Kompleksowe badania strukturalne fire-agatów z kopalni DeerCreek (Arizona, USA) w aspekcie ich genezy

Abstract

Agaty zaliczane są do grupy kamieni ozdobnych, a ich odmiany fire-agatów są niezwykłą rzadkością przyrodniczą w świecie, napotkaną jak dotychczas jedynie w kilku stanach w południowo-zachodniej części USA. Zjawisko to przypomina efekty barwne obserwowane w niektórych odmianach opali szlachetnych. W niniejszej pracy dyplomowej badano 6 okazów agatów ognistych z kop. DeerCreek (hrabstwo Graham, Arizona), tworzących wypełnienia w szczelinach spękań ryolitów. Ich strukturę wewnętrzną obserwowano na obrazach SEM i mikrotomografii CT, a metodami XRD i FT-IR wyznaczono stopień krystaliczności budującej je krzemionki (odpowiednio wskaźniki MN i SGN). Obecność faz mineralnych, w tym minerałów rudnych, identyfikowano na podstawie SEMEDS, XRD, XRF oraz RS, natomiast inkluzje fluidalne badano metodami RS i mikrotermometryczną. Uzyskane wyniki badań dowodzą, że na kreowanie tak oryginalnego, domenowego zjawiska gry barw w agatach z kop. DeerCreek ma wpływ wiele czynników. Podstawowym budulcem tych agatów jest chalcedon o niskim stopniu krystaliczności (MN=2, SGN=0,4), któremu towarzyszą niewielkie ilości moganitu. Krzemionka tworzy kopulaste formy o wyraźnej budowie zonalnej, łączące się w agregatowe skupienia, w obrębie których rozproszona jest mineralizacja rudna (głównie związki Fe). Zewnętrzne zjawiska optyczne w tych agatach to sumaryczny efekt oddziaływania światła białego i ww. czynników wewnętrznych. Agates are included in the group of gemstones, and their varieties of fire-agates are an unusual natural rarity in the world, encountered so far only in a few states in the southwestern part of the USA. This phenomenon resembles the color effects observed in some varieties of opals. In this diploma thesis, 6 specimens of fire agates were examined from DeerCreek Mine (county of Graham, Arizona), forming fillings in the fractures of rhyolitic fractures. Their internal structure was observed on SEM and CT microtomography images, and XRD and FT-IR methods determined the degree of crystallinity of the silica building them (MN and SGN indicators, respectively). The presence of mineral phases, including ore minerals, was identified on the basis of SEM-EDS, XRD, XRF and RS, while fluid inclusions were tested using RS and microthermal methods. The obtained research results prove that creating such an original, domain phenomenon of the game of colors in agates from DeerCreek Mine is influenced by many factors. The basic building block of these agates is chalcedony with a low degree of crystallinity (MN = 2, SGN = 0.4), accompanied by small amounts of moganite. Silica creates dome-like forms with a distinctly constitutional structure, merging into aggregate within, which the ore mineralization (mainly Fe compounds) is dispersed. External optical phenomena in these agates are a summary effect of white light and the above-mentioned effects internal factors.