سنگ بازالت چیست؟

به احتمال زیاد بسیاری از شما در دوران مدرسه و تحصیل به واسطه رشته تحصیلی خود و یا در محیط‌های کاری ساختمانی نام سنگ بازالت را شنیده باشید و این سؤال در ذهن شما شکل گرفته باشد که بازالت از چه نوع سنگی است و چه ویژگی‌ها و خصوصیاتی دارد و یا اینکه کاربرد بازالت در صنایع ساختمانی و سایر صنایع چیست. این سنگ یکی از فراوان‌ترین انواع سنگ در روی کره زمین می‌باشد و به دلیل همین فراوانی، انسان در صنایع مختلف از جمله صنایع ساختمانی از این سنگ بسیار استفاده می‌کند. همین کاربرد فراوان این نوع سنگ ما را بر آن داشت که با بررسی خصوصیات و ویژگی‌های آن، شما را با این سنگ آشنا نماییم.

 

انواع سنگ بازالت

کوپ سنگ بازالت

 

این سنگ که بعد از گرانیت بر روی زمین یکی از فراوان‌ترین سنگ‌های موجود می‌باشد دارای انواع مختلفی است. برخی از بازالت دارای ساختار کاملاً شیشه‌ای (تاکیلیت) هستند و بسیاری از آن‌ها ساختاری ریزدانه و جمع و جور دارند. شکل معمول سنگ بازالت به این صورت است که ساختار پورفیریتی با کریستال‌های بزرگ‌تر (فنوکریست) الیوین، اوژیت یا فلدسپات در یک ماتریس کاملاً بلوری (توده زمین) به نمایش بگذارند. کانی‌های الیوین و اوگیت متداول‌ترین مواد معدنی پورفیری در بازالت‌ها هستند. به غیر از این دو کانی فلدسپات‌های پلاژیوکلاز پورفیری نیز در ساختار بازالت‌ها یافت می‌شود. گدازه‌های بازالت اغلب به صورت اسفنجی یا پوکه‌ای هستند. حفره‌های ایجاد شده در اثر خروج گاز و بخار مواد گدازه با مواد معدنی ثانویه مانند کلسیت، کلریت و زئولیت پر شده است.

انواع سنگ بازالت

این سنگ که بعد از گرانیت بر روی زمین یکی از فراوان‌ترین سنگ‌های موجود می‌باشد دارای انواع مختلفی است. برخی از بازالت دارای ساختار کاملاً شیشه‌ای (تاکیلیت) هستند و بسیاری از آن‌ها ساختاری ریزدانه و جمع و جور دارند. شکل معمول سنگ بازالت به این صورت است که ساختار پورفیریتی با کریستال‌های بزرگ‌تر (فنوکریست) الیوین، اوژیت یا فلدسپات در یک ماتریس کاملاً بلوری (توده زمین) به نمایش بگذارند. کانی‌های الیوین و اوگیت متداول‌ترین مواد معدنی پورفیری در بازالت‌ها هستند. به غیر از این دو کانی فلدسپات‌های پلاژیوکلاز پورفیری نیز در ساختار بازالت‌ها یافت می‌شود. گدازه‌های بازالت اغلب به صورت اسفنجی یا پوکه‌ای هستند. حفره‌های ایجاد شده در اثر خروج گاز و بخار مواد گدازه با مواد معدنی ثانویه مانند کلسیت، کلریت و زئولیت پر شده است.

بازالت‌ها به طور کلی بر اساس خواص شیمیایی و سنگ نگاری به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: بازالت‌های تولییتی و بازالت‌های قلیایی.

گدازه‌های بازالتی تولییتی با پلاژیوکلاز کلسیک با اوژیت، کبوتریت یا هایپراستن و اولیوین به عنوان مواد معدنی غالب مافیک مشخص می‌شوند. بازالت‌های بدون اولیوین نیز به خوبی نشان داده شده‌اند. بازالت‌های تولیت که حاوی 45 تا 63 درصد سیلیس هستند‌، غنی از آهن هستند و شامل تولییت‌ها (بازالت‌هایی با پیروکسن فقیر کلسیم) هستند. آن‌ها در میان گدازه‌های کمربند کوه غالب هستند.

بازالت قلیایی نسبتاً غنی از فلزات قلیایی است. این نوع از سنگ بازالت از سیلیس اشباع نشده است و ممکن است حاوی فلدسپاتوئیدها، فلدسپات قلیایی، فلوگوپیت و کایرسوتیت باشد. آگوست در بازالت‌های قلیایی اوژیت غنی شده با تیتانیوم است و پیروکسن‌های کم کلسیم هرگز وجود ندارند. در برخی موارد سنگ‌های بازالتی بر اساس میزان تیتانیوم به دو دسته تیتانیوم بالا و تیتانیوم پایین تقسیم‌بندی می‌شوند.

ویژگی کانی بازالت با میزان پلاژیوکلاز فلدسپات و پیروکسن مشخص می‌شود. اولیوین همچنین می‌تواند یک ترکیب تعیین کننده و مهم باشد. مواد معدنی جانبی موجود در سنگ بازالت در مقادیر نسبتاً جزئی شامل اکسیدهای آهن و اکسیدهای آهن-تیتانیوم ، مانند مگنتیت، اولواسپینل و ایلمنیت است. به دلیل وجود چنین مواد معدنی اکسیدی، بازالت با خنک شدن می‌تواند خصوصیات و ویژگی‌های مغناطیسی قوی به دست آورد. در بازالت تولییتی، پیروکسن (اوگیت و ارتوپیروکسن یا کبوتر) و پلاژیوکلاز از کلسیم که  از مواد معدنی رایج در فینوکریست است، غنی هستند. اولیوین همچنین ممکن است یک فنوکریست باشد.

بازالت‌های قلیایی به طور معمول دارای مجموعه‌های معدنی هستند که فاقد ارتوپیروکسن بوده با این تفاوت که حاوی الیوین هستند. ترکیبات فنوکریست‌های فلدسپات معمولاً از نوع لابادوریت تا آندزین هستند. آگویت در مقایسه با اوژیت در بازالت تولییتی غنی از تیتانیوم است. بازالت از دمای مایع و جامد بالایی برخوردار است.  مقادیر دمای مایع برای بازالت در سطح زمین مساوی یا بیشتر از 1200 درجه سانتیگراد و دمای جامد مساوی یا کمتر از 1000 درجه سانتیگراد است که این مقادیر بالاتر از سایر سنگ‌های آذرین معمولی است.

اکثر بازالت‌های تولییتی تقریباً در عمق 50 تا 100 کیلومتری گوشته تشکیل می‌شوند. بسیاری از بازالت‌های قلیایی ممکن است در اعماق بیشتر، شاید تا عمق 150 تا 200 کیلومتری گوشته تشکیل شوند. متخصصان در مورد منشأ سنگ بازالت با آلومینای بالا همچنان اختلاف نظر دارند، که این اختلاف نظر بیشتر در مورد این موضوع است این نوع از بازالت ماده مذاب اولیه است که سرد شده و تبدیل به سنگ شده است یا از طریق تقسیم از انواع دیگر بازالت شکل گرفته است.

یکی دیگر از خصوصیات و ویژگی‌های سنگ بازالت جذب دی‌اکسید کربن می‌باشد.  تحقیقات آزمایشگاهی و میدانی در ساختار بازالتی رود کلمبیا در آمریکا نشان داده ‌است که دی‌اکسید کربن تزریق شده در سنگ بازالت با مواد معدنی موجود در توده سنگ ترکیب شده و ترکیبات کربناتی مانند آنکریت ایجاد می‌شود و به این ترتیب از انتشار گاز دی‌اکسید کربن در جو (که یکی از گازهای گلخانه‌ای می‌باشد) جلوگیری به عمل می‌آورد.

کاربردهای سنگ بازالت

یکی از مهم‌ترین کاربردهای بازالت، استفاده از آن در تولید الیاف بازالت می‌باشد. بازالت یک ماده خنثی، طبیعی ماحصل سنگ‌های آذرین بیرونی است که عمده‌ترین حالت صخره‌ای در پوسته زمین را به خـود اختصاص داده است. از مشخصه‌های مواد دارای ترکیبات بازالت این است که این مواد بطور کامل با محیط زیست سازگار بوده و موادی کاملاً غیر سمی می‌باشند. به همین دلیل از بازالت برای تولید الیاف بازالتی استفاده می‌کنند.

از خصوصیات و ویژگی‌های الیاف بازالت ثبات شیمیایی بالای آن به نسبت الیاف شیشه به خصوص در محیط‌های بازی قوی می‌باشد. این الیاف غیر سمی، غیر قابل احتراق و مقاوم در برابر دماهای بالا هستند. یکی دیگر از خصوصیات این الیاف پایداری حرارتی نسبتاً بالا می‌باشد که به همین خاطر توانایی ایزولاسیون حرارتی بازالت معادل سه برابر پنبه نسوز می‌باشد که به همین دلیل و به علت خواص ایزولاسیون عالی از این الیاف برای حفاظت از حریق در شناورها، استفاده می‌شود. همچنین طبق بررسی‌ها و مطالعات انجام شده در حوزه الیاف مورد استفاده در صنایع دریایی این نتیجه حاصل شده است که الیاف بازالت دارای خـواص مکانیکی قابـل مقایسه و حتی بهتر از الیاف شیشه نوع E می‌باشد و به همین امر این الیاف گزینه مناسبی برای استفاده در شناورها می‌باشند.

همین خصوصیات حفاظتی بسیار خوب الیاف بازالت باعث شده است که از این الیاف در صنایع کشتی‌سازی و قایق‌سازی به عنوان یک جایگزین مناسب و مقرون به صرفه نسبت به الیاف شیشه برای ساخت و تولید شناورهای ارزان قیمت و ایمن برای کارکنان و کارگران استفاده شود. از سایر خواص الیاف ساخته شده از سنگ بازالت می‌توان به این موارد اشاره کرد:

  • عدم ایجاد تغییرات فیزیکی و شیمیایی در الیاف بازالت در محیط‌های قلیایی. اما نکته مهم این است که استفاده از مصالح سنگی و سیمان باعث بروز تغییرات در این الیاف شده و باعث ایجاد نقطه ضعف در محل اتصال مصالح و سیمان می‌شود.
  • در صورت اضافه کردن الیاف بازالت به سیمان خالص، مقاومت فشاری آن افزایش پیدا خواهد کرد. این میزان از افزایش مقاومت فشاری با افزایش طول الیاف رابطه مستقیم دارد و در صورت افزایش طول الیاف مقاومت فشاری سیمان نیز افزایش پیدا می‌کند. این افزایش مقاومت فشاری نتیجه ایجاد محیط همگن در ملات سیمان توسط الیاف بازالت می‌باشد.
  • در صورتی از الیاف بازالت با طول 12 میلیمتر که از بزرگترین سنگدانه بتن کوچکتر است استفاده شود شاهد افزایش مقاومت خمشی بتن خواهیم بود. در این حالت الیاف بازالت به عنوان یک گل رابط بین سنگدانه‌ها عمل می‌کند که آسیب‌دیدگی کمتری دارند. در صورت استفاده از الیاف بازالت مقاومت خمشی بتن نسبت به نمونه بدون الیاف در حدود 20 درصد افزایش پیدا می‌کند.

از سنگ بازالت به صورت فرآوری شده استفاده می‌شود که به دلیل تنوع رنگی که در آن وجود دارد آن را به گزینه مناسبی برای استفاده در پوشاندن کف خیابان‌ها، پیاده‌روها و نمای ساختمان‌ها تبدیل کرده است. از دیگر کاربردهای سنگ بازالت می‌توان به استفاده از آن به عنوان مواد اولیه ساخت صفحه‌های کامپوزیتی و جذب دی اکسید کربن، تهیه لنت ترمز، ساخت تانک‌های گاز، پروفیل‌های ساختمانی، تیرهای برق، بدنه اتومبیل و تجهیزات ورزشی نیز اشاره کرد.

سنگ بازالت که یکی از سنگ‌های فراوان در کره زمین می‌باشد در اثر سرد شدن گدازه‌های خارج شده از دهانه‌های آتشفشانی به وجود می‌آید و از این رو بعد از گرانیت، لقب فراوان‌ترین سنگ روی کره زمین را به خود اختصاص داده است. همین فراوانی زیاد این نوع سنگ در کره زمین و خصوصیات و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن باعث شده است که گستره کاربرد وسیعی در صنایع مختلف برای سنگ بازالت وجود داشته باشد. از صنایع ساختمانی گرفته تا صنایع کشتی‌یازی و اتومبیل، صنایع ساخت تجهیزات ورزشی و صفحات کامپوزیتی تعدادی از صنایعی هستند که از بازالت برای تولید محصولات خود استفاده می‌کنند.

سنگ بازالت چیست؟

سنگ بازالت یک سنگ سخت، سیاه و دانه‌ریز آتش‌فشانی است که بعد از گرانیت فراوان‌ترین نوع سنگ آذرین بر روی کره زمین می‌باشد. از آنجایی که این سنگ از بقایا و بازمانده فعالیت‌های آتش‌فشانی بر روی کره زمین می‌باشد به فراوانی و وفور در ایران و سایر نقاط کره زمین یافت می‌شود.

سنگ بازالت چه کاربردی دارد؟

از سنگ بازالت به صورت فرآوری شده استفاده می‌شود که به دلیل تنوع رنگی که در آن وجود دارد آن را به گزینه مناسبی برای استفاده در پوشاندن کف خیابان‌ها، پیاده‌روها و نمای ساختمان‌ها تبدیل کرده است.