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。

前文谈到，作为地幔部分熔融产生的岩浆作用形成的玄武岩广泛分布在地球表面，在板块汇聚带（俯冲带）、板块离散边界（洋中脊和大陆裂谷）以及板块内部（洋岛或者陆内热点型岩浆作用），都可以产生玄武岩，以下介绍三种构造环境产出的不同成分的玄武岩（路凤香和桑隆康，2002）。

1.洋中脊玄武岩（MORB）

指形成于洋中脊环境的玄武岩。大洋地壳厚度很薄，一般＜10km，成分主要是玄武质岩石和很薄的沉积物。洋中脊玄武岩岩浆一般是在较低压力及高温的条件下经高度部分熔融形成的，属于减压熔融产生的岩浆。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℃之间，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 rise），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，通常可达20%～30%。

洋中脊地区是地球上岩浆频繁发生的地带，因而玄武质岩浆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，以洋中脊拉斑玄武岩为典型代表。由于大洋地壳很薄，MORB上升过程中受到的地壳混染很少，因而MORB的成分可以用来反演地幔源区的化学组成。

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、减薄向洋壳转变的构造部位。岩石圈的减薄与地幔软流圈的隆升有关。东非裂谷的研究表明，地壳已减薄至20km岩石圈也较周围的岩石圈明显变薄。但大陆裂谷的拉张速度低于洋中脊的，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，岩石圈的缓慢拉伸导致软流圈上涌速度变慢，减压熔融的部位加深，温度增加幅度减小，因此熔融程度一般低于洋中脊环境的。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，在起始熔融阶段，这些组分就很快进入熔体，熔融程度低时，它们所含的比例大；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降低。由隆升幅度不大的软流圈（深度较大）低程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，且成分上越来越与洋中脊玄武岩相似。

3.大陆边缘玄武岩

大陆边缘是大洋岩石圈向大陆俯冲的板块汇聚地带，这里的构造环境处于强烈的挤压状态，地壳因挤压而在水平方向缩短，垂直方向加厚。大陆边缘具有复杂的岩浆源区，是大陆地壳、地幔，以及大洋地壳、地幔相互作用及混杂的地带，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，因此这类玄武岩的形成机制是有水参与的部分熔融。

由于俯冲洋壳含水，其中的矿物熔融行为发生了改变，单斜辉石分解为橄榄石（固相）及H2O（液相）的不一致熔融反应，由于体系的压力范围从＜0.5GPa扩大到＜2.0GPa，这样在0～66km的大范围内形成的玄武岩均为含H2O较高的类型。源区中H2O的存在还使得体系处于高fo2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，而这正是钙碱性玄武岩系列与拉斑玄武岩系列不同之处。岩浆形成并且上升后，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，形成岛弧构造环境下典型的玄武岩－安山岩－英安岩组合。

形成过程

是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。它在地质学的岩石分类中，属于岩浆岩（也叫火成岩）。岩浆岩分侵入岩和喷出岩两种。其中侵入岩是地下岩浆在内力作用下侵入地壳上部，岩层冷却凝固而形成岩石，它的矿物结晶颗粒较大，代表岩石有花岗岩。喷出岩是地下岩浆在内力作用下，沿地壳薄弱地带喷出地表冷凝而形成岩石，它的矿物结晶颗粒细小，有的有流纹或气孔构造，代表岩石就是玄武岩。

火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百度，因有一定的粘度，在地势平缓时，岩浆流动很慢，每分钟只流动几米远；遇到陡坡时，速度便大大加快。它在流动过程中，携带着大量水蒸汽和气泡，冷却后，便形成了各种变异的形状。

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