ラバ（火山岩）：物理的および光学的特性
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溶岩：物理的および光学的特徴
溶岩は地球の表面に達して冷却される溶融岩石で、火山岩または火成岩（火山岩）になります。その外観は化学組成、ガス含有量、冷却速度、環境によって異なります。玄武岩の流れは密な炭化石、泡立ったスコリア、海底の枕状溶岩、またはガラス質のタキライトになることがあり、シリカ豊富な噴火は黒曜石に急冷したり軽石に膨張したりします。
冷却後の溶岩の変化
溶岩は単一の鉱物ではありません。マグマの地表への表出であり、冷却後は結晶、ガラス、気泡、時には後からの鉱物充填物からなる火山岩になります。だからこそ、「溶岩岩」の物理的および光学的性質は、密な玄武岩から浮くこともある軽石まで非常に幅広く変化します。
組成が最も重要です。玄武岩質溶岩は鉄とマグネシウムが豊富で、通常は暗色で比較的流動的であり、斜長石、輝石、橄欖石、鉄チタン酸化物で構成されることが多いです。安山岩質溶岩は組成と粘度が中間的で、しばしば灰色から茶色で斑状組織を持ちます。流紋岩質溶岩はシリカが豊富で非常に粘性が高く、特に火山ガラス、黒曜石、非常に多孔質な軽石を形成しやすいです。
玄武岩質溶岩
低粘度の苦鉄質溶岩で、細粒の玄武岩、縄状のパホイホイ表面、破砕されたアア溶岩の塊、スコリア、海底の枕状溶岩を形成することが多いです。
安山岩質溶岩
中間的な溶岩で粘度は中程度、しばしば細かい灰褐色の基質中に斜長石、輝石、角閃石の斑晶が見られます。
流紋岩質溶岩
黒曜石に急冷することができるシリカ豊富な溶岩で、軽石に膨張したり、細かい流れの帯や脱晶質化のテクスチャを保持したりします。
物理的および光学的特性
以下の値は一般的な火山岩の材料、特に玄武岩質溶岩を説明しています。溶岩は鉱物、ガラス、気泡、変質生成物の集合体であるため、個々の塊は異なる場合があります。
| 特性 | 典型的な溶岩の材料 | 解釈上の注記 |
|---|---|---|
| 材料の種類 | 火成岩（火山岩） | 結晶、火山ガラス、気泡、酸化皮膜、二次鉱物を含むことがあります。 |
| 一般的な鉱物 | 斜長石、輝石、橄欖石、磁鉄鉱、イルメナイト、火山ガラス | 安山岩質溶岩には角閃石が含まれることがあり、流紋岩質ガラスは手持ち標本のスケールでは鉱物が少ないことがあります。 |
| 色 | 黒、暗灰色、茶色、レンガ色、クリーム色、淡灰色、またはガラス質の黒 | 新鮮な玄武岩は通常黒色から炭色で、赤いスコリアは鉄の酸化を反映し、軽石はしばしば淡色です。 |
| 質感 | 微粒状、泡状、ガラス質、斑状、泡立った、スコリア状、ロープ状、塊状、または枕状 | 質感は冷却速度、ガス含有量、噴火様式、溶岩が空気中または水中で冷えたかを記録します。 |
| モース硬度 | 全体で約5から6.5 | オブシディアンは通常約5から5.5で、軽石はモース硬度6近くのガラス質材料にもかかわらずもろいことがあります。 |
| 比重と見かけの密度 | 比重は通常約2.7から3.1で、多孔質の場合は見かけの密度がはるかに低くなることがあります | 軽石は気泡が密閉されているため浮くことがあり、スコリアは緻密な玄武岩より軽いです。 |
| 光沢 | 鈍い、土質、亜ガラス光沢、絹のようなつや消し、またはガラス光沢 | オブシディアンはガラス光沢があり、玄武岩は新しい割れ目で微妙な光沢を示すことがあり、軽石は通常つや消しです。 |
| 割れ目 | 不均一で粒状、粗く、ささくれ状、またはガラスの貝殻状 | オブシディアンは鋭い貝殻状の割れ目で割れます。泡状岩は気泡の壁に沿って割れます。 |
| 条痕 | 灰色がかった暗色で、一般的に診断的ではありません | 岩石は混合物であるため、条痕は質感、磁性、密度、文脈ほど有用ではありません。 |
| 磁性 | 弱磁性から局所的に磁性あり | 磁鉄鉱とイルメナイトは特に玄武岩質の物質で反応を示すことがあります。 |
| 酸反応 | 弱酸では溶岩自体から泡立ちはありません | 後期の炭酸塩被覆や充填物は反応することがありますが、火山母岩は石灰岩ではありません。 |
| 光学的性質 | 変動あり：基質中の複屈折結晶、オブシディアン中の等方的ガラス | 薄片では斜長石、輝石、橄欖石、ガラス、微小結晶が見られ、オブシディアンは主に等方的です。 |
| 蛍光性 | 通常は不活性 | 一部の被覆物、ゼオライト、方解石、またはアミグダルは蛍光を示すことがありますが、溶岩母岩自体は通常示しません。 |
光学的挙動
溶岩の光学的挙動は冷却速度によって制御されます。急速な冷却はガラスを保存し、溶岩流内でも遅い冷却は微細な結晶を生成します。気泡は光を散乱させ、ガラス状の表面は鏡のような反射を返すことがあります。
オブシディアンは火山ガラスです。非晶質で光学的に等方的であるため、結晶性の火山岩とは異なる挙動を示します。磨かれたまたは新しく割れた縁は、光沢のある鏡のような輝き、貝殻状の割れ目、流動帯状構造、そして一部の種類では光沢効果や雪の結晶状球状体を示すことがあります。
玄武岩と安山岩は細かい基質中に微小な結晶を含む。薄片では斜長石の板状結晶に多重合成双晶が見られ、輝石は高い屈折率を持ち、橄欖石は変質または新鮮な斑晶として現れることがある。軽石とスコリアは光学的に気泡が支配的で、光が泡の壁に散乱し、マットで泡のような外観を作り出す。
色と表面の安定性
溶岩の色は化学組成と風化の記録である。新鮮な玄武岩は鉄を多く含む珪酸塩、火山ガラス、鉄チタン酸化物のため黒から炭色である。スコリアは気泡の壁に沿って鉄が酸化するため黒、マホガニー、レンガ色になることがある。軽石はガラスがきれいな場合はクリーム色、淡灰色、白色が一般的で、鉄を含む流体が通った部分は黄褐色から錆色に染まる。
黒曜石は通常黒色だが、鉄の酸化、脱ガラス化、結晶成長、微細な包有物によりマホガニー色、雪の結晶模様、帯状、光沢を持つ種類もある。ほとんどの火山岩は通常の屋内展示で安定しているが、ガラス状の表面は非常に長期間で水和層を形成することがある。急激な加熱・冷却は避けるべきで、火山ガラスは熱衝撃でひび割れや割れが生じることがある。
黒色と炭色
新鮮な玄武岩、タキライト、黒曜石に典型的。新しい割れ目は風化した外表面よりも暗くてきれいなことが多い。
赤色と茶色の酸化
スコリア、シンダー、風化した玄武岩に一般的で、鉄を含む鉱物が空気や地表近くの水で酸化している。
淡色軽石
通常、シリカが豊富な泡立ったガラスに結びつき、多数の密閉された気泡を持つ。その見かけの低密度は構造的なものであり、別の鉱物の存在ではない。
質感と形態
火山岩は色だけでなく質感によってより確実に識別されることが多い。泡の壁、ガラス状の割れ目、流れの帯状構造、枕状構造、結晶の大きさはすべて噴火と冷却の条件を記録している。
| 質感または形態 | 形成の仕方 | 目に見える特徴 | 一般的な材料 |
|---|---|---|---|
| 微細晶玄武岩 | 急速な冷却により、拡大しないと見えにくい小さな結晶ができる。 | 密度の高い暗灰色から黒色の石で、時に微妙な割れ目の光沢がある。 | 玄武岩と細粒の安山岩。 |
| 気泡状溶岩 | 溶解したガスは圧力が下がると膨張し、冷却中の岩石に泡を残す。 | 丸みを帯びたまたは伸びた穴；気泡が多いとサイズの割に軽い。 | スコリア、気泡状玄武岩、軽石。 |
| スコリア | 中間質からマフィック質の溶岩は泡立ち、その後、軽石よりも厚い泡の壁を持って冷え固まる。 | 暗色、錆色、または赤褐色の多孔質岩で粗い表面。 | 玄武岩質から安山岩質のスコリアと流れ。 |
| 軽石 | ガスを多く含むケイ素豊富なマグマが泡立つガラスに膨張します。 | 淡色で軽く、多孔質が非常に多く、水が孔に入るまで浮くことがあります。 | 流紋岩質からデイサイト質の軽石。 |
| 黒曜石 | ケイ素が豊富な溶岩は結晶ではなくガラスを保存するほど速く急冷されます。 | ガラス光沢、貝殻状の破断面、鋭い縁、流れの帯、または一部の破片に球状体。 | 流紋岩質の火山ガラス。 |
| パホイホイ | 流動性のある玄武岩は柔軟な冷却皮膜を形成し、下の溶岩が動き続けると折りたたまれます。 | ロープ状、滑らか、折りたたまれた、または膨らんだ表面。 | 玄武岩質の流れの表皮。 |
| ʻAʻā（アア） | より乱れた流れは、動く溶岩が引き裂かれて角ばったクリンカーに分解します。 | ギザギザで粗く、角ばった表面と鋭い破片。 | 玄武岩質の流れとスコリア。 |
| 枕状溶岩 | 溶岩は水中で噴出し、ガラス質の冷却縁を持つ丸みを帯びた塊に急冷されます。 | 球状で積み重なった枕状の形状で、しばしば放射状の割れ目や冷却縁があります。 | 海底玄武岩。 |
| 溶岩爆弾 | 溶融または可塑性の破片が飛行中に噴出され形作られます。 | 空力的、ねじれた、紡錘形、リボン状、またはパンの皮のような形状。 | 玄武岩質から安山岩質の噴出物。 |
| アミグダロイド溶岩 | 気泡は後に二次鉱物で満たされます。 | 母岩中のカルセドニー、アゲート、方解石、ゼオライト、その他の鉱物の丸みを帯びた充填物。 | 後期の流体変質を受けた玄武岩と安山岩。 |
識別と類似物
溶岩を正しく識別するには、質感、密度、磁性、破断面、文脈を組み合わせる必要があります。色だけでは信頼できません：黒い工業用ガラス、炉スラグ、石炭クリンカー、染色された多孔質ビーズ、人工造園材料は一見すると火山岩に似ています。
簡単な観察
- 気泡を探してください：気泡は丸いもの、伸びたもの、開いたもの、鉱物で満たされたものがあります。
- 重さを確認してください：軽石は異常に軽く、スコリアは密度の高い玄武岩より軽く、緻密な玄武岩はしっかりとした重さを感じます。
- 小さな磁石を使ってください：玄武岩は磁鉄鉱やイルメナイトのために弱く反応することがあります。
- 破断面を観察してください：黒曜石は鋭い貝殻状のガラス破断面を持ち、玄武岩はより粒状に割れます。
- 弱酸は火山の母岩で泡立つべきではありませんが、炭酸塩の充填物は反応することがあります。
工業用スラグ
スラグは気泡状で暗いことがありますが、しばしば不自然なガラスのような色、金属の混入物、鉄の擦り跡、非常に角ばった人工的な表面、または火山地帯ではなく鋳造所、古い鉄道跡、焚き火跡、工業廃棄物に関連する文脈を示します。
黒曜石と人工ガラス
どちらもガラス質で貝殻状破断面を持ちます。天然のオブシディアンは流れの帯、鉱物包有物、球状体、または妥当な火山環境を示すことが多いですが、人工ガラスは型の跡、異なる性質の気泡、または非地質的な色の一貫性を示すことがあります。
玄武岩と安山岩
玄武岩は通常、より暗く、オリビン、輝石、鉄チタン酸化物が豊富です。安山岩は一般的に灰色から茶色で、より目立つ長石や角閃石の斑晶が見られることがあります。正確な分類には実験室での方法が必要です。
顕微鏡の手がかり
薄片では、双晶を持つ斜長石の板状結晶、高い浮き彫りの輝石、オリビンの斑晶、Fe-Ti酸化物、ガラス質の基質、微結晶が見られることがあります。オブシディアンは主に等方性のガラスですが、スノーフレークオブシディアンは脱晶過程で形成された放射状の球状体を含みます。
ケア、取り扱い、保管
火山岩は、丈夫で密な玄武岩から壊れやすい軽石や鋭利な火山ガラスまでさまざまです。最も安全なケア方法はシンプルで、ほこりを優しく取り除き、不要な油分や化学薬品を避け、多孔質の部分は下から支えることです。
清掃
柔らかいブラシ、エアバルブ、または乾いたマイクロファイバークロスを使ってください。安定した玄武岩、スコリア、軽石には軽く優しくすすぐこともできますが、気泡に水分が残らないように十分に乾かしてください。油分や強い石鹸は多孔質の表面を暗くし、ほこりを引き寄せることがあります。
鋭いガラス
オブシディアンの破片や天然の火山ガラス繊維は皮膚を切ることがあります。粗いオブシディアンは広い面を持って扱い、鋭い部分は保管時に包み、壊れやすいガラス繊維は目やペット、布から遠ざけてください。
多孔質材料
軽石やスコリアは、薄い気泡の壁で砂や破片が落ちたり崩れたりすることがあります。多孔質の縁を強く挟まないでください。振動で壁が擦り減らないようにクッション材を使って保管してください。
熱と湿気
オーブン、沸騰水、直接の炎、急激な温度変化は避けてください。火山ガラスは熱衝撃で割れることがあり、多孔質の岩石は加熱時に膨張する水分を閉じ込めることがあります。
溶岩の観察と撮影
溶岩を視覚的に研究する最良の方法は、質感に合った光を使うことです。密な玄武岩には柔らかい側面光が適しています。スコリアや軽石には、気泡に小さな影を落とす斜め光が必要です。オブシディアンは、流れの帯を明らかにするための広い反射光と、ガラスが特徴のない黒にならないようにするための柔らかい光の2つが必要なことが多いです。
孔隙には斜め光を使う
低い側面角度により、気泡の壁、粗いスコリアの表面、アア溶岩のクリンカー、アミグダルが見やすくなります。
ガラスの反射を制御する
オブシディアンは、表面を過度に露出させることなく光沢を示す広くて清潔な反射で最もよく見えます。
スケールと密度の手がかりを示すこと
全体像と気泡、割れ目、鉱物の充填のクローズアップを組み合わせてください。軽石の場合は、適切な場合に低い見かけの密度を示すために慎重に浮遊テストを行うことができます。
色の編集は控えめに
玄武岩、スコリア、軽石、黒曜石は過度のコントラストや彩度によって誤解されやすいです。中立的な背景は質感をより読みやすくします。
よくある質問
溶岩岩は単一の鉱物ですか？
いいえ。溶岩岩は火山岩であり、鉱物、ガラス、空隙、時には二次的な充填物の混合物です。だからこそ、その硬度、密度、光沢、磁気反応は個々の石によって異なります。
なぜ一部の溶岩は浮くのですか？
多孔質の軽石は多くの密閉された気泡を含み、その見かけの密度は水よりも低いことがあります。時間が経つと水が孔に入り、同じ石が最終的に沈むこともあります。
黒曜石は普通の溶岩岩と同じですか？
黒曜石は火山ガラスで、通常は結晶が成長する前に急速に冷えたケイ酸塩が豊富な溶岩から形成されます。火山岩の一種ですが、光学的および物理的には結晶性の玄武岩よりも自然ガラスに近い性質を持ちます。
溶岩は紫外線下で蛍光を発しますか？
火山の母岩は通常不活性です。時折、蛍光は溶岩自体ではなく、空隙や被膜に後からできた方解石や特定のゼオライトなどの鉱物から発生することがあります。
溶岩岩は水槽やテラリウムで使えますか？
密な玄武岩や多孔質の溶岩岩は、よく洗浄しブラッシングした後、一部のアクアスケープやテラリウムで一般的に使用されます。鋭い黒曜石は動物が切れる恐れがある場所では避けるべきであり、敏感な生息地では水質や物理的安全性のテストが必要です。
スラグはどのようにして多孔質の溶岩と区別できますか？
スラグはしばしば工業的な背景、不自然なガラスの色、金属の混入物、異常に重い部分、または人工的に見える流動面を示します。自然の溶岩は火山の文脈、鉱物の質感、酸化の皮膜、地質学的な関連性によってより支持されます。
溶岩の本質的な特徴
溶岩は地表で生まれ動いている岩石が固まったものです。その物理的および光学的特性の範囲は非常に広く、玄武岩は密度が高く暗い色をしていることがあり、スコリアは赤褐色で多孔質、軽石は淡い色で浮力があり、黒曜石は鏡のように輝く黒い火山ガラスです。これらを統一するのは、地表での急速な冷却であり、ガス、ガラス、結晶、酸化、水がすべて完成した石に目に見える痕跡を残します。