Lava (vulkanisk sten): fysiska och optiska egenskaper
Linas JuozenasDela
Lava: Fysiska och optiska egenskaper
Lava är smält berg som når jordens yta och svalnar till vulkanisk, eller extrusiv, bergart. Dess utseende beror på kemi, gasinnehåll, avkylningshastighet och miljö: ett basaltflöde kan bli tät kolsten, skummig skoria, undervattenspåsar eller glasig tachylit, medan kiselsyrarika utbrott kan stelna till obsidian eller expandera till pimpsten.
Vad lava blir efter avkylning
Lava är inte ett mineral. Det är magma som når ytan, och efter avkylning blir det en vulkanisk bergart bestående av kristaller, glas, vesikler och ibland senare mineralfyllningar. Därför varierar den fysiska och optiska beteendet hos ”lavabergart” så mycket från tät basalt till pimpsten som kan flyta.
Sammansättningen är avgörande. Basaltisk lava är järn- och magnesiumrik, vanligtvis mörk, relativt flytande och består ofta av plagioklas, pyroxen, olivin och järn-titanoxider. Andesitisk lava är intermediär i sammansättning och viskositet, ofta grå till brun och porfyrisk. Rhyolitisk lava är kiselsyrarik, mycket viskös och särskilt benägen att bilda vulkaniskt glas, obsidian och extremt vesikulär pimpsten.
Basaltisk lava
Lågviskös mafisk lava som ofta bildar finkornig basalt, repiga pāhoehoe-ytskikt, brutna ʻaʻā-klinkrar, skoria och undervattenspåsar.
Andesitisk lava
Intermediär lava med medelhög viskositet, ofta med synliga fältspat-, pyroxen- eller amfibolfenokryster i en fin gråbrun grundmassa.
Rhyolitisk lava
Kiselsyrarik lava som kan stelna till obsidian, expandera till pimpsten eller bevara fina flödesband och devitrifieringstexturer.
Fysiska och optiska egenskaper
Värdena nedan beskriver vanligt vulkaniskt bergartsmaterial, särskilt basaltisk lava. Enskilda bitar kan variera eftersom lava är en sammansättning av mineraler, glas, bubblor och omvandlingsprodukter.
| Egenskap | Typiskt lavamaterial | Tolkande anmärkning |
|---|---|---|
| Materialtyp | Extrusiv magmatisk bergart | Kan innehålla kristaller, vulkaniskt glas, vesikler, oxidationsskorpor och sekundära mineral. |
| Vanliga mineral | Plagioklas, pyroxen, olivin, magnetit, ilmenit, vulkaniskt glas | Andesitisk lava kan innehålla amfibol; ryolitglas kan vara mineralfattigt i handprovsskala. |
| Färg | Svart, mörkgrå, brun, tegelröd, krämfärgad, blekgrå eller glasartat svart | Färsk basalt är vanligtvis svart till kolgrå; röd skoria speglar järnoxidation; pimpsten är ofta blek. |
| Textur | Afanitisk, vesikulär, glasartad, porfyrisk, skummig, skoriös, repig, blockig eller kuddeformad | Texturen registrerar kylhastighet, gasinnehåll, utbrottsstil och om lavan svalnade i luft eller vatten. |
| Mohs hårdhet | Ungefär 5 till 6,5 totalt | Obsidian är vanligtvis omkring 5 till 5,5; pimpsten kan vara smulig trots glasigt material nära Mohs 6. |
| Specifik vikt och skenbar densitet | Ramdensitet vanligtvis omkring 2,7 till 3,1; skenbar densitet kan vara mycket lägre när porös | Pimpsten kan flyta eftersom förseglade vesiklar sänker den volymetriska densiteten; skoria är lättare än kompakt basalt. |
| Glans | Dov, jordig, subglasartad, sidenmatt eller glasartad | Obsidian är glasartad; basalt kan visa en subtil glans på färska brott; pimpsten är vanligtvis matt. |
| Brott | Oregelbunden, kornig, grov, flisig eller konkoidal i glas | Obsidian bryts med skarpa konkoidala kanter; vesikulära bergarter bryts längs bubbelskal. |
| Stråk | Gråaktig till mörk, generellt inte diagnostisk | Bergarter är blandningar, så stråk är mindre användbart än textur, magnetism, densitet och kontext. |
| Magnetism | Svagt magnetisk till lokalt magnetisk | Magnetit och ilmenit kan ge en respons, särskilt i basaltiskt material. |
| Syrareaktion | Ingen fräsning från lavan själv i svag syra | Senare karbonatbeläggningar eller fyllningar kan reagera, men den vulkaniska värdberget är inte kalksten. |
| Optisk karaktär | Variabelt: dubbelbrytande kristaller i grundmassan, isotropt glas i obsidian | Tunna snitt visar plagioklas, pyroxen, olivin, glas och mikroliter; obsidian är huvudsakligen isotropt. |
| Fluorescens | Vanligtvis inert | Vissa beläggningar, zeoliter, kalkspat eller amygdaler kan fluorescera, men lavahostens bergart gör det vanligtvis inte. |
Optiskt beteende
Lavans optiska beteende styrs av kylhastigheten. Snabb kylning kan bevara glas; långsammare kylning, även inom ett lavalager, ger fina kristaller. Gasbubblor sprider ljus, medan glasiga ytor kan ge en spegelliknande reflektion.
Obsidian är vulkaniskt glas. Det är amorft och optiskt isotropt, vilket gör att det beter sig annorlunda än kristallina vulkaniska bergarter. En polerad eller nybruten kant kan visa en blank, spegelliknande glans, konkoidal brott, flödesbandning och, i vissa varianter, skimrande effekter eller snöflingesfäruliter.
Basalt och andesit innehåller små kristaller i en fin grundmassa. I tunt snitt kan plagioklaslister visa polysyntetisk tvillingbildning, pyroxen har ofta hög relief och olivin kan ses som omvandlade eller färska fenokryster. Pimpsten och skorpa domineras optiskt av vesiklar: ljus sprids över bubbelskal och skapar ett matt, skumliknande utseende.
Färg och ytestabilitet
Lavans färg är en registrering av kemi och vittring. Färsk basalt är svart till kolgrå på grund av järnrika silikater, vulkanglas och järn-titanoxider. Skorpa kan vara svart, mahogny eller tegelröd när järn oxiderar längs vesikelskal. Pimpsten är vanligtvis krämfärgad, ljusgrå eller vit när glaset är rent, med tan- till rostfärgade fläckar där järnhaltiga vätskor har passerat.
Obsidian är vanligtvis svart, men varianter kan vara mahogny, snöflinga, bandad eller glansbärande beroende på järnoxidation, devitrifiering, kristalltillväxt och mikroskopiska inklusioner. De flesta vulkaniska bergarter är stabila vid vanlig inomhusvisning, även om glasiga ytor kan utveckla hydratiseringsskikt över mycket långa perioder. Snabb uppvärmning och avkylning bör undvikas eftersom vulkanglas kan spricka eller gå sönder vid termisk chock.
Svart och kolgrå
Typisk för färsk basalt, tachylit och obsidian. En färsk spricka är ofta mörkare och renare än väderutsatta ytor.
Röd och brun oxidation
Vanligt i skorpa, slagg och vittrad basalt där järnhaltiga mineral har oxiderat i luft eller ytvatten.
Ljus pimpsten
Vanligtvis kopplad till kiselsyrarik skummande glas med rikliga förseglade vesiklar. Dess låga upplevda densitet är strukturell, inte en separat mineralidentitet.
Texturer och morfologier
Vulkaniska bergarter identifieras ofta mer på textur än enbart färg. Bubbelskal, glasiga sprickor, flödesband, kuddar och kristallstorlek visar alla förhållandena vid utbrott och avkylning.
| Textur eller form | Hur den bildas | Synligt karaktär | Vanligt material |
|---|---|---|---|
| Aphanitisk basalt | Snabb avkylning ger kristaller som är för små för att lätt ses utan förstoring. | Tät mörkgrå till svart sten, ibland med subtil glans från sprickor. | Basalt och finkornig andesit. |
| Vesikulär lava | Upplösta gaser expanderar när trycket sjunker, vilket lämnar bubblor i den svalnande stenen. | Rundade eller utdragna hål; lätt för sin storlek när vesiklar är rikliga. | Skorpa, vesikulär basalt, pimpsten. |
| Skorpa | Mafisk till intermediär lava skummar, sedan svalnar med tjockare bubbelskal än pimpsten. | Mörk, rostig eller rödbrun porös sten med grova ytor. | Basaltiska till andesitiska slagg och flöden. |
| Pimpsten | Gasrik kiselsyrarik magma expanderar till skummande glas. | Ljust, lätt, mycket vesikulärt material som kan flyta tills vatten tränger in i porerna. | Rhyolitisk till dacitisk pimpsten. |
| Obsidian | Kiselsyrarik lava kyls snabbt nog för att bevara glas snarare än kristaller. | Glansig lyster, konchoidalt brott, skarpa kanter, flödesband eller sferuliter i vissa bitar. | Rhyolitisk vulkanisk glas. |
| Pāhoehoe | Flytande basalt utvecklar en flexibel kylhud som veckas när lavan fortsätter röra sig under. | Repiga, släta, veckade eller böljande ytor. | Basaltiska flödeskorpor. |
| ʻAʻā | Mer störda flöden bryts upp i kantig klinker när den rörliga lavan slits sönder. | Taggiga, grova, blockiga ytor med skarpa fragment. | Basaltiska flöden och slagg. |
| Kuddlava | Lava bryter ut under vatten och kyls snabbt till rundade lobar med glasartade avkylda kanter. | Bulbösa, staplade, kuddlika former, ofta med radiella sprickor eller avkylda kanter. | Submarin basalt. |
| Lavabomber | Smälta eller plastiska fragment kastas ut och formas under flykten. | Aerodynamiska, vridna, spindel-, band- eller brödskorpsformer. | Basaltiska till andesitiska utkast. |
| Amygdaloidal lava | Vesiklar fylls senare av sekundära mineral. | Rundade fyllningar av kalcedon, agat, kalcit, zeoliter eller andra mineral i värdberget. | Basalt och andesit med senare vätskealteration. |
Identifiering och liknande utseenden
Att korrekt identifiera lava innebär att kombinera textur, densitet, magnetism, brott och sammanhang. Färg ensam är opålitlig: svart industriellt glas, ugnsslagg, kolklinkrar, färgade porösa pärlor och konstgjorda landskapsmaterial kan alla likna vulkanisk sten vid en första anblick.
Enkla observationer
- Titta efter vesiklar: bubblor kan vara runda, utdragna, öppna eller mineralfyllda.
- Kontrollera vikt: pimpsten känns ovanligt lätt, skiffer är lättare än tät basalt och kompakt basalt känns solid.
- Använd en liten magnet: basalt kan reagera svagt på grund av magnetit eller ilmenit.
- Observera brott: obsidian har skarpt konchoidalt glasbrott; basalt bryts mer kornigt.
- Svag syra bör inte fräsa på den vulkaniska värden, även om karbonatfyllningar kan reagera.
Industriell slagg
Slagg kan vara vesikulär och mörk, men visar ofta onaturliga glasartade färger, metalliska inklusioner, järnfläckar, mycket kantiga konstgjorda ytor eller sammanhang kopplade till gjuterier, gamla järnvägsspår, eldstäder eller industriavfall snarare än ett vulkanfält.
Obsidian och tillverkat glas
Båda är glasartade och konkoidala. Naturlig obsidian visar ofta flödesband, mineralinklusioner, sferuliter eller en trovärdig vulkanisk kontext; tillverkat glas kan visa formmärken, bubblor av annan karaktär eller icke-geologisk färgkonsistens.
Basalt och andesit
Basalt är vanligtvis mörkare och rikare på olivin, pyroxen och järn-titanoxider. Andesit är ofta grå till brun och kan visa mer synliga fältspat- eller amfibolfenokryster. Laboratoriemetoder krävs för exakt klassificering.
Mikroskopiska ledtrådar
Tunna snitt kan visa plagioklasflisor med tvillingbildning, högrelief pyroxen, olivinfenokryster, Fe-Ti-oxider, glasig grundmassa och mikroliter. Obsidian är dominerande isotropt glas, medan snöflingeobsidian innehåller strålande sferuliter som bildas under devitrifiering.
Vård, hantering och förvaring
Vulkaniska stenar varierar från hård, tät basalt till ömtålig pimpsten och rakbladsvass vulkanisk glas. Det säkraste vårdsättet är enkelt: ta försiktigt bort damm, undvik onödiga oljor eller kemikalier och stöd porösa bitar underifrån.
Rengöring
Använd en mjuk borste, luftblåsa eller torr mikrofiberduk. En kort, försiktig sköljning kan användas för stabil basalt, skoria eller pimpsten, men bitarna bör torka ordentligt så att fukt inte stannar kvar i vesiklarna. Oljor och starka tvålar kan mörka porösa ytor och dra till sig damm.
Vass glas
Obsidianbitar och naturliga vulkaniska glasfibrer kan skära huden. Hantera grov obsidian med breda ytor, linda in vassa bitar vid förvaring och håll ömtåliga glasfibrer borta från ögon, husdjur och tyger.
Poröst material
Pimpsten och skoria kan släppa sand eller smulas vid tunna bubbelväggar. Kläm inte hårt på vesikulära kanter. Förvara med dämpning så att vibrationer inte slipar väggarna.
Värme och fukt
Undvik ugnar, kokande vatten, direkt låga och snabba temperaturförändringar. Vulkaniskt glas kan spricka vid termisk chock, och porös sten kan fånga fukt som expanderar vid uppvärmning.
Observera och fotografera lava
Det bästa sättet att studera lava visuellt är att använda ljus som matchar texturen. Tät basalt gynnas av mjukt sidoljus. Skoria och pimpsten behöver snedljus som kastar små skuggor i vesiklarna. Obsidian behöver ofta en bred reflektion för att visa flödesband och ett andra, mjukare ljus för att förhindra att glaset blir helt svart och utan detaljer.
Använd snedljus för porer
En låg sidovinkel gör bubbelväggar, grova skorias ytor, ʻaʻā-klinkrar och amygdaler lättare att se.
Kontrollera reflektioner på glas
Obsidian visas bäst med en bred, ren reflektion som avslöjar glansen utan att överexponera ytan.
Visa skala och densitetsledtrådar
Kombinera en helbild med en närbild av bubblor, brott och mineralfyllningar. För pimpsten kan ett noggrant iscensatt flyttest illustrera låg uppenbar densitet när det är lämpligt.
Håll färgjusteringar återhållsamma
Basalt, skoria, pimpsten och obsidian kan lätt missrepresenteras av överdriven kontrast eller mättnad. Neutrala bakgrunder gör texturen mer läsbar.
Vanliga frågor
Är lavasten ett enda mineral?
Nej. Lavasten är en vulkanisk bergart, vilket betyder att den är en blandning av mineraler, glas, porer och ibland sekundära fyllningar. Därför varierar dess hårdhet, densitet, glans och magnetiska respons från bit till bit.
Varför flyter viss lava?
Mycket vesikulär pimpsten innehåller så många förseglade bubblor att dess volymdensitet kan vara lägre än vatten. Med tiden kan vatten tränga in i porerna och samma bit kan så småningom sjunka.
Är obsidian samma sak som vanlig lavasten?
Obsidian är ett vulkaniskt glas, vanligtvis bildat från kiselsyrarik lava som svalnade för snabbt för att kristaller skulle hinna växa. Det är en del av den vulkaniska bergartsfamiljen, men beter sig optiskt och fysiskt mer som naturligt glas än som kristallin basalt.
Fluorescerar lava under ultraviolett ljus?
Den vulkaniska värden är vanligtvis inert. Tillfällig fluorescens kan komma från senare mineraler i vesiklar eller beläggningar, såsom kalkspat eller vissa zeoliter, snarare än från själva lavan.
Kan lavasten användas i akvarier eller terrarier?
Tät basalt och många porösa lavastenar används ofta i vissa akvarier och terrarier efter noggrann sköljning och borstning. Skarp obsidian bör undvikas där djur kan skäras, och känsliga miljöer bör testas för vattenkemi och fysisk säkerhet.
Hur kan slagg skiljas från vesikulär lava?
Slagg visar ofta industriell kontext, onaturliga glaskulörer, metalliska inklusioner, ovanligt tunga zoner eller konstgjorda flödesytor. Naturlava stöds bättre av vulkanisk kontext, mineralstruktur, oxidationsskikt och geologiska samband.
Lavas grundläggande karaktär
Lava är ytborn berg i rörelse som blivit permanent. Dess fysiska och optiska variation är ovanligt bred: basalt kan vara tät och mörk, skoria kan vara rödbrun och porös, pimpsten kan vara blek och flytande, och obsidian kan vara svart vulkaniskt glas med en spegelblank brottyta. Den gemensamma berättelsen är snabb avkylning vid jordens yta, där gas, glas, kristaller, oxidation och vatten alla lämnar synliga spår i den färdiga stenen.