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                百科知識

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                玄武巖百科知識

                作者:本站 來源:本站 日期:2019/11/24 17:28:13 人氣:25

                摘要:玄武巖百科知識

                   玄武巖(basalt),洋殼主要組成,屬基性火山巖。是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。1546年,G.阿格里科拉首次在地質文獻中,用basalt這個詞描述德國薩克森的黑色巖石。漢語玄武巖一詞,引自日文。日本在兵庫縣玄武洞發現黑色橄欖玄武巖,故得名。

                     玄武巖是一種基性噴出巖,其化學成分與輝長巖或輝綠巖相似,SiO2含量變化于45%~52%之間,K2O+Na2O含量較侵入巖略高,CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量較侵入巖略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成,次要礦物有橄欖石,角閃石及黑云母等,巖石均為暗色,一般為黑色,有時呈灰綠以及暗紫色等。呈斑狀結構。氣孔構造和杏仁構造普遍。

                玄武巖體積密度為2.8~3.3g/cm3,致密者壓縮強度很大,可高達300MPa,有時更高,存在玻璃質及氣孔時則強度有所降低。玄武巖耐久性甚高,節理多,且節理面多成五邊形或六邊形,構成柱狀節理。性脆,因而不易采得大塊石料,由于氣孔和杏仁構造常見,雖玄武巖地表上分布廣泛,但可作飾面石材不多。

                主要成份

                玄武巖的主要成份是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂(還有少量的氧化鉀、氧化鈉),其中二氧化硅含量最多,約占百分之四十五至五十左右。

                  玄武巖的顏色,常見的多為黑色、黑褐或暗綠色;在騰沖火山群附近的玄武巖多為青灰色,也有暗紅色、橙色、黃色的。因其質地致密,它的比重比一般花崗巖、石灰巖、沙巖、頁巖都重。但也有的玄武巖由于氣孔特別多,重量便減輕,甚至在水中可以浮起來。因此,把這種多孔體輕的玄武巖,叫做"浮石",在云南騰沖馬站火山群腳下附近的村寨里,人們把這些多孔體輕的玄武巖叫做“泡石”。

                成分

                玄武巖根據其成分不同可以分為拉斑玄武巖、堿性玄武巖、高鋁玄武巖

                結構

                按其結構不同可分為氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、玄武玻璃

                充填礦物

                按其充填礦物不同可分為橄欖玄武巖、紫蘇輝石玄武巖等。

                飽和程度

                按SiO2飽和程度和堿性強弱,玄武巖被分為兩大類:
                ①拉斑玄武巖(即亞堿性玄武巖),是SiO2過飽和或飽和的巖石。不含橄欖石和霞石,以含斜方輝石、易變輝石為特征。它的SiO2與全堿的關系是(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值小于0.37。
                ②堿性玄武巖,SiO2不飽和,富堿。含橄欖石和副長石(如霞石)、沸石等,后兩種礦物有時與堿性長石或鉀質中長石、鉀質更長石一起,呈填隙物產于基質中;不含斜方輝石、易變輝石,僅含富鈣的單斜輝石,即透輝石質普通輝石。(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值大于0.37。

                構造環境

                玄武巖玄武巖
                按產出的構造環境,玄武巖分4種:
                ①發育于深海洋脊的玄武巖。大致以每年1.5×1010噸速率自洋脊涌出,屬拉斑玄武巖類,故又名深海拉斑玄武巖,以低含量的K2O、TiO2、全鐵和P2O5、高含量的CaO,區別于其他玄武巖。由于海底擴張,來自洋脊的深海拉斑玄武巖成為洋殼的主要組成。
                ②發育于洋盆內群島和海山的玄武巖。一般由拉斑玄武巖和堿性玄武巖復合構成,其成因可能與上地幔熱柱活動有關。
                ③發育于島弧和活動大陸邊緣的玄武巖。一般近深海溝一側和早期發育的是拉斑玄武巖,規模大,分布廣,并可能是細碧角斑巖系列的組成部分;向大陸方向,堿含量增高,為堿性玄武巖,但也可以有拉斑玄武巖與之共生,它們形成于島弧和造山活動最后階段或穩定以后,通常規模較小而零散。所謂的高鋁玄武巖以及共生的安山巖、英安巖、流紋巖等,出現于島弧和造山帶發育的中期。太古代晚期綠巖帶的拉斑玄武巖,在成分和產狀上可能相當于新生代島弧的拉斑玄武巖。
                ④發育于大陸內部的玄武巖。它包括由裂隙噴發的大規模泛流拉斑玄武巖和少量的堿性玄武巖,它們受陸殼花崗物質混染。

                月球巖石

                月球玄武巖是構成月球的主要巖石之一,由月球外層約200公里深處形成的巖泉,經多次噴發(至少5次)在月表結晶(約1050℃)而成。是月球上最年輕的巖石,形成于距今33~37億年間,幾乎相當于已知的地球最古老巖石。月球玄武巖細粒、多孔,主要由輝石、斜長石和鈦鐵礦組成。其中輝石含量約50~59%,普通輝石多于易變輝石;斜長石約20~29%,為培長石或鈣長石;鈦鐵礦含量約10~18%。次要礦物有橄欖石、鉻鐵礦-鈦尖晶石、隕硫鐵、鐵、方英石、金紅石、磷灰石、白磷鈣礦、銅、云母、鎳黃鐵礦及若干尚未鑒定出的礦物。月球玄武巖的化學成分變化較大,特別是Al2O3和FeO,分別變化于7~25%和5~25%之間,一般以貧硅,富鈦、鐵為特點。

                礦物特性


                由于玄武巖漿粘度小,流動性大,噴溢地表易形成大規模熔巖流和熔巖被,但也有呈層狀侵入體的,如巖床等。
                在高原地區常形成面積達數千至數十萬平方千米的熔巖臺地,有人稱其為高原玄武巖,如印度的德干高原玄武巖。
                在海洋則構成海嶺和火山島。與之有關的礦產有銅、鈷、硫黃、冰洲石、寶石等,其本身亦可作耐酸鑄石原料。
                玄武巖中的柱狀節理——在玄武巖熔巖流中,垂直冷凝面常發育成規則的六方柱狀節理。
                成因,一般認為,假設在均一基性的熔巖中有均勻分布的冷卻中心(呈等邊三角形分布,冷卻中心距離彼此相等),然后,各向中心收縮,形成六方柱狀節理。

                巖石結構


                玄武巖結晶程度和晶粒的大小,主要取決于巖漿冷卻速度。緩慢冷卻(如每天降溫幾度)可生成幾毫米大小、等大的晶體;迅速冷卻(如每分鐘降溫100℃),則可生成細小的針狀、板狀晶體或非晶質玻璃。因此,在地表條件下,玄武巖通常呈細粒至隱晶質或玻璃質結構,少數為中粒結構。常含橄欖石、輝石和斜長石斑晶,構成斑狀結構。斑晶在流動的巖漿中可以聚集,稱聚斑結構。這些斑晶在玄武巖漿通過地殼上升的過程中形成(歷時幾個月至幾小時),也可在噴發前巨大的巖漿儲源中形成?;|結構變化大,隨巖流的厚薄、降溫的快慢和揮發組分的多寡,在全晶質至玻璃質之間存在各種過渡類型,但主要是間粒結構、填間結構、間隱結構,較少次輝綠結構和輝綠結構。
                玄武巖構造與其固結環境有關。陸上形成的玄武巖,常呈繩狀構造、塊狀構造和柱狀節理;水下形成的玄武巖,常具枕狀構造。而氣孔構造、杏仁構造可能出現在各種玄武巖中。
                在爆發性火山活動中,熾熱的玄武質熔巖噴出火口,隨其著地前固結程度的差異,形成不同形狀的火山彈:紡錘形火山彈、麻花形火山彈、不規則狀火山彈,以及牛糞狀、餅狀、草帽狀或蛇形和扁平狀濺落熔巖團。  

                形成過程


                玄武巖玄武巖
                是由火山噴發出的巖漿冷卻后凝固而成的一種致密狀或泡沫狀結構的巖石。它在地質學的巖石分類中,屬于巖漿巖(也叫火成巖)。巖漿巖分侵入巖和噴出巖兩種。其中侵入巖是地下巖漿在內力作用下侵入地殼上部,巖層冷卻凝固而形成巖石,它的礦物結晶顆粒較大,代表巖石有花崗巖。噴出巖是地下巖漿在內力作用下,沿地殼薄弱地帶噴出地表冷凝而形成巖石,它的礦物結晶顆粒細小,有的有流紋或氣孔構造,代表巖石就是玄武巖。
                火山爆發流出的巖漿溫度高達攝氏一千二百度,因有一定的粘度,在地勢平緩時,巖漿流動很慢,每分鐘只流動幾米遠;遇到陡坡時,速度便大大加快。它在流動過程中,攜帶著大量水蒸汽和氣泡,冷卻后,便形成了各種變異的形狀。  

                主要用途


                玄武巖玄武巖
                玄武巖,是生產"鑄石"的好原料。"鑄石"是將玄武巖經過熔化鑄造、結晶處理,退火而成的材料。它比合金鋼堅硬而耐磨,比鉛和橡膠抗腐蝕。玄武巖還在一種鑄鋼先進工藝中,起到"潤滑劑"的作用,可以延長鑄膜壽命。同時,玄武巖還可以抽成玻璃絲,比一般玻璃絲布抗堿性強,耐高溫性能好。
                其中多氣孔狀的玄武巖,也稱為浮石,其氣孔多,質地堅硬,可以將將它攙在混凝土里,可以使混凝土重量減輕,不僅堅固耐用,同時有隔音、隔熱等特點,是高層建筑輕質混凝土的良好骨料。浮石還是很好的研磨材料,可用來磨金屬、磨石料;在工業上還可做過濾器、干燥器、催化劑等。同時也被廣泛用于園林景觀之中,主要用作假山,盆景等等,同時也用于家庭裝飾之中。
                玄武巖出色的抗壓抗折條件性能,而且耐磨性好,吸水率低的原因,其也是非常好的建筑裝飾材料,能廣泛用于室內外裝飾,而且主要用作戶外石材,其花色自然,能很好的和周遍景觀協調,非常適合用于戶外景觀建設,特別是地鋪石材的最佳選擇。不過就像前面介紹的,玄武巖易形成六方柱狀節理,而且易脆,所以石材荒料普遍不大,缺乏大料,不容易生產大規格板材。
                玄武巖的用途十分廣泛,其應用并不僅局限在建筑行業中,比如玄武巖是生產"鑄石"的好原料,其經過熔化鑄造、結晶處理,退火等工序,可以形成合金鋼堅硬而耐磨,比鉛和橡膠抗腐蝕的一種新型材料;玄武巖還可以在一種鑄鋼先進工藝中,起到"潤滑劑"的作用,可以處長鑄膜壽命;以及玄武巖還可以抽成玻璃絲,制作成的玄武巖玻璃絲布比一般玻璃絲布抗堿性強,耐高溫性能好。 
                玄武巖是修理公路、鐵路、機場跑道所用石料中最好的材料,具有抗壓性強、壓碎值低、抗腐蝕性強、瀝青粘附性玄武石,玄武石具有耐磨、吃水量少、導電性能差、抗壓性強、壓碎值低、抗腐蝕性強、瀝青粘附性等優點,并被國際認可,是發展鐵路運輸及公路運輸最好的基石。
                一些藝術家,根據浮石多孔和皺、漏的特點。用來建造園林中的假山,或雕成小巧玲瓏的盆景。

                噴發方式


                玄武巖的產狀表現為兩種噴發方式:
                裂隙式噴發
                往往構成大面積的泛流玄武巖,裂隙式噴發通道經常表現為與玄武巖成分相仿的巖墻群,但它們往往被后來的巖流掩埋而不易發現。中國西南部大面積分布的峨嵋山玄武巖即是一例,它形成于晚二疊世,分布面積約26萬平方公里,一般厚度為600~1500米,西部最厚處達3000米以上,屬拉斑玄武巖類,顯著富TiO2。在泛流玄武巖中,單個巖流平均厚度約10~100米,流動距離可達100~150公里以上。一個地區的玄武巖往往由幾次或幾十次噴發形成,噴發間隔時間可長可短,有的長達幾十萬年。
                中心式噴發
                構成玄武巖火山錐及其鄰近的熔巖流和火山碎屑巖。中國東部,北起黑龍江,南至海南島的廣大地區,是一個以堿性玄武巖為主、兼有拉斑玄武巖的復合巖區,噴發于新生代,以中心式噴發為主,有數百座火山錐,尤以黑龍江-吉林、內蒙古高原、集寧-大同、南京地區、云南騰沖、廣東雷瓊地區和臺灣為豐富。

                國內分布


                福建省寧德市福鼎市白琳大嶂山的玄武巖儲存量50000萬立方米,礦石裸露地表,呈墨黑色、色調凝重高雅,是全國罕見的高級建筑板材,屬全國建筑石材基地之一,被國務院建材總局命名“福鼎黑”。
                河南省洛陽市蔡店鄉的玄武巖呈大小圓塊狀,儲量大,在地表以下五十公分左右分布廣泛,深可達百十余米,礦石呈墨黑色,品質優良,經河南省交通規劃勘察設計院、地堪實驗中心、河南省公路工程試驗檢測中心檢驗各項技術指標要求,其結果表明玄武巖石料具有硬度大、強度高、耐磨性好、抗滑系數大,與瀝青粘結力強等,符合高速公路瀝青面層用粗集料質量要求,是高等級公路路面,機場跑道,鐵路道砟的最佳石料。
                黑龍江省牡丹江市寧安市鏡泊湖北有瀑布狀、波浪狀的;鶯歌嶺一帶有圓饅頭狀、寶塔狀的;渤海鎮和沙蘭鄉之間,是巨蟒狀和熔巖隧道等。這里地質、地貌構造新穎、形態各異,豐富多彩。山東沂水圈里鄉,呈波浪狀的分布全鄉35平方公里,玄武巖儲量350億噸左右,山東省臨沂市平邑縣境內也有大量品質優良的玄武巖。
                安徽省滁州市明光市玄武巖礦產資源豐富,大量分布于地處明光市城西的城西街道辦事處,307、309省道、104國道、蚌寧高速公路、津滬鐵路貫穿全境,西徐工業區砂石專用碼頭可???00噸船只直航長江,地理位置優越,交通十分便利?,F已探明的遠景儲量1.68億噸,探明可開采儲量3400萬噸,在皖東地區儲量最大,年開采加工量在100多萬噸,經東南大學、同濟大學科學技術檢測為國家一級玄武巖。玄武巖是生產鑄石的主要原料。鑄石具有較高的耐化學腐蝕性和耐酸性能,具有較大的硬度和機械強度,廣泛用于化工、冶金、電力、煤炭、建材、紡織和輕工等工業部門。玄武巖是生產玄武巖紙、石灰火山巖無熟料水泥、裝飾板材、人造纖維的原料,還是陶瓷工業中的節能原料。
                云南省保山市騰沖市騰沖火山群附近也分布著大量的玄武巖。





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