玄武岩的特征是什么

简介：玄武岩（Basalt）是一种基性喷出岩, 由火山喷发出的岩浆在地表冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石，属于岩浆岩。其岩石结构常具气孔状、杏仁状构造和斑状结构，有时带有大的矿物晶体，未风化的玄武岩主要呈黑色和灰色，也有黑褐色、暗紫色和灰绿色的。玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm3，结构致密的其压缩强度很大，可达到300MPa，甚至更高，但是如果带有晶体杂质及气孔时则强度会有所降低。玄武岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成六边形（在玄武岩熔岩流中，岩石垂直冷凝面常发育成规则的六方柱状节理）。且具脆性，因而不易采得大块石料，由于气孔和杏仁构造常见，虽玄武岩地表上分布广泛，但可作饰面石材不多。

组成：玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中SiO2含量最高，一般含量在45%～52%之间，其中K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。玄武岩的矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等。

分类：玄武岩根据组成矿物、结构、形成环境等不同分为许多品种： 1、 按次要矿物的不同，可划分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等；2、 按结构构造，可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩等； 3、 按化学成分和矿物成分，可分为高铝玄武岩、碱性玄武岩和拉斑玄武岩等；4、按碱度划分，可分为碱性玄武岩、过渡玄武岩、拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩和钾玄岩；5、按形成环境分，包括形成于陆地拉张环境的大陆溢流玄武岩和形成于海底扩张带的洋底玄武岩。

特点及用途：玄武岩也是一种优质的交通建筑用石，特别是建筑修筑公路、铁路、港口码头、机场跑道等工程中最好的建筑材料之一，其具有抗压强度大、压碎值低、耐磨、吸水率低、导电性弱、抗腐蚀性强、沥青粘附性强等特点，国际认可，是发展铁路运输及公路运输最好的基石。

不同类型的玄武岩往往形成于不同的构造环境，分布在不同的构造部位。下面举几种常见的与构造环境关系密切的成因类型。

1.大洋中脊玄武岩（mid-ocean ridge basalts；MORBS）

指形成于大洋中脊环境的玄武岩。大洋中脊为拉张环境，拉张速度很大，通常＞3cm/a，可达5cm/a或更高。大洋地壳较大陆地壳薄，一般＜10km，成分均为镁铁质岩石，上覆很薄的沉积物，不像大陆地壳含有厚的花岗质组成。

大洋中脊玄武岩一般是在较低压力和高温的条件下经高度部分熔融形成的。在洋中脊发生快速拉张时，热的软流圈地幔上涌，温度一般在1330～1400℃左右，由于上涌速度快，在软流圈地幔快速到达浅部时，温度变化并不显著，又称为绝热上升（adiabatic uplift），加上洋壳薄，经过快速降压的高温软流圈地幔物质在浅部发生部分熔融，因此部分熔融程度大，通常wB 可达20%～30%左右。

大洋中脊地区是地球上岩浆频繁发生的地带，因而玄武岩的源区地幔常常亏损玄武质组分，源区以亏损的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩为主。由这种源区熔出的岩浆亦亏损不相容组分，加之上覆地壳没有富含不相容组分的花岗质岩石，原生岩浆不会因同化混染作用有大的成分变化，在这种背景下形成的玄武岩一般低K2O、TiO2及不相容元素，以洋脊拉斑玄武岩为典型代表。由于MORBS同化混染不显著，因而能较好地用来反演源区的化学组成。

如果拉张速度较慢（＜1cm/a），缓慢的软流圈上涌所引起的温度梯度变化也小，熔融部位较深，熔融程度＜15%，形成的玄武岩较快速拉张的情况可含较多的K2O及不相容元素。

2.大陆裂谷玄武岩

大陆裂谷是大陆内部的拉张地带，是陆壳裂解、减薄向洋壳转变的位置，如大西洋即是在120～240Ma前由裂谷演变形成的。岩石圈的减薄与地幔软流圈的隆升有关，据东非裂谷的研究，地壳已减薄至20km，岩石圈也较周围的岩石圈明显变薄。大陆裂谷的拉张速度低于大洋中脊，如著名的东非裂谷拉张速度为0.6cm/a，我国新生代东北及华北发育的裂谷拉张速度为0.6～0.15cm/a。裂谷发展的初期，缓慢的岩石圈拉伸导致的软流圈上涌速度慢，减压熔融的部位深，温度增加幅度小，因此熔融程度一般低于洋中脊环境。一般认为，熔融程度低的岩浆不相容元素含量高，反之则低。因为这些元素极易进入熔体，所以在起始熔融阶段这些组分就很快进入熔体，当熔融程度低时，它们所占的比例大；当熔融程度高时，其他的元素也大量进入，不相容元素被稀释而比例减小。由隆升幅度不大的软流圈（深度较大）低度部分熔融形成碱性玄武岩及其他富碱岩石，如碱性橄榄玄武岩、碧玄岩、霞石岩等类型，富K2O+Na2O及不相容元素。随着裂谷的发展，软流圈进一步上升，可形成大量的拉斑玄武质岩浆，且成分越来越与洋脊玄武岩相似。

3.大陆边缘玄武岩

大陆边缘具有复杂的岩浆源区，是大陆地壳与地幔和大洋地壳与地幔相互作用和混杂的地带，与前面两种环境源区的最大差别是，洋壳在俯冲时携带了数量可观的H2O及其他挥发组分，使源区形成富H2O甚至饱和H2O的条件，其影响是：

（1）因含水，源区的固相线温度下降，容易发生部分熔融；

（2）因含水，矿物的熔融行为发生了改变，Opx分解为Ol（固相）及H2O（液相）的不一致熔融反应由干体系的＜0.5GPa的压力范围扩大到＜2.0GPa的压力范围，这样，在0～66km的大范围内形成的玄武岩均为含SiO2较高的类型；

（3）H2O的存在还使得体系处于高的条件，岩浆结晶时磁铁矿在早期晶出，岩浆不发生富铁趋势的演化，而这正是钙碱性系列玄武岩与拉斑系列不同之处；

（4）岩浆形成上升后，因压力降低，H2O逸出而减少，岩浆的液相线温度将快速上升而导致快速结晶，并常伴随有结晶分异作用，形成玄武岩-安山岩-英安岩组合。

上述3个例子还不能概括全部不同环境下玄武岩的成因，但读者可以通过举一反三来认识其他成因类型的玄武岩，例如：钾玄岩系列往往出现在大陆边缘的内侧或陆-陆碰撞的环境，暗示这种系列的岩石与陆壳厚度加大及陆壳富钾的组成有关。

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