Фото серого базальта. Дикий камень

Как горная порода, базальт рассматривается прежде всего по тому, к какой группе он относится. Плюс еще есть несколько вопросов, которые поднимаются также в связи с его классификацией. В этой статье мы рассмотрим все перечисленное, плюс некоторые казусы ошибочной идентификации.

Характеристика базальта по типу происхождения: к какой группе горных пород он относится

Для начала кратко пройдемся по условному жизненному циклу камня, сформировавшегося из расплава. Магма — это расплав, застывание которого формирует магматические горные породы. За миллионы лет с этими породами происходит много разного — они подвергаются действию выветривания, растворов, высоких температур и давления. В результате с ними происходят определенные метаморфозы состава, а сами породы переходят в категорию метаморфических. Продукты выветривания сносятся вниз, измельчаются, растворяются, переотлагаются, образуя осадочные горные породы.

Базальт. Фото AquaMegaMall

Вот из этого разнообразия вариантов нам и надо определить, к какой группе горных пород относится базальт.

Осадочная горная порода или нет

Нет, базальт осадочной горной породой не является. Этот момент нужно понимать отчетливо. Разумеется, базальт может разрушиться, стать песком, пылью, глиной, переотложиться где-то на поверхности земли, но это будет уже нечто совершенно иное. Изменятся составные части, структура, текстура его выветрелых производных.

Относится ли к метаморфическим горным породам?

Здесь тоже следует дать отрицательный ответ: базальт не относится к метаморфическим горным породам. И тут же следует подтвердить, что под действием времени и/или других факторов, например, горячих водных растворов, он может трансформироваться, образовав при этом другие минералы. Конечно, в геологии будет учтено происхождение их из базальта, но это не будет означать того, что сам базальт станет метаморфической горной породой.

Излившаяся магматическая горная порода или нет

Да, базальт — это излившаяся вулканическая магматическая горная порода, сомнения тут излишни. Лава изливается на дневную поверхность, и если она по составу не содержит много кремнезема, то это и есть наш базальт. Однако не будем торопиться. Бывают такие формулировки, что говорят о непонимании сути.

Базальт — самая распространенная глубинная магматическая горная порода или нет

Вот нагляднейший пример такой формулировки. Что в ней не так? Да, магма однозначно приходит из глубины, да, базальты крайне широко распространены на нашей планете, особенно на океаническом дне. Так почему нельзя сказать, что «базальт — самая распространенная глубинная магматическая горная порода»?

Базальт. Дикий камень

Потому что для геологов важно не только то, откуда магма (это тоже важно, конечно), но и на какой глубине происходило застывание этой магмы. Потому что этот момент является определяющим для образования кристаллов. И в геологии принято давать разные названия горным породам, даже если они имеют практически одинаковый химический и минеральный состав, но формировались на разных глубинах.

Поэтому глубинный базальт называется «габбро» или «долерит». А собственно названия «базальт» удостоилась только излившаяся на дневную поверхность лава.

Надеемся, вас не смутит название «дневная поверхность» — это не имеет отношения к суткам, скорее к тому, что речь идет о поверхности, которая видит свет солнца (в противовес недрам, что никогда его не видят).

Ниже мы расскажем о базальтовом слое и базальтовых лавах, для которых характерны некоторые особенности состава. И если говорящий имеет в виду именно гипотетический базальтовый слой, то тут да, можно очень условно сказать, что глубоко под землей находятся гигантские запасы пород основного состава, которые при выходе на поверхность станут базальтом. И в этом смысле он самый распространенный.

По происхождению: глубинная (интрузивная) или излившаяся (эффузивная)

Ну вот, мы и подошли плавно к определениям, важным для идентификации магматических пород.

Базальт колотый. Фото Теплоконтакт

Геология различает глубинные и излившиеся породы, базальт относится к излившимся. Часто то же самое может формулироваться как интрузивные и эффузивные породы, базальт, соответственно, эффузивная.

Эффузивный аналог интрузивной породы

То, что говорилось выше о разных названиях для пород, имеющих почти тождественный минеральный и химический состав, правильно называть аналогом: базальт — это эффузивный аналог интрузивной породы. Верно и обратное: то же габбро — интрузивный аналог эффузивного базальта.

Пористая эффузивная горная порода

Еще одно определение, которое мы не можем счесть исчерпывающе правильным. В природе довольно часто можно встретить базальт, в котором полно пузырьков разного размера.

Когда пузырьков становится так много, что воздух в породе оказывается едва ли не главной составляющей, такая порода становится очень легкой и не тонет в воде. Вы часто встречаете ее в быту — это пемза. С базальтом пемзу роднит то, что она состоит из вулканического стекла — а вулканическое стекло может быть составной частью базальта в большей или меньшей степени. Оба являются продуктами остывания основных лав.

Пузырьки в лаве образуются благодаря тому, что магма содержит газообразные флюиды, которые застревают в вязкой жидкости, которая вскоре становится камнем. Однако довольно много базальтов не содержат в себе явных пузырьков. Поэтому в определении «базальт — пористая эффузивная горная порода» слово «пористая» — лишнее. Оно верно лишь в отношении части базальтов.

Вулканический базальт: фото

ГАЛЕРЕЯ

Вид на фото горной породы базальт.

Как вы можете сами убедиться, вулканические базальты могут весьма разный внешний вид, у них разная структура и текстура, а цвет, хоть и будет неизменно темным из-за минерального состава, но тоже варьируется в определенных пределах. Кстати, светлые вкрапленники вносят яркость и разнообразие.

Описание отдельностей

К числу важных диагностических признаков для разных пород относится их отдельность. Трещины в породах возникают, конечно, хаотически, но при этом есть тяготение этих трещин к напряжениям, которые неизбежны в камне. Так как мы говорим о базальтах, то их отдельность связана со скоростью остывания лавы и окружающей ее средой.

Столбчатая отдельность

Характерной для базальта, который формировался на суше, является столбчатая отдельность. Это вертикальные столбы толщиной от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров, имеющие от 3 до 7 граней (чаще всего это что-то наподобие граненого карандаша). Как уже было сказано, причиной возникновения трещин именно в этих направлениях являются напряжения при остывании лавы.

К примеру, прекрасные образцы столбчатой отдельности базальта могут возникнуть в верхней части лавового потока, при этом нижняя не будет иметь подобной отдельности, потому что у нее были другие условия остывания.

Характерная отдельность базальтов на дне океанов

Когда лава изливается не на воздух, а в воду, то это меняет условия ее остывания. Характерной отдельностью базальтов на дне океанов является шаровая. Более того, у лав, которые изливаются под водой или в воду, есть особое название — подушечные или пиллоу-лавы. Название говорит само за себя: лава в воде стремится к принятию практически правильной сферической формы, которая после несколько уплощается, что и делает ее глыбы похожими на подушки.

Ученые уже достаточно хорошо изучили механизм взаимодействия воды и лавы. Перегретая вода образует паровой кокон вокруг лавы, а та стремительно остывает, образуя поверхностную корку. Если напор продолжается, корка может порваться, из нее вытечет новая подушка, которая может оторваться или остаться связанной с материнской.

Подушечные лавы и, соответственно, шаровая или шаровидная отдельность — самая распространенная в мире форма, которую принимают лавовые потоки. Но она скрыта от человеческих глаз толщей океана. А на суше больше распространена столбчатая отдельность. Но порой там, где раньше было море, происходит обнажение древних пластов, и тогда человек видит красивые узоры, образованные массами подушечной лавы, которая давно превратилась в единый монолит, заполнив промежутки между подушками.

Это горная порода или минерал

Когда в руки любителя камней попадает экземпляр с невыраженной кристаллической структурой, без вкрапленников, возникает искушение посчитать его каким-то отдельным видом минерала. Массивные структуры могут производить такое впечатление. И тогда спрашивают: базальт — это горная порода или минерал?

Базальт колотый. Фото Теплоконтакт

Напомним, что минерал отличается от горной породы тем, что это единообразная кристаллическая форма с единообразным химическим составом, тогда как горная порода состоит из различных минералов, поэтому и сами химические соединения, и их кристаллические решетки будут разными в рамках одного экземпляра породы. К тому же, минералами не называются аморфные тела и структуры, а у нас в составе базальта присутствует (чаще всего) вулканическое стекло — нераскристаллизованные минералы.

Моно минерал или полиминеральный

То же, что обсуждалось выше, можно сформулировать и иначе. Дело в том, что геологи ввели различие мономинеральных и полиминеральных пород. Первые можно просто называть «минералом», но вот почему-то решили, что пусть будет именно отдельная порода, сложенная одним-единственным минералом. А второе — это просто такой изощренный синоним горной породы.

Так вот, базальт — не моно, а полиминеральный, если говорить таким языком.

Формы залегания

Так как речь идет об излившейся лаве, то логично, что она будет образовывать покровы и потоки. Помимо этого, характерными для базальта формами залегания являются: некки, купола, диатремы. Он может образовывать то, что называется стратовулканами и щитовидными вулканами, а также вулканические конусы. Если же лава заливает впадину, то могут образовываться кратеры, кальдеры, маары и лавовые колодцы.

Базальтовый грунт. Фото ЗооНемо

Лавовые покровы, которые формировались много миллионов лет назад, были настолько обширны, что залитые им местности на суше называются траппами, а в океане — океаническими плато. Лава при этом изливается прямо из трещин в земной коре. Так как при этом происходило и заполнение пустот и трещин, то одновременно образовывались дайки и силлы.

Условия образования

Перейдем от описания характеристик горной породы базальт к тому, как она возникает. Условия образования базальта связаны с излиянием лавы на дневную поверхность. Выше уже говорилось, что резкий перепад температур между лавой и воздухом делает остывание лавы быстрым настолько, что в ней не успевает произойти полная раскристаллизация. Поэтому часть минералов в его составе остается в виде аморфного вулканического стекла. При этом некоторые минералы все же образуют кристаллики, но очень мелкие.

Напомним, что если бы той же лаве удалось остыть куда более медленно и постепенно, то мы получили бы не базальт, а долерит или габбро.

Условия формирования порфировых структур отличаются от описанных выше. Времени на остывание у таких базальтов больше. Это возможно внутри толстых лавовых покровов и потоков — нижние слои изолированы от воздуха. Поэтому часть минералов в них достигает стадии полной кристаллизации. Но все-таки не все.

Базальт андезитовый. Фото Дикий камень

Что касается миндалекаменных структур, то для их формирования нужен газовый флюид, который оставит внутри камня полости, а уже в этих полостях со временем станет возможным образование вторичных минералов — кварца, халцедона и др.

Где образуется

Мы уже ответили на вопрос о том, где образуется базальт — там, где происходит излияние лавы. Однако уточним, что происходило и происходит это и на суше, и под водой, в наше время и миллионы лет назад. И это обстоятельства частично определяют, а частично сами определяются тем, что собой представляют базальты дна океана и суши.

Геодинамика (наука о движении элементов геосфер, на которые поделена наша планета) выделяет разновидности б. по областям их образования:

  • б. срединно-океанических хребтов БСОХ или MORB;
  • б. активных континентальных окраин и островных дуг (IAB);
  • внутриплитные б., подразделяющиеся на континентальные и океанические (OIB).

Как образовался

О том, как образовался базальт, многое может сказать его состав и строение. Для начала стоит упомянуть то, что на суше более распространены кислые лавы, то есть содержащие большое количество кремнезема, а из них получается не базальт, а гранит и его эффузивные аналоги. В океанах же ситуация прямо противоположная: практически все дно сложено его сложено базальтами, но при этом сами базальты толеитовые, то есть в них все-таки многовато кремнезема (не выходя за рамки основных пород), а попутно маловато калия.

Камни базальта. Фото Камелот178

Происхождение базальта соответствует типу происхождения его группы горных пород — магматической, но как получилось так, что именно толеитовые базальты слагают океаническое дно? Причина этому в том, что магма, которая при застывании стала толеитом, выплавлялась из мантии, обедненной магмафильными элементами. Другими словами, толеит — это застывшая мантия. На суше базальты разнообразнее, потому что обогащены прохождением магмы через земную кору.

Само это обеднение мантии произошло еще порядка 3-3,5 миллиардов лет назад, тогда эти элементы покинули мантию и переместились в земную кору. Ну, а в океане мантия ближе к поверхности, поэтому ничего удивительного в том, что магма там мантийная. Кстати, скоро перейдем к базальтовому поясу. Понятно, что на суше базальтовая магма отделена от поверхности более толстым слоем коры, поэтому проникает наверх через вулканы и трещины, но количественного преимущества гранитам и их аналогам не составляет.

Что касается строения, то по соотношению кристаллов и аморфного стекла можно судить о том, в каком слое находился базальт в момент его образования — принцип описан нами выше.

Базальтовый слой земной коры

Пока что все утверждения касательно базальтового слоя Земли основаны на данных сейсмической разведки, то есть суждение о том, что он базальтовый, сделано потому, что в базальте волны распространяются очень похоже.

Предполагается, что это самый нижний слой в земной коре, ниже которого находится мантия. Границы его расположения — между границей Конрада сверху и Мохоровича снизу. Толщина слоя варьируется на суше и на дне океана — в первом случае от 15 до 35 км, во втором — от 4 до 10 км.

Состав базальтового слоя земной коры является предположительным, потому что пробы его пока брались с небольшой глубины. Считается, что он сложен твердыми основными породами, которые легко переходят в расплав и являются источниками базальтовых лав. Однако свойства слагаемых геосфер меняются под давлением. Мы не можем в точности определить, что собой представляет масса, которую мы совокупно называем «базальтовым слоем». Допустимо предполагать, что она может оказаться и не столь однородной, как нам сейчас кажется.