БАЗАЛЬТ (лат. basaltes, basanites, от греч. basanos - пробный камень; по другой версии, от эфиоп. basal - железосодержащий камень * англ. basalt, basaltic rocks; нем. Basalt; франц. basalte; испанс. basalto) - излившаяся кайнотипная , эффузивный аналог . Окраска базальта тёмная до чёрной. Состоит главным образом из основного , моноклинного , и акцессорных минералов - , и др. Структуры базальта - интерсертальная, афировая, реже гиалопилитовая, текстуры - массивная либо пористая, миндалекаменная. B зависимости от крупности зерна различают: наиболее крупнозернистый - , мелкозернистый - анамезит, тонкозернистый - собственно базальт. Палеотипные аналоги базальта - .
Химический состав базальта
Средний химический состав базальта по P. Дэли (%): SiO 2 - 49,06; TiO 2 - 1,36; Аl 2 O 3 - 15,70; Fe 2 O 3 - 5,38; FeO - 6,37; MgO - 6,17; CaO - 8,95; Na 2 O - 3,11; K 2 O - 1,52; MnO - 0,31; P2O5 - 0,45; H 2 O - 1,62. Cодержание SiO 2 в базальте колеблется от 44 до 53,5%. По химическому и минеральному составу выделяют оливиновые ненасыщенные кремнезёмом (SiO 2 около 45%) базальты и безоливиновые или c незначительным содержанием оливина слабо пресыщенные кремнезёмом (SiO 2 около 50%) толеитовые базальты.
Физические свойства базальта
Физико-механические свойства базальта весьма различны, что объясняется разной пористостью. Базальтовые магмы, обладая низкой вязкостью, легко подвижны и характеризуются разнообразием форм залегания ( , потоки, пластовые залежи). Для базальта характерна столбчатая, реже шаровидная отдельность. Оливиновые базальты известны на дне океанов, океанических островах (Гавайи) и широко развиты в складчатых поясах. Толеитовые базальты занимают обширные площади на ( формации Сибири, ). C породами трапповой формации связаны месторождения руд , (Сибирь). B миндалекаменных базальтовых порфиритах района Верхнего озера в известно месторождение .
Плотность базальта
Базальта 2520-2970 кг/м³. Коэффициент пористости 0,6-19%, водопоглощение 0,15-10,2%, сопротивление сжатию 60-400 Мпа, истираемость 1-20 кг/м², температура плавления 1100-1250°C, иногда до 1450°C, удельная теплоёмкость 0,84 Дж/кг.К при 0°C, модуль Юнга (6,2-11,3).10 4 Мпa, модуль сдвига (2,75-3,46).10 4 Мпa, коэффициент Пуассона 0,20-0,25. Высокая прочность базальта и относительно низкая температура плавления обусловили применение его в качестве строительного камня и сырья для Каменного литья и минеральной ваты.
Применение базальта
Применение базальта - базальт широко используется для получения , дорожного (бортового и брусчатки) и облицовочного камней, кислотоупорного и щелочестойкого материала. Требования промышленности к качеству базальта как сырью для щебня такие же, как и к другим изверженным породам. Для производства минеральной ваты базальт используется обычно в шихтовке. Установлено, что температура плавления сырья не должна превышать 1500°C, a химический состав расплава регламентируется следующими пределами (%): SiO 2 - 34-45, Al 2 O 3 - 12-18, FeO до 10, CaO - 22-30, MgO - 8-14, MnO - 1-3. Камнелитейные материалы из базальта обладают большой химической стойкостью, и сопротивлением к истиранию, высокой диэлектричностью и используются в виде плит для полов и облицовки, футеровки трубопроводов, циклонов, a также в качестве различных изоляторов.
B на щебень разведано 50 c промышленными запасами 40 млн. м³. Два месторождения базальта c промышленными запасами 6,5 млн. м³ разведаны на облицовочный камень ( , ). Годовая добыча базальта свыше 3 млн. м³. B CCCP месторождения базальта сосредоточены в основном в Армении, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Базальтовые покровы в восточных районах США образуют крупные месторождения в штатах Нью-Йорк, Нью-Джерси, Пенсильвания, Коннектикут (самые крупные и камнедробильные заводы).
Среди базальтовых горных пород по минеральным и химическим особенностям выделяют три серии.
1. Толеитовая серия(пижонитовые базальты). Они имеют следующие особенности:
а) повышенное содержание SiO 2 до 50 мас. %;
б) присутствие пижонита (разновидность диопсид-авгита с низким содержанием CаO);
в) в основной массе присутствуют либо кварц-полевошпатовые микрографические срастания, либо стекло кислого состава;
г) часто во вкрапленниках присутствует оливин, правда в меньших количествах, чем в оливиновых базальтах;
Базальтовая магма такого типа, если не поступает на поверхность, дифференцируется следующим образом: базальт → андезит → риолит.
2. Оливиновые базальты щелочной серии(гиперстеновые базальты). Особенности этих базальтов следующие:
а) недосыщенность SiO 2 (около 45 мас. %);
б) вкрапленники оливина составляют до 40 %;
в) в основной массе могут присутствовать фельдшпатоиды 11 , щелочной полевой шпат 12 , цеолиты;
Базальтовая магма такого типа при процессах дифференциации на глубине дает следующий ряд пород: базальт → щелочной трахит → фонолит.
3. Базальты известково-щелочной серии(глиноземистые базальты). Особенности этих базальтов следующие:
а) высокое содержание Al 2 O 3 (> 16,5 мас. %), тогда как в остальных сериях содержание глинозема изменяется от 8 до 16 мас. %;
в) минеральный состав также промежуточный между 1 и 2 сериями. В основной массе может быть как кварц, так и нефелин, в зависимости от того, к какой серии они ближе.
Базальтовая магма такого типа, если не поступает на поверхность, дифференцируется следующим образом: базальт → трахиандезит → трахит.
Текстуры и структуры базальтов
Наиболее распространенными текстурами базальтов являются флюидальная, пузыристая и миндалекаменная. Структура базальтов в целом порфировая или афировая.
Структуры основной массы делятся на две группы.
1. Полнокристаллические:
а) диабазовая (аналог офитовой структуры в габбро – резкий идиоморфизм микролитов плагиоклаза относительно цветного ксеноморфного минерала) (см. рис. 12, б );
б) долеритовая (идиоморфизм плагиоклаза по отношению к темноцветным минералам, которые образуют скопления мелких зерен между микролитами плагиоклаза; зерна темноцветных минералов – изометричные).
2. Полукристаллические структуры классифицируются по количественному соотношению микролитов и вулканического стекла:
а) интерсертальная (микролитов 75 %, вулканического стекла 25 %) (см. рис. 14, а );
б) гиалопилитовая (соотношение стекла и микролитов 1:1);
в) витрофировая (25 % микролитов и 75 % стекла).
Наиболее распространены полнокристаллические (интерсертальные) структуры, т. к. процесс отвердевания базальтовых магм длится довольно долго.
Измененные базальты (метабазальты)
Вулканические породы со времени их образования подвергаются изменению, происходит так называемый процесс «старения» пород. В общем случае он бывает двух типов.
1. Зеленокаменное перерождение– характерно для вулканических пород подвижных геосинклинально-складчатых зон. В ходе этого процесса основной плагиоклаз замещается агрегатом соссюрита (эпидот + альбит, хлорит и др.) либо чистым альбитом и эпидотом. Цветные силикаты замещаются: оливин – серпентином, тальком, иддингситом; клинопироксен – актинолитом, хлоритом; ромбический пироксен – серпентином, хлоритом. Стекло замещается хлоритом и минералами группы эпидота 13 . В результате таких изменений метабазальты состоят из альбита, минералов группы эпидота, хлорита, актинолита и лейкоксена 14 . Породы приобретают зеленоватую окраску. Порфировая текстура обычно сохраняется, но распознать структуру основной массы обычно трудно. Поэтому при характеристике структур измененных базальтов прибавляют слово «реликтовая». Породы называют метадолеритами или метабазальтами.
2. Краснокаменное перерождениесвойственно спокойным тектоническим обстановкам платформ, а также характерно для островного вулканизма. Среди вторичных минералов широко развит кальцит – он замещает как плагиоклаз, так и цветные минералы. Благодаря развитию минералов группы эпидота и хлорита, имеющих зеленый цвет, и дисперсного гематита красного цвета, порода приобретает бордово-фиолетовую окраску.
Среди лавовых потоков основного состава, формирующихся в подводных условиях, наряду с лавами массивного строения нередко встречаются и так называемые пиллоу-лавы, или шаровые (подушечные) лавы. Метаморфически измененные лавы называются спилитами. Для них характерны резкое преобладаниеNaнад К и спилитовая структура. Они слагают самостоятельные тела или располагаются в верхней части лавовых потоков (над массивными лавами).
Визуально базальты трудно отличить от эффузивов среднего состава. При их макроскопическом определении приходится руковод-ствоваться общим цветом и вещественным составом вкрапленников, а также химическим составом.
Базальт (с греч. βασικός — основной) – эффузивная магматическая порода основного состава. Базальтовый слой пород выделяют в земной коре, и распространяется как на материковой так и на океанической коре. Базальт является эффузивным аналогом габбро.
Окраска темная: черная, темно-серая. Структура: плотное строение, тонкозернистое. Текстура пористая, миндалекаменная или массивная. Излом неровный. Шероховатый на ощупь. Удельный вес 2,6-3,11 г/см 3 . Твердость по шкале Мооса от 5 до 7. Температура плавления 1100 — 1450ºС. Прочность на сжатие горной породы достигает величины 400 МПа. Форма залегания породы чаще всего: потоки, покровы, купола, дайки. Формы отдельности столбчатая либо плитняковая.
Отличительные признаки . Для базальта характерно плотное, тонкозернистое строение, неровный излом, темная (большей частью черная) окраска, большая плотность.
Состав базальта
Минералогический состав базальта. Без микроскопа трудно определить состав. Под микроскопом наблюдается состав, аналогичный составу габбро. Базальт слагают оливин, авгит и полевой шпат (плагиоклаз).
Химический состав . SiO 2 45-52%, Al 2 O 3 15-18%, Fe 3 O 4 8-15%, CaO 6-12%, MgO 5-7% и др.
Разновидности и фото базальта
- Трапп – базальт с пластовой отдельностью.
- Долерит – крупнозернистый базальт.
Происхождение базальтов
Образование базальтов происходит при излиянии и застывании лавы основного состава (содержание SiO 2 45-52%), как на поверхности континентов, так и в глубинах океанов. Базальты являются самой распространенной магматической горной породой на планете, основная масса которых образуется именно в океанах, в срединно-океанических хребтах, формируя основание океанических тектонических плит (океаническую земную кору).
Базальты практически не подвергаются каким либо вторичным процессам после образования, являясь типичной кайнотипной вулканической породой. При гидротермальных процессах оливин замещается серпентином, а плагиоклаз серицитом, порода хлоритизируется и приобретает зеленоватый оттенок. Такие изменения характерны в основном для базальтов, образовавшихся в срединно-океанических хребтах.
В результате метаморфизма, в зависимости от условий базальты переходят в амфиболиты, зеленые и голубые сланцы.
Применение базальта
Базальт используется в качестве строительного, облицовочного, кислотоупорного материала, а также в качестве сырья для каменного литья. Добавление базальтовой фибры (стружки) повышает ударно-прочностные характеристики бетонных изделий в 5 раз.
Применяют породу для изготовления широко применяемого теплоизоляционного материала — каменной ваты или, как ее еще называют, базальтового волокна. Для изготовления базальтовой ваты базальтовую щебенку возвращают до состояния жидкой лавы — плавят, и при помощи несложного механизма преобразовывают жидкий базальт в тонкие нити, которые и слагают каменную вату.
Месторождения базальтов
Базальты по распространению преобладают среди всех вулканических пород. В России базальт встречается на Камчатке, на Алтае (Синюхинское), в Забайкалье (Ангаро-Илимское, Зандинское), Хабаровском крае (Холдаминское, Марусинское).
Есть крупные месторождения в Армении (Джермукское, Мозское и Когбекское), на Украине (Иванчинское, Ивано-Долинское, Берестовецкое), Эфиопии, Индии (Джаканское плоскогорье).
