火山巖(玄武巖)是火山爆發后由形成的多孔形石材,非常珍貴。噴發時噴發出來的巖漿有氣體渣、固體巖漿,艷磊石材,溫度和壓力迅速下降,發生了化學和物理變化,所以巖漿就變成了火山巖。含有大量的硅、鉀、鈉、鐵、鎂、26種礦物元素,以及銅、鋅、鉻、鎳、錳等,加熱后的火山巖會釋放出大量霧狀的能量離子同時產生磁效應、溫熱效應、冷熱效應。
火山巖(IgneousRock)由巖漿(Magma)直接凝固而成。高溫之巖漿在從液態冷卻中結品成多種礦物,礦物再緊密結合成火成巖。化學成分各異之巖漿,最后成為礦物成分各異之火成巖,種類繁多,細分之有數百種。
由于地殼的保溫作用,越向地心其溫度越高。地核因高壓呈固體狀態。而地殼之下的高溫物質呈液體狀態就是巖漿。根據現代火山噴溢而出的熔巖得知,硅酸鹽是巖漿的主要成分。其中SiO2的含量在80—30%之間;金屬氧化物如Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O等占20—60%。其它如重金屬、有色金屬、稀有金屬及放射性元素等,它們的總量不超過5%。此外,巖漿中還含有一些揮發性組分,其中主要是H2O、CO2、H2S、F2、Cl2等。
根據含硅量之高低分類,有酸性(Acidic)、中性(Intermediate)、基性(Basic),及超基性(Ultrabasic)四大類火山巖。
火山巖的特征物理性質
長期以來,人們根據物理性質來識別礦物。如顏色﹑光澤﹑硬度﹑解理﹑比重和磁性等都是礦物肉眼鑒定的重要標志。作為晶質固體﹐礦物的物理性質取決于它的化學成分和晶體結構﹐并體現著一般晶體所具有的特性──均一性﹑對稱性和各向異性。
1、礦物的顏色 折疊
礦物的顏色多種多樣。呈色的原因,一類是白色光通過礦物時﹐內部發生電子躍遷過程而引起對不同色光的選擇性吸收所致;另一類則是物理光學過程所致。導致礦物內電子躍遷的內因,最主要的是﹕色素離子的存在,如Fe3+使赤鐵礦呈紅色,V3+使釩榴石呈綠色等;是晶格缺陷形成“色心”,如螢石的紫色等。礦物學中一般將顏色分為3類﹕自色是礦物固有的顏色;他色是指由混入物引起的顏色;假色則是由于某種物理光學過程所致,如斑銅礦新鮮面為古銅紅色,氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈現藍紫色的錆色,礦物內部含有定向的細微包體,當轉動礦物時可出現顏色變幻的變彩,透明礦物的解理或裂隙有時可引起光的干涉而出現彩虹般的暈色等。
2、條痕 折疊
指礦物在白色無釉的瓷板上劃擦時所留下的粉末痕跡。條痕色可消除假色﹐減弱他色﹐通常用于礦物鑒定。
3、光澤 折疊
指礦物表面反射可見光的能力。根據平滑表面反光的由強而弱分為金屬光澤(狀若鍍克羅米金屬表面的反光﹐如方鉛礦)﹑半金屬光澤(狀若一般金屬表面的反光,如磁鐵礦)﹑金剛光澤(狀若鉆石的反光,如金剛石)和玻璃光澤(狀若玻璃板的反光,如石英)四級。金屬和半金屬光澤的礦物條痕一般為深色,金剛或玻璃光澤的礦物條痕為淺色或白色。此外,若礦物的反光面不平滑或呈集合體時,還可出現油脂光澤﹑樹脂光澤﹑蠟狀光澤﹑土狀光澤及絲絹光澤和珍珠光澤等特殊光澤類型。
4、透明度 折疊
指礦物透過可見光的程度。影響礦物透明度的外在 因素(如厚度﹑含有包裹體﹑表面不平滑等)很多﹐通常是在厚為0.03毫米薄片的條件下,根據礦物透明的程度﹐將礦物分為﹕透明礦物(如石英)﹑半透明礦物(如辰砂)和不透明礦物(如磁鐵礦)。許多在手標本上看來并不透明的礦物,實際上都屬于透明礦物如普通輝石等。一般具玻璃光澤的礦物均為透明礦物,顯金屬或半金屬光澤的為不透明礦物,具金剛光澤的則為透明或半透明礦物。
5、斷口﹑解理與裂理 折疊
礦物在外力作用如敲打下,沿任意方向產生的各種斷面稱為斷口。斷口依其形狀主要有貝殼狀﹑鋸齒狀﹑參差狀﹑平坦狀等。在外力作用下礦物晶體沿著一定的結晶學平面破裂的固有特性稱為解理。解理面平行于晶體結構中鍵力最強的方向,一般也是原子排列最密的面網發生,并服從晶體的對稱性。解理面可用單形符號(見晶體)表示,如方鉛礦具立方體{100}解理﹑普通角閃石具{110}柱面解理等。根據解理產生的難易和解理面完整的程度將解理分為極完全解理(如云母)﹑完全解理(如方解石)﹑中等解理(如普通輝石)﹑不完全解理(如磷灰石)和極不完全解理(如石英)。裂理也稱裂開,是礦物晶體在外力作用下沿一定的結晶學平面破裂的非固有性質。它外觀極似解理,但兩者產生的原因不同。裂理往往是因為含雜質夾層或雙晶的影響等并非某種礦物所必有的因素所致。
6、硬度 折疊
是指礦物抵抗外力作用(如刻劃﹑壓入﹑研磨)的機械強度。礦物學中最常用的是摩氏硬度﹐它是通過與具有標準硬度的礦物相互刻劃比較而得出的。10種標準硬度的礦物組成了摩氏硬度計﹐它們從1度到 10度分別為滑石﹑石膏﹑方解石﹑螢石﹑磷灰石﹑正長石﹑石英﹑黃玉﹑剛玉﹑金剛石。十個等級只表示相對硬度的大小,為了簡便還可以用指甲(2.5)﹑小鋼刀(5~5.5)﹑窗玻璃(5.5)作為輔助標準,粗略地定出礦物的摩氏硬度。另一種硬度為維氏硬度,它是壓入硬度﹐用顯微硬度儀測出,以千克/平方毫米表示。摩氏硬度 H m與維氏硬度H v的大致關系是(kg/mm2)﹐礦物的硬度與晶體結構中化學鍵型﹑原子間距﹑電價和原子配位等密切相關。