Lava (Vulkanisches Gestein): Physikalische & Optische Eigenschaften
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Lava: Physikalische und optische Eigenschaften
Lava ist geschmolzenes Gestein, das die Erdoberfläche erreicht und zu vulkanischem oder extrusivem Gestein erstarrt. Sein Aussehen hängt von Chemie, Gasgehalt, Abkühlrate und Umgebung ab: Ein Basaltstrom kann zu dichtem Kohlenstoffstein, schaumigem Skoria, Unterwasser-Pillows oder glasigem Tachylit werden, während silikatreiche Eruptionen zu Obsidian erstarren oder sich zu Bimsstein ausdehnen können.
Was Lava nach dem Abkühlen wird
Lava ist kein einzelnes Mineral. Sie ist der Oberflächenausdruck von Magma und wird nach dem Abkühlen zu einem vulkanischen Gestein aus Kristallen, Glas, Vesikeln und manchmal späteren Mineralfüllungen. Deshalb variiert das physikalische und optische Verhalten von „Lavagestein“ stark, von dichtem Basalt bis zu Bimsstein, der schwimmen kann.
Die Zusammensetzung ist entscheidend. Basaltische Lava ist eisen- und magnesiumreich, meist dunkel, relativ flüssig und besteht häufig aus Plagioklas, Pyroxen, Olivin und Eisen-Titan-Oxiden. Andesitische Lava hat eine mittlere Zusammensetzung und Viskosität, ist oft grau bis braun und porphyrisch. Rhyolithische Lava ist silikatreich, hochviskos und neigt besonders zur Bildung von vulkanischem Glas, Obsidian und stark vesikulärem Bimsstein.
Basaltische Lava
Niedrigviskose mafische Lava, die häufig feinkörnigen Basalt, seilartige Pāhoehoe-Oberflächen, zerbrochene ʻaʻā-Klunker, Skoria und unter Wasser gebildete Pillow-Laven bildet.
Andesitische Lava
Zwischenlava mit mittlerer Viskosität, die oft sichtbare Feldspat-, Pyroxen- oder Amphibol-Phänokristalle in einer feinen grau-braunen Grundmasse enthält.
Rhyolithische Lava
Siliciumdioxidreiche Lava, die zu Obsidian erstarren, sich zu Bimsstein ausdehnen oder feine Fließbänder und Devitrifikationstexturen bewahren kann.
Physikalische und optische Eigenschaften
Die untenstehenden Werte beschreiben häufiges vulkanisches Gesteinsmaterial, insbesondere basaltische Lava. Einzelne Stücke können variieren, da Lava ein Gemisch aus Mineralien, Glas, Blasen und Umwandlungsprodukten ist.
| Eigenschaft | Typisches Lavamaterial | Interpretativer Hinweis |
|---|---|---|
| Materialtyp | Extrusives magmatisches Gestein | Kann Kristalle, vulkanisches Glas, Vesikel, Oxidationsrinden und sekundäre Minerale enthalten. |
| Häufige Minerale | Plagioklas, Pyroxen, Olivin, Magnetit, Ilmenit, vulkanisches Glas | Andesitische Lava kann Amphibol enthalten; rhyolitisches Glas kann auf Handstückmaßstab mineralarm sein. |
| Farbe | Schwarz, dunkelgrau, braun, ziegelrot, cremefarben, blassgrau oder glasig schwarz | Frischer Basalt ist meist schwarz bis kohlefarben; rote Schlacke zeigt Eisenoxidation; Bimsstein ist oft blass. |
| Textur | Aphanitisch, vesikulär, glasig, porphyrisch, schaumig, schlackenartig, seilförmig, blockig oder kissenförmig | Die Textur dokumentiert Abkühlgeschwindigkeit, Gasgehalt, Eruptionsstil und ob die Lava an Luft oder im Wasser abgekühlt ist. |
| Mohshärte | Insgesamt etwa 5 bis 6,5 | Obsidian liegt meist bei etwa 5 bis 5,5; Bimsstein kann trotz glasigem Material nahe Mohs 6 brüchig sein. |
| Spezifisches Gewicht und scheinbare Dichte | Rahmenwerk meist etwa 2,7 bis 3,1; scheinbare Dichte kann bei porösem Material deutlich niedriger sein | Bimsstein kann schwimmen, weil versiegelte Vesikel die Rohdichte verringern; Schlacke ist leichter als kompakter Basalt. |
| Glanz | Matt, erdig, subglasig, seidig-matt oder glasig | Obsidian ist glasig; Basalt kann auf frischen Brüchen einen subtilen Schimmer zeigen; Bimsstein ist meist matt. |
| Bruch | Unregelmäßig, körnig, rau, splitterig oder muschelig im Glas | Obsidian bricht mit scharfen muschelförmigen Kanten; vesikuläre Gesteine brechen entlang der Blasenwände. |
| Strichfarbe | Graulich bis dunkel, im Allgemeinen nicht diagnostisch | Gesteine sind Mischungen, daher ist die Strichfarbe weniger nützlich als Textur, Magnetismus, Dichte und Kontext. |
| Magnetismus | Schwach magnetisch bis lokal magnetisch | Magnetit und Ilmenit können eine Reaktion hervorrufen, besonders in basischem Material. |
| Säurereaktion | Keine Reaktion der Lava selbst in schwacher Säure | Späte Karbonatüberzüge oder -füllungen können reagieren, aber das vulkanische Gestein ist kein Kalkstein. |
| Optischer Charakter | Variabel: doppelbrechende Kristalle im Grundgefüge, isotropes Glas im Obsidian | Dünnschliffe zeigen Plagioklas, Pyroxen, Olivin, Glas und Mikrolite; Obsidian ist hauptsächlich isotrop. |
| Fluoreszenz | In der Regel inert | Einige Überzüge, Zeolithe, Calcit oder Amygdalen können fluoreszieren, aber das Lavagestein selbst tut dies normalerweise nicht. |
Optisches Verhalten
Das optische Verhalten von Lava wird durch die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt. Schnelles Abkühlen kann Glas bewahren; langsameres Abkühlen, selbst innerhalb eines Lavastroms, erzeugt feine Kristalle. Gasblasen streuen Licht, während glasige Oberflächen eine spiegelähnliche Reflexion zurückgeben können.
Obsidian ist vulkanisches Glas. Es ist amorph und optisch isotrop, daher verhält es sich anders als kristalline vulkanische Gesteine. Eine polierte oder frisch gebrochene Kante kann einen glänzenden, spiegelähnlichen Glanz, muschelförmigen Bruch, Fließbandungen und bei einigen Sorten Schimmereffekte oder Schneeflocken-Sphärolithe zeigen.
Basalt und Andesit enthalten winzige Kristalle in einer feinen Grundmasse. Im Dünnschliff können Plagioklas-Lamellen polysynthetische Zwillinge zeigen, Pyroxen hat oft hohen Relief und Olivin kann als veränderter oder frischer Phänokrist erscheinen. Bimsstein und Schlacke werden optisch von Vesikeln dominiert: Licht wird an den Blasenwänden gestreut und erzeugt ein mattes, schaumartiges Aussehen.
Farbe und Oberflächenstabilität
Lavafarbe ist ein Zeugnis von Chemie und Verwitterung. Frischer Basalt ist schwarz bis kohlefarben wegen eisenreicher Silikate, vulkanischem Glas und Eisen-Titan-Oxiden. Bimsstein kann schwarz, mahagonifarben oder ziegelrot sein, wenn Eisen entlang der Blasenwände oxidiert. Bimsstein ist üblicherweise cremefarben, blassgrau oder weiß, wenn das Glas sauber ist, mit braunen bis rostigen Verfärbungen, wo eisenhaltige Flüssigkeiten hindurchgeflossen sind.
Obsidian ist typischerweise schwarz, aber Sorten können je nach Eisenoxidation, Devitrifikation, Kristallwachstum und mikroskopischen Einschlüsse mahagonifarben, schneeflockenartig, gebändert oder glänzend sein. Die meisten vulkanischen Gesteine sind in gewöhnlicher Innenraumpräsentation stabil, obwohl glasige Oberflächen über sehr lange Zeiträume Hydrationsrinden entwickeln können. Schnelles Erhitzen und Abkühlen sollte vermieden werden, da vulkanisches Glas durch thermischen Schock reißen oder brechen kann.
Schwarz und kohlefarben
Typisch für frischen Basalt, Tachylit und Obsidian. Ein frischer Bruch ist oft dunkler und sauberer als verwitterte Außenflächen.
Rote und braune Oxidation
Häufig in Bimsstein, Schlacken und verwittertem Basalt, wo eisenhaltige Minerale an Luft oder oberflächennahem Wasser oxidiert sind.
Heller Bimsstein
Meist verbunden mit silikatreichem schaumigem Glas mit zahlreichen versiegelten Vesikeln. Seine geringe scheinbare Dichte ist strukturell bedingt, keine separate Mineralidentität.
Texturen und Morphologien
Vulkanische Gesteine werden oft zuverlässiger durch ihre Textur als nur durch Farbe identifiziert. Blasenwände, glasiger Bruch, Fließbänder, Kissen und Kristallgröße zeichnen alle die Bedingungen von Eruption und Abkühlung auf.
| Textur oder Form | Wie es entsteht | Sichtbares Merkmal | Häufiges Material |
|---|---|---|---|
| Aphanitischer Basalt | Schnelle Abkühlung erzeugt Kristalle, die ohne Vergrößerung schwer zu erkennen sind. | Dichter dunkelgrauer bis schwarzer Stein, manchmal mit subtiler Bruchglanz. | Basalt und feinkörniger Andesit. |
| Vesikuläre Lava | Gelöste Gase dehnen sich aus, wenn der Druck abfällt, und hinterlassen Blasen im abkühlenden Gestein. | Abgerundete oder gestreckte Löcher; leicht für seine Größe, wenn Vesikel zahlreich sind. | Bimsstein, vesikulärer Basalt, Bimsstein. |
| Bimsstein | Mafische bis intermediäre Lava schäumt auf und kühlt dann mit dickeren Blasenwänden als Bimsstein ab. | Dunkles, rostiges oder rotbraunes poröses Gestein mit rauen Oberflächen. | Basaltische bis andesitische Schlacken und Flüsse. |
| Bimsstein | Gasreiches, siliciumreiches Magma dehnt sich zu schaumigem Glas aus. | Helles, leichtes, stark vesikuläres Material, das schwimmen kann, bis Wasser in die Poren eindringt. | Rhyolithischer bis dazitischer Bimsstein. |
| Obsidian | Siliciumreiche Lava kühlt schnell genug ab, um Glas statt Kristalle zu erhalten. | Glänzender Glanz, muschelförmiger Bruch, scharfe Kanten, Fließbänder oder Sphärolithe in einigen Stücken. | Rhyolithisches vulkanisches Glas. |
| Pāhoehoe | Flüssiger Basalt entwickelt eine flexible Abkühlhaut, die sich faltet, während die Lava darunter weiterfließt. | Seilartige, glatte, gefaltete oder gewellte Oberflächen. | Basaltische Flusskrusten. |
| ʻAʻā | Stärker zerstörter Fluss zerbricht in kantige Schlacke, während die fließende Lava auseinandergerissen wird. | Zackige, raue, blockige Oberflächen mit scharfen Fragmenten. | Basaltische Flüsse und Schlacken. |
| Kissenlava | Lava bricht unter Wasser aus und erstarrt zu abgerundeten Lappen mit glasigen, abgekühlten Rändern. | Knollenartige, gestapelte, kissenförmige Formen, oft mit radialen Rissen oder abgekühlten Rändern. | Submariner Basalt. |
| Lava-Bomben | Geschmolzene oder plastische Fragmente werden beim Flug ausgestoßen und geformt. | Aerodynamische, verdrehte, spindelförmige, bandförmige oder brotrindenartige Formen. | Basaltische bis andesitische Auswürfe. |
| Amygdaloidische Lava | Vesikel werden später von sekundären Mineralien gefüllt. | Abgerundete Füllungen aus Chalcedon, Achat, Calcit, Zeolithen oder anderen Mineralien im Wirtsgestein. | Basalt und Andesit mit späterer flüssiger Veränderung. |
Identifikation und ähnliche Erscheinungen
Die korrekte Identifikation von Lava erfordert die Kombination von Textur, Dichte, Magnetismus, Bruch und Kontext. Die Farbe allein ist unzuverlässig: schwarzes Industrieglas, Ofenschlacke, Kohlenkoks, gefärbte poröse Perlen und künstliche Landschaftsmaterialien können auf den ersten Blick vulkanischem Gestein ähneln.
Einfache Beobachtungen
- Suche nach Vesikeln: Blasen können rund, gestreckt, offen oder mit Mineralien gefüllt sein.
- Prüfe das Gewicht: Bimsstein fühlt sich ungewöhnlich leicht an, Schlacke ist leichter als dichter Basalt, und kompakter Basalt fühlt sich fest an.
- Verwende einen kleinen Magneten: Basalt kann schwach reagieren wegen Magnetit oder Ilmenit.
- Beobachte den Bruch: Obsidian hat einen scharfen muschelförmigen Glasbruch; Basalt bricht körniger.
- Schwache Säure sollte auf dem vulkanischen Gestein nicht sprudeln, obwohl Karbonatfüllungen reagieren können.
Industrielle Schlacke
Schlacke kann vesikulär und dunkel sein, zeigt aber oft unnatürliche glasartige Farben, metallische Einschlüsse, Eisenverschmierungen, sehr kantige künstliche Oberflächen oder einen Zusammenhang mit Gießereien, alten Bahndämmen, Feuerstellen oder Industrieabfällen statt mit einem vulkanischen Gebiet.
Obsidian und künstliches Glas
Beide sind glasig und muschelig gebrochen. Natürliches Obsidian zeigt oft Fließbänder, mineralische Einschlüsse, Spherulite oder einen plausiblen vulkanischen Kontext; hergestelltes Glas kann Formmarken, Blasen unterschiedlicher Art oder eine nicht-geologische Farbgleichmäßigkeit aufweisen.
Basalt und Andesit
Basalt ist meist dunkler und reicher an Olivin, Pyroxen und Eisen-Titan-Oxiden. Andesit ist gewöhnlich grau bis braun und zeigt möglicherweise mehr sichtbare Feldspat- oder Amphibol-Phänokristalle. Für eine genaue Klassifikation sind Laborverfahren erforderlich.
Mikroskopische Hinweise
Dünnschliffe können Plagioklas-Lamellen mit Zwillingsbildung, hochreliefierte Pyroxene, Olivin-Phänokristalle, Fe-Ti-Oxide, glasige Grundmasse und Mikrolite zeigen. Obsidian ist überwiegend isotropes Glas, während Schneeflockenobsidian strahlenförmige Spherulite enthält, die während der Devitrifikation entstehen.
Pflege, Handhabung und Lagerung
Vulkanische Gesteine reichen von zähem, dichtem Basalt bis zu zerbrechlichem Bimsstein und messerscharfem vulkanischem Glas. Die sicherste Pflege ist einfach: Staub sanft entfernen, unnötige Öle oder Chemikalien vermeiden und poröse Stücke von unten stützen.
Reinigung
Verwenden Sie eine weiche Bürste, eine Luftblase oder ein trockenes Mikrofasertuch. Ein kurzes, sanftes Abspülen ist bei stabilem Basalt, Skoria oder Bimsstein möglich, aber die Stücke sollten gründlich trocknen, damit keine Feuchtigkeit in den Vesikeln verbleibt. Öle und starke Seifen können poröse Oberflächen verdunkeln und Staub anziehen.
Scharfes Glas
Obsidian-Scherben und natürliche vulkanische Glasfasern können die Haut schneiden. Fassen Sie rauen Obsidian an den breiten Flächen an, wickeln Sie scharfe Stücke bei der Lagerung ein und halten Sie zerbrechliche Glasfasern von Augen, Haustieren und Stoffen fern.
Poröses Material
Bimsstein und Skoria können Schmutz abgeben oder an dünnen Blasenwänden zerbröckeln. Klemmen Sie vesikuläre Kanten nicht fest zusammen. Lagern Sie sie gepolstert, damit Vibrationen die Wände nicht zerreiben.
Hitze und Feuchtigkeit
Vermeiden Sie Öfen, kochendes Wasser, offene Flammen und schnelle Temperaturwechsel. Vulkanisches Glas kann durch thermischen Schock reißen, und poröses Gestein kann Feuchtigkeit einschließen, die sich beim Erhitzen ausdehnt.
Beobachtung und Fotografie von Lava
Die beste Methode, Lava visuell zu untersuchen, ist die Verwendung von Licht, das zur Textur passt. Dichtes Basalt profitiert von weichem Seitenlicht. Skoria und Bimsstein benötigen schräges Licht, das winzige Schatten in den Vesikeln wirft. Obsidian braucht oft eine breite Reflexion, um Fließbänder zu zeigen, und ein zweites, weicheres Licht, damit das Glas nicht zu einem einfarbigen Schwarz wird.
Verwenden Sie schräges Licht für Poren
Ein flacher Seitenwinkel macht Blasenwände, raue Skoria-Oberflächen, ʻaʻā-Klinker und Amygdalen leichter sichtbar.
Reflexionen auf Glas kontrollieren
Obsidian wird am besten mit einer breiten, klaren Reflexion gezeigt, die den Glanz offenbart, ohne die Oberfläche zu überbelichten.
Zeigen Sie Maßstab und Dichtehinweise
Kombinieren Sie eine Gesamtansicht mit einer Nahaufnahme von Blasen, Bruch und Mineralfüllungen. Für Bims kann ein sorgfältig inszenierter Schwimmtest die geringe scheinbare Dichte veranschaulichen, wenn es angebracht ist.
Farbkorrekturen zurückhaltend einsetzen
Basalt, Bimsstein, Bims und Obsidian werden leicht durch übermäßigen Kontrast oder Sättigung verfälscht. Neutrale Hintergründe machen die Textur besser lesbar.
Häufig gestellte Fragen
Ist Lavagestein ein einzelnes Mineral?
Nein. Lavagestein ist ein vulkanisches Gestein, das eine Mischung aus Mineralien, Glas, Poren und manchmal sekundären Füllungen ist. Deshalb variieren Härte, Dichte, Glanz und magnetische Reaktion von Stück zu Stück.
Warum schwimmt manche Lava?
Hoch vesikulärer Bimsstein enthält so viele eingeschlossene Blasen, dass seine Rohdichte geringer als die von Wasser sein kann. Mit der Zeit kann Wasser in die Poren eindringen und dasselbe Stück schließlich sinken.
Ist Obsidian dasselbe wie gewöhnliches Lavagestein?
Obsidian ist ein vulkanisches Glas, das meist aus silica-reicher Lava entsteht, die zu schnell abkühlte, um Kristalle wachsen zu lassen. Es gehört zur Familie der vulkanischen Gesteine, verhält sich optisch und physikalisch jedoch eher wie natürliches Glas als wie kristalliner Basalt.
Fluoresziert Lava unter ultraviolettem Licht?
Der vulkanische Wirtsstein ist normalerweise inert. Gelegentliche Fluoreszenz kann von späteren Mineralien in Vesikeln oder Beschichtungen wie Calcit oder bestimmten Zeolithen stammen, nicht vom Lava selbst.
Kann Lavagestein in Aquarien oder Terrarien verwendet werden?
Dichter Basalt und viele poröse Lavagesteine werden nach gründlichem Spülen und Bürsten häufig in Aquarienlandschaften und Terrarien verwendet. Scharfer Obsidian sollte dort vermieden werden, wo Tiere sich schneiden könnten, und empfindliche Lebensräume sollten auf Wasserchemie und physische Sicherheit getestet werden.
Wie kann Schlacke von vesikulärer Lava unterschieden werden?
Schlacke zeigt oft einen industriellen Kontext, unnatürliche Glasfarben, metallische Einschlüsse, ungewöhnlich schwere Zonen oder künstlich wirkende Fließflächen. Natürliche Lava wird besser durch vulkanischen Kontext, Mineraltextur, Oxidationsrinden und geologische Zusammenhänge gestützt.
Der wesentliche Charakter von Lava
Lava ist an der Oberfläche entstandenes, in Bewegung befindliches Gestein, das dauerhaft geworden ist. Seine physikalische und optische Bandbreite ist ungewöhnlich groß: Basalt kann dicht und dunkel sein, Bimsstein kann rotbraun und porös sein, Bims kann blass und schwimmfähig sein, und Obsidian kann schwarzes vulkanisches Glas mit einem spiegelglatten Bruch sein. Die verbindende Geschichte ist die schnelle Abkühlung an der Erdoberfläche, wo Gas, Glas, Kristalle, Oxidation und Wasser alle sichtbare Spuren im fertigen Stein hinterlassen.