Вулканическое стекло: образование и характеристика¶
Вулканическое стекло — аморфная горная порода, образующаяся при быстром охлаждении вулканического расплава, при котором не успевает произойти кристаллизация минералов. Относится к группе вулканических стекловатых пород и характеризуется отсутствием упорядоченной кристаллической решётки: атомы кремния и кислорода сохраняют ближний порядок, но лишены дальнего. Наиболее известная разновидность — обсидиан; к вулканическим стёклам относят также перлит, пемзу, тахилит и смоляной камень (питчстоун).
¶Образование
Ключевое условие формирования вулканического стекла — скорость охлаждения расплава, превышающая скорость роста кристаллов. Если лава застывает быстро, атомы не успевают занять места в кристаллической решётке и затвердевают в беспорядочном, стеклообразном состоянии.
Основные механизмы:
- Быстрое остывание на поверхности. Тонкие потоки лавы, лавовые фонтаны, брызги и корки потоков остывают за часы или сутки, что препятствует кристаллизации.
- Закалка в воде или влажной среде. Попадание расплава в воду, снег или лёд вызывает резкое охлаждение и растрескивание с образованием стекла.
- Высокая вязкость кислых расплавов. Богатые кремнезёмом (SiO₂) магмы более вязки, ионы в них малоподвижны, поэтому стекло образуется легче, чем в жидких базальтовых расплавах.
- Быстрый подъём и дегазация. Вспенивание расплава при выделении газов даёт пористые стекловатые породы — пемзу и ретикулит.
Присутствие летучих компонентов (воды, фтора) снижает температуру плавления и может как замедлять, так и ускорять стеклование в зависимости от условий. Со временем стекло термодинамически неустойчиво и постепенно раскристаллизовывается (процесс девитрификации), а также поглощает воду, превращаясь в перлит.
¶Характеристики
Вулканическое стекло обладает рядом диагностических свойств.
| Свойство | Характеристика |
|---|---|
| Структура | Аморфная, без дальнего порядка; раковистый излом |
| Твёрдость по Моосу | Около 5–5,5 |
| Плотность | 2,3–2,6 г/см³ (у пемзы ниже из-за пор) |
| Цвет | От чёрного и серого до красного, бурого, зелёного |
| Блеск | Стеклянный, у обсидиана — смолистый |
| Прозрачность | От прозрачного до просвечивающего в тонких сколах |
Состав вулканических стёкол близок к составу исходной магмы. Различают кислые (риолитовые) и основные (базальтовые) стёкла. Обсидиан обычно имеет риолитовый состав и чёрную или тёмно-серую окраску; тахилит — базальтовое стекло; пемза — высокопористое стекло преимущественно кислого состава.
Важная особенность — отсутствие спайности: при раскалывании образуются гладкие вогнутые поверхности с острыми краями. Именно это свойство сделало обсидиан ценным материалом древних орудий.
¶Разновидности
- Обсидиан — массивное плотное стекло, чаще всего чёрное.
- Перлит — стекло с характерной концентрически-скорлуповатой отдельностью и повышенным содержанием воды.
- Пемза — сильно вспененное стекло, лёгкое и пористое.
- Питчстоун (смоляной камень) — стекло со смолистым блеском.
- Тахилит — базальтовое стекло тёмно-зелёного или бурого цвета.
¶Распространение и значение
Вулканические стёкла встречаются в областях молодого и современного вулканизма: в Исландии, Италии, Мексике, США, Армении, на Камчатке, Курильских островах, в Японии и Новой Зеландии. Древние стёкла старше десятков миллионов лет редки из-за девитрификации и выветривания.
Практическое применение включает изготовление режущих инструментов в древности, использование перлита как лёгкого заполнителя и фильтрующего материала, пемзы — как абразива и в строительстве. Обсидиан применяется для декоративных изделий и в ювелирном деле. В петрологии вулканические стёкла служат индикатором условий и скорости охлаждения магматических расплавов.
IRONLIVE — база данных и аналитика по компаниям России.
На главную IRONLIVE →