Basalto

O basalto se forma pela fusão parcial do peridotito do manto. Predominam dois mecanismos. A fusão por descompressão ocorre onde a litosfera se afina ou se eleva, reduzindo a pressão sobre o manto abaixo; é ela que impulsiona o vulcanismo nas dorsais meso-oceânicas, nos pontos quentes e nos riftes continentais. A fusão por adição de fluidos (flux melting) ocorre onde a água liberada por uma placa em subducção reduz o solidus da cunha mantélica sobrejacente, alimentando os arcos vulcânicos.

O fundido produzido nos dois casos é máfico: rico em ferro e magnésio e pobre em sílica em relação às rochas félsicas. Ele entra em erupção a cerca de 1.100–1.250 °C. A lava basáltica é mais quente e, em geral, menos viscosa do que a lava rica em sílica, de modo que costuma formar derrames fluidos, e não domos íngremes. Alguns derrames de basalto percorrem longas distâncias, mas o alcance de um derrame depende da taxa de erupção, da declividade, do suprimento de lava, do resfriamento e de a lava estar canalizada ou isolada em tubos de lava.

Quatro contextos tectônicos produzem a maior parte do basalto da Terra:

• Dorsais meso-oceânicas. Nos limites divergentes entre placas, o manto sobe e sofre fusão parcial por descompressão. O magma basáltico resultante constrói crosta oceânica nova ao longo do sistema global de dorsais meso-oceânicas, que se estende por quase 65.000 km.

• Ilhas oceânicas e pontos quentes. Plumas mantélicas ou outras ascensões do manto no interior das placas podem alimentar vulcões basálticos longe dos limites de placa. O Havaí é o exemplo clássico; a Islândia é um caso incomum, porque o vulcanismo de ponto quente se sobrepõe à Dorsal Meso-Atlântica.

• Zonas de subducção. A água e outros voláteis liberados por uma placa que mergulha ajudam a desencadear a fusão na cunha mantélica acima dela. Os magmas resultantes podem começar basálticos, mas costumam evoluir para andesito e outras composições nos arcos vulcânicos.

• Riftes continentais e províncias de basaltos de inundação. Onde os continentes se estiram ou onde se produzem volumes excepcionalmente grandes de fusão do manto, o basalto pode entrar em erupção por longas fissuras e construir imensos platôs de lava. Os Trapps do Decã, os Trapps da Sibéria, o Grupo Basáltico do Rio Columbia e a Província Magmática do Atlântico Central são exemplos importantes.

Um basalto típico é um agregado de cristais entrelaçados de feldspato plagioclásio (em geral labradorita, An₅₀–An₇₀), clinopiroxênio (augita) e uma fase de óxido de Fe–Ti. Olivina, ortopiroxênio ou pigeonita também podem estar presentes, dependendo da suíte.

O resfriamento na superfície ou perto dela é rápido demais para o crescimento de cristais grandes, de modo que a matriz é afanítica ou parcialmente vítrea. Onde fenocristais maiores de olivina, plagioclásio ou piroxênio cresceram antes, em uma câmara magmática, a rocha adquire textura porfirítica. Bolhas de gás aprisionadas perto do topo dos derrames produzem vesículas. Quando essas vesículas são preenchidas depois por minerais secundários, como zeólitas, calcita ou quartzo, a rocha é chamada de amigdaloidal.

Os basaltos são divididos principalmente pelo teor de álcalis, lançado no diagrama de álcalis totais versus sílica (TAS) da IUGS. Três grandes afinidades cobrem a maioria dos casos.

Basalto toleítico

O basalto toleítico é comum nas dorsais meso-oceânicas, na fase de escudo de muitas ilhas oceânicas e em muitas províncias continentais de basaltos de inundação. Em geral é subalcalino e tende a ser saturado em sílica a levemente supersaturado em sílica.

Basalto alcalino

O basalto alcalino tem mais sódio e potássio em relação à sílica e costuma estar associado a contextos intraplaca, como ilhas oceânicas, riftes continentais e campos vulcânicos menores. Muitas vezes é subsaturado em sílica, o que significa que minerais como a nefelina podem aparecer na composição normativa.

Basalto de arco (zona de subducção)

Produzido onde a fusão por adição de fluidos na cunha mantélica alimenta os arcos vulcânicos. Os basaltos de arco abrangem desde séries toleíticas (típicas de arcos intraoceânicos sobre crosta fina, por exemplo Izu–Bonin) até séries cálcio-alcalinas (típicas de arcos continentais maduros, por exemplo os Andes e a Cordilheira das Cascatas). Em geral são ricos em água e evoluem para andesito à medida que a diferenciação avança.

Um ponto comum de confusão: o basalto em almofada não é um tipo químico. É uma morfologia, que se forma quando a lava basáltica é resfriada bruscamente pela água e congela em lóbulos bulbosos, em forma de tubo. As lavas em almofada se formam onde quer que o magma basáltico entre em erupção sob a água e são especialmente características de dorsais de expansão lenta, como a Dorsal Meso-Atlântica.

• O sistema global de dorsais meso-oceânicas. Cerca de 65.000 km de dorsal submarina geram crosta oceânica nova quase inteiramente na forma de basalto toleítico. Em volume, é a maior fonte individual de rocha magmática da Terra.

• Islândia. Uma rara expressão subaérea de uma dorsal meso-oceânica sobreposta a uma pluma mantélica.

• Cadeia Havaí–Imperador. Vulcões em escudo construídos quase inteiramente de basalto sobre o ponto quente do Havaí, que evoluem de composições toleíticas para alcalinas ao longo de sua vida.

• Trapps do Decã (Índia). Cerca de 500.000 km² de basaltos de inundação toleíticos preservados, que entraram em erupção através do limite Cretáceo–Paleógeno (~66 Ma) e estão implicados, ao lado do impacto de Chicxulub, na extinção em massa do K–Pg.

• Grupo Basáltico do Rio Columbia (EUA). A província continental de basaltos de inundação mais jovem e mais bem preservada, com cerca de 210.000 km² de área e um volume eruptado de aproximadamente 210.000 km³, colocado entre 16,7 e 5,5 Ma.

• Trapps da Sibéria. Associados no tempo à extinção do final do Permiano (~252 Ma), a maior extinção em massa da história da Terra.

• Província Magmática do Atlântico Central (CAMP). Entrou em erupção há ~201 Ma, na fragmentação da Pangeia, e está ligada à extinção em massa do final do Triássico.

A resistência, a dureza e a durabilidade química do basalto o tornam útil em várias indústrias.

• Agregados e pedra de construção. O basalto britado é muito usado como agregado para concreto e asfalto, sub-base de estradas e lastro ferroviário.
• Rocha ornamental e escultura. Civilizações dos olmecas aos egípcios trabalharam o basalto. Entre os usos modernos estão revestimentos, pavimentação e pedras memoriais.
• Fibra de basalto. O basalto fundido estirado em fibra contínua é usado como reforço de compósitos, como isolamento resistente ao fogo e como substituto, livre de corrosão, do vergalhão de aço no concreto (BFRP).
• Lã de rocha. O fundido de composição basáltica, fiado em fibras, é a base do isolamento térmico e acústico de lã mineral.
• Carbonatação mineral e armazenamento de CO₂. Formações basálticas fixam rapidamente o CO₂ injetado na forma de minerais carbonáticos sólidos. O projeto CarbFix, na Islândia, demonstrou a mineralização do CO₂ injetado em menos de dois anos.

O basalto é intrusivo ou extrusivo?

O basalto é extrusivo. Forma-se quando a lava basáltica esfria rapidamente na superfície da Terra ou perto dela, e é por isso que seus cristais são pequenos demais para serem vistos sem uma lupa de mão. O equivalente intrusivo, formado quando o mesmo magma esfria lentamente em profundidade, é o gabro.

Como o basalto se forma?

O basalto se forma pela fusão parcial do peridotito do manto, seja por descompressão nas dorsais meso-oceânicas, nos pontos quentes e nos riftes, seja por fusão por adição de fluidos (flux melting) acima das zonas de subducção, onde a água vinda da placa reduz o solidus do manto. O magma resultante entra em erupção a cerca de 1.100–1.250 °C.

Para que o basalto é usado?

O maior uso, em tonelagem, é como brita para concreto, asfalto, base de estradas e lastro ferroviário. O basalto também é processado em fibra contínua para compósitos e vergalhões, fiado em isolamento de lã de rocha, cortado como rocha ornamental e, cada vez mais, usado como rocha hospedeira para o armazenamento permanente de CO₂ por carbonatação mineral.

Qual é a diferença entre basalto e gabro?

Eles têm, em essência, a mesma química. A diferença está na história de resfriamento. O basalto esfria depressa na superfície e tem granulação fina, enquanto o gabro esfria devagar em profundidade e tem granulação grossa. Ambos são classificados como rochas ígneas máficas.

Por que o basalto é tão comum na Terra e em outros planetas?

O basalto é comum porque a fusão parcial de rochas silicáticas do manto costuma produzir magma máfico. Na Terra, esse magma entra em erupção nas dorsais meso-oceânicas, nos pontos quentes, nos riftes, nos arcos e nas províncias de basaltos de inundação. Em outros corpos rochosos, o vulcanismo basáltico também é generalizado, embora cada planeta ou lua tenha a sua própria composição do manto, história térmica, gravidade e estilo de erupção. As rochas basálticas são importantes em volume na Lua, em Mercúrio, em Marte, em Vênus e na Terra.

Qual é a cor do basalto?

Cinza-escuro a preto nas superfícies frescas. O intemperismo produz crostas marrons ou vermelhas onde o ferro se oxida e tons esverdeados onde a olivina e o piroxênio se alteraram para clorita ou serpentina. A cor escura vem do alto teor de ferro e magnésio da rocha, combinado com a abundância de piroxênio de granulação fina.

• Gabro — o equivalente intrusivo, de granulação grossa, do basalto.
• Andesito — rocha vulcânica intermediária, comum nos arcos de zonas de subducção.
• Peridotito — rocha ultramáfica do manto superior e fonte dos fundidos basálticos.
• Diabásio / Dolerito — rocha basáltica de granulação média, de intrusões rasas.