岩石学习笔记之二：玄武岩

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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