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。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,硬度达8以上
简介
火山玻璃成分有SiO2,
Al2O3,
Fe2O3,
FeO,
MgO·
CaO,
Na2O,
K2O,
H2O等。形态为
非晶质,广泛分布于
喷出岩中。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。
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。
性质
【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。
1、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。
2、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。
3、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。
4、
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。
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%。
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%。
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。
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%。
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)。
在云南
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)。
扩展阅读
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。”