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玄武巖是一種基性噴出巖，其化學成分與輝長巖或輝綠巖相似，SiO2含量變化于45%～52%之間，K2O+Na2O含量較侵入巖略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量較侵入巖略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成，次要礦物有橄欖石，角閃石及黑云母等，巖石均為暗色，一般為黑色，有時呈灰綠以及暗紫色等。呈斑狀結構。氣孔構造和杏仁構造普遍。
玄武巖體積密度為2.8～3.3g/cm3，致密者壓縮強度很大，可高達300MPa，有時更高，存在玻璃質及氣孔時則強度有所降低。玄武巖耐久性甚高，節理多，且節理面多成五邊形或六邊形，構成柱狀節理。性脆，因而不易采得大塊石料，由于氣孔和杏仁構造常見，雖玄武巖地表上分布廣泛，但可作飾面石材不多。
玄武巖根據其成分不同可以分為拉斑玄武巖、堿性玄武巖、高鋁玄武巖
按其結構不同可分為氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、玄武玻璃
按其充填礦物不同可分為橄欖玄武巖、紫蘇輝石玄武巖等。
