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1、玄武岩分类、特征及形成构造背景玄武岩，洋壳主要组成，属基性火山岩。是地球洋壳和月球月海 的最主要组成物质，也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。1546 年，G阿格里科拉首次在地质文献中，用basalt这个词描述德国萨 克森的黑色岩石。汉语玄武岩一词，引自日文。日本在兵库县玄武洞 发现黑色橄榄玄武岩，故得名。玄武岩是一种基性喷出岩，其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似， SiO2含量变化于45%52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高， CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。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，岩石均为 暗色，一般为黑色，有时呈灰
2、绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构 造和杏仁构造普遍。玄武岩体积密度为2.83.3g/cm3，致密者压缩强度很大，可高 达300MPa，有时更高，存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。玄武 岩耐久性甚高，节理多，且节理面多成五边形或六边形，构成柱状节 理。性脆，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。主要成份玄武岩的主要成份是二氧化硅、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），其中二氧化硅含量最多，约占 百分之四十五至五十左右。玄武岩的颜色，常见的多为黑色、黑褐或 暗绿色;在腾冲火山群附近的玄武岩多为青灰色，也有暗红色、橙
3、色、黄色的。因其质地致密，它的比重比一般花岗岩、石灰岩、沙岩、页 岩都重。但也有的玄武岩由于气孔特别多，重量便减轻，甚至在水中 可以浮起来。因此，把这种多孔体轻的玄武岩，叫做浮石，在云南 腾冲马站火山群脚下附近的村寨里，人们把这些多孔体轻的玄武岩叫 做“泡石”。成分玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武J-JU岩O结构按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玄武玻璃。充填矿物按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。饱和程度按SiO2饱和程度和碱性强弱，玄武岩被分为两大类： 拉斑玄武岩(即亚碱性玄武岩)，是SiO2过饱和或饱和的岩石。 不含橄榄石和霞石，以
4、含斜方辉石、易变辉石为特征。它的SiO2与 全碱的关系是(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值小于0.37。 碱性玄武岩，SiO2不饱和，富碱。含橄榄石和副长石(如霞石)、 沸石等，后两种矿物有时与碱性长石或钾质中长石、钾质更长石一起， 呈填隙物产于基质中；不含斜方辉石、易变辉石，仅含富钙的单斜辉 石，即透辉石质普通辉石。(Na2O+K2O)/(SiO2-39)的值大于0.37。 构造环境玄武岩按产出的构造环境，玄武岩分4种： 发育于深海洋脊的玄武岩。大致以每年1.5x1010吨速率自洋脊涌 出，属拉斑玄武岩类，故又名深海拉斑玄武岩，以低含量的K20、 TiO2、全铁和P2O5、高含量的
5、CaO，区别于其他玄武岩。由于海 底扩张，来自洋脊的深海拉斑玄武岩成为洋壳的主要组成。 发育于洋盆内群岛和海山的玄武岩。一般由拉斑玄武岩和碱性玄武 岩复合构成，其成因可能与上地幔热柱活动有关。 发育于岛弧和活动大陆边缘的玄武岩。一般近深海沟一侧和早期发 育的是拉斑玄武岩，规模大，分布广，并可能是细碧角斑岩系列的组 成部分；向大陆方向，碱含量增高，为碱性玄武岩，但也可以有拉斑 玄武岩与之共生，它们形成于岛弧和造山活动最后阶段或稳定以后， 通常规模较小而零散。所谓的高铝玄武岩以及共生的安山岩、英安岩、 流纹岩等，出现于岛弧和造山带发育的中期。太古代晚期绿岩带的拉 斑玄武岩，在成分和产状上可能相当于
6、新生代岛弧的拉斑玄武岩。 发育于大陆内部的玄武岩。它包括由裂隙喷发的大规模泛流拉斑玄 武岩和少量的碱性玄武岩，它们受陆壳花岗物质混染。月球岩石月球玄武岩是构成月球的主要岩石之一，由月球外层约200公里深处 形成的岩泉，经多次喷发（至少5次）在月表结晶（约1050C）而 成。是月球上最年轻的岩石，形成于距今3337亿年间，几乎相当 于已知的地球最古老岩石。月球玄武岩细粒、多孔，主要由辉石、斜 长石和钛铁矿组成。其中辉石含量约5059%，普通辉石多于易变 辉石;斜长石约2029%，为培长石或钙长石;钛铁矿含量约1018%。 次要矿物有橄榄石、铬铁矿一钛尖晶石、陨硫铁、铁、方英石、金红 石、磷灰石、
7、白磷钙矿、铜、云母、镍黄铁矿及若干尚未鉴定出的矿 物。月球玄武岩的化学成分变化较大，特别是AI2O3和FeO，分别变 化于725%和525%之间，一般以贫硅，富钛、铁为特点。2021年10月19日，中国科学院举行新闻发布会发布研究成果：中 国科学家通过嫦娥五号采回的月球样品发现，月球的岩浆活动一直持 续到距今约20亿年，月球的寿命比此前推测的又延长了约8亿岁。 中科院地质地球所科研人员利用“离子探针超高空间分辨率定年技 术”、“超高空间分辨率同位素分析技术”、“纳米离子探针分析技术”， 嫦娥五号带回的玄武岩形成年龄为20.300.04亿年，这意味着，月 球最“年轻”的玄武岩，形成于20亿年前。
8、并未在玄武岩样品初始熔 融时找到钾、稀土元素、磷的“克里普物质”等放射性生热元素。通过 测定嫦娥五号玄武岩中的水含量和氢同位素组成，科研人员发现，“如 果按重量把源区岩石分成100万份，水含量只占1-5份”，这表明月 幔非常“干”，并不富含水。矿物特性由于玄武岩浆粘度小，流动性大，喷溢地表易形成大规模熔岩流和熔 岩被，但也有呈层状侵入体的，如岩床等。在高原地区常形成面积达数千至数十万平方千米的熔岩台地，有人称 其为高原玄武岩，如印度的德干高原玄武岩。在海洋则构成海岭和火山岛。与之有关的矿产有铜、钻、硫黄、冰洲 石、宝石等，其本身亦可作耐酸铸石原料。玄武岩中的柱状节理在玄武岩熔岩流中，垂直冷凝面
9、常发育成规则的六方柱状节理。成因，一般认为,假设在均一基性的熔岩中有均匀分布的冷却中心（呈 等边三角形分布，冷却中心距离彼此相等），然后，各向中心收缩， 形成六方柱状节理。岩石结构玄武岩结晶程度和晶粒的大小，主要取决于岩浆冷却速度。缓慢冷却（如每天降温几度）可生成几毫米大小、等大的晶体；迅速冷却（如 每分钟降温100C）,则可生成细小的针状、板状晶体或非晶质玻璃。 因此，在地表条件下，玄武岩通常呈细粒至隐晶质或玻璃质结构，少 数为中粒结构。常含橄榄石、辉石和斜长石斑晶，构成斑状结构。斑 晶在流动的岩浆中可以聚集，称聚斑结构。这些斑晶在玄武岩浆通过 地壳上升的过程中形成（历时几个月至几小时），也
10、可在喷发前巨大 的岩浆储源中形成。基质结构变化大，随岩流的厚薄、降温的快慢和 挥发组分的多寡，在全晶质至玻璃质之间存在各种过渡类型，但主要 是间粒结构、填间结构、间隐结构，较少次辉绿结构和辉绿结构。 玄武岩构造与其固结环境有关。陆上形成的玄武岩，常呈绳状构造、 块状构造和柱状节理；水下形成的玄武岩，常具枕状构造。而气孔构 造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。在爆发性火山活动中，炽热的玄武质熔岩喷出火口，随其着地前 固结程度的差异，形成不同形状的火山弹:纺锤形火山弹、麻花形火山 弹、不规则状火山弹，以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅 落熔岩团。是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状
11、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。主要用途玄武岩，是生产铸石的好原料。
12、铸石是将玄武岩经过熔化铸 造、结晶处理，退火而成的材料。它比合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡 胶抗腐蚀。玄武岩还在一种铸钢先进工艺中，起到润滑剂的作用， 可以延长铸膜寿命。同时，玄武岩还可以抽成玻璃丝，比一般玻璃丝 布抗碱性强，耐高温性能好。其中多气孔状的玄武岩，也称为浮石，其气孔多，质地坚硬，可 以将将它搀在混凝土里，可以使混凝土重量减轻，不仅坚固耐用，同 时有隔音、隔热等特点，是高层建筑轻质混凝土的良好骨料。浮石还 是很好的研磨材料,可用来磨金属、磨石料;在工业上还可做过滤器、 干燥器、催化剂等。同时也被广泛用于园林景观之中，主要用作假山， 盆景等等，同时也用于家庭装饰之中。玄武岩出色的抗压抗折
13、条件性能，而且耐磨性好，吸水率低的原 因，其也是非常好的建筑装饰材料，能广泛用于室内外装饰，而且主 要用作户外石材，其花色自然，能很好的和周遍景观协调，非常适合 用于户外景观建设，特别是地铺石材的最佳选择。不过就像前面介绍 的，玄武岩易形成六方柱状节理，而且易脆，所以石材荒料普遍不大， 缺乏大料，不容易生产大规格板材。玄武岩的用途十分广泛，其应用并不仅局限在建筑行业中，比如 玄武岩是生产铸石的好原料，其经过熔化铸造、结晶处理，退火等 工序，可以形成合金钢坚硬而耐磨，比铅和橡胶抗腐蚀的一种新型材 料；玄武岩还可以在一种铸钢先进工艺中，起到润滑剂的作用，可 以处长铸膜寿命；以及玄武岩还可以抽成玻璃
14、丝，制作成的玄武岩玻 璃丝布比一般玻璃丝布抗碱性强，耐高温性能好。玄武岩是修理公路、铁路、机场跑道所用石料中最好的材料，具有抗 压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性玄武石，玄武石具有耐 磨、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥 青粘附性等优点，并被国际认可，是发展铁路运输及公路运输最好的 基石。一些艺术家，根据浮石多孔和皱、漏的特点。用来建造园林中的假山， 或雕成小巧玲珑的盆景。喷发方式玄武岩的产状表现为两种喷发方式：裂隙式喷发往往构成大面积的泛流玄武岩，裂隙式喷发通道经常表现为与玄武岩 成分相仿的岩墙群，但它们往往被后来的岩流掩埋而不易发现。中国 西南部大面积分布的峨
15、嵋山玄武岩即是一例，它形成于晚二叠世，分 布面积约26万平方公里，一般厚度为6001500 米,西部最厚处达 3000米以上，属拉斑玄武岩类，显著富TiO2。在泛流玄武岩中，单 个岩流平均厚度约10100米，流动距离可达100150公里以上。 一个地区的玄武岩往往由几次或几十次喷发形成，喷发间隔时间可长 可短，有的长达几十万年。中心式喷发构成玄武岩火山锥及其邻近的熔岩流和火山碎屑岩。中国东部，北起 黑龙江，南至海南岛的广大地区，是一个以碱性玄武岩为主、兼有拉 斑玄武岩的复合岩区，喷发于新生代，以中心式喷发为主，有数百座 火山锥，尤以黑龙江-吉林、内蒙古咼原、集宁-大同、南京地区、云 南腾冲、广
16、东雷琼地区和台湾为丰富。国内分布福建省宁德市福鼎市白琳大嶂山的玄武岩储存量50000万立方 米，矿石裸露地表，呈墨黑色、色调凝重高雅，是全国罕见的高级建 筑板材，属全国建筑石材基地之一，被国务院建材总局命名“福鼎黑”。 河南省洛阳市蔡店乡的玄武岩呈大小圆块状，储量大，在地表以下五 十公分左右分布广泛，深可达百十余米，矿石呈墨黑色，品质优良， 经河南省交通规划勘察设计院、地堪实验中心、河南省公路工程试验 检测中心检验各项技术指标要求，其结果表明玄武岩石料具有硬度大、 强度高、耐磨性好、抗滑系数大，与沥青粘结力强等，符合高速公路 沥青面层用粗集料质量要求，是高等级公路路面，机场跑道，铁路道 砟的最佳石料。黑龙江省牡丹江市宁安市镜泊湖北有瀑布状、波浪状的；莺歌岭 一带有圆馒头状、宝塔状的；渤海镇和沙兰乡之
