黒曜石は、火山の活動でできる天然のガラスを主体とする岩石です。黒く光っているから、黒い鉱物の大きな結晶が一つある、と考えるのは早すぎます。固体であることと、結晶であることは同じ条件ではありません。ここでは見た目の粒と、内部の規則的な並びを分けて考えます。
火山ガラスの「ガラス」は何を表す？
黒曜石では、溶岩が冷えて固まる過程で、結晶が十分成長しないままガラス質になることがあります。ガラスという言葉は、窓の材料だけの名前ではありません。内部が長い範囲にわたって結晶のような規則的な並びを持たない状態を示す言葉でもあります。透明か不透明か、無色か黒色かという見た目とは分けます。
したがって、「黒いから中が見えない。中が見えないから結晶がない」という順番で判断するのではありません。結晶の有無は組織や構造についての情報です。写真の色だけでは、その内部を決めきれません。黒曜石の中に結晶や模様が含まれる場合もあり、全ての試料が完全に同じつくりだとするのも避けます。
冷え方の説明を、万能な判定法にしない
火成岩の問題では、ゆっくり冷えると結晶が成長しやすい、という関係を学びます。ただし冷える速さだけで、あらゆる岩石の種類を決めることはできません。もとの物質の成分なども関係します。黒曜石は、結晶が十分成長しないガラス質の岩石を考える例として使い、どんな溶岩も急に冷やせば同じ黒曜石になる、と広げないようにしましょう。
ルーペで粒が見えなかったという観察も、直ちに粒や結晶が全くないことの証明にはなりません。使った倍率で見分けられる大きさには限界があります。見えないほど細かい結晶の集まりなのか、ガラス質なのかを区別するには、追加の観察や測定資料が必要です。「確認できなかった」と「存在しない」は、答案でも別の表現になります。
見えないという記録には、使った道具の条件を添える
写真に粒が見えないとき、その写真で確認できなかったという事実と、粒が存在しないという結論を区別します。倍率だけでなく、ピントや照明、画像の細かさによっても見え方は変わります。拡大ボタンで画面を大きくしただけでは、新しい細部の情報が増えるとは限りません。
学習用の資料で『この観察法では0.1mm以上の結晶を見分けられる』と指定され、結晶が見つからなかった場合、その大きさ以上の結晶を確認できなかったとは言えます。しかし、0.01mmの結晶までないと結論することはできません。大きさの条件を一桁小さくした別の観察が必要になります。
黒曜石を主にガラス質とする説明は、単に暗く写った写真を見た印象とは違います。資料に与えられた構造の情報を使い、ルーペの見え方だけから同じ結論へ飛ばないようにします。観察記録の末尾へ『この倍率では』と添える習慣が、見えた範囲を越えた断定を防ぎます。
例題1：粒が見えない二つの試料
架空の資料で、試料AとBはどちらもルーペで粒を見分けられませんでした。さらに詳しい調査では、Aは微小な結晶の集まり、Bは主にガラス質だと分かりました。初めのルーペ観察だけで、AとBを同じつくりだと結論してよいですか。
答え・解説： 結論できません。共通するのは、その倍率で粒が見分けられなかったという結果です。粒を見分ける限界より小さい構造については、初めの観察だけでは情報が足りません。追加調査によって異なるつくりが明らかになっています。色や表面のつやが似ていても、内部の構造が同一とは限らないことを表しています。
例題2：写真の面積から質量まで言える？
説明用の断面写真を等しい大きさの100区画に分けたところ、ガラス質の部分が80区画、結晶の部分が20区画を占めました。写真上のガラス質の面積割合はいくらですか。この結果だけで、岩石全体の質量の80％がガラス質だといえますか。
答え・解説： 面積割合は80％です。しかし、一つの断面での面積と、岩石全体の体積や質量は同じ量ではありません。全体を代表する断面かどうか、各部分の密度がどう違うかなどの情報も必要です。区画を数えて分かったことを、量っていない質量の割合へ置き換えないようにします。この区画数は考え方を練習するための設定で、実際の黒曜石の標準組成ではありません。
光る面があっても、その理由は一つではない
黒曜石のなめらかな割れ口には、光が反射して明るく見える部分ができます。その明るい部分を、白い鉱物の粒が埋まっている場所と取り違えないことも大切です。同じ場所を照明の向きを変えて撮影し、光る位置が変わるなら、反射の影響を考えます。写真上の白さをそのまま材料の色として数えないようにしてください。
また、割れ口の曲線的な模様を、地層の重なりと読み違えないことも必要です。一本の線が何を示すかは、写真の説明と合わせて決めます。割れたときの面、結晶の境界、堆積した層の境界では、成立した原因が違います。単語を選ぶ前に、どこを見て判断したのかを指で示してみましょう。
黒曜石の割れ口は鋭くなることがあります。自分で砕いて確かめることを前提にせず、標本写真や博物館の説明を利用できます。黒曜石を学ぶ目的は、黒い石の名前を増やすだけでなく、「固まったものは全て結晶」という思い込みをほどくことにあります。
火成岩の結晶と、透明と無色の違いを読むと、構造と見た目の言葉を整理できます。
観察の倍率を上げた記録では、見えている範囲が狭くなった点にも気を付けます。低い倍率の写真全体と、高い倍率の写真の一部分を、どちらも岩石全体の代表として比べることはできません。拡大した場所を元の写真に枠で示してあれば、その枠の内外を区別します。結晶を一つ見つけたことは、その視野に結晶がある証拠ですが、残りの部分も全て結晶であるという証拠ではありません。構造の判定には、どの範囲を調べたかという情報も添えます。