黑曜岩[酸性玻璃質火山岩]:黑曜岩是一種酸性玻璃質火山岩，成分與花崗岩 -百科知識中文網

岩石簡介

黑曜岩（黑曜石）是一種緻密塊狀或熔渣狀的酸性玻璃質火山岩，和松脂岩、珍珠岩都統稱為酸性火山玻璃岩。二氧化矽含量在70%左右，含水量一般小於2%。具深褐色、黑、紅等顏色，成分與花崗岩相當。常具斑點狀和條帶狀構造。內中充滿磁鐵礦、輝石成分的微晶和雛晶。緻密塊狀，有時見石泡構造。玻璃光澤，具貝殼狀斷口。球粒較常見，有時很多，並排列成層。含水量較少（<2%），可與珍珠岩、松脂岩相區別。具明顯的玻璃光澤。容重小，膨脹性好，耐火度高，化學穩定性強，導熱係數低，吸音性，吸濕性小，抗凍、耐酸、絕緣。主要產於第三紀以後較新的火山岩中，常與珍珠岩、松脂岩共生。廣泛用於化工、建築、冶金、石油、電力、鑄造、製藥等部門，用作保溫、隔音材料及農田改良劑等。還可供製作工藝品、裝飾品的原料。

起源於火山的天然玻璃，它由黏滯熔岩的快速冷凝而形成，因此難以結晶化。非晶質的，沒有解理，斷口呈貝殼狀。黑曜岩極富含二氧化矽（大約為35～80%），含水分很少，具有相似一流紋岩的化學成分，具有玻璃光澤，比窗玻璃稍硬。

通常呈黑色，但也可見棕色、灰色和少量的紅色、藍色和綠色材料。顏色可能是單色的、或帶條紋、或有斑點。但赤鐵礦（氧化鐵）的存在產生紅色及褐色變種（稱為桃紅黑曜岩），微小氣泡包裹體可以造成黃金光澤。有些內含物令黑曜岩具備金屬光澤，而內部的氣泡或結晶產生一種「雪花」效果（即雪花黑曜岩），具有暗色條帶或灰、綠、黃於色斑塊的其他類型（稱為彩虹黑曜岩）也被人們認識到了。

黑曜岩所含水分按重量一般不多於1%。在地下深處的高壓之下，流紋岩質熔岩可以含有高達10%的水分，這幫助它甚至在低溫下也保持液體狀態。噴發到地表時，因地表壓力低，揮發性的水分得以迅速逸散，從而增加了熔漿的黏度。熔漿黏度增加卻妨礙了結晶作用，於是熔岩凝固成為玻璃。

不同的黑曜岩由不同的結晶物質組成。它們密集的、豐富的雛晶（顯微狀胚胎形晶體生長物）是那樣多，以至於這種玻璃除薄的邊緣外都不透明了。很多黑曜岩標本含有稱為團簇粒的，放射狀排列的針狀晶體組成的球形團塊。長石的微晶（微小的偏光晶體）和石英的顯晶（大的、形狀很好的晶體）也可能存在。

岩石產地

大多數黑曜岩與火山岩共生，並形成流紋岩質熔岩流的上部；其次它是作為岩牆和岩床的薄邊緣出現。著名的黑曜岩產地有冰島的海克拉火山，義大利海岸外的埃奧利群島(EolieIslands)，以及美國懷俄明州黃石國家公園的黑曜岩峭壁。

黑曜岩的分布大多是曾有火山活動的地區，如美國的夏威夷、日本、印尼的爪哇島，其它在冰島、匈牙利、義大利的利帕里群島、前蘇聯、墨西哥、厄瓜多和瓜地馬拉等地也有出產。深黑色單眼的黑曜岩則分布於美國的亞利桑那和新墨西哥州。

工藝歷史

黑曜岩被美洲印第安人及很多其他原始人用作武器、家具、工具和裝飾品；被古代的阿茲特克人和希臘人用作鏡子。因為它具貝殼狀斷口（光滑的、彎曲的斷面和尖銳的棱），所以最鋒利的石器都是用黑曜岩精工製作的。這些石器（大多數是箭頭）中的有一些，可以用水化層測年法來測定年代，這些水化層是長時間中在它們暴露的表面上形成的。具有吸引人的斑駁顏色的黑曜岩有時可以用作半貴重的寶石。

古代的人們利用黑曜岩當鏡子，由於黑曜岩的斷口常呈貝殼狀且尖銳鋒利，它也是古代人使用的石器。遠古石器時代曾被用作刀，箭頭等切削用具，現代人利用黑曜岩來製作外科手術用解剖刀的刀片。另外將黑曜岩以1000℃以上溫度加熱後，由於內部所含水分，燒卻後會變成白色顆粒狀，質地疏鬆多孔，可用作土壤改良劑。

理化性質

主要成分：二氧化矽

硬度：5

比重：2.339-2.527

折射率：1.48-1.51

含水率：1-2%

顏色分類

黑曜岩通常呈黑色，但是也可見棕色、灰色和少量的紅色、藍色甚至綠色。也有可能是全部單色、或有條紋、或有斑點。最有名的是有彩虹閃光的彩虹黑曜岩RainbowObsidian，並且有些條文呈橢圓形狀，就形成俗稱的單眼黑曜或者是雙眼黑曜岩了。

黑曜岩Obsidian有很多種，不只有常見到的彩虹黑曜岩（Rainbow Obsidian），黑色的黑曜岩，黑曜岩還有很多種顏色樣貌。像是銀沙黑曜岩、金沙黑曜岩、不常見到的桃紅黑曜岩（Red Mahogany Obsidian），不過他顏色是紅褐色。

分類：

（1）雪花黑曜岩（Snowflake Obsidian）：是黑底白斑者，強烈的對比使其相當搶眼。

（2）桃紅黑曜岩（Mahogany Obsidian）：這一種比較少見，一般是紅色、黑色相雜的樣子。極少有通體紅色的，稱之為麥加紅；有紅、黑、透明三色相間的，因與錦鯉的花紋相似，也稱作冰種錦鯉黑曜石。

（3）彩虹黑曜岩（Rainbow Obsidian）：彩虹黑曜岩的彩虹眼通常會隨著觀視角度變化而若隱若現，有多種顏色，所以稱做彩虹。彩虹黑曜岩中，以藍色最為少見。

（4）銀沙黑曜岩（Silver Sheen Obsidian）：黑曜岩內，雜了金屬狀的內含物，使其呈現或金黃或銀白色的光澤。也有銀曜岩的叫法。

（5）金沙黑曜岩（Golden Sheen Obsidian）：黑曜岩內，雜了金屬狀的內含物，使其呈現或金黃或銀白色的光澤。也有金曜岩的叫法。

這些不同的顏色都是黑曜岩在形成時，不同成份元素滲雜其中一同生長的結果。

岩石遺址

考古工作者在吉林延邊和龍人溝的山地內發現了一處舊石器時代遺址，這處據今已有1萬5000年歷史的黑曜岩遺址是目前發現的面積最大的舊石器黑曜岩遺址。黑曜岩是火山噴出後形成的一種岩，這塊重達30多公斤黑曜岩是當地老鄉刨地時發現的，它的發現引起了考古工作者的關注。

為此，吉林大學邊疆考古研究中心和吉林省文物考古研究所聯合在吉林沿邊和龍溝附近展開了近兩年的考古調查，發現了1200多件舊石器時代的生產工具。吉林大學邊疆考古研究中心教授陳全家：這就是1萬5000年前原始人生產工具用的原材料，原始工具是怎樣生產出來的？做了大量實驗發現，原始人是用鹿角或木棍等軟錘敲擊（黑曜岩）邊緣，剝下來的鋒利石片就成為原始工具。

經勘測，考古工作估計，該遺址面積至少在3萬平方米左右，這是該遺址發掘出土的原始生產工具——刮削器，此次出土的1291件原始工具有鑽、琢背小刀、雕刻器等，類型十分豐富。除兩件工具以外，其它工具的質地均為黑曜岩，考古工作者發現，其中的一些工具有明顯的勒瓦婁瀾加工工藝。為什麼會有兩件特殊的器具？該遺址出現的特殊的加工工藝說明了什麼？等問題都還在進一步研究之中。

鑑定技術

利用黑曜岩表面水合層的厚度來測定黑曜岩工具製作年代的技術。黑曜岩是一種火山玻璃，石器時代的人類常用它製作各種工具。黑曜岩對水有很強的親和力，表面經常吸附一薄層水，水慢慢向內部擴散形成水合層。水在水合層中的重量大約占3%，是新鮮黑曜岩中含水量的10倍在光學顯微鏡下，水合層的邊沿可以清楚地顯出來。

黑曜岩工具在製作時，其表面水合層的厚度為零，由此開始水合作用，經歷的時間愈長水合層愈厚，因此根據水合層的厚度可以定出黑曜岩工具的製作年代。從擴散定律可以計算出水合層的厚度D與年代t的關係是=Kt;K為擴散係數，與埋藏的溫度和黑曜岩本身的化學成分有關而與濕度無關對於同一時代相同成分的黑曜岩，赤道地區的水合層厚度要比北極地區的大8倍。但由於埋藏環境的溫度並非完全不變，往往難以確定。這種方法常限於在局部地區作相對斷代，或經與碳-14年代（見放射性碳素斷代）比較定出標準後，再用內插法或外推法定出絕對年代。

近年來通過高溫誘發水合試驗和確定有效水合溫度的經驗公式，已可以不依靠其他斷代方法定出黑曜岩工具的製作年代。例如1983年J.W.米切爾等用肯亞普羅斯佩克特農場考古遺址的一系列層位中出土的黑曜岩製品，測出了從距今2500年到12萬年的各層的絕對年代。在3萬年內的年代數據，基本上與碳-14測定結果相一致。

黑曜岩[酸性玻璃質火山岩]