывчатой слоистостью и могут слагать отдельные части агатовых жеод (обычно донные), являясь в этих случаях, наряду с агатовыми ониксами, одной из разновидностей «минералогических отстойников».
     Агаты, как и простой халцедон, образуются главным образом на поздних этапах вулканических процессов, связанных с излиянием лавовых потоков. В меньших количествах они известны в низкотемпературных гидротермальных жилах и в корах выветривания, а в отдельных регионах (Центральная Россия, Московская обл. и др.)  широко распространены в осадочных породах, особенно в карбонатных и глинисто-карбонатных, где они кристаллизуются из "метеорной воды", температура которой не могла превышать 20-30° С . 
     Разнообразие геолого-минералогической обстановки, в которой встречается агат, затрудняет выяснение его генезиса, условий образования и систематическое описание агатов. Так, несмотря на множество книг и опубликованных исследований о составе и морфологии агатов, их происхождение описывается множеством противоречивых гипотез, а онтогения и  ключевые вопросы генезиса агатов до сих пор остаются не вполне ясными и продолжают оставаться предметом оживлённых споров и научных дискуссий. Вместе с тем, углубленное онтогеническое исследование агатов показало, что "Описанные в литературе как метаколлоиды почковидные формы халцедона /Чухров,1955/ не являются таковыми/Григорьев, 1961; Maleev, 1972/, а действительно существующие метаколлоиды в агатах не идентифицированы исследователями как таковые", и "Для них характерны многоуровневые глобулярные иерархические структуры" (Малеев М, Сикеранов А., 2011).
     Промышленно значимые месторождения агатов связаны с вулканогенными комплексами, с базальтовыми или с андезитовыми породами. За рубежом известны также многочисленные крупные скопления агатов и крупных агатовых жеод в риолитовых покровах. Большое практическое значение имеют элювиальные (остаточные) агаты в древних корах выветривания эффузивов и агат аллювиальных месторождений. Крупнейшие месторождения: Ахалцихе (Грузия), Иджеван (Армения), Адрасман (Таджикистан), шт. Рио-Гранде-де-Сул и Минас-Жерайс (Бразилия). Большие россыпи - в Монголии, Уругвае (на севере), Индии (Деканское нагорье). Агаты добываются также в Австралии (Квинсленд), Китае, Намибии, США (Вайоминг, Монтана), Мексике. На территории России они менее значительны, хотя встречаются во многих районах Сибири и Дальнего Востока, в значительных количествах известны на Урале (Магнитогорск, Каменск-Уральский), на плато Ола (Магаданская обл.), Тиманский кряж (Архангельская обл.). Уникальны по красоте и расцветкам агаты из известняков Подмосковья (Голутвин, Старая Ситня). С древнейших времён агат, сердолик, агатовый оникс и сардоникс используются в искусстве глиптики.

 Литература:
 • Баранова Н.Е., Пунин Ю.О. и др. Структурные особенности агатов из миндалин базальтоидов. // Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2001. Вып. 3. С. 18-27
 • Годовиков А.А., Рипинен О.И., Моторин С.Г.  Агаты. М., "Недра", 1987
 • Кантор Б.З. Агат и его загадка. "Химия и жизнь". № 6, 2000, с. 52
 • Кантор Б.З. К проблеме генезиса агатов (Новые данные). // Новые данные о минералах. М.: 2006. Вып. 41, с. 145-153
 • Кулик Н.А.. Онтогения минералов. Учебное пособие для вузов // "Юрайт", 2018, 92 с.
 • Леммлейн Г.Г. О нарастании кварца на халцедон. В сб. "Акад. Д.С.Белянкину к 70-летию со дня рождения". М., изд-во АН СССР, 1946
 • Малеев М.Н. Стадиальный анализ агатов. // III Международный симпозиум «Минеральное разнообразие - исследование и сохранение», доклады. София, 2005, с. 103-116
 • Малеев М.Н. Явления перекристаллизации в агатах. // V междунар. симпозиум «Минеральное разнообразие - исследование и сохранение», доклады. София, 2009, с. 267
 • Малеев М, Сикеранов А. Метаколлоиды в агатах // VI международный симпозиум «Минеральное разнообразие - исследование и сохранение», доклады. София, 2011, с. 265
 • Новиков И.А. Батские коры выветривания Московской области // М, Изд-во "Реал Тайм", 2011. 56 с.
 • Сластников В.В., Пунин Ю.О., Нестеров А.Р. Микрозональность агатов как отражение динамики их формирования. // Записки РМО, ч. 136, вып. 7, 2008, с. 27-37.
 • Сластников В.В., Пунин Ю.О., Нестеров А.Р. Надмолекулярные микроструктуры концентрически-зональных агатов. - II Международная конференция РМО "Кристаллогенезис и минералогия", доклад, 2008.
 • Шабалин Л.И. Генезис агатов гидротермальных месторождений и гранитоидных магматических пород как результат действия СРПС (силы разуплотнения поверхностного слоя веществ): монография / Новосибирск: Изд-во СНИИГГиМС, 2013. - 269 с.
 См. также:
• Включения в агатах
• Агаты Подмосковья

Агат 10 см. Окрашен в различные оттенки чёрного благодаря включениям микроскопических кристалликов пирита. Центральная зона розово-красного оттенка благодаря первичным включениям гематита. За счет естественного проникновения влаги от краев и избирательно по зонам происходило окисление пирита с образованием гидроксидов железа; как следствие - изменение окраски внешних участков агата с окислившимся пиритом от первично чёрной до вторичной оранжево-жёлто-коричневой.  Бразилия. Фото: © В.Слётов

Агат 22 см. Окрашен в оттенки серого до чёрного микроскопически включениями пирита. За счет естественного окисления пирита с образованием гидроксидов железа, распространявшегося от краев к центру вдоль трещин и каналов, возникли зональные участки  вторичной оранжево-жёлто-коричневой окраски. Бразилия. Фото:© В.Слётов

Агатовая жеода, инкрустированная кристаллами кварца. 9см.  Бразилия. Фото: © В.Слётов

Агатовая жеода с включениями дендритов гётита внутри слоёв. Белый последний слой (корка) внутри - опал. 11 см. Бразилия. Фото: © В.Слётов

Оседавшие на дно глобули в отстойнике агата. Ширина поля ~ 3 см. Amalia, South Africa. Фото: © Amir Akhavan, www.mindat.org

Глобули в агате. Kardzhali Oblast, Bulgaria. Фото: © Amir Akhavan, www.mindat.org

Глобули кремнезёма и оксидов железа в агатовых слоях. Ojo Laguna, Chihuahua, Mexico. Микрофото: Tom Shearer

 Глобули коллоидального гематита, включенные в агате. Black Hills,western South Dakota. Фото: Douglas L.Moore

Улощённые дисковидные "сферолитовые конкреции", предположительно кристобалита либо кварцина, выраставшие вокруг глобул кремнезёма на поверхности сформировавшегося слоя и затем зараставшие последующим слоем. Внизу - увеличенные детали. Бразилия

Прокрашивание оксидами железа и неоднородное разрушение агата при химическом выветривании.

Патинизация краёв агата и прокрашивание органикой в чёрный цвет по трещинам, происходящее при интенсивном выветривании.