Порода-космополит

Базальт - наиболее распространенная порода основного состава. Сотни тысяч квадратных километров покрывают базальты вместе с близкими к ним долеритами в нашей стране, в Сибири (междуречье Лены и Енисея), а также в центральной части Индостана, в провинции Карру в Южной Африке и других странах. Не такие обширные, но все же крупные скопления базальтов создали в недавнем геологическом прошлом вулканы Карпат, Армении, Грузии, Прибайкалья и Приморья. А вулканы побережья Тихого океана, образующие гигантское "огненное кольцо", и ныне изливают базальтовую лаву на суше и дне морей (рис. 16). Из базальтов состоят многочисленные острова, разбросанные среди океанов.

Рис. 16. Ключевской вулкан с паразитическим кратером Апахончич (на среднем плане). Из кратера вытек поток базальтовой лавы, распавшийся на глыбы

Исследования океанографических экспедиций последнего десятилетия показали, что базальтовые лавы покрывают значительную часть дна Тихого, Атлантического и Индийского океанов, перекрывая донные осадки. Океаническое дно усеяно множеством округлых в плане конических гор вулканического происхождения ("гюйотов"). Некоторые из них поднимаются на несколько километров над дном океана, почти достигая поверхности воды.

Более того, по геофизическим данным установлено, что базальты и близкие к ним породы образуют сплошную оболочку в земной коре. Она подстилает дно океанов, а на континентах начинается с глубины 15-20 км. Хотя существование базальтовой оболочки было обосновано теоретически, но еще два десятилетия назад ни один петрограф не мог сказать, что он непосредственно видел породы базальтовой оболочки. Такая возможность появилась после того, как американскими учеными было проведено глубокое бурение в Тихом океане с незаякоренного судна у побережья Мексики. Скважина прошла 3570-метровую толщу воды и затем углубилась в скальные базальты. В 1961 г. после сильного шторма, нарушившего положение скважины, бурение прекратили и с глубины 186 м ниже дна океана подняли базальт. Часть уникального образца преподнесли в дар Академии наук СССР. Широкое распространение базальтовой магмы на материках и в океанических впадинах свидетельствует о ее планетарном значении. Внешне базальты представляют собой крепкую черную плотную или тонкозернистую породу. При ударе молотком она звенит, как чугунная плита. Невооруженный глаз не различает отдельные минеральные зерна и поэтому состав базальтов долгое время был неизвестен. Случалось, что за базальты принимали очень сходные с ним роговики и черные известняки.

В прошлом было много споров о происхождении базальтов. Во второй половине XVIII в. базальты считали породами осадочного происхождения. Но и в то время некоторые ученые доказывали образование базальтов из лавы. Когда геологам стали известны молодые вулканы Италии и Франции, сложенные в основном базальтами, стало ясно, что базальты "огненного" происхождения. Начавшееся в 60-х годах XIX в. изучение горных пород с помощью поляризационного микроскопа не оставило сомнений, что базальты образовались из магмы. В шлифах хорошо распознается минеральный состав и строение базальтов. Они состоят из крупных минералов, так называемых вкрапленников, и небольшого количества вулканического стекла с мелкими кристалликами минералов (рис. 17).

Рис. 17. Шлиф базальта под микроскопом

Главными минералами в базальтах являются плагиоклаз, пироксен и иногда оливин. Пожалуй, отчетливее всего выступают удлиненные кристаллы плагиоклаза. От других минералов плагиоклаз отличается не только характерной геометрически правильной брусковидной формой кристаллов, но и множеством правильно сросшихся пластикок (двойников).

Другая характерная особенность плагиоклаза, особенно четко проявляющаяся в более крупных кристаллах, - зональное строение. Зональный плагиоклаз многослойный, состоит из ряда оболочек. В центральных частях обычно находятся зоны из плагиоклаза с большим количеством кальция, во внешних они богаче натрием. Каждая оболочка возникла в определенный момент охлаждения базальтовой магмы, поэтому, изучая последовательно зоны кристаллов плагиоклаза, можно судить об изменении температуры и состава расплава во времени.

Следующий обязательный минерал базальтов - пироксен. По составу это силикат магния, железа и кальция. В базальтах он образует черные кристаллы в виде укороченных призм. В ходе кристаллизации или вскоре после затвердения всей породы пироксен иногда подвергался переработке под влиянием водяных паров и превращался в другой, близкий по составу, но содержащий небольшое количество воды минерал - роговую обманку.

Оливин встречается не во всех базальтах. По химическому составу он близок к пироксену, но отличается полным отсутствием кальция и алюминия и меньшим содержанием кремнезема. Поэтому он характерен только для базальтов с пониженным содержанием кремнезема.

Обязательной составной частью базальтов, но в меньших количествах, чем плагиоклаз и пироксен, являются непрозрачные минералы - ильменит и магнетит. В отличие от других минералов базальтов в них нет кремнезема. По химическому составу это окислы титана и железа.

Рис. 18. Причудливые фигуры выветривания в вулканических туфах Карадага, Крым

Базальтовую лаву изливают многие современные вулканы. Из всех лав она наиболее нагрета, температура при излиянии достигает 1100-1200°. Сильный нагрев и большое количество железа в лаве придают ей подвижность и способность растекаться на большие расстояния (на десятки и даже сотни километров). Именно этим свойством основной лавы объясняется широкое распространение базальтовых лав на поверхности Земли и легкое проникновение основной магмы в трещины и разрывы в земной коре с образованием даек и интрузивных тел.

Рис. 19. Пик Иван-Разбойник - отпрепарированное от вмещающих пород внедрение базальтовой магмы. Горная группа Карадаг, Крым

При извержениях вулканов излияния лавы часто чередуются со взрывами. Возникают сложно построенные толщи, состоящие из лав и вулканических туфов. Они неоднородны и при выветривании образуют живописные фигуры (рис. 18). Заключенные в толщах внедрения лавы выступают в виде причудливых скал (рис. 19).