Вообще говоря, агат – это не минерал и не горная порода, а скорее минеральная ассоциация или минеральное образование. Первоначально это название давалось лишь твёрдым и хорошо полирующимся камням с полосатой окраской. Возникновение названия связывают с рекой Агатес (современная р. Дирилло) на острове Сицилия, где добывались камни для последующей ювелирной обработки. В настоящее время термин «агат» уже скорее геммологический (ювелирный), чем минералогический.
Существует множество похожих друг на друга алмазов, изумрудов и т.д., но нет двух одинаковых агатов! Этой-то своей разнообразностью они, в общем, и привлекательны.
Основными минералами, образующими агат являются минералы семейства кремнезёма (то есть те, чья формула имеет вид SiO2). А главный из них – халцедон. Это его тончайшие слои, окрашенные примесями в разные цвета, создают ритмичный рисунок агата.
Из того же семейства присутствуют ещё крупнокристаллический прозрачный кварц, мутный белый кварцин и опал.
Из других минералов в составе агата можно встретить карбонаты, цеолиты, гётит, гематит, пирит, селадонит, хлорит и т.д. Но содержание примесей не должно превышать 20…30%. Ведь тогда камень не будет просвечивать даже в тонких осколках.
Огромный выбор рисунков и окраски агата всегда подталкивал людей как-то классифицировать его разновидности. Уже с древних времён известны:
- полосчатый агат (параллельно-слоистый)
- бастионный агат, слои которого идут параллельно наружным границам (довольно часто встречаются их комбинации в одном образце);
- глазчатый агат, с рисунком в виде концентрических кругов вокруг тёмных центров;
- ландшафтный агат, напоминающий рисунки холмов, часто даже с растительностью;
- руинный агат, рисунок которого похож на развалины замков и другие.
А по преобладающему цвету выделяли:
- оникс (чёрные и бесцветные слои);
- сардоникс (коричневые и бесцветные слои);
- пламенный агат (с ярко-красными участками в виде языка пламени);
- сапфириновый агат (с серо-голубой до синего окраской):
- фарфоровик или кахолонг (матово-белый, иногда даже непрозрачный;
- цер-агат (разных оттенков жёлтого) и другие.
Включения в агате также давали ему отдельные названия:
- де- конехвостый агат (с метёльчатыми вростками кристаллов рутила и т.п.);
- моховой агат (с похожими на мох или кустики травы вростками кристаллов разных минералов):
дендритовый агат (с похожими на деревца сростками мелких кристаллов окиси марганца или железа):
- оолитовый (с включениями округлых сростков и зёрнышек кальцита) и другие.
Последнее время к агатам стали относить и псевдоморфозы («чужие формы», то есть замещения халцедоном исходного материала) по различным органическим остаткам:
- деревянный (древесный) агат;
- коралловый агат:
- шелл-агат (по раковинам ископаемых моллюсков).
Желающие более подробно ознакомится с разными классификациями (и вообще узнать больше про агаты) могут найти в Интернете книгу А. А. Годовикова с коллегами «Агаты», изд. «Недра» 1987 г. - очень интересное издание с множеством иллюстраций.
Как же получаются такие замечательные по красоте каменные образования – агаты?
А растут! Но не так, как мы привыкли это понимать: от маленького – к бóльшему. А совсем наоборот: снаружи – внутрь. Да-да, для образования агата изначально необходима внешняя оболочка, форму которой и примет агатовое тело. Чаще всего такими границами являются стенки газовых пузырей в излившейся на поверхность земли магме. Находясь под большим давлением в глубинах Земли, разжиженная магма способна растворить в себе много разных газов (углекислый газ, пары воды, фтор, хлор, и т.д.) Извергаясь, магма быстро выходит на поверхность. При этом резко снижается давление, и ранее растворённые в ней газы стремятся покинуть каменный расплав. Тут возможны несколько вариантов.
Когда магма горячая и жидкая, то происходит взрыв с образованием огромного облака газов и вулканической пыли. Образуются так называемые «палящие тучи», которые способны под действием силы тяжести скатываться по склонам вулканов, и далее перемещаться по горизонтали со скоростью хорошего самолёта на десятки километров (в том числе и по поверхности воды) перенося огромные массы силикатного материала:
При несколько более спокойном течении извержения вулканический пепел выбрасывается на большую высоту и относится ветром в сторону:
В обоих случаях происходит перенос и последующее отложение большого количества «сырья» для образования агатов – мельчайших частиц окислов кремния, магния, железа, магния, алюминия и др. металлов. Эти частицы способны немного растворяться в воде, особенно при наличии в воде кислотных остатков (это химический термин, означающий, что наша вода соединяется с присутствующими углекислым и сернистым газами, хлором, фтором и в результате получается слабый раствор кислоты). Потом, при изменении окружающих условий (чаще всего – при снижении температуры) растворённые в воде минералы могут вновь кристаллизоваться в твёрдое состояние. Процесс растворения/перекристаллизации может повторяться многократно при колебаниях температуры. Вот и идёт отложение того же халцедона слой за слоем из вновь подтекающих обогащённых минералами растворов.
Но как же оболочка для агата, про которую мы начинали рассказывать? А вот при более медленном течении процесса извержения происходит не взрыв, а постепенная дегазация магмы. Она может вскипать, как вода в открываемой бутылке с газировкой, образуя пемзу:
Если же процесс идёт ещё медленнее, то газы улетучиваются, и в застывающей каменной массе остаётся совсем немного пузырей
Но и размеры их могут быть значительно больше – до нескольких метров. Лава может даже совсем не содержать газы, но в случае её истечения на карбонатные породы (известняки), последние начинают под действием высокой температуры разлагаться и выделять углекислый газ, стремящийся газовыми пузырями подняться вверх через застывающую лаву.
Это основные способы образования вместилищ агата, но есть ещё много других (шаровые лавы с промежутками между отдельными шарами; дробление и растрескивание горных пород под действием давления магмы; вскипание стекловатых пород с образованием литофиз под воздействием новых извержений и т.д.)
Главное, чтобы были созданы условия для многократного послойного отложения халцедона. Растворы, питающие агат в процессе его роста, блуждают по трещинам пород растворяя при этом разные минералы. Потому и окраска слоёв агата может отличаться друг от друга. Иногда в агатовой миндалине могут отлагаться и другие минералы, кристаллы которых или их сростки можно увидеть на срезах миндалин – так называют агатовые выделения за наиболее часто встречающуюся форму.
При значительном снижении температуры питающих растворов окись кремния начинает отлагаться не в виде халцедоновых корочек, а в виде прекрасных кристаллов кварца.
Часто достигающих больших размеров, бесцветных или имеющих красивую дымчатую, аметистовую или цитриновую окраску. Если питание миндалины в этот момент прекратится, то внутри «пузыря» останется свободное место, а мы получим прекрасные кварцевые жеоды с кристаллами внутри, какими славятся месторождения Латинской Америки:
Если же внешняя корка такой жеоды прочная и не имеет повреждений, то внутри могут даже сохранится остатки питающего раствора с пузырьками газов – такое образование называется энгидрос. Раствор, как правило, горько-солёный, газы представлены, в основном, двуокисью углерода.
Но если температура растворов вновь повысится, то поверх кристаллов кварца может нарасти снова корка халцедона, а потом опять кварц. Мы встречали агаты с тремя такими циклами:
Иногда при застывании лавы более жидкая часть расплава просачивается сквозь ещё непрочные стенки «пузыря» и свисает внутри «сосульками» или нитями (псевдосталлактитами):
на которые также в последствии будет нарастать халцедон, придавая рисунку агата необычные черты. Так получаются глазчатые и часть моховых агатов.
А вот звёздчатым агатам требуются особые условия образования. Если породы, образованные высокогидратированным стеклом (риолиты) будут перекрыты сверху горячим потоком свежего извержения, то от высокой температуры в них будет происходить что-то вроде закипания. В пластах гидратированного (то есть содержащего примесь кристаллизационной воды) стекла будут образовываться пузыри стекла обезвоженного, а выделяющийся с большим давлением водяной пар разорвёт эти пузыри внутренними звездообразными трещинами. Заполнение этих трещин халцедоном и даст впоследствии звёздчатый агат.
Твёрдость обезвоженного стекла выше, чем у гидратированного. Поэтому при выветривании (разрушении) риолитов эти пузыри остаются целыми. Их форма и внутренняя агатовая начинка весьма озадачивали людей, которые выдумывали разные легенды относительно их происхождения. Одна из них приведена здесь на сайте (про яйца Громовой птицы).
Отложение халцедона – процесс медленный. Стабильные условия выдерживать достаточно сложно. Это легче получается в небольших замкнутых объёмах (миндалинах и жеодах). Но бывают и агаты, заполняющие плоские длинные трещины. Миграция вод, их питающих, более широка и, соответственно, окраска слоёв может быть более разнообразной.