Obsidiaani: muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Jaa
Muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Obsidiaani: Kuinka piidioksidirikas lava muuttuu luonnolliseksi lasiksi
Obsidiaani on luonnollista vulkaanista lasia, joka muodostuu, kun piidioksidirikas lava jäähtyy niin nopeasti, että kiteillä on vähän aikaa kasvaa. Sen ulkonäkö voi olla peilimusta, savunharmaa, vyöhykkeinen, mahonginpunainen, lumihiutaleiden täplittämä, metallinen tai sateenkaaren kaltainen riippuen sulan kemiasta, jäähtymisnopeudesta, virtauksen rakenteesta, vangituista kuplista, mikrokalvoista ja myöhemmästä devitrifikaatiosta.
- Materiaali: vulkaaninen lasi
- Tyypillinen lähdesula: ryoliittinen tai felsinen
- Keskeinen prosessi: nopea jähdytys
- Rakenne: amorfinen mineraaloidi
- Murtuma: konkoidaalinen ja terävä
Materiaalin yleiskatsaus
Obsidiaani on mineraaloidi, ei yksittäinen mineraalilaji. Sillä on piidioksidirikkaan vulkaanisen kiven kemia, mutta sen atomit ovat järjestäytyneet lasiksi, eivät kristalliverkoksi. Tämä ero selittää sen heijastavan kiillon, kuorimaisen murtuman, terävät reunat ja sen, miten valo voi paljastaa virtauksenvyöhykkeet, kuplat ja sisäiset kalvot.
Suurin osa obsidiaanista liittyy ryoliittisiin tai muihin felsisiin vulkaanisiin järjestelmiin. Tällaiset sulat ovat piidioksidirikkaita, viskooseja ja kykenevät jäähtymään lasiksi, kun ne jäähtyvät nopeasti virtauksen reunoilla, tornipinnoilla tai kontaktivyöhykkeillä. Sama lasi voi myöhemmin muuttua hydrataation, devitrifikaation ja rapautumisen seurauksena, tuottaen perliittiä, sferuliitteja, himmeitä ulkokuoria tai sisäisiä rakenteita.
Kuinka obsidiaani muodostuu
Obsidiaanin muodostuminen on kilpailu jäähtymisen ja kiteytymisen välillä. Kun jäähtyminen voittaa, vulkaaninen lasi säilyy.
- 1 Piidioksidirikas sula muodostuu Felsinen magma rikastuu piidioksidilla, alkaleilla, vedellä ja muilla haihtuvilla aineilla. Sula on paksua ja viskoosia, joten atomit liikkuvat hitaasti verrattuna kuumempaan, juoksevampaan basalttiseen lavaan.
- 2 Lava saavuttaa jäähtymispinnan Lavan torni, kuilu, virtauksen reuna, dyykin reuna tai pyroklastinen kerrostuma altistaa sulan nopealle jäähtymiselle ilmaa, vettä, jäätä tai viileämpää kiveä vasten.
- 3 Jähdytys jäädyttää lasin Jäähtyminen tapahtuu niin nopeasti, ettei kiteet ehdi järjestäytyä koko aineessa. Tuloksena on amorfinen tulivuorilasi, yleensä vain hajanaisilla mikroliiteillä tai inkluusioilla.
- 4 Virtaus tallentaa sisäisen rakenteen Lasi voi olla vielä kuuma ja taipuisa, jolloin sitä voidaan venyttää ja taittaa. Nauhat, juovat ja laminaatit säilyvät hienovaraisina vyöhykeinä tai dramaattisina kerroksina.
- 5 Kaasut, inkluusiot ja kalvot säätelevät ulkonäköä Pienet kuplat, järjestäytyneet kuplat, rautaoksidit, magnetiitti, kalimaasälpämikroliitit tai erittäin ohuet sisäiset kalvot voivat tuottaa kiiltoa, värimuutoksia, sateenkaaren vyöhykkeitä tai lämpimiä mahongin sävyjä.
- 6 Lasi muuttuu hitaasti ajan myötä Obsidiaani on geologisesti metastabiili. Hydrataatio voi muodostaa perliittisiä halkeamia; devitrifikaatio voi kasvattaa sferuliitteja; säätyminen voi himmentää pintoja tai luoda hydrataatiorenkaita.
Geologiset ympäristöt
Obsidiaani muodostuu, kun piidioksidirikas tulivuorimassa jäähtyy nopeasti. Ympäristö säätelee lasin paksuutta, rakennetta, hydrataatiohistoriaa ja työstettävyyttä.
Laavakupolit ja laavavirrat
Viskoosi ryoliittinen laava voi kasautua kupoleiksi tai liikkua hitaasti paksuina virtauksina. Lasimaiset pinnat ja reunat ovat yleisiä paikkoja obsidiaanin muodostumiselle.
Virtausreunat
Virtausten reunat jäähtyvät nopeimmin. Ne voivat säilyttää tiheän mustan lasin, virtausvyöhykkeet, venyneet kuplat ja terävät tekstuurisiirtymät kohti kiteisempää ryoliittia.
Tulivuorilasi- ja perliittivyöhykkeet
Hydratoitunut obsidiaani voi kehittää kaarevia perliittisiä halkeamia ja muuttua perliitiksi. Pyöreät obsidiaaninodulit voivat säilyä vaaleammassa, hydratoituneessa tulivuorilasissa.
Pyroklastiset ja hitsatut kerrostumat
Tuhkavirta- ja kevytsorakerrostumat voivat sisältää lasimaisia kappaleita. Hitsaus, tiivistyminen ja muuntuminen voivat luoda monimutkaisia tekstuureja, jotka muistuttavat tai liittyvät obsidiaaniin.
Arkeologiset lähdealueet
Koska obsidiaani lohkeaa ennustettavasti ja saa terävän reunan, monet tulivuorilähteet muodostuivat tärkeiksi työkalukivien lähteiksi. Jälkiainemääritykset voivat joskus yhdistää artefaktit lähdevirtoihin.
Tulivuorialueet maailmanlaajuisesti
Obsidiaania esiintyy monilla felsisillä tulivuorialueilla, mukaan lukien osia Länsi-Nordamerikasta, Meksikosta, Välimereltä, Anatoliasta, Kaukasukselta, Islannista, Itä-Afrikasta, Japanista ja Uudesta-Seelannista.
Mikrorakenteet ja optiset ilmiöt
Parhaat obsidiaanivaikutelmat ovat rakenteellisia. Ne syntyvät siitä, miten valo vuorovaikuttaa lasin, kalvojen, kuplien, virtauskerrosten ja mikrokiteisten alueiden kanssa.
Virtausvyöhyke
Sulaneet juovat voivat venyä nauhoiksi ennen kuin lasi täysin kovettuu. Nämä vyöt voivat olla savuisia, harmaita, ruskeita, punaisia tai lähes näkymättömiä ennen kiillotusta ja sivuvaloa.
Kiilto, sateenkaari ja helmiäisväri
Hopea-, kulta- ja sateenkaari-ilmiöt riippuvat suuntauksesta. Suuntautuneet rakkulat, laminaatit ja erittäin ohuet kalvot voivat heijastaa ja interferoida valoa, jolloin väri näkyy vain tietyissä kulmissa.
Sferuliitit
Devitrifikaation aikana lasi voi osittain järjestäytyä säteittäisiksi mikrokiteisiksi klustereiksi. Lumihiutaleobsidiaanissa vaaleat, kristobaliittipitoiset sferuliitit näyttävät valkoisilta tai harmaalta kukinnoilta mustan lasin sisällä.
Perliittiset halkeamat
Hydraatio ja supistuminen voivat luoda kaarevia, sipulimaisia murtumaverkostoja. Nämä ovat yleisiä perliitissä ja obsidiaaniin liittyvässä hydratoituneessa vulkaanisessa lasissa.
Mikrokiteet
Pienet kiteet, kuten feldspaatit, pyrokseni, magnetiitti tai muut faasit voivat kasvaa ennen jähmettymisen loppumista. Jopa harvat mikrokiteet voivat muuttaa väriä, läpinäkyvyyttä ja optista käyttäytymistä.
Konkhoidaalinen murtuma
Tuore obsidiaani murtuu sileinä, kuorimaisina kaarina. Tämä murtumakuviotyyppi teki obsidiaanista tärkeän työkalujen materiaalin ja selittää, miksi särmät voivat olla erittäin teräviä.
Lajikkeet ja ulkonäkötyylit
Useimmat obsidiaanin lajikkeet eivät ole erillisiä mineraalilajeja. Ne ovat ulkonäkötyylejä, joita tuottavat kemia, inkluusiot, kaasukuplat, sisäiset kalvot, virtauksen rakenteet tai devitrifikaatio.
| Lajike tai tyyli | Ulkonäkö | Geologinen syy | Huomautuksia |
|---|---|---|---|
| Musta obsidiaani | Hiilenmusta tai savunmusta, usein peilimäinen kiillotettuna. | Tiheä vulkaaninen lasi, jossa rautapitoisia aineksia ja vähän näkyvää kiteytymistä. | Ohuet reunat voivat läpäistä ruskeaa, harmaata tai savunväristä valoa. |
| Mahonginobsidiaani | Musta lasi, jossa punaruskeita tai ruosteenvärisiä laikkuja tai vyöhykkeitä. | Rautaoksiditahroja, hematiittipitoisia alueita tai hapettuneita virtauksen rakenteita lasissa. | Usein vähemmän peilimustaa kuin puhdas musta materiaali, mutta visuaalisesti lämpimämpi ja maanläheisempi. |
| Lumihiutaleobsidiaani | Musta tai hiilenharmaa lasi, jossa vaaleanharmaat tai valkoiset pyöreät ”lumihiutale”-kuviot. | Devitrifikaation sferuliitit, yleisesti kristobaliittipitoiset säteittäiset klusterit. | Vaaleat merkit ovat sisäisiä rakenteita, eivät maalia tai pintakäsittelyä. |
| Hopea- tai kultakiiltoinen obsidiaani | Metallinhohtoinen harmaa, hopea tai lämmin kultainen kiilto vinovalossa. | Suuntautuneet rakkulat, mikrokalvot ja virtauksen suuntaiset laminaatit heijastavat valoa. | Leikkaussuunta säätelee voimakkaasti kiillon kirkkautta ja sijaintia. |
| Sateenkaariobsidiaani | Hienovaraiset vihreän, purppuran, sinisen, kullan tai punaisen raidat tai kaaret, jotka näkyvät tietyissä kulmissa. | Rakenteellinen väri ohuista sisäisistä kalvoista, laminaateista ja valon interferenssistä. | Todellinen sateenkaari-ilmiö riippuu kulmasta ja voi jäädä piiloon, jos se leikataan väärään suuntaan. |
| Vyöhykkeinen obsidiaani | Kaarevat, nauhamaiset, savuiset, harmaat, ruskeat, punaiset tai mustat kerrokset. | Virtausvyöhykkeet, koostumusraidat ja leikatut rakenteet jäädytettyinä lasiin. | Sivuvalaistus ja kiillotetut pinnat paljastavat voimakkaimman vyöhykekontrastin. |
| Apache-kyyneletyyliset kyhmyt | Pieniä pyöristyneitä tai lähes pyöristyneitä tumman lasin kyhmyjä, usein läpikuultavia ohuissa reunoissa. | Obsidiaanin kyhmyjä, jotka ovat rapautuneet tai irronneet hydratoituneesta tulivuorilasista tai perliitistä. | Usein luonnollisesti pyöristyneitä, ei muotoon leikattuja. |
| Tulirot obsidiaani | Voimakkaita värivälähdyksiä, joskus punaisia, oransseja, vihreitä tai kultaisia, tarkassa valaistuksessa. | Erittäin hienoja suuntautuneita oksidi- tai nanokidekerroksia valikoidussa materiaalissa. | Harvinainen ja hyvin riippuvainen leikkaussuunnasta ja huolellisesta kiillotuksesta. |
| Perliittiin liittyvä obsidiaani | Tumma lasi, jossa vaaleita hydratoituneita alueita, kaarevia halkeamia tai kyhmyisiä muotoja. | Vesi tunkeutuu tulivuorilasiin, laajentaa sitä ja halkeilee perliittiseksi rakenteeksi. | Perliitti on tulivuorilasin hydraatiotuote, ei erillinen magman sulamislaji. |
Tunnistus ja samankaltaiset
Obsidiaani tunnistetaan lasimaisen kiillon, konkoidisen halkeaman, lohkeamattomuuden, kohtuullisen kovuuden ja tulivuoriyhteyden yhdistelmällä. Värin perusteella ei voi yksinään tunnistaa.
Hyödyllisiä tunnistusvinkkejä
- Lasimainen tai peilimäinen kiilto tuoreilla tai kiillotetuilla pinnoilla.
- Sileä konkoidinen halkeama, jossa kaarevia aaltoja tai kuorimaisia murtumia.
- Ei lohkeamista eikä näkyvää rakeista kidekuviota tuoreissa tiiviissä kohdissa.
- Ohuet reunat voivat läpäistä savunruskeaa, harmaata, vihertävää tai meripihkan väristä valoa.
- Kovuus noin Mohsin asteikolla 5–5,5, yleensä pehmeämpi kuin kvartsit ja monet jaspikset.
- Suhteellinen tiheys yleensä noin 2,35, kevyempi kuin monet tiheät kiteiset kivet.
Yleisiä sekaannuksia
- Basaltti: yleensä kiteistä tai mikrokiteistä eikä lasimaista kauttaaltaan.
- Musta jaspis tai piikivi: kovempaa, vahamaisempaa tai himmeämpää ja yleensä ei lasimaista tuoreilla pinnoilla.
- Onyx tai värjätty kalcedoni: kvartsiperheen materiaali, jolla on kovempi kovuus ja erilainen halkeamiskäyttäytyminen.
- Rikkihiekka tai valmistettu lasi: saattaa sisältää teollisia kuplia, epätavallisia värejä, pyörteitä tai tuotantoyhteyksiä.
- Jet: orgaaninen, kevyt ja erilainen halkeamien, kiillon ja lämpöreaktion suhteen.
Hydraatio, devitrifikaatio ja rapautuminen
Obsidiaani on kestävä ihmisen aikaskaalaan nähden, mutta epävakaa geologisessa ajassa. Vesi ja lämpö muuttavat tulivuorilasin hitaasti uusiksi rakenteiksi ja mineraaleiksi.
Hydraatiokuori
Vesi diffundoituu lasiin paljaista pinnoista muodostaen ohuen hydrataatiokuoren. Arkeologit voivat käyttää hydrataation paksuutta ajoitustutkimuksissa, mutta lämpötila, koostumus ja hautausympäristö vaikuttavat tuloksiin voimakkaasti.
Perlitisaatio
Hydratoitunut vulkaaninen lasi voi laajentua ja haljeta pyöreiksi perliittisiksi kuvioiksi. Tämä prosessi voi ympäröidä tummempia lasinoduleita vaaleammalla hydratoituneella materiaalilla.
Devitrifikaatio
Lasi voi osittain kiteytyä ajan myötä tai uudelleenlämmityksen aikana. Sferuliitit, litofyysit ja sameat vyöhykkeet tallentavat tämän siirtymän lasista kiteiseen aineeseen.
Pintojen kuluminen
Luonnolliset pinnat voivat muuttua himmeiksi, kuopaisiksi, helmiäisiksi tai karheiksi kosteuden, kulutuksen, maaperän kemian ja mikrohalkeamien vuoksi. Tuore särö näyttää usein paljon lasimaisemmalta kuin vanha kulunut ulkopinta.
Leikkaussuunta ja visuaaliset tulokset
Obsidiaani palkitsee harkitulla suuntauksella. Sama raakapala voi näyttää yksinkertaiselta, metalliselta, vyöhykkeiseltä tai sateenkaaren väriseltä leikkaus- ja valonsuunnasta riippuen.
Kiiltemateriaali
Kirkkaimmat hopea- tai kultaefektit näkyvät, kun kiillotettu pinta leikkaa kohdistetut kuplakerrokset ja heijastavat kalvot oikeassa kulmassa. Huonosti suunnattu leikkaus voi tehdä voimakkaasta karkeasta pinnasta hillityn.
Sateenkaarimateriaali
Sateenkaariobsidiaani on erityisen kulmasidonnainen. Jalokivisepät etsivät usein suuntaa, jossa vyöhykkeet avautuvat selkeästi, ennen kuin valitsevat kupolin, pinnan tai riipuksen suunnan.
Vyöhykemateriaali
Virtausvyöhykkeet voidaan leikata rinnakkain rauhallisiksi nauhoiksi tai poikittain kankaalle dramaattisempia kaaria ja maisemia varten. Kuvio on yhtä aikaa geologinen tallenne ja koostumuksellinen muotoilu.
Lumihiutalemateriaali
Leikkaaminen sferulaaristen vyöhykkeiden läpi paljastaa vaaleiden klustereiden jakautumisen ja syvyyden. Jos lastut ovat matalia, aggressiivinen hionta voi vähentää kuviointia pinnalla.
Hoito, käsittely ja säilytys
Obsidiaania tulee käsitellä luonnonlasina: se on kiillotettavissa erinomaisesti, visuaalisesti vahva ja historiallisesti merkittävä, mutta hauras ja altis teräville iskuille.
Puhdistus
Käytä pehmeää kuivaa tai kevyesti kosteaa mikrokuituliinaa. Miedot saippuat ja lyhyt haalea vesikontakti riittävät yleensä tarvittaessa; kuivaa nopeasti ja vältä hankaavia jauheita.
Iskut ja reunat
Obsidiaani on hauras ja voi lohjeta teräviksi sirpaleiksi. Raakoja lastuja, rikkoutuneita kärkiä ja ohuita reunoja tulee käsitellä varoen ja säilyttää erillään kankaasta, ihosta ja muista kivistä.
Lämpö ja kemikaalit
Vältä äkillisiä lämpötilan muutoksia, avotulta, höyrypuhdistusta, ultraäänipuhdistusta, happoja, vahvoja liuottimia ja voimakkaita kotitalouspuhdistusaineita. Lämpökuormitus voi pahentaa halkeamia tai lohkeamia.
Säilytys
Säilytä erillään kovemmista mineraaleista, metallireunoista, avaimista ja hankaavasta hiekasta. Vuorattu tarjotin, pehmustettu laatikko tai pehmeä pussi auttaa säilyttämään kiillon ja estämään reunavauriot.
Lukijoiden usein kysymiä kysymyksiä
Onko obsidiaani kide?
Ei. Obsidiaani on luonnollista vulkaanista lasia. Sitä kuvataan yleensä mineraaloidiksi, koska sillä ei ole pitkän kantaman kiteistä rakennetta, joka määrittää mineraalit kuten kvartsin tai maasälvän.
Miksi obsidiaani muodostuu useammin rhyoliittisesta kuin basalttisesta lavasta?
Rhyoliittiset ja muut felsiset laavat ovat piipitoisia ja hyvin viskooseja. Niiden atomit liikkuvat hitaasti, joten nopea jäähtyminen voi jäädyttää sulan lasiksi. Basalttinen lava on juoksevampaa ja kiteytyy yleensä helpommin, vaikka basalttista lasia voi muodostua erityisissä sammutusympäristöissä.
Mikä tekee obsidiaanista mustan?
Tumma väri johtuu kemiasta, mikroskooppisista sulkeumista, rautapitoisista aineksista ja siitä, miten tiheä lasi imee valoa. Ohuet reunat voivat silti läpäistä savunruskeaa, harmaata tai vihertävää valoa.
Ovatko sateenkaari- ja kiiltävä obsidiaani luonnollisia?
Ne voivat olla luonnollisia. Aidoissa materiaaleissa vaikutukset johtuvat sisäisistä rakenteista, kuten järjestäytyneistä kuplista, ohuista kalvoista tai oksidirikkaista kerroksista. Vaikutuksen tulisi muuttua kulman mukaan, ei olla kuin pintamaali.
Ovatko lumihiutaleet lumihiutaleobsidiaanissa pysyviä?
Kyllä. Vaaleat jäljet ovat sisäisiä mikrokiteisiä sferuliitteja, eivät poistettavissa oleva pintakuvio. Kuitenkin matalaa kuviointia voi vähentää hiomalla, ja kaikki obsidiaani tulisi suojata kovalta kulumiselta.
Voiko obsidiaania käyttää jokapäiväisessä koruissa?
Sitä voi käyttää menestyksekkäästi riipuksissa, korvakoruissa, helmissä ja suojatuissa asusteissa. Sormukset ja rannekorut altistuvat enemmän iskuille ja kulumiselle, joten niitä tulisi käyttää varoen.
Miten vanhaa kulunutta obsidiaania tulisi tulkita?
Sameat tai karheat pinnat voivat heijastaa hydrataatiota, kulumista, maaperän kemiaa tai pitkää altistumista. Kulunut ulkopinta ei välttämättä tarkoita, että sisäpuolelta puuttuisi lasimainen kiilto.
Yhteenveto
Obsidiaani on geologinen tulos piipitoisen vulkaanisen sulan jäähtymisestä nopeammin kuin se ehtii kiteytyä. Sen eri lajikkeet eivät ole mielivaltaisia värejä mustassa kivessä; ne ovat viskositeetin, sammutuksen, virtauksen, loukkuun jääneen kaasun, rautaoksidien, ultraohuiden kalvojen, hydrataation ja devitrifikaation tallenteita. Tämän näkökulman kautta katsottuna kiillotettu obsidiaanipala on tiivis vulkaaninen historia: nopeasti syntynyt lasi, liikkeen muovaama ja ajan myötä hitaasti muuttunut.