흑요석 내 미세결정은 화산암질 마그마의 과냉각 조건에서 정출된 아주 작은 결정이다. 백두산, 일본 규슈와 홋카이도, 그리고 이태리 리파리 섬에서 산출되는 흑요석을 대상으로 그 내부에 포함된 미세결정의 형태와 조직을 전자현미경을 사용하여 관찰하여 정리하였다. 전자현미경의 후방산란전자 이미지로부터 관찰한 보다 자세한 미세결정에 대한 형태학적 분류는 기존의 광학현미경으로 얻을 수 없는 미세결정의 결정화에 대한 정보를 제공해 준다. 이 논문에서는 Clark (1961)의 미세결정 형태 분류 14가지 중에서 10가지에 대해 새로이 기재하였다. 즉, Lath, Crenulite, Bacillite, Margarite, Belonites, Trichites, Arculites, Furculite, Scopulites, Scopulitic growth 등의 미세결정에 대한 형태와 조직적 특징을 구체적으로 살펴보았다. 이런 기재적 연구로부터 향후 산성 마그마의 냉각과정동안 흑요석 내 미세결정의 결정작용과 광물 공생관계를 밝히는데 활용될 것이다.

백두산과 일본 규슈에서 산출되는 흑요석을 대상으로 그 내부에 포함된 미세결정의 형태와 조직을 전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 미세결정에 대한 형태학적 분류에 따르면, 백두산 흑요석 내의 미세결정은 Arculites, Asteroidal, Crenulite 등의 형태만 보이고, 규슈 흑요석 내의 미세결정은 Arculites, Bacillite, Belonites, Crenulite, Furculite, Lath, Margarite, Scopulites 등의 다양한 형태를 보인다. 이 사실은 백두산과 규슈 흑요석은 포함된 미세결정의 형태에 따라서 구분 가능함을 지시한다. 한편, 동일한 Arculites 형태의 미세결정의 경우 백두산 흑요석은 휘석 결정 내에 자철석의 결정들이 포함된 포이킬리틱 조직을 보이는 반면, 규슈 흑요석은 자철석과 휘석이 서로 입상 내지 입간 조직을 보인다. 이러한 흑요석 내 미세결정의 형태 및 조직의 차이는 향후 우리나라에서 선사시대 유물로 출토되는 흑요석제 석기의 산지를 밝히는데 이용될 수 있다.

북한 쪽 백두산 지역에서 산출되는 흑요석과 부산 가덕도 유적지에서 출토된 흑요석제 석기에 포함되어 있는 미세결정을 대상으로 그 형태적 분류 및 화학조성에 대한 연구를 실시하였다. 백두산 흑요석은 육안 및 경하관찰에 의한 분류결과 세 개의 그룹으로 구분되며, 형태적으로는 트리카이트-아시큘러와 트리카이트-에스테로이달의 미세결정이 우세하게 분포한다. 한편 가덕도 흑요석은 분류결과 5개의 그룹으로 구분되며, 아시큘러, 마가라이트, 래쓰결정, 에스테로이달 등의 다양한 미세결정이 분포한다. 백두산 흑요석 내의 규산염 미세결정은 대부분 헤덴버자이트 내지 오자이트의 조성을 가지는 휘석으로 나타났으나, 가덕도 흑요석 내의 규산염 미세결정은 대부분이 애나이트 조성에 가까운 흑운모이며 일부 마가라이트 형태의 미세결정은 훼로실라이트 조성의 휘석으로 나타났다. 이로부터 백두산 흑요석과 가덕도 흑요석은 미세결정의 형태, 광물 종류 및 그 화학성분 등에서 상이함을 알 수 있다. 가덕도 유적지에서 출토된 흑요석제 석기는 백두산지역 흑요석과는 성인적인 관련성이 없는 것으로 판단된다.

천연유리로 만든 보석들의 보석학적 특징을 알아보기 위하여 중국 광동성 마오밍산 텍타이트와 백두산에서 채취한 흑요석을 대상으로 편광 및 반사현미경, 주사전자현미경, 비중 및 굴절율 측정, X-선형광분석, ICP-MS분석, X-선회절분석, 전자현미분석 등을 실시하였다. 중국산 텍타이트와 북한산 흑요석은 모두 검고, 패각상 단구를 나타내며, 수 mm 두께로 연마하였을 경우에는 모두 짙은 갈색의 반투명한 특징을 나타낸다. 텍타이트는 4~10 cm 크기의 길쭉한 원통형 모양으로, 또는 직경이 3~5 cm인 구형으로 산출된다. 텍타이트의 표면에는 직경이 최대 3 mm인 함몰구조가 있는 것이 특징이다. 텍타이트의 모스경도는 5~5.5, 비중은 2.66이며, 단굴절을 일으키며, 굴절율은 1.51이다. 텍타이트 속에는 다수의 구형 기포가 분산되어 있으며, 규질성분이 높은 유리질물질이 존재한다. X-선회절 분석결과 비정질상태임이 확인되었다. 백두산 흑요석은 두 가지 형태로 나타난다. 즉, 균질한 검은색의 흑요석과 백색 결정을 함유하고 있는 것 등이다. 주된 차이점인 굴절율은 1.49~1.50으로서 텍타이트보다는 작으며, 비중은 텍타이트보다 다소 큰 2.67~2.68을 나타낸다. 또한 구형 기포 내포물이 없는 대신 새니딘과 자철석 침상결정을 함유하고 있다.