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アゲート（/ ˈæɡɪt / AG -it ）は、縞模様のある繊維状玉髄の一種です。アゲートは、異なる色の玉髄が交互に並んだ縞模様が特徴で、しばしば目に見える石英結晶を含んでいます。自然界では一般的で、世界中で数多くの異なる種類が見られます。ほとんどのアゲートは同心円状の縞模様ですが、中には平行線状の縞模様を持つものもあります。縞模様のない玉髄の特定の種類は、一般的にアゲートと呼ばれていますが（例：苔玉髄、火玉玉髄）、これらは真のアゲートではありません。さらに、縞模様のある玉髄すべてがアゲートであるとは限りません（例：縞模様のあるチャート）。
ほとんどの瑪瑙は、火山岩の中に団塊状、すなわち扁桃状または雷卵状の形で形成されます。瑪瑙は、あらゆる種類の岩石の脈や珪化化石の中にも形成されます。瑪瑙の縞模様が生じる過程は十分に解明されておらず、瑪瑙は人工的に作られたことはありません。
瑪瑙は何千年もの間、宝石として宝飾品に用いられてきましたが、今日ではコレクターズアイテムとしても人気があります。市販されている多くのくすんだ瑪瑙は、色を鮮やかにするために人工的な処理が施されています。
瑪瑙に関する最も古い記述は、紀元前350年頃、ギリシャの哲学者で博物学者のテオフラストスによるものです。[ 4 ]テオフラストスとローマの博物学者プリニウス（大プリニウス）の両方によると、[ 5 ]シチリア島のアハテス川（古代ギリシア語: Ἀχάτης）沿いで発見されたことからその名が付けられました。[ 4 ] [ 6 ] [ 7 ]しかし、語源学者は、川の名前はおそらく石にちなんで付けられたと考えており、[ 5 ] [ 8 ]その名前の由来は不明です。[ 5 ] agateという単語は、15 世紀に初めて英語に登場し、アングロ・ノルマン語のagatheとラテン語のachātēsに由来しています。[ 8 ]
瑪瑙は主にカルセドニー[ 1 ]で構成されており、カルセドニーはシリカの微細（微結晶）または亜微細（隠微結晶）形態です。カルセドニー中のシリカの大部分は石英であり、5%から20%未満が石英の多形であるモガナイトです。[ 9 ] [ 10 ]石英とモガナイトを含むすべての形態のシリカは、 SiO2の化学組成を持っています。両者の違いは、石英が三方対称であるのに対し、モガナイトは単斜対称であることです。[ 9 ] [ 11 ]時間の経過とともに、不安定なモガナイトは石英に変化します。[ 9 ] [ 12 ] [ 13 ]その結果、シルル紀以前の瑪瑙にはモガナイトは見つかっていません。[ 13 ]
マクロ結晶質の石英は無水ですが、瑪瑙中の玉髄は通常、0.5%から3%の少量の水を含んでいます。[ 9 ] [ 14 ]そのほとんどはシラノール（Si - OH ）の形で化学的に結合しており、分子状のH2Oは少量です。[ 15 ]シラノールの存在量は、モガナイトが石英に変化する副産物として、年齢とともに減少し、約0.4%で横ばいになります。これは、若い瑪瑙の年齢を示す有用な指標となる可能性があります。[ 15 ] [ 13 ]マクロ結晶質の石英もほとんどの瑪瑙に存在し、特に中心部では固体のコアまたはジオードとして存在しますが、[ 16 ] [ 12 ] [ 17 ]時折、帯状にも存在します。[ 18 ]
瑪瑙には、最大 10% の分子水を含むシリカの非晶質形態であるオパールが少量含まれている場合もある [ 14 ]。[ 15 ]そのほとんどはオパール-CTの形で存在し、これはシリカ多形であるクリストバライトとトリディマイトのナノメートルサイズの結晶で構成されているため、真の非晶質ではない。完全に非晶質のオパール-A は瑪瑙ではまれである。モガナイトと同様に、オパールの両種は準安定であり、最終的には石英に変化する。[ 12 ]
瑪瑙には、結晶構造に取り込まれた鉱物の包有物や微量元素が含まれていることが多い。瑪瑙に最もよく見られる微量元素は、アルミニウム、カルシウム、カリウム、ナトリウム、鉄である。[ 19 ]鉄は、ほとんどの瑪瑙の縞模様の色の原因となっている。[ 20 ]赤と黄色の縞模様は、それぞれ鉄酸化物であるヘマタイトとゲータイトの微細な球状粒子によって着色されていることが多い。[ 19 ] [ 20 ]マンガン、クロム、ニッケルも、一部の色のついた縞模様に含まれていることがある。[ 19 ]一部の瑪瑙には、ウラニルイオンの形でごく微量のウランが含まれており、短波長紫外線の下で緑色に蛍光を発する。[ 21 ] [ 22 ]瑪瑙に最もよく見られる鉱物の包有物は、方解石とゼオライトである。[ 23 ]
瑪瑙中の玉髄は繊維状で、互いに成長した結晶の鎖状の「繊維」を形成すると言われています。[ 1 ] [ 12 ]これらの繊維は長さに沿ってねじれており、[ 24 ] [ 12 ] [ 14 ]らせん状になっています。[ 25 ]個々の繊維は、X 線回折により直径0.1～1.0 µm 、長さが数ミリメートルに達することが確認されています。 [ 12 ]玉髄繊維には、長さが遅いもの（石英とも呼ばれる）と長さが速いものの 2 種類があります。[ 9 ] [ 12 ]瑪瑙には主に長さが速い玉髄繊維が含まれており、これは c 軸に垂直に（側面同士で）積み重なった結晶で構成されています。瑪瑙には、c 軸に平行に（先端同士で）積み重なった石英結晶からなる石英が含まれることはまれです。[ 1 ] [ 9 ] [ 12 ]石英は瑪瑙の外層、または長手方向に安定した玉髄繊維と巨晶石英の層の間に薄い共生物としてのみ存在する。[ 12 ]
瑪瑙は、その縞模様の種類に基づいて大きく2つのカテゴリーに分けられます。[ 1 ] [ 26 ] [ 27 ]
レベルバンディングはあまり一般的ではなく、通常はウォールバンディングと同時に発生します。[ 1 ]ウォールバンディングアゲートは、より粒状の質感を持つレベルバンディングアゲートよりも繊維質です。したがって、ウォールバンディングアゲートはより高密度で緻密です。[ 27 ]
地質学者は一般的に瑪瑙の形成初期段階を理解しているが、縞模様の発達をもたらす具体的なプロセスについては広く議論されている。瑪瑙は母岩内の空洞で形成されるため、形成過程を直接観察することはできず[ 16 ]、瑪瑙の縞模様は実験室で再現されたことは一度もない[ 25 ] [ 30 ] 。
瑪瑙は、火山岩の中に結節として最も一般的に見られます。[ 31 ] [ 32 ]玄武岩や安山岩などの苦鉄質岩では、瑪瑙は、溶岩が冷えるときに内部に閉じ込められた気泡である小胞（充填されるとアミグダロイド[ c ] ）と呼ばれる空洞の中に形成されます。[ 34 ] [ 35 ]苦鉄質溶岩は遊離シリカが少ないため、シリカの起源については、火山灰や凝灰岩堆積物からのシリカガラスの微細な破片や、分解中の植物や動物の物質など、複数の説があります。[ 14 ]流紋岩や流紋岩質凝灰岩などの珪長質岩では、瑪瑙は、球晶で満たされたリソフィサと呼ばれる空洞の中に形成され、瑪瑙で満たされると一般的にサンダーエッグと呼ばれます。[ 32 ] [ 36 ]
空洞には周囲の環境から熱くシリカを豊富に含む水が満たされ、シリカゲルが形成される。このゲルは複雑なプロセスを経て結晶化し、瑪瑙を形成する。[ 37 ]瑪瑙は形成された岩石よりもはるかに硬く、種類によっては（例えばスペリオル湖瑪瑙など）母岩から分離して見つかることが多い。[ 38 ]
苦鉄質岩では、気泡壁はしばしばセラドナイトまたはクロライトの薄い層で覆われています。[ 16 ] [ 17 ]これらは、高温のシリカに富む水と岩石との反応によって形成される、柔らかい緑色のフィロケイ酸塩鉱物です。 [ 16 ]このコーティングは、最初は放射状の球晶としてカルセドニー繊維が形成されるための粗い表面を提供します。また、この粗い表面は、コーティングが風化または除去された後に瑪瑙の殻がピット状に見える原因にもなります。[ 39 ]時には、球晶が鉱物包有物の周囲に成長し、目、管、およびサジェナイト瑪瑙を形成します。[ 1 ]
球状玉髄の最初の層は通常透明で、その後、玉髄の成長帯が、主に酸化鉄などの化学的に沈殿した色の帯と交互に現れます。[ 40 ]中心部はしばしば巨晶石英で、[ 16 ]これも帯状に現れることがあり、シリカゲルに玉髄の重合を促進するのに十分な化学結合水がない場合に形成される可能性があります。[ 17 ]ゲルのシリカ濃度が低すぎると、瑪瑙の晶洞と呼ばれる空洞の中心部が形成されます。晶洞では、石英が空洞の周りに結晶を形成し、各結晶の頂点が中心に向かっています。瑪瑙中の石英は、アメジストやスモーキークォーツなどの変種で着色されることがあります。[ 18 ]
ゲルが小胞壁に付着しなくなると、通常、小胞の底部または中央にレベルバンドが形成されます。これはおそらく、ゲル中の結合水の減少によるものです。[ 27 ]
まれに、瑪瑙は石灰岩、ドロマイト、凝灰岩などの堆積岩の中に塊状で形成されることがあります。これらの瑪瑙は、シリカが他の鉱物と置き換わる場合、またはシリカを豊富に含む水が分解した植物や動物の物質によって残された空洞を満たす場合に形成されます。[ 41 ]
瑪瑙は、脈と呼ばれる岩の割れ目の中にも形成されることがある。[ 41 ]脈瑪瑙は、結節瑪瑙（上記参照）と同様の方法で形成され、[ 40 ]ブルーレース瑪瑙やクレイジーレース瑪瑙などのレース瑪瑙も含まれる。脈は、火山岩または堆積岩のどちらにも形成される可能性がある。[ 42 ]
化石瑪瑙は、有機物の元の組成がシリカに置き換わることで形成されます。[ 43 ]この過程は珪化作用と呼ばれ、石化の一種です。例としては、珪化木[ 44 ]、瑪瑙化したサンゴ[ 45 ] 、およびトゥリテラ瑪瑙（Elimia tenera ） [ 46 ]などがあります。これらの化石はしばしば「瑪瑙化」と呼ばれますが、縞模様が含まれている場合にのみ真の瑪瑙となります。[ 1 ]
瑪瑙は、 2つの基本的な縞模様（壁状と水平状）に加えて、さまざまな縞模様、内部構造、光学効果を示すことができる。[ 1 ] [ 47 ]
瑪瑙は非常に一般的で、南極大陸を含むすべての大陸で発見されています。[ 76 ] [ 77 ]前のセクションで詳述した構造的多様性に加えて、さまざまな産地の瑪瑙を表すために、多数の地質学的、地域的、および商標名が使用されています。[ 78 ]以下は、世界のさまざまな地域の瑪瑙の多様性の表です。
瑪瑙は、ピン、ブローチ、ネックレス、イヤリング、ブレスレットなどのジュエリーの宝石としてよく使われます。また、歴史的には、瑪瑙は硬石彫刻の芸術にも用いられ、ナイフ、インクスタンド、印章、ビー玉などの製作に使われてきました。今日では、ビーズ、装飾品、彫刻、カボションのほか、様々なサイズや産地の研磨済み標本やタンブル研磨済み標本など、幅広く使用されています。瑪瑙の収集は人気の趣味であり、多くのギフトショップ、博物館、ギャラリー、個人コレクションで瑪瑙の標本を見つけることができます。[ 107 ]
瑪瑙の工業用途は、その硬度、高度に研磨された表面仕上げを維持する能力、および化学攻撃に対する耐性を利用しています。歴史的には、高精度な実験用天秤のベアリングや、化学薬品を粉砕および混合するための乳鉢と乳棒の製造に使用されていました。第二次世界大戦中、オーストラリアのクイーンズランド州で採掘された黒瑪瑙のビーズは、軍用機の旋回および傾斜指示器に使用されました。[ 108 ]
瑪瑙、特に苔瑪瑙は、石器時代に矢じりや槍の穂先、針、皮剥ぎ器などの道具を作るために初めて使用されました。紀元前7000年頃の遺物がモンゴルで発見されており、レバントのナトゥフ文化の人々は紀元前10000年頃に苔瑪瑙からナイフや矢じりを作っていたことが知られています。シュメールの瑪瑙の宝飾品は紀元前2500年頃のものとされており、古代エジプト人、ミケーネ人、ローマ人は皆、宝飾品に瑪瑙を使用していました。[ 109 ]クレタ島のクノッソス遺跡での考古学的発掘調査は、青銅器時代のミノア文化における瑪瑙の役割を示しています。[ 110 ]古代ギリシャでは、さまざまな宝飾品やギリシャの戦士の印章石に瑪瑙の装飾的な使用が一般的でした。[ 111 ]
イダー＝オーバーシュタインは、紀元1375年頃に瑪瑙を工業規模で利用した、ドイツの歴史的に重要な場所でした。[ 112 ]当初、地元で採れる瑪瑙はヨーロッパ市場向けのあらゆる種類の製品を作るために使用されていましたが、20世紀初頭頃にはグローバルなビジネスになりました。イダー＝オーバーシュタインは、船のバラストとしてブラジルから大量の瑪瑙を輸入し始めました。さまざまな独自の化学プロセスを使用して、世界中で販売される色付きのビーズを製造しました。[ 113 ]
淡い色やくすんだ色の瑪瑙の多くは、色を鮮やかにして消費者の目を引くようにするために人工的に処理されています。玉髄は、人工的に色を鮮やかにするために最も早くから使われてきた石の一つで、[ 114 ]カーネリアンの鮮やかな赤色を出すために何世紀にもわたって加熱処理が用いられてきました。[ 115 ]瑪瑙を含む玉髄の多くの種類は、比較的多孔質で染料をよく吸収します。[ 114 ] [ 115 ]瑪瑙を染色する古典的な方法[ 116 ]は、19世紀初頭にドイツのイダー＝オーバーシュタインで開発されました。瑪瑙はカットされ洗浄された後、目的の色に応じて特定の無機染料または砂糖溶液に数日間浸されました。その後、化合物を酸化するために酸浴や加熱（「焼却」）が行われることがよくありました。 [ 114 ]
19世紀後半には、コールタール由来の有機アニリン染料が使用されるようになり[ 114 ] 、ピンクや紫などの追加の色の瑪瑙の製造が可能になった。古典的な方法で製造された色は通常永続的であるが、有機染料で製造された色は光や熱にさらされると退色する可能性がある[ 116 ] 。また、有機染料は露出した表面から瑪瑙の内部にわずかな距離しか浸透しない。瑪瑙を人工的に処理する手法は今日でも人気があり、特に染色されたブラジル産瑪瑙は世界市場で非常に一般的である[ 117 ] 。
大きな瑪瑙は、円形ダイヤモンドソーで半分またはスライスに切断されることが多い。その後、研磨、サンディング、研磨ホイールで、粒度の大きいものから順に研磨することができる。[ 118 ]小さな瑪瑙や砕いた瑪瑙の破片は、ロックタンブラーや振動研磨機を使用して研磨することもできる。この装置では大量のシリカ粉塵が発生する可能性がある。インドと中国では、瑪瑙産業に従事する労働者の間で、珪肺症などの呼吸器疾患や結核の発生率が高いことが研究されている。[ 119 ] [ 120 ] [ 121 ]
アカーテスもまた美しい石です。シチリアのアカーテス川から産出され、高値で取引されています。
アカーテスはかつて高く評価されていた石だが、現在では誰も評価していない。最初に発見されたのはシチリア島の同名の川の近くだが、その後、他の多くの場所で発見されている。