火黑曜石(Fire obsidian)--颜色不一样的烟火

2018年01月03日 09:54 新浪收藏
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  来源: 鲍勇译自GEM-A   珠宝鉴定笔记

  Fire obsidian (火黑曜石 ),是发现于美国西北部的彩虹黑曜石中一个特别的品种,能展示出多种闪耀的颜色和样式。笔者认为,当宝石工匠精心雕琢时,这种石头在颜色,光彩,独特性以及本身之美方面足以媲美其他有着彩虹光的宝石 。这也是迄今唯一发现火黑曜的地方。

  纵观历史,彩虹宝石和矿物一直对人类有着特别的吸引力。早期人们曾做过各种尝试想要解开黑曜石彩虹闪光和超自然特征之谜。在古代,珍贵的欧珀opal一度被认为对人的眼睛大有益处,因此被磨琢用以治疗眼部疾病(Braid, 2015)。在古代印度,波斯,中美和北美地区,Fire opal火欧珀被信奉为炽热爱情的象征。人们认为像火欧珀这样的宝石由气泡状球体造成色彩活泼到如此程度恐怕也只有天堂的水域才能孕育的出来吧(International Coloured Gemstone Association, 2015)。玛雅人和阿兹特克人尤其钟爱这种宝石,常作为惯例用在马赛克设计风格的建筑中。如今一些人认为彩虹黑曜石在冥想时对于消除震惊,恐惧和隔阂等方面有着特别的力量。

  光学现象是由宝石的光依赖性特征引起的。不是因为宝石的基本化学和晶体结构,而是光与宝石内部的内含物或结构特性相互作用引起的。彩虹闪光现象被视为由折射引起的多种颜色的表面效应,当白光通过很小的气孔或缝隙时发生衍射,用一个三棱镜就可使其分离成光谱色。这种衍射正解释了缝隙的彩红分布,闪光拉长石的颜色,以及珍贵欧珀的颜色分布。彩虹闪光是最普遍的光学现象,该现象在珍珠,火玛瑙,彩虹方解石,一些黑曜石和彩虹玛瑙中均能观察到。而当彩虹闪光跟干涉相结合时,就出现了薄膜干涉(The Physics Classroom, 2015)。当色波通过有不同折射率的矿石薄层时一些颜色会削弱,而其他的会增强,这就致使色块增加,色块会随着观察角度的变化而改变。

  近期的实验分析表明,火黑曜石中的”Fire”火是由薄膜干涉引起的。这种干涉形式的例子很多,如晴空下的肥皂泡的光彩,新擦洗的挡风玻璃的颜色条纹,雨潭上的一层彩色油膜等,这些都是光的干涉作用的结果,一种矿物质的极薄层膜通过另一种矿物质表面时形成的。搜集到的火黑曜石是通过场发射电子扫描显微镜,X射线能量色散光谱,电子反散射衍射和光谱法进行观测的(Ma et al。, 2007)。该研究揭示了黑曜石内部的薄层(或流动状波带)厚度达300-700nm,有丰富的磁铁矿纳米级晶体。其颜色也是由薄膜光学干射造成的,在此光学干射中薄薄的含铁层的折射率(1.496 < n < 1.519)要高于普通玻璃的折射率(n = 1.481)。

  黑曜石是一种火成岩,即形成于熔融的矿石料在迅速冷却时原子无法自行排布成晶体结构,其结果便是有着光滑一致纹理且带贝壳状裂隙的火山玻璃。是一种类矿物的非晶形材料。纯黑曜石通常看起来颜色很深,尽管其颜色变化取决于所呈现的杂质。杂质铁和镁使黑曜石呈典型的深绿至棕色甚至是黑色。只有极少的样品是近无色。然而,形同衍射格子的磁铁矿凝滞的内含物由于密度和相对同类的浓缩物,使一些特定种类的黑曜石呈现彩虹闪光的样式。描述性的商业名称如天鹅绒或彩虹黑曜石等是市场上常见的种类。

  俄勒冈州东南的火山高地集聚火黑曜石,是一种绝种的流纹岩圆屋顶群,环绕了方圆近90平方公里,高度能达到1400-1950米。包括黑曜石,流纹岩流,水堤和珍珠岩等在内的多种火山沉积岩在钾氩年代计时的基础上可以追溯到4-5百万年前(Walker et al。,1974)。后火山喷发的风化和腐蚀作用已经消除了大部分最年轻的火山沉积岩,因而暴露了当地流纹岩圆屋顶更为古老的部分。

  尽管该地区广泛沉积有多种黑曜石,而火黑曜石只在小区域的流纹岩堤附近有发现。内含由弱及强流动带的黑色或棕色黑曜石也有着明亮颜色带,它们小而孤立且有不连续的豆荚。这些流动带通常跟黑曜石堤的走向并行排布(Miller,2006)。开凿断裂又结合紧密的岩体材料需要大量的工作。这些开采量中将近10-20%可能会含有火彩层,但只有5%含火彩。新开采出来的黑曜石,形状和大小都不规则,又脏又暗。可以小心取下一些测试碎片观测它微弱又薄的流动带,进一步探索可能就会观测到其流动带所反射的明亮火彩。那么真正的工作就开始了。

  火黑曜石极其适合依其天然形状切磨成独特又壮观的凸圆旦面。首先,石头必须要清洗干净,然后详细解读石头(即确定石头的精确出处和火层走向)。这一步其实非常有挑战性,因为每片石头都是独特的。一些火彩层会反射流动带和样式上的多种颜色,颜色之间又有分明的界限,而另一些石头上的颜色会相互交叠。颜色也可能仅出现在火彩层的一小部分区域,而剩馀区域则是混沌的灰色。

  即使是同一火彩层的彩虹闪光的颜色和强度也总是变化无穷。一些火彩层两面都会反射颜色,而其他火彩层只一面反射。颜色可出现在石头的单孤立火层上或多个色层上,且一层紧密的堆叠在另一层上方。反射层很少是平坦的,他们通常小幅度地呈波浪状变换走向,但也会很突然,很猛烈,有些甚至会折成两半。单火彩层反射的颜色可跨度整个光谱,而其他火彩层只能显示单色。此外,反射所形成的样式(呈条纹状,斑点,丝线,褶皱,吸管状,条棒状等等)也是变化无穷。这些样式的成因无从知晓,但很可能是磁铁矿随着流动带在小范围内的富集的厚度差异或走向差异而致。

  对宝石工匠而言,能成功地切磨火黑曜石是件极具挑战的事。钻石抛磨设备是加工这种材料的理想用具。在黑玻璃内部嵌入并分离出纳米量级的层次需要技能,勤勉,和惊人的耐心。切磨一个高水种的黑玻璃是相当困难且耗费时间的。借助达到光学级别的氧化铈这样昂贵的抛光粉才可能得到理想的切磨效果。设备污染也是个至关重要的问题,在整个切磨,砂光,抛光的过程中必须避免设备污染。

  相对而言,火黑曜石是宝石界的新物,且只知道全世界唯有一个地方能出产。搜集火黑曜石是项高强度的劳动,并且宝石工匠能成功地加工也是很有挑战,昂贵,耗时,枯燥。宝石工匠很少用原石材料,而是使用小厚片或未抛光且有孔的石头。

 

  作者介绍:William Thomas(Tom)Dodge是一位居住在美国亚利桑那州的退休地质学者。Tom狂热地收集岩石已有57年,成为在册专职地质学探索顾问35年,娴熟的燧石敲击者16年,致力于宝石工匠才两年。收集并加工火黑曜石已燃起了他全部的热情,他归恩于Emory Coons,这壮观石材的主人,也是一位慷慨的导师。Tom深情地将火黑曜石喻为“地球之露”。

  本文原作者:Tom Dodge

  文章出自:Gems & Jewellery JAN/FEB 2016

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标签: 黑曜石

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