Basalt

De mineralogie van basalt wordt gekenmerkt door een overwicht van kalkhoudende plagioklaas veldspaat en pyroxeen. Olivijn kan ook een belangrijk bestanddeel zijn. Bijkomende mineralen die in relatief kleine hoeveelheden aanwezig zijn, zijn onder meer ijzeroxiden en ijzer-titaniumoxiden, zoals magnetiet, ulvöspinel en ilmeniet. Vanwege de aanwezigheid van dergelijke oxidemineralen kan basalt sterke magnetische signaturen krijgen als het afkoelt, en paleomagnetische studies hebben uitgebreid gebruik gemaakt van basalt. In tholetisch basalt zijn pyroxeen (augiet en orthopyroxeen of pigeoniet) en calciumrijke plagioklaas veel voorkomende fenocryst-mineralen. Olivijn kan ook een phenocryst zijn, en indien aanwezig, kan het velgen van pigeonite hebben. De grondmassa bevat interstitiële kwarts of tridymiet of cristobaliet. Olivijn tholetisch basalt heeft augiet en orthopyroxeen of pigeoniet met een overvloed aan olivijn, maar olivijn kan randen van pyroxeen hebben en het is onwaarschijnlijk dat het in de grondmassa aanwezig is. Basalt op de oceaanbodem, oorspronkelijk uitgebarsten op mid-oceanische ruggen, staat bekend als MORB (mid-ocean ridge basalt) en is kenmerkend laag in onverenigbare elementen. Alkalibasalt heeft typisch minerale assemblages die orthopyroxeen missen maar olivijn bevatten. Fenocrysten van veldspaat zijn typisch labradoriet tot andesine in samenstelling. Augiet is rijk aan titanium in vergelijking met augiet in tholetisch basalt. Mineralen zoals alkalische veldspaat, leuciet, nefeline, sodaliet, flogopietmica en apatiet kunnen in de grondmassa aanwezig zijn. Basalt heeft hoge liquidus- en solidustemperaturen - waarden aan het aardoppervlak zijn nabij of boven 1200 ° C (liquidus) en nabij of onder 1000 ° C (solidus); deze waarden zijn hoger dan die van andere veel voorkomende stollingsgesteenten. Het merendeel van de tholetisch basalt wordt gevormd op een diepte van ongeveer 50-100 km in de mantel. Veel alkalibasalten kunnen op grotere diepten worden gevormd, misschien wel 150-200 km. De oorsprong van basalt met een hoog aluminiumoxidegehalte blijft controversieel, met onenigheid over de vraag of het een primaire smelt is of is afgeleid van andere basalttypen door fractionering.

Basalt is een uitvloeiingsgesteente en ontstaat aan het oppervlak in gebieden met vulkanische activiteit. Het is typisch een product van laag viskeuze snelstromende lava's zoals op Hawaï. Ook onder het (zee)wateroppervlak kunnen basaltuitvloeiingen plaatsvinden, zoals bij de mid-oceanische ruggen. Hier worden zogenaamde pillow basalts gevormd. Doordat het magma stolt en een temperatuur beneden het Curie-punt bereikt, wordt het magnetisch veld van de aarde op dat moment vastgelegd in het gesteente. Het magnetisch veld verandert voortdurend en langs de mid-oceanische ruggen ontstaat een patroon van opeenvolgende magnetische periodes, de zogenaamde magnetische polariteitszones. Dit wordt gebruikt bij paleogeografische reconstructies en datering van gesteentes. Er wordt aangenomen dat de naam basalt een verbastering is van de naam van het Egyptische landschap Bashan, waar de steensoort ook voorkomt.

De basalt is per definitie een afanitisch (fijnkorrelig) stollingsgesteente met in het algemeen 45-53% silica (SiO2) en minder dan 10% veldspaatoïde per volume, en waar ten minste 65% van het gesteente veldspaat is in de vorm van plagioklaas . Dit is volgens de definitie van het classificatieschema van de International Union of Geological Sciences (IUGS). Het is het meest voorkomende type vulkanisch gesteente op aarde en is een belangrijk onderdeel van de oceanische korst, evenals het belangrijkste vulkanische gesteente op veel mid-oceanische eilanden, waaronder IJsland, de Faeröer, Réunion en de eilanden Hawai'i.

Meestal van subhoekige tot subronde groenzwarte basaltkasseien en keien, andere klasten (ongeveer 10 tot 15%) zijn kiezelstenen tot keien van hoornblende graniet met roze veldspaat

Basalt wordt in Nederland veel toegepast als dijkbekleding, in kademuren en op golfbrekers en strandhoofden. Door de vorm zijn basaltzuilen als een puzzel in te passen en door onregelmatigheden langs de zuil ontstaat een sterk onderling verband. De hoge dichtheid - orde 2,9 ton/m³ - en de hardheid van het materiaal maken het bij uitstek geschikt. De meeste basalt komt uit de Duitse Eifel en Westerwald. De vorm van basaltzuilen is natuurlijk, en ontstaan bij het stollingsproces; zij zijn dus niet in deze vorm gehakt. Er is ook basalt in de vorm van breuksteen, deze stenen hebben dus niet de karakteristieke zuilenvorm. Basaltzuilen worden voor waterkeringen na ca. 1980 nauwelijks meer toegepast en veelal worden betonnen elementen die machinaal in pakketten worden gezet, toegepast. De reden voor de afgenomen toepassing van basalt is een schaarste aan steenzetters, Arbowetgeving waarin het maximaal te dragen gewicht beperkt wordt en de hoge kosten van de grondstof (dit komt vooral omdat basaltzuilen vrijwel niet meer in steengroeven beschikbaar zijn, de meeste groeven met zuilen zijn in Europa inmiddels natuurgebied). Toepassing van basalt blijft daardoor beperkt tot steenstorten bij dijken en ook bij de bouw van de Tweede Maasvlakte, historische stadscentra. Basalt wordt ook toegepast bij de vervaardiging van steenwol.

Op aarde zijn de meeste basaltmagma's gevormd door het decompressie smelten van de mantel. Basalt barst gewoonlijk los op Io (de derde grootste maan van Jupiter) en heeft zich ook gevormd op de maan, Mars, Venus en de asteroïde Vesta. De aardkorstgedeelten van oceanische tektonische platen zijn voornamelijk samengesteld uit basalt, geproduceerd uit de opwellende mantel onder de oceaanruggen. Basalt is een van de meest voorkomende gesteentesoorten ter wereld. Basalt is de meest typische rots van grote stollingsprovincies. Basalt komt het meest voor in de oceaanbodem die bijna volledig uit basalt bestaat. Boven zeeniveau komt basalt veel voor op hotspot-eilanden en rond vulkanische bogen, vooral die op dunne korst. De grootste hoeveelheden basalt op het land komen echter overeen met continentale overstromingsbasalt. Het is bekend dat continentale overstromingsbasalten voorkomen in de Deccan Traps in India, de Chilcotin Group in British Columbia, Canada, de Paraná Traps in Brazilië, de Siberian Traps in Rusland, de Karoo flood basalt provincie in Zuid-Afrika, het Columbia River Plateau in Washington en Oregon. Veel archipels en eilandstaten hebben een overweldigende meerderheid van hun blootgestelde gesteente dat bestaat uit basalt omdat het zich boven hotspots bevindt, bijvoorbeeld IJsland en Hawai'i. Oude Precambrische basalten worden meestal alleen aangetroffen in vouw- en stuwbanden en zijn vaak sterk metamorfoseerd. Deze staan bekend als greenstone-banden, omdat laaggradige metamorfose van basalt chloriet, actinoliet, epidote en andere groene mineralen produceert.

In vergelijking met de meest voorkomende stollingsgesteenten, zijn basaltcomposities rijk aan MgO en CaO en laag in SiO2 en de alkalimetaaloxiden, dwz Na2O + K2O, in overeenstemming met de TAS-classificatie. Basalt heeft over het algemeen een samenstelling van 45–55 gew.% SiO2, 2–6 gew.% Totale alkaliën, 0,5–2,0 gew.% TiO2, 5–14 gew.% FeO en 14 gew.% Of meer Al2O3. Het gehalte aan CaO is gewoonlijk in de buurt van 10 gew.%, Die aan MgO gewoonlijk in het bereik van 5 tot 12 gew.%. Basalt met een hoog aluminiumoxidegehalte heeft een aluminiumgehalte van 17–19 gew.% Al2O3; boninieten hebben magnesium (MgO) gehaltes tot 15 procent. Zeldzame veldspathoïde-rijke mafische gesteenten, vergelijkbaar met alkalibasalt, kunnen Na2O + K2O-gehaltes hebben van 12% of meer. De abundanties van de lanthanide- of zeldzame-aardelementen (REE) kunnen een nuttig diagnostisch hulpmiddel zijn om de geschiedenis van minerale kristallisatie tijdens het afkoelen van de smelt te helpen verklaren. Met name de relatieve abundantie van europium in vergelijking met de andere REE is vaak aanzienlijk hoger of lager, en wordt de europiumanomalie genoemd. Het ontstaat omdat Eu kan vervangen Ca in plagioklaas veldspaat, in tegenstelling tot alle andere lanthaniden, die de neiging hebben om slechts 3+ kationen te vormen. Mid-oceanische rug basalt (MORB) en hun opdringerige equivalenten, gabbros, zijn de karakteristieke stollingsgesteenten gevormd op mid-oceanische ruggen. Het zijn tholetisch basalt met een bijzonder laag gehalte aan totale alkaliën en incompatibele sporenelementen, en ze hebben relatief vlakke patronen van zeldzame-aarde-elementen (REE) die zijn genormaliseerd naar mantel- of chondrietwaarden. Daarentegen hebben alkalibasalt genormaliseerde patronen die sterk verrijkt zijn in het lichte REE en met grotere hoeveelheden REE en andere incompatibele elementen. Omdat MORB-basalt wordt beschouwd als een sleutel tot het begrijpen van platentektoniek, zijn de composities ervan uitgebreid bestudeerd. Hoewel MORB-composities onderscheidend zijn ten opzichte van gemiddelde composities van basalt die in andere omgevingen zijn uitgebroken, zijn ze niet uniform. De composities veranderen bijvoorbeeld met de positie langs de Mid-Atlantische Rug, en de composities definiëren ook verschillende bereiken in verschillende oceaanbekkens. Basalt uit de mid-oceanische ruggen is onderverdeeld in variëteiten zoals normaal (NMORB) en die iets meer verrijkt zijn met incompatibele elementen (EMORB). Isotopenverhoudingen van elementen zoals strontium, neodymium, lood, hafnium en osmium in basalt zijn uitgebreid bestudeerd om meer te weten te komen over de evolutie van de aardmantel. Isotopische verhoudingen van edelgassen, zoals He / He, zijn ook van grote waarde: verhoudingen voor basalt variëren bijvoorbeeld van 6 tot 10 voor tholetisch basalt in de mid-oceanische rug (genormaliseerd naar atmosferische waarden), maar tot 15-24 en meer voor basalt op het oceaaneiland waarvan wordt aangenomen dat ze zijn afgeleid van mantelpluimen. Brongesteenten voor de gedeeltelijke smeltingen omvatten waarschijnlijk zowel peridotiet als pyroxeniet (bijv. Sobolev et al., 2007).

Het woord 'basalt' is uiteindelijk afgeleid van laat-Latijnse basalten, een spelfout van Latijnse basanieten 'zeer harde steen', die werd geïmporteerd uit het oude Griekse βασανίτης (basanieten), uit βάσανος (basanos, 'toetssteen') en wellicht afkomstig uit het Egyptische bauhun. "leisteen". De moderne petrologische term basalt die een bepaalde samenstelling van van lava afgeleid gesteente beschrijft, is afkomstig van het gebruik ervan door Georgius Agricola in 1556 in zijn beroemde werk van mijnbouw en mineralogie De re metallica, libri XII. Agricola paste "basalt" toe op de vulkanische zwarte rots van de Schloßberg (plaatselijke kasteelheuvel) bij Stolpen, in de overtuiging dat het hetzelfde was als de "zeer harde steen" die door Plinius de Oude beschreven is in Naturalis Historiae.