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岩石学习笔记之二:玄武岩

 土木君哥 2021-07-29
一直觉得玄武岩的名字很酷炫。青龙、白虎,朱雀、玄武。
玄武岩(basalt)图片

玄武岩是基性火山岩,也是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质,也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

玄武岩名字的由来
1546年,G.阿格里科拉首次在地质文献中,用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。汉语玄武岩一词,引自日文。日本在兵库县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩,故得名。名称和小编认为的玄武没有关系,有点失望~~
玄武岩主要矿物是富钙单斜辉石和基性斜长石;次要矿物有橄榄石、斜方辉石、易变辉石、铁钛氧化物、碱性长石、石英或副长石、沸石、角闪石、云母、磷灰石、锆石、铁尖晶石、硫化物和石墨等。

月球玄武岩
月球玄武岩是构成月球的主要岩石之一,由月球外层约200公里深处形成的岩泉,经多次喷发(至少5次)在月表结晶(约1050℃)而成。是月球上最年轻的岩石,形成于距今33~37亿年间,几乎相当于已知的地球最古老岩石。月球玄武岩细粒、多孔,主要由辉石、斜长石和钛铁矿组成。其中辉石含量约50~59%,普通辉石多于易变辉石;斜长石约20~29%,为培长石或钙长石;钛铁矿含量约10~18%。次要矿物有橄榄石、铬铁矿-钛尖晶石、陨硫铁、铁、方英石、金红石、磷灰石、白磷钙矿、铜、云母、镍黄铁矿及若干尚未鉴定出的矿物。月球玄武岩的化学成分变化较大,特别是Al2O3和FeO,分别变化于7~25%和5~25%之间,一般以贫硅,富钛、铁为特点。

英国的玄武岩峡谷景观。柱状节理,是玄武岩的重要特征
玄武岩的分类
按SiO2饱和程度和碱性强弱,玄武岩被分为两大类:
①拉斑玄武岩(即亚碱性玄武岩),是SiO2过饱和或饱和的岩石。不含橄榄石和霞石,以含斜方辉石、易变辉石为特征。它的SiO2与全碱的关系是(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值小于0.37。
②碱性玄武岩,SiO2不饱和,富碱。含橄榄石和副长石(如霞石)、沸石等,后两种矿物有时与碱性长石或钾质中长石、钾质更长石一起,呈填隙物产于基质中;不含斜方辉石、易变辉石,仅含富钙的单斜辉石,即透辉石质普通辉石。(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值大于0.37。
玄武岩形成的悬崖景观
玄武岩的形成
玄武岩构造与其固结环境有关。陆上形成的玄武岩,常呈绳状构造、块状构造和柱状节理;水下形成的玄武岩,常具枕状构造。而气孔构造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。
枕状结构的玄武岩
在爆发性火山活动中,炽热的玄武质熔岩喷出火口,随其着地前固结程度的差异,形成不同形状的火山弹:纺锤形火山弹、麻花形火山弹、不规则状火山弹,以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅落熔岩团。
柱状节理的玄武岩
玄武岩分布广泛,遍及各大洋和各大洲。主要呈岩被、岩流产出,并经常伴生一些玄武质火山碎屑岩。少数玄武岩呈岩墙、岩床、岩株或其他形式的浅成侵入体。
玄武岩的产状表现为两种喷发方式:
①裂隙式喷发,往往构成大面积的泛流玄武岩,裂隙式喷发通道经常表现为与玄武岩成分相仿的岩墙群,但它们往往被后来的岩流掩埋而不易发现。中国西南部大面积分布的峨嵋山玄武岩即是一例,它形成于晚二叠世,分布面积约26万平方公里,一般厚度为600~1500米,西部最厚处达3000米以上,属拉斑玄武岩类,显著富TiO2。在泛流玄武岩中,单个岩流平均厚度约10~100米,流动距离可达100~150公里以上一个地区的玄武岩往往由几次或几十次喷发形成,喷发间隔时间可长可短,有的长达几十万年。
②中心式喷发,构成玄武岩火山锥及其邻近的熔岩流和火山碎屑岩。中国东部,北起黑龙江,南至海南岛的广大地区,是一个以碱性玄武岩为主、兼有拉斑玄武岩的复合岩区,喷发于新生代,以中心式喷发为主,有数百座火山锥,尤以黑龙江-吉林、内蒙古高原、集宁-大同、南京地区、云南腾冲、广东雷琼地区和台湾为丰富。
玄武岩的成分
按产出的构造环境,玄武岩分四种:
①发育于深海洋脊的玄武岩。自洋脊涌出,属拉斑玄武岩类,故又名深海拉斑玄武岩,以低含量的K2O、TiO2、全铁和P2O5、高含量的CaO,区别于其他玄武岩。由于海底扩张,来自洋脊的深海拉斑玄武岩成为洋壳的主要组成。
②发育于洋盆内群岛和海山的玄武岩。一般由拉斑玄武岩和碱性玄武岩复合构成,其成因可能与上地幔热柱活动有关。
③发育于岛弧和活动大陆边缘的玄武岩。一般近深海沟一侧和早期发育的是拉斑玄武岩,规模大,分布广,并可能是细碧角斑岩系列的组成部分;向大陆方向,碱含量增高,为碱性玄武岩,但也可以有拉斑玄武岩与之共生,它们形成于岛弧和造山活动最后阶段或稳定以后,通常规模较小而零散。所谓的高铝玄武岩以及共生的安山岩、英安岩、流纹岩等,出现于岛弧和造山带发育的中期。太古代晚期绿岩带的拉斑玄武岩,在成分和产状上可能相当于新生代岛弧的拉斑玄武岩。
④发育于大陆内部的玄武岩。它包括由裂隙喷发的大规模泛流拉斑玄武岩和少量的碱性玄武岩,它们受陆壳花岗物质混染。
玄武岩由玄武岩浆结晶形成。据推断,美国夏威夷和俄罗斯堪察加的玄武岩浆直接来自地下60~90公里深处,并常挟带近似上地幔的基本组成即二辉橄榄岩成分的深源捕虏体。因此,玄武岩浆起源于上地幔。利用玄武岩捕获的上地幔岩石包体,模拟进行的熔融试验表明,玄武岩浆可以由二辉橄榄岩部分熔融产生。
 
图中的小村庄(Castellfollit de La Roca)在西班牙。整个小村建在一个50多米高的玄武岩悬崖顶部,呈细长的条形,长度大约一公里左右。难道这是西班牙版本的“桃花源“吗?在冷兵器时代,只需要守住悬崖的一端,真的是一夫当关,万夫难开

玄武岩的用途
玄武岩,是生产"铸石"的好原料。"铸石"是将玄武岩经过熔化铸造、结晶处理,退火而 成的材料。它比合金钢坚硬而耐磨,比铅和橡胶抗腐蚀。
玄武岩还在一种铸钢先进工艺中, 起到"润滑剂"的作用,可以延长铸膜寿命。
同时,玄武岩还可以抽成玻璃丝,比一般玻璃丝 布抗碱性强,耐高温性能好。
多气孔状的玄武岩(浮石),因为它气孔多,又相当坚硬,因此,将它搀在混凝土里, 可以使混凝土重量减轻,但仍很坚固,同时有隔音、隔热等特点,是高层建筑轻质混凝土的 良好骨料。
浮石还是很好的研磨材料,可用来磨金属、磨石料;在工业上还可做过滤器、干 燥器、催化剂等。
玄武岩是修理公路、铁路、机场跑道所用石料中最好的材料,具有抗压性强、压碎值低、 抗腐蚀性强、沥青粘附性玄武石,玄武石具有耐磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压 碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性等优点,并被国际认可,是发展铁路运输及公路运输最好 的基石。
一些艺术家,根据浮石多孔和皱、漏的特点。用来建造园林中的假山,或雕成小巧玲珑 的盆景。

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