Geologie

Die Basalte sind als die Ergußform der Gabbros anzusehen. Sie treten aber wesentlich häufiger auf als diese. Zusammen mit Andesit und den Vulkaniten des Streckeisen-Feldes 9 (Latitandesit und Latitbasalt) bilden Basalte volumenmäßig die wichtigsten Ergußgesteine auf der Erde.

Klassifikation:
Basalte befinden sich ihrem Chemismus nach im Feld 10 des Q-A-P-F-Diagramms ("Streckeisen-Diagramm") für Vulkanite.

Mineralbestand:
Plagioklas (Labradorit, Bytownit oder selten Anorthit; 90 - 100 % aller Feldspäte), Alkalifeldspat (0 - 10 % aller Feldspäte), Quarz (0 - 5 % des Quarz-Feldspat-Volumens); bei Quarzgehalten von 5 - 20 %: Quarzbasalte; ohne Quarz, mit 0 - 10 % Foiden (meist Nephelin): Foid-führender Basalt. Vorherschendes dunkles Mineral ist meist Pyroxen (überwiegend Augit, aber auch Orthopyroxen). Weiterhin kann Olivin auftreten. Auch tiefbraune Biotite oder schwarze Hornblenden werden beobachtet. Akzessorien: Apatit, Titanomagnetit, Ilmenit.

Merkmale:
In der Regel dicht- bis mittelkörnig, gelegentlich porphyrische Gesteine, dunkelgrau bis schwarz, wenn frisch. Auch schlackige, blasige, strickartige Erstarrungsformen. Hierdurch entstehen Hohlräume im Gestein, die durch Sekundärbildung von Achat, Zeoliten, Schichtsilikaten, Calcit usw.ausgefüllt werden können (Mandelsteine). Als Einsprenglinge treten bevorzugt Olivin (meist serpentinisiert), Augit und selten Plagikolas auf. Basalte mit Glasanteilen sind meist eher dunkler, bräunlich und matt glänzend. Gröbere Varianten sind heller und lassen Feldspäte und Pyroxene der Grundmasse mit bloßen Auge erkennen.
Im Vergleich zu granitischen Schmelzen besitzen Basaltschmelzen eine viel geringere Viskosität. Lavaströme können mehrere Zehner von Kilometer lang werden oder mehrere 100 km² Fläche bedecken. Die Mächtigkeit einzelner Ströme dagegen liegt im Bereich von einigen Zehnern von Metern.

Gliederung:
Bei den basaltischen Gesteinen kann man mindestens zwei Gesteinsstämme unterscheiden. Sie unterscheiden sich u.a. im SiO-Gehalt und auch im Verhältnis Alkalien : SiO₂. Die wichtigsten Basalttypen sind:
• Tholeiitbasalt / Tholeiit:
Melanokrates, dicht- bis mittelkörniges, gelegentlich porphyrisches Gestein von dunkelgrauer bis schwarzer Farbe.
Mineralbestand: Plagioklas (Einsprenglinge mit An 70-95, als Bestandteil der Grundmasse An 50-70), basaltischer Augit (schwarz, eisenreich); als Einsprengling oder Bestandteil der Grundmasse, häufig Pigeonit, seltener Hypersthen, bei Führung von Olivin: Olivintholeiit; Olivin jedoch nur als Einsprengling. Akzessorien: Apatit, Titanomagnetit, Ilmenit, mitunter Opal. Gelegentlich tiefbrauner Biotit oder schwarze basaltische Hornblende als zusätzliche mafische Gemengteile. In der Grundmasse einzelner Basalte ist Glas enthalten, größere modale Glasgehalte sind indessen selten.
Varianten von Tholeiitbasalt: Dolerit (in den USA als Diabas bezeichnet) ist ein mittel- bis fast grobkörniger Basalt, der häufig ophitisches Gefüge aufweist (dabei verschränken sich Leisten von Plagioklas sperrig und schließen in ihren Zwickel Augit ein). Basaltmandelstein, durch entweichendes Gas aus erkaltender Basaltlava entsteht eine blasenreiche Randzone, die zu blasigem Gefüge führt. Solche Blasenhohlräume werden spätvulkanisch sekundär durch Absatz von Calcit oder Chlorit, bisweilen auch durch Opal, Chalcedon oder Achat, nicht selten mit Kristalldrusen von Zeolithen gefüllt.
Vorkommen: Neben ihrer Verbreitung an vielen Stellen der kotinentalen Kruste gibt es besonders ausgedehnte Vorkommen von großer Mächtigkeit im Bereich der Ozeanbecken als Bestandteil der ozeanischen Kruste, häufig in Form von Pillowlava.
• Alkalibasalte und Alkaliolivinbasalte:
Die Alkaliolivinbasalte unterscheiden sich chemisch von den Olivintholeiiten durch einen höheren Gehalt an Alkalien, meistens Na, relativ zu Al und Si. Ihr Chemismus erweist sich als SiO₂-untersättigt.
Es handelt sich um melanokrate, dicht- bis feinkörnige, auch porphyrische Gesteine. Gröberkörnige Varianten werden wie bei den Tholeiiten als Dolerite bezeichnet.
Mineralbestand: Stets Plagioklas (An 50-70) und Foide, geringe Mengen von Kalifeldspat möglich. Dunkle Gemengteile sind Titanaugit, diopsidischer Augit, auch Amphibol. Einsprenglinge bilden Plagioklas, Leucit und Pyroxen, auch Olivin (dann als Basanit bezeichnet). Die Grundmasse enthält mitunter auch geringe Mengen von Glas. Akzessorien: besonders Magnetit und Apatit.
Vorkommen: Das Auftreten der Alkaliolivinbasalte ist neben Tholeiiten charakteristisch für die ozeanischen Inseln. Sie treten jedoch auch innerhalb von kontinentalen, nichtorogenen Regionen auf, so in verschiedenen tektonisch angelegten Grabenzonen (rift valleys), z.B. im Ostafrikanischen Graben, dem oberen Rheingraben etc..

Globale Verbreitung:
• Riftbasalte aus Spaltensystemen der mittelozeanischen Rücken (Mid-ocean-ridge-basalt / MORB). Als Ozeanbodenbasalt (Ocean-floor Basalt / OFB) nimmt er große Teile der ozeanischen Kruste ein. Diese olivintholeiitischen Basalte zeichnen sich durch sehr niedrigen Kalium-Gehalt aus. Auch sind sie besonders arm an sogenannten inkompatiblen Spurenelementen Barium, Strontium, Phosphor, Uran, Thorium und Zirconium.
• Alkalibasalte der ozeanischen Inseln (Ocean-island-alkaline-basalt / OIA-Basalt). Sie treten zusammen mit untergeordneten Mengen von Tholeiit (Ocean-island-tholeiit / OIT) auf. Ihre Austrittsstellen befinden sich innerhalb der ozeanischen Platten. Sie besitzen eine breite Streuung zwischen tholeiitbasaltischer bis zu stark alkalibetonter Zusammensetzung mit Übergängen zu Nephelinit aus dem letzten Stadium der Lavaförderungen. Die Basalte von Hawaii sin ein besonders gut untersuchtes Vorkommen.
• Kontinentale Plateaubasalte (Continental-flood-basalts) treten als mächtige Deckenergüsse innerhalb stabiler Kontinentalregionen auf. Sie werden von nur geringen Mengen Alkalibasalt begleitet. Alkalibasalte und Plateaubasalte sind reicher an Kalium und den oben genannten inkompatiblen Spurenelementen als Riftbasalte.
• Inselbogentholeiite (Island-arc-tholeiite / IAT) der Inselbögen und orogenen Kontinentalrändern sind tholeiitisch bis kalkalkalibetont. Die IA-Tholeiite sind relativ reich an Kalium, jedoch haben sie geringere Magnesium- und Calcium-Werte verglichen mit den Ozeanbodentholeiiten.