Basalto

La mineralogia del basalto è caratterizzata da una preponderanza di plagioclasio calcico feldspato e pirosseno. L'olivina può anche essere un costituente significativo. I minerali accessori presenti in quantità relativamente minori includono ossidi di ferro e ossidi di ferro-titanio, come magnetite, ulvöspinel e ilmenite. A causa della presenza di tali minerali ossidi, il basalto può acquisire forti firme magnetiche quando si raffredda e gli studi paleomagnetici hanno fatto ampio uso del basalto. Nel basalto tholeiitico, il pirosseno (augite e ortopirosseno o piccione) e il plagioclasio ricco di calcio sono minerali fenocristalli comuni. L'olivina può anche essere un fenocristallo e, quando presente, può avere bordi di pigeonite. La pasta di fondo contiene quarzo interstiziale o tridimite o cristobalite. Il basalto toleitico olivinico contiene augite e ortopirosseno o piccione con abbondante olivina, ma l'olivina può avere bordi di pirosseno ed è improbabile che sia presente nella pasta di fondo. I basalti del fondale oceanico, eruttati originariamente sulle dorsali medio oceaniche, sono noti come MORB (mid-ocean ridge basalt) e sono caratteristicamente bassi in elementi incompatibili. I basalti alcalini hanno tipicamente assemblaggi minerali che mancano di ortopirosseno ma contengono olivina. I fenocristalli di feldspato sono tipicamente di composizione da labradorite ad andesina. L'augite è ricca di titanio rispetto all'augite in basalto tholeiitico. Minerali come feldspato alcalino, leucite, nefelina, sodalite, mica flogopite e apatite possono essere presenti nella pasta di fondo. Il basalto ha temperature di liquidus e solidus elevate: i valori sulla superficie terrestre sono vicini o superiori a 1200 ° C (liquidus) e vicini o inferiori a 1000 ° C (solidus); questi valori sono superiori a quelli di altre comuni rocce ignee. La maggior parte dei basalti tholeiitici si formano a circa 50-100 km di profondità all'interno del mantello. Molti basalti alcalini possono formarsi a profondità maggiori, forse fino a 150-200 km. L'origine del basalto ad alto contenuto di allumina continua ad essere controversa, con disaccordo sul fatto che si tratti di una fusione primaria o derivato da altri tipi di basalto per frazionamento.

Per definizione, basalto è una roccia ignea afanitica (a grana fine) con generalmente il 45-53% di silice (SiO2) e meno del 10% di feldspatoide in volume, e dove almeno il 65% della roccia è feldspato sotto forma di plagioclasio . Questo è come da definizione dello schema di classificazione dell'Unione internazionale delle scienze geologiche (IUGS). È il tipo di roccia vulcanica più comune sulla Terra, essendo un componente chiave della crosta oceanica nonché la principale roccia vulcanica in molte isole medio-oceaniche, tra cui l'Islanda, le Isole Faroe, la Riunione e le isole delle Hawaii.

Per lo più di ciottoli e massi di basalto da sub-angolari a sub-arrotondati di colore nero-verdastro, altri clasti (dal 10 al 15% circa) sono da ciottoli a massi di granito orneblenda con feldspato rosa

Basalto è usato nella costruzione (ad esempio come mattoni o nelle fondamenta), facendo ciottoli (dal basalto colonnare) e nella realizzazione di statue. Il riscaldamento e l'estrusione del basalto produce lana di roccia, considerata un eccellente isolante termico. Il sequestro del carbonio nel basalto è stato studiato come mezzo per rimuovere l'anidride carbonica, prodotta dall'industrializzazione umana, dall'atmosfera. I depositi di basalto sottomarini, sparsi nei mari di tutto il mondo, hanno l'ulteriore vantaggio dell'acqua che funge da barriera al rilascio di CO2 nell'atmosfera.

Sulla Terra, la maggior parte dei magmi basaltici si sono formati dalla fusione per decompressione del mantello. Il basalto erutta comunemente su Io (la terza luna più grande di Giove) e si è formato anche sulla Luna, su Marte, su Venere e sull'asteroide Vesta. Le porzioni crostali delle placche tettoniche oceaniche sono composte prevalentemente da basalto, prodotto dal mantello in risalita sottostante, le dorsali oceaniche. Il basalto è uno dei tipi di roccia più comuni al mondo. Il basalto è la roccia più tipica delle grandi province ignee. Le più grandi occorrenze di basalto si trovano nel fondale oceanico che è quasi completamente costituito da basalto. Sopra il livello del mare il basalto è comune nelle isole hotspot e intorno agli archi vulcanici, specialmente quelli sulla crosta sottile. Tuttavia, i maggiori volumi di basalto sulla terra corrispondono ai basalti continentali alluvionali. È nota l'esistenza di basalti continentali nelle trappole del Deccan in India, nel gruppo Chilcotin nella Columbia Britannica, in Canada, nelle trappole del Paraná in Brasile, nelle trappole siberiane in Russia, nella provincia di basalto delle inondazioni del Karoo in Sud Africa, nell'altopiano del fiume Columbia a Washington e Oregon. Molti arcipelaghi e nazioni insulari hanno la stragrande maggioranza del loro substrato roccioso esposto costituito da basalto a causa del fatto che si trovano sopra i punti caldi, ad esempio l'Islanda e le Hawaii. Gli antichi basalti precambriani si trovano di solito solo nelle cinture di piegatura e di spinta e sono spesso pesantemente metamorfizzati. Questi sono conosciuti come cinture di pietra verde, perché il metamorfismo di basso grado del basalto produce clorite, actinolite, epidoto e altri minerali verdi.

Rispetto alle rocce ignee più comuni, le composizioni basaltiche sono ricche di MgO e CaO e basse di SiO2 e ossidi alcalini, cioè Na2O + K2O, coerenti con la classificazione TAS. Il basalto ha generalmente una composizione del 45–55% in peso di SiO2, 2-6% in peso di alcali totali, 0,5–2,0% in peso di TiO2, 5-14% in peso di FeO e 14% in peso o più Al2O3. I contenuti di CaO sono comunemente vicini al 10% in peso, quelli di MgO sono comunemente compresi tra il 5 e il 12% in peso. I basalti ad alto tenore di allumina hanno un contenuto di alluminio del 17-19% in peso di Al2O3; le boniniti hanno un contenuto di magnesio (MgO) fino al 15 percento. Rare rocce mafiche ricche di feldspatoidi, simili ai basalti alcalini, possono avere un contenuto di Na2O + K2O del 12% o più. L'abbondanza dei lantanidi o degli elementi delle terre rare (REE) può essere un utile strumento diagnostico per aiutare a spiegare la storia della cristallizzazione minerale quando il fuso si raffredda. In particolare, l'abbondanza relativa di europio rispetto alle altre REE è spesso nettamente superiore o inferiore e viene chiamata anomalia dell'europio. Nasce perché Eu può sostituire Ca nel feldspato di plagioclasio, a differenza di qualsiasi altro lantanide, che tende a formare solo 3+ cationi. I basalti della dorsale medio-oceanica (MORB) e i loro equivalenti intrusivi, gabbros, sono le caratteristiche rocce ignee formate sulle dorsali medio-oceaniche. Sono basalti tholeiitici particolarmente bassi in alcali totali e in oligoelementi incompatibili, e hanno modelli di elementi delle terre rare (REE) relativamente piatti normalizzati ai valori del mantello o della condrite. Al contrario, i basalti alcalini hanno schemi normalizzati altamente arricchiti nella REE leggera, e con maggiori abbondanze di REE e di altri elementi incompatibili. Poiché il basalto MORB è considerato una chiave per comprendere la tettonica delle placche, le sue composizioni sono state molto studiate. Sebbene le composizioni MORB siano distintive rispetto alle composizioni medie di basalti eruttate in altri ambienti, non sono uniformi. Ad esempio, le composizioni cambiano con la posizione lungo la dorsale medio atlantica e le composizioni definiscono anche intervalli diversi in diversi bacini oceanici. I basalti della dorsale medio-oceanica sono stati suddivisi in varietà come normale (NMORB) e quelle leggermente più arricchite in elementi incompatibili (EMORB). I rapporti isotopici di elementi come stronzio, neodimio, piombo, afnio e osmio nei basalti sono stati molto studiati per conoscere l'evoluzione del mantello terrestre. Anche i rapporti isotopici dei gas nobili, come He / He, sono di grande valore: ad esempio, i rapporti per i basalti vanno da 6 a 10 per il basalto tholeiitico della dorsale oceanica (normalizzato ai valori atmosferici), ma a 15-24 e oltre poiché si pensa che i basalti delle isole oceaniche derivino dai pennacchi del mantello. Le rocce sorgente per le fusioni parziali probabilmente includono sia peridotite che pirossenite (ad esempio, Sobolev et al., 2007).

La parola "basalto" deriva in ultima analisi da basaltes tardo latino, un errore di ortografia di basaniti latini "pietra molto dura", che è stato importato dal greco antico βασανίτης (basaniti), da βάσανος (basanos, "pietra di paragone") e forse ha avuto origine in bauhun egiziano "ardesia". Il termine petrologico moderno basalto che descrive una particolare composizione di roccia lavica deriva dal suo uso da parte di Georgius Agricola nel 1556 nella sua famosa opera di mineraria e mineralogia De re metallica, libri XII. Agricola ha applicato "basalto" alla roccia nera vulcanica dello Schloßberg (collina del castello locale) a Stolpen, credendo che fosse la stessa "pietra molto dura" descritta da Plinio il Vecchio nella Naturalis Historiae.