Микрокристаллические разновидности кремнезема

Введение

Халцедон (/k//æ//l/'/s//ɛ//d//ə//n//i/ kalSEDənee, или /k//æ//l//s//ə/,/d//oʊ//n//i/ KALsədohnee) — криптокристаллическая форма кремнезема, состоящая из очень мелких переплетений кварца и моганита. Оба этих минерала являются минералами кремнезема, но они различаются тем, что кварц имеет тригональную кристаллическую структуру, а моганит — моноклинную. Стандартная химическая формула халцедона (основанная на химической формуле кварца) — SiO2 (диоксид кремния). Халцедон обладает восковым блеском и может быть полупрозрачным или прозрачным. Он может иметь широкий спектр цветов, но наиболее распространены белый, серый, серовато-голубой или оттенки коричневого от светло-коричневого до почти черного. Цвет халцедона, продаваемого в коммерческих целях, часто усиливается путем окрашивания или нагревания. Упоминание этого названия встречается в «Естественной истории» Плиния Старшего как термин для полупрозрачного вида яшмы. Другое упоминание о драгоценном камне под названием (χαλκηδών) содержится в Книге Откровения (21:19); однако это хапакс легоменон, который больше нигде в Библии не встречается, поэтому трудно определить, является ли драгоценный камень, упомянутый в Откровении, тем же минералом, который известен под этим названием сегодня. Термин «плазма» иногда используется для обозначения зеленого полупрозрачного халцедона.

Сорты

Кальцедон встречается в самых разнообразных разновидностях. Многие полудрагоценные камни фактически являются формами халцедона. К наиболее примечательным разновидностям халцедона относятся следующие:

Агаты

Агат — это разновидность халцедона, характеризующаяся либо прозрачностью, либо цветовыми узорами, такими как многоцветные изогнутые или угловатые полосы. Непрозрачные разновидности иногда называют яшмой. Огненный агат демонстрирует радужность на коричневом фоне, а агат с радужной оболочкой проявляет исключительную иризацию при прохождении света (особенно точечного) сквозь камень. Пейзажный агат — это халцедон с различными минеральными включениями, благодаря которым камень напоминает пейзаж.

Карнелиан

Карнеол (также пишут карнелиан) — это прозрачный или полупрозрачный красно-коричневый вариант халцедона. Его цвет может варьироваться от бледно-оранжевого до насыщенного, почти черного. Сард похож на карнеол, но имеет коричневый, а не красный цвет.

Хризопраз

Хризопраз (также называемый хризофразом) — это зеленая разновидность халцедона, окрашенная оксидом никеля. (Более темные разновидности хризопраза также называют празом. Однако термин «праз» также используется для описания зеленого кварца и, в определенной степени, является обозначением цвета, а не строго определенной минералогической разновидности.) Халцедон голубого цвета иногда называют «голубым хризопразом», если цвет достаточно насыщенный, хотя он приобретает свой цвет благодаря наличию меди и в значительной степени отличается от хризопраза, содержащего никель.

Огненный агат

Огненный агат – это разновидность халцедона с включениями гетита или лимонита, создающими иридесцентный эффект. Он может демонстрировать широкий спектр переливающихся цветов, включая красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий и фиолетовый.

Гелиотроп

Гелиотроп — зеленая разновидность халцедона, содержащая красные включения оксида железа, напоминающие капли крови, благодаря чему гелиотроп также известен как кровавый камень. В похожей разновидности пятна имеют желтый цвет и называются плазмой.

Агат мха

Агат из мха содержит включения в виде зеленых нитей, благодаря чему он поверхностно напоминает мох или плесневой сыр. Существует также древесный агат, который похож на агат из мха, но отличается сплошным белым цветом с зелеными нитями, в то время как агат из мха обычно имеет прозрачную основу, из-за чего "мох" выглядит объемным. Это не является истинным агатом, так как ему не хватает определяющей характеристики агата – концентрической слоистости.

Хром-халцедон

Хромный халцедон — зеленая разновидность халцедона, окрашенная соединениями хрома. Он также известен как "мторолит", если встречается в Зимбабве, и как "чикитанита", если встречается в Боливии.

Оникс

Оникс — это разновидность агата с чёрно-белой полосатостью. Аналогично, агат с коричневой, оранжевой, красной и белой полосатостью известен как сардоникс.

Кальцедоновый ледовый синий

В Гренландии белые и сероватые халцедоны известны из вулканических отложений палеоцена в районе Диско-Нууссуак (Западная Гренландия) и в районе Скорсби-Сунд (Восточная Гренландия). Светло-голубая разновидность халцедона встречается в Иллорсуйте, образовавшись в вулканических породах вдоль южного побережья острова. Благодаря своему голубоватому, напоминающему лёд цвету, халцедон носит местное название "ледяной голубой".

История

В Центральной Австралии халцедон использовался для изготовления орудий труда уже 32 000 лет назад, о чем свидетельствуют археологические раскопки в холмах Клеленд, где были обнаружены сколы камня, привезенного из карьеров, расположенных на расстоянии многих километров. Использование халцедона до установления контакта с европейцами, описанное в двадцатом веке, включало церемониальные каменные ножи. Халцедон применялся для получения зеленого и желтого цветов в доисторических наскальных рисунках, например, в скальных убежищах Бхимбетка. Халцедон измельчали в порошок, который затем смешивали с водой и животным жиром, древесной смолой или камедью. В бронзовом веке халцедон использовался в Средиземноморье; например, во дворце Кносса на минойском Крите были найдены печати из халцедона, датируемые приблизительно 1800 годом до нашей эры. Народы, жившие вдоль торговых путей Центральной Азии, использовали различные формы халцедона, включая сердолик, для вырезания инталио, оправ для колец (верхняя гранёная часть драгоценного камня, выступающая из кольца) и бусин, демонстрирующих сильное греко-римское влияние. В последние годы в Тилье-тепе на северо-западе Афганистана были обнаружены прекрасные образцы изделий из халцедона I века нашей эры, предположительно кушанского происхождения. Горячий воск не прилипал к нему, поэтому его часто использовали для изготовления оттисков печатей. Название «халцедон» происходит от названия древнегреческого города Халкедон в Малой Азии, который в современном английском языке обычно пишется как Chalcedon, а сегодня является районом Кадыкёй в Стамбуле. Согласно преданию, как минимум три разновидности халцедона использовались в нагруднике первосвященника иудеев. (Еврейская традиция утверждает, что брат Моисея, Аарон, носил нагрудник с драгоценными камнями, на которых были выгравированы имена двенадцати колен Израиля.) Предполагается, что нагрудник включал в себя яшму, хризопраз и сардоникс, и существуют споры о том, использовались ли другие агаты. В XIX веке Идар-Оберштейн в Германии стал крупнейшим в мире центром обработки халцедона, в основном агатов. Большинство этих агатов происходили из Латинской Америки, особенно из Бразилии. Изначально индустрия резьбы по агату вокруг Идара и Оберштейна была основана на местных месторождениях, которые разрабатывались в XV веке. Возрождению Идара-Оберштейна как мирового центра агата способствовали несколько факторов: корабли привозили агатовые конкреции в качестве балласта, что обеспечивало чрезвычайно дешевую транспортировку. Кроме того, дешевая рабочая сила и глубокие знания в области химии позволяли им окрашивать агаты в любой цвет с использованием секретных технологий. Каждая мельница в Идаре-Оберштейне имела четыре или пять жерновов. Они были изготовлены из красного песчаника, добываемого в Цвайбрюккене, и обычно два человека работали вместе у одного жернова. Однако в последнее время было показано, что халцедон также содержит моноклинную полиморфную модификацию кварца, известную как моганит. Существование моганита когда-то подвергалось сомнению, но теперь официально признано Международной минералогической ассоциацией.

Chalcedony was used in tool making as early as 32,000 BP in Central Australia where archaeological studies at sites in the Cleland Hills uncovered flakes from stone brought in from quarries many kilometres away. Pre contact uses described in the twentieth century included ceremonial stone knives. Chalcedony was used for green and yellow color in prehistoric cave paintings, for example at the Bhimbetka rock shelters. The chalcedony was ground to powder form then mixed with water and animal fat or tree resin or gum. In the Bronze Age chalcedony was in use in the Mediterranean region; for example, on Minoan Crete at the Palace of Knossos, chalcedony seals have been recovered dating to circa 1800 BC. People living along the Central Asian trade routes used various forms of chalcedony, including carnelian, to carve intaglios, ring bezels (the upper faceted portion of a gem projecting from the ring setting), and beads that show strong Greco Roman influence. Fine examples of first century objects made from chalcedony, possibly Kushan, were found in recent years at Tillya tepe in north western Afghanistan. Hot wax would not stick to it so it was often used to make seal impressions. The term chalcedony is derived from the name of the ancient Greek town Chalkedon in Asia Minor, in modern English usually spelled Chalcedon, today the Kadıköy district of Istanbul. According to tradition, at least three varieties of chalcedony were used in the Jewish High Priest's Breastplate. (Jewish tradition states that Moses' brother Aaron wore the Breastplate, with inscribed gems representing the twelve tribes of Israel.) The Breastplate supposedly included jasper, chrysoprase and sardonyx, and there is some debate as to whether other agates were also used. In the 19th century, Idar Oberstein, Germany, became the world's largest chalcedony processing center, working mostly on agates. Most of these agates were from Latin America, in particular Brazil. Originally the agate carving industry around Idar and Oberstein was driven by local deposits that were mined in the 15th century. Several factors contributed to the re emergence of Idar Oberstein as agate center of the world: ships brought agate nodules back as ballast, thus providing extremely cheap transport. In addition, cheap labor and a superior knowledge of chemistry allowed them to dye the agates in any color with processes that were kept secret. Each mill in Idar Oberstein had four or five grindstones. These were of red sandstone, obtained from Zweibrücken; and two men ordinarily worked together at the same stone. More recently however, it has been shown to also contain a monoclinic polymorph of quartz, known as moganite. The existence of moganite was once regarded as dubious, but it is now officially recognised by the International Mineralogical Association.

Растворимость

В условиях низких температур халцедон растворимее кварца, несмотря на то, что оба минерала химически идентичны. Возможные причины включают наличие компонента моганита, дефекты, вызванные бразильским двойникованием, и малый размер кристаллов.

Растворимость кварца и халцедона в чистой воде

В данной таблице приведены равновесные концентрации общего растворенного кремния, рассчитанные с помощью PHREEQC (PH REdox EQuilibrium (на языке C, USGS)) с использованием базы данных llnl.dat. Температура Растворимость кварца (мг/л) Растворимость кальцедона (мг/л) 0,01 °C 0,68 1,34 25,0 °C 2,64 4,92 50,0 °C 6,95 12,35 75,0 °C 14,21 24,23 100,0 °C 24,59 40,44