Таро 

Где применяется базальт. Происхождение магматической породы базальта

Базальт (с греч. βασικός — основной) – эффузивная магматическая порода основного состава. Базальтовый слой пород выделяют в земной коре, и распространяется как на материковой так и на океанической коре. Базальт является эффузивным аналогом габбро.

Окраска темная: черная, темно-серая. Структура: плотное строение, тонкозернистое. Текстура пористая, миндалекаменная или массивная. Излом неровный. Шероховатый на ощупь. Удельный вес 2,6-3,11 г/см 3 . Твердость по шкале Мооса от 5 до 7. Температура плавления 1100 — 1450ºС. Прочность на сжатие горной породы достигает величины 400 МПа. Форма залегания породы чаще всего: потоки, покровы, купола, дайки. Формы отдельности столбчатая либо плитняковая.

Отличительные признаки . Для базальта характерно плотное, тонкозернистое строение, неровный излом, темная (большей частью черная) окраска, большая плотность.

Состав базальта

Минералогический состав базальта. Без микроскопа трудно определить состав. Под микроскопом наблюдается состав, аналогичный составу габбро. Базальт слагают оливин, авгит и полевой шпат (плагиоклаз).

Химический состав . SiO 2 45-52%, Al 2 O 3 15-18%, Fe 3 O 4 8-15%, CaO 6-12%, MgO 5-7% и др.

Разновидности и фото базальта

  1. Трапп – базальт с пластовой отдельностью.
  2. Долерит – крупнозернистый базальт.


Происхождение базальтов

Образование базальтов происходит при излиянии и застывании лавы основного состава (содержание SiO 2 45-52%), как на поверхности континентов, так и в глубинах океанов. Базальты являются самой распространенной магматической горной породой на планете, основная масса которых образуется именно в океанах, в срединно-океанических хребтах, формируя основание океанических тектонических плит (океаническую земную кору).

Базальты практически не подвергаются каким либо вторичным процессам после образования, являясь типичной кайнотипной вулканической породой. При гидротермальных процессах оливин замещается серпентином, а плагиоклаз серицитом, порода хлоритизируется и приобретает зеленоватый оттенок. Такие изменения характерны в основном для базальтов, образовавшихся в срединно-океанических хребтах.

В результате метаморфизма, в зависимости от условий базальты переходят в амфиболиты, зеленые и голубые сланцы.

Применение базальта

Базальт используется в качестве строительного, облицовочного, кислотоупорного материала, а также в качестве сырья для каменного литья. Добавление базальтовой фибры (стружки) повышает ударно-прочностные характеристики бетонных изделий в 5 раз.

Применяют породу для изготовления широко применяемого теплоизоляционного материала — каменной ваты или, как ее еще называют, базальтового волокна. Для изготовления базальтовой ваты базальтовую щебенку возвращают до состояния жидкой лавы — плавят, и при помощи несложного механизма преобразовывают жидкий базальт в тонкие нити, которые и слагают каменную вату.

Месторождения базальтов

Базальты по распространению преобладают среди всех вулканических пород. В России базальт встречается на Камчатке, на Алтае (Синюхинское), в Забайкалье (Ангаро-Илимское, Зандинское), Хабаровском крае (Холдаминское, Марусинское).

Есть крупные месторождения в Армении (Джермукское, Мозское и Когбекское), на Украине (Иванчинское, Ивано-Долинское, Берестовецкое), Эфиопии, Индии (Джаканское плоскогорье).

Базальт является основной эффузивной горной породой нормального ряда, а также наиболее распространённой из всех кайнотипных пород. Базальт достаточно легко можно узнать по внешнему виду. Его окраска может быть черной, тёмно-серой, при выветривании эти камни становятся коричневого или зеленого цвета. Базальт имеет минеральный состав. Самым распространенным акцессорным минералом является апатит.

Название этого камня происходит от эфиопского слова «базал», которое можно перевести как «кипячёный». Такое название этому камню было дано за то, что он образуется в раскаленных вулканических жерлах, температура там может достигать нескольких тысяч градусов.

Камень базальт отличается повышенной твердостью , имеет большую плотность. В составе базальта преобладают кальциевый полевой шпат и его разновидности. Встречаются также примеси оливина.

Изначально базальты было принято относить в одну группу вместе со многими другими сходными породами, но затем их начали выделять отдельно. Для базальтовых потоков характерна столбчатая отдельность, а морские базальты часто имеют подушечную отдельность. Многие базальты целиком состоят из таких мелких минеральных зерен, что диагностировать их можно только под микроскопом. Базальты имеют обычно плотную, пористую структуру, кристаллы невозможно разглядеть без микроскопа.

Иногда к базальтам до сих пор применяют старинное шведское название «трапп».

Месторождения базальта

Являются самыми распространёнными магматическими породами на поверхности Земли и других планет. Наибольшее их количество образуется в срединно-океанических хребтах. Они формируют океаническую кору. также образует обширные базальтовые плато. Добываются эти минералы открытым способом в карьерах. Базальты являются основными магматическими горными породами на территории СНГ. Известно более 200 месторождений базальтовых пород, из которых эксплуатируются более 50 месторождений.

Образование этих минералов происходит при застывании базальтовой магмы, которая изливается на земную поверхность, причем, речь здесь идет также и о дне океана. Базальты очень легко изменяются гидротермальными процессами. При этом они приобретают зеленоватый или синеватый цвет. Интенсивнее всего изменяются те базальты, которые образуются на дне морей. Причиной этого становится их активное взаимодействие с морской водой, что приводит к кардинальному изменению их состава.

Основные месторождения данного минерала расположены в Индии, США, Италии. На территории нашей страны базальты активно добываются на Курильских островах и на Камчатке. Также добываются эти камни на Алтае, на территории Украины, в Исландии, Ирландии и Шотландии. Добываются базальты в Северной и Средней Азии. Гавайские острова в США представляют собой большой базальтовый остров.

Применение базальта

Базальты наибольший интерес представляют в качестве сырья. В настоящее время этот камень широко применяется в строительстве, потому что базальт достаточно устойчив к атмосферному воздействию. Его можно применять для наружной отделки зданий. Из него также часто изготавливают скульптуры, которые предназначены для установки вне помещения.

Базальт является химически стойким и высокопрочным . Однако использование базальтов в качестве природного каменного материала ограничено. Эти минералы, хотя и отличаются твердостью, но они легко раскалываются и хорошо полируются. Различаются технические качества базальтов в зависимости от того места, где их добывают, а могут они различаться даже в пределах одного месторождения.

Не все базальты одинаково пригодны для использования в строительстве . Это зависит от степени их зернистости, характера отдельностей и степени выветривания. Самыми лучшими в этом отношении считаются тонко- и среднезернистые разновидности базальта. А вот крупнозернистые разновидности не так хороши, т.к. они легче подвергаются выветриванию.

Базальтовую крошку и пыль используют для производства антикоррозийных покрытий. Такие покрытия отличаются высокой устойчивостью к воздействиям щелочей, кислот и других сред. Они являются теплоизоляционными, огнестойкими и звуконепроницаемыми.

К недостаткам данного минерала можно отнести его малую степень огнеупорности. К тому же, мостовые, вымощенные базальтом, со временем приобретают слишком гладкую поверхность. Однако низкая огнеупорность базальта делает его незаменимым для использования в такой отрасли промышленности, как каменное литье. расплавляют с последующим распылением, что позволяет получать из него базальтовое волокно. Это волокно представляет собой отличный тепло- и звукоизолирующий материал. Чтобы расплавить базальт, его необходимо предварительно мелко раздробить до образования базальтовой крошки.

Базальтовые строительные материалы имеют хорошие эксплуатационные характеристики, благодаря которым их широко используют в строительстве. Базальт способен выдерживать температуру свыше 1500 градусов по Цельсию. Поэтому его часто используют в качестве противопожарной защиты. Он устойчив к воздействию щелочей и кислот, а также к истиранию. Базальт прочен и долговечен, он поглощает шум и обладает теплоизоляционными свойствами. Еще одним важным качеством такого материала является его экологичность, что тоже очень важно при строительстве.

Широко используется на открытом воздухе. Его используют в облицовке зданий, оформлении мостов, фонтанов, подземных переходов и фасадов. При этом стоит базальт совсем недорого, что способствует его популярности. Базальтовые столбы применяются в портовых сооружениях. Базальт используется в виде щебня и брусчатки в дорожном строительстве. Базальт также используют в качестве наполнителя для бетона. Базальт является одним из наиболее долговечных строительных камней. Люди применяют его в строительстве с глубокой древности. Так, из него изготовлены многочисленные архитектурные памятники. Красная площадь в Москве вымощена базальтом .

Лечебные свойства базальта

По мнению современных литотерапевтов, базальты обладают некоторыми лечебными свойствами . Принято считать, что данный минерал объединяет в себе все четыре стихии. А особенно хорошо эти камни подходят для применения в стоун-терапии. Этот способ лечения был известен с древних времен на Востоке. А в нашей стране практиковать его начали сравнительно недавно, но данный вид терапии пользуется у нас теперь достаточно большой популярностью и предлагается многими массажными салонами. Стоун-терапия не только помогает хорошо расслабиться, она также способствует усилению иммунной системы организма. Эта методика основана на применении камней, основным из которых является базальт. Лучше всего для данной процедуры использовать тёмно-серые и чёрные породы. Рекомендуется использовать базальты, которые содержат олеин.

Базальт обладает способностью долго держать в себе тепло . Поэтому в термическом плане он оказывает максимальное воздействие на организм человека.

Магические свойства базальта

Магические свойства базальта до сих пор исследованы недостаточно . Поэтому пока не существует единой практики их применения в этой сфере. Считается, что этот минерал обладает мужской энергией Янь, поэтому его чаще всего принято использовать не как самостоятельный минерал, а в комплексе с другими камнями.

Среди базальтовых горных пород по минеральным и химическим особенностям выделяют три серии.

1. Толеитовая серия(пижонитовые базальты). Они имеют следующие особенности:

а) повышенное содержание SiO 2 до 50 мас. %;

б) присутствие пижонита (разновидность диопсид-авгита с низким содержанием CаO);

в) в основной массе присутствуют либо кварц-полевошпатовые микрографические срастания, либо стекло кислого состава;

г) часто во вкрапленниках присутствует оливин, правда в меньших количествах, чем в оливиновых базальтах;

Базальтовая магма такого типа, если не поступает на поверхность, дифференцируется следующим образом: базальт → андезит → риолит.

2. Оливиновые базальты щелочной серии(гиперстеновые базальты). Особенности этих базальтов следующие:

а) недосыщенность SiO 2 (около 45 мас. %);

б) вкрапленники оливина составляют до 40 %;

в) в основной массе могут присутствовать фельдшпатоиды 11 , щелочной полевой шпат 12 , цеолиты;

Базальтовая магма такого типа при процессах дифференциации на глубине дает следующий ряд пород: базальт → щелочной трахит → фонолит.

3. Базальты известково-щелочной серии(глиноземистые базальты). Особенности этих базальтов следующие:

а) высокое содержание Al 2 O 3 (> 16,5 мас. %), тогда как в остальных сериях содержание глинозема изменяется от 8 до 16 мас. %;

в) минеральный состав также промежуточный между 1 и 2 сериями. В основной массе может быть как кварц, так и нефелин, в зависимости от того, к какой серии они ближе.

Базальтовая магма такого типа, если не поступает на поверхность, дифференцируется следующим образом: базальт → трахиандезит → трахит.

Текстуры и структуры базальтов

Наиболее распространенными текстурами базальтов являются флюидальная, пузыристая и миндалекаменная. Структура базальтов в целом порфировая или афировая.

Структуры основной массы делятся на две группы.

1. Полнокристаллические:

а) диабазовая (аналог офитовой структуры в габбро – резкий идиоморфизм микролитов плагиоклаза относительно цветного ксеноморфного минерала) (см. рис. 12, б );

б) долеритовая (идиоморфизм плагиоклаза по отношению к темноцветным минералам, которые образуют скопления мелких зерен между микролитами плагиоклаза; зерна темноцветных минералов – изометричные).

2. Полукристаллические структуры классифицируются по количественному соотношению микролитов и вулканического стекла:

а) интерсертальная (микролитов 75 %, вулканического стекла 25 %) (см. рис. 14, а );

б) гиалопилитовая (соотношение стекла и микролитов 1:1);

в) витрофировая (25 % микролитов и 75 % стекла).

Наиболее распространены полнокристаллические (интерсертальные) структуры, т. к. процесс отвердевания базальтовых магм длится довольно долго.

Измененные базальты (метабазальты)

Вулканические породы со времени их образования подвергаются изменению, происходит так называемый процесс «старения» пород. В общем случае он бывает двух типов.

1. Зеленокаменное перерождение– характерно для вулканических пород подвижных геосинклинально-складчатых зон. В ходе этого процесса основной плагиоклаз замещается агрегатом соссюрита (эпидот + альбит, хлорит и др.) либо чистым альбитом и эпидотом. Цветные силикаты замещаются: оливин – серпентином, тальком, иддингситом; клинопироксен – актинолитом, хлоритом; ромбический пироксен – серпентином, хлоритом. Стекло замещается хлоритом и минералами группы эпидота 13 . В результате таких изменений метабазальты состоят из альбита, минералов группы эпидота, хлорита, актинолита и лейкоксена 14 . Породы приобретают зеленоватую окраску. Порфировая текстура обычно сохраняется, но распознать структуру основной массы обычно трудно. Поэтому при характеристике структур измененных базальтов прибавляют слово «реликтовая». Породы называют метадолеритами или метабазальтами.

2. Краснокаменное перерождениесвойственно спокойным тектоническим обстановкам платформ, а также характерно для островного вулканизма. Среди вторичных минералов широко развит кальцит – он замещает как плагиоклаз, так и цветные минералы. Благодаря развитию минералов группы эпидота и хлорита, имеющих зеленый цвет, и дисперсного гематита красного цвета, порода приобретает бордово-фиолетовую окраску.

Среди лавовых потоков основного состава, формирующихся в подводных условиях, наряду с лавами массивного строения нередко встречаются и так называемые пиллоу-лавы, или шаровые (подушечные) лавы. Метаморфически измененные лавы называются спилитами. Для них характерны резкое преобладаниеNaнад К и спилитовая структура. Они слагают самостоятельные тела или располагаются в верхней части лавовых потоков (над массивными лавами).

Визуально базальты трудно отличить от эффузивов среднего состава. При их макроскопическом определении приходится руковод-ствоваться общим цветом и вещественным составом вкрапленников, а также химическим составом.

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.

Базальт – сын лавы и пепла. Так поэтично представляют горную породу вулканического происхождения. Ее название родом из Эфиопии. Там «базальт» означает «кипяченый». Камень образуется при быстром застывании магмы, поэтому его структура мелкозернистая.

Состоит же базальт, в основном, состоит из двух минералов – пироксена и плагиоклаза. Эти же минералы, а сними и базальт, встречаются не только на Земле. Горная порода зафиксирована учеными на Венере, Луне и Марсе.

Физические и химические свойства базальта

Базальт тяжел, тяжелее даже , но и прочнее его. При этом, гранит не пластичен. Базальт же может сильно растягиваться, о его гибкости сложены легенды. «Чуткий» камень используют даже для создания новейших акустических установок. Такие системы улавливают малейшие колебания звуковых волн.

Базальт не только гибок, но и упруг. На породу не оказывают влияния перепады температур. Плавится базальт при 1 100 – 1 200 градусах Цельсия. Встречаются вариации породы, температура плавления которых достигает 1450 градусов. Не берут камень и сильные химические реагенты. Базальт устойчив ко всем кислотам и щелочам.

Базальт нередко имеет пузыристую структуры. Из быстро застывающей лавы на границе с жерлом вулкана выходят газы и пары. Полости которые они проделывают в извергаемой массе не успевают затянуться до кристаллизации лавы.

Месторождения базальта

Месторождения базальтов слагаются из траппов. В геологии так обозначают структуры, внешне напоминающие лестницу. Ее ступени – столбы и породы. Такими траппами занято 150 000 квадратных километров в бассейнах рек Енисей и Лена. В Восточной Сибири разрабатывается Ангаро-Ильимское месторождение. Там добывают серый базальт .

Из стран ближнего зарубежья богаты базальтом Армения и Украина. Есть порода и в Эфиопии. Не зря ведь камень назван словом из языка этой страны. Разрабатываются залежи породы в Северной Америке, Австралии, Исландии, Гренландии, Тасмании и Бразилии. Наиболее богата из зарубежных стран базальтом Индия. Там камень добывают на Джаканском плоскогорье.

Окраска и цвет базальта

Цвет породы темный. Камень всегда черный или темно-серый. Возможен зеленоватый отлив. Темную краску вносит вулканическое стекло. Так геологи называют застывшую лаву. Она имеет черный цвет и стеклянную поверхность. Плагиоклазы, или полевые , чаще серы, хотя бывают разных оттенков. Титаномагнетит темный, на границе с черным.

Светлый базальт в природе не встречается. Зато такая краска есть в автомобильной промышленности. Светлый базальт – официальный цвет модели «Renault Duster». Всего, этот кроссовер выпускается в 8-ми оттенках.

Применение базальта

В продолжение разговора о гибкости базальта , стоит заметить о лыжах, сноубордах, ракетках для тенниса и базальтовой ткани. Порода настолько гибка, что позволяет сделать из нее настоящую материю, тонкую, легкую, крепкую. Кстати, крепость базальтовой ткани просто поражает. Не сравнится даже джинса.

Если скейты из базальта – инновация, то дома – уже традиция. В строительстве камень чаще всего используют в качестве наполнителя. Им, к примеру, прокладывают стены. Базальтовый утеплитель плотный, негорючий, хорошо отводит конденсат, то есть дышит. На базальт цена выше, нежели на большинство других утеплителей. Тем не менее, вулканическая порода остается самой продаваемой в качестве прокладки для строительства, что говорит о преимуществах материала.


Щебень из базальта идет на железнодорожный балласт, асфальт, кладется в основание дорог, добавляется в бетон. Используют камень и в декоративных целях. При отделке часто пользуются базальтовой плиткой для пола. Базальт керамика имеет те же свойства, что и камень, то есть, она очень прочная.

Для покрытия пола, подвергающегося максимальным нагрузкам, это определяющий показатель. Но, ложка дегтя в бочке меда – склонность камня к полировке. К примеру, мостовые из базальта через годы становятся настолько гладкими, что зимой и даже летом на них частенько подскальзываются.

Базальтовыми плитами облицовывают стены, памятники, камины. Базальт дороже известняка, но в местностях, где вулканической породы «куры не клюют» ее используют вместо при закладке фундаментов зданий. Из темной породы вытачивают колонны, лестницы.

Базальт часто используют для выкладки бассейнов и прочих водных объектов. Однако, в строительстве применяют не все виды базальта . Крупнозернистый камень быстро выветривается и сложен в обработке. От него, как правило, отказываются.

Базальт обязателен в арматуре для возведения сейсмоустойчивых зданий. Вулканическое волокно делает арматуру максимально прочной и гибкой. Такие детали способны амортизировать и выдерживать колебания в 7-8 баллов.

Нередко хотят базальт купить в виде крошки. Из нее производят антикоррозийные покрытия. Они не только уберегают от изнашивания, но и сберегают тепло, изолируют от шумов, защищают от огня.

Существует и нетрадиционное применение базальта . Литотерапевты считают, что в вулканической породе соединены все стихии – земля, вода, огонь и ветер. Это позволяет камню приводить в гармонии здоровье и душу. Чаще всего базальт используют в . Иными словами, это массаж с помощью камней. Обычно, берут серые образцы породы. При процедурах камень часто нагревают. Базальт хорошо удерживает тепло и не остывает в течении сеанса.