АГАТЫ В КИСЛЫХ ВУЛКАНИТАХ

АГАТЫ В КИСЛЫХ ВУЛКАНИТАХ

Кислые вулканиты, с которыми связаны агаты, представлены в основном риолитами и риодацитами.
«Риолитами (от греческого рео — река, течение) называют кислые вулканические породы, для которых постоянно характерна полосчатость течения» [67, с. 567], отличающиеся содержанием Si0
~73% при суммарном содержании Na
0 + K
0 в пределах 7 — 8,1%. Породы с более низким содержанием Si0
(68—73%) относятся к риодацитам, более высоким содержанием Na
0 + K
0 —к трахириолитам. Однако, из-за постепенных переходов между ними, риолитами часто называют и породы с несколько более низким содержанием Si0
, чем 73% и немного более высоким, чем 8,1%, содержанием суммы щелочей, которые, строго говоря, следовало бы рассматривать как риодациты или трахириолиты соответственно
. Для свежих риолитов и риодацитов характерны гиалиновая, витрофировая и перлитовая структуры. Это стекла (обсидианы, перлиты, пехштейны), пемзы
Агаты, однако, приурочены главным образом не к свежим риолитам, а к их девитрифицированным, в том числе и палеотипным их разновидностям,— фельзитам, фельзофирам и т. п. породам. Фельзиты и фельзофиры представляют собой риолиты и риодациты, для которых характерна перлитовая, скрытокристаллическая (фельзитовая), сферолитовая, фибролитовая, микролитовая, кристаллитовая, микропойкилитовая и т. п. структура основной массы, в которой часто отмечаются вкрапленники ранних минералов, ориентированные по флюидальности и округлые (сферолоидные) образования, достигающие иногда более 1 м в поперечнике, обладающие сферолитовой или фельзитовой структурой.
Риолитовые расплавы, обедненные летучими, имеют очень низкую вязкость — на несколько порядков ниже, чем у базальтов [83]. Поэтому для них, наряду с дайками, штоками и силлами, характерны купола, некки, воздымающиеся иногда на несколько сотен метров [78]. Повышение содержания летучих резко снижает вязкость риолитовои магмы [83], и в этом случае могут возникать короткие лавовые потоки, обычно отличающиеся относительно большой мощностью и тупым утолщенным окончанием [78].
Наконец, во многих местах земного шара известны риолитовые.
2.
покровы в виде плато, достигающие десятков тысяч км площади и мощности в сотни метров [78, 112], образование которых находится в явном противоречии с высокой вязкостью риолитовых расплавов.
Эти противоречия тревожат геологов, занимающихся исследованием риолитовых плато уже более 100 лет, и в качестве решения их В. Ф. Фритхе и В. Раисе еще в 1868 г. высказали, очевидно,
Фото 26. Крупные зонтики кварцина (снизу в левой и средней части) в халцедон-кварцин-кварц (крупнокристаллический)-кварциновом выполнении миндалины. Сев. Тиман. 4,5X3,0 см. № 84745.
Фото 27. Поперечные сечения кварциновых зонтиков в кварцин-халцедоновом глазчатом агате. Россыпи по р. Зея. Амурская обл. 5,0X3,0.
Кварцин
Фото 28. Зонально-концентрический кварцин-халцедоновый агат с широкими белыми зонами кварцина; в центре — кварц. Далан-Туру, Монголия. 7,0X5,0 см. № 84755.
Фото 29. Кварцин (белый в центре и левом крае миндалины) с отчетливыми зонтичными выступами в основании выделения в кварцин-халцедоновом агате с многочисленными включениями селадонитизированных реликтов лавовых настылей (темно-зеленые), окруженных мелкими пластиночками клиноптилолита (красно-коричневые). Иджеван, АрмССР. 5,0X5,0 см. № 83900.
Фото 30. Широкая кайма (белая) а-кристобалита, облекающая сферолитовые корки и «ежи» морденита, которые окаймляют параллельно-слоистый (ониксовый) агат с изменяющимся наклоном отдельных слоев, упирающихся в халцедоновый слой облекающей зональности снизу и в значительно более мощный халцедоновый слой вверху, образовавшийся до поворота миндалины (поскольку этот слой покрывает последний горизонтальный слой нижнего оникса); вверху — псевдоморфоза облекания халцедона вокруг крупного кристалла кальцита. Шурдо, ГрузССР. 20Х Х12 см. № 84771.
Низкотемпературный кристобалит
Агаты с параллельно-слоистой (ониксовой) зональностью
Фото 31. Параллельно-слоистый (ониксовый) агат — два поколения, разделенные слоем шестоватого кварца, переходящего в облекающую зону; некоторые из тонких слоев оникса также переходят в облекающую зональность. Оникс первого поколения сильно раскристаллизован, причем некоторые из слоев приобрели ящичную текстуру, в других — есть узкие полости выщелачивания (или сокращения?). Окрестности г. Кырджали, Болгария. 11X8 см. № 84195.
Фото 32. Взаимоотношения параллельно-слоистых (ониксовых) слоев с облекающими: а — утыкание их справа и переход в облекающие с противоположной стороны. Окрестности г. Актюбинска, КазССР. 6,5X3,5 см; б — утыкание нижних ониксовых зон в халцедон с зонально-концентрическим облекающим строением снизу и постепенный переход от одного к другому сверху 8,5X5,0 см; в — несколько поколений ониксового агата, упирающегося слоями в зонально-концентрический халцедон, разделенный зонами перехода ониксовой в зонально-концентрическую зональность 11,5X5,0 см. № 84465; а — окрашен гидроксидами железа; б — окрашен в голубовато-черный цвет за счет тонкодисперсного пирита, в — окрашен гидроксидами железа. № 84458. б, в — Рывыем, Чукотский п-ов.
Фото 33. Ониксовый агат с изменением угла наклона слоев и постепенным увеличением толщины ониксовых слоев, переходящих в облекающую зональность; в широком белом нижнем ониксовом слое хорошо видна его перекристаллизация с образованием ящичных элементов текстуры. Магаданская обл. 6,0X3,5 см. № 84749.
впервые предположение о том, что риолитовые плато представляют собою не что иное как сваренные туфы. Более определенно такую же точку зрения на риолиты Иеллоустонского парка позднее изложил Дж. П. Иддингс [193].
Значительно более прочную почву эти представления получили после исследований К. Н. Феннера [174], показавшего, что среди отложений палящих туч вулкана Катмаи, заполнивших прилегающую к нему речную долину
, имеются спекшиеся риолитовые породы, возникшие при уплотнении отложений высокотемпературного аэрозоля, состоявшего из горячего вулканического газа, содержащего мельчайшие частицы расплавленной лавы и обладавшего очень низкой вязкостью.
Эти представления далее были развиты П. Маршаллом [211], исследовавшим риолитовые плато Новой Зеландии и предложившим для обозначения подобных спекшихся и сваренных образований термин игнимбрит (от лат. ignis — огонь и imber — ливень). К настоящему времени установлено, что игнимбриты могут иметь не только риолитовый состав, но и относиться к дацитам [272], андезитам [221] и даже базальтоидам [273] или трахириолитам и трахитам.
Низкая вязкость аэрозоля, образующего игнимбрит, т. е. высокая его подвижность, приводит часто к флюидальной текстуре отложений, аналогичной той, которая может возникнуть при течении лавы, в результате чего игнимбриты не всегда легко отличить от застывшей жидкой лавы, текущей по поверхности в виде обычного расплава. Большое значение здесь имеют дополнительные признаки как петрографические, так и общегеологические. К петрографическим следует отнести прежде всего характерность для игнимбритов так называемых фьямме — линзовидных или уплощенных частичек вулканического стекла неправильной формы, обычно возникающих за счет уплотнения обломков пемзы. К геологическим признакам относится изменение характера разреза игнимбритов от рыхлого туфового или пемзового материала у основания к плотному лавоподобному материалу в нижней — средней части отложений (собственно сваренные туфы, представленные обычно вулканическим стеклом или фельзитами и фельзофирами) и рыхлому материалу в верхней их части, прорываемой обычно многочисленными фумаролами и гейзерами.
Представления К. Н. Феннера и П. Маршалла о генезисе игнимбритов нашли дальнейшее развитие и подтверждение за рубежом [92, 149, 192, 234, 253] и в СССР [40, 41, 43, 112, 138].
Разработка проблемы игнимбритов выявила значительные ее сложности. Они связаны как с трудностями отнесения определенных эффузивов к сваренным туфам или игнимбритам так и с разным толкованием термина игнимбрит, из-за чего многие авторы, прежде чем его использовать, вынуждены были давать его определение [92]. Особого внимания заслуживает работа Р. ван Беммелена [17], в которой обосновывается особый тип извержений, приводящих к образованию игнимбритов, связанный с излияниями трещинного типа при образовании кальдер проседания в эпохи относительно быстрого поднятия земной поверхности с образованием геоантиклиналей, куполов, хребтов.
Существуют различные представления о физическом состоянии среды, из которой образовались игнимбриты,— от пепловых палящих туч и аэрозолей, содержащих твердые и жидкие частицы, до высокоподвижных, переполненных летучими изливающихся лав, в том числе перетекающих через края вулканических аппаратов наподобие убегающего молока, как это наблюдалось Т. Вольфом при извержении в 1877 г. вулкана Катопахи [274] и допускалось для генезиса игнимбритов А. Лакруа [201]. Особо следует отметить представления Г. Тазиева [107] о том, что игнимбритовые аэрозоли могут обладать высокой текучестью, подчиняясь гравитации только в том случае, если преобладающим газом аэрозоля является тяжелый СО
А. Стайнер [103] обратил внимание на присутствие в игнимбритах двух разновидностей стекол, различающихся по показателю преломления и образующих мезостазис и мельчайшую эмульсионную вкрапленность в нем. Это явление А. Стайнер объяснял ликвацией кислого расплава сразу после его излияния на поверхность. Эта работа фактически послужила импульсом к появлению большого количества работ, особенно многочисленных в СССР, когда с ликвацией стали связывать любые округлые образования в кислых эффузивах, включая сферолоиды [84, 118].
Не вдаваясь далее в детали происхождения кислых вулканитов, следует особо подчеркнуть типичное для них разнообразие структур, флюидальную текстуру, частое содержание мелких обломков фенокристаллов, высокое содержание летучих, прежде всего Н
О и F
. Для риолитов характерна генетическая связь с различными геологическими процессами, приводящими к образованию даек, штоков, лакколитов, куполов, одиночных потоков, покровов большой площади, игнимбритов и т. п. Особо следует отметить, что кислые вулканиты часто являются членами единых кисло-основных серий вулканитов и образуют в этом случае прослои в мощных отложениях вулканитов, в том числе в основании риолит-дацит-базальтовых серий.