黑曜石(英文名:Obsidian)是一种致密块状或熔渣状的酸性玻璃质火山岩,二氧化硅含量在70%左右,又称“龙晶”“十胜石”。常见黑色,其他有褐色、红色等,含水量一般小于2%,密度在2.13-2.42g/cm³之间变化,硬度5,
折射率1.480-1.510。
黑曜石主要产于第三纪以后较新的火山岩中,常与
珍珠岩、松脂岩共生。黑曜石分布于世界各地,较著名的产地有
墨西哥、
新西兰、
冰岛、
匈牙利、
希腊,以及
美国的
加利福尼亚州、
怀俄明州等地。中国产地主要有
张家口市和东南沿海等许多酸性喷出岩分布区。
黑曜石可加工成工艺品。在
旧石器时代曾被用作加工精制工具,被美洲
美洲原住民及很多其他原始人用作武器、家具、工具和装饰品;被古代的阿兹特克人和希腊人用作镜子,现代人利用黑曜石来制作外科解剖刀片。
黑曜石成分较为复杂,与相应的岩石化学成分相似,以SiO2、A12
臭氧、FeO、
四氧化三铁XaO、Na2O、K2O、H2O等化学成分为主形态的非晶质体。
【物理属性】一般情况下, 黑曜石的
折射率在 N=1.480-1.510,密度 2.13-2.42g/cm³之间,
莫氏硬度为5。
【物理形态】黑曜石无一定外形,非晶质态,常具贝壳状
断口,有时呈珍珠状、气泡状等,有时具珍珠状裂纹,此时被称为珍珠构造,珍珠构造为黑曜石具有的特征构造,是指在熔浆固结成岩时急速冷凝收缩,黑曜石中常发育环形或弧形裂纹,有时为同心
环状排列且沿着这些裂纹易发生脱玻化现象。
黑曜石是酸性火山玻璃的一种,通常呈黑色,也可根据杂质的存在而呈现棕一灰一黑色,以及绿色和金色。有些黑曜石内含有白色径向聚集的球粒,呈斑点状或雪花图案,称作雪花黑曜石。
【光学性质】黑曜石在矿物
薄片中常为无色或淡黄等色,低负一中正突起,有时具珍珠状裂纹,一般情况下,普通的黑曜石在正交偏光镜下全暗具
各向同性特征。雪花黑曜石在
正交偏光镜下常常呈现雪花状图案。黑曜石的
折射率随岩石中SiO2含量的增加而降低。
黑曜石是由熔融的
硅酸盐浆暴露在空气中迅速冷凝形成的火山玻璃。常与火山岩、
珍珠岩、松脂岩等共生,并在
流纹岩质熔岩流的上部,有时也作为岩墙和
岩床的薄边产生。黑曜石常有脱玻化现象,变化的产物常不固定,可生成
长石、
鳞石英、
蒙脱石等产物。
在远古石器时代曾被用作刀,箭头等
数控刀具用具,被美洲
美洲原住民及很多其他原始人用作武器、家具、工具和装饰品;被古代的阿兹特克人和希腊人用作镜子。
医学方面,可利用黑曜石来制作外科解剖刀片。除此之外广泛用于化工、建筑、冶金、石油、电力、铸造、制药等部门,用作保温、隔音材料及农田改良剂等。还可供制作工艺品、装饰品的原料。
黑曜石的产地与世界火山带的分布密切相关。其主要产地在美洲,如
美国的夏威夷、黄 石国家公园及
科罗拉多州、
内华达州、
加利福尼亚州、
亚利桑那州等,此外,还有
地中海、 东非、
墨西哥、
日本、
新西兰、
匈牙利、
苏联、
冰岛、
希腊、
印度尼西亚的
爪哇岛、
意大利的利 帕里群岛等。
在中国
东北地区有火山群 32 处,主要分布在东部的
西老爷岭长白山地区、北部的小兴 安岭地区和西部的大兴安岭地区。据目前掌握的资料,长白山区有一定数量的黒曜岩, 如长白山
天文峰、
长白山天池北黑风口、气象站小山包等。
黑龙江省中南部的松花江 地区
通河县浓河镇、
内蒙古自治区东部的
扎鲁特旗、冀北地区晚
燕山期火山
张家口市组、
沽源县、
梧州市岑溪市吉太乡、
广东省东北部的
和平县、
福州市等地亦有
黑曜岩矿产分布。
黑曜石的特性并非所有火山爆发出的
熔岩都能形成玻璃。火山爆发时,喷出熔岩,有时形成球状的称火山蛋,云南腾冲火山区出土了2000余枚火山蛋;黑龙江五大连池的火山蛋是栗色的,大部分是多孔的。据文献记载,黑曜石主要有两种:
玄武岩(basalt)和
流纹岩(rhyolite),来自
墨西哥、
澳大利亚和美国夏威夷玻璃实验样品化学成分大致相同,都属于玄武岩类。
干福熹到过日本富士山和
仙台市的火山口,以及
黑龙江省的
五大连池火山,但未找到黑曜石,倒是普遍看到了火山蛋火山爆发后,
熔岩的冷却速度不同,有时在玻璃表面生成雪花状的多
晶体,经分析是
钠长石。
鉴定方法:采用红外反射光谱法及透射光谱法相结合的方法对人造黑曜石在外观特征、基本性质、物相组成等方面与天然黑曜石进行了测试及对比,两种材料均为“非晶质SiO₂类”物质,即玻璃态物质。因形成过程,介质环境不同,在红外光谱指纹区600~1400cm-1波段内谱带的分裂程度不同;在特征频率区2600~3700 cm-1波段内,H2O、O-H振动吸收谱带的位置及强度有差异。