Basalto
Informações de fundo
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| Rocha ígnea | |
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| Composição | |
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| Máfica: anfibólio e piroxênio, às vezes plagioclase, feldspatóides, e / ou olivina. |
Basalto (pron .: / b ə s ɔː l t /, / b æ s ɒ l t /, / b æ s ɔː l t /, Ou / b eɪ s ɔː l t /) É um comum extrusive ígnea ( vulcânica) de rock formado a partir do resfriamento rápido de basalto lava expostas no ou muito perto da superfície de um planeta ou lua. Por definição, tem de ser um basalto afanítica rocha ígnea com menos de 20% de quartzo e menos de 10% feldspathoid em volume, e onde pelo menos 65% do feldspato é, sob a forma de plagioclase. (Em comparação, granito tem mais de 20% de quartzo por volume.) O basalto é geralmente cinza ao preto na cor, mas rapidamente resiste a marrom ou vermelho-ferrugem devido à oxidação da sua mafic (rico em ferro) minerais em ferrugem. É quase sempre tem um de grão fino textura mineral devido à rocha derretida arrefecimento rápido demais para grandes cristais minerais para crescer, embora às vezes pode ser porfirítico, contendo os cristais maiores formadas antes da extrusão que trouxe a lava à superfície, embebidas numa mais refinado matriz. Basalto com um textura vesicular ou espumosa é chamado escória, e forma-se quando os gases dissolvidos são forçados para fora da solução e formar vesículas como a lava descomprime uma vez que atinge a superfície.
Na Terra, a maioria de basalto magmas têm formado por descompressão fusão do manto. Basalto comumente irrompe em Io, a terceira maior lua de Júpiter , e também se formou na Terra Lua , Marte , Venus , e até mesmo sobre o asteróide Vesta . Fonte rochas para os derretimentos parciais provavelmente incluir tanto peridotito e piroxenito (por exemplo, Sobolev et al., 2007). Os crosta porções de oceânica placas tectônicas são predominantemente compostas por basalto, produzido a partir de manto ressurgência abaixo cristas oceânicas.
O termo basalto é por vezes aplicado a rasa rochas intrusivas com uma composição típica de basalto, mas rochas dessa composição com um fanerítica (grosseiras) groundmass são geralmente referidos como diabase (também chamado dolerite) ou gabro.
Etimologia
A palavra "basalto" é derivada finalmente do Basaltes latino-final, erro de ortografia L. basanitos "pedra muito dura", que foi importado do grego antigo βασανίτης (basanitos), de βάσανος (basanos, "pedra de toque") e teve origem na Egyptian bauhun "slate". O basalto moderno petrological termo que descreve uma composição particular de rocha origina derivados de lava a partir de sua utilização por Georgius Agricola em 1556 em sua famosa obra de mineração e mineralogia De re metallica, XII libri. Agricola aplicada "basalto" à rocha preta vulcânica da Schlossberg (colina do castelo local) em Stolpen, acreditando ser o mesmo que Plínio "pedra muito dura" da pessoa idosa.
Usos
Basalto é usado na construção (por exemplo, como blocos de construção ou no terreno), tornando- paralelepípedos (de basalto colunar) e na tomada estátuas. Aquecimento e expulsando os rendimentos de basalto lã de rocha, um excelente isolante térmico.
Tipos
- Basalto toleítico é relativamente rica em sílica e pobres em sódio . Incluídos nesta categoria estão a maioria dos basaltos do oceano chão, a maioria das grandes ilhas oceânicas, e continental basaltos de inundação, como a Columbia River Plateau.
- MORB ( Mid Ocean Ridge basalto), é caracteristicamente baixa em elementos incompatíveis. MORB é comumente irrompeu apenas com cristas oceânicas. Si MORB foi subdividida em variedades como NMORB e EMORB (ligeiramente mais enriquecido em elementos incompatíveis).
- Basalto alta alumina pode ser sílica-subsaturadas ou -oversaturated (veja mineralogia normativo). Tem maior do que 17% de alumina (Al 2 O 3) e na composição é intermediário entre tholeiite e basalto alcalino; a composição relativamente rico em alumina baseia-se em rochas sem fenocristais de plagioclase.
- Basalto alcalino é relativamente pobre em sílica e rica em sódio. É e pode conter sílica subsaturada- feldspatóides, alcalino feldspato e phlogopite.
- Boninite é uma alta de magnésio forma de basalto, que é, em geral, irrompeu bacias back-arc, distingue-se pelo seu baixo titânio conteúdo e rastrear composição elemento.
Petrologia
A mineralogia de basalto é caracterizado por uma preponderância de calcic plagioclásio feldspato e piroxênio. A olivina pode também ser um componente significativo. Acessórias minerais presentes em quantidades relativamente menores incluem óxidos de ferro e óxidos de ferro-titânio, tais como magnetita, ulvospinela, e ilmenite. Devido à presença de tais minerais de óxido, basalto pode adquirir fortes magnéticos assinaturas enquanto esfria, e estudos paleomagnéticos fizeram uso extensivo de basalto.
Em basalto toleítico, piroxênio ( augite e ortopiroxênio ou pigeonite) e cálcio rico em plagioclase são comuns phenocryst minerais. A olivina pode também ser um fenocristalino, e quando presentes, podem ter bordas de pigeonita. O groundmass intersticial contém quartzo ou tridimita ou cristobalite. Olivina tholeiite tem augite e ortopiroxênio ou pigeonite com olivina abundante, mas olivina pode ter jantes de piroxênio e é improvável que estar presente na groundmass.
Basaltos alcalinos normalmente têm associações minerais que faltam ortopiroxena mas contêm olivina. Fenocristais de feldspato são tipicamente labradorite para andesina na composição. Augite é rico em titânio em comparação com augite em basalto toleítico. Minerais como feldspato alcalino , leucite, nepheline, sodalita, mica flogopite, e apatite podem estar presentes na massa fundamental.
Basalto tem alta liquidus e solidus temperaturas valores na superfície da Terra estão perto ou acima de 1200 ° C (liquefacção) e perto ou abaixo de 1000 ° C (solidus); estes valores são maiores do que os dos outros comuns rochas ígneas .
A maioria dos toleítos são formadas em aproximadamente 50-100 km de profundidade dentro do manto. Muitos basaltos alcalinos podem ser formados em maiores profundidades, talvez tão profundo como 150-200 km. A origem de basalto de alta alumina continua a ser controverso, com interpretações que é um material fundido principal e, em vez que ele é derivado a partir de outros tipos de basalto (por exemplo, Ozerov, 2000).
Geoquímica
Em relação ao mais comuns rochas ígneas , composições de basalto são ricos em E MgO CaO e baixo em SiO 2 e os óxidos de metais alcalinos, ou seja, Na2O + K 2 O, de acordo com o Classificação TAS.
Basalto geralmente tem uma composição de 45-55% em peso de SiO 2, 2-6% em peso de alcalóides totais, 0,5-2,0% em peso TiO 2, 5-14% em peso De FeO e 14% em peso ou mais de Al 2 O 3 . Conteúdo de CaO são geralmente perto de 10% em peso, de MgO aqueles normalmente na gama de 5 a 12% em peso.
Basaltos de alumina elevados têm teores de alumínio de 17-19% em peso de Al 2 O 3; boninites têm conteúdo de magnésio de até 15% MgO. Raro feldspathoid-rico rochas mafic, semelhante aos basaltos alcalinos, pode ter de Na 2 O + K 2 O conteúdo de 12% ou mais.
As abundâncias do Lanthanide ou elementos de terras raras (REE) pode ser uma ferramenta de diagnóstico útil para ajudar a explicar a história da cristalização de minerais como o fundido arrefecido. Em particular, a abundância relativa de európio em comparação com o outro REE é muitas vezes significativamente mais elevada ou mais baixa, e o chamado anomalia európio. Surge porque Eu2 + pode substituir Ca 2+ em plagioclase feldspato, ao contrário de qualquer dos outros lantanídeos, que tendem a formar única catiões 3+.
Basaltos MORB e seus equivalentes intrusivos, gabros, são as rochas ígneas característicos formados em cristas médio-oceânicas. Eles são toleítos particularmente baixos em álcalis total e em elementos incompatíveis, e eles têm padrões de ETR relativamente planos normalizados para manto ou valores chondrite. Em contraste, basaltos alcalinos têm padrões normalizados altamente enriquecido na REE luz, e com maiores abundâncias da REE e de outros elementos incompatíveis. Porque MORB basalto é considerado a chave para entender as placas tectônicas , suas composições têm sido muito estudada. Embora composições Morb são distintos em relação à composição média da basaltos irrompeu em outros ambientes, que não são uniformes. Por exemplo, composições mudar com a posição ao longo do Dorsal Meso-atlântica, e as composições também definir diferentes faixas em diferentes bacias oceânicas (Hofmann, 2003).
Isótopos proporções de elementos , tais como estrôncio , neodímio , chumbo , háfnio , e de ósmio em basaltos ter sido muito estudada, de modo a aprender sobre a evolução da Manto da Terra. Relações isotópicas de gases nobres , tais como 3 Ele / 4 He, também são de grande valor: por exemplo, rácios de basaltos variam de 6 a 10 para médio-oceânica tholeiite (normalizados para valores atmosféricos), mas a 15-24 + para basaltos ilha do Oceano pensado para ser derivado de plumas do manto.
Morfologia e texturas
A forma, estrutura e textura de um basalto é diagnóstico de como e onde ele explodiu-se no mar, em um explosivo erupção de cinza ou como rastejando pahoehoe fluxos de lava, a imagem clássica de Erupções basálticas havaianas.
Erupções subaerial
Basalto, que entra em erupção sob a céu aberto (ou seja, subaerially) faz três tipos distintos de lava ou depósitos vulcânicos: scoria; cinza ou cinza ( breccia); e fluxos de lava.
Basalto nos topos dos fluxos de lava e subaerial cones de cinza, muitas vezes, ser altamente vesiculares, dando uma leve textura "espumante" para o rock. Cinzas basálticas são frequentemente vermelho, colorido por oxidada ferro de resistido minerais ricos em ferro, como piroxênio.
`A`a tipos de blocos, cinza e fluxos de breccia espessa e viscosa de basalto de lava são comuns no Havaí. Pahoehoe é uma forma altamente fluida, quente de basalto, que tende a formar finas aventais de lava derretida que enchem buracos e, por vezes, formas lagos de lava. Tubos de lava são características comuns de erupções pahoehoe.
Basáltico tuff ou rochas piroclásticas são raros, mas não desconhecida. Normalmente basalto é muito quente e fluido para criar pressão suficiente para formar erupções de lava explosivas mas ocasionalmente isso vai acontecer por aprisionamento da lava no interior da garganta vulcânica e acumulação de gases vulcânicos. Do Havaí Mauna Loa vulcão entrou em erupção desta forma no século 19, como o fez Mount Tarawera, Nova Zelândia em sua violenta erupção 1886. Vulcões Maar são típicas de pequenos tufos de basalto, formadas por erupção explosiva de basalto através da crosta, formando um avental de basalto mista e breccia rocha parede e um fã de basalto tufo mais longe do vulcão.
Amygdaloidal estrutura é comum em relict vesículas e lindamente cristalizadas espécies de zeólitas, quartzo ou calcita são encontrados com frequência.
Basalto colunar
Durante o resfriamento de um fluxo de lava espessa, contracional articulações ou fracturas formar. Se um fluxo arrefece relativamente rapidamente, significativa forças de contração construir. Embora um fluxo pode encolher na dimensão vertical sem fracturar, não pode facilmente acomodar encolhimento na direcção horizontal, a menos que formam fissuras; a extensa rede fractura que se desenvolve como resultado a formação de colunas. A topologia das formas laterais de estas colunas, podem ser genericamente classificados como um rede celular aleatória. Estas estruturas são predominantemente hexagonal em secção transversal, mas polígonos com 3-12 ou mais lados pode ser observada. Note-se que o tamanho das colunas depende folgadamente sobre a taxa de arrefecimento; muito arrefecimento rápido pode resultar em muito pequenas (1 cm de diâmetro) <colunas, enquanto arrefecimento lento é mais provável para produzir grandes colunas.
Erupções submarinas
Basaltos travesseiro
Quando entra em erupção submarina ou basalto flui para o mar, o contato com a água sacia a superfície ea lava forma um distintivo travesseiro forma, através do qual a lava quente quebra para formar um outro travesseiro. Este "travesseiro" textura é muito comum em derrames basálticos subaquáticas e é diagnóstico de um ambiente erupção subaquática quando encontrado em rochas antigas. Almofadas tipicamente consistem de um núcleo de grão fino com uma crosta vítrea e têm juntas radial. O tamanho das almofadas individuais varia de 10 cm a vários metros.
Quando pahoehoe lava entra no mar, geralmente, faz basaltos travesseiro. No entanto, quando a'a entra no oceano forma uma cone litoral, um pequeno acúmulo em forma de cone de detritos tuffaceous formado quando a lava a'a blocos entra na água e explode de vapor construída.
A ilha de Surtsey no Oceano Atlântico é um vulcão basalto, que violou a superfície do oceano, em 1963. A fase inicial da erupção de Surtsey foi altamente explosivo, como o magma foi bastante molhada, fazendo com que a rocha a ser explodido pelo vapor fervente para formar um tufo e cinza cone. Este foi posteriormente se mudou para um comportamento típico do tipo pahoehoe.
Vidro vulcânico podem estar presentes, particularmente em superfícies como cascas rapidamente refrigerados de fluxos de lava, e é frequentemente (mas não exclusivamente) associada com erupções submarinas.
A vida em rochas basálticas
As características comuns de corrosão de basalto vulcânicas subaquáticas sugerem que a actividade microbiana pode desempenhar um papel significativo na permuta química entre rochas de basalto e de água do mar. As quantidades significativas de ferro reduzido, Fe (II) e de manganês, Mn (II), presente em rochas de basalto proporcionar potenciais fontes de energia para as bactérias. Uma pesquisa recente revelou que cerca de Fe (II) -oxidizing bactérias cultivadas a partir de superfícies de ferro-sulfureto também são capazes de crescer com rocha de basalto como uma fonte de Fe (II). Em recente trabalho em Loihi Seamount, Fe e Mn- bactérias oxidantes foram cultivadas a partir de basaltos resistido. O impacto das bactérias em alterar a composição química do vidro de basalto (e assim, o crosta oceânica) e água do mar sugerem que essas interações podem conduzir a um pedido de fontes hidrotermais ao origem da vida.
Distribuição
O basalto é um dos tipos de rochas mais comuns em todo o mundo. Basalto é a rocha mais comum de grandes províncias ígneas. As maiores ocorrências de basalto são na Fundo do mar, que é quase totalmente composta por basalto. Acima do nível do mar de basalto é comum em ilhas de hotspot e arcos em torno vulcânicas, especialmente aqueles na fina crosta . No entanto, os maiores volumes de basalto em terra correspondem a basaltos de inundação continental. Basaltos de inundação Continental são conhecidos como existentes no Deccan Traps em Índia , o Grupo Chilcotin em British Columbia, Canadá , a Paraná Armadilhas no Brasil, o Armadilhas da Sibéria em Rússia , o Karoo província de inundação basalto na África do Sul, a Columbia River Plateau de Washington e Oregon .
Muitos arquipélagos e nações insulares têm uma esmagadora maioria de seu leito de rocha exposta constituído por basalto devido a estar acima hotspots, por exemplo, Islândia e Hawaii
Antigos pré-cambrianas basaltos normalmente só são encontrados em dobra e axiais cintos, e muitas vezes são fortemente metamorfoseado. Estes são conhecidos como greenstone belts, porque de baixo grau metamorfismo de basalto produz clorito, actinolita, epidote e outros minerais verdes.
Lunar e basalto marciano
As áreas escuras visíveis na Terra lua , o lunar maria, são planícies de inundar fluxos de lava basáltica. Estas rochas foram amostrados pelo tripulado americano Programa Apollo, o russo robótica Luna programa, e está representada entre o meteoritos lunares.
Basaltos lunares diferem de suas contrapartes terrestres, principalmente, em seus altos teores de ferro, que normalmente variam de cerca de 17 a 22% em peso de FeO. Eles também possuem uma impressionante gama de concentrações de titânio (presente no mineral ilmenite), que vão desde menos do que 1% em peso de TiO 2, a cerca de 13 wt.%. Tradicionalmente, os basaltos lunares foram classificados de acordo com o seu teor de titânio, com aulas sendo nomeado de alta Ti, baixo-Ti, e de muito baixo-Ti. No entanto, mapas geochemical globais de titânio obtido a partir da Missão Clementina demonstrar que a maria lunar possui um contínuo de concentrações de titânio, e que as concentrações mais elevadas são os menos abundantes.
Basaltos lunares mostram texturas exóticas e mineralogia, particularmente metamorfismo de choque, falta de oxidação típica de basaltos terrestres, e uma completa ausência de hidratação. Embora a maior parte do Basaltos da Lua irrompeu entre cerca de 3 e 3,5 bilhões de anos atrás, as amostras mais antigas são 4200 milhões anos de idade, e os fluxos mais jovens, com base no método de datação de idade "contagem cratera," Estima-se que eclodiu apenas 1,2 bilhões de anos atrás.
O basalto é também uma pedra comum na superfície de Marte , conforme determinado por dados enviados de volta a partir da superfície do planeta e pela Meteoritos marcianos.
Alteração de basalto
Metamorphism
Basaltos são rochas importantes dentro metamórficas cintos, como eles podem fornecer informações vitais sobre as condições de metamorfismo dentro do cinto. Vários metamórfica fácies são nomeados após as assembléias de minerais e tipos de rochas formadas sujeitando basaltos para as temperaturas e pressões do evento metamórfico. Estes são:
- Facies blueschist
- Facies eclogite
- Facies granulito
- Fácies xisto verde
- Fácies de zeólito
Basaltos metamorfoseados são anfitriões importantes para uma variedade de hidrotermal depósitos de minério, inclusive ouro , depósitos de cobre depósitos, vulcanogénicos enormes depósitos de minério de sulfeto e outros.
Resistindo
Em comparação com outras rochas encontradas na superfície da Terra, basaltos tempo relativamente rápido. Os minerais tipicamente ricos em ferro oxidam rapidamente na água e no ar, manchando a rocha um marrom a cor vermelha devido ao óxido de ferro (ferrugem). Resistência química também liberta prontamente solúveis em água catiões tais como de cálcio , sódio e magnésio , os quais dão um forte áreas de basalto capacidade tampão contra acidificação. O cálcio liberado por basaltos liga-se CO 2 da atmosfera formando CaCO3 agindo assim como um CO 2 armadilha. Para isso deve-se acrescentar que a erupção de basalto si é freqüentemente associada com a liberação de grandes quantidades de CO 2 para a atmosfera a partir de gases vulcânicos.
O seqüestro de carbono no basalto tem sido estudada como um meio de remover o dióxido de carbono, produzido pela industrialização humana, da atmosfera. Basalto depósitos subaquáticos, espalhadas em mares de todo o mundo, tem o benefício adicional de água que serve como uma barreira para o re-lançamento de CO 2 para a atmosfera.
