سنگ‌هاي آذرين

سنگ‌هاي  آذرين

آندزيت

سنگ‌هاي آذرين بيروني هستند كه از ماگما‌هاي آندزيتي ( بازيك ) توليد مي‌شوند. ماگما‌هاي آندزيتي معمولاً از آتشفشان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي استراتوولكان به صورت گدازه با دماي بين نهصدتاهزاروصددرجه‌ي سانتيگراد خارج مي‌شوند و مي‌توانند منطقه‌اي در حدود چندين كيلومتر را بپوشانند. اين ماگماها مي‌توانند فوران‌هاي انفجاري بسيار قوي همراه با مقدار زيادي مواد پيروكلاستيك توليد نمايند. آندزيت‌ها سنگ‌هاي دانه‌ريز و تقريباً روشن مي‌باشند كه كاني‌ها اصلي سازنده‌ي آنها ( پلاژيوكلاز، پيروكسن، آمفيبول و بيوتيت ) در زمينه‌اي خاكستري رنگ تا سياه قرار گرفته است.

 

پلاژیوکلاز

ادامه نوشته

عکسهایی ازسنگ های رسوبی (آزسنگ)

 

 

ادامه نوشته

عکس هایی ازسنگ های آذرین (آزسنگ)

 

 

 

ادامه نوشته

سنگ هاي رسوبي

 

سنگ شناسی رسوبی


سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد. در حدود 70٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.

 

اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی

سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.
دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد. سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند. ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد. روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.
محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد. اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند. سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

گروههای اصلی سنگهای رسوبی

رسوبات سیلیسی آواری :

رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند. این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد:

کنگلومراها:

در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

 

تصویری از کنگلومراها

برش‌ها:

مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

 

نمایی از یک برش‌

ماسه سنگها:

اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، بین 16.1 تا 2 میلیمتر است

 
تصویری از ماسه سنگها

سیلتستونها:

اندازه دانه های بین 1.16 تا 1.256 می باشد

 
تصویری از سیلتستونها

گلسنگها:

اندازه دانه‌ها کمتر از 2 میکرون می‌باشد

نمایی از گلسنگها

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی

 
رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیوشیمیایی و آلی دارند و شامل:


سنگهای آهکی

سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید




نمایی از سنگهای آهکی

چرت‌ها
چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است

 
نمایی از چرت‌ها

فسفاتها
یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد

 
تصویری از فسفاتها

ذغال و شیل نفتی:
ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند

 
تصویری از ذغال و شیل نفتی

رسوبات شیمیایی
این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند:


تبخیر‌ی‌ها:
تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند

 
تصویری از سنگ های تبخیر‌ی‌ها

سنگهای آهن‌دار
آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از 15? باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد

 
نمایی از سنگ های آهن دار

رسوبات آذر آواری
رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. و شامل موارد زیر می‌باشند:


رسوبات اتوکلاستیک
سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند

 
نمایی از رسوبات اتوکلاستیک

رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی
این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند

 
تصویری از رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی

رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی
این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند

 
نمایی از رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی

هیدروکلاستیک‌ها
هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود. این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند

 
تصویری از هیدروکلاستیک‌ها

رسوبات اپی کلاستیک
رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند

 
نمایی از رسوبات اپی کلاستیک

سنگ هاي آذرين

 

سنگ شناسی آذرین

این سنگهای پرورده آتش ، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند، که سرد شدن تدریجی ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازهای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی آذرین را بوجود می‌آورد.

طبقه بندی سنگهای آذرین

برای طبقه بندی سنگهای آذرین روشهای مختلفی وجود دارد. این روشهای طی 100 سال گذشته تحول پیدا کرده و کاملتر شده اند. هر طبقه بندی برای اهداف خاصی مورد استفاده دارد و نمایانگر یک روش خاص از مطالعه سنگهای آذرین میباشد.
کلیه طبقه بندیهای مورد استفاده برای سنگهای اذرین بر دو معیار استوار هستند: محتوی کانی شناسی سنگ و بافت (اندازه دانه ها). یک طبقه بندی کامل، طبقه بندی است که هر دو مورد را شامل شود. البته در طبقه بندی سنگهای آذرین اغلب اوقات هر دو مورد، استفاده میشوند. به عنوان نمونه گرانیت سنگ دانه درشت با رنگ روشن است. سه طبقه بندی اصلی برای سنگهای آذرین وجود دارد:
1. طبقه بندی رنگ/بافت
2. طبقه بندی مودال که بر اساس ترکیب کانی شناسی و بافت استوار است.
3. طبقه بندی نورماتیو که بر اساس شیمی سنگ استوار است.
1. طبقه بندی رنگ/بافت: کانیهایی که در بالای سری واکنشی باون قرار میگیرند، دارای رنگهای تیره میباشند (به عنوان مثال، پیروکسن و آمفیبول) و کانیهایی که در قسمتهای پایین سری باون قرار گرفته اند دارای رنگهای روشن هستند (به عنوان مثال، پلاژیوکلاز سدیم دار و کوارتز). از لحاظ ترکیب شیمیایی ماگما، ماگماهایی که در بالای سری واکنشی باون قرار میگیرند مافیک هستند، ماگماهایی که در وسط این سری قرار میگیرند از نوع حدواسط میباشند و ماگماهیی که در بخشهای پائینی آن قرار میگیرند از نوع فلسیک میباشند. ماگماهای مافیک سنگهای تیره ای که دارای کانیهای تیره هستند، مانند بازالت تولید میکنند، ماگماهای حدواسط سنگهای با رنگ حدواسط همچون دیوریت ایجاد میکنند و ماگماهای فلسیک سنگهای روشنی همانند گرانیت تشکیل میدهند. اگر چه طبقه بندی براساس رنگ و بافت به نظر کامل می آید اما دارای خطاهای بسیار زیادی است.
2. طبقه بندی مودال که بر اساس ترکیب شیمیایی کانی و بافت استوار است. طبقه بندی مودال سنگهای آذرین را بر اساس میزان فراوانی نسبی 5 کانی که جز کانی اصلی تشکیل دهنده آنهامیباشد، انجام میشود. این کانی های عبارت هستند از:
1. کوارتز
2. آلکالی فلدسپار ( ارتوکلاز، آلبیت ) پلاژیوکلاز سدیم دار یا آنورتیت (پلاژیوکلاز کلسیم دار).
3. پلاژیکلاز
4. فلدسپاتوئیدها کانی های فقیر از سیلیس.
5. کانیهای مافیک مانند پیروکسن و آمفیبول.
طبقه بندی مودال، شامل نام سنگهاست مانند گرانیت، بازالت و دیوریت. این طبقه بندی در یک دیاگرام مثلثی است که بین محدوده های مختلف آن مرزهای مشخص وجود دارد. در مجموع، اسامی که در این طبقه بندی به کار میروند، مانند طبقه بندی رنگ/بافت است. البته در طبقه بندی مودال به جای رنگ، بیشتر به محتوای کانی شناسی توجه میشود. در مودال از نمودار درصد فراوانی کانی ها استفاده میشود.
برای شناسایی سنگها در این طبقه بندی چند کار اساسی باید صورت گیرد. اولین کار این است که درصد کوارتز موجود در سنگ تعیین شود. به عنوان مثال اگر سنگ بیش از 20% کوارتز داشته باشد، نمونه در سه گروه آلکالی گرانیت، پلاژیوگرانیت یا گرانودیوریت قرار میگیرد.
دومین کار این است که درصد فلدسپارها را در سنگ تعیین نماییم. سومین مرحله این است که مخلوط 50/50 از فلدسپارها و مافیکها در سنگ مشخص شود و در نهایت سنگها به 4 گروه وسیع تقسیم میشوند.
3. طبقه بندی نورماتیو: این روش طبقه بندی، به آسانی دو روش قبلی یعنی سیستم رنگ/بافت یا ترکیب شیمیایی/بافت نمیباشد. در این طبقه بندی سنگهای آذرین از نظر مجموعه کانیایی متفاوت هستند، اما از نظر شیمیایی تقریباً یکسان میباشند. مجموعه کانیایی و ترکیب شیمیایی نشاندهنده منشا اولیه سنگها است.
از روش نورماتیو برای بررسی فرآیندهای تکتونیک صفحه ای نیز استفاده میشود.
در روش طبقه بندی نورماتیو سنگهای آذرین در جایگاههای (که نمایانگر سنگهایی است که از یک ماگما حاصل شده اند) مشخصی تعریف میشوند و هر جایگاه دارای شیمی خاص خود میباشد. 4 جایگاه اصلی تعریف شده است که شامل کوماتئیت، تولئیت، کالک – آلکالن و آلکالن میباشند. با مشخص شدن یکی از آین جایگاهها میتوان به راحتی درباره تاریخچه زمین بحث کرد.
1. شیمی
2. تفریق
3. تکتونیک


شیمی:

از نظر شیمیایی سه شاخصه شیمیایی وجود دارد: میزان اشباع شدگی از سیلیس، غنی شدگی از آهن و شاخص آلکالی.
با استفاده از شاخصه میزان اشباع شدگی مقدار SiO2 موجود در در ماگما یا سنگ تعیین میشود. شرایط تحت اشباع از سیلیس، شرایطی است که مقدار SiO2 آنقدر کم است که امکان تشکیل کوارتز و کانیهایی مانند فلدسپارها وجود ندارد. در نتیجه کانیهای فقیر از سیلیس یعنی فلدسپاتوئیدها مانند نفلین و سودالیت تشکیل میشوند. حالت فوق اشباع از سیلیس حالتی است که مقدار SiO2 به حدی است که کوارتز متبلور میشود. اگر مقدار SiO2 قابل توجه باشد این امکان وجود دارد که بازالت کوارتزدار تشکیل شود (ترکیبی که معمولاً متعارف نمیباشد.
با استفاده از شاخص آلکالی مقدار کلسیم از قسمتهای بالای سری واکنشی باون با توجه به مقدار مجموع سدیم و پتاسیم در بخشهای تحتانی سری واکنشی باون محاسبه میشود. شاخصهای آلکالی بالاتر از 1 نشانه مقدار کلسیم بالا است. شاخصهای کمتر از یک نشانه کلسیم پایین و سدیم و پتاسیم بالا است.
بر اثر تفریق عناصر تیره ماگما از آن جدا شده و مقدار سدیم و پتاسیم در ماده مذاب باقیمانده افزایش پیدا میکند. سریهای ماگمایی تولئیت، کالک – آلکالن و آلکالن به ترتیب درای شاخصهای آلکالی کمتر از یک، یک و بیشتر از یک میباشند که نشاندهنده روند تفریق میباشد.
با افزایش روند تفریق، مقدار آهن کاهش پیدا میکند. در واقع با اندازه گیری مقدار آهن روند تغییرات کانیهای فرومنیزین در سری واکنشی باون مشخص میشود. مقدار آهن در کماتئیتها پایین است زیرا مقدار عناصری مانند منیزیم، نیکل و کرم بسیار بالا میباشد.

تفریق:

تحول ماگمایی یا در داخل صفحات و یا در حاشیه آنها رخ میدهد. زمانیکه تحول ماگمایی در درون صفحات اتفاق می افتد، به عنوان مثال، در یک سری کالک – آلکالن سنگها از دیوریت به گرانیت یا در سری کماتئیتی سنگها از پریدوتیت به بازالت یا آندزیت تحول پیدا میکنند.
اگر تحول ماگمایی در بین صفحات رخ دهد، مانند قوسهای آتشفشانی ، در اولین مراحل فعالیت ماگمایی، ماگما حالت فوق اشباع از سیلیس دارد و شاخص آلکالی آن بیشتر از یک میباشد، سپس ماگما تحول پیدا میکند و به یک ماگمای تحت اشباع با شاخص آلکالی کمتر از یک تبدیل میشود. به این ترتیب ابتدا ماگمای تولئیتی، سپس کالک – آلکالن و بعد آلکالن تشکیل خواهد شد.
فرآیند تحولی دیگری که رخ میدهد این است که یک سنگ تفریق یافته مجدداً دچار تفریق شود. مثلاً یک ماگمای دیوریتی تفریق یافته در یک باتولیت جانشین شده و منجمد میشود. اگر باتولیت مذکور حرارت ببیند، محصول ثانویه ای که به این ترتیب تشکیل میشود تفریق یافته تر و فلسیک تر خواهد بود (گرانیت) و ماده مذاب باقیمانده بیشتر بقایای مافیک خواهد داشت. ممکن است سنگی از یک سری ماگمایی مجدداً تفریق پیدا کند و با ماده مذاب سری دیگری مخلوط شود.


تکتونیک

یکی از مهمترین موارد سریهای ماگمایی ارتباط آنها با رژیمهای تکتونیکی مختلف است. این علم برای شناسایی و شبیه سازی حوادث تکتونیکی قدیمی (زماینکه بسیاری از شواهد از بین رفته اند یا در دسترس نمیباشند) مفید است. با آنالیز شیمی سنگها، زمین شناسان قادر خواهند بود که فرآیندهای تشکیل دهنده سنگها را شبیه سازی کنند.
تفریق در دو رژیم تکتونیکی اولیه اتفاق می افتد. تفریق ممکن است در مرکز ریفت رخ دهد. سنگهای اولیه فوق اشباع از سیلیس (کماتئیتهای آرکئن) به سطح زمین را پیدا میکنند و دچار ذوب تفریقی میشوند. ماده مذاب تولئیتی است و به سطح زمین میرسد و بازالتهای بالشی و دایکهای ورقه ای پوسته اقیانوسی را تشکیل میدهد. ماده ذوب نشده برجامانده معمولاً اولترامافیکهای تحت اشباع از سیلیس بوده که در گوشته به صورت 4 لایه افیولیتی باقی میمانند.
دومین نوع تفریق در مرزهای همگرا اتفاق می افتد. پوسته اقیانوسی تولئیتی از مرکز ریفت دور میشود تا اینکه عمل فرورانش را انجام دهد. پوسته مذکور طی فرورانش گرم میشود و به صورت تفریقی ذوب میشود. معمولاً اولین مواد مذابی که در نزدیکی گودال اقیانوسی فوران میکنند، تولئیتها هستند، با گذشت زمان مواد مذاب به ماگمای کالک – الکالن تحول پیدا میکنند. ماگمای کالک – آلکالن سازنده قوسهای آتشفشانی است. در نهایت ماده مذاب تحول یافته آلکالن خواهد بود. ماده مذاب آلکالن از تفریق ثانویه ماده مذاب یا سنگ کالک – آلکالن حاصل شده است. بقایای تفریق در زون فرورانش اولترامافیکها یا پریدوتیتها هستندو به سمت گوشته پایین میروند و در گوشته باقی می مانند.

 

مفاهیم پایه کانی شناسی

 

مفاهیم پایه  کانی شناسی

تبلور

معمولا کانی‌ها بصورت اشکال منظم هندسی متبلور می‌شوند که به آنها بلور می‌گویند. بلور را می‌توان به عنوان جسمی که دارای ساختمان اتمی منظم است، تعریف کرد. هرگاه بلور را بطور مداوم به قطعات کوچک تقسیم کنیم‏، به جایی می‌رسیم که دیگر قابل تقسیم کردن نیست. این جز کوچک غیر قابل تقسیم ، معمولا دارای شکل هندسی منظم است که اتم‌های تشکیل دهنده بلور در رئوس ، مراکز سطوح ، وسط یال‌ها و یا مرکز آن قرار دارند و به نام واحد بلور یا سلول اولیه خوانده می‌شود. هر جسم متبلور از پهلوی هم قرار گرفتن تعداد زیادی سلول اولیه تشکیل شده است که به نام شبکه بلور نامیده می‌شود. بسته به عناصر قرینه‌ای که در سلول اولیه وجود دارد، اجسام متبلور را به 7 سیستم شامل سیستم مکعبی ، تتراگونال ، تری گونال ، هگزا گونال ، ارتورومبیک ، مونوکلینیک و تری کلینیک تقسیم می‌کنند.


خواص عمومی کانی‌ها

سختی

سختی را می‌توان به صورت مقاومت کانی در برابر خراشیده شدن تعریف کرد. در کانی شناسی ، سختی یک جسم را با جسم دیگر می‌سنجند. طبق تعریف اگر جسمی ، جسم دیگر را مخطط کند از آن سخت تر است. برای سنجش سختی کانی‌های مختلف 10 کانی را به عنوان مبنای سختی انتخاب کرده‌اند و سختی سایر کانی‌ها را نسبت به آنها می‌سنجند. این مقیاس به نام مقیاس موس معروف است.

1 تالک  2ژیپس 3کلسیت 4فلوئورین 5آپاتیت 6ارتوز 7کوارتز 8توپاز 9کرندوم 10الماس


کلیواژ

برخی از بلورها در امتدادهای بخصوصی به آسانی و به صورت سطوح صاف شکسته می‌شوند. این سطوح به نام سطوح رخ یا کلیواژ خوانده می‌شود. باید توجه داشت که سهولت شکستن کلیواژ در کانی‌های مختلف متفاوت است و حتی ممکن است یک کانی دارای امتداد کلیواژهای مختلف باشد.


جرم مخصوص

جرم مخصوص به علت ناخالصی‌های موجود در کانی ثابت نیست و همیشه مقدار آن بین دو حد در نظر گرفته می‌شود. جرم مخصوص یکی از مشخصات مهمی است که توسط آن می‌توان نوع کانی را مشخص کرد.


رنگ

رنگ کانی‌ها معمولا خیلی متغیر است و بسته به عوامل فیزیکی و شیمیایی در حد وسیعی تغییر می‌کند. بطوری که نمی‌توان آن را جز مشخصه‌های اصلی در نظر گرفت. ولی رنگ خاکه کانی یعنی رنگی که در اثر مالش آن با یک صفحه چنین حاصل می‌شود، نسبتا ثابت تر است و در خیلی موارد به شناسایی کانی کمک می‌کند.


جلا

اشعه‌ای که در سطح کانی منعکس می‌شود منظره ویژه‌ای به آن می‌دهد که به نام جلای کانی خوانده می‌شود. جلای کانی به خواص سطح و قدرت جذب آن بستگی دارد و به انواع فلزی ، الماسی ، شیشه‌ای ، صمغی ، مومی ، صدفی ، چرب و ابریشمی تقسیم می‌شود.


خواص مغناطیسی

بعضی از کانی‌ها دارای خواص آهنربایی طبیعی‌‌اند که کمک موثری در شناسایی آنها بشمار می‌رود.


خواص شیمیایی

از خواص شیمیایی کانی‌ها نیز می‌توان برای شناسایی آنها استفاده کرد. از جمله این خواص می‌توان قابلیت انحلال کانی در آب و محلول‌های شیمیایی ، تشکیل املاح با اسیدها و بازها و ... نام برد.