أوبسيديان: التكوين، الجيولوجيا والأنواع
مشاركة
التكوين، الجيولوجيا، والأنواع
الأوبسيديان: كيف تتحول الحمم الغنية بالسيليكا إلى زجاج طبيعي
الأوبسيديان هو زجاج بركاني طبيعي يتكون عندما تبرد الحمم الغنية بالسيليكا بسرعة كبيرة بحيث لا يكون لدى البلورات وقت للنمو. يمكن أن يكون مظهره أسود كالمرآة، مدخن، مخطط، أحمر ماهوغاني، مرقط كثلج، معدني، أو يشبه قوس قزح اعتمادًا على كيمياء الصهير، ومعدل التبريد، ونسيج التدفق، والفقاعات المحبوسة، والطبقات الدقيقة، والتحول الزجاجي اللاحق.
- المادة: زجاج بركاني
- الصهير النموذجي: ريوليتي إلى فلسي
- العملية الرئيسية: التبريد السريع
- الهيكل: معدن زائف عديم الشكل
- الكسر: قشري وحاد
نظرة عامة على المادة
الأوبسيديان هو معدن زائف وليس نوعًا معدنيًا واحدًا. له كيمياء صخر بركاني غني بالسيليكا، لكن ذراته مرتبة كزجاج، وليس كشبكة بلورية. هذا التمييز يفسر لمعانه العاكس، وكسره القشري، وحوافه الحادة، والطريقة التي يمكن للضوء من خلالها كشف أشرطة التدفق، والفقاعات، والأفلام الداخلية.
يرتبط معظم الأوبسيديان بأنظمة بركانية ريوليتية أو فلسية أخرى. هذه الصهارات غنية بالسيليكا، لزجة، وقادرة على التبريد إلى زجاج عند تبريدها بسرعة على حواف التدفق، أو أسطح القباب، أو مناطق التماس. يمكن تعديل نفس الزجاج لاحقًا بالترطيب، والتحول الزجاجي، والتعرية، مما ينتج البيرلايت، والكرات الصغيرة، والطبقات الخارجية الباهتة، أو النسيج الداخلي.
كيف يتكون الأوبسيديان
تشكيل الأوبسيديان هو سباق بين التبريد والتبلور. عندما يفوز التبريد، يبقى الزجاج البركاني.
- 1 يتطور صهير غني بالسيليكا يصبح الصهير الفلسي غنيًا بالسيليكا، والقلويات، والماء، ومكونات متطايرة أخرى. الصهير سميك ولزج، لذا تتحرك الذرات ببطء مقارنة بالذرات في الحمم البازلتية الأكثر حرارة وسائلة.
- 2 تصل الحمم إلى سطح التبريد قبة الحمم البركانية، أو تدفق الحمم، أو حافة التدفق، أو حافة الصفيحة، أو الترسيب البركاني يعرض الصهر للتبريد السريع مقابل الهواء أو الماء أو الجليد أو الصخور الأبرد.
- 3 التبريد السريع يجمد الزجاج يحدث التبريد بسرعة كافية بحيث لا يمكن للبلورات أن تتنظم في جميع أنحاء المادة. النتيجة هي زجاج بركاني عديم الشكل، عادة مع ميكروليتات أو شوائب متناثرة فقط.
- 4 التدفق يسجل النسيج الداخلي بينما لا يزال ساخنًا ومرنًا، يمكن تمديد الزجاج وطيه. تُحفظ الشرائط، الشليرين، والطبقات كأشرطة دقيقة أو طبقات درامية.
- 5 الغاز، الشوائب، والأفلام تضبط المظهر فقاعات صغيرة، فقاعات مصطفة، أكاسيد الحديد، المغنيتيت، ميكروليتات الفلسبار، أو أفلام داخلية رقيقة جدًا يمكن أن تنتج لمعانًا، تغيرات لونية، أشرطة قوس قزح، أو درجات دافئة من الماهوجني.
- 6 يتغير الزجاج ببطء مع مرور الوقت الأوبسيديان غير مستقر جيولوجيًا. قد يشكل الترطيب شقوق بيرليتية؛ يمكن أن ينمو التحول الزجاجي كريات؛ قد يبهت التجوية الأسطح أو تخلق قشور ترطيب.
البيئات الجيولوجية
يتشكل الأوبسيديان حيث يتم تبريد الانصهار البركاني الغني بالسيليكا بسرعة. يحدد الإعداد سمك، نسيج، تاريخ الترطيب، وقابلية العمل للزجاج.
قباب الحمم وتدفقات الكولي
قد تتجمع الحمم الريوليتية اللزجة في قباب أو تتحرك ببطء كتدفقات سميكة. الأسطح والحواف الزجاجية هي أماكن شائعة لتشكل الأوبسيديان.
هوامش التدفق
تبرد حواف التدفقات بسرعة أكبر. قد تحافظ على زجاج أسود كثيف، تشكيل أشرطة التدفق، فقاعات مشوهة، وانتقالات نسيجية حادة إلى الريولايت البلوري أكثر.
مناطق الزجاج البركاني والبيرلايت
يمكن أن يتطور الأوبسيديان المائي إلى شقوق بيرليتية منحنية ويصبح بيرلايت. قد تبقى عقيدات الأوبسيديان المستديرة داخل زجاج بركاني مائي أفتح لونًا.
الرواسب البركانية المتفجرة والملحومة
قد تحتوي رواسب تدفق الرماد والغنية بالخبث على شظايا زجاجية. يمكن أن تخلق اللحام، الضغط، والتغيرات نسيجًا معقدًا يشبه أو يرافق الأوبسيديان.
مناطق المصادر الأثرية
نظرًا لأن رقائق الأوبسيديان تنكسر بشكل متوقع وتكون حوافها حادة، أصبحت العديد من المصادر البركانية مواقع مهمة لأحجار الأدوات. يمكن أن تربط كيمياء العناصر النزرة أحيانًا القطع الأثرية بتدفقات المصدر.
المناطق البركانية حول العالم
يوجد الأوبسيديان في العديد من المناطق البركانية الفلسية، بما في ذلك أجزاء من غرب أمريكا الشمالية، المكسيك، البحر الأبيض المتوسط، الأناضول، القوقاز، آيسلندا، شرق أفريقيا، اليابان، ونيوزيلندا.
الهياكل الدقيقة والتأثيرات البصرية
أفضل تأثيرات الأوبسيديان هي تأثيرات هيكلية. تنشأ من طريقة تفاعل الضوء مع الزجاج، الأفلام، الفقاعات، طبقات التدفق، والمناطق الدقيقة البلورية.
تشكيل الأشرطة التدفقية
يمكن أن تمتد خطوط الانصهار المختلفة إلى شرائط قبل أن يتصلب الزجاج تمامًا. قد تكون هذه الأشرطة مدخنة، رمادية، بنية، حمراء، أو شبه غير مرئية حتى يتم تلميعها وإضاءتها من الجانب.
اللمعان، قوس قزح، والتلون اللؤلؤي
تعتمد التأثيرات الفضية، الذهبية، وقوس قزح على الاتجاه. فقاعات محاذية، طبقات، وأفلام فائقة الرقة يمكن أن تعكس وتتداخل مع الضوء، مما يجعل اللون يظهر فقط عند زوايا محددة.
كرات التحول الزجاجي
أثناء التحول الزجاجي، يمكن للزجاج أن يعيد تنظيم نفسه جزئيًا إلى تجمعات ميكروكريستالية شعاعية. في أوبسيديان ندفة الثلج، تظهر كرات شاحبة غنية بالكريستوباليت مثل أزهار بيضاء أو رمادية داخل الزجاج الأسود.
شقوق بيرليتية
يمكن أن يخلق الترطيب والانكماش شبكات كسر منحنية تشبه قشرة البصل. هذه شائعة في البيرلايت والزجاج البركاني المرطب المرتبط بالأوبسيديان.
ميكرولايتات
قد تنمو بلورات صغيرة من الفلسبار، البيروكسين، المغنتيت، أو مراحل أخرى قبل اكتمال التبريد. حتى الميكرولايتات النادرة يمكن أن تغير اللون، الشفافية، والسلوك البصري.
كسر مخروطي
ينكسر الأوبسيديان الطازج بانحناءات ناعمة تشبه القشرة. هذا النمط من الكسر جعل الأوبسيديان مهمًا للأدوات ويفسر أيضًا لماذا يمكن أن تكون الحواف المكسورة حادة جدًا.
الأنواع وأنماط المظهر
معظم أنواع الأوبسيديان ليست أنواع معادن منفصلة. هي أنماط مظهر تنتج عن الكيمياء، الشوائب، فقاعات الغاز، الأفلام الداخلية، أنسجة التدفق، أو التحول الزجاجي.
| النوع أو النمط | المظهر | الدافع الجيولوجي | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| أوبسيديان أسود | أسود نفاث إلى أسود مدخن، غالبًا يشبه المرآة عند التلميع. | زجاج بركاني كثيف يحتوي على مكونات حاملة للحديد وتبلور مرئي قليل. | الحواف الرقيقة قد تنقل ضوءًا بنيًا، رماديًا، أو مدخنًا. |
| أوبسيديان ماهوجني | زجاج أسود مع بقع أو أشرطة من الأحمر البني إلى لون الصدأ. | تصبغات أكسيد الحديد، مناطق غنية بالهيماتيت، أو أنسجة تدفق مؤكسدة داخل الزجاج. | غالبًا أقل سوادًا كالمرآة من المادة السوداء النقية لكنه أكثر دفئًا وطبيعية بصريًا. |
| أوبسيديان ندفة الثلج | زجاج أسود إلى فحمي مع أنماط "ندف الثلج" مدورة باللون الرمادي الشاحب أو الأبيض. | كرات التحول الزجاجي، عادة تجمعات شعاعية غنية بالكريستوباليت. | العلامات الشاحبة هي هياكل داخلية، وليست طلاء أو تغطية سطحية. |
| أوبسيديان بلمعان فضي أو ذهبي | لمعان معدني رمادي، فضي، أو ذهبي دافئ تحت ضوء مائل. | فقاعات محاذية، أفلام دقيقة، وطبقات موازية للتدفق تعكس الضوء. | اتجاه القطع يتحكم بشدة في سطوع وموقع اللمعان. |
| أوبسيديان قوس قزح | أشرطة أو أقواس خفيفة من الأخضر، البنفسجي، الأزرق، الذهبي، أو الأحمر تظهر عند زوايا معينة. | لون هيكلي ناتج عن أفلام داخلية رقيقة، طبقات، وتداخل الضوء. | تأثير قوس قزح الحقيقي يعتمد على الزاوية ويمكن أن يختفي إذا تم القطع في الاتجاه الخاطئ. |
| أوبسيديان مخطط | طبقات منحنية تشبه الشريط، مدخنة، رمادية، بنية، حمراء، أو سوداء. | تدفق الأشرطة، خطوط تركيبية، وأنسجة مشوهة مجمدة داخل الزجاج. | الإضاءة الجانبية والأسطح المصقولة تكشف عن أقوى تباين في الأشرطة. |
| عقد على نمط دموع الأباتشي | عقد زجاجية داكنة صغيرة مستديرة أو شبه مستديرة، غالبًا شفافة على الحواف الرقيقة. | عقد الأوبسيديان المتآكلة أو المنبعثة من الزجاج البركاني المائي أو البيرلايت. | غالبًا ما يكون مستديرًا طبيعيًا بدلاً من مقطوع إلى أشكال رسمية. |
| أوبسيديان النار | ومضات ملونة مكثفة، أحيانًا حمراء، برتقالية، خضراء، أو ذهبية، تحت إضاءة دقيقة. | طبقات أكسيد أو نانوكريستال موجهة دقيقة جدًا في مواد مختارة. | نادر ويعتمد بشدة على اتجاه القطع والتلميع الدقيق. |
| الأوبسيديان المرتبط بالبيرلايت | زجاج داكن مع مناطق مائية شاحبة، شقوق منحنية، أو أشكال عقدية. | يدخل الماء إلى الزجاج البركاني، موسعًا ومكسرًا إياه إلى نسيج بيرليتي. | البيرلايت هو منتج ترطيب للزجاج البركاني، وليس نوعًا منفصلًا من الصهارة النارية. |
التعرف والأشباه
يُعرف الأوبسيديان من خلال مزيج اللمعان الزجاجي، الكسر المخروطي، عدم وجود انقسام، الصلابة المعتدلة، والسياق البركاني. اللون وحده غير كافٍ.
دلائل مفيدة للتعرف
- لمعان زجاجي إلى يشبه المرآة على الأسطح الطازجة أو المصقولة.
- كسر مخروطي ناعم مع تموجات منحنية أو كسور تشبه القشرة.
- لا يوجد انقسام ولا نسيج بلوري حبيبي مرئي في المناطق الكثيفة الطازجة.
- الحواف الرقيقة قد تنقل ضوء بني مدخن، رمادي، أخضر مائل، أو كهرماني.
- الصلابة حوالي 5 إلى 5.5 على مقياس موس، أعم عمومًا من الكوارتز والعديد من أنواع اليشب.
- الكثافة النوعية عادةً قريبة من 2.35، أخف من العديد من الصخور البلورية الكثيفة.
الخلطات الشائعة
- البازلت: عادةً بلوري أو دقيق البلورات بدلاً من أن يكون زجاجيًا بالكامل.
- اليشب الأسود أو الشيرت: أكثر صلابة، أكثر شمعية أو باهتة، وعادةً ليست زجاجية على الأسطح الطازجة.
- الأونيكس أو الكالسيدوني المصبوغ: مادة من عائلة الكوارتز ذات صلابة أعلى وسلوك كسر مختلف.
- الخبث أو الزجاج المصنع: قد يظهر فقاعات صناعية، ألوان غير طبيعية، دوامات، أو سياق إنتاج.
- الجايت: عضوي، خفيف الوزن، ومختلف في الكسر، اللمعان، والاستجابة الحرارية.
الترطيب، إزالة التبلور، والتعرية
الأوبسيديان متين في الزمن البشري لكنه غير مستقر في الزمن الجيولوجي. الماء والحرارة يحولان الزجاج البركاني ببطء إلى أنسجة ومعادن جديدة.
قشرة الترطيب
يتسرب الماء إلى الزجاج من الأسطح المكشوفة، مكونًا طبقة رقيقة من الترطيب. قد يستخدم علماء الآثار سمك الترطيب في دراسات التأريخ، لكن درجة الحرارة، التركيب، وبيئة الدفن تؤثر بشدة على النتائج.
التحول إلى بيرليت
قد يتوسع الزجاج البركاني المائي ويتشقق إلى أنماط بيرليتية مستديرة. يمكن أن تحيط هذه العملية بعقد زجاجية داكنة بمادة مائية أفتح لونًا.
التحول البلوري
يمكن أن يتبلور الزجاج جزئيًا مع مرور الوقت أو أثناء إعادة التسخين. تسجل الكريات، الليثوفيز، والمناطق الغائمة هذا الانتقال من الزجاج إلى المادة البلورية.
تآكل السطح
قد تصبح الأسطح الطبيعية باهتة، متآكلة، متلألئة، أو خشنة بسبب الترطيب، الاحتكاك، كيمياء التربة، والتشقق الدقيق. غالبًا ما يبدو الكسر الجديد أكثر زجاجية من السطح الخارجي القديم المتآكل.
اتجاه القطع والنتائج البصرية
يكافئ السبيديان التوجيه المدروس. يمكن أن يبدو نفس القطعة من الخام عاديًا، معدنيًا، مخططًا، أو يحمل قوس قزح حسب اتجاه القطع والضوء.
مادة اللمعان
يظهر التأثير الفضي أو الذهبي الأكثر إشراقًا عندما يتقاطع الوجه المصقول مع طبقات الفقاعات المتراصة والأفلام العاكسة بالزاوية الصحيحة. يمكن للقطع غير الموجه جيدًا أن يجعل الخام القوي يبدو خافتًا.
المادة القوس قزحية
السبيديان القوسي يعتمد بشكل خاص على الزاوية. غالبًا ما يبحث الحرفيون عن الاتجاه الذي تفتح فيه الأشرطة بوضوح قبل اختيار القبة أو الوجه أو اتجاه القلادة.
المادة المخططة
يمكن قطع أشرطة التدفق بشكل موازٍ للحصول على شرائط هادئة أو عبر النسيج للحصول على منحنيات ومناظر طبيعية أكثر درامية. النمط هو سجل جيولوجي وتصميم تركيبي في آن واحد.
مادة ندفة الثلج
القطع عبر مناطق الكريات يكشف توزيع وعمق التجمعات الشاحبة. إذا كانت الرقائق سطحية، يمكن للطحن العدواني أن يقلل من النمط على السطح.
العناية، التعامل، والتخزين
يجب معاملة السبيديان كزجاج طبيعي: قادر على تلميع ممتاز، قوي بصريًا، ومهم تاريخيًا، لكنه هش وعرضة للصدمات الحادة.
التنظيف
استخدم قطعة قماش من الألياف الدقيقة ناعمة وجافة أو مبللة قليلاً. عادةً ما يكون الصابون الخفيف والتلامس القصير مع ماء دافئ كافيين عند الحاجة؛ جفف بسرعة وتجنب المساحيق الكاشطة.
الصدمات والحواف
السبيديان هش ويمكن أن يتفتت إلى شظايا حادة. يجب التعامل بحذر مع الرقائق الخام، والنقاط المكسورة، والحواف الرقيقة وتخزينها بعيدًا عن الأقمشة والجلد والأحجار الأخرى.
الحرارة والمواد الكيميائية
تجنب التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة، اللهب المفتوح، التنظيف بالبخار، التنظيف بالموجات فوق الصوتية، الأحماض، المذيبات القوية، والمنظفات المنزلية القاسية. يمكن للإجهاد الحراري أن يزيد من تفاقم الشقوق أو الكسور.
التخزين
خزنها منفصلة عن المعادن الصلبة، وحواف المعادن، والمفاتيح، والحبيبات الكاشطة. تساعد الصينية المبطنة، أو الصندوق المبطن، أو الكيس الناعم في الحفاظ على اللمعان ومنع تلف الحواف.
أسئلة يطرحها القراء كثيرًا
هل الأوبسيديان بلورة؟
لا. الأوبسيديان هو زجاج بركاني طبيعي. يوصف عادةً بأنه معدن زائف لأنه يفتقر إلى البنية البلورية طويلة المدى التي تحدد المعادن مثل الكوارتز أو الفلسبار.
لماذا يتشكل الأوبسيديان من الحمم الريوليتية أكثر من الحمم البازلتية؟
الحمم الريوليتية وغيرها من الحمم الفلسية غنية بالسيليكا ولزجة جدًا. تتحرك ذراتها ببطء، لذا يمكن للتبريد السريع أن يجمد الذوبان إلى زجاج. الحمم البازلتية أكثر سيولة وعادة ما تتبلور بسهولة أكبر، رغم أن الزجاج البازلتي يمكن أن يتشكل في بيئات تبريد خاصة.
ما الذي يجعل الأوبسيديان أسود؟
اللون الداكن يأتي من الكيمياء، والشوائب المجهرية، والمكونات الحاملة للحديد، والطريقة التي يمتص بها الزجاج الكثيف الضوء. يمكن للحواف الرقيقة أن تنقل ضوءًا بنيًا مدخنًا، أو رماديًا، أو أخضر مائل.
هل الأوبسيديان القزحي واللامع طبيعي؟
يمكن أن تكون طبيعية. في المادة الأصلية، تأتي التأثيرات من الهياكل الداخلية مثل الحويصلات المرتبة، أو الأفلام الرقيقة، أو الطبقات الغنية بالأكسيد. يجب أن يتغير التأثير مع الزاوية بدلاً من أن يبقى كطلاء سطحي.
هل رقاقات الثلج في أوبسيديان رقاقات الثلج مستقرة؟
نعم. العلامات الشاحبة هي كريات دقيقة داخلية بلورية، وليست تصميمًا سطحيًا قابلًا للإزالة. ومع ذلك، يمكن تقليل النقوش السطحية الضحلة عن طريق الطحن، ويجب حماية كل الأوبسيديان من الاحتكاك القاسي.
هل يمكن استخدام الأوبسيديان في المجوهرات اليومية؟
يمكن استخدامه بنجاح في القلائد، والأقراط، والخرز، والإعدادات المحمية. تواجه الخواتم والأساور المزيد من الصدمات والاحتكاك، لذا يجب ارتداؤها بحذر.
كيف يجب تفسير الأوبسيديان القديم المتآكل؟
قد تعكس الأسطح الباهتة أو الخشنة الترطيب، أو الاحتكاك، أو كيمياء التربة، أو التعرض الطويل. لا يعني السطح المتآكل بالضرورة أن الداخل يفتقر إلى اللمعان الزجاجي.
الملخص
الأوبسيديان هو نتيجة جيولوجية لتبريد ذوبان بركاني غني بالسيليكا أسرع من أن يتبلور. أنواعه ليست ألوانًا عشوائية مضافة إلى حجر أسود؛ بل هي سجلات للزوجة، والتبريد السريع، والتدفق، والغاز المحبوس، وأكاسيد الحديد، والأفلام فائقة الرقة، والترطيب، والتحول الزجاجي. عند النظر من هذا المنظور، يصبح قطعة مصقولة من الأوبسيديان تاريخًا بركانيًا مضغوطًا: زجاج وُلد بسرعة، ونُقش بالحركة، وتحول ببطء مع مرور الزمن.