БАЗАЛЬТ (лат. basaltes, basanites, от греч. basanos - пробный камень; по другой версии, от эфиоп. basal - железосодержащий камень * англ. basalt, basaltic rocks; нем. Basalt; франц. basalte; испанс. basalto) - излившаяся кайнотипная , эффузивный аналог . Окраска базальта тёмная до чёрной. Состоит главным образом из основного , моноклинного , и акцессорных минералов - , и др. Структуры базальта - интерсертальная, афировая, реже гиалопилитовая, текстуры - массивная либо пористая, миндалекаменная. B зависимости от крупности зерна различают: наиболее крупнозернистый - , мелкозернистый - анамезит, тонкозернистый - собственно базальт. Палеотипные аналоги базальта - .
Химический состав базальта
Средний химический состав базальта по P. Дэли (%): SiO 2 - 49,06; TiO 2 - 1,36; Аl 2 O 3 - 15,70; Fe 2 O 3 - 5,38; FeO - 6,37; MgO - 6,17; CaO - 8,95; Na 2 O - 3,11; K 2 O - 1,52; MnO - 0,31; P2O5 - 0,45; H 2 O - 1,62. Cодержание SiO 2 в базальте колеблется от 44 до 53,5%. По химическому и минеральному составу выделяют оливиновые ненасыщенные кремнезёмом (SiO 2 около 45%) базальты и безоливиновые или c незначительным содержанием оливина слабо пресыщенные кремнезёмом (SiO 2 около 50%) толеитовые базальты.
Физические свойства базальта
Физико-механические свойства базальта весьма различны, что объясняется разной пористостью. Базальтовые магмы, обладая низкой вязкостью, легко подвижны и характеризуются разнообразием форм залегания ( , потоки, пластовые залежи). Для базальта характерна столбчатая, реже шаровидная отдельность. Оливиновые базальты известны на дне океанов, океанических островах (Гавайи) и широко развиты в складчатых поясах. Толеитовые базальты занимают обширные площади на ( формации Сибири, ). C породами трапповой формации связаны месторождения руд , (Сибирь). B миндалекаменных базальтовых порфиритах района Верхнего озера в известно месторождение .
Плотность базальта
Базальта 2520-2970 кг/м³. Коэффициент пористости 0,6-19%, водопоглощение 0,15-10,2%, сопротивление сжатию 60-400 Мпа, истираемость 1-20 кг/м², температура плавления 1100-1250°C, иногда до 1450°C, удельная теплоёмкость 0,84 Дж/кг.К при 0°C, модуль Юнга (6,2-11,3).10 4 Мпa, модуль сдвига (2,75-3,46).10 4 Мпa, коэффициент Пуассона 0,20-0,25. Высокая прочность базальта и относительно низкая температура плавления обусловили применение его в качестве строительного камня и сырья для Каменного литья и минеральной ваты.
Применение базальта
Применение базальта - базальт широко используется для получения , дорожного (бортового и брусчатки) и облицовочного камней, кислотоупорного и щелочестойкого материала. Требования промышленности к качеству базальта как сырью для щебня такие же, как и к другим изверженным породам. Для производства минеральной ваты базальт используется обычно в шихтовке. Установлено, что температура плавления сырья не должна превышать 1500°C, a химический состав расплава регламентируется следующими пределами (%): SiO 2 - 34-45, Al 2 O 3 - 12-18, FeO до 10, CaO - 22-30, MgO - 8-14, MnO - 1-3. Камнелитейные материалы из базальта обладают большой химической стойкостью, и сопротивлением к истиранию, высокой диэлектричностью и используются в виде плит для полов и облицовки, футеровки трубопроводов, циклонов, a также в качестве различных изоляторов.
B на щебень разведано 50 c промышленными запасами 40 млн. м³. Два месторождения базальта c промышленными запасами 6,5 млн. м³ разведаны на облицовочный камень ( , ). Годовая добыча базальта свыше 3 млн. м³. B CCCP месторождения базальта сосредоточены в основном в Армении, Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Базальтовые покровы в восточных районах США образуют крупные месторождения в штатах Нью-Йорк, Нью-Джерси, Пенсильвания, Коннектикут (самые крупные и камнедробильные заводы).
Базальт - очень популярный камень, который повсеместно встречается не только в странах СНГ, но и за рубежом. Независимо от этого большинство людей не знают, что такое базальт. Данная статья даст ответ на этот вопрос.
Базальт - это магматическая горная порода. Имеет основной состав. Название происходит от эфиопского "basal" - кипяченный, что подразумевается как "камень, содержащий железо". В природе можно найти в виде камней различной формы или в виде потока лавы.
Чаще всего он имеет тёмно-серый, чёрный или зеленовато-чёрный цвет. Именно в зелёном цвете чаще всего встречается базальт фото. Структура тоже бывает разная: стекловатая, скрытокристаллическая афировая и порфировая . В случае с порфировой структурой можно заметить вкрапления кристаллов оливина зеленовато-жёлтого цвета, плагиоклаза светлого цвета или пироксенов, имеющих форму призм чёрного цвета. Вкрапления составляют от 15% до 30% от массы магматической породы. Размер вкрапленников – несколько сантиметров в длину.
Камни могут иметь плотную массивную, миндалекаменную и пористую текстуру. Миндалины могут быть заполнены кальцитом, хлоритом, плагиоклазом и другими минералами. Камни с миндалинами называются мандельштейнами.
Камень выделяется своими уникальными свойствами. Среди камней он считается самым упругим и пластичным. Он хорошо растягивается, что позволяет использовать его при изготовлении вещей маленьких размеров.
Температура плавления камня колеблется от 100 до 1500 градусов Цельсия . Такая температура плавления даёт ему возможность выдерживать сильные перепады температур.
Учитывая его прочность, устойчивость к ударам и перепадам температуры, можно понять почему он так часто используется в дизайне помещений общественных мест и на улице.
Как и где образуется базальт
Основной способ образования камня – застывание магмы , излившаяся из нижних слоёв Земли. В расчёт берётся также силикатный магматический расплав базальтового состава. Происхождение самой магмы происходит из горных пород мантии Земли. Вид получившегося базальта определяется составом исходного вещества (породы), из которого он образуется. А также на это влияют условия, при которых он плавится и механизм ухода расплава.
Базальт – магматическая порода, которая встречается на большой части Земли и других планет. Почти вся океаническая кора планеты Земля состоит из него. Месторождения этого камня образуются в виде траппов – структур, которые похожи на лестницу. Эти траппы расположены на 150 000 квадратных километрах бассейнов рек Енисея и Лены. И также камень добывается в восточной Сибири.
Помимо стран СНГ, он добывается в Америке, Бразилии, Гренландии, Исландии и Австралии . Среди зарубежных стран самой богатой залежами этого камня считается Индия.
Добыча камня производится на рудниках и карьерах. Добытый базальт отправляется на предприятия, занимающиеся изготовлением вещей с использованием этого камня.
Сфера использования камня
Сфер применения - множество. Этот камень очень распространён благодаря тому, что имеет отличные характеристики:
Одна из главных сфер применения базальта – архитектурное строительство. Благодаря хорошим техническим характеристикам он может быть использован для облицовки зданий и оформления помещений. Характеристики позволяют устанавливать изделия из базальта даже на открытой местности под воздействием внешних негативных факторов.
Также он может использоваться в строительстве. Например, для создания качественных стройматериалов и утеплителей. Помимо этого, его прочности достаточно, чтобы строить из него колонны и арки . При производстве армированных сооружений, порошок базальта добавляется в изделие для увеличения его прочности и надёжности.
Базальт – камень, который пользуется большой популярностью как в строительстве, так и в архитектуре. Помимо этого, существует огромное количество фото базальта в отделке помещений которые говорят о его популярности в дизайнерском искусстве.
Камень базальт
БАЗАЛЬТ , керамический материал, обладающий высокими механическими, физическими, электрическими и химическими свойствами и получаемый тепловой переработкой горных пород того же наименования.
1. Базальт как горная порода . Базальт, или, вернее, базальты, относятся к числу характерных изверженных (эффузивных) основных пород глубинного происхождения и молодого, преимущественно третичного, возраста. Свою широкую известность базальт получил за образуемые им живописные отдельности в виде 6-гранных (а иногда 3- или 5-гранных) призм длиной 3-4 м с перпендикулярными к граням плоскостями (фиг. 1); он встречается также в виде плитняковых естественных лестниц, скорлуповатых шаровых отдельностей и других чрезвычайно живописных скал.
Базальт - порода темного цвета, то серовато-черная, то с синеватым отливом; иногда она бывает зеленоватой или красноватой. Само название «базальт» - древнего происхождения и на эфиопском языке означает «темный», «черный». Порода эта весьма однородна по своему тонкому сложению. Плотная и чрезвычайно твердая, она имеет в разных случаях зернистость разного порядка. Грубо- и среднезернистые разности называются долеритами, мелкозернистые - анамезитами, а весьма тонкозернистые - собственно базальтом. Различие текстуры базальта при тождественном валовом составе объясняется условиями застывания изверженной магмы (быстрота охлаждения, давление и пр.). Петрографический состав базальта может значительно изменяться, но входящие в состав базальта минералы замещаются петрографическими эквивалентами, вследствие чего базальт как порода сохраняет свой habitus весьма устойчиво. Под микроскопом базальт представляется стекловатой основной массой («базис») с микрофлюидальным сложением. В базисе содержатся многочисленные кристаллики полевого шпата, оливина, магнитного железняка и других менее характерных минералов. В зависимости от содержания минеральных включений, цементированных базисом, различают базальты: плагиоклазовые, лейцитовые, нефелиновые и мелилитовые. Собственно, базальтом принято называть первые, т. е. содержащие известковонатровый полевой шпат, авгит и оливин . Химически базальт родственен габбро (Г.) и диабазу (Д.). Валовой химический анализ платообразующего базальта характеризуется, по Вашингтону, следующими данными:
Базальту присуща значительная радиоактивность: он содержит от 0,46∙10 -3 до 1,52∙10 -3 % тория и от 0,77∙10 -10 до 1,69∙10 -10 % радия . Менее глубинные разности базальта кислее и постепенно переходят к дацитам, трахитам и т. д. По новейшим воззрениям, базальт - материал, образующий твердую оболочку земли: под материками толщиной 31 км, а под океанами - от 6 км и более; эта оболочка плавает на вязко-жидком подстилающем слое базальта («субстрат»). Таким образом предполагают, что базальт находится всюду. Что касается самой поверхности земли, то выходы этой породы весьма многочисленны. Вне СССР они имеются: в Оверни, по берегам Рейна, в Богемии, Шотландии и Ирландии, на острове Исландия, в Андах, на Антильских островах, на острове св. Елены и в разных других местностях. Много месторождений базальта в северной, западной и юго-восточной частях Монголии. В пределах СССР базальт распространен на Кавказе и по Закавказью, а также по северу Сибири, в бассейне р. Витима. В ближайшее время практически могут представлять наибольший интерес месторождения: Берестовецкое - Волынского округа УССР, Исачковские - Полтавского округа УССР, Мариупольские - Мариупольского округа УССР, Чиатурское, Белоключинское, Манглисское и Саганлугское, Аджарис-Цхальское - Грузинская ССР, Эриванское - Армянская ССР, а также олонецкий диабаз с берегов Онежского озера.
2. Свойства натурального базальта . Непосредственное применение натурального базальта и дальнейшая переработка его предполагают достаточное знание механических, физических и химических свойств его. Однако свойства эти существенно связаны с составом и текстурой базальта и потому значительно изменяются в зависимости от месторождения. Если говорить о базальте вообще, то свойства его м. б. охарактеризованы лишь пределами соответственных констант. Приводимые ниже данные для базальта отчасти сопоставлены с данными для диабаза и габбро. Кажущийся удельный вес (куска): 2,94-3,19 (Б.), 3,00 (Д.), 2,79-3,04 (Г.). Истинный удельный вес (порошка) около 3,00 (Б.). Пористость в % объема: 0,4-0,5 (Б.), 0,2-1,2 (Д.), 3,0 (Г.). Поглощение воды: 0,2-0,4% по весу и 0,5-1,1% по объему (Б.). Масса 1 м 3 сухого базальта около 3 т. Прочность на сжатие в кг/см 2: 2000-3500 (Б.), 1800-2700 (Д.), 1000-1900 (Г.). Если прочность на сжатие сухого базальта больше 3000, то мокрого - более 2500, а при морозе в 25° она более 2300. Прочность на износ («твердость», вычисляемая по формуле: р = 20-w/3, где w - масса, потерянная в нормированных условиях при 1000 оборотах истирающего диска) характеризуется числами 18-19 (Б., Д., Г.). Прочность на удар («компактность») при испытании нормированных образцов: 6-30 (Б., Д.) и 8-22 (Г.). По твердости базальт превосходит сталь. Модуль Юнга в (D см -2)х10 -11 равен 11 (Г.) и 9,5 (Д.). Коэффициент объемного сжатия на 1 кг при давлении 2000 кг/см 2 составляет 0,0000018 (Б.) и 0,0000012 (Д.), а при давлении 10000 кг/см 2 составляет 0,0000015 (Б.) и 0,0000012 (Д.). Начало плавления нормального оливинового базальта - при температуре около 1150°, а жидко-плавкое состояние начинается при температуре около 1200°. Расплавленная порода перестает быть текучей при охлаждении до 1050°. Более кислые породы имеют температуру плавления более высокую, причем она повышается с содержанием кремнекислоты. В частности, базальт Аджарис-Цхальского месторождения (дацитобазальт - по Абиху или трахиандезит - по новым определениям) размягчается при 1180°, имеет консистенцию густого меда при 1260° и вполне разжижается при 1315° (опыты автора в отделе материаловедения ГЭЭИ). Удельная теплоемкость базальта сиракузского для различных температур показана в следующей таблице:
Теплота кристаллизации базальта при переходе из аморфного состояния в кристаллическое 130 Cal. При кристаллизации происходит уменьшение объема на 12% сравнительно с объемом базальта при температуре 1150°. Удельная теплопроводность базальта в грамм-калориях - около 0,004. Коэффициент теплового расширения базальта: 0,0000063 (при 20-100°), 0,000009 (при 100-200°) и 0,000012 (при 200-300°).
В химическом отношении базальты представляют породы стойкие: атмосферные деятели, в опытах Гари, выветрили за 18 месяцев от 1,5 до 0,8 мг/см 2 базальта, тогда как серый известняк в тех же условиях потерял 22,7 мг/см 2 . Ход процесса выветривания базальта и диабаза представлен сравнительной диаграммой (фиг. 2).
Число, стоящее на верхней горизонтальной линии, показывает число грамм выветренной породы, которое надо взять, чтобы в ней содержалось составной части, соответствующей обозначению рассматриваемой горизонтали, столько же, сколько этой части содержится в 100 г свежей породы. Т. о. все точки, стоящие справа от вертикали 100, означают обеднение соответствующей частью, а стоящие слева - обогащение. Следовательно, при выветривании базальт обогащается кремнеземом и глиноземом и беднеет щелочами, щелочными землями и железом во всех видах, тогда как диабаз обогащается окисным железом и натрием. Это обстоятельство говорит, по-видимому, против диабаза как материала изоляционного.
3. Основания переработки базальта . Свойства натурального базальта делают его превосходным строительным материалом, более надежным, чем гранит. Применять базальт стали давно. Однако чрезвычайная трудность обработки базальта и деление его на сравнительно узкие призмы заставили придумать особый способ придания ему геометрических форм.
Естественно было подумать о сплавлении этой породы, поскольку она сама происхождения огненного. Но недостаточно расплавить базальт: при быстром охлаждении отливки из него дают стекловидную массу, аналогичную природным гиалобазальтам, хрупкую и технически неприменимую (фиг. 3 и 4).
Основная задача базальтового производства - восстановление мелкозернистости у переплавленного базальта, так называемая регенерация (фиг. 5).
Мысль о возможности переплавления и восстановления в первоначальном виде горных пород возникла в 18 в. Шотландец Джемс Голл уже в 1801 г. добился переплавки базальта и в частности установил, что базальт и лавы, будучи расплавленными и быстро охлажденными, дают стекло, тогда как при медленном охлаждении их получается масса каменистая, со следами кристаллической структуры; это - основное положение огненной переработки лав. Особенно замечательны опыты шотландца Грегори Уатта, который расширил масштаб плавки. Плавление глыбы базальта более 3 т продолжалось 6 ч., а охлаждение под покровом медленно горевшего угля потребовало 8 дней. Уатт описал продукты этого медленного охлаждения: на поверхности - черное стекло; по мере углубления в застывшую массу появляются сероватые шарики, группирующиеся в связки; затем структура делается лучистой; еще глубже вещество имеет каменистый и затем зернистый характер, и, наконец, масса пронизывается кристаллическими пластинками. Т. о. была выяснена возможность переплавлять и регенерировать изверженные породы. Но из-за отсутствия достаточно большой потребности в переплавленном базальте для промышленности описываемые опыты были забыты. В 1806 г. Добре и затем в 1878 г. Ф. Фуке и Мишель Леви вернулись к процессу плавки и регенерации. Им удалось воспроизвести почти все породы огненного происхождения и выяснить, что для этого не требуется ни чрезвычайных температур, ни таинственных агентов, а все дело - в установлении надлежащего режима плавки и отжига. После охлаждения расплавленный силикат превращается в стекло, температура плавления которого ниже температуры плавления исходного минерала. Чтобы восстановить последний, необходимо отжечь стекловидную массу при температуре, превышающей температуру плавления стекловидного тела, но лежащей ниже температуры плавления минерала кристаллического. Температурный промежуток этих точек плавления и есть та область, в которой возможна регенерация силиката или алюмосиликата; промежуток этот м. б. довольно незначительным. Когда дело идет не об одном минерале, а о совокупности 5-6 минералов, слагающих кристаллическую породу, то режим отжига надо было бы установить с рядом ступеней, причем каждому минералу отвечала бы своя остановка хода охлаждения. Однако на практике эти ступени оказываются так близки между собой, что можно ограничиться двумя остановками. В отношении базальта первый отжиг, при красно-белом накале, дает кристаллизацию закиси железа и перидота, а второй, при вишнево-красном, - кристаллизацию прочих минералов породы.
Первые опыты промышленной плавки базальта были предприняты в 1909 г. Риббом, а различные применения плавленому базальту найдены инженером Л. Дреном. В 1913 г. для промышленного осуществления процессов плавки была образована в Париже «Compagnie generate du Basalte», а в Германии - «Der Schmelzbasalt A.-G.», в Линце на Рейне; затем оба общества объединились под общим названием «Schmelzbasalt A.-G.», или «Lе Basalte Fondu». В настоящее время во Франции имеются два завода, выпускающие гл. обр. электротехнические и строительные изделия, а в Германии - один, обслуживающий химическую промышленность.
4. Производство плавленого базальта . Ломка . Залегание базальта бывает различное, и потому ломка его не всегда однообразна. Плитообразный базальт покровов или скал добывается подрывной работой. Призмы столбчатого базальта могут быть отделяемы посредством клиньев и рычагов. Разработку ведут ярусами, снимая последовательные слои рядами естественных расслоений.
Дробление . Наломанный базальт хранится на открытом воздухе. Для плавки он дробится на дробилках Блека или Гетса. Затем куски сортируются по размерам, а мелочь идет на бетонные массы.
Переплавление . Раздробленный базальт поступает в плавильные горны, в которых применяются различные способы нагрева. Наиболее подходят печи электрические, газовые (газогенераторные или с осветительным газом) и печи с мазутовыми форсунками. Электроплавильная установка состоит из неподвижной электродной печи и передвижного приемника на колесах, служащего для развозки расплавленного базальта по отливочной мастерской; этот приемник тоже представляет небольшую электродную печь. Оба типа печей питаются двухфазным током. Дно печи делается из огнеупорного материала и имеет сбоку сопло для выпуска расплавленной массы, из приемника же она спускается в формы или в изложницы для отливки простым наклонением приемника. В других печах под горла делается наклонным, так что загрузка горна и спуск расплавленной массы ведутся непрерывным процессом. Производительность описываемых печей - от 3 до 50 т в день. Парижский завод - крупно-кустарного типа - имеет 4 печи емкостью в 80 кг каждая, действующие непрерывно и отапливаемые городским газом; плавка ведется при 1350°. Другой французский завод, в Пюи, работает на электрической энергии. Мощность непрерывного производства - 8 т в сутки.
Отливка . Расплавленный базальт льется в формы или в изложницы непосредственно из печей или же увозится в отливочные мастерские. Для отливки применяются либо песочные фермы, либо стальные изложницы. Первые гораздо дешевле, но применимы не во всех случаях, т. к. изделия выходят из них матовыми и грубоватыми. Стальные изложницы придают изделиям блестящую поверхность, но стоят сравнительно дорого. При тщательной отливке литье получается чистое; в противном случае видны затеки и неровности, во многих случаях не препятствующие, однако, использованию изделия.
Тепловая обработка . Почти тотчас после отливки изделия, еще вишнево-красные, извлекаются из изложниц и переносятся в отжигательные подовые печи, подобные обычным закалочным. В зависимости от своего назначения и размеров изделия выдерживаются в печи от нескольких часов до нескольких дней. Начальная температура отжига около 700°. Печь замазывается и медленно охлаждается; томление в печи длится, смотря по размерам изделий и требуемым их качествам, от нескольких часов до 10-14 дней. Таких печей на парижском заводе до 35.
Отделка . По охлаждении изделия готовы к употреблению. Для придания им надлежащего вида с них счищают налет стальными щетками. Если требуется большая точность плоскостных граней, то производится отделка на кругах, имеющих базальтовое основание.
Стоимость производства . Производство плавленого базальта не требует ни высококвалифицированной рабочей силы, ни дорогого оборудования. Главные расходы производства в наших условиях - на доставку материала, если его привозить с Кавказа, и на энергию. При работе с газом на 1 кг готовых базальтовых изделий требуется около 900 Cal, т. е. около 1 / 4 - 1 / 3 м 3 газа; при работе с электрической энергией на 1 кг изделий расходуется примерно 1 kWh. Т. о. себестоимость базальтовых изделий, например, изоляторов, значительно ниже, чем фарфоровых. Во Франции продажная цена базальтовых изоляторов на 10-15% меньше, чем фарфоровых, а для более значительных по размерам - на 25-30%. Чем крупнее изделия, тем больше расхождение цен между базальтом и фарфором. Однако есть основания считать вышеуказанные расхождения продажных цен значительно преуменьшенными за счет увеличения прибыли базальтового производства как дела нового.
Производство плавленого базальта в СССР . Имея за собой огромные технические и экономические преимущества и в некоторых случаях, как, например, при электрификации железных дорог, будучи почти незаменимой, базальтовая промышленность вызвала к себе внимание технических и промышленных кругов. Опыты с плавкой базальта и других пород, предпринятые по поручению Главэлектро ВСНХ в отделе материаловедения ГЭЭИ и затем в ГЭТ, опыты над плавкой диабаза в Горнометаллургической лаборатории и интерес ВСНХ Грузии и Армении к этой промышленности могут считаться предвестниками скорого развития базальтового дела. С экономической точки зрения д. б. отмечено весьма выгодное естественное сочетание благоприятных факторов: возможность добычи базальта весьма часто территориально совпадает с наличием источников гидроэлектрической энергии для его переработки, т. е. с районной силовой установкой, для которой необходимы базальтовые изоляторы, и с центрами электрохимических производств, которым необходимо огне- и кислотоупорное базальтовое оборудование. Указываемое совпадение, в связи с выгодностью мелких базальтовых заводов и сравнительной дороговизной транспорта, дает основание предвидеть в будущем сеть небольших базальтовых заводов по всей территории страны.
5. Свойства переработанного базальта . Переплавленный и регенерированный базальт в общем имеет свойства натурального, но в улучшенном виде (см. фиг. 3 и 5).
Механические свойства : а) прочность на сжатие - около 3000 кг/см 2 ; б) прочность на износ, испытанная с помощью мельницы Дерри, припудренной песком, оказалась в среднем 0,9 мм после 1000 оборотов; в) обладая большой вязкостью, базальт бьется нелегко, и базальтовые изоляторы и прочие изделия практически можно считать небьющимися. Сравнительно с фарфором базальт обладает хрупкостью в 2-4 раза меньшей; различные значения этой величины зависят от режима отжига; наличием примесей хрупкость м. б. весьма повышена; г) прочность на разрыв испытывалась на базальтовых поддержках для третьей шины электрических ж. д., причем для сравнения были испытаны такие же поддержки из песчаника; разрыв изделий из базальта наблюдался при 3700-4700 кг, а разрыв таких же изделий из песчаника - при 1200 кг.
Термические свойства : а) переплавленный базальт противостоит изменениям температуры, даже резким; пластинка базальта в 8 мм толщины, погружаемая попеременно в кипящую воду и в холодную, не дала никаких признаков растрескивания; изоляторы, выставленные на солнце и затем попадавшие под грозовой ливень, а также изоляторы, испытанные согласно правилам Французского союза электрических синдикатов (внезапный перенос из воды при 65° в воду при 14°), не показали никакого изменения электрических свойств; верхний предел теплового интервала может быть еще повышаем; б) в момент затвердевания базальт допускает заштамповку или иное введение в него железных частей любого объема и крепко пристает к ним, не требуя цементировки; в) базальт стойко выдерживает значительные нагревы, не обнаруживая разрывов, трещин, «утомления» или «постарения»; г) по малой теплопроводности базальт может служить тепловым изолятором.
Гигроскопичность . Будучи вполне компактным и облитым автогенной глазурью, базальт вполне водоупорен и негигроскопичен.
Электрические свойства : а) базальт обладает значительной электрической крепостью: у мостового базальта она оказалась около 32 kV/cм при толщине пластин в 18 мм, а у специального электротехнического базальта, как подвергавшегося термической обработке, так и у остеклованного, - от 57 до 62 kV/см при той же толщине; б) когда происходит пробой и образуется мощная дуга, базальтовый изолятор все-таки этим не повреждается, ибо по прекращении дуги место пробоя заплывает, и изолятор залечивается бесследно; в) базальтовые изоляторы при обработке сами собою покрываются стеклоподобной базальтовой глазурью в 1,5-2 мм толщины, постепенно переходящей внутрь к базальту зернистому; эта глазурь представляет превосходное препятствие поверхностным электрическим утечкам и предохраняет изоляторы и прочие изделия от гигроскопичности и от действия атмосферных агентов; имея состав, тождественный с составом самого изолятора, глазурь держится на нем как однородное тело и потому не подвергается опасности растрескаться или облупиться. Кроме того, при насильственном повреждении этой глазури обнажается вещество того же состава, так что указанное повреждение не бывает для изолятора гибельным.
Химические свойства . В химическом отношении изделия из базальта, по французским сведениям, весьма стойки; в табл. 1 приводятся данные о действии различных реагентов на переработанный базальт.
Данные дальнейших испытаний приведены в табл. 2.
Внешний вид . Переплавленный, но неотожженный базальт напоминает стекло: он обладает блестящим изломом, буро-черным цветом и хрупок. После отжига переплавленный базальт получает черный или темный цвет, матовый мелкозернистый излом и вязкость натуральной породы. Наружный вид изделий зависит от материала формы и изложницы (см. п. 4).
Итак, по механической прочности, термической и химической стойкости, высоким и своеобразным электрическим свойствам, дешевизне и сравнительно легкой обрабатываемости переработанный базальт должен быть признан одним из наиболее замечательных материалов электротехники.
6. Применение переработанного базальта . Базальтовая промышленность еще слишком молода, чтобы можно было в настоящее время предвидеть все виды применения нового материала. Пока наметились следующие: а) в сетях сильных токов высокого и низкого напряжений - линейные изоляторы на открытом воздухе (фиг. 6),
опорные изоляторы, изоляторы третьей шины электрических ж. д. и метрополитенов (фиг. 7), выводные изоляторы на высоком напряжении;
б) в сетях слабого тока и в радиосвязи - телеграфные и телефонные изоляторы, оттяжные изоляторы и прочие изоляционные части для антенн; в) в электрохимической промышленности - изоляторные подставки для аккумуляторов, посуды, ванн и пр.; г) в общей химической промышленности - кислотоупорное оборудование, в том числе всевозможная посуда, ванны, краны, пропеллеры и т. д., оборудование на температуру до 1000°; д) в строительстве - изоляционные мостики (фиг. 8), мостовые, лестничные ступени, облицовка стен и полов, особенно когда имеются кислые испарения, и т. д.
Линейные изоляторы . В виду исключительного интереса, представляемого базальтом в электротехнике, приводим данные испытаний в Парижской центральной электрической лаборатории десяти изоляторов с залитыми в них железными штырями, причем пять из них были предварительно подвергнуты тепловому испытанию (см. п. 5). При сухом испытании первые скользящие по изолятору искры появлялись при 32,5-38 kV, дуга образовывалась при 35-43 kV, пробой юбки получался при 40 kV, а шейки – при 37,5-39,5 kV. Мокрое испытание под искусственным дождем дало образование дуги при 18-20 kV, после чего через 30 сек. изолятор пробивался. Испытание под маслом установило пробивное напряжение при 35-58 kV. Испытание оттяжных изоляторов переменным напряжением, которое поднимали до пробоя и затем, немедленно после пробоя, начинали снова поднимать до нового пробоя, и так 4 раза, дало результаты, представленные в табл. 3.
Изоляторы телеграфного типа . Испытанием базальтовых изоляторов сильного тока, по типу приближающихся к телеграфным, произведен, на Московской научно-испытательной телеграфной станции, установлено поверхностное электрическое сопротивление базальтовых изоляторов значительно более высокое, чем у соответственных фарфоровых; но при испытании под дождем сопротивление базальта восстанавливалось несколько медленнее, чем у фарфора. Вероятно, это зависело от грубой поверхности испытывавшихся сильноточных изоляторов, для которых не были приняты во внимание требования телеграфии.
7. Другие применения базальта . Кроме применения натурального базальта в качестве строительного материала и щебня, и применения термически переработанного базальта в различных отраслях промышленности, базальт и родственные ему породы идут также в качестве составной части при керамическом и стекольном производстве. Так, боржомский андезит уже несколько лет применяется при варке стекла для бутылок под боржомскую минеральную воду, придавая ему прочность и темную окраску. Английский фарфоровый завод Веджвуда издавна выпускает глиняную посуду с черным неглазурованным по массе и легко полирующимся черепком, т. н. «базальтовую» (Basalt) или «египетскую» (Egyptian), - масса для нее содержит базальт.
Предисловие
Базальт - магматическая порода, образованная в результате извержения вулкана.
Базальт — магматическая порода, образованная в результате извержения вулкана. Являясь широко распространенной породой, базальт выстилает практически всю поверхность океанического дна. Формируется в результате плавления верхней мантии, и по своей структуре сильно напоминает ее химический состав. В основном, состоит из кремнезема, железа и магния. Происхождение базальта может несколько отличаться по своей природе и включает в себя три разных типа — это вулканы, расположенные на горячих точках тектонических плит, изверженные базальтовые потоки и подводные океанические хребты.
Горячие точки тектонических плит являются прародителями крупных базальтовых вулканов. Горячая точка представляет собой необычный подъем глубинных мантийных потоков – плюмов, обычно в центре тектонических плит. Подобные горячие точки формируют самые большие вулканы, существующие в природе, называемые щитовыми вулканами. Гавайские и Галапагосские острова являются ярким примером островных архипелагов, образованных в результате деятельности крупных базальтовых вулканов. Щитовые вулканы возвышаются над другими вулканами, значительно превосходя их по высоте и ширине.
На самом деле, один из гавайских вулканов, под названием Мауна Ки, является самой высокой горой в мире, учитывая его длину от основания до вершины, тогда как Эверест можно назвать самой возвышенной горой в мире. Самым большим вулканом в солнечной системе считается базальтовый щитовой вулкан, под названием Олимпус Монс, расположенный на планете Марс.
Другим источником происхождения базальта являются обширные лавовые потоки. Базальтовая лава не отличается особенной вязкостью, поэтому течет легко и быстро, растекаясь на большие расстояния и образуя большое количество базальтовой породы. Некоторые из этих магматических излияний покрывают огромные пространства на поверхности земли, и даже в наши дни, все еще существует вероятность того, что извержения подобного масштаба могут случиться снова. Потоки базальтовой лавы покрыли более полутора миллионов квадратных километров Сибири, так называемые Сибирские траппы.
Базальтовая группа реки Колумбия представляет собой еще один мощный базальтовый поток, в результате которого были образованы базальтовые скалы, достигающие более 1800 метров в ширину. Мара (черные участки) на луне сформированы из базальта, и возможным источником их происхождения являются базальтовые потоки. По предположением ученых, мощные базальтовые потоки также участвуют в формировании поверхности Марса.
Плавление базальтовых скал
Некоторые люди ошибочно полагают, что базальт – это осадочная горная порода, что абсолютно неверно, так как механизм образования базальта в корне отличается от природы формирования осадочных горных пород.
Кому интересно — происхождение базальта на видео:
/ Горная порода Базальт
Базальт - порода вулканического происхождения, образованная в виде базальтовых лав. Химическая минералогия рассматривает базальтовые породы, как эффузивные, идентичные габбро природные камни. Цветовая гамма базальт не очень широка, зато имеет отличительный черный цвет. Структура базальта рассматривается как тонкозернистая, в некоторых случаях стекловатая. Верхняя часть базальтовых лав может иметь некоторые вздутости, которые образовались в процессе испарения водных и газовых элементов из расплавленной магмы. В данных вздутиях может накапливаться некоторые минералы, среди которых кальцит, пренит, самородная медь и другие. В результате подобных образований могут формироваться миндалекаменные базальты. Отдельные элементы базальтовых пород настолько маленькие, что рассмотреть их можно только посредством микроскопа. Иногда встречаются базальты порфированой структуры, что предоставляет возможность рассмотреть в них явно видимые кристаллические элементы. К видимым кристаллам относятся порфированые вкрапленники, которые формируются из плагиоклаза или авгитома. Залежи базальтовых имеют вид лавовых потоков, которые сформировались во время вулканического извержения. Основная эффузивная горная порода нормального ряда, самая распространённая из всех кайнотипных пород. Главные минералы вкрапленников - клинопироксен и кальциевый плагиоклаз (N 30-90), иногда оливин, ортопироксен; основная масса сложена этими же минералами (без оливина) и магнетитом в стекле (или без него). Базальтом это минерал стал от латинского basaltes, basanites, от греч. basanos - пробный камень; по другой версии базальтами они стали от эфиоп. basal - железосодержащий камень.
Разновидности могут быть выделены по особенностям минерального состава (апатитовый, графитовый, диаллаговый, магнетитовый и др.), составу минералов (анортитовый, лабрадоровый и др.), особенностям структуры и (или) текстуры, химического состава (железистые, ферробазальты, известковистые, щелочно-известковистые и др.). Йодер и Тилли (Yoder, Tilley, 1962) предложили использовать для классификации тетраэдр нефелин-оливин-диопсид-кварц. Активность кремнезема в расплаве контролируется преимущественно реакциями типа: По этим реакциям можно разделить 3 группы:
Принадлежность к этим группам определяется по химическому составу породы, по присутствию соответствующих нормативных минералов в результатах петрохимического пересчета по методу CIPW. По геодинамической обстановке выделяются основные типы:
Обычно это тёмно-серые, чёрные или зеленовато-чёрные породы, обладающие стекловатой, скрытокристаллической афировой или порфировой структурой. В порфировых разностях на фоне общей скрытокристаллической массы хорошо заметны мелкие вкрапленники зеленовато-жёлтых изометричных кристаллов оливина, светлого плагиоклаза или чёрных призм пироксенов. Размер вкрапленников может достигать несколько сантиметров в длину и составлять до 20-25 % от массы породы. Текстура в базальтах может быть плотной массивной, пористой, миндалекаменной. Миндалины обычно заполняются кварцем, халцедоном, кальцитом, хлоритом и прочими вторичными минералами — таким базальтом называются мандельштейнами. Основная масса часто не раскристализованна. Часты афировые (без порфировых вкраплеников) разности. Для базальтовых потоков характерна столбчатая отдельность. Она возникает вследствие неравномерного остывания породы. Морские базальты часто имеют подушечную отдельность. Она образуется в результате быстрого охлаждения поверхности лавого потока водой. Поступающая магма приподнимает сформировавшийся панцирь, вытекает из-под него и образует следующую подушку. Базальт самая распространённая эффузивная порода на Земле, да и на других планетах. Основная масса в базальте образуется в срединно-океанических хребтах и формирует океаническую кору. Кроме того, базальты типичны для обстановок активных континентальных окраин, рифтогенеза и внутриплиного магматизма. При кристаллизации базальтовой магмы на глубине обычно образуются сильно деференциированные, расслоённые интрузии(такие как Норильские, Бушвельд и многие другие). Они сложены различными горными породами, последовательность кристаллизации которых определяется динамикой кристаллизации магмы. Сначала из расплава кристаллизуются самые высокотемпературные минералы, о они осаждаются на дно магматической камеры. при этом расплав обогащается одними компонентами и обедняется другими. С понижением температуры происходит смена кристаллизующихся минералов. В расслоенных массивах встречаются месторождения медно-никелевых руд, хромитов и платиноидов. Базальты образуются при частичном плавлении типичных мантийных пород — лерцолитов, гарцбургитов, верлитов и др. Состав выплавки определяется химическим и минеральным составом протолита, физико-химическими условиями плавления, степенью плавления и механизмами плавления. Базальты очень лекго изменяются гидротермальными процессами. При этом плагиоклаз замещается серицитом, оливин серпентином, основная масса хлоритизируется и, в результате порода приобретает зеленоватый или синеватый цвет. Особенно интенсивно изменяются базальты, изливающиеся на дне морей. Они активно взаимодействуют с водой, при этом из них выносятся и оседают многие компоненты. Этот процесс имеет большое значение для геохимического баланса некоторых элементов. Так большая часть марганца поступает в океан именно таким способом. Взаимодействие с водой кардинальным образом меняет состав морскому базальту. Это влияние можно оценить и использовать для реконструкций условий древних океанов по базальтам. При метаморфизме в базальте, в зависимости от условий преврашается в зелёные сланцы, амфиболиты и другие метаморфические породы. При метаморфизме базальтов при значительных давлениях они превращаются в голубые сланцы, а при высоких температурах и давлениях в эклогиты состоящии из пиропа и натриевого клинопироксена — омфацита. Базальт используют как сырье для щебня, производства базальтового волокна (для производства теплозвукоизоляционных материалов), каменного литья и кислотоупорного порошка, а также в качестве наполнителя для бетона. Базальт весьма устойчив к атмосферному воздействию и потому часто используется для наружной отделки зданий и для изготовления скульптур, устанавливаемых на открытом воздухе. Базальт — натуральная порода камня, который находят недалеко от вулканов. Базальтовый минерал выглядит, как пластины или круглые камни. Цвет базальта темно-серый или черный, а также, иногда встречаются зеленые оттенки, что говорит о его вторичном изменении. Этот кристаллический природный минерал занимает немалые площади на дне мировых морей и океанов, а также тысячи квадратных километров на суше. Базальт в основном образуется из мелких зерен плагиоклаза, магнетита и других природных минералов. Распространена эта порода на всех материках нашей планеты. Встречаются базальтовые месторождения в основном в горной местности. Цветовая гамма базальтов колеблется от серого, иногда с зеленым оттенком, до почти черного цвета. Минеральный состав камня из разных месторождений может значительно отличаться друг от друга. В каждой из стран добывают разные виды базальтов, которые используются в различных сферах нашей жизни. Базальт является продуктом кристаллизации основной базальтовой магмы, которая поднимается на самый верх из недр земли по глубоким разломам и кратерам вулканов. Месторождение базальтового минерала, значительно влияет на состояние его поверхности. Пузыристая поверхность образовывается в процессе остывания лавы, через эти отверстия выходит пар и газ. В пустотах откладываются разные минералы: медь, кальций и цеолит. Эта крепкая порода используется в строительстве, и она также есть сырьем для литья, которое называется каменным. Минерал используется, как кислотоупорный материал в химической и других видах промышленности разных стран мира - для изготовления специальной арматуры и труб, которые не будут подвержены кислотному воздействию и разрушению агрессивными реагентами. Существуют различные виды этой горной породы. В зависимости от твердости и прочности используются они в разных сферах нашей жизни. Щебень из базальта добавляют в бетон, засыпают им железнодорожное полотно, используют при прокладке асфальта. Растертый в порошок минерал добавляют в армированные изделия, из которых возводятся конструкции, устойчивые при землетрясениях. Незаменима эта горная порода, как утеплитель при постройке домов. Так как это природный материал, то и стены построек будут дышать при эксплуатации. Используют базальт для украшения фасадов и зданий внутри так же, как и мрамор. Делают из него колоны, арки, облицовывают стены зданий внутри и снаружи. Для отделки полов и каминов изготавливают керамическую плитку, полученную с помощью литья из базальтовых пород. Из минерала можно получить крепкую и упругую нить, из нее делают одежду, которая очень прочная и не горит, теннисные ракетки. Используют базальт также для изготовления специального картона, который обладает устойчивостью к высоким температурам и способен не воспламеняться даже при температуре до тысячи градусов. Базальт используют в разных отраслях и сферах. Достоинства натурального минерала. Имеет много преимуществ, наиболее значимые:
Серый базальтовый минерал, промышляют на рудниковых источниках и в карьерах. Добычей базальта, занимаются компании, связанные с горнодобывающими отраслями. Минерал, после изъятия отправляют партиями на заводы изготовители, которые будут производить разнообразную продукцию:История названия
Классификации
Петрохимическая классификация
2(Mg,Fe)SiO3 -> (Mg,Fe)2SiO4 + SiO2 (ортопироксен = оливин + кремнезем)
NaAlSi3O8-> NaAlSiO4 + SiO2 (альбит = нефелин + кремнезем)Геодинамическая классификация
Состав и строение
Распространенность
Происхождение
Аналоги
Изменения
Метаморфизм
Метаморфические породы имеющие состав близкий к базальтам называются метабазитами.Применение базальта
Как образуются базальтовые залежи этих ценных пород
Где используется базальт
Применение базальта
Каталог Минералов