Описанные детали говорят о последовательном образовании зон, причем кварцевая зона представляет собой зону нарастания.

II. Источник кремнезема в агатообразующих системах

Происхождение сферолитов приурочено к кислым горным породам вулканического происхождения. Изначально вязкость лавы была настолько высокой, что пузыри, заполненные флюидом, поднимались с трудом, их форма оказалась круглой вследствие очень медленного движения лавового потока. Существуют различные мнения о том, что представляет собой агатообразующая среда. В качестве первоначальных сред рассматривались: 1) высококремнистые силикаты, вплоть до кварцевых (стекла), но возникли возражения, так как температура плавления кварца может достигать 1600о, а для агатообразавания представляется проблематичным ее резкое снижение до 400-420оС; 2) карбонаты, но, в свою очередь, выяснилось, что их роль ограничивается, скорее всего, появлением псевдоморфоз минералов семейства кремнезема по карбонатам.

Представление о коллоидном и студнеобразном состоянии среды базируются на попытках использовать коллоиды для объяснения специфических черт агатов.

В подтверждение этого приводятся следующие факты:

1.Случаи находок студня кремнезема в природе, хотя и малочисленные;

2.Обнаружение в газово-жидких включениях бахромчатых обособлений;

3.Обнаружение в агатах мембранных трубок экспериментально.

В качестве косвенных признаков используют:

1.Почковидную форму поверхности агатовых корок, связываемую с влиянием поверхностного натяжения.

2.Аморфный характер опала, обнаруживаемого в агатах.

Представление о ведущей роли коллоидов при агатообразовании снимает проблему низкой растворимости кремнезема, так как вследствие их (коллоидов) большой концентрации при использовании коллоидов как минералообразующих сред не требовалось их протекания через газовые пузыри.

Р. Лизеган строил представления о возникновении агатовых текстур на ритмичном выпадении осадка в геле кремнезема. Пример коллоидов - глины. В виде тонких взвесей в водных растворах они представляют собой золи, выпавшие из этих растворов осадки - гели. Студни - концентрированные растворы высокомолекулярного вещества и низкомолекулярной жидкости, проявляющие способность к высокой обратимой деформации при практическом отсутствии текучести. В результате чего происходит процесс, называемый сенерезисом - уменьшение геометрического размера или распад на отдельные фрагменты с образованием трещин и одновременным выделением растворителя.

Таким образом, в наибольшей степени условиям агатообразования отвечают коллоидные растворы, но не студни.

III. Образование полосчатой текстуры

В строении зонально-концентрического агата основную роль играют ритмично-зональные халцедоновые корки, причиной зонального строения которых является чередование зон халцедона одинакового или близкого строения, но разной толщины. Текстурной причиной, вызывающей зональности, является наличие пор различной формы и частоты проявления. За счет чего образуются ритмично чередующиеся зоны, создающие зонально-ритмичное строение халцедона. Возникновение зонального строения агата может быть связано с внутренними особенностями развития процессов кристаллизации сферолитов в определенной физико-химической системе (внутренние ритмы): ритмичность теплоотдачи при кристаллизации и ритмичность в отложении примесей.

Ритмичность оттока теплоты от растущих кристаллов объясняется тем, что если перенасыщение, вызвавшее начало кристаллизации, связано с постепенным и равномерным оттоком теплоты от системы, то на фоне этого равномерного охлаждения возникает волна повышения температуры, связанная с выделением теплоты кристаллизации. Это повышение может либо замедлить, либо прекратить кристаллизацию, что фиксируется в сферолите в виде зоны, параллельной фронту кристаллизации. Дальнейшая потеря теплоты в результате общего охлаждения системы приведет через некоторое время к стоку этого избыточного тепла новому переохлаждению и возникновению очередной волны кристаллизации, которая в свою очередь вызовет появление волны повышения температуры за счет выделения теплоты кристаллизации.

При рассмотрении причин возникновения ритмичности растущего сферолита при кристаллизации в системе, содержащей примеси, объяснение будет подобным. Но при этом принимается, что содержащиеся в системе примеси отталкиваются кристаллом до тех пор, пока их концентрация перед фронтом кристаллизации не достигает пересыщения, достаточного для их самостоятельной кристаллизации, фиксирующей соответствующую зону ритма. К выделившимся кристаллам по этой же схеме диффундируют компоненты примеси из среды (раствора), находящегося перед фронтом кристаллизации, резко снижая в этой зоне концентрацию примесей, за счет чего на этом участке растет чистое кристаллизующееся вещество.

В качестве внешних причин ритмичности можно отметить диффузию и колебание физико-химических параметров минералообразующей среды. Диффузию материала при его переносе от места с более высокой концентрацией к местам кристаллизации происходит не непрерывно, а винтообразно, что и фиксируется ритмами кристаллизации. Ко второй причине можно отнести ритмичное разбавление гидротермальных систем и изменение их температуры и уровня в земной коре в областях активного вулканизма. Другим фактором этой группы может быть ритмичное изменение температуры толщ - потеря тепла за счет его выделения во внешнюю среду.

Таким образом, ритмичность образования сферолитовых корок халцедона, слагающих агат, связана с кристаллизационной и диффузионной ритмичностью, ритмичностью изменения температуры и концентрации раствора в минералообразующей системе.

IV. Описание образца

Образец представляет собой частично сколотую секрецию (приблизительно 15 см в диаметре), в нем можно выделить три чередующиеся зоны: халцедон, кристаллический кварц, халцедон. Далее происходило последовательное концентрическое и послойное отложение этого раствора от стенок к центру.

Первая зона сферолита выполнена халцедоном. Форма агрегата близка к сферической, толщина его стенок неравномерна:10 до 20 мм. При изменении p,t- условий первоначальный коллоидный раствор начал постепенно кристаллизоваться, образуя параллельные слойки от 1 до 9 мм. Цвет халцедона в данной зоне полупросвечивающий с бледным голубоватым оттенком, возникающий не только из-за собственного цвета, но и за счет отражения света от внешней корки сферолита (например, у сапфирина цвет обусловлен присутствием Со в виде примеси; подобного рода эффект может наблюдаться при релеевском рассеянии, где коллоидные частицы придают окраску.) Подобная окраска говорит о том, что раствор был довольно чистым (до 99% SiO2), без примесей, и после его кристаллизации отдельные кристаллы располагались плотно друг к другу, образуя минимум нитевидных полостей, за счет которых происходит окрашивание халцедона различными растворами позже, после формирования собственно халцедона. Тончайшие зонки белого цвета говорят, параллельные фронту кристаллизации, говорят о поэтапном образовании халцедоновой зоны. Таким образом происходит постепенное выполаживание всей зоны, она из неровной зазубренной становится почти правильной округлой формы.