Basalt -Basalt

Basalt
Magmatisk bergart
BasaltUSGOV.jpg
Komposisjon
Hoved Mafisk : plagioklas , amfibol og pyroksen
Sekundær Noen ganger feltspatoider eller olivin

Basalt ( Storbritannia : / ˈ b æ s ɔː l t , - əl t / ; USA : / b ə ˈ s ɔː l t , ˈ b s ɔː l t / ) er et afanitisk (finkornet) ekstrudert steinformig stoff fra rask avkjøling av lava med lav viskositet rik på magnesium og jern ( maficlava) eksponert på eller veldig nær overflaten av en steinete planet eller måne . Mer enn 90 % av all vulkansk stein på jorden er basalt. Hurtigkjølende, finkornet basalt tilsvarer kjemisk saktekjølende, grovkornet gabbro . Utbruddet av basaltlava observeres av geologer ved rundt 20 vulkaner per år. Basalt er også en viktig bergart på andre planetlegemer i solsystemet . For eksempel er hoveddelen av Venus -slettene , som dekker ~80% av overflaten, basaltiske; månens maria er sletter med flombasaltiske lavastrømmer ; og basalt er en vanlig bergart på overflaten av Mars .

Smeltet basaltlava har lav viskositet på grunn av det relativt lave silikainnholdet (mellom 45 % og 52 %), noe som resulterer i raskt bevegelige lavastrømmer som kan spre seg over store områder før de avkjøles og størkner. Flombasalter er tykke sekvenser av mange slike strømmer som kan dekke hundretusenvis av kvadratkilometer og utgjøre den mest omfangsrike av alle vulkanske formasjoner.

Basaltiske magmaer på jorden antas å stamme fra den øvre mantelen . Basaltenes kjemi gir dermed ledetråder til prosesser dypt inne i jordens indre .

Definisjon og egenskaper

QAPF-diagram med basalt/andesittfelt uthevet i gult. Basalt skiller seg fra andesitt ved SiO 2  < 52 %.
Basalt er felt B i TAS-klassifiseringen .
Vesikulær basalt ved Sunset Crater , Arizona. US quarter (24 mm) for skala.
Kolonnebasalt renner i Yellowstone nasjonalpark , USA

Geologer klassifiserer magmatisk bergart etter mineralinnhold når det er mulig, med de relative volumprosentene av kvarts , alkalifeltspat , plagioklas og feltspatoid ( QAPF ) som er spesielt viktige. En afanitisk (finkornet) magmatisk bergart er klassifisert som basalt når QAPF-fraksjonen består av mindre enn 10 % feltspatoid og mindre enn 20 % kvarts, med plagioklas som utgjør minst 65 % av feltspatinnholdet. Dette plasserer basalt i basalt/andesitt-feltet i QAPF-diagrammet. Basalt skiller seg ytterligere fra andesitt ved sitt silikainnhold på under 52 %.

Det er ofte ikke praktisk å bestemme mineralsammensetningen til vulkanske bergarter, på grunn av deres svært fine kornstørrelse, og geologer klassifiserer da bergartene kjemisk, hvor det totale innholdet av alkalimetalloksider og silika ( TAS ) er spesielt viktig. Basalt er da definert som vulkansk bergart med et innhold på 45 % til 52 % silika og ikke mer enn 5 % alkalimetalloksider. Dette plasserer basalt i B-feltet i TAS-diagrammet. En slik sammensetning beskrives som mafisk .

Basalt er vanligvis mørkegrå til svart i fargen, på grunn av det høye innholdet av augitt eller andre mørkfargede pyroksenmineraler , men kan vise et bredt spekter av skyggelegging. Noen basalter er ganske lyse på grunn av høyt innhold av plagioklas, og disse blir noen ganger beskrevet som leukobasalter . Lysere basalt kan være vanskelig å skille fra andesitt , men en vanlig tommelfingerregel , brukt i feltforskning , er at basalt har en fargeindeks på 35 eller høyere.

De fysiske egenskapene til basalt gjenspeiler dets relativt lave silikainnhold og typisk høye jern- og magnesiuminnhold. Gjennomsnittlig tetthet av basalt er 2,9 g/cm 3 , sammenlignet med en typisk tetthet for granitt på 2,7 g/cm 3 . Viskositeten til basaltisk magma er relativt lav, rundt 10 4 til 10 5 cP , selv om dette fortsatt er mange størrelsesordener høyere enn vann (som har en viskositet på ca. 1 cP). Viskositeten til basaltisk magma er lik den til ketchup .

Basalt er ofte porfyrtisk , og inneholder større krystaller ( fenokrystaller ) dannet før ekstruderingen som brakte magmaen til overflaten, innebygd i en finkornet matrise . Disse fenokrystallene er vanligvis av augitt, olivin eller en kalsiumrik plagioklas, som har de høyeste smeltetemperaturene av de typiske mineralene som kan krystallisere fra smelten og er derfor de første som danner faste krystaller.

Basalt inneholder ofte vesikler , dannet når oppløste gasser bobler ut av magmaen når den dekomprimeres når den nærmer seg overflaten, og lavaen som bryter ut, størkner før gassene kan unnslippe. Når vesikler utgjør en betydelig brøkdel av volumet av bergarten, beskrives bergarten som scoria .

Begrepet basalt brukes til tider på grunne påtrengende bergarter med en sammensetning som er typisk for basalt, men bergarter av denne sammensetningen med en faneritisk (grovere) grunnmasse blir mer korrekt referert til som diabas (også kalt doleritt) eller, når mer grovkornet ( krystaller over 2 mm på tvers), som gabbro . Diabase og gabbro er dermed de hypabyssale og plutoniske ekvivalentene til basalt.

Søylebasalt ved Szent György Hill, Ungarn

I de hadiske , arkeiske og tidlige proterozoiske eonene av jordens historie, var kjemien til utbrudd av magmaer betydelig forskjellig fra dagens, på grunn av umoden skorpe- og astenosfæredifferensiering . Disse ultramafiske vulkanske bergartene, med innhold av silika (SiO 2 ) under 45 %, er vanligvis klassifisert som komatiitter .

Etymologi

Ordet "basalt" er til slutt avledet fra sent latinske basaltes , en feilstaving av latinske basanitter "veldig hard stein", som ble importert fra gammelgresk βασανίτης ( basanitter ), fra βάσανος ( basanos , " prøvestein "). Den moderne petrologiske termen basalt som beskriver en spesiell sammensetning av lava-avledet stein, stammer fra bruken av Georgius Agricola i 1546 i hans verk De Natura Fossilium . Agricola påførte "basalt" på den vulkanske svarte steinen under biskopen av Meissens Stolpen-slott , og mente at den var den samme som "basaniten" beskrevet av Plinius den eldste i 77 e.Kr. i Naturalis Historiae .

Typer

Store masser må avkjøles sakte for å danne et polygonalt leddmønster, som her ved Giant's Causeway i Nord-Irland
Basaltsøyler nær Bazaltove , Ukraina

På jorden har det meste av basalt dannet ved dekompresjonssmelting av mantelen . Det høye trykket i den øvre mantelen (på grunn av vekten av den overliggende bergarten ) øker smeltepunktet til mantelbergarten, slik at nesten hele den øvre mantelen er fast. Mantelbergarten er imidlertid duktil (den faste bergarten deformeres sakte under høy spenning). Når tektoniske krefter får varm mantelbergart til å krype oppover, kan reduksjonen i trykket på den stigende bergarten føre til at smeltepunktet synker nok til at bergarten delvis smelter . Dette produserer basaltisk magma.

Dekompresjonssmelting kan forekomme i en rekke tektoniske innstillinger. Disse inkluderer kontinentale riftsoner, ved midthavsrygger, over hotspots og i bakre buebassenger . Basalt produseres også i subduksjonssoner , der mantelbergarten stiger opp i en mantelkile over den synkende hellen. Dekompresjonssmelting i denne innstillingen forbedres ved ytterligere senking av smeltepunktet av vanndamp og andre flyktige stoffer som frigjøres fra platen. Hver slik innstilling produserer basalt med særegne egenskaper.

  • Tholeiittisk basalt er relativt rikt på jern og fattig på alkalimetaller og aluminium . Inkludert i denne kategorien er de fleste basaltene på havbunnen , de fleste store oseaniske øyer og kontinentale flombasalter som Columbia River Plateau .
    • Høy og lav titan basalt. Basaltbergarter er i noen tilfeller klassifisert etter deres titan (Ti) innhold i High-Ti og Low-Ti varianter. Høy-Ti- og Lav-Ti-basalt er blitt skilt i Paraná- og Etendeka-fellene og Emeishan -fellene .
    • Mid-ocean ridge basalt (MORB) er en tholeiitisk basalt som vanligvis bryter ut bare ved havrygger og er karakteristisk lav i inkompatible elementer . Selv om alle MORB-er er kjemisk like, innser geologer at de varierer betydelig i hvor utarmet de er i inkompatible elementer. Deres tilstedeværelse i umiddelbar nærhet langs midthavsrygger tolkes som bevis for mantelinhomogenitet.
      • E-MORB, beriket MORB, er relativt lite utarmet i inkompatible elementer. E-MORB ble en gang antatt å være typisk for varme flekker langs midthavsrygger, som Island, men er nå kjent for å være til stede mange steder langs midthavsrygger.
      • N-MORB, normal MORB, er gjennomsnittlig i sitt innhold av inkompatible elementer.
      • D-MORB, utarmet MORB, er svært utarmet i inkompatible elementer.
  • Alkalibasalt er relativt rik på alkalimetaller. Den er silika-undermettet og kan inneholde feltspatoider , alkalifeltspat , flogopitt og kaersutitt . Augitt i alkalibasalt er titan-anriket augitt, og lavkalsiumpyroksener er aldri tilstede. De er karakteristiske for kontinental rifting og hotspot-vulkanisme.
  • Basalt med høy alumina har mer enn 17 % alumina (Al 2 O 3 ) og er en mellomliggende sammensetning mellom toleitisk basalt og alkalibasalt. Dens relativt aluminarike sammensetning er basert på bergarter uten fenokrystaller av plagioklas . Disse representerer den lave silikaenden av den kalkalkaliske magmaserien og er karakteristiske for vulkanske buer over subduksjonssoner.
  • Boninitt er en form for basalt med høyt magnesiuminnhold som vanligvis brytes ut i bakre buebassenger , kjennetegnet ved det lave titaninnholdet og sporelementsammensetningen.
  • Havøybasalter inkluderer både tholeiitter og alkalibasalter, med tholeiitt som dominerer tidlig i øyas eruptive historie. Disse basaltene er preget av forhøyede konsentrasjoner av inkompatible elementer. Dette antyder at kildemantelbergarten deres har produsert lite magma tidligere (den er ikke utarmet ).

Petrologi

Mikrofotografi av en tynn del av basalt fra Bazaltove, Ukraina

Mineralogien til basalt er preget av en overvekt av kalsisk plagioklasfeltspat og pyroksen . Olivin kan også være en betydelig bestanddel. Tilbehørsmineraler som er tilstede i relativt små mengder inkluderer jernoksider og jern-titanoksider, som magnetitt , ulvöspinel og ilmenitt . På grunn av tilstedeværelsen av slike oksidmineraler kan basalt få sterke magnetiske signaturer når den avkjøles, og paleomagnetiske studier har gjort omfattende bruk av basalt.

I tholeiittisk basalt er pyroksen ( augitt og ortopyroksen eller due ) og kalsiumrik plagioklas vanlige fenokrystallmineraler. Olivin kan også være en fenokrystall, og når den er tilstede, kan den ha kanter av due. Grunnmassen inneholder interstitiell kvarts eller tridymitt eller cristobalitt . Olivin tholeiitisk basalt har augitt og ortopyroksen eller due med rikelig olivin, men olivin kan ha kanter av pyroksen og er usannsynlig tilstede i grunnmassen .

Alkaliske basalter har vanligvis mineralsammensetninger som mangler ortopyroksen, men inneholder olivin. Feltspatfenokrystaller er vanligvis labradoritt til andesin i sammensetning. Augitt er rik på titan sammenlignet med augitt i tholeiitisk basalt. Mineraler som alkalifeltspat , leucitt , nefelin , sodalitt , flogopittglimmer og apatitt kan være tilstede i grunnmassen.

Basalt har høye liquidus- og solidus -temperaturer - verdier på jordoverflaten er nær eller over 1200 °C (liquidus) og nær eller under 1000 °C (solidus); disse verdiene er høyere enn for andre vanlige magmatiske bergarter.

Flertallet av tholeiittiske basalter er dannet på omtrent 50–100 km dybde i mantelen. Mange alkalibasalter kan dannes på større dyp, kanskje så dypt som 150–200 km. Opprinnelsen til basalt med høy alumina fortsetter å være kontroversiell, med uenighet om hvorvidt det er en primær smelte eller avledet fra andre basalttyper ved fraksjonering.

Geokjemi

I forhold til de fleste vanlige magmatiske bergarter er basaltsammensetninger rike på MgO og CaO og lave på SiO 2 og alkalioksidene, dvs. Na 2 O + K 2 O , i samsvar med deres TAS-klassifisering . Basalt inneholder mer silika enn pikrobasalt og de fleste basanitter og tefritter, men mindre enn basaltisk andesitt . Basalt har et lavere totalinnhold av alkalioksider enn trakybasalt og de fleste basanitter og tefritter.

Basalt har generelt en sammensetning på 45–52 vekt% SiO 2 , 2–5 vekt% totale alkalier, 0,5–2,0 vekt% TiO 2 , 5–14 vekt% FeO og 14 vekt% eller mer Al 2 O 3 . Innholdet av CaO er vanligvis nær 10 vekt%, innholdet av MgO er vanligvis i området 5 til 12 vekt%.

Basalter med høy alumina har et aluminiuminnhold på 17–19 vekt% Al 2 O 3 ; boniitter har magnesium (MgO) innhold på opptil 15 prosent. Sjeldne feltspatoidrike mafiske bergarter, beslektet med alkalibasalter, kan ha Na 2 O + K 2 O-innhold på 12 % eller mer.

Forekomsten av lantanid eller sjeldne jordelementer (REE) kan være et nyttig diagnostisk verktøy for å forklare historien til mineralkrystallisering ettersom smelten avkjøles. Spesielt er den relative forekomsten av europium sammenlignet med andre REE ofte markant høyere eller lavere, og kalles europium-anomali . Det oppstår fordi Eu 2+ kan erstatte Ca 2+ i plagioklasfeltspat, i motsetning til noen av de andre lantanidene, som har en tendens til bare å danne 3+ kationer .

Mid-ocean ridge basalter (MORB) og deres påtrengende ekvivalenter, gabbros, er de karakteristiske magmatiske bergartene som dannes ved midthavsrygger. De er toleitiske basalter som er spesielt lave i totale alkalier og inkompatible sporelementer, og de har relativt flate REE-mønstre normalisert til mantel- eller kondrittverdier . I motsetning til dette har alkalibasalter normaliserte mønstre sterkt beriket i den lette REE, og med større overflod av REE og andre inkompatible elementer. Fordi MORB-basalt regnes som en nøkkel til å forstå platetektonikk , har dens sammensetninger blitt mye studert. Selv om MORB-sammensetninger er særegne i forhold til gjennomsnittlige sammensetninger av basalter som brøt ut i andre miljøer, er de ikke ensartede. For eksempel endrer sammensetninger seg med posisjon langs Mid-Atlantic Ridge , og sammensetningene definerer også forskjellige områder i forskjellige havbassenger. Basalter fra midthavsryggen har blitt delt inn i varianter som normal (NMORB) og de som er litt mer anriket på inkompatible elementer (EMORB).

Isotopforhold mellom elementer som strontium , neodym , bly , hafnium og osmium i basalter har blitt studert mye for å lære om utviklingen av jordkappen . Isotopforhold for edelgasser , som 3 He / 4 He, er også av stor verdi: For eksempel varierer forholdet for basalter fra 6 til 10 for tholeiittisk basalt fra middelhavsryggen (normalisert til atmosfæriske verdier), men til 15–24 og mer for havøybasalter som antas å være avledet fra mantelfjær .

Kildebergarter for de partielle smeltene som produserer basaltisk magma inkluderer sannsynligvis både peridotitt og pyroksenitt .

Morfologi og teksturer

En aktiv basalt lavastrøm

Formen, strukturen og teksturen til en basalt er diagnostisk for hvordan og hvor den brøt ut - for eksempel om den brøt ut i havet, i et eksplosivt slaggutbrudd eller som krypende pāhoehoe- lavastrømmer, det klassiske bildet av hawaiiske basaltutbrudd .

Subaerial utbrudd

Basalt som bryter ut under åpen luft (det vil si subaerial ) danner tre forskjellige typer lava eller vulkanske avsetninger: Scoria ; aske eller slagg ( breccia ); og lavastrømmer.

Basalt i toppen av lavastrømmer under luften og slaggkjegler vil ofte være svært vesikulert , noe som gir en lett "skummende" tekstur til fjellet. Basaltisk slagg er ofte rød, farget av oksidert jern fra forvitrede jernrike mineraler som pyroksen .

ʻAʻā- typer av blokkaktig slagg og brekciastrømmer av tykk, tyktflytende basaltisk lava er vanlige i Hawaii. Pāhoehoe er en svært flytende, varm form for basalt som har en tendens til å danne tynne forklær av smeltet lava som fyller opp huler og noen ganger danner lavasjøer . Lavarør er vanlige trekk ved pāhoehoe-utbrudd.

Basaltisk tuff eller pyroklastiske bergarter er mindre vanlige enn basaltiske lavastrømmer. Vanligvis er basalt for varmt og flytende til å bygge opp tilstrekkelig trykk til å danne eksplosive lavautbrudd, men noen ganger vil dette skje ved å fange lavaen i den vulkanske halsen og bygge opp vulkanske gasser . Hawaiis Mauna Loa - vulkan brøt ut på denne måten på 1800-tallet, det samme gjorde Mount Tarawera , New Zealand i det voldsomme utbruddet i 1886. Maar- vulkaner er typiske for små basalttuffer, dannet ved eksplosivt utbrudd av basalt gjennom skorpen, og danner et forkle av blandet basalt- og veggsteinsbreccia og en vifte av basalttuff lenger ut fra vulkanen.

Amygdaloidal struktur er vanlig i reliktvesikler og vakkert krystalliserte arter av zeolitter , kvarts eller kalsitt er ofte funnet.

Søyleformet basalt
Giant's Causeway i Nord-Irland
Søyleleddet basalt i Tyrkia
Søylebasalt ved Cape Stolbchaty , Russland

Under avkjøling av en tykk lavastrøm dannes det sammentrekningsledd eller brudd. Hvis en strøm avkjøles relativt raskt, bygges det opp betydelige sammentrekningskrefter . Mens en strømning kan krympe i den vertikale dimensjonen uten å sprekke, kan den ikke lett ta imot krymping i horisontal retning med mindre det dannes sprekker; det omfattende bruddnettverket som utvikles resulterer i dannelse av søyler . Disse strukturene er overveiende sekskantede i tverrsnitt, men polygoner med tre til tolv eller flere sider kan observeres. Størrelsen på søylene avhenger løst av kjølehastigheten; svært rask avkjøling kan resultere i svært små (<1 cm diameter) kolonner, mens langsom avkjøling er mer sannsynlig å produsere store kolonner.

Ubåtutbrudd

Putebasalter på Stillehavets havbunn

Karakteren til undersjøiske basaltutbrudd bestemmes i stor grad av vanndybden, siden økt trykk begrenser frigjøringen av flyktige gasser og resulterer i utbrudd. Det har blitt anslått at på dybder større enn 500 meter (1600 fot) er eksplosiv aktivitet assosiert med basaltisk magma undertrykt. Over denne dybden er ubåtutbrudd ofte eksplosive, og har en tendens til å produsere pyroklastisk stein i stedet for basaltstrømmer. Disse utbruddene, beskrevet som Surtseyan, er preget av store mengder damp og gass og dannelsen av store mengder pimpstein .

Pute basalter

Når basalt bryter ut under vann eller renner ut i havet, slukker kontakten med vannet overflaten og lavaen danner en særegen puteform , som den varme lavaen bryter gjennom for å danne en annen pute. Denne "pute"-teksturen er veldig vanlig i undervanns basaltstrømmer og er diagnostisk for et undervannsutbruddsmiljø når det finnes i eldgamle bergarter. Puter består typisk av en finkornet kjerne med en glassaktig skorpe og har radiell skjøt. Størrelsen på individuelle puter varierer fra 10 cm opp til flere meter.

Når pāhoehoe- lava kommer inn i havet, danner den vanligvis putebasalter. Men når ʻaʻā kommer inn i havet, danner den en littoral kjegle , en liten kjegleformet ansamling av tuffaceous rusk dannet når den blokkerte ʻaʻā lavaen kommer inn i vannet og eksploderer fra oppbygget damp.

Øya Surtsey i Atlanterhavet er en basaltvulkan som brøt havoverflaten i 1963. Den innledende fasen av Surtseys utbrudd var svært eksplosiv, siden magmaen var ganske flytende, noe som førte til at steinen ble blåst fra hverandre av den kokende dampen. en kjegle av tuff og slagg. Dette har senere flyttet til en typisk pāhoehoe-type oppførsel.

Vulkansk glass kan være tilstede, spesielt som skall på raskt avkjølte overflater av lavastrømmer, og er ofte (men ikke utelukkende) assosiert med undervannsutbrudd.

Putebasalt produseres også av noen subglasiale vulkanutbrudd.

Fordeling

Jord

Basalt er den vanligste vulkanske bergarten på jorden, og utgjør over 90 % av all vulkansk bergart på planeten. Jordskorpene av oseaniske tektoniske plater består hovedsakelig av basalt, produsert fra oppstrømmende mantel under havryggene . Basalt er også den viktigste vulkanske bergarten på mange oseaniske øyer , inkludert øyene Hawaii , Færøyene og Réunion . Utbruddet av basaltlava observeres av geologer ved rundt 20 vulkaner per år.

Basalt er den mest typiske bergarten for store magmatiske provinser . Disse inkluderer kontinentale flombasalter , de mest voluminøse basaltene som finnes på land. Eksempler på kontinentale flombasalter inkluderer Deccan-fellene i India , Chilcotin-gruppen i British Columbia , Canada , Paraná-fellene i Brasil, de sibirske fellene i Russland , Karoo - flombasaltprovinsen i Sør-Afrika og Columbia River Plateau i Washington og Oregon .

Basalt er også vanlig rundt vulkanske buer, spesielt de på tynn skorpe .

Gamle prekambriske basalter finnes vanligvis bare i fold- og skyvebelter, og er ofte sterkt metamorfosert. Disse er kjent som grønnsteinsbelter , fordi lavgradig metamorfose av basalt produserer kloritt , aktinolitt , epidot og andre grønne mineraler.

Andre kropper i solsystemet

I tillegg til å danne store deler av jordskorpen, forekommer basalt også i andre deler av solsystemet. Basalt bryter ofte ut på Io (den tredje største månen til Jupiter ), og har også dannet seg på Månen , Mars , Venus og asteroiden Vesta .

Månen

Måneolivinbasalt samlet av Apollo 15 -astronauter

De mørke områdene som er synlige på jordens måne , månens maria , er sletter med flombasaltiske lavastrømmer. Disse steinene ble samplet både av det bemannede amerikanske Apollo-programmet og det robotiske russiske Luna-programmet , og er representert blant månemeteorittene .

Månebasalter skiller seg fra sine jordiske motstykker hovedsakelig i deres høye jerninnhold, som vanligvis varierer fra omtrent 17 til 22 vekt% FeO. De har også et bredt spekter av titankonsentrasjoner (tilstede i mineralet ilmenitt ), som strekker seg fra mindre enn 1 vekt% TiO 2 til ca. 13 vekt%. Tradisjonelt har månebasalter blitt klassifisert i henhold til titaninnholdet, med klasser som heter høy-Ti, lav-Ti og svært lav-Ti. Ikke desto mindre viser globale geokjemiske kart over titan hentet fra Clementine-oppdraget at månemaria har et kontinuum av titankonsentrasjoner, og at de høyeste konsentrasjonene er minst rikelig.

Månebasalter viser eksotiske teksturer og mineralogi, spesielt sjokkmetamorfose , mangel på oksidasjon som er typisk for terrestriske basalter, og fullstendig mangel på hydrering . De fleste av månens basalter brøt ut for mellom 3 og 3,5 milliarder år siden, men de eldste prøvene er 4,2 milliarder år gamle, og de yngste strømmene, basert på aldersdateringsmetoden for kratertelling , anslås å ha brutt ut bare 1,2 milliarder År siden.

Venus

Fra 1972 til 1985 nådde fem Venera- og to VEGA -landere med suksess overflaten av Venus og utførte geokjemiske målinger ved bruk av røntgenfluorescens og gammastråleanalyse. Disse ga resultatene i samsvar med at bergarten på landingsstedene var basalter, inkludert både tholeiitiske og svært alkaliske basalter. Landere antas å ha landet på sletter hvis radarsignatur er basaltiske lavastrømmer. Disse utgjør omtrent 80 % av overflaten til Venus. Noen steder viser høy reflektivitet i samsvar med uforvitret basalt, noe som indikerer basaltisk vulkanisme i løpet av de siste 2,5 millioner årene.

Mars

Basalt er også en vanlig bergart på overflaten av Mars , bestemt av data sendt tilbake fra planetens overflate, og av Mars-meteoritter .

Vesta

Analyse av Hubble Space Telescope- bilder av Vesta antyder at denne asteroiden har en basaltisk skorpe dekket med en brecciated regolit avledet fra skorpen. Bevis fra jordbaserte teleskoper og Dawn-oppdraget tyder på at Vesta er kilden til HED-meteorittene , som har basaltiske egenskaper. Vesta er den viktigste bidragsyteren til beholdningen av basaltiske asteroider i hovedasteroidebeltet.

Io

Lavastrømmer representerer et stort vulkansk terreng på Io . Analyse av Voyager - bildene førte til at forskere trodde at disse strømmene hovedsakelig var sammensatt av forskjellige forbindelser av smeltet svovel. Påfølgende jordbaserte infrarøde studier og målinger fra romfartøyet Galileo indikerer imidlertid at disse strømmene er sammensatt av basaltisk lava med mafiske til ultramafiske sammensetninger. Denne konklusjonen er basert på temperaturmålinger av Ios "hotspots", eller termiske utslippssteder, som antyder temperaturer på minst 1300 K og noen så høye som 1600 K. Innledende estimater som antyder utbruddstemperaturer som nærmer seg 2000 K har siden vist seg å være overestimerte fordi feil termiske modeller ble brukt til å modellere temperaturene.

Endring av basalt

Forvitring

Denne bergveggen viser mørke årer av mobilisert og utfelt jern i kaolinisert basalt i Hungen, Vogelsberg-området, Tyskland.
Kaolinisert basalt nær Hungen, Vogelsberg, Tyskland

Sammenlignet med granittiske bergarter eksponert på jordens overflate, forvitrer basaltfremspring relativt raskt. Dette gjenspeiler deres innhold av mineraler som krystalliserte ved høyere temperaturer og i et miljø fattigere på vanndamp enn granitt. Disse mineralene er mindre stabile i det kaldere, våtere miljøet på jordens overflate. Den finere kornstørrelsen på basalt og det vulkanske glasset som noen ganger finnes mellom kornene fremskynder også forvitringen. Det høye jerninnholdet i basalt fører til at forvitrede overflater i fuktig klima samler seg en tykk skorpe av hematitt eller andre jernoksider og hydroksyder, og gir steinen en brun til rustrød farge. På grunn av det lave kaliuminnholdet i de fleste basalter, konverterer forvitring basalten til kalsiumrik leire ( montmorillonitt ) i stedet for kaliumrik leire ( illite ). Ytterligere forvitring, spesielt i tropiske klima, konverterer montmorillonitten til kaolinitt eller gibbsitt . Dette produserer det særegne tropiske jordsmonnet kjent som lateritt . Det ultimate forvitringsproduktet er bauxitt , den viktigste malmen i aluminium.

Kjemisk forvitring frigjør også lett vannløselige kationer som kalsium , natrium og magnesium , som gir basaltiske områder en sterk bufferkapasitet mot forsuring . Kalsium frigjort av basalter binder CO 2 fra atmosfæren og danner CaCO 3 og fungerer dermed som en CO 2 -felle.

Metamorfose

Metamorfosert basalt fra et arkeisk grønnsteinsbelte i Michigan, USA. Mineralene som ga den originale basalten dens svarte farge har blitt metamorfosert til grønne mineraler.

Intens varme eller stort trykk forvandler basalt til sine metamorfe bergartekvivalenter . Avhengig av temperaturen og trykket til metamorfosen, kan disse inkludere grønnskifer , amfibolitt eller eklogitt . Basalter er viktige bergarter i metamorfe regioner fordi de kan gi viktig informasjon om metamorfoseforholdene som har påvirket regionen.

Metamorfoserte basalter er viktige verter for en rekke hydrotermiske malmer , inkludert forekomster av gull, kobber og vulkanogene massive sulfider .

Livet på basaltiske bergarter

De vanlige korrosjonstrekkene til vulkansk basalt under vann antyder at mikrobiell aktivitet kan spille en betydelig rolle i den kjemiske utvekslingen mellom basaltiske bergarter og sjøvann. De betydelige mengdene redusert jern, Fe(II), og mangan, Mn(II), som finnes i basaltiske bergarter, gir potensielle energikilder for bakterier . Noen Fe(II)-oksiderende bakterier dyrket fra jernsulfidoverflater er også i stand til å vokse med basaltisk bergart som kilde til Fe(II). Fe- og Mn-oksiderende bakterier har blitt dyrket fra forvitrede ubåtbasalter fra Loihi Seamount . Virkningen av bakterier på å endre den kjemiske sammensetningen av basaltisk glass (og dermed havskorpen ) og sjøvann antyder at disse interaksjonene kan føre til bruk av hydrotermiske ventiler til livets opprinnelse .

Bruker

Code of Hammurabi ble gravert på en 2,25 m (7 fot 4+12 tommer  høy basaltstelerundt 1750 f.Kr.

Basalt brukes i konstruksjon (f.eks. som byggeklosser eller i grunnarbeid ), til å lage brostein (av søylebasalt) og i å lage statuer . Oppvarming og ekstrudering av basalt gir steinull , som har potensial til å være en utmerket termisk isolator .

Karbonbinding i basalt har blitt studert som et middel for å fjerne karbondioksid, produsert av menneskelig industrialisering, fra atmosfæren. Undersjøiske basaltavsetninger, spredt i hav rundt om på kloden, har den ekstra fordelen at vannet fungerer som en barriere for gjenutsetting av CO 2 til atmosfæren.

Se også

  • Basaltviftestruktur  - Bergformasjon sammensatt av søyleformede basaltsøyler som har sunket sammen til en vifteform
  • Basaltfiber  – Strukturelle fibre spunnet fra smeltet basalt
  • Bimodal vulkanisme  - Utbrudd av både mafisk og felsisk lava fra et enkelt vulkansenter
  • Plutonisme  - Geologisk teori om at jordens magmatiske bergarter dannet ved størkning av smeltet materiale
  • Polybar smelting  - En opprinnelsesmåte for basaltisk magma
  • Skjoldvulkan  - Lavprofilvulkan dannet vanligvis nesten utelukkende av flytende lavastrømmer
  • Spilitt  – Finkornet magmatisk bergart, et resultat av endring av oseanisk basalt
  • Sideromelane  – Vitreous basaltisk vulkansk glass
  • Vulkan  – brudd i jordskorpen som lar lava, aske og gasser unnslippe fra under overflaten

Referanser

Kilder

  • Blatt, Harvey; Tracy, Robert J. (1996). Petrologi: magmatisk, sedimentær og metamorf (2. utgave). New York: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-2438-4.
  • Blatt, Harvey; Middleton, Gerard; Murray, Raymond (1980). Opprinnelsen til sedimentære bergarter (2d utg.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN 978-0-13-642710-0.
  • Crawford, AJ (1989). Boninitter . London: Unwin Hyman. ISBN 978-0-04-445003-0.
  • Hyndman, Donald W. (1985). Petrologi av magmatiske og metamorfe bergarter (2. utg.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-031658-4.
  • Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S., Jr. (1993). Manual of mineralogy: (etter James D. Dana) (21. utg.). New York: Wiley. ISBN 978-0-471-57452-1.
  • Levin, Harold L. (2010). Jorden gjennom tiden (9. utgave). Hoboken, NJ: J. Wiley. ISBN 978-0-470-38774-0.
  • Lillie, Robert J. (2005). Parker og plater: geologien til våre nasjonalparker, monumenter og strender (1. utg.). New York: WW Norton. ISBN 978-0-393-92407-7.
  • Macdonald, Gordon A.; Abbott, Agatin T.; Peterson, Frank L. (1983). Vulkaner i havet: Hawaiis geologi (2. utgave). Honolulu: University of Hawaii Press. ISBN 978-0-8248-0832-7.
  • McBirney, Alexander R. (1984). Magmatisk petrologi . San Francisco, California: Freeman, Cooper. ISBN 978-0-19-857810-9.
  • Parfitt, Elisabeth Ann; Parfitt, Liz; Wilson, Lionel (2008). Grunnleggende om fysisk vulkanologi . Wiley. ISBN 978-0-632-05443-5.
  • Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Prinsipper for magmatisk og metamorf petrologi (2. utgave). Cambridge, Storbritannia: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-88006-0.
  • Schmincke, Hans-Ulrich (2003). Vulkanisme . Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-43650-8.

Videre lesning

Eksterne linker