용암 (화산암): 물리적 및 광학적 특성
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용암: 물리적 및 광학적 특성
용암은 지표에 도달해 냉각되어 화산암 또는 화성암(화산암)으로 변하는 용융암석입니다. 그 외관은 화학 성분, 가스 함량, 냉각 속도, 환경에 따라 달라집니다: 현무암류는 치밀한 숯돌, 거품 많은 스코리아, 수중 필로우, 유리질 타킬라이트가 될 수 있고, 규산이 풍부한 분출물은 흑요석으로 급냉되거나 부석으로 팽창할 수 있습니다.
냉각 후 용암이 되는 것
용암은 단일 광물이 아닙니다. 용암은 마그마의 표면 표현이며, 냉각 후에는 결정, 유리, 기포, 때로는 후속 광물 충전물로 이루어진 화산암이 됩니다. 그래서 “용암암”의 물리적 및 광학적 특성은 치밀한 현무암부터 떠다니는 부석까지 매우 다양합니다.
구성이 가장 중요합니다. 현무암질 용암은 철과 마그네슘이 풍부하며 보통 어둡고 비교적 유동적이며, 주로 사장석, 휘석, 감람석, 철-티타늄 산화물로 구성됩니다. 안산암질 용암은 구성과 점도에서 중간이며, 종종 회색에서 갈색이고 현정질입니다. 유문암질 용암은 규산이 풍부하고 점도가 매우 높으며, 특히 화산 유리, 흑요석, 매우 다공성인 부석을 형성하기 쉽습니다.
현무암질 용암
저점도의 마그마 용암으로, 일반적으로 미세립 현무암, 밧줄 모양의 파호에호 표면, 부서진 아아 클링커, 스코리아, 수중 필로우를 형성합니다.
안산암질 용암
중간 점도의 중간질 용암으로, 종종 미세한 회갈색 기저질 내에 장석, 휘석, 또는 각섬석 현정질을 포함합니다.
유문암질 용암
규산이 풍부한 용암으로 흑요석으로 급냉되거나 부석으로 팽창하거나 미세한 흐름 띠와 탈유리 조직을 보존할 수 있습니다.
물리적 및 광학적 특성
아래 값들은 일반적인 화산암 재료, 특히 현무암질 용암을 설명합니다. 용암은 광물, 유리, 기포, 변질 산물의 집합체이기 때문에 개별 조각은 다를 수 있습니다.
| 특성 | 일반적인 용암 재료 | 해석 노트 |
|---|---|---|
| 재료 유형 | 화성암(화산암) | 결정, 화산 유리, 기포, 산화 껍질, 2차 광물을 포함할 수 있습니다. |
| 일반 광물 | 사장석, 휘석, 감람석, 자철석, 일메나이트, 화산 유리 | 안산암 용암은 각섬석을 포함할 수 있으며, 리올라이트 유리는 시료 크기에서 광물이 적을 수 있습니다. |
| 색상 | 검정, 짙은 회색, 갈색, 벽돌색, 크림색, 옅은 회색 또는 유리 같은 검정색 | 신선한 현무암은 보통 검정색에서 숯색이며, 붉은 스코리아는 철 산화를 반영하고, 부석은 종종 옅은 색입니다. |
| 질감 | 세립질, 기포질, 유리질, 포화상, 거품상, 스코리아상, 밧줄상, 블록상 또는 베개상 | 질감은 냉각 속도, 가스 함량, 분출 양상, 그리고 용암이 공기 중에서 냉각되었는지 물 속에서 냉각되었는지를 기록합니다. |
| 모스 경도 | 전체적으로 약 5에서 6.5 사이 | 흑요석은 보통 약 5에서 5.5 사이이며, 부석은 모스 경도 6 근처의 유리질임에도 부서지기 쉽습니다. |
| 비중 및 겉보기 밀도 | 골격은 보통 약 2.7에서 3.1 사이이며, 다공성일 때는 겉보기 밀도가 훨씬 낮을 수 있습니다. | 부석은 밀봉된 기포 때문에 부피 밀도가 낮아 떠 있을 수 있으며, 스코리아는 조밀한 현무암보다 가볍습니다. |
| 광택 | 무광, 흙빛, 반유리광, 비단결 무광 또는 유리광택 | 흑요석은 유리광택이며, 현무암은 신선한 파손면에서 미묘한 광택을 보일 수 있고, 부석은 보통 무광입니다. |
| 파손면 | 불규칙하고, 과립상이며, 거칠고, 조각 같은 또는 유리에서 조개껍질 모양 | 흑요석은 날카로운 조개껍질 모양의 파손면을 가지며, 기포암은 기포 벽을 따라 부서집니다. |
| 줄무늬 | 회색빛에서 어두운 색, 일반적으로 진단적이지 않음 | 암석은 혼합물이라 줄무늬는 질감, 자성, 밀도, 맥락보다 덜 유용합니다. |
| 자성 | 약하게 자성을 띠거나 국소적으로 자성을 띰 | 자철석과 일메나이트는 특히 현무암 물질에서 반응을 일으킬 수 있습니다. |
| 산 반응 | 약한 산에서는 용암 자체에서 거품이 일지 않음 | 늦은 탄산염 코팅이나 충전물은 반응할 수 있지만, 화산암 자체는 석회암이 아닙니다. |
| 광학적 성질 | 변동성: 기저질 내의 이중 굴절 결정과 흑요석 내의 등방성 유리 | 얇은 단면에서는 사장석, 휘석, 감람석, 유리, 미세결정이 나타나며, 흑요석은 주로 등방성입니다. |
| 형광성 | 대체로 비활성 | 일부 코팅, 제올라이트, 방해석 또는 암이달은 형광을 나타낼 수 있지만, 용암 자체는 일반적으로 그렇지 않습니다. |
광학적 특성
용암의 광학적 특성은 냉각 속도에 의해 결정됩니다. 빠른 냉각은 유리를 보존할 수 있지만, 느린 냉각은 용암 흐름 내에서도 미세한 결정체를 생성합니다. 기포는 빛을 산란시키고, 유리 표면은 거울 같은 반사를 할 수 있습니다.
흑요석은 화산 유리입니다. 비정질이며 광학적으로 등방성이어서 결정질 화산암과는 다르게 작용합니다. 광택이 나는 거울 같은 광택, 조개껍질 모양의 파손면, 흐름 무늬, 그리고 일부 종류에서는 광택 효과나 눈송이 구상체를 보여줄 수 있습니다.
현무암과 안산암은 미세한 기질에 작은 결정이 포함되어 있다. 박편에서 사장석 결정은 다중 합성 쌍정이 보일 수 있고, 휘석은 보통 높은 돌출도를 가지며, 감람석은 변질되거나 신선한 현정석으로 나타날 수 있다. 부석과 스코리아는 광학적으로 공극이 지배적이다: 빛이 거품 벽을 가로질러 산란되어 무광택의 거품 같은 모습을 만든다.
색상과 표면 안정성
용암 색상은 화학 조성과 풍화의 기록이다. 신선한 현무암은 철이 풍부한 규산염, 화산 유리, 철-티타늄 산화물 때문에 검은색에서 숯색이다. 스코리아는 공극 벽을 따라 철이 산화되면서 검은색, 마호가니색, 벽돌색일 수 있다. 부석은 유리가 깨끗할 때 보통 크림색, 연한 회색, 흰색이며 철 함유 유체가 통과한 곳은 황갈색에서 녹슨 얼룩이 있다.
흑요석은 보통 검은색이지만 철 산화, 탈유리화, 결정 성장, 미세 포함물에 따라 마호가니, 눈송이, 띠무늬, 광택을 띤 변종이 있을 수 있다. 대부분 화산암은 일반 실내 전시에서 안정적이지만 유리질 표면은 매우 오랜 기간 수화층이 생길 수 있다. 급격한 가열과 냉각은 화산 유리가 열 충격으로 균열이나 파손될 수 있으므로 피해야 한다.
검은색과 숯색
신선한 현무암, 타킬라이트, 흑요석에 전형적이다. 신선한 균열은 종종 풍화된 외부 표면보다 더 어둡고 깨끗하다.
붉은색과 갈색 산화
스코리아, 시더, 풍화된 현무암에서 흔하며 철 함유 광물이 공기나 지표수 근처에서 산화된 경우이다.
연한 부석
보통 실리카가 풍부한 거품 유리와 다수의 밀봉된 공극과 관련된다. 낮은 겉보기 밀도는 구조적 특성이지 별도의 광물 정체성이 아니다.
질감과 형태
화산암은 색상만으로보다 질감으로 더 신뢰성 있게 식별된다. 거품 벽, 유리질 균열, 흐름 띠, 필로우, 결정 크기는 모두 분출과 냉각 조건을 기록한다.
| 질감 또는 형태 | 형성 과정 | 눈에 띄는 특징 | 일반적인 재료 |
|---|---|---|---|
| 세립 현무암 | 빠른 냉각으로 확대하지 않으면 쉽게 보이지 않는 작은 결정이 생성된다. | 조밀한 짙은 회색에서 검은색 돌, 때때로 미묘한 균열 광택이 있다. | 현무암과 미립 안산암. |
| 공극 용암 | 용해된 가스가 압력이 떨어지면서 팽창하여 식는 암석에 거품을 남긴다. | 둥글거나 늘어난 구멍; 공극이 많을 때 크기에 비해 가볍다. | 스코리아, 공극 현무암, 부석. |
| 스코리아 | 마피질에서 중간질 용암은 거품이 생긴 후, 부석보다 더 두꺼운 거품 벽을 가진 채로 식는다. | 어둡고, 녹슨 듯하거나, 적갈색의 다공성 암석으로 거친 표면을 가집니다. | 현무암에서 안산암까지의 스코리아와 흐름. |
| 부석 | 가스가 풍부한 규소가 풍부한 마그마가 거품이 많은 유리로 팽창합니다. | 옅고 가볍고 매우 다공성인 물질로, 물이 기공에 들어가기 전까지는 뜰 수 있습니다. | 유문암에서 데이사이트 부석. |
| 흑요석 | 규소가 풍부한 용암은 결정 대신 유리를 보존할 만큼 빠르게 급냉됩니다. | 유리광택, 조개껍질 모양 파쇄면, 날카로운 가장자리, 흐름 띠, 일부 조각의 구상체. | 유문암 화산 유리. |
| Pāhoehoe | 유동성 현무암은 용암이 아래에서 계속 움직이는 동안 접히는 유연한 냉각 피부를 형성합니다. | 밧줄 모양, 부드럽고, 접히거나 부풀어 오른 표면. | 현무암 흐름의 껍질. |
| ʻAʻā | 더 파괴된 흐름은 움직이는 용암이 찢어지면서 각진 클링커로 부서집니다. | 톱니 모양, 거칠고, 블록 같은 표면과 날카로운 조각들. | 현무암 흐름과 스코리아. |
| 베개 용암 | 용암이 수중에서 분출되어 유리질 냉각 가장자를 가진 둥근 덩어리로 급냉됩니다. | 구형, 쌓인, 베개 모양 형태로, 종종 방사형 균열이나 냉각된 가장자리가 있습니다. | 해저 현무암. |
| 용암 폭탄 | 용융 또는 플라스틱 조각이 비행 중에 분출되어 형성됩니다. | 공기역학적, 꼬인, 방추형, 리본형 또는 빵 껍질 모양. | 현무암에서 안산암까지의 분출물. |
| 아미그달로이드 용암 | 기포는 이후 2차 광물로 채워집니다. | 기질암 내에 방해석, 마노, 방해석, 제올라이트 또는 기타 광물의 둥근 충전물. | 후기 유체 변질이 있는 현무암과 안산암. |
식별 및 유사물
용암을 올바르게 식별하려면 질감, 밀도, 자성, 파쇄면, 맥락을 결합해야 합니다. 색상만으로는 신뢰할 수 없습니다: 검은색 산업용 유리, 용광로 슬래그, 석탄 클링커, 염색된 다공성 구슬, 인공 조경 재료는 모두 얼핏 보면 화산암과 비슷할 수 있습니다.
간단한 관찰
- 기포 관찰: 기포는 둥글거나, 늘어나거나, 열려 있거나, 광물로 채워져 있을 수 있습니다.
- 무게 확인: 부석은 비정상적으로 가볍게 느껴지고, 스코리아는 조밀한 현무암보다 가볍고, 조밀한 현무암은 단단하게 느껴집니다.
- 작은 자석 사용: 현무암은 자철석이나 티타닐철석 때문에 약하게 반응할 수 있습니다.
- 파쇄면 관찰: 흑요석은 날카로운 조개껍질 모양의 유리 파쇄면을 가지며, 현무암은 더 입상으로 부서집니다.
- 약한 산은 화산암 기질에서 거품을 일으키지 않아야 하지만, 탄산염 충전물은 반응할 수 있습니다.
산업용 슬래그
슬래그는 기포가 있거나 어두울 수 있지만, 종종 부자연스러운 유리빛 색상, 금속 포함물, 철 얼룩, 매우 각진 인공 표면, 또는 화산 지대가 아닌 주조장, 오래된 철도 침목, 화덕, 산업 폐기물과 관련된 맥락을 보여줍니다.
흑요석과 인공 유리
두 암석 모두 유리질이며 조개껍질 모양 파쇄면을 가집니다. 자연 흑요석은 종종 흐름 띠, 광물 포함물, 구상체, 또는 그럴듯한 화산 환경을 보여주지만, 인공 유리는 금형 자국, 다른 특성의 기포, 또는 비지질학적 색상 일관성을 보일 수 있습니다.
현무암과 안산암
현무암은 보통 더 어둡고 감람석, 휘석, 철-티타늄 산화물이 더 풍부합니다. 안산암은 일반적으로 회색에서 갈색이며 더 뚜렷한 장석 또는 각섬석 현상석을 보여줄 수 있습니다. 정확한 분류를 위해서는 실험실 방법이 필요합니다.
현미경 단서
얇은 단면은 쌍정이 있는 사장석 섬유, 고부상 휘석, 감람석 현상석, 철-티타늄 산화물, 유리질 기질, 미소결정을 보여줄 수 있습니다. 흑요석은 주로 등방성 유리이며, 눈송이 흑요석은 탈유리화 과정에서 형성된 방사형 구상체를 포함합니다.
관리, 취급 및 보관
화산암은 단단한 조밀 현무암부터 부서지기 쉬운 부석과 날카로운 화산 유리까지 다양합니다. 가장 안전한 관리 방법은 간단합니다: 먼지를 부드럽게 제거하고, 불필요한 기름이나 화학물질을 피하며, 다공성 조각은 아래에서 지지해 주세요.
청소
부드러운 브러시, 공기 주머니, 또는 마른 마이크로화이버 천을 사용하세요. 안정된 현무암, 스코리아, 부석은 짧고 부드러운 헹굼이 가능하지만, 기포에 수분이 남지 않도록 완전히 말려야 합니다. 기름과 강한 세제는 다공성 표면을 어둡게 하고 먼지를 끌어들일 수 있습니다.
날카로운 유리
흑요석 조각과 자연 화산 유리 섬유는 피부를 베일 수 있습니다. 거친 흑요석은 넓은 면으로 다루고, 날카로운 조각은 보관 시 감싸며, 깨지기 쉬운 유리 섬유는 눈, 반려동물, 옷감에서 멀리 두세요.
다공성 재료
부석과 스코리아는 모래를 흘리거나 얇은 기포 벽에서 부서질 수 있습니다. 기포가 있는 가장자리를 꽉 조이지 마세요. 진동으로 벽이 갈리지 않도록 쿠션을 대어 보관하세요.
열과 수분
오븐, 끓는 물, 직접 불꽃, 급격한 온도 변화를 피하세요. 화산 유리는 열 충격으로 균열이 생길 수 있고, 다공성 암석은 가열 시 팽창하는 수분을 가둘 수 있습니다.
용암 관찰 및 촬영
용암을 시각적으로 연구하는 가장 좋은 방법은 질감에 맞는 빛을 사용하는 것입니다. 조밀한 현무암은 부드러운 측면 빛이 유리합니다. 스코리아와 부석은 기포에 작은 그림자를 드리우는 경사광이 필요합니다. 흑요석은 흐름 띠를 드러내는 넓은 반사광과 유리가 특징 없는 검은색이 되지 않도록 하는 두 번째 부드러운 빛이 필요합니다.
기공을 관찰할 때는 경사광을 사용하세요
낮은 측면 각도는 기포 벽, 거친 스코리아 표면, ʻāʻā 클링커, 그리고 암이그달을 더 쉽게 볼 수 있게 합니다.
유리의 반사를 제어하기
흑요석은 표면을 과도하게 노출하지 않으면서 광택을 드러내는 넓고 깨끗한 반사로 가장 잘 보여집니다.
크기와 밀도 단서를 보여주세요
전체 모습과 기포, 균열, 광물 충전물의 근접 모습을 함께 보여주세요. 부석의 경우, 적절할 때 낮은 겉보기 밀도를 보여주는 신중하게 연출된 부유 테스트가 도움이 됩니다.
색상 편집은 절제하세요
현무암, 스코리아, 부석, 흑요석은 과도한 대비나 채도로 쉽게 잘못 표현될 수 있습니다. 중립적인 배경이 질감을 더 잘 읽히게 합니다.
자주 묻는 질문
용암 암석은 단일 광물인가요?
아니요. 용암 암석은 화산암으로, 광물, 유리, 기공, 때로는 2차 충전물의 혼합물입니다. 그래서 경도, 밀도, 광택, 자기 반응이 조각마다 다릅니다.
왜 어떤 용암은 뜨나요?
다공성이 매우 높은 부석은 밀폐된 기포가 너무 많아 전체 밀도가 물보다 낮을 수 있습니다. 시간이 지나면서 물이 기공에 들어가 같은 조각이 결국 가라앉을 수 있습니다.
흑요석은 일반 용암 암석과 같은가요?
흑요석은 보통 결정이 자라기에는 너무 빨리 냉각된 실리카가 풍부한 용암에서 형성된 화산 유리입니다. 화산암 계열에 속하지만, 광학적 및 물리적으로는 결정질 현무암보다 자연 유리와 더 비슷하게 행동합니다.
용암은 자외선 아래에서 형광을 발하나요?
화산 모암은 보통 불활성입니다. 때때로 형광은 용암 자체가 아니라 석회암이나 특정 제올라이트 같은 공동이나 코팅에 있는 후속 광물에서 나올 수 있습니다.
용암 암석을 수족관이나 테라리움에 사용할 수 있나요?
조밀한 현무암과 많은 다공성 용암 암석은 철저한 세척과 솔질 후 일부 수족관 및 테라리움에서 일반적으로 사용됩니다. 날카로운 흑요석은 동물이 다칠 수 있는 곳에서는 피해야 하며, 민감한 서식지는 수질과 물리적 안전성을 테스트해야 합니다.
슬래그를 다공성 용암과 어떻게 구별할 수 있나요?
슬래그는 종종 산업적 맥락, 비자연적인 유리 색상, 금속 포함물, 비정상적으로 무거운 구역, 또는 인공적으로 보이는 흐름 표면을 보여줍니다. 자연 용암은 화산 맥락, 광물 조직, 산화 껍질, 지질학적 연관성으로 더 잘 뒷받침됩니다.
용암의 본질적 특성
용암은 지표에서 생성되어 움직이다가 고정된 암석입니다. 그 물리적 및 광학적 범위는 매우 넓습니다: 현무암은 조밀하고 어두울 수 있으며, 스코리아는 적갈색이고 다공성일 수 있고, 부석은 옅고 부력이 있을 수 있으며, 흑요석은 거울처럼 빛나는 균열을 가진 검은 화산 유리일 수 있습니다. 이 모든 것을 하나로 묶는 이야기는 지구 표면에서의 급속 냉각으로, 가스, 유리, 결정, 산화, 물이 모두 완성된 돌에 눈에 띄는 흔적을 남깁니다.