آبسیدین چیست|نحوه تشکیل آبسیدین|معروفترین سنگهای آبسیدین

آبسیدین چیست؟

آبسیدین (Obsidian) یک نوع شیشه آتشفشانی طبیعی و نوعی سنگ آذرین است که وقتی گدازه بیرون رانده شده از یک آتشفشان به سرعت با حداقل رشد کریستال سرد می شود، تشکیل می شود. در اکثر موارد ابسیدین در قسمت سطحی خاک جامد می شود. شیشه های آتشفشانی که در زیر آب تشکیل شده اند، نام های جایگزینی مانند تاکیلیت و هیالوکلاستیت دارند. استفاده از «شیشه آتشفشانی» به جای «ابسیدین» قطعاً اشتباه نیست، اما باید برعکس آن نیز مراقب باشید – شیشه آتشفشانی همیشه ابسیدین نیست.ابسیدین دارای تاریخی به قدمت بشریت است. کتاب تاریخ طبیعی نویسنده رومی پلینی بزرگ شامل چند جمله در مورد یک شیشه آتشفشانی به نام ابسیدین (lapis obsidianus) است که به دلیل شباهت آن به سنگی که توسط Obsidius (یک کاشف رومی) در اتیوپی یافت شد، به این نام نامگذاری شد.

ابسیدین چگونه تشکیل می شود؟

ابسیدین نوعی سنگ آذرین برون راندی است که به صورت شیشه ای طبیعی ظاهر می شود. ابسیدین از آتشفشان ها تولید می شود، جایی که گدازه فلسیک چسبناک غنی از عناصر سبک مانند سیلیکات (SiO2)، اکسیژن، آلومینیوم، سدیم و پتاسیم و البته میزان آب کم ، بدون زمان کافی برای رشد کریستال سرد و منجمد می شود. جریان مواد به دلیل وجود سیلیکای غنی دارای ویسکوزیته ای بالا است.ویسکوزیته بالا از انتشار اتم ها از طریق گدازه جلوگیری می کند که اولین مرحله (هسته شدن) در تشکیل بلورهای های معدنی را مهار می کند. اگر جسم ماگمایی بسیار ضخیم یا چسبناک باشد، تشکیل بلورها بسیار سخت است زیرا اگر تقریباً هیچ چیز قادر به حرکت در داخل ماگما نباشد، مواد جدیدی وارد نمی‌شوند. در نهایت زمان کم به همراه اتلاف سریع گرما از تشکیل بلور جلوگیری می کند و ویژگی های صاف و زیبای را ایجاد می کند که در ابسیدین دیده می شود. از این رو، ابسیدین را نمی‌توان تحت هیچ سیستم بلوری طبقه‌بندی کرد. این سنگ شیشه‌ای ناپایدار است و با گذشت زمان به کریستال‌های ریزدانه و معدنی تبدیل می‌شود. بلورهای بزرگ به زمان زیادی برای رشد نیاز دارند. بیشتر ابسیدین ها دارای ترکیبات ریولیتی هستند. این نوع گدازه غلیظ ترین است زیرا دارای بالاترین میزان سیلیس است. چرا این قضیه مهمه؟ زیرا سیلیس باعث پلیمریزه شدن ماگما می شود. پل های بی شماری (پیوندهای شیمیایی) بین آنیون های اکسیژن سیلیس (SiO2) وجود دارد که به همین دلیل است که حرکت این ماگما بسیار سخت می شود.اگر ماگما حاوی مقدار زیادی فلز (کاتیون ها) باشد، چسبناک تر (ویسکوزتر) است زیرا این کاتیون ها ساختار چارچوب سیلیس را می شکنند. من فکر می کنم این نکته مهم است و ارزش توجه به آن را دارد زیرا به نظر می رسد بسیاری از مردم فکر می کنند که ماگمای ریولیتی چسبناک تر از ماگمای بازالتی است فقط به این دلیل که دمای آن معمولاً کمتر است.

انواع معادن آبسیدین:

ابسیدین در بسیاری از نقاط جهان یافت می شود. محدود به مناطقی است که از نظر زمین شناسی اخیر فعالیت آتشفشانی دارند. ابسیدین با قدمت بیش از چند میلیون سال نادر است زیرا سنگ شیشه ای به سرعت در اثر هوازدگی، گرما یا سایر فرآیندها از بین می رود یا تغییر می یابد. ذخایر قابل توجهی از ابسیدین در آرژانتین، کانادا، شیلی، اکوادور، یونان، گواتمالا، مجارستان، ایسلند، اندونزی، ایتالیا، ژاپن، کنیا، مکزیک، نیوزیلند، پرو، روسیه، ایالات متحده آمریکا و بسیاری از نقاط دیگر یافت می شود.در ایالات متحده در شرق رودخانه می سی سی پی یافت نمی شود، زیرا هیچ فعالیت آتشفشانی اخیر از نظر زمین شناسی در آنجا وجود ندارد. در غرب ایالات متحده در بسیاری از مکان‌ها در آریزونا، کالیفرنیا، آیداهو، نوادا، نیومکزیکو، اورگان، واشنگتن و وایومینگ یافت می‌شود. بیشتر ابسیدین مورد استفاده در تجارت جواهرات در ایالات متحده تولید می شود.

محدوده رنگ در سنگ آبسیدین:

سیاه رایج ترین رنگ ابسیدین است. با این حال، می تواند سیاه مایل به قهوه ای، خرمایی یا سبز نیز باشد. به ندرت ابسیدین می تواند آبی، قرمز، نارنجی یا زرد باشد. تعداد بسیار کمی از نمونه های ابسیدین تقریباً بی رنگ هستند. تصور می شود که رنگ ها عمدتاً توسط عناصر کم‌مقدار یا اینکلوژن ها ایجاد می شوند.ابسیدین خالص معمولاً از نظر ظاهری تیره است، اگرچه رنگ آن بسته به ناخالصی های غیر شفاف موجود متفاوت است. ابسیدین قرمز یا قهوه‌ای معمولاً از کریستال‌های ریز یا ترکیبات هماتیت یا لیمونیت (اکسید آهن) حاصل می‌شود. کریستال‌های میکروسکوپی فراوان کانی‌هایی مانند مگنتیت، هورنبلند، پیروکسن، پلاژیوکلاز و بیوتیت، ترکیب شده با قطعات ریز سنگ، احتمالاً گونه‌های جت سیاه ابسیدین را تولید می‌کنند.

مشخصات گوهرشناسی سنگ آبسیدین:

سنگ ابسیدین دارای همان سختی شیشه، یعنی 5 تا 5.5 در مقیاس Mohs است . بافتی صاف و یکنواخت ، شکننده با شکستگی صدفی و لبه هایی تیز بوده که اغلب در رنگ سیاه دیده می شود . فاقد لایه بندی، رخ، فولیاسیون، بلورنمایی است. ابسیدین یک سنگ آذرین است که وقتی مواد مذاب آنقدر سریع سرد می شوند که اتم ها قادر به چیدمان خود در یک ساختار بلوری نیستند، تشکیل می شود. درنتیجه این یک ماده آمورف (بی شکل) و فاقد فرم کریستالی است که به عنوان “مینرالوئید یا کانی وار ” شناخته می شود.از نظر ترکیب شیمایی، ابسیدین عمدتاً از SiO2 (دی اکسید سیلیکون)، معمولاً 70 درصد وزنی یا بیشتر تشکیل شده است. اکثر ابسیدین ها ترکیبی شبیه به ریولیت و گرانیت دارند. گرانیت ها و ریولیت ها می توانند از همان ماگمای ابسیدین تشکیل شوند و اغلب از نظر جغرافیایی با ابسیدین مرتبط هستند. به ندرت شیشه های آتشفشانی با ترکیبی شبیه بازالت و گابرو یافت می شود. این سنگ های شیشه ای «تاکیلیت tachylyte» نام دارند.

جدول خصوصیات ابسیدین
ترکیب شیمیایی	ترکیب متغیر: SiO2 تقریباً 66-72٪ + اکسیدهای کلسیم، سدیم، پتاسیم و غیره. شیشه بازالتی 50% SiO2 است.
سیستم بلوری	آمورف
رنگ	سیاه، قهوه ای مایل به قرمز، سبز مایل به سیاه . پدیده رنگین کمانی یا با درخشش نقره ای یا طلایی
رنگ خاکه	سفید
شفافیت	شفاف تا اوپک
رخ	ندارد
شکستگی	شکننده – صدفی
جلا	شیشه ای
ضریب شکست نور	1.450 – 1.550
اختلاف شکست مضاعف	ندارد، اما اینکلوژنهای کریستالی در ابسیدین ممکن است دوشکستگی داشته باشند.
سختی موس	5.0 – 5.5
وزن مخصوص	2.61
فلورسانس	ندارد

اکنون می پردازیم به انواع آبسیدین و بررسی آنها:

وجود اینکلوژنها و رگه ها سبب انواع مختلفی از ابسیدین با ظاهری متفاوت می شود. تغییرات در ترکیب ماگما و محتوای آب اغلب در طول فوران و استقرار زیرسطحی جریان های ابسیدین رخ می دهد. ویسکوزیته بالای ابسیدین مذاب، از اختلاط موثر این ماگماها جلوگیری می کند و در نتیجه ابسیدین با لایه ها یا رنگ های مختلف “رگه ای” می شود. هر یک از این رگه ها یا خطوط ممکن است نشان دهنده یک پالس مشخص از فوران ابسیدین باشد.اگر دو حباب آبنبات تافی سبز و قرمز را در نظر بگیرید که با هم مخلوط شده اند، می توانید فرآیندی را که منجر به ایجاد ابسیدین رگه ای می شود، تجسم کنید. با مخلوط شدن حباب ها، رگه های رنگی مشخصی از تافی قرمز و سبز ایجاد می شود. در مورد ابسیدین، جریان آهسته ماگمای سفت و چسبناک دور از دریچه منبع، اختلاط مورد نیاز برای ایجاد انواع رگه‌دار (از نظر رنگ) ابسیدین را فراهم می‌کند.

ابسیدین رنگین کمانی:

نوعی ابسیدین وجود دارد که جلوه ای رنگین تاب (ایریدیسنت) دارد . رنگ های منحصر به فرد سبز، بنفش یا برنزی در نوع ابسیدین رنگین کمانی می توانند ناشی از نانوذرات هدانبرژیت باشند. ابسیدین راه راه رنگارنگ (ابسیدین رنگین کمانی) از مکزیک حاوی نانومیله های جهت دار هدنبرگیت است که با تداخل لایه نازک باعث ایجاد اثرات راه راه رنگین کمانی می شود.نوعی رنگین‌تاب از ابسیدین رنگین کمانی وجود دارد که “آتش” آن توسط تداخل نور ورودی در لایه های نازکی از میکروکریستال های (که تقریباً به ضخامت یک طول موج نور هستند) مگنتیت به جای هدنبرگیت ایجاد می شود. به این نوع ابسیدین ابسیدین آتشین (Fire Obsidian) گفته می شود. این گران‌ترین و کمیاب‌ترین نوع ابسیدین است و برای برش مناسب برای مشاهده افکت آتشین آن، به تجربه زیادی نیاز دارد.

ابسیدین سیاه:

ابسیدین سیاه به راحتی در دسترس است و ذخایر عظیمی از آن در بخش های غربی ایالات متحده پراکنده شده است. استفاده از آن در جواهرات کمی محدود است، مگراینکه کیفیت بالایی داشته باشد.

ابسیدین براق:

ابسیدین ممکن است حاوی الگوهایی از حباب‌های گاز باقیمانده از جریان گدازه باشد که در امتداد لایه‌هایی که سنگ مذاب قبل از سرد شدن در جریان است، ایجاد شده‌اند. این میکرو حباب ها می توانند جلوه های جالبی مانند درخشش طلایی و یا نقره ای ایجاد کنند. این نوع درخشش گاها به صورت یک خط و شکل چشم گربه ای نیز میتواند ظاهر شود.

ابسیدین دانه برفی:

ابسیدین به عنوان یک “شیشه” از نظر شیمیایی ناپایدار است. با گذشت زمان مقداری ابسیدین شروع به متبلور شدن می کند. این فرآیند با سرعت یکنواخت در سراسر سنگ اتفاق نمی افتد. در عوض از مکان‌های مختلف درون صخره شروع می‌شود. در این مکان ها، فرآیند تبلور، خوشه های شعاعی (اسفرولیت‌ها) از کریستال های کریستوبالیت سفید یا خاکستری را در داخل ابسیدین تیره تشکیل می دهد. هنگام برش و صیقل دادن، به این نمونه ها که دارای الگویی از لکه های سفید هستند، “ابسیدین دانه برفی” می گویند.دانه های برف در این نوع ناشی از کریستال های کروی کریستوبالیت است که نوعی کوارتز است. تزاد سفید در بدنه سیاه سبب جذابیت آن شده و کلکسیونرها را جذب خود می کند. ابسیدین دانه‌ برفی اغلب به صورت قطعات حجیم به وجود می‌آید که آن را برای انواع اشیاء تزئینی مناسب می سازد.

ابسیدین ماهوگانی:

گاهی اوقات دو رنگ ابسیدین در یک نمونه درهم تنیده می شوند. رایج ترین ترکیب رنگی ابسیدین سیاه و قهوه ای مایل به قرمز است که به هم می چرخند – که به آن “ابسیدین ماهوگانی mahogany” می گویند. رنگ ابسیدین ناشی از ناخالصی های آهن می باشد.

اشک های آپاچی:

“اشک های آپاچی” نامی برای ندول‌های گرد کوچک ابسیدین سیاه رنگ ، معمولا از ترکیب ریولیت، در ابعاد حدود یک اینچ یا کمتر است که در مناطق آتشفشانی جنوب غربی ایالات متحده یافت می شود. این سنگ ها ارتباط نزدیکی با پرلیت دارند که یک فرم سیلیس هیدراته است. هنگامی که به طور کامل هیدراته نمی شود، شما با هسته ای گرد از ابسیدین مواجه می شوید که لایه های پیاز مانند را نشان می دهد. نام آنها از یک افسانه بومی آمریکایی گرفته شده است. در طول نبرد بین آپاچی ها و سواره نظام ایالات متحده در سال 1870، آپاچی هایی که در مواجهه با شکست بودند، به جای اینکه اجازه دهند توسط دشمنشان کشته شوند، سوار بر اسب های خود بر فراز یک صخره سوار شدند.با شنیدن ماجرای نبرد، اشک اعضای خانواده شان با برخورد به زمین تبدیل به سنگ شد. آن سنگ ها اکنون به صورت ندول های سیاه ابسیدین یافت می شوند. صیقل دادن این سنگها دشوار است زیرا ابسیدین براده ای و براحتی خرد می شود. برای جلوگیری از خورد شدن، آنها را در تامبلر با قطعات سرامیکی و راف های کوچیک تر از آنها قرار می دهند تا صیقل یابند.

چگونه از ابسیدین برای برش استفاده میشود؟

شکستگی صدفی ابسیدین باعث می شود که آن را به قطعاتی با سطوح منحنی و تیز تبدیل کند. این قطعات تیز ممکن است باعث اولین استفاده انسان های زمان باستان از ابسیدین به عنوان ابزاری برای برش باشد. از ابسیدین برای ساختن چاقو، نوک پیکان، نوک نیزه، خراش و بسیاری از سلاح ها و ابزارهای دیگر استفاده می شد. از تیغه های ابسیدین در ختنه های آیینی و بریدن بند ناف نوزادان استفاده می شد.

ابسیدین در جراحی مدرن:

اگرچه استفاده از سنگ به عنوان ابزار برش ممکن است شبیه “تجهیزات عصر سنگی” به نظر برسد، اما ابسیدین همچنان نقش مهمی در جراحی مدرن ایفا می کند. از ابسیدین می توان برای تولید لبه برشی نازک تر و تیزتر از بهترین فولاد جراحی استفاده کرد. امروزه تیغه های نازکی از ابسیدین در چاقوی جراحی قرار می گیرد که برای جراحی های تحقیقاتی روی حیوانات استفاده می شود.اگرچه این مورد توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) برای استفاده بر روی انسان تایید نشده است. تیغه‌های ابسیدین خوش‌ساخت، مانند هر چاقوی شیشه‌ای، می‌توانند لبه برشی چندین برابر تیغه‌های جراحی فولادی با کیفیت بالا داشته باشند: لبه برش تیغه فقط حدود 3 نانومتر ضخامت دارد. همه چاقوهای فلزی در زیر میکروسکوپ به اندازه کافی دارای تیغه ای نامنظم و دندانه دار هستند. با این حال، تیغه های ابسیدین هنوز هم صاف هستند، حتی زمانی که زیر میکروسکوپ الکترونی بررسی می شوند.یک مطالعه نشان داد که برش‌های ابسیدین سلول‌های التهابی کمتر و بافت دانه‌ریزی کمتری را در گروهی از موش‌ها پس از هفت روز تولید می‌کنند، اما این تفاوت‌ها پس از بیست و یک روز ناپدید شد. عیب عمده تیغه های ابسیدین شکنندگی آنها در مقایسه با تیغه های ساخته شده از فلز است، بنابراین کاربردهای جراحی تیغه های ابسیدین را به انواع کاربردهای تخصصی که در آن جای نگرانی از بابت شکسته شدن نیست ، محدود می کند.

انواع ایده های طراحی جواهرات با آبسیدین:

ابسیدین یک سنگ نیمه قیمتی محبوب است. هزاران سال است که هنرمندان از ابسیدین برای کاروینگ و ساختن ماسک‌ها، مجسمه‌های کوچک و اشکال مختلف استفاده کرده‌اند. در جواهرات اغلب به صورت مهره‌ها و دامله تراشیده می‌شود یا برای تولید سنگ‌های تامبل شده استفاده می‌شود. ابسیدین گاهی اوقات به شکل مهره‌هایی فست شده با انعکاسی خوب تراشیده می‌شود. برخی از نمونه های شفاف برای تولید جواهرات فست مناسب هستند.استفاده از ابسیدین در جواهرات را می توان به دلیل ماندگاری آن محدود کرد. سختی آن حدود 5.5 است که خراشیدن روی آن را آسان می کند. همچنین فاقد استحکام است و به راحتی در اثر ضربه شکسته یا خرد می شود. این نگرانی های دوام ابسیدین را به سنگی نامناسب برای انگشتر و دستبند تبدیل می کند. بهترین استفاده از ابسیدین در قطعات کم ضربه مانند گوشواره، سنجاق سینه و آویز است.از ابسیدین در ساخت دابلت و تریپلت اوپال نیز استفاده می شود. برش های نازک یا خورده اوپال ها را به یک لایه نازک ابسیدین می چسبانند تا سنگی ترکیبی درست کنند. ابسیدین سیاه زمینه ای ارزان قیمت و متضاد با بازی رنگ اوپال فراهم می کند که آتش رنگارنگ آن را بسیار آشکارتر می کند. همچنین وزن و ثبات را به آن اضافه می کند که برش آن را به صورت سنگی جواهری را تسهیل می سازد.

تفاوت ابسیدین و سرباره شیشه مصنوعی:

امروزه بسیاری از افراد نگین های شیشه مصنوعی را تحت عنوان ابسیدین می فروشند. در ایران نیز سرباره (ضایعات کوره های ذوب شیشه سازی) شیشه به صورت کیلویی تحت عنوان ابسیدین با قیمت کیلویی 40 هزار تومان فروخته می شوند. اغلب آنها شفاف و زیبا هستند.سنگ های ابسیدین سبز ، آبی و قرمز خوش رنگ شفاف بسیار نادر هستند (شاید هم عدم وجود در طبیعت) و در چنین رنگهایی احتمالا مات تا اوپک با کیفیت پایین دیده می شوند. یعنی اگر کسی در نقطه ای از دنیا تکه ای پیدا کند، بعید است آن را تراش دهد و می تواند استفاده به عنوان راف کلکسیونی داشته باشد. حتی اگر در دیتای انگلیسی جستجو کنید یک منبع موثق را پیدا نخواهید کرد که نمونه شفاف سبز زمردی یا آبی آکوامارینی از ابسیدین طبیعی را نشان دهد (اگر هم باشد احتمالا ظاهری مات دارند). بنابراین نگین هایی شفاف و پاک از چنین رنگهایی با قیمت هایی ارزان قطعا شیشه مصنوعی هستند.ابسیدین های طبیعی دارای حباب های کشیده، اژدری شکل، حباب های گرد، حباب های قطره ای شکل هستند که حباب ها اغلب به صورت موازی قرار دارند. اینکلوژنهای سوزنی مانند ممکن است درخشندگی نقره ای را ایجاد کنند. کانی‌های سیلیسی پروتوژنیک متبلور در ابسیدین ممکن است سفید و شبیه دانه‌های برف باشند. البته ما در شیشه های مصنوعی و سرباره هم می توانیم کریستوبالیت و حباب داشته باشیم.بنابراین گاهی تشخیص می تواند سخت شود. بخصوص در سرباره های شیشه سیاه این موضوع سخت تر است زیرا نمونه های رنگی شفاف معمولا با توجه به نادر بودن سریع قابل تشخیص هستند. در نمونه های سیاه نیاز به تجربه و دانش کافی است. سرباره های شیشه سیاه معمولا شفاف و بدون ناخالصی هستند ، چیزی که کمتر در ابسیدین ها شاهدش هستیم. همچنین آنها دارای قیمتی بسیار پایین تر ، احتمالا حدود یک پنجاهم از نوع طبیعی دارند.

معروف ترین سنگ های قیمتی ابسیدین کدامند؟

آینۀ دکتر دیی یکی از ابسیدین های صیقلی شدۀ معروف است که بعنوان ابزار تحقیق برای ریاضی دانان، منجمین، و جادوگران، در زمان الیزابت استفاده می شد.
جان دیی (9-1608 تا 1525). این سنگ در موزۀ بریتانیا به نمایش گذاشته شده است.
برخی از مردمک های چشم موآی (Moai) (مجسمۀ اشکال انسان ها) در جزیرۀ ایسترکه بین سالهای 1250 تا 1500 حکاکی شد شامل ابسیدین هستند.
گردنبند Renisenib که شامل طلا و ابسیدین است نیز به تاریخ 1810- 1700 قبل از میلاد بر می گردد که
توسط هوارد کارتر در درۀ نیل کشف شد و اکنون در موزۀ هنرهای متروپولیتن در نیویورک نمایش داده می شود.
موزۀ بروکلین در آمریکا نیز محل نمایش قطعاتی از ابسیدین می باشد که در زمان مصر باستان مورد استفاده بود.
مانند چشم، تابوت، و 2 انگشت که برای حفاظت مومیایی شده اند.