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火山玻璃。原图链接

火山玻璃(英语:Volcanic glass),是迅速冷却的岩浆的无定形(非结晶)产物。像所有类型的玻璃一样,它是处于密排,高度有序的晶体阵列和高度无序的气体阵列之间的物质状态。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受珍视。

概述

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。火山玻璃既可以单独(或以它为主组成火山岩,如珍珠岩、松脂岩、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。

发现

火山玻璃可以指间质性,或矩阵,在材料的隐晶质(细粒)火山岩或可以指任何若干类型的玻璃体的火成岩。最常见的是,它是黑曜石,具有高二氧化矽(SiO 2)含量的流纹玻璃。有时在火山熔岩中会出现天然的玻璃,称黑曜石或火山玻璃。黑曜石可以用来造成简单的尖刀。 据信人类自石器时代已使用天然的火山玻璃。公元前二千年左右,古埃及已有记载使用玻璃作器皿。西元前200年,巴比伦发明了玻璃吹管制玻璃的方法,接著这个方法传入罗马,欧洲在公元一世纪左右罗马的波特兰瓶即是玻璃[1]

类型

  • 浮石,由于没有晶体结构,因此被认为是玻璃。
  • 阿帕奇的眼泪,一种结节状的黑曜石
  • Tachylite(也称为tachylyte),一种二氧化矽含量相对较低的玄武玻璃。
  • Sideromelane,一种较不常见的速溶形式。
  • 矽石,一种具有相对较低的二氧化矽含量的[[玄武玻璃}}。
  • 透明质岩,一种水合凝灰岩状的铁锈石方铅矿角砾岩
  • 贝勒的头发,火山玻璃的线或纤维,通常为玄武质。
  • 贝利的眼泪,火山玻璃般滴眼泪,通常是玄武岩。
  • Limu o Pele(贝利的海藻),薄片和片状的棕绿色至近乎透明的火山玻璃,通常为玄武质。

研究

研究了来自马里奥沃地区(马其顿)的火山玻璃(珍珠岩)的物理力学,化学和矿物学特征,以及在热处理过程中发生的矿物学变化,以证明其在工业上的利用。通过化学分析,X射线粉末衍射(XRPD),红外(IR)光谱,热分析(TGA / DTA),扫描电子显微镜(SEM-EDX),透射电子显微镜(TEM)和固体对天然珍珠岩进行表征-核磁共振。

化学检查中,珍珠岩是一种酸性火山岩,具有高百分比的SiO 2(72.45%),高碱金属氧化物(4.21 wt。%K 2 O,3.56 wt。%Na 2O),灼烧损失为3.54 wt。%。XRPD的结果表明,主要的非晶态行为,含有少量的长石,石英和方石英。扫描电镜检查发现玻璃状结构存在某些孔(尺寸范围为50–100μm)。所确定的膨胀系数为其原始体积的20倍。

与天然珍珠岩相比,膨胀珍珠岩的XRPD描绘了方石英新的密集峰。SEM和TEM显示出不规则的形态,具有断裂或参差不齐的边缘。根据化学矿物学组成,将所研究的珍珠岩分类为适合作为陶瓷助熔剂以降低烧结温度的合适材料。[2]

天然火山玻璃

黑曜石

只要是有火山活动的地区都产黑曜石。黑曜石的本质是含矽的天然火山玻璃,因为大多数天然宝石在高温高压的环境下结晶,所以不见气泡内含物,而黑曜石是火山熔岩急速冷却后形成的非结晶物质宝石,属于火成岩的天然玻璃,在火山喷发时常生成气泡内含物,反而有别于其它天然宝石显得特别了。

黑曜石并非全是黑色的,化学元素组成不同形成不同颜色;最常见的是绿色的绿曜石,无论是甚么颜色的黑曜石,通常纯度越高颜色越深,铁和镁是黑色的致色元素。美国加州盛产的一种黑底白斑花纹的黑曜石被命名为雪花黑曜石(snowflake or flowering obsidian)。

影片

人造火山玻璃的合成【非接触・高温加热 热科技有限公司】
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参考资料

  1. 贝茨和杰克逊,1984年,《地质术语词典》,第三版,由美国地质学会编写
  2. 马其顿天然和膨胀珍珠岩的化学,矿物学和结构特征