ГИДРОКСИДЫ И ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА

ГИДРОКСИДЫ И ОКСИДЫ ЖЕЛЕЗА

В агатах встречаются различные гидроксиды и оксиды железа, различающиеся степенью окисления железа и степенью гидратации. Именно они определяют окраску церр-агата, сардера, карнеола, сердолика, т. е. всю цветовую гамму от желтых и грязновато-зеленых до красных и коричневых разных оттенков, определяющихся степенью окисления железа в минерале и степенью их гидратации. Среди рассматриваемых минералов наиболее распространен гётит; в меньших количествах и реже отмечается гематит.
Гётит. Для гётита типичны четыре основных морфологических типа выделений: 1) нитяные образования из тонкоигольчатых кристалликов;.
2) корки разной конфигурации из тонкоигольчатых кристаллов;.
3) хлопьевидные выделения; 4) отдельные сравнительно крупные игольчатые кристаллики и их метельчатые сростки.
Нитяные образования гётита чаще всего представляют собой основания для псевдосталактитов халцедона (рис. 84). Причины их появления, вероятно, связаны с высвобождением Fe при замещении сидерита или других железосодержащих карбонатов халцедоном. На это впервые обратил внимание исследователей А. Принз [230], связывавший появление в агатах нитей и «мембранных трубок» гётита с изменением сидерита, находящегося в основании агатовых миндалин.
Прекрасной иллюстрацией процесса замещения Fe-карбоната (скорее всего сидерита) халцедоном, в том числе с образованием нитей гётита, может служить миндалина агата из ФРГ, находящаяся в коллекции Минералогического музея им. В. И. Вернадского Московского геологоразведочного института им. С. Орджоникидзе и привлекшая к себе внимание П. П. Пилипенко. По ее периферии хорошо видны псевдоморфозы халцедона по сравнительно крупным сферолитам Fe-карбоната (по-видимому, сидерита), отличающиеся интенсивной окраской (фото 82), связанной с большим количеством хлопьевидного гётита, выделившегося по радиальным трещинам и зональным концентрам карбонатных сферолитов при их псевдоморфизации и трассирующего радиально-лучистое и зонально-концентрическое строение исходных сферолитов.
В верхней части описываемой миндалины хорошо видны тончайшие гётитовые нити, свешивающиеся с псевдоморфизованных сферолитов и образующие систему из взаимно параллельных (вертикальных) нитяных оснований халцедоновых псевдосталактитов.
Важно отметить, что халцедон, выполняющий центральную часть рассматриваемой миндалины, как и тот, который образует псевдосталактиты, нарастающие на гётитовые нити, отличается голубовато-серой и голубовато-белой окраской и не содержит включений гётита.
Таким образом, вторичное прокрашивание описываемого агата гидроксидами железа исключается. Более того, приуроченность последних к сферолитам свидетельствует о тесной генетической связи между ними.
При более интенсивных процессах замещения Fe-карбоната (сидерита), когда в замещение вовлекаются не отдельные сферолиты, а карбонатные слои достаточно большой мощности, вместо отдельных нитяных выделений гётита могут возникать параллельно-шестоватые корки из.
Рис. 84. Два крупных халцедоновых псевдосталактита в общей халцедоновой рубашке, концы которой частично утоплены в нижнем халцедоновом слое (рубашка частично его облекает), с темными нитевидными выделениями гётита (гидрогётита) в центре; вверху — шаровидное выделение (белое) тонких трубок-чехлов низкотемпературного кристобалита на сферолите морденита (?). Шурдо, ГрузССР. Ув. 2. № 84196.
тонкоигольчатых кристалликов гётита, покрывающие бывший карбонатный слой, в том числе в виде корок с весьма причудливой конфигурацией.
Прекрасный пример такой корки виден на одном образце из Монголии (фото 62). Здесь гётит образует корку из мелких параллельноигольчатых кристалликов, смятую в причудливые складки, а местами свернутую даже в трубки, находящуюся на поверхности полупрозрачного слоя халцедона, которая также покрыта полупрозрачным халцедоном, образующим следующий слой агата. Более внимательное изучение этого образца позволило обнаружить остатки зонально-концентрических сферолитов карбонатов в основании внешнего халцедонового слоя я: 5— 6 мм в диаметре и реликтовые слои опала в нем, частично замещенного халцедоном, сохраняющим зонально-концентрическое строение, совпадающее по месту расположения и радиусу кривизны с карбонатными сферолитами.
Все сказанное позволяет предположить, что описанная гётитовая корка сформировалась на (или в виде) тончайшей мембране, возникшей при псевдоморфизации халцедоном, образовавшим наружную корку агата, сферолитовой корки какого-то железистого карбоната — скорее всего сидерита, для которого характерны отдельные сферолиты и сферолитовые корки, нарастающие непосредственно на стенки миндалин и отделяющие образовавшийся позже агат от вмещающей породы (см. описание сидерита). С этих позиций понятны как зонально-концентрическое, реликтово-сферолитовое строение, установленное для наружной корки халцедона, так и появление большого количества гётита — настолько большого, что его пленка, покрывавшая первоначально поверхность псевдоморфизуемого сидерита, увеличиваясь в размере и будучи полупроницаемой (или находясь на полупроницаемой мембране), при разрастании сминается в складки (гофрируется) и скручивается в трубки.
С образованием гётита как вторичного продукта псевдоморфизации сидерита или других железосодержащих карбонатов, очевидно, связаны и другие разнообразные нитяные и пленочные его выделения во многих агатах. В качестве примера можно привести разветвленно-кустистые «мембранные трубки» глобулярного гётита, покрытые тончайшими псевдосталактитами халцедона, известные на многих агатовых месторождениях, характеризующихся включениями гётита в агат (рис. 85).
Хлопьевидные выделения гётита типичны также для халцедона (агата), с бурой до коричнево-красной окраской (рис. 86). В нем устанавливаются отдельные гётитовые обособления, обычно менее 1 мм в поперечнике, и их скопления, отличающиеся иногда геометрически правильными формами. Они могут быть равномерно распределены в пространстве или тяготеть к определенным элементам структуры (текстуры) халцедоновых образований. Так, выше уже отмечались выделения гётита по радиальным и зонально-концентрическим элементам псевдоморфизированных сидеритовых (?) сферолитов (фото 62).
В других случаях отмечается более равномерное распределение гётитовых хлопьев, вызывающих равномерную или пламевидную яркокрасную окраску халцедона, столь типичную для многих агатов из литофиз в риолитах. Более детальное изучение подобного халцедона Айнабулакского месторождения показало, что отдельные хлопьевидные выделения гётита в нем местами отчетливо трассируют ромбоэдрические направления спайности (рис. 87), указывая на его образование также при псевдоморфном замещении карбоната халцедоном.
Особого внимания заслуживают взаимоотношения хлопьевидного гётита с кварцином. В этом случае гётитовые хлопья могут отделять (маркировать) зонтики кварцина от вмещающего их халцедона, трассируя концентрическую зональность роста сферолитов кварцина (фото 64), образовывать выделения на поверхности этих зонтиков, благодаря чему на их поперечных срезах можно видеть круглые скопления гидроксидов железа — одиночные и групповые (рис. 88), поперечник которых зависит от максимального размера кварциновых конусов (зонтиков) и уровня их сечения.
Подобная приуроченность гидроксидов железа к кварциновым конусам (зонтикам) и кварциновым прослоям в агатах скорее всего связана с возникновением кварцина в качестве псевдоморфоз по зонтикам и отдельным прослоям железистого карбоната, хотя нельзя исключать их образования в результате вторичного прокрашивания кварцина, обладающего большей по сравнению с халцедоном пористостью, о чем речь шла выше.
Отдельные тонкополосчатые кристаллы гётита длиной несколько миллиметров и их метельчатые сростки были обнаружены в нижнем темно-коричневом слое одного из агатовых ониксов, причем у верхней горизонтальной границы этой зоны иглы и пучки гётита ориентировались вдоль нее (рис. 89).
Более обычен подобный гётит для завершающих этапов агатообразования, когда он образует вростки в кристаллах кварца и аметиста, выполняющих ядра миндалин (фото 61). Поздними являются также мелкие иголочки гётита и метельчатые их сростки, либо обнаруживаемые
Рис. 85. Ветвисто-глобулярные выделения гидроксидов железа, декорирующих мембранные трубки, покрытые сферолитовыми корками халцедоновых псевдосталактитов. Тулдунекое месторождение, Бурятская АССР. Ув. 40( + ). № Ер-1.
Рис. 86. Ритмичное выделение бляшек гидроксидов железа, определяющих красную окраску отдельных слоев халцедона, на поверхности некоторых слоев сферолитовой корки халцедона; вверху темное — риолит, темная поперечная полоса в центре снимка — темно-пигментированный сферолитовый слой халцедона. Участок облекающей зональности в толстом препарате. Айнабулак, КазССР. Ув. 15(II).
Рис. 87. Сетка мелких выделений (светлое) гидроксидов железа, трассирующих ромбоэдрическую спайность в халцедоне, имеющем ярко-красную окраску. Айнабулак, КазССР. Ув. 40 (отраженный свет).
Рис. 89. Пучки бурых игл гётита (?) в нижнем темно-коричневом слое параллельно-слоистого агата; отдельные пучки ориентированы вдоль горизонтальной границы этого слоя; в верхней части — кварц, выполняющий центральную полость миндалины. Р. Золотой Китат, Кемеровская обл. Ув. 50( + ). № ЗК-3.
в виде вростков в позднем кварце, выполняющем ядра псевдоморфоз минералов кремнезема по конкрециям ангидрита, либо нарастающие на щетках кварца, выстилающих их внутреннюю полость (фото 145, в). Такой гётит известен в псевдоморфозах кремнезема по конкрециям ангидрита практически во всех месторождениях (Кафигшем, ТССР; ЙАР; сев. часть Саудовской Аравии; Центральная часть США). При этом появление указанного гётита скорее всего связано с Fe, высвобождающимся из более ранних железосодержащих карбонатов, в том числе карбонатов вмещающих пород
Кроме описанных выделений гётита, которые в основной массе сингенетичны с содержащим их агатом (халцедоном), известны и вторичные выделения гётита — в виде тонких пленочек по трещинам агата, иногда на его поверхности (особенно на миндалинах из окрестностей Павлодара, КазССР). Известны также случаи, когда гётит оказывается на месте карбонатных пробок в «питающих» каналах; иногда он образует самостоятельные скопления (1 — 1,5 см в поперечнике) со сферолитовой текстурой, находящиеся в центральных полостях миндалин и имеющие скорее всего вторичное происхождение (такие гётиты нами встречены также среди агатов окрестностей Павлодара).
Вторичные гидроксиды железа развиваются часто в агатовых россыпях по трещинам в агатах и по границам между отдельными их слоями. При этом окраске подвергаются лишь отдельные наиболее пористые слои халцедона, а более плотные слои могут остаться совершенно не затронутыми ею [116].
Гематит выделяется в виде мельчайших пластиночек, обладающих под микроскопом отчетливыми внутренними рефлексами. Он ответствен за окраску многих ярко-красных халцедонов, в том числе и образующих отдельные зоны в некоторых агатах.
С тонкодисперсными выделениями гематита связана ярко-красная окраска многих агатов, особенно из литофиз в риолитах. С образованием гематита в основном за счет гидроксидов железа связано появление яркой красной окраски некоторых агатов при их экспонировании на солнце, что издавна используют в Индии для облагораживания агатов (резкое покраснение многих агатов при прокаливании).