Базальты

Базальт — это магматическая горная порода основного состава, наиболее распространённая среди эффузивных (излившихся) пород на Земле. Образуется при застывании лавы, богатой магнием и железом, на поверхности или вблизи неё. Базальт является главной породой океанической коры и широко встречается в континентальных районах, часто слагая обширные лавовые плато. Характеризуется тёмной окраской (от чёрной до тёмно-серой), высокой плотностью и прочностью.

Происхождение и состав

Химический состав

Базальт относится к породам основного состава. Содержание кремнезёма (SiO₂) в нём колеблется от 45 до 52 % по массе. Основные химические компоненты включают оксиды алюминия (Al₂O₃, 14–18 %), железа (FeO + Fe₂O₃, 8–14 %), кальция (CaO, 8–12 %), магния (MgO, 5–12 %), натрия (Na₂O, 1–3 %) и калия (K₂O, 0,5–2 %). В меньших количествах присутствуют титан, фосфор, марганец и другие элементы.

Минеральный состав

Главные породообразующие минералы базальта:

• Плагиоклаз (лабрадор, битовнит) — до 50–60 % объёма породы.
• Пироксены (авгит, пижонит) — 20–40 %.
• Оливин — до 10–15 % (в оливиновых разновидностях).
• Рудные минералы (магнетит, ильменит) — 1–5 %.

В зависимости от условий кристаллизации в породе могут присутствовать вулканическое стекло (до 50 % в гиалобазальтах) или вкрапленники (крупные кристаллы, образовавшиеся на глубине).

Классификация

По условиям залегания

• Покровные базальты — образуют лавовые потоки и покровы на поверхности.
• Дайковые и силловые базальты — застывают в трещинах и между слоями осадочных пород.
• Подводные базальты — формируются на дне океана, часто в виде подушечных лав (пиллоу-лав).

По текстурным особенностям

• Плотные (афировые) — без видимых вкрапленников.
• Порфировые — с крупными кристаллами плагиоклаза или оливина.
• Миндалекаменные — с пустотами (миндалинами), заполненными вторичными минералами (кальцит, халцедон, цеолиты).

По геохимическому типу

• Толеитовые базальты — преобладают в океанической коре; обеднены калием и титаном.
• Щелочные базальты — характерны для континентальных рифтов и внутриплитных вулканов; обогащены щелочами и титаном.
• Известково-щелочные базальты — типичны для зон субдукции (островные дуги, активные континентальные окраины).

Физические свойства

Базальт обладает высокой устойчивостью к выветриванию, истиранию и воздействию кислот, что делает его ценным строительным и дорожным материалом.

Распространение и геологическое значение

Океаническая кора

Базальт слагает верхний слой океанической коры (слой 2) мощностью 1–2 км. Он образуется в срединно-океанических хребтах в результате спрединга — раздвижения литосферных плит. Ежегодно на дне океана извергается около 20 км³ базальтовой лавы.

Континентальные плато

Крупнейшие базальтовые покровы на континентах:

• Сибирские траппы (Россия) — площадь около 2 млн км², образовались на границе перми и триаса (около 252 млн лет назад).
• Деканские траппы (Индия) — площадь около 500 тыс. км², сформировались в конце мелового периода (около 66 млн лет назад).
• Колумбийские плато (США) — площадь около 160 тыс. км², возраст 6–17 млн лет.

Внеземные базальты

Базальтовые породы обнаружены на Луне (морские базальты), Марсе, Венере и на астероидах. Лунные базальты отличаются низким содержанием летучих компонентов и обогащены титаном.

Применение

Строительство

• Щебень и бутовый камень — для фундаментов, дорожного покрытия, бетона.
• Базальтовая плитка — облицовка зданий, набережных, мостов.
• Базальтовая вата — теплоизоляционный материал, получаемый плавлением породы и вытягиванием волокон.

Промышленность

• Базальтовое волокно — используется для армирования композитов, производства фильтров, огнезащитных тканей.
• Каменное литьё — из расплавленного базальта изготавливают кислотоупорные плиты, трубы, желоба.
• Минеральная вата — для тепло- и звукоизоляции в строительстве и технике.

Другие сферы

• Производство цемента — базальт добавляют в сырьевую смесь для получения портландцемента.
• Скульптура и архитектура — полированный базальт используется для памятников, стел, фонтанов.
• Абразивные материалы — базальтовая крошка применяется в шлифовальных кругах и пескоструйной обработке.

Интересные факты

• Базальт составляет около 70 % всей магматической породы на поверхности Земли.
• Самые древние базальты на Земле имеют возраст около 3,8 млрд лет (район Исуа, Гренландия).
• Базальтовые колонны (шестигранные столбы) образуются при медленном остывании лавы — классический пример — «Мостовая гигантов» в Северной Ирландии.
• В России базальт добывают в Карелии, на Урале, в Сибири (Красноярский край, Иркутская область), на Камчатке и Курильских островах.
• Базальтовая крошка используется в качестве наполнителя для рулонных кровельных материалов.

Источники

• Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, осадочные образования. — СПб., 2009.
• Левинсон-Лессинг Ф. Ю., Струве Э. А. Петрографический словарь. — М.: Госгеолтехиздат, 1963.
• Геологический словарь: в 3 т. — М.: ВСЕГЕИ, 2010–2012.
• Best M. G. Igneous and Metamorphic Petrology. — 2nd ed. — Blackwell Publishing, 2003.
• Wilson M. Igneous Petrogenesis. — Springer, 1989.