关于玄武岩介绍

[拼音]：xuanwuyan

[外文]：basalt

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。

化学和矿物成分

玄武岩主要矿物是富钙单斜辉石和基性斜长石；次要矿物有橄榄石、斜方辉石、易变辉石、铁钛氧化物、碱性长石、石英或副长石、沸石、角闪石、云母、磷灰石、锆石、铁尖晶石、硫化物和石墨等。玄武岩的化学成分如表。

分类

按SiO2饱和程度和碱性强弱，玄武岩被分为两大类：

（1）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。

（2）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。上述两类玄武岩的进一步命名,一般以特征矿物为依据。其中重要的种属是粗面玄武岩（碱性长石的含量超过长石总量10％）、碧玄岩（副长石或沸石含量较高,并含橄榄石）、碱玄岩（不含橄榄石,其他同碧玄岩）、霞石岩及白榴岩（副长石为主要浅色矿物，不含或很少斜长石）、更长玄武岩（又名橄榄粗安岩,一种富含更长石的碱性玄武岩）、中长玄武岩(又名夏威夷岩,一种含中长石的碱性玄武岩)、细碧岩（含钠长石或更长石的海相拉斑玄武岩）、苦橄玄武岩（富含自形橄榄石的拉斑玄武岩）、 高铝玄武岩（ Al2O3大于16.5％、矿物组成介于橄榄玄武岩和碱性玄武岩之间的造山带暗色岩石，已不常采用）。

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1050℃）而成。是月球上最年轻的岩石，形成于距今33～37亿年间，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50～59％，普通辉石多于易变辉石;斜长石约20～29％，为培长石或钙长石;钛铁矿含量约10～18％。次要矿物有橄榄石、铬铁矿－钛尖晶石、陨硫铁、铁、方英石、金红石、磷灰石、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Al2O3和FeO，分别变化于7～25％和5～25％之间，一般以贫硅，富钛、铁为特点。

结构和构造

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100℃）,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d:纺锤形火山d、麻花形火山d、不规则状火山d，以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅落熔岩团。

次生变化

玄武岩在水热作用下发生变化。最易变化的是橄榄石，其次是辉石和斜长石。玄武岩玻璃常受火山后期热液水气影响，变化为富水的橙玄玻璃（最高含水量达35％）。玄武岩经风化，最终可变为黄褐色玄武土，如果SiO2被淋滤,余下水铝矿和氧化铁混合物,就可构成铝土矿。

分布和产状

玄武岩分布广泛，遍及各大洋和各大洲。主要呈岩被、岩流产出，并经常伴生一些玄武质火山碎屑岩。少数玄武岩呈岩墙、岩床、岩株或其他形式的浅成侵入体。

玄武岩的产状表现为两种喷发方式：

（1）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600～1500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10～100米，流动距离可达100～150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。

（2）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、内蒙古高原、集宁-大同、南京地区、云南腾冲、广东雷琼地区和台湾为丰富。

按产出的构造环境，玄武岩分 4种：

（1）发育于深海洋脊的玄武岩。大致以每年1.5×1010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K2O、TiO2、全铁和P2O5、高含量的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。

（2）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。

（3）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新生代岛弧的拉斑玄武岩。

（4）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。

成因和矿产

玄武岩由玄武岩浆结晶形成。据推断，美国夏威夷和俄罗斯堪察加的玄武岩浆直接来自地下60～90公里深处，并常挟带近似上地幔的基本组成即二辉橄榄岩成分的深源捕虏体。因此，玄武岩浆起源于上地幔。利用玄武岩捕获的上地幔岩石包体，模拟进行的熔融试验表明，玄武岩浆可以由二辉橄榄岩部分熔融产生。

与玄武岩有关的主要矿种是铜、铁、钛、钒、钴、冰洲石等。与玄武岩中二辉橄榄岩深源包体有关的某些橄榄石、石榴子石以及来自玄武岩的富铝普通辉石、刚玉、锆石等巨晶，可以作为宝石。此外，有些玄武岩是铸石、岩棉、石灰的理想原料，火山灰可作肥料用，与火山活动有关的矿水可作医用。（见彩图)

参考书目

1. 鄂莫岚、赵大升：《中国东部新生代玄武岩及深源岩石包体》，科学出版社，北京，1987。
2. E.A.K.Middlemost, Magmas and Magmatic Rocks,Longman,London and New York,1985.

参考文章

• 玄武岩Basalt地球科学
• 柱状节理（或柱状玄武岩）ColumnarJointing（或ColumnarBasalt，PolyonalColumns）地球科学
• 高原玄武岩（或熔岩高原，溢流玄武岩）PlateauBasalt（或LavaPlateau，FloodBasalt）地球科学