سنگ بازالت چیست چه ویژگی و کاربردهایی دارد؟
سنگ بازالت (Basalt) یک سنگ آذرین آتشفشانی دانه ریز به رنگ تیره است. این سنگ از مواد معدنی پلاژیوکلاز و پیروکسن تشکیل شده است. بیشتر اوقات این سنگ ها توسط جریان گدازه و در آستانه ها و دایک ها (Dike) ایجاد می شود و یک سنگ برون زا است. بازالت از نظر ترکیب شبیه به سنگ گابرو (Gabbro) است، اما اندازه دانه در دو سنگ متفاوت است.
بازالت فراوان ترین سنگ بستر است که بیشتر پوسته اقیانوسی را تشکیل می دهد اما در پوسته قاره ای می تواند در جریان گدازه و بازالت سیلابی یافت شود. بازالت بیش از هر نوع سنگ دیگری زیر سطح زمین قرار دارد. بیشتر مناطق درون حوضه های اقیانوسی زیر زمین بازالت قرار دارد.
اگرچه بازالت در قاره ها بسیار کمتر رایج است اما جریان گدازه ها و بازالت های سیلابی چند درصد از سطح زمین را تشکیل می دهند. بازالت یک سنگ بسیار مهم در سطح زمین است. همچنین یک سنگ فراوان بر روی سطح کره ماه است. بسیاری از مناطق سطح ماه توسط جریان گدازه بازالت و بازالت های سیلابی پوشیده شده است. این نواحی ماه با نام « lunar maria» شناخته می شوند. ترکیب معدنی بازالت شامل پیروکسن، پلاژیوکلاز و الیوین با مقدار کمی شیشه است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد.
سنگ بازالت چیست؟
بازالت یک سنگ آذرین آفانیتیک (دانه ریز) با حدود ۴۵-۵۵٪ سیلیس (SiO۲) و کمتر از ۱۰٪ فلدسپاتوئید از نظر حجم است و در آن حداقل ۶۵٪ سنگ فلدسپات به شکل پلاژیوکلاز وجود دارد. این سنگ شایع ترین نوع سنگ آتشفشانی روی زمین است و جزء اصلی پوسته اقیانوسی و همچنین سنگ اصلی آتشفشانی در بسیاری از جزایر اقیانوسی از جمله ایسلند، رئونیون و جزایر هاوایی است.
بازالت معمولا دارای یک ماتریس بسیار ریز دانه یا شیشه ای است که با دانه های معدنی قابل مشاهده در هم آمیخته شده است. چگالی متوسط این سنگ ۳.۰ گرم بر سانتی متر مکعب است.
بازالت بر اساس محتویات و بافت معدنی آن تعریف می شود. توصیفات فیزیکی بدون زمینه کانی شناسی، ممکن است در برخی شرایط غیرقابل اعتماد باشد. این سنگ معمولا به رنگ خاکستری تا سیاه است اما به دلیل اکسید شدن مواد معدنی مافیک (غنی از آهن) به هماتیت و دیگر اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن به سرعت به رنگ های قهوه ای یا قرمز تغییر می کند.
بهتر است بدانید:
اگرچه معمولا این سنگ به عنوان سنگ تاریک توصیف می شود اما به دلیل فرایندهای ژئوشیمی منطقه ای طیف وسیعی از سایه ها را نشان می دهند. به دلیل هوازدگی یا غلظت بالای پلاژیوکلاز، برخی از بازالت ها می توانند رنگ روشن نیز داشته باشند و از نظر سطحی شبیه سنگ آندزیت (Andesite) هستند.
بازالت دارای بافت معدنی دانه ریز است، زیرا سنگ مذاب به سرعت خنک می شود و کریستال های معدنی فرصت رشد ندارند. کریستال های بزرگ تر (فنوکریست ها) موجود قبل از شکل گیری بوده و در یک ماتریس دانه ریز قرار گرفته است. این کریستال های بزرگ معمولا از الیوین یا پلاژیوکلاز غنی از کلسیم تشکیل شده است که دارای بالاترین دمای ذوب در مواد معدنی هستند.
بازالت با بافت حبابی، به عنوان بازالت وزیکولار نامیده می شود در صورتی که قسمت عمده سنگ جامد باشد. وقتی حجم بافت حبابی بیش از یک دوم حجم سنگ باشد، آن را بازالت اسکوریا می نامند. این بافت ها زمانی شکل می گیرند که گازهای حل شده از محلول خارج شده و حباب ایجاد کنند.
در حالی که ماگما با فشرده شدن به سطح می رسد اما با سخت شدن گدازه فوران شده گازها به دام می افتند. اصطلاح بازالت گاهی به سنگ های نفوذی کم عمق با ترکیب معمولی نیز اطلاق می شود اما سنگ های دارای این ترکیب با توده خاکی فانریتیک (درشت تر)، تحت عنوان سنگ های دیاباز شناخته می شوند.
انواع سنگ بازالت
بازالت تولئیتی نسبتا غنی از سیلیس و فقیر از سدیم است و شامل بیشتر بازالت های کف اقیانوس، بیشتر جزایر بزرگ اقیانوسی و بازالت های سیلابی قاره ای مانند فلات رودخانه کلمبیا است. سنگ های بازالت در برخی از موارد به دلیل داشتن محتوای تیتانیوم (Ti) در انواع High-Ti و Low-Ti طبقه بندی می شوند.
بازالت خط الراس میان اقیانوسی (MORB) یک بازالت تولئیتی است که معمولا فقط در برآمدگی های اقیانوس فوران می کند و از نظر ویژگی های ناسازگار جالب توجه است.
بازالت با آلومینا بالا ممکن است حاوی سیلیکا اشباع نشده یا بیش از حد اشباع شده باشد. این سنگ بیشتر از ۱۷٪ آلومینا (Al۲O۳) دارد.
بازالت قلیایی از نظر سیلیس نسبتا فقیر و سرشار از سدیم است. این نوع از بازالت غیر اشباع است و ممکن است حاوی فلدسپاتوئیدها، فلدسپات قلیایی و فلوگوپیت (Phlogopite) باشد.
بونینیت (Boninite) یک نوع بازالت با منیزیم بالا است که عموما در حوضه های پشت قوس فوران می کند و به دلیل محتوای کم تیتانیوم و ترکیب عناصر کمیاب متمایز می شود.
محیط های تشکیل بازالت
- مرزهای اقیانوسی
- نقاط گرم اقیانوسی
- توده های گوشته و نقاط داغ زیر پوسته قاره
مرزهای اقیانوسی
بیشتر سنگ های بازالت زمین در مرزهای صفحه ای در خط الراس اقیانوس میانی تولید می شوند. در این نقاط به دلیل جریان های جابجایی سنگ مذاب را از اعماق گوشته به سطح اقیانوس فوران می کند. این فوران های شکاف زیر دریا اغلب گدازه بالشی ( Pillow lava ) تولید می کنند.
خط الراس فعال اقیانوس میزبان فوران های مکرر است. بیشتر این فعالیت ها قابل توجه نیستند، زیرا این مرزها در اعماق وسیع آب های اقیانوس قرار دارند. در این مکانهای عمیق، هرگونه بخار، خاکستر یا گاز تولید شده توسط آب جذب می شود و به سطح اقیانوس نمی رسد. با این حال، کشور ایسلند مکانی است که خط الراس اقیانوس میانی از سطح دریا بالا آمده است. در آنجا مردم می توانند مستقیما این فعالیت آتشفشانی را مشاهده کنند.
نقاط گرم اقیانوسی
مکان دیگری که مقادیر قابل توجهی بازالت در آنجا تولید می شود، بالای نقاط گرم اقیانوسی است. این مناطق مکان هایی هستند که یک توده کوچک سنگ مذاب از یک نقطه داغ در هسته زمین از طریق گوشته بالا می آید. جزایر هاوایی نمونه ای از مناطقی هستند که از آتشفشان های بازالتی در بالای نقاط گرم اقیانوسی ساخته شده اند.
تشکیل بازالت در این مکان ها با فوران مذاب در کف اقیانوس آغاز می شود. اگر نقطه آغاز حفظ شود، فوران های مکرر می تواند مخروط آتشفشانی را بزرگ و بزرگتر سازد تا زمانی که به اندازه کافی بزرگ شود و تبدیل به یک جزیره شوند. همه جزایر زنجیره ای هاوایی از فوران سنگ های مذاب بازالت در کف دریا ساخته شده اند.
تصور می شود جزیره ای که امروزه با نام «هاوایی» شناخته می شود، بین ۳۰۰۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰۰ سال قدمت داشته باشد. این فوران در کف اقیانوس آرام آغاز شدند. مخروط آتشفشانی ناشی از فوران های مکرر، لایه به لایه از بازالت تشکیل شده است.
توده های گوشته و نقاط داغ زیر قاره ها
سومین محیط تشکیل بازالت یک محیط قاره ای است که در آن یک توده گوشته یا نقطه داغ مقادیر زیادی گدازه بازالت را به پوسته قاره ای و تا سطح زمین می رساند. این فوران ها می تواند از طریق دریچه ها یا شکاف ها نیز ایجاد شوند. این نقاط بزرگترین جریان های سنگ های مذاب بازالت را در قاره ها ایجاد کرده اند. فوران ها می توانند بارها و بارها در طول میلیون ها سال اتفاق بیفتد و لایه به لایه بازالت را که به ترتیب عمودی روی هم انباشته شده اند، تولید کنند.
کاربرد سنگ بازالت
بازالت به عنوان یک سنگ خرد شده برای مصارف ساختمانی به عنوان سنگدانه استفاده می شود. بازالت خرد شده برای پایه جاده، سنگدانه بتنی، سنگ فرش آسفالت، سنگ فیلتر در مزارع زهکشی و اهداف دیگر استفاده می شود. در برخی از موارد بازالت را نیز به شکل های متفاوت برش می دهند. اشکال نازک بازالت برای استفاده به عنوان کاشی کف، روکش ساختمان، بناهای تاریخی و سایر اشیاء سنگی بریده و گاهی صیقل داده می شوند. گاهی اوقات نیز این سنگ را پودر کرده و در کشاورزی استفاده می کنند.
استفاده از بازالت در صنعت کشاورزی
بازالت یک سنگ آذرین است که از طریق سرد شدن و انجماد ماگما و گدازه ایجاد شده است. وقتی به صورت پودر درآید، باعث بهبود خاک کشاورزی می شود. سنگ های آذرین مانند سنگ بازالت و گرانیت دارای بالاترین میزان مواد معدنی هستند. بازالت تعادل بیشتری از مواد مغذی برای سلامت و سرزندگی مطلوب گیاه را فراهم می کند.
پودر بازالت، با گذشت زمان جریان مداوم مواد مغذی را برای گیاه ارائه می دهد، حتی اگر تجزیه شود. هر اندازه مواد آلی که به خاک اضافه شود، نمی تواند کمبود مواد معدنی گیاه را به طور کامل جبران کند. اگر عملکرد محصولات زراعی شما ضعیف شده است، حتی با وجود مزایای کمپوست ها، کودها و زهکشی خوب ممکن است خاک شما دچار کمبود مواد معدنی شده باشد. آزمایش خاک همیشه ایده خوبی است تا به شما در جهت درست کمک کند.
با واکنش مواد تجزیه کننده سنگ با میکروارگانیسم های خاک و مواد گیاهی عناصری مانند کلسیم، منیزیم و آهن از پودر بازالت آزاد می شود. بازالت دارای محتوای بالایی از سیلیس و آهک است که به آسانی متابولیزه می شود و باعث باروری مناسب خاک می شود. استفاده از گرد و غبار سنگ یک روش کم هزینه و با تأثیر زیاد برای کمک به بازسازی خاک است.
نکته:
تجزیه و تحلیل شیمیایی نشان می دهد که تقریبا ۴۴٪ سیلیس، ۹٪ CaO (اکسید کلسیم) و ۱۱٪ اکسید آهن دارد. گیاهان از افزودن سیلیس به خاک از جهات مختلف سود می برند. این مزایا شامل تحمل بیشتر تنش های محیطی مانند گرما، سرما، خشکسالی، تجمع نمک، مسمومیت یا کمبود مواد معدنی است. این عناصر همچنین سرعت رشد سریع و مقاومت در برابر حشرات و بیماری های قارچی در گیاهان را افزایش می دهند. سیلیس یک عنصر اساسی برای تقویت ساختار گیاهان شما است.
گیاهان سیلیس را در دیواره سلولی خود قرار می دهند که به عنوان مانعی در برابر قارچ های مهاجم مانند کپک پودری و پیتیوم (پوسیدگی ریشه) عمل می کند و نیاز به استفاده از قارچ کش ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. سیلیکون اضافی به عنوان محافظ و پشتیبان بین سلول ها ذخیره می شود و باعث می شود گیاهان در برابر حشرات و سایر تنش های محیطی مانند گرما یا خشکسالی مقاوم تر شوند.
تاثیرات محیطی سنگ بازالت
بازالت یک سنگ بی اثر است که تاثیری بر پارامترهای آب ندارد. این امر باعث می شود که برای انواع آکواریوم ها انتخاب خوبی باشد، زیرا باعث بالا یا پایین رفتن PH نمی شود. علاوه بر این، بر سختی آب نیز تاثیری نخواهد داشت. از آنجا که بازالت بیشتر حوضه های اقیانوس را تشکیل می دهد، این سنگ یک انتخاب طبیعی برای استفاده در مخازن آب شور شما خواهد بود.
آکواریوم های آب شیرین نیز می توانند از مزایای فوق العاده ای این سنگ برخوردار شوند. بازالت در طول زمان بسیار سریع تر از سایر سنگ های آذرین تجزیه می شود و مواد مغذی خود را در طبیعت به گیاهان می دهد. بازالت برای بسیاری از انواع ویواریم ها (vivarium) نیز مناسب است. ویواریوم به محل بسته ای برای زندگی گیاهان گفته می شود که می تواند روی میز شما قرار بگیرد.
از قطعات بزرگتر بازالت می توانید برای ایجاد ساختارهای سخت که گیاهان شما را پشتیبانی کنند، استفاده کنید. توجه داشته باشید که این یک سنگ نسبتا متراکم است، بنابراین قطعات باید محکم قرار گرفته و به طور خطرناک روی هم چیده نشوند. از قطعات کوچک تر از اندازه سنگریزه می توانید به عنوان یک بستر یا مخلوط با خاک برای تأمین مواد مغذی اضافی برای ریشه گیاهان ویواریم خود استفاده کنید
مزایا و معایب سنگ بازالت
بازالت یکی از سنگ های گدازه ای است که امروزه یافت می شود. ویژگی های سریع هوازدگی این سنگ، باعث می شود که مقدار معینی از مواد معدنی به آرامی از سنگ آزاد شده و جذب ریشه گیاهان شوند. کنتراست تیره این سنگ نیز باعث می شود به خوبی با هر محفظه ای ترکیب شود.
نقطه ضعف این سنگ در مقایسه با سایر سنگ های دیگر مورد استفاده در ویواریوم ها، وزن آن است. سختی بازالت همچنین می تواند کار با آن را دشوارتر کند. درجه سختی این نوع سنگ گدازه حدود ۶ است و از شیشه سخت تر می شود.
