Базальт

Базальт — это магматическая горная порода основного состава, наиболее распространённая среди всех кайнотипных (молодых) вулканических пород на Земле. Базальты слагают обширные лавовые плато, океаническое дно, вулканические конусы и являются главной породой, образующейся при излиянии магмы на поверхность. Название происходит, предположительно, от эфиопского слова «базал» (раскалённый камень) или от греческого «базанос» (пробирный камень), через латинское «basaltes».

Состав и структура

Минералогический состав

Основными минералами базальта являются:

• Плагиоклазы (лабрадор, битовнит, анортит) — составляют 50–60 % объёма породы.
• Пироксены (авгит, пижонит) — 20–40 %.
• Оливин — до 10–15 %, часто присутствует в виде вкрапленников.
• Рудные минералы (магнетит, ильменит, титаномагнетит) — 3–5 %.

Второстепенными компонентами могут быть апатит, хромит, сульфиды. В зависимости от глубины кристаллизации различают:

• Полнокристаллические (габбро-базальты) — медленное остывание на глубине.
• Стекловатые (гиалобазальты, тахилиты) — быстрое застывание на поверхности.

Химический состав

По содержанию кремнезёма (SiO₂) базальты относятся к основным породам (45–52 %). Характерно высокое содержание оксидов железа (FeO + Fe₂O₃ — 8–13 %), магния (MgO — 5–12 %), кальция (CaO — 8–12 %), при относительно низком содержании щелочей (Na₂O + K₂O — 2–5 %).

Структура и текстура

Типичная структура базальта — афировая (мелкозернистая, без явных вкрапленников) или порфировая (с крупными кристаллами плагиоклаза или оливина на фоне основной массы). Текстура чаще всего массивная (плотная), реже пористая (миндалекаменная), шлаковая или подушечная (при подводных излияниях). Характерна столбчатая отдельность — трещины, делящие породу на шестигранные столбы (например, Мостовая Гигантов в Ирландии).

Классификация

По геохимическим и петрологическим признакам выделяют три главных типа базальтов:

Толеитовые базальты

Наиболее распространённый тип (океанические хребты, островные дуги). Характеризуются низким содержанием калия и титана, высокой степенью насыщения кремнезёмом. В них отсутствует оливин в основной массе, присутствует пижонит.

Щелочные базальты

Встречаются в континентальных рифтовых зонах (Восточно-Африканский рифт) и на океанических островах (Гавайи). Обогащены щелочами (Na₂O + K₂O > 3 %), содержат нефелин, лейцит, анальцим. Для них характерен оливин.

Известково-щелочные базальты

Типичны для зон субдукции (Анды, Камчатка, Курилы). Отличаются повышенным содержанием алюминия, низким титаном. Часто ассоциируют с андезитами и дацитами.

По месту образования базальты делят на:

• Океанические (срединно-океанические хребты, океанические плато).
• Континентальные (трапповые провинции, платформенные вулканы).
• Островодужные (вулканические дуги).

Происхождение и распространение

Генезис

Базальтовая магма образуется при частичном плавлении мантийного вещества (перидотита) на глубинах 30–100 км. Процесс плавления запускается декомпрессией (подъёмом мантийного диапира), флюидным воздействием (в зонах субдукции) или адиабатическим нагревом. Состав первичной магмы зависит от степени плавления, давления и состава источника.

Геологическое распространение

Базальты занимают около 70 % поверхности Земли (в основном океаническое дно). На континентах они слагают крупнейшие трапповые провинции:

• Сибирские траппы (Россия, Пермский край, Красноярский край, Иркутская область) — площадь около 2 млн км², возраст 251 млн лет (граница перми и триаса). Излияния связывают с массовым пермским вымиранием.
• Деканские траппы (Индия) — площадь 500 тыс. км², возраст 66 млн лет (мел-палеогеновая граница).
• Плато Колумбия (США) — площадь 200 тыс. км², возраст 17–6 млн лет.
• Плато Парана-Этендека (Южная Америка, Африка) — площадь 1,2 млн км², возраст 134–129 млн лет.

На территории России базальты широко распространены на Камчатке, Курильских островах, в Забайкалье (Удоканское лавовое плато), в Мурманской области (Печенгская структура) и в Карелии.

Внеземной базальт

Базальты обнаружены на Луне (моря лунные), Марсе, Венере, астероиде Веста. Лунные базальты отличаются высоким содержанием титана и железа, отсутствием воды.

Физико-механические свойства

Применение

Строительство

• Щебень — основной заполнитель для бетона, дорожного покрытия (асфальтобетон), балласт для железных дорог.
• Брусчатка — мощение улиц, площадей (долговечность, износостойкость).
• Облицовочный камень — плиты для фасадов, цоколей, интерьеров.
• Базальтовая вата — теплоизоляционный материал (волокна из расплава базальта).

Промышленность

• Базальтовое волокно — армирующий материал для композитов, фильтров, звукоизоляции. В России производство базальтового волокна развито в Челябинской области, Башкортостане, Хакасии.
• Базальтовая арматура — неметаллическая арматура для бетона (коррозионностойкая, лёгкая).
• Каменное литьё — плиты, трубы, желоба для абразивостойких футеровок (горнообогатительные комбинаты, химическая промышленность).

Сельское хозяйство

• Базальтовая мука — природное удобрение (источник кремния, калия, магния), улучшает структуру почвы.

Декоративное применение

• Полированные плиты из базальта используются в интерьерах (столешницы, подоконники, ступени).
• Из базальта изготавливают скульптуры, памятники, архитектурные детали.

Интересные факты

• Базальт — порода, слагающая «Мостовую Гигантов» в Северной Ирландии (объект Всемирного наследия ЮНЕСКО), образовавшуюся около 60 млн лет назад.
• На плато Путорана (Россия, Красноярский край) базальтовые траппы образуют уникальные каньоны и водопады.
• Базальтовая вата негорюча, выдерживает температуру до 1000 °C, используется для пожарной защиты.
• В древности базальт использовали для изготовления жерновов, ступ, орудий труда (неолит, бронзовый век).
• Базальтовые породы являются вмещающими для месторождений меди, никеля, кобальта (Норильский рудный район).

Экологические аспекты

Добыча базальта ведётся открытым способом (карьеры). Основные экологические проблемы: нарушение ландшафта, пылевое загрязнение, шум. При переработке базальта в щебень и волокно образуются отходы (мелкая фракция, пыль). Современные технологии позволяют утилизировать отходы (использование в производстве керамики, цемента). Базальтовая вата считается экологически безопасным теплоизолятором, не выделяющим вредных веществ.

Источники

• Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, осадочные образования. — СПб.: ВСЕГЕИ, 2009.
• Лебедев А. П. Базальты и базальтовые магмы. — М.: Наука, 1965.
• Милановский Е. Е. Трапповый магматизм Земли. — М.: Недра, 1984.
• Геологический словарь: в 2 т. — М.: Недра, 1978.
• Дир У. А., Хауи Р. А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. — М.: Мир, 1966.
• Богатиков О. А., Коваленко В. И., Шарков Е. В. Магматизм и геодинамика. — М.: Наука, 1987.