火山玻璃

火山玻璃（Volcanic glass）指由火山噴發出來的熔岩，迅速冷卻來不及結晶而形成的一種玻璃質結構岩石。無一定的形狀，有的成珍珠狀、氣孔狀或不規則狀。因酸性熔漿粘度大、溫度低，在迅速冷卻條件下更容易形成玻璃質，所以火山玻璃岩以酸性為主。

火山玻璃既可以單獨（或以它為主）組成火山岩，如珍珠岩、松脂岩、黑曜岩等。也常產於火山岩基質中，填隙在微晶礦物之間，還可以以碎屑產於玻屑凝灰岩中。除薄的邊緣外，火山玻璃不透明，而且呈現各種顏色。紅、褐、黑、灰或綠色色調可表現為均勻狀、帶狀或斑雜構造。因為它具有貝殼狀特徵，所以火山玻璃在很早就用它作工具和武器的原始人類中很受珍視。

基本介紹

• 中文名：火山玻璃
• 外文名：Volcanic glass
• 形態：非晶質
• 化學結構：SiO2，Al2O3，Fe2O3

簡介

火山玻璃成分有SiO2，Al2O3，Fe2O3，FeO，MgO·CaO，Na2O，K2O，H2O等。形態為非晶質，廣泛分布於噴出岩中中。酸性噴出岩的基質是以火山玻璃為主要成份，在凝灰岩中火山玻璃也占主要地位。

火山玻璃與蛋白石、方沸石有些相似，其區別是：蛋白石折射率更低，且無解理，方沸石可見解理。

性質

【N值】流紋岩玻璃 N = 1.480~1.492~1.510

火山玻璃

粗面岩玻璃 N = 1.488~1.512~1.527

安山岩玻璃 N = 1.469~1.512~1.529

玄武岩玻璃 N = 1.506~1.575~1.612

【形狀】無一定的形狀，有的成珍珠狀、氣孔狀或不規則狀。

【物理性質】無解理。灰紅色、灰褐色、深棕色或黑色。玻璃光澤。硬度一般大於5.5。

1、薄片中無色至淡紅色。折光率視成份不同而變化，一般為負突起。

2、常呈塊狀、氣孔狀、珍珠狀，去玻化後出現微細晶體，表現為霏細結構或放射球粒結構。

火山玻璃

3、凝灰岩中的細小玻璃是空中爆炸破碎成的，多為尖銳稜角狀、弓形或筒狀。

4、均質體在去玻化後具很低的干涉色，並可轉變為長石、石英、沸石等礦物。

常見類型

大多數天然玻璃在化學上相當於流紋岩，並可進行分類。相當於粗面岩、英安岩、安山岩和安粗岩的類型是不普遍的。玄武岩質的玻璃通常稱為玄武玻璃。天然玻璃的折射率和比重有助於對它的鑑定。

黑曜岩

黑曜岩是一種酸性火山玻璃岩。黑色或紅黑色，具光滑的及標準的貝殼狀斷口，邊緣微透明。含水量一般小於2%。

黑曜岩

松脂岩

松脂岩具暗淡或松脂光澤，而且往往是褐色、綠色或灰色。含水量6~10%。

松脂岩

浮岩

浮岩是一種多氣孔的玻璃質岩石。狀似爐渣，顏色淺淡，多為白色、灰白色，相對密度較小（0.3—0.4）可浮於水。典型的浮岩多產於酸性熔岩的上部或火山碎屑中。

浮岩

珍珠岩

珍珠岩是具大量圓形裂紋的灰色至綠色的玻璃。這種圓形裂紋容易使珍珠岩分裂成小的球塊。含水量2~6%。

珍珠岩

風化

火山玻璃風化時分解出大量的矽和鋁，可共同沉澱為凝膠，所以，火山灰或凝灰岩發育的土壤含水鋁英石多。

矽質的火山玻璃容易形成水鋁英石和蛋白石；玄武質的火山玻璃在風化初期為鹼性條件，除水鋁英石外還有蒙皂石形成。富鉀的火山玻璃則易形成伊利石；水鋁英石脫水縮合後可逐漸轉變為埃洛石，伊毛縞石可能是其中間產物。

在日本九州的浮石賃火山灰土壤中可以見到，緊接著未風化的浮石顆粒的一層是水鋁英石，外層是伊毛縞石凝膠，而且還有白色的三水鋁石覆蓋岩石表面。

Aomine（1958）和Kanno（1961）認為，火山玻璃和長石的風化產物依次為：水鋁英石→10埃埃洛石和三水鋁石→7埃埃洛石。

由火山玻璃變成的埃洛石常成直徑為0.04—1微米的圓球或捲曲的鱗片（Kirkman，1977；Wada和Minota，1982），與由長石風化而成的管狀形態有別。

Aomine和Wada（1962）在九州阿蘇火山西坡的觀察和研究中指出，由於淋洗作用和生物作用的不同，有些地段已進入埃洛石階段，但另一些地段仍停留在水鋁英石階段。

由水鋁英石轉變為埃洛石需要9000到30000年的時間（Sudo和Simoda，1978）。

火山灰和浮石的風化產物易受土壤中腐殖質的影響，因為它能與鐵、鋁和粘粒礦物絡合，抑制水鋁英石和伊毛縞石的形成。

在較厚的火山灰覆蓋下易造成富矽的環境，有利於埃洛石的形成，降水多有利於水鋁英石的保留，乾濕季分明則促使它向埃洛石轉變（Wada，1985）。

在雲南騰衝的安山—玄武質火山灰土中普遍含有水鋁英石，隨著淋洗作用的加強和土壤發育程度加深，三水鋁石和蛭石等增多。

在溫暖而濕潤的氣候條件下，英安質火山灰的風化物巾有三水鋁石、氧化鐵礦物、水鋁英石和層狀矽酸鹽礦物（Egawa，1977）。

在年雨量超過2500毫米的熱帶地區，火山灰土壤中的主要礦物組分不再是水鋁英石和伊毛縞石，而是非晶態的鐵、鋁氧化物（Wada，1985）。

北海道第四紀火山灰土的研究表明，火山玻璃的風化產物主要與排水和淋洗強度有關。排水良好時向水鋁英石和埃洛石方向發展。排水差時則向蒙脫石、伊利石、蛭石、綠泥石或它們的間層礦物方向發展（Egawa，1977）。

擴展閱讀

日前，根據歐洲航天局“火星快車”探測器的觀測發現，火星地表有近400萬平方英里(約合1035萬平方公里)的區域被火山玻璃覆蓋，說明這顆紅色星球可能一度有生命存在。

發現覆蓋地表的火山玻璃意味著熔岩曾與冰或者水發生相互作用，形成生命誕生所需要的環境。

一項最為流行的地球生命形成理論認為，海底火山口形成所謂的“化學湯”，地球上的第一批生命便在湯中形成。

美國亞利桑那州大學的布里尼—霍甘和詹姆斯—貝爾指出，火山玻璃是一個直接證據，證明火星上一度出現水與熔岩發生相互作用的過程。“此次發現的玻璃最有可能是猛烈噴發過程中形成的火山玻璃，潛在的源頭包括火星北部低地發生的火山—冰相互作用。

這些玻璃帶有遭到侵蝕的痕跡，說明曾與液態水發生廣泛的相互作用。”

霍甘和貝爾的研究論文刊登在《天體生物學雜誌》上。他們在論文中指出：“這種相互作用能夠形成理想的環境，孕育出微生物。

在30多億年時間裡，火星一直處於極度乾旱狀態，這些水的源頭最有可能是融冰或者融雪。研究發現顯示猛烈的火山作用可能是火星沉積物的一個主要源頭。在漫長的極度乾旱時期，火星表面也曾存在數量有限的液態水。”

在火星地表發現火山玻璃說明地下可能有水存在。此外，火山玻璃內也可能保存著過去的生命形態留下的痕跡。

霍甘說：“我們已經知道在北部低地搜尋生物體面臨相當難度。我認為發生冰—岩漿相互作用的區域是更理想的搜尋地點。”