Базальт представляет собой афанитовую (мелкозернистую) изверженную магматическую породу, образованную в результате быстрого остывания маловязкой лавы, богатой магнием и железом (мафическая лава), обнаженная на поверхности каменистой планеты. Более 90% всех вулканических пород на Земле составляют базальты. Быстро остывающий мелкозернистый базальт химически эквивалентен медленно остывающему крупнозернистому габбро.
Извержение базальтовой лавы наблюдается геологами примерно на 20 вулканах в год. Расплавленная базальтовая лава имеет низкую вязкость из-за относительно низкого содержания кремнезема (от 45% до 52%), что приводит к быстро движущимся потокам лавы, которые могут распространяться на большие площади перед охлаждением и затвердеванием.
Базальты паводков представляют собой толстые последовательности многих таких потоков, которые могут покрывать сотни тысяч квадратных километров и представляют собой самые объемные из всех вулканических образований. Считается, что базальтовые магмы в пределах Земли происходят из верхней мантии . Таким образом, химический состав базальтов дает представление о процессах, протекающих глубоко в недрах Земли.
Типы базальтов
На Земле большая часть базальта образовалась в результате декомпрессионного плавления мантии. Высокое давление в верхней мантии (из -за веса вышележащих пород) повышает температуру плавления мантийных пород, так что почти вся верхняя мантия является твердой. Однако мантийная порода пластична (твердая порода медленно деформируется при высоких напряжениях). Когда тектонические силы заставляют горячую породу мантии ползти вверх, уменьшение давления на поднимающуюся породу может привести к тому, что ее температура плавления понизится настолько, что порода частично расплавится. Это производит базальтовую магму.
Декомпрессионное плавление может происходить в различных тектонических условиях. К ним относятся зоны континентальных рифтов, срединно-океанические хребты, над горячими точками и в задуговых бассейнах . Базальт также добывается в зонах субдукции , где мантийная порода поднимается мантийным клином над опускающейся плитой. Декомпрессионная плавка в этой установке усиливается за счет дальнейшего снижения температуры плавления за счет водяного пара и других летучих веществ, выделяющихся из сляба. Каждая такая установка производит базальт с отличительными характеристиками.
1. Толеитовый базальт относительно богат железом и беден щелочными металлами и алюминием . В эту категорию входит большинство базальтов дна океана , наиболее крупных океанических островов и базальтов континентальных паводков , таких как плато реки Колумбия .
• Базальты с высоким и низким содержанием титана. Базальтовые породы в некоторых случаях классифицируются по содержанию в них титана (Ti) на разновидности с высоким и низким содержанием титана. Базальты с высоким и низким содержанием титана были выделены в ловушках Парана и Этендека , а также в ловушках Эмейшань .
• Базальт срединно-океанических хребтов (MORB) представляет собой толеитовый базальт, который обычно извергается только на океанских хребтах и характеризуется низким содержанием несовместимых элементов . Хотя все MORB химически схожи, геологи признают, что они значительно различаются по степени обеднения несовместимыми элементами. Их присутствие в непосредственной близости вдоль срединно-океанических хребтов интерпретируется как свидетельство неоднородности мантии.
• E-MORB, обогащенный MORB, относительно не обеднен несовместимыми элементами. Когда-то считалось, что E-MORB типичен для горячих точек вдоль срединно-океанических хребтов, таких как Исландия, но теперь известно, что он присутствует во многих местах вдоль срединно-океанических хребтов.
• N-MORB, нормальный MORB, средний по содержанию несовместимых элементов.
• D-MORB, обедненный MORB, сильно обеднен несовместимыми элементами.
2. Щелочной базальт относительно богат щелочными металлами. Он недонасыщен кремнеземом и может содержать полевые шпаты , щелочные полевые шпаты , флогопит и керсутит . Авгит в щелочных базальтах представляет собой авгит, обогащенный титаном, а низкокальциевые пироксены никогда не присутствуют. Они характерны для континентального рифтогенеза и очагового вулканизма.
3. Высокоглиноземистый базальт содержит более 17% глинозема (Al 2 O 3 ) и по составу занимает промежуточное положение между толеитовым базальтом и щелочным базальтом. Его относительно богатый глиноземом состав основан на породах без вкрапленников плагиоклаза . Они представляют конец известково-щелочной магмы с низким содержанием кремнезема и характерны для вулканических дуг над зонами субдукции.
4. Бонинит представляет собой высокомагнезиальную форму базальта, извергающуюся, как правило, в задуговых бассейнах , отличающуюся низким содержанием титана и микроэлементным составом.
5. Базальты океанических островов включают как толеиты, так и щелочные базальты, причем толеит преобладает в начале истории извержений острова. Для этих базальтов характерны повышенные концентрации несовместимых элементов. Это говорит о том, что их исходная мантийная порода в прошлом производила мало магмы (она не истощена).
