Происхождение агатов
Халцедон и агат образуются главным образом на поздних этапах вулканических процессов, связанных с излиянием лавовых потоков, в том числе подводных, в отложениях пепла. В меньших количествах они известны в низкотемпературных гидротермальных жилах и ассоциациях, возникающих в поверхностных условиях (в коре выветривания, осадочных породах, особенно карбонатных и глинистых). Всё это приводит к разнообразию геолого-геохимической обстановки, в которой наблюдается агат и вызывает затруднения при выяснении общих и частных условий его образования и при систематическом описании минералогических особенностей агатов. Есть основания полагать, что многие разновидности полосатых агатов образовались в осадочных породах из растворов при относительно низких температурах. Для определения температуры образования агатов геохимиками используются методы определения температуры по изотопному составу кислорода и по содержанию алюминия в кварце. Применение этих методов позволило установить, что образование агатов в вулканогенных условиях происходит в диапазоне 60–200 °C. Наряду с этим эксперименты по искусственному синтезу халцедона не исключают возможности образования агата в более холодной обстановке. Так, в осадочных породах (в известняках Подмосковья и мн. др.) они кристаллизуются из "метеорной воды", температура которой не могла превышать 20-30°С.
Состав: Агат состоит из бесконечного множества микроскопических кристаллов кварца. Именно кварцем определяются его основные физические свойства — довольно высокая твердость (6,5—7 по шкале Mooca) и плотность 2,5—2,6 г/см3. Цветовая гамма агатов необычайно широка — весь спектр возможных оттенков видимого света и их сочетаний, включая белый и черный. При этом цвет зависит от состава и количества примесей различных химических элементов и их соединений (хромофор). Важнейшее свойство агата — его «полосатый» рисунок, вызванный слоистой структурой. Наиболее часто встречаются два типа камня — с концентрической и плоскопарал-лельной слоистостью. Иногда образуются агаты, в которых наблюдаются оба этих типа. В концентрически-полосчатых агатах слои практически полностью повторяют форму стенок вмещающей полости, в то время как плоско-полосчатые агаты «режут» своими ровными, ритмично чередующимися, как по линейке проведенными слоями внешнюю «рубашку» агата и заполняют ее снизу вверх.
Коллоидная гипотеза механизма образования агатов.
Как протекает процесс образования агатов? На этот счет существуют различные взгляды. Но, несмотря на то, что история исследования агатов насчитывает уже более ста лет, ученые все еще не пришли к единому мнению.
В пустотах земной коры возникают слои различного цвета, вследствие диффузии растворов через коллоидное гелеобразное вещество, представлен-ное кремнеземом; при этом происходят явления, напоминающие образование колец Лизеганга.
В научной литературе встречаются работы как подтверждающие эту гипотезу происхождения полосатых камней, так и опровергающие её.
Подтверждение теории
«Исследование процессов, происходящих при взаимодействии геля с растворами электролитов, производилось на примере щавелевоалю-мосиликатного (ЩАС) геля, который использовался при создании противофильтрационной завесы в основании Камской ГЭС. Основание этой ГЭС слагают карбонатные гипсоносные породы. ЩАС раствор готовится путем смешивания силиката натрия плотностью 1.19 г/см3 и комплексного отвердителя. Отвердитель представляет собой водный раствор, содержащий 50 г/л сернокислого алюминия и 50 г/л щавелевой кислоты. Время гелеобразования регулируется соотношением отвердителя и силиката и составляет 1.5 ч. Скелет алюмосиликатного геля состоит из структурных элементов угловатой формы, образующих ажурную сетку с довольно значительным количеством контактов. Устойчивость геля в водной среде обусловлена высокой прочностью связей типа Si-О-Si и Si-О-А1, возникающих при гелеобразовании.… При обработке ЩАС раствором MgCl2 изменились механические свойства геля.… Он превратился в тело, обладающее некоторой хрупкостью. Требуется более значительное усилие, чтобы внедрить в такой гель стеклянную палочку, при этом он рассыпается на куски. Под электронным микроскопом гель представляет собой практически однородную массу, образованную мельчайшими структурными элементами, плотно прилегающими друг к другу. В геле произошло образование кристаллов и оолитов оксалата магния MgC2О4·H2O. Кристаллы и оолиты неравномерно распределены по объему геля. Они концентрируются в слоях толщиной 2-3 мм, так называемых кольцах Лизеганга, которые чередуются со слоями чистого геля. Слои выделяются по более светлому тону, проявляющемуся при высыхании геля на воздухе». ( Максимович Н.Г., Воронкевич С.Д. Взаимодействие алюмосиликатных гелей с минерализованными водами и его инженерно-геологическое значение // Вестн. Моск. ун-та.-1983.- Сер.4. Геология.-N4.-С. 82)