«ПИТАЮЩИЕ» (ПОДВОДЯЩИЕ) КАНАЛЫ В АГАТАХ

«ПИТАЮЩИЕ» (ПОДВОДЯЩИЕ) КАНАЛЫ В АГАТАХ

При изучении агата в полостях литофиз, открытых трещинах, гнездах обычно не возникает вопроса о способе поступления минерализованных растворов в полость, поскольку они легко могут проникать как через трещины, появившиеся при образовании литофиз и выходящие на поверхность, так и связанные с жилами, гнездами и т. п. минеральными телами.
Иное дело агатовые миндалины в базальтах. Они находятся иногда в довольно плотных породах, поэтому на поиски каких-либо путей проникновения агатообразующих растворов в газовые пузыри обращали свое внимание практически все исследователи. Оказалось, что достаточно крупные трещины, связанные с механической деформацией пузырей, через которые могут проникать минералообразующие растворы (рис. 97), в них сравнительно редки. В то же время при исследовании достаточного числа агатовых миндалин обычно на каждом из месторождений удается обнаружить некоторое количество миндалин, содержащих открытые или минерализованные каналы, выходящие на их поверхность и связывающие ее либо с полостью в центре миндалины, либо с тем или иным агатовым слоем (рис. 98; фото 5, 6, 50, 53, 87, 88 — 94). Такие каналы типичны не только для агатовых миндалин, но и для псевдоморфоз минералов семейства кремнезема по конкрециям других минералов (рис. 99), для агатов, возникающих в полостях выщелачивания силицитов (фото 163), где они достигают наиболее крупных размеров как в диаметре, так и по длине, оканчиваясь обычно широким устьицем в открытой полости агата, а также для выделений халцедона, связанных с кораллами (фото 152).
Форма каналов сравнительно редко прямолинейно-коническая (см. рис. 98, б), чаще они криволинейны, а в псевдоморфозах минералов семейства кремнезема по конкрециям других минералов они бывают весьма прихотливы (см. рис. 99, а), поскольку подобный канал представляет в этом случае пространство между несросшимися стенками «проколов» в сферолитовых корках халцедона. Последнее в неменьшей мере относится к каналам, обнаруженным в агатах, заполняющих полости выщелачивания силицитов.
При исследовании стенок таких каналов (см. рис. 99, б; рис. 100) обнаруживается весьма характерная для них зональная текстура. Причем каждая зона имеет поверхность, ограниченную поверхностями сферолитов разного размера, в зависимости от структуры того или иного слоя с границами совместного роста; в некоторых местах на подобной
Рис. 96. Гётитовые псевдосталактиты, обросшие тонкой коркой прозрачного халцедона; в некоторых местах (например, в правом верхнем углу) хорошо видны перемычки — «провисы», соединяющие отдельные псевдосталактиты; вниз с них продолжали расти халцедоновые псевдосталактиты. № 3314, ОП.
Рис. 97. Кальцитовая миндалина с несколькими трещинами, выходящими на ее поверхность, служившими путями проникновения питающих растворов в газовый пузырь, в базальте. Мыс Теви, Камчатка. Ув. 2,5.
Рис. 98. «Питающие» каналы в агатовых образованиях:.
а — в агатовой миндалине из базальтов; хорошо видно утонение зональности вблизи выхода канала из миндалины (снизу). Окрестности г. Павлодара, КазССР. Нат. вел. № 83897; 6 — в халцедоновом стяжении в мергелях. Р. Малка, Сев. Кавказ. Нат. вел. № 83650.
a
поверхности проявляются отчетливо полигональные участки, отвечающие намечающимся головкам кристалликов кварца.
Для всех рассматриваемых каналов весьма типично утонение по мере приближения к ним участков зональности агатов с «подворотом» ее в узких частях каналов. Это отчетливо видно под микроскопом, когда мелкие каналы, как бы состоящие из нескольких вложенных друг в друга трубчатых зон, «протыкают» зональность агата (рис. 101), в шлифах и полировках (см. рис. 98, а; рис. 102; фото 87; 88; 90—94).
Наконец, следует отметить, что рассматриваемые каналы иногда остаются зияющими, но чаще они заполняются более поздним кварцем (фото 87; 90) или карбонатами, выполняющими иногда внутреннюю часть миндалины (см. рис. 66).
Все приведенные выше морфологические особенности каналов чрезвычайно характерны для них, независимо от того, в каких геологических условиях возникли содержащие их агаты, что говорит о едином механизме их формирования, а также образовался ли данный агат в виде миндалины, псевдоморфозы по конкрециям других минералов, путем выполнения полостей выщелачивания силицитов, в полостях коралловых построек или каким-либо иным путем. Даже в агатах, выполняющих полости в литофизах, иногда удается обнаружить небольшие каналы (фото 128) такого же строения, переходящие утончающимися концами либо в гребни халцедона, заполняющего трещины в коре литофиз, либо в небольшие трещинки, секущие подобную кору.
Описанные выше особенности каналов и связь, которую они осуществляют между внутренними частями агатов и поверхностью их выделений, привели исследователей к выводу об определенной, а возможно и решающей их роли в генезисе агатов, хотя взгляды отдельных исследователей существенно различаются.
Так, В. Хайдингер [187], а позднее М. Хеддл [190] полагали, что они являются дренажными трубками, по которым отработанный после кристаллизации минералов в миндалине раствор выводится из нее. В. Хайдингер при этом считал, что исходный раствор просачивается в газовый пузырь по капиллярам, существующим в окружающей породе, а М. Хеддл — что газовый пузырь первоначально целиком заполняется раствором, который выталкивается наружу вследствие сокращения объема пузыря при отложении на его стенках халцедона и других минералов. С этим он связывал более широкое устье канала в центральной части (по направлению к центру миндалины) и утонение отдельных слоев халцедона вдоль стенок канала, поскольку их выделение шло из менее концентрированных растворов. В связи с этим М. Хеддл [190] писал, что расширение каналов по направлению к центру напоминает затор, возникающий, когда движущийся поток людей сдерживается узким выходом [190].
Й. Ноеггерат [222], исследовавший прокрашивание агатов различными красителями, отметил непроницаемость для них отдельных слоев. Это привело его к отрицанию взглядов В. Хайдингера о просачивании растворов через отложившиеся слои агата и рассмотрению описанных каналов в качестве питающих каналов, по которым минералообразующие растворы поступали в газовые пузыри. Й. Ноеггерат был вынужден, 274
Рис. 99. «Питающие» каналы в псевдоморфозах минералов семейства кремнезема по конкрециям ангидрита:.
а — несколько объединяющихся каналов, вскрытых при расколе псевдоморфозы, № 79750; б —боковая стенка расширяющегося устья канала на его входе в полость жеоды. Кафигшем, ТССР. Ув. 2.
Рис. 100. Скульптура поверхности зияющего «питающего» канала. Далан-Туру, Чойрский р-н, Монголия. Ув. 20, косое освещение.
Рис. 101. Взаимоотношение слоев агата с проникающими «питающими» каналами. Россыпи по р. Зея, Амурская обл. Ув. 70(II).
Рис. 102. Взаимоотношения утончающихся сферолитовых слоев халцедона, облекающей зональности с тонкими сферолитовыми слоями халцедона, выполняющими «питающий» канал:.
а — общий вид, ув. 4( + ); б — деталь строения, ув. 20( + ). Мыс Теви, Камчатка.
однако, частично принять взгляды В. Хайдингера о фильтрации через капиллярные каналы, поскольку отчетливые «питающие» каналы удавалось обнаружить в миндалинах относительно редко.
Р. Лизеганг [205] считал, что Й. Ноеггерат не в полной мере учел возможность фильтрации растворов через полужидкие еще не окончательно консолидировавшиеся слои кремнезема, которые лишь позже могли переходить в непроницаемые для растворов прослойки. Он настаивал на диффузионном происхождении рисунка каналов, считая их следствием помех, возникающих на пути распространения диффузионных потоков, окрашивающих агат в результате ритмичного отложения пигмента.
П. П. Пилипенко [87], тщательно проанализировав соответствие представлений Р. Лизеганга реальным взаимоотношениям минералов в агатах и отдельных их слоев, показал, что теорию диффузионной зональности абсолютно невозможно применить для изучения генезиса агатов. Рассматривая особенности строения каналов-«рукавов», П. П. Пилипенко дал им следующую характеристику: «Во-первых, рукава проходят в теле агата, но не в теле включающей агат породы; геологически было бы совершенно непонятно возникновение таких рукавов, если не допустить по ним циркуляции водных и газовых растворов.
Во-вторых, изучение под бинокулярным микроскопом ряда продольных и поперечных разрезов рукавов показывает, что рукава сложены из халцедоновых трубок, концентрически вложенных одна в другую; причем вещество внутренней трубки соответствует по окраске, структуре и составу вещества центральной части агата. Продольные сечения таких рукавов дают систему слоев, идущих параллельно, а не перпендикулярно длинному размеру рукава, как следовало бы ожидать согласно диффузионной теории Лизеганга.
В-третьих, в тех местах, где система слоев агата упирается в стенки рукава, совершенно явственно наблюдается выклинивание слоев агата и прорыв их веществом рукава.
Описанные особенности структуры агатов совершенно необъяснимы с точки зрения диффузионно-кольцевой теории Лизеганга и, наоборот, находят легкое объяснение, при допущении проводящих каналов, по которым циркулировали водные растворы, частично размывавшие уже отложившиеся слои, частично отлагавшие новые слои. С этой точки зрения станет понятной парагенетическая связь между центральными частями рукавов и центральными частями главной полости агата.
Таким образом, в агатах действительно имеются проводящие каналы; в некоторых случаях удается наблюдать открытые устья таких каналов, выходящие на наружных стенках агатов; в других случаях такие устья уже нацело заполнены веществом агата и различимы только благодаря халцедоновым бугоркам среди массы эффузивной породы" [87, с. 281 — 282].
При этом П. П. Пилипенко показал, что в некоторых миндалинах имеется серия таких каналов, каждый из которых достигает лишь определенной глубины (фото 90—94), что он объяснял многостадийностью процесса образования агата, связывая каждую из стадий с собственным питающим каналом.
Компромиссное представление о роли рассматриваемых каналов высказал при обсуждении их значения В. И. Степанов, ссылающийся на некоторые простые эксперименты, которые он делал для ее уяснения. Согласно В. И. Степанову, описываемые каналы осуществляют сразу двойную функцию — по их центральной части концентрированные растворы направляются в полость, где возникают агаты, а по внешней (наружной) отходят отработанные растворы. К сожалению, это привлекательное на первый взгляд объяснение функции питающих каналов не помогает пониманию роли каналов капиллярной толщины, присутствие которых приходится предполагать во многих случаях, когда макроскопические каналы обнаружить не удается. Более того, П. П. Пилипенко [87] считал, что при отсутствии каналов заполнение полости газового пузыря происходило через его стенки, которые исследователь сравнивал с тончайшим ситом. Кроме того, оно предполагает течение раствора, тогда как, ниже будет показано, что агатообразование происходит в застойных условиях.
Говоря об условиях образования питающих каналов, которые как будто ни у кого не вызывают сомнения как проводники минерализирующих растворов, следует обратить внимание на еще одну возможность их образования — в качестве застойных зон между отдельными сферолитами халцедона, наподобие тех, которые возникают у кристаллизующихся пленок карбонатных кораллитов [100].
Застойные зоны между сферолитами, вызывавшие изменение их зональности — ее утонение к основанию,— отмечены и Ю. М. Дымковым [34] при описании морфологических и анатомических особенностей сферолитов настурана. По его мнению уменьшение толщины концентров сферолитов в промежутках между одиночными сферолитами может быть вызвано конвекционным (гравитационным) градиентом распределения частиц, либо пересечением «двориков кристаллизации» сферолитов, т. е. имеет чисто диффузионную природу. Он же считает, что разница в скоростях роста отдельных участков сферолитов — резкое увеличение скорости роста слоев у вершины и снижение ее (вплоть до прекращения) у основания — одна из причин появления расщепленных сфероидолитов.
Следует иметь в виду также, что «питающие» каналы свойственны не только агатам, а известны в других сферолитовых агрегатах, в частности малахитовых, в чем можно убедиться, например, просматривая образцы малахита со старых уральских месторождений в Минералогическом музее им. В. И. Вернадского Московского геологоразведочного института им. С. Орджоникидзе.
В заключение необходимо отметить, что помимо радиальных «питающих» каналов в агатовых миндалинах иногда встречаются очень своеобразные кольцевые каналы (фото 95), проходящие по всему периметру миндалины. Такие каналы нами неоднократно встречались в плоских миндалинах с мыса Теви, Камчатка, и их происхождение скорее всего связано со «схлопыванием» в центральной части миндалины сферолитовых корок, развивающихся по кровле и донной части миндалины и имеющих в своих центральных частях гораздо более высокую скорость роста, чем в периферических. Однако причины этого, как и детали