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火山玻璃(Volcanic glass):指由火山喷发出来的熔岩,迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石。无一定的形状,有的成珍珠状、气孔状或不规则状。火山玻璃既可以单独(或以它为主)组成火山岩,如珍珠岩、忪脂岩、黑曜岩等,也常产于火山岩基质中,填隙在微晶矿物之间,还可以以碎屑产于玻屑凝灰岩中。除薄的边缘外,火山玻璃不透明,而且呈现各种颜色。红、褐、黑、灰或绿色色调可表现为均匀状、带状或斑杂构造。因为它具有贝壳状特征,所以火山玻璃在很早就用它作工具和武器的原始人类中很受珍视。

简介

火山玻璃(Volcanic glass):指由火山喷发出来的熔岩,迅速冷却来不及结晶而形成的一种玻璃质结构岩石。因酸性熔浆粘度大、温度低,在迅速冷却条件下更容易形成玻璃质,所以火山玻璃岩以酸性为主。

矿物性质

【化学结构】SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO,MgO·CaO,Na2O,K2O,H2O等
火山玻璃

火山玻璃

【形态】非晶质
【N值】流纹岩玻璃 N = 1.480~1.492~1.510
粗面岩玻璃 N = 1.488~1.512~1.527
安山岩玻璃 N = 1.469~1.512~1.529
玄武岩玻璃 N = 1.506~1.575~1.612
【形状】无一定的形状,有的成珍珠状、气孔状或不规则状。
【物理性质】无解理。灰红色、灰褐色、深棕色或黑色。玻璃光泽。硬度一般大于5.5。薄片中无色至淡红色。折光率视成份不同而变化,一般为负突起。常呈块状、气孔状、珍珠状,去玻化后出现微细晶体,表现为霏细结构或放射球粒结构。凝灰岩中的细小玻璃是空中爆炸破碎成的,多为尖锐棱角状、弓形或筒状。均质体在去玻化后具很低的干涉色,并可转变为长石、石英、沸石等矿物。
【产状】火山玻璃广泛分布于喷出岩中,中酸性喷出岩的基质是以火山玻璃为主要成份。在凝灰岩中火山玻璃也占主要地位。
【鉴定】火山玻璃与蛋白石、方沸石有些相似,其区别是:蛋白石折射率更低,且无解理,方沸石可见解理。

常见类型

大多数天然玻璃在化学上相当于流纹岩,并可进行分类。相当于粗面岩、英安岩、安山岩和安粗岩的类型是不普遍的。玄武岩质的玻璃通常称为玄武玻璃。天然玻璃的折射率和比重有助于对它的鉴定。

黑曜岩

黑曜岩是一种酸性火山玻璃岩。黑色或红黑色,具光滑的及标准的贝壳状断口,边缘微透明。含水量一般小于2%。
黑曜岩

黑曜岩

松脂岩

松脂岩具暗淡或松脂光泽,而且往往是褐色、绿色或灰色。含水量6~10%。
松脂岩

松脂岩

浮岩

浮岩是一种多气孔的玻璃质岩石。状似炉渣,颜色浅淡,多为白色、灰白色,相对密度较小(0.3—0.4)可浮于水。典型的浮岩多产于酸性熔岩的上部或火山碎屑中。
浮岩

浮岩

珍珠岩

珍珠岩是具大量圆形裂纹的灰色至绿色的玻璃。这种圆形裂纹容易使珍珠岩分裂成小的球块。含水量2~6%。
珍珠岩

珍珠岩

火山玻璃的风化

火山玻璃风化时分解出大量的硅和铝,可共同沉淀为凝胶,所以,火山灰或凝灰岩发育的土壤含水铝英石多。硅质的火山玻璃容易形成水铝英石和蛋白石;玄武质的火山玻璃在风化初期为碱性条件,除水铝英石外还有蒙皂石形成;富钾的火山玻璃则易形成伊利石;水铝英石脱水缩合后可逐渐转变为埃洛石,伊毛缟石可能是其中间产物。
在日本九州的浮石赁火山灰土壤中可以见到,紧接着未风化的浮石颗粒的一层是水铝英石,外层是伊毛缟石凝胶,而且还有白色的三水铝石覆盖岩石表面。Aomine(1958)和Kanno(1961)认为,火山玻璃和长石的风化产物依次为:水铝英石→10埃埃洛石和三水铝石→7埃埃洛石。由火山玻璃变成的埃洛石常成直径为0.04—1微米的圆球或卷曲的鳞片(Kirkman,1977;Wada和Minota,1982),与由长石风化而成的管状形态有别。Aomine和Wada(1962)在九州阿苏火山西坡的观察和研究中指出,由于淋洗作用和生物作用的不同,有些地段已进入埃洛石阶段,但另一些地段仍停留在水铝英石阶段。由水铝英石转变为埃洛石需要9000到30000年的时间(Sudo和Simoda,1978)。火山灰和浮石的风化产物易受土壤中腐殖质的影响,因为它能与铁、铝和粘粒矿物络合,抑制水铝英石和伊毛缟石的形成。在较厚的火山灰覆盖下易造成富硅的环境,有利于埃洛石的形成,降水多有利于水铝英石的保留,干湿季分明则促使它向埃洛石转变(Wada,1985)。
云南腾冲的安山—玄武质火山灰土中普遍含有水铝英石,随着淋洗作用的加强和土壤发育程度加深,三水铝石和蛭石等增多。
在温暖而湿润的气候条件下,英安质火山灰的风化物巾有三水铝石、氧化铁矿物、水铝英石和层状硅酸盐矿物(Egawa,1977)。在年雨量超过2500毫米的热带地区,火山灰土壤中的主要矿物组分不再是水铝英石和伊毛缟石,而是非晶态的铁、铝氧化物(Wada,1985)。北海道第四纪火山灰土的研究表明,火山玻璃的风化产物主要与排水和淋洗强度有关.排水良好时向水铝英石和埃洛石方向发展;排水差时则向蒙脱石、伊利石、蛭石、绿泥石或它们的间层矿物方向发展(Egawa,1977)。
日前,根据欧洲航天局“火星快车”探测器的观测发现,火星地表有近400万平方英里(约合1035万平方公里)的区域被火山玻璃覆盖,说明这颗红色星球可能一度有生命存在。发现覆盖地表的火山玻璃意味着熔岩曾与冰或者水发生相互作用,形成生命诞生所需要的环境。
一项最为流行的地球生命形成理论认为,海底火山口形成所谓的“化学汤”,地球上的第一批生命便在汤中形成。美国亚利桑那州大学的布里尼—霍甘和詹姆斯—贝尔指出,火山玻璃是一个直接证据,证明火星上一度出现水与熔岩发生相互作用的过程。“此次发现的玻璃最有可能是猛烈喷发过程中形成的火山玻璃,潜在的源头包括火星北部低地发生的火山—冰相互作用。这些玻璃带有遭到侵蚀的痕迹,说明曾与液态水发生广泛的相互作用。”
霍甘和贝尔的研究论文刊登在《天体生物学杂志》上。他们在论文中指出:“这种相互作用能够形成理想的环境,孕育出微生物。在30多亿年时间里,火星一直处于极度干旱状态,这些水的源头最有可能是融冰或者融雪。研究发现显示猛烈的火山作用可能是火星沉积物的一个主要源头。在漫长的极度干旱时期,火星表面也曾存在数量有限的液态水。”
在火星地表发现火山玻璃说明地下可能有水存在。此外,火山玻璃内也可能保存着过去的生命形态留下的痕迹。霍甘说:“我们已经知道在北部低地搜寻生物体面临相当难度。我认为发生冰—岩浆相互作用的区域是更理想的搜寻地点。”
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- 来自原声例句
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