Lava (Tulivuorikivi): Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Linas JuozenasJaa
Laava: fyysiset ja optiset ominaisuudet
Laava on sulanutta kiveä, joka saavuttaa Maan pinnan ja jäähtyy vulkaaniseksi eli pintaesiintymäiseksi kiveksi. Sen ulkonäkö riippuu kemiasta, kaasupitoisuudesta, jäähtymisnopeudesta ja ympäristöstä: basalttivirtauma voi muuttua tiiviiksi hiilidioksidikiveksi, vaahtoavaksi skoriaksi, vedenalaisiksi tyynyiksi tai lasimaiseksi takyliitiksi, kun taas piipitoinen purkaus voi jähmettyä obsidiaaniksi tai laajentua hohkakiveksi.
Mitä laava muuttuu jäähtyessään
Laava ei ole yksi mineraali. Se on magman pinnallinen ilmentymä, ja jäähtyessään siitä muodostuu vulkaaninen kivi, joka koostuu kiteistä, lasista, kuplista ja joskus myöhemmin mineraalitäytteistä. Siksi "laavakiven" fyysinen ja optinen käyttäytyminen vaihtelee laajasti tiiviistä basalttista kelluvaan hohkakiveen.
Koostumus on ensisijainen. Basalttinen laava on rauta- ja magnesiumrikasta, yleensä tummaa, suhteellisen juoksevaa ja koostuu usein plagioklaasista, pyroksiinista, oliiviinista ja rauta-titaanioksideista. Andesiittinen laava on koostumukseltaan ja viskositeetiltaan väliainetta, usein harmaata tai ruskeaa ja porfyyristä. Rhyoliittinen laava on piipitoinen, erittäin viskoosia ja erityisen altis muodostamaan vulkaanista lasia, obsidiaania ja erittäin kuplivaa hohkakiveä.
Basalttinen laava
Matalan viskositeetin mafinen laava, joka muodostaa usein hienorakeista basalttia, köysimäisiä pāhoehoe-pintoja, rikkoutuneita ʻaʻā-klinkkereitä, skoriaa ja vedenalaisia tyynyjä.
Andesiittinen laava
Väliainelava, jolla on keskivahva viskositeetti, usein näkyviä kalimaasälpä-, pyroksiini- tai amfibolifenokristalleja hienossa harmaanruskeassa peruskivessä.
Rhyoliittinen laava
Piipitoinen laava, joka voi jähmettyä obsidiaaniksi, laajentua hohkakiveksi tai säilyttää hienoja virtausvyöhykkeitä ja devitrifikaatiokuvioita.
Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Alla olevat arvot kuvaavat yleistä vulkaanista kivilajia, erityisesti basalttista laavaa. Yksittäiset kappaleet voivat vaihdella, koska laava on mineraalien, lasin, kuplien ja muuntumistuotteiden yhdistelmä.
| Ominaisuus | Tyypillinen laavamateriaali | Tulkintamuistio |
|---|---|---|
| Materiaalin tyyppi | Pintaesiintymäinen kivilaji | Saattaa sisältää kiteitä, vulkaanista lasia, kuplia, hapettumiskalvoja ja sekundäärimineraaleja. |
| Yleiset mineraalit | Plagioklaasi, pyroksiini, oliiviini, magnetiitti, ilmeniitti, vulkaaninen lasi | Andesiittinen lava voi sisältää amfibolia; ryoliittinen lasi voi olla mineraalipitoisuudeltaan vähäinen käsinäytteessä. |
| Väri | Musta, tummanharmaa, ruskea, tiilenpunainen, kerma, vaaleanharmaa tai lasimaisen musta | Vastapaljastunut basaltti on yleensä mustaa tai hiilenmustaa; punainen skoria heijastaa raudan hapettumista; pimpeli on usein vaalea. |
| Rakenne | Afanittinen, kuplallinen, lasimainen, porfyyrinen, vaahtomainen, skoriaattinen, köysimäinen, lohkomainen tai tyynymäinen | Rakenne kertoo jäähtymisnopeuden, kaasupitoisuuden, purkaustyylin ja sen, jäikö lava ilmassa vai vedessä. |
| Mohsin kovuus | Kokonaisuudessaan noin 5–6,5 | Obsidiaani on yleensä noin 5–5,5; pimpeli voi olla murenevaa lasimateriaalista huolimatta, jonka Mohsin kovuus on noin 6. |
| Suhteellinen tiheys ja näennäinen tiheys | Rakenne yleensä noin 2,7–3,1; näennäinen tiheys voi olla paljon alhaisempi huokoisena | Pimpeli voi kellua, koska suljetut kuplat alentavat tilavuustiheyttä; skoria on kevyempää kuin tiivis basaltti. |
| Kiilto | Tylsä, maamainen, osittain lasimainen, silkkisen mattapintainen tai lasimainen | Obsidiaani on lasimainen; basaltti voi näyttää hienovaraisen hohteen vastamurtumissa; pimpeli on yleensä mattapintainen. |
| Murtuma | Epätasainen, rakeinen, karkea, sirpaleinen tai simpukkamainen lasissa | Obsidiaani murtuu terävin simpukkamaisin rejoin; kuplakivet murtuvat kuplaseinämien kohdalta. |
| Raidoitus | Harmahtava tai tumma, yleensä ei diagnostinen | Kivet ovat seoksia, joten raidoitus on vähemmän hyödyllinen kuin rakenne, magneettisuus, tiheys ja konteksti. |
| Magneettisuus | Heikosti magneettinen tai paikallisesti magneettinen | Magnetiitti ja ilmeniitti voivat tuottaa vasteen, erityisesti basalttisessa materiaalissa. |
| Happoreaktio | Lava ei kupli heikossa hapossa | Myöhäiset karbonaattipinnoitteet tai täytteet voivat reagoida, mutta vulkaaninen emäkivi ei ole kalkkikiveä. |
| Optinen luonne | Vaihtelee: kaksinkertaisesti taittavia kiteitä maassa, isotrooppista lasia obsidiaanissa | Ohuet leikkeet paljastavat plagioklaasia, pyroksenia, oliiviinia, lasia ja mikroliitteja; obsidiaani on pääasiassa isotrooppista. |
| Fluoresenssi | Yleensä inertti | Jotkut pinnoitteet, zeoliitit, kalsiitti tai amygdaalit voivat fluoresoida, mutta lavaemäksinen kivi yleensä ei. |
Optinen käyttäytyminen
Lavan optista käyttäytymistä ohjaa jäähtymisnopeus. Nopea jäähtyminen voi säilyttää lasin; hitaampi jäähtyminen, jopa lavavirran sisällä, tuottaa hienorakeisia kiteitä. Kaasukuplat hajottavat valoa, kun taas lasimaiset pinnat voivat heijastaa peilimäisesti.
Obsidiaani on vulkaanista lasia. Se on amorfista ja optisesti isotrooppista, joten se käyttäytyy eri tavalla kuin kiteiset vulkaaniset kivet. Kiillotettu tai vastapaljastettu särmä voi näyttää kiiltävän, peilimäisen kiillon, simpukkamaisen murtuman, virtauksen nauhoittumisen ja joissakin lajikkeissa hohtavia efektejä tai lumihiutaleen kaltaisia sferuliitteja.
Basaltti ja andesiitti sisältävät pieniä kiteitä hienossa perusmassassa. Ohuessa leikessä plagioklaasin lustoissa voi näkyä monisynteettistä kaksinkertaistumista, pyroksiinilla on usein korkea relieffi ja oliiviini voi esiintyä muuttuneina tai tuoreina fenokrysseinä. Hohkakivi ja skoria ovat optisesti kuplien hallitsemia: valo hajaantuu kuplaseinämillä, luoden mattapintaisen, vaahtomaisen ulkonäön.
Väri ja pinnan vakaus
Lavan väri kertoo kemiasta ja säätymisestä. Tuore basaltti on mustaa tai hiilenmusta rautapitoisten silikaattien, tulivuorilasin ja rauta-titaanioksidien vuoksi. Skoria voi olla mustaa, mahonkia tai tiilenpunaista, kun rauta hapettuu kuplaseinämillä. Hohkakivi on yleisesti kerma-, vaaleanharmaa tai valkoinen, kun lasi on puhdasta, ja ruskehtavaan ruosteen sävyyn, kun rautapitoiset nesteet ovat kulkeneet sen läpi.
Obsidiaani on tyypillisesti mustaa, mutta lajikkeet voivat olla mahonkia, lumihiutale-, nauha- tai kiiltäväpintaisia riippuen raudan hapettumisesta, devitrifikaatiosta, kiteiden kasvusta ja mikroskooppisista inkluusioista. Useimmat tulivuorikivet ovat vakaita tavallisessa sisätilanäyttelyssä, vaikka lasimaiset pinnat voivat kehittyä kosteuskalvoiksi hyvin pitkällä aikavälillä. Nopea kuumentaminen ja jäähdyttäminen tulisi välttää, koska tulivuorilasi voi halkeilla tai säröillä lämpöshokin vuoksi.
Musta ja hiilenmusta
Tyypillistä tuoreelle basaltille, takyliitille ja obsidiaanille. Tuore halkeama on usein tummempi ja puhtaampi kuin säätyneet ulkopinnat.
Punainen ja ruskea hapettuminen
Yleinen skoriassa, tuhkassa ja säätyneessä basaltissa, jossa rautapitoiset mineraalit ovat hapettuneet ilmassa tai lähellä pintavettä.
Vaalea hohkakivi
Yleensä sidoksissa piirikasta vaahtoavaa lasia, jossa on runsaasti suljettuja kuplia. Sen alhainen näennäinen tiheys on rakenteellinen, ei erillinen mineraali.
Rakenteet ja muodot
Tulivuorikiviä tunnistetaan usein luotettavammin rakenteen kuin pelkän värin perusteella. Kuplaseinämät, lasimainen halkeama, virtauksen nauhoittuminen, tyynyt ja kiteiden koko kertovat purkautumis- ja jäähtymisolosuhteista.
| Rakenne tai muoto | Miten se muodostuu | Näkyvä ominaisuus | Yleinen materiaali |
|---|---|---|---|
| Afaniittinen basaltti | Nopea jäähtyminen tuottaa kiteitä, joita on vaikea nähdä ilman suurennusta. | Tiheä tummanharmaa tai musta kivi, joskus hienovaraisella halkeamakiillolla. | Basaltti ja hienorakeinen andesiitti. |
| Kuplainen lava | Liuenneet kaasut laajenevat paineen laskiessa, jättäen kuplia jäähtyvään kiveen. | Pyöreät tai venyneet reiät; kevyt kooltaan, kun kuplia on runsaasti. | Skoria, kuplainen basaltti, hohkakivi. |
| Skoria | Mafiset ja välimaastolavat vaahtoavat, sitten jäähtyvät paksummilla kuplaseinämillä kuin hohkakivi. | Tumma, ruosteinen tai punaruskea huokoinen kivi karkeilla pinnoilla. | Basalttiset ja andesiittiset hiukkaset ja virtaukset. |
| Keijukivi | Kaasurikas piipitoinen magma laajenee vaahtomaiseksi lasiksi. | Vaalea, kevyt, erittäin kupliva materiaali, joka voi kellua, kunnes vesi pääsee huokosiin. | Rhyolittinen tai daktiittinen keijukivi. |
| Obsidiaani | Piipitoinen laava jäähtyy riittävän nopeasti säilyttääkseen lasin eikä kiteitä. | Lasimainen kiilto, simpukkamainen murtuma, terävät reunat, virtaukset tai pallomaiset rakenteet joissakin kappaleissa. | Rhyolittinen vulkaaninen lasi. |
| Pāhoehoe | Nestemäinen basaltti kehittää joustavan jäähdytyskinoksen, joka taittuu, kun laava jatkaa liikkumista alla. | Köysimäiset, sileät, taittuneet tai pullistuneet pinnat. | Basalttiset virtauksen kuoret. |
| ʻAʻā | Häiriintyneempi virtaus hajoaa kulmikkaaksi hiileksi, kun liikkuva laava repeytyy. | Karkeat, rosoiset, lohkareiset pinnat terävine kappaleineen. | Basalttiset virtaukset ja hiukkaset. |
| Tyynylaava | Laava purkautuu veden alla ja jäähtyy pyöreiksi lohkoiksi lasimaisine jäähdyneine reunoineen. | Pallomaiset, päällekkäiset, tyynymäiset muodot, usein säteittäisillä halkeamilla tai jäähdyneillä reunoilla. | Merenalainen basaltti. |
| Laavapommit | Sulaneet tai muovimaiset kappaleet sinkoutuvat ja muotoutuvat lennon aikana. | Aerodynaamiset, kiertyneet, spindelimäiset, nauhamaiset tai leipäkuoren kaltaiset muodot. | Basalttista ja andesiittista purkausmateriaalia. |
| Amygdaloidinen laava | Kuplat täyttyvät myöhemmin toissijaisilla mineraaleilla. | Pyöreät täytteet kalsedonyyistä, akaatista, kalsiitista, zeoliiteista tai muista mineraaleista isäntäkivessä. | Basaltti ja andesiitti myöhemmällä nestemäisellä muokkauksella. |
Tunnistus ja samankaltaiset näytteet
Laavan oikea tunnistaminen tarkoittaa tekstuurin, tiheyden, magnetismin, murtuman ja kontekstin yhdistämistä. Pelkkä väri ei ole luotettava: musta teollinen lasi, uunin pikikivi, hiiliharkko, värjätyt huokoiset helmet ja keinotekoiset maisemointimateriaalit voivat kaikki muistuttaa vulkaanista kiveä ensi silmäyksellä.
Yksinkertaiset havainnot
- Etsi kuplia: kuplat voivat olla pyöreitä, venyneitä, avoimia tai mineraaleilla täytettyjä.
- Tarkista paino: keijukivi tuntuu epätavallisen kevyeltä, skoria on kevyempää kuin tiivis basaltti ja tiivis basaltti tuntuu kiinteältä.
- Käytä pientä magneettia: basaltti voi reagoida heikosti magnetiitin tai ilmeniitin vuoksi.
- Tarkkaile murtumaa: obsidiaanilla on terävä simpukkamainen lasimainen murtuma; basaltti murtuu rakeisemmin.
- Heikon hapon ei pitäisi kuplia vulkaanisessa kivilajissa, vaikka karbonaattitäytteet voivat reagoida.
Teollinen pikikivi
Pikikivi voi olla kupliva ja tumma, mutta se näyttää usein epäluonnollisia lasimaisia värejä, metallisia sulkeumia, rautatahroja, hyvin kulmikkaita keinotekoisia pintoja tai kontekstia, joka liittyy valimoihin, vanhoihin rautatiekiskoihin, tulisijoihin tai teollisuusjätteisiin eikä vulkaaniseen kenttään.
Obsidiaani ja valmistettu lasi
Molemmat ovat lasimaisia ja konkoidimuotoisia. Luonnollinen obsidiaani näyttää usein virtausvyöhykkeitä, mineraalisisällyksiä, sferuuleja tai uskottavan tulivuoriyhteyden; valmistettu lasi voi näyttää muottijälkiä, erilaisten kuplien ominaisuuksia tai ei-geologista värin yhtenäisyyttä.
Basaltti ja andesiitti
Basaltti on yleensä tummempaa ja rikkaampaa oliiviinissa, pyroksiinissa ja rauta-titaanioksideissa. Andesiitti on tavallisesti harmaata tai ruskeaa ja voi näyttää näkyvämpiä kalimaasälpä- tai amfibolifenokrystejä. Tarkka luokittelu vaatii laboratoriomenetelmiä.
Mikroskooppiset vihjeet
Ohuet näytteet voivat näyttää plagioklaasikiteitä kaksoisrakenteella, korkean relievin pyroksiinia, oliiviinifenokrystejä, Fe-Ti-oksidiyhdisteitä, lasimaista perusmassaa ja mikroliittejä. Obsidian on pääosin isotrooppista lasia, kun taas lumihiutaleobsidiaani sisältää säteittäisiä sferuuleja, jotka muodostuvat devitrifikaation aikana.
Hoito, käsittely ja säilytys
Tulivuorikivet vaihtelevat kestävästä tiheästä basaltista hauraaseen pimpukiveen ja partaveitsenterävään tulivuorilasiin. Turvallisin hoitotapa on yksinkertainen: poista pöly hellävaraisesti, vältä tarpeettomia öljyjä tai kemikaaleja ja tue huokoisia paloja alapuolelta.
Puhdistus
Käytä pehmeää harjaa, ilmapalloa tai kuivaa mikrokuituliinaa. Lyhyt hellävarainen huuhtelu sopii vakaalle basaltille, skorialle tai pimpukivelle, mutta palat tulee kuivata huolellisesti, jotta kosteus ei jää huokosiin. Öljyt ja vahvat saippuat voivat tummuttaa huokoisia pintoja ja houkutella pölyä.
Terävä lasi
Obsidianin sirpaleet ja luonnolliset tulivuorilasin kuidut voivat viiltää ihoa. Käsittele karheaa obsidiaania laajojen pintojen kohdalta, kääri terävät palat säilytyksessä ja pidä hauraat lasikuidut poissa silmistä, lemmikeistä ja kankaista.
Huokoinen materiaali
Pimpukivi ja skoria voivat irrottaa hiekkaa tai murentua ohuilla kuplaseinämillä. Älä purista huokosia tiukasti. Säilytä pehmusteiden päällä, jotta tärinä ei kuluta seiniä.
Lämpö ja kosteus
Vältä uuneja, kiehuvaa vettä, suoraa liekkiä ja nopeita lämpötilan muutoksia. Tulivuorilasi voi haljeta lämpöshokissa, ja huokoinen kivi voi vangita kosteutta, joka laajenee kuumennettaessa.
Laavan tarkkailu ja valokuvaus
Paras tapa tutkia laavaa visuaalisesti on käyttää valoa, joka vastaa rakennetta. Tiheä basaltti hyötyy pehmeästä sivuvalosta. Skoria ja pimpukivi tarvitsevat viistovalon, joka heittää pieniä varjoja huokosiin. Obsidian tarvitsee usein yhden laajan heijastuksen virtausvyöhykkeiden paljastamiseksi ja toisen, pehmeämmän valon, jotta lasi ei muuttuisi ominaisuudettomaksi mustaksi.
Käytä viistovaloa huokosille
Matala sivukulma tekee kuplaseinämistä, karuista skoriapinnoista, ʻaʻā-klinkkeristä ja amygdaaleista helpommin nähtäviä.
Säädä heijastuksia lasissa
Obsidian näkyy parhaiten laajalla, puhtaalla heijastuksella, joka paljastaa kiillon ilman, että pinta ylivalottuu.
Näytä mittakaava ja tiheysvinkit
Yhdistä kokonaiskuva lähikuvaan kuplista, säröistä ja mineraalitäytteistä. Pimpikselle huolellisesti järjestetty kellutustesti voi havainnollistaa matalaa näennäistä tiheyttä sopivissa tilanteissa.
Pidä värimuokkaukset hillittyinä
Basaltti, skoria, pimpiksi ja obsidiaani voivat helposti näyttää vääristyneiltä liiallisen kontrastin tai kylläisyyden vuoksi. Neutraalit taustat tekevät rakenteesta helpommin luettavan.
Usein kysytyt kysymykset
Onko laavakivi yksittäinen mineraali?
Ei. Laavakivi on vulkaanista kiveä, mikä tarkoittaa, että se on mineraalien, lasin, huokosten ja joskus sekundaaristen täytteiden seos. Tästä syystä sen kovuus, tiheys, kiilto ja magneettinen vaste vaihtelevat kappaleesta toiseen.
Miksi jotkut laavat kelluvat?
Erittäin huokoinen pimpiksi sisältää niin monta suljettua kuplaa, että sen tilavuustiheys voi olla pienempi kuin veden. Ajan myötä vesi voi päästä huokosiin ja sama kappale voi lopulta upota.
Onko obsidiaani sama kuin tavallinen laavakivi?
Obsidiaani on vulkaanista lasia, joka yleensä muodostuu piipitoisesta lavasta, joka jäähtyi liian nopeasti kiteiden kasvulle. Se kuuluu vulkaanisten kivien perheeseen, mutta käyttäytyy optisesti ja fyysisesti enemmän luonnollisen lasin tavoin kuin kiteisen basalttin.
Loistaako lava ultraviolettivalossa?
Vulkaaninen isäntä on yleensä inertti. Satunnaista fluoresenssia voi aiheuttaa myöhemmät mineraalit huokosissa tai pinnoissa, kuten kalsiitti tai tietyt zeoliitit, eikä niinkään lava itse.
Voiko laavakiveä käyttää akvaarioissa tai terraarioissa?
Tiheää basalttia ja monia huokoisia laavakiviä käytetään yleisesti joissakin akvaariokoristeissa ja terraarioissa perusteellisen huuhtelun ja harjauksen jälkeen. Terävää obsidiaania tulisi välttää paikoissa, joissa eläimet voivat haavoittua, ja herkät elinympäristöt tulisi testata veden kemian ja fyysisen turvallisuuden osalta.
Miten rikaste voidaan erottaa huokoisesta lavasta?
Rikaste usein osoittaa teollisen kontekstin, epänormaaleja lasivärejä, metallisia sulkeumia, poikkeuksellisen raskaita alueita tai keinotekoisilta näyttäviä virtauspintoja. Luonnollinen lava saa paremman tuen vulkaanisesta kontekstista, mineraalirakenteesta, hapettumiskerroksista ja geologisista yhteyksistä.
Lavan olennaiset ominaisuudet
Lava on pinnasta syntynyttä liikkuvaa kiveä, joka on muuttunut pysyväksi. Sen fyysinen ja optinen kirjo on poikkeuksellisen laaja: basaltti voi olla tiheää ja tummaa, skoria punaruskeaa ja huokoista, pimpiksi vaaleaa ja kelluvaa, ja obsidiaani mustaa vulkaanista lasia, jossa on peilimäinen särö. Yhdistävä tarina on nopea jäähtyminen Maan pinnalla, missä kaasu, lasi, kiteet, hapettuminen ja vesi jättävät kaikki näkyviä jälkiä valmiiseen kiveen.