Халцедон - свойства минерала

Синонимы:

Под общим названием халцедон объединяются скрытокристаллические разности кремнезема. От кварца отличается на рентгенограммах иной интенсивностью второстепенных пиков и более широким основанием основных пиков, Не термограммах отсутствует термоэффект альфа - бета перехода.

Происхождение названия

Бесцветный кварц и все его многочисленные разновидности, в том числе аметист и тонкозернистые плотные разновидности, были хорошо известны и широко использовались в период расцвета древней культуры Малой Азии и района Эгейского моря. Этот факт был установлен по находкам крупных коллекций  амулетов, выгравированных печатей и каменных четок, бус, украшений и различных бытовых предметов, обнаруженных при археологических раскопках, и частично на основании древнейших описаний.

Формула халцедона

SiO2

Халцедон. Микрозернистый агрегат
Халцедон. Микрозернистый агрегат

Содержание

 

Названия разновидностей кварца, которые использовались в древности, во многих случаях оставались неизвестными. Описания самых древних исследователей, например Теофраста и Плиния, зачастую неопределенны или двусмысленны, так как в них не упоминаются другие свойства, кроме цвета или устойчивости при прокаливании, которые могли бы однозначно охарактеризовать эти камни. Номенклатура и систематика этих веществ оставались запутанными и в более поздних работах Агриколы, де Бодта и других авторов описаний драгоценных камней вплоть до конца XVII в. Очевидно, что значение некоторых названий изменялось со временем. Более ясное понимание химических и физических свойств этих веществ с сопутствующим ему уточнением номенклатуры было достигнуто к концу XVIII в. в работах Гаюи, Вернера и других.

Термин «халцедон» имеет долгую и сложную историю, которая еще не полностью выяснена. Следует отметить, что лишь в настоящее время этот термин в его широком значении охватывает сардер, агат, кремень и сходные разновидности с волокнистой микроструктурой. Начиная примерно с XVI в. он применялся лишь к бледноокрашенным или сероватым камням без четко выраженной полосчатости, хотя до XVIII в. использовался редко или переплетался с его ранее бытующими значениями. Название «халцедон» (calcedoine) в старофранцузском языке заимствовано от латинского слова calcedonius, встречающегося в Вульгате  в переводе с греческого, обозначающего скалу, образующую третью опору Нового Иерусалима, или Небесного города. Названия charchedonia или carcedonius Плиния, пришедшие из северной Африки через Карфаген, как предполагалось, относились к халцедону, причем термин charchedonia иногда применялся как эквивалент термина халцедон, хотя камни, названные так впервые, судя по описаниям Плиния, представлены каким-то другим минералом.

В конечном счете термин «халцедон» происходит от слова Chalcedon или Calchedon — названия древнего приморского города Вифинии на побережье Мраморного моря. Этот город ошибочно называется Карфагеном в некоторых изданиях книги Теофраста «О камнях» («On Stones»). В древности поблизости от Халцедона (Chalcedon) действовали рудники, и этот город представлял собой рынок сбыта декоративного камня, привозимого сюда из Каппадосии и других мест. Возможно, навание халцедон когда-то применялось к украшениям, привозимым из районов, расположенных поблизости от города Халцедона; например, turquoise (бирюза) и другие названия относились к названиям центров торговли этими камнями. Однако не имеется никаких данных относительно того, что около города Халцедона было месторождение минерала, называемого сейчас халцедоном.
Полосчатые и разноцветные разновидности минерала в древности весьма ценились и многие из них получали специальные названия, причем название onychion (современное оникс, опух), возможно, частично использоввлось как общий термин в отношении этих камней, тогда как однородно окрашенные камни имели специальные названия. Бледно окрашенные разновидности минерала без четко выраженной полосчатости, которые встречались совместно с этими камнями, представляли меньшую ценность. Полагают, что эти халцедоны включены Плинием в раздел описания камней под названием cerachater (от латинского слова сега, воск), что указывает на распространенность материала, и leucachates (от греческого слова leucos, белый). Более древнее название «яспис» (iaspis) также несомненно относится к обычному халцедону бледно-желтоватах, зеленоватых и сероватых оттенков.
Агрикола называл халцедонами полосчатые камни. Отождествление значения слов murrhina или murrha с применением их в римскую эпоху для обозначения чашек и сосудов вызывает сомнение. Эти названия относились к обычному минералу, однако, возможно, также и к белому или окрашенному фарфору или в качестве общего названия к его, флюорита и других материалов, используемых для этих целей,

Химический состав


Халцедон содержит 90—99% SiO2, причем наиболее высокие содержания кремнезема характерны для светлоокрашенных и молочно-белых разновидностей. Помимо кремнезема, в состав минерала входят Н2O и переменные количества Fe2O3, Аl2O3 И других примесей. Относительно высокое содержание Fe203 наблюдается в бурых и красновато-бурых разновидностях.  Вода в нем — не кристаллизационная, а удерживается капиллярными и адсорбционными силами. Изучение камня методом инфракрасной спектрометрии показывает, что в нем имеется также группа (ОН). Гидроксил (ОН) может замещать кислород в тетраэдрах SiO4, расположенных в деформированных и неупорядоченных участках между соседними смыкающимися волокнами. Гидроксил также может входить во внутреннюю структуру волокон; подобные замещения установлены в крупнокристаллическом кварце. Значительная часть воды теряется при высушивании минерала при комнатной температуре или при нагревании до температуры около 100° С. Считают, что вода находится в открытых связанных между собой каналах или промежутках между волокнами. Эти каналы имеют микроскопические или субмикроскопические размеры. Молекулярная вода может также находиться в закрытых порах, в этом случае она выделяется только при более высоких температурах порядка 350—800° вместе со связанной в виде (ОН) водой. Потеря воды сопровождается понижением показателя преломления и удельного веса. В процессе дегидратации при низких температурах уменьшение показателя преломления No обычно не превышает 0,005.

 

Форма нахождения в природе

 

Агрегаты

Фото Халцедон натечный
Натечные образования. Уругвай

Халцедон образует плотные массы, натечные формы, желваки, корочки, выполняют пустоты. Минерал встречается в виде корочек с неправильно-округлой, почковидной или бородавчатой поверхностью. Он образует также натечные массы в полостях, сталактиты, переходящие постепенно в гроздьевидные и неправильные пластообразные скопления. Этот минерал наблюдается и в виде отдельных почкообразных неправильных или округлых желваков, образованных либо конкреционным путем, либо в результате выветривания пород, в которых существовали полости, выполненные халцедоном. Иногда он слагает шлакоподобные марсы, а также мелкие прожилочки или цемент в горных породах. Обычно же он слагает жеоды и выполняет миндалекаменные пустоты в измененных основных изверженных породах; эти включения халцедона часто пустотелые, и в них может находиться жидкость, закупоренная при кристаллизации. Минералы часто образует инкрустационные псевдоморфозы по другим минералам, особенно по кальциту и флюориту, а также замещает эти и другие минералы и ископаемые раковины. Более широкий смысл, чем халцедон, имеет термин «халцедоновый кремнезем», которым обозначают в основном крустифи кационные образования и продукты выполнения пустот, представленные любой тонкозернистой разновидностью кварца с волокнистой микроструктурой. Этот термин применяют к сплошным и желваковым образованиям первично-осадочного или диагенетического происхождения, в том числе к кремнистым породам и кремням, а также скоплениям, возникшим путем замещения известняка и других пород.

В халцедонах видна более или менее четко различимая полосчатость, параллельная внешней поверхности образований или стенкам полости выполнения. Эта полосчатость не всегда видна невооруженным глазом, но ее можно обнаружить под микроскопом в шлифах, ориентированных перпендикулярно внешней поверхности скоплений, или же она может быть выявлена путем прокрашивания и протравливания.

Физические свойства


Оптические

  • Цвет  Окраска халцедона всегда довольно бледная; обычно встречаются камни серых, серовато-голубых, молочно-голубых, бледно- голубых, серовато-зеленых, зеленовато-голубых, желтоватых или бледно-желтовато-бурых оттенков, а также серовато-белые до светлых молочно-белых и почти бесцветных. Гораздо реже встречаются халцедоны интенсивных или темных голубовато-зеленых или желтых цветов, а также розоватой или красноватой окраски. Часто наблюдается голубоватый отлив в отраженном свете и бледно-красновато-бурый оттенок в толстых срезах в проходящем свете, которые обусловлены оптическим явлением, называемым светорассеянием Тиндаля. Это явление также наблюдается у кремней, голубого кварца и опала. Голубая окраска некоторых халцедонов при прокаливании может исчезать. Окраска халцедонов большей частью равномерна или лишь слегка изменяется от слоя к слою. По мере того как полосчатость становится более четкой, особенно с появлением прослоев бурого и красновато-бурого цвета, обычно перемежающихся с прослоями менее прозрачного молочно-белого или белого халцедона, халцедон постепенно переходит в разновидность, именуемую агатом, хотя граница между этими двумя выделяемыми разновидностями неопределенна. Другие разновидности минерала возникают также за счет окрашивания различными примесями. К бурым и красноватым камням, окрашенным дисперсными окислами железа, относятся разновидности, называемые сардером и карнеолом, и частично полосчатые агаты. Зеленая разновидность— хризопраз — окрашена примесью никеля.
  • Черта отсутствует.

  • Блеск стеклянный

  • Отлив хорошо полируется и приобретает слабый восковой или матовый.

Халцедоны, как правило, полупрозрачные до прозрачных или мутные; причем отдельные слои халцедона в одном образце часто различаются по степени прозрачности.
 

Механические

  •  Твердость. Твердость халцедона несколько варьирует; она меньше, чем у крупнокристаллического кварца, и обычно составляет 6,5.

  • Плотность халцедона 2,57—2,64, а его колебания зависят от количества и состава примесей, пористости и содержания воды.

  • Спайность отсутствует.

  • Излом.  Излом неровный или раковистый. Минерал легко раскалывается в направлении, поперечном полосчатости, и параллельно удлинению волокон; при этом образуется неровный или занозистый излом с довольно хорошо выраженным восковым блеском. Можно получить излом и параллельно слоистости.

Пористость камня. Халцедон характеризуется большей или меньшей пористостью, причем изолированные поры, или, чаще, тончайшие трубочки и нитевидные пустоты, расположены параллельно волокнистости. Величина пористости варьирует в различных слоях или зонах и минимальна в белых или молочно-белых прослоях. Некоторые камни прилипают к языку или быстро вбирают воду, иногда со слабым шипящим звуком или с образованием пузырьков на увлажненной поверхности. Наличие пористости в халцедонах и его разновидностях, включая агат, позволяет искусственно окрашивать эти камни,

 Химические свойства


Щелочные растворы легко выносят большие количества кремнезема из этого минерала и его разновидностей. Это послужило обоснованием гипотезы, впервые высказанной в 1833 г., что халцедон в промежутках между волокнами кварца содержит опал, который легко выщелачивается (опал полностью растворяется в щелочных растворах). Отдельные слои халцедона имеют различную и характерную для них устойчивость к растворению. Слои с относительно низким показателем преломления растворяются быстрее. Было установлено, что в горячей воде или водяном паре эти различия выражены менее резко. Высокая способность халцедонового кремнезема к химическим реакциям со щелочами вызывает порчу бетона, сделанного на основе портланд-цемента с наполнителем из кремня или кремнистой породы.
 
Прочие свойства: полупрозрачен, может содержать примесь глины, кальцита, опала и других минералов.

Диагностические признаки

 Халцедон распознается по плотному строению, высокой твердости, восковому или матовому блеску, отсутствию спайности. От кварца отличается блеском, от опала - большей твердостью.

Спутники. Кварц, опал, лимонит, карбонаты.

Разновидности халцедона

Многочисленные разновидности халцедона различаются по цвету, рисунку, сложению:

По цвету халцедона

  • Сердолик - красный, оранжевый;
  • Карнеол - ярко-красный халцедон;
  • Хризопраз - яблочно-зеленый, содержащий немного никеля.
  • Луковично-зеленый халцедон, которому аналогичны плазма (изумрудно-зеленая)
  • Гелиотроп или кровавик -  с красными пятнами;
  • Агат - концентрически-зональный, различно окрашенный халцедон (по реке Ахатес в Сицилии)
  • Оникс - концентрически- зональный с чередующимися чеными и белыми слоями халцедон;
  •  Сардоникс - чередование красных и белых полос;
Халцедон. Раковистый излом
Халцедон. Раковистый излом

По микростроению халцедона

  • Кремень - загрязненный примесями песка и глины халцедон.
  • Волокнистый кварц с небольшим содержанием воды или примесью опала
  • Флинт, плотный кремнезем с раковистым изломом, обычно серый, дымчато-коричневый до черного;
  • Яшма -  осадочная горная порода состоящая из загрязненного мелкозернистого, непрозрачного кварца;
  • Лидийский камень или пробирный камень, бархатно-черная яшма, используемая для определения пробы драгоценных металлов и другие разновидности.
  •  Звбан

 

Происхождение

 

  • Халцедон встречается в разнообразной геологической обстановке, но в общем можно считать, что он отлагается при относительно низких температурах и давлениях. Обычный халцедон, светлой окраски и не имеющий заметной полосчатости, отлагается на последних этапах гидротермальной деятельности или является продуктом изменения кислых и основных изверженных пород, туфов и брекчий.
  • Образование халцедона, главным образом, связано с гидротермальным процессом, сопровождающим вулканическую деятельность. Халцедон и его разновидности - агаты, сердолики и др. - выделяются в трещинах и пустотах застывших лав, встречаются в виде миндалин во многих эффузивных породах.
  • Он также образуется в приповерхностных гипогенных гидротермальных жилах и в зонах выветривания и циркуляции метеорных вод. Особенно обычен халцедон в форме корок, жилок и продуктов выполнения полостей в измененных основных излившихся породах. Халцедон встречается здесь вместе с цеолитами, карбонатами, хлоритами и продуктами изменения типа селадонита. Благодаря своей химической устойчивости и прочности тонкозернистые разновидности кварца образуют также обломочные или остаточные месторождения. Многие промышленно важные месторождения халцедона и его разновидностей относятся именно к этому типу.
  • Халцедон экзогенного происхождения представлен желваками кремня в осадочных породах.

Месторождения


Среди многочисленных хорошо известных местонахождений халцедона можно назвать следующие. В Трестиени, Трансильвания, в риолитах встречаются жилки и жеоды, а иногда кубические псевдоморфозы по флюориту светло- или темно-голубого халцедона. Во Франции во многих местах Парижского бассейна конкреции халцедона встречаются в гипсах и мраморах и накапливаются в некоторых почвах, а также в базальтах Пюи-де-Дом Центрального плато. В больших количествах прекрасные образцы халцедонов встречаются на цеолитовых месторождениях Фарерских островов и во многих местах в области развития  деканских траппов в Индии. Значительные скопления этого камня известны на месторождениях агата Уругвая и штата Риу-Гранди-ду-Сул, Бразилия; на Кубе, особенно близ Мадруга в провинции Гавана; в зоне Панамского канала, а также во многих местах Панамы, главным образом в вулканических пеплах. Многочисленные местонахождения халцедона известны в лавах по берегам залива Фанди в Новой Шотландии. В США прекрасные псевдоморфозы халцедона по кораллам и губкам встречаются в заливе Тампа, округ Хилсборо, штат Флорида. Эти псевдоморфозы обычно полые и с внутренней стороны покрыты тонкими почковидными корками халцедона. Халцедон вместе с агатом и другими разновидностями микрокристаллического кварца в изобилии встречается в ассоциации с кислыми изверженными породами и вулканическими пеплами в центральном Орегоне, особенно в округе Крук, а также в виде окатанных галек в реках и на пляжах побережья Тихого океана и на полуострове Олимпик в штате Вашингтон. Халцедон в больших количествах известен в ряде мест округа Суитуотер в штате Вайоминг; в гравийных отложениях реки Йеллоустон в штате Монтана; на большой территории в округе Кастер в штате Южная Дакота. Халцедоны, окрашенные в различные оттенки красного или оранжевого цвета рассеянной киноварью или содержащие пятнистые скопления этого минерала, встречаются в округе Най в штате Невада; в округе Джефферсон в штате Орегон; близ Мортона в округе Льюис в штате Вашингтон; на руднике «Нью-Альмаден» в округе Санта-Клара и в округе Сан-Бернардино, Калифорния, и во многих других местах. Эти халцедоны имеют обычно тусклый блеск и почти непрозрачны, но иногда встречаются прозрачные разновидности.
Довольно обычна окремнелая древесина часто с халцедоновой микроструктурой, иногда она ярко окрашена, имеет тонкозернистую структуру и связана постепенными переходами с разновидностями халцедона, обычно называемыми яшмой. Хорошо известны местонахождения окаменелой древесины в США в Национальном парке Петрифид-Форест близ Холбрука в Аризоне; в Йеллоустонском национальном парке в штате Вайоминг; вокруге Киттитас в штате Вашингтон; близ Идена в округе Суитуотер в штате Вайоминг. В хорошем образце окаменелого дерева сохраняется не только внешняя форма, но и характерная структура ствола (кора, древесина и сердцевина) с кольцами роста и сердцевинными лучами, и даже структура клетчатки, так что при микроскопических исследованиях часто можно определить видовую принадлежность этой древесины. Окаменелая древесина может быть представлена целиком халцедоновым (или опаловым) кремнеземом или же целиком или частично микрозернистым кварцем. Иногда внутренняя часть каждой клетки занята одним зерном кварца, не имеющим собственных граней. Древесина могла подвергнуться окаменению после частичного разложения, сопровождавшегося нарушением формы и структуры, или после транспортировки, в процессе которой внешние части были удалены абразией. Однако внутренние особенности структуры, и даже ходы червей, обычно сохраняются. Были обнаружены полые отверстия от древесных стволов, сгоревших при попадании в горячую лаву или вулканический пепел. Эти полости инкрустированы халцедоном или корками кристаллов бесцветного кварца или аметиста. Окремнелая древесина обычно ассоциирует с вулканическим пеплом  — веществом, которое быстро изменяется с выделением кремнезема.

 

Практическое применение

Сердолики, агаты и некоторые другие разновидности минерала используются в ювелирном деле. Агат находит применение также в точной механике и для изготовления ступок и пестиков.

 
Mineralmarket
Галлерея