Metamorphic Rocks سنگهای دگرگونی
رئوس مطالب
تعریف دگرگونی
عوامل دگرگون کننده سنگها
انواع سنگهای دگرگونی
خواص و ویژگی های سنگ دگرگونی
معرفی برخی سنگهای دگرگونی مهم و کاربرد آنها
سنگ های دگرگونی
مجموعه فرایندهایی که تحت شرایط خاص، ساختمان و ترکیب کانی شناسی سنگ را تغییر داده و در حالت جامد سنگ جدیدی (موسوم به سنگ دگرگونی) به وجود آید.
از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی (فشار ـ دما) یا شیمیایی و در حالت جامد به وجود می آیند. این تغییرات بر روی سنگهای رسوبی، آذرین یا حتی دگرگونی انجام می گیرد.
پدیده دگرگونی با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه ای از کانیهای جدید و ناپدید شدن بعضی از کانی ها همراه می باشد.
بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می دهد.
قابل ذکر است که تمامی این تغییرات به هزاران سال زمان نیاز دارند
1- تغییرات در سنگ قبلی و به وجود آمدن سنگ جدید.
2- تغییرات یاد شده باید در شرایط فیزیکی و شیمیایی ویژه ای تشکیل شوند. مثلاً در دمایی بیشتر از دمای سنگهای رسوبی و ضعیف تر از دمای ذوب سنگها یعنی دمای بین حدود 200 تا 700 درجه سانتیگراد.
3- کلیه تغییرات یاد شده باید در حالت جامد صورت گیرد. مثلاً اگر دما و فشار به اندازه ای باشد که سنگ ذوب شود در اینجا باید از سنگ آذرین صحبت کرد و نه دگرگونی.
درتعریف کامل فرایند دگرگونی موارد زیر مهم است:
تغییرات شامل دو نوع بافتی و کانی شناسی می باشد.
عوامل اصلی دگرگونی
(1) گرما، (2) فشار (تنش)، (3) سیالات فعال شیمیایی
دو منبع تامین حرارت:
1- ماگما
2- گرادیان حرارتی زمین (20o – 30o C/km)
نقش گرما
گرما مهمترین عامل دگرگونی است و باعث:
1- افزایش تحرک مواد سیال سنگ
2- کمک به انجام واکنش های دگرگونی
3- کمک به تبلور دوباره کانیها و رشد اندازه آنها می گردد.
اصولاً دگرگونى در درجات شدىد بىشتر نتىجهٔ افزاىش دما است تا فشار.
نقش فشار
انواع فشار:
1- فشار همه جانبه یا محصور کننده : فشاری است که ناشی از وزن روباره بوده و اندازه آن از جهات مختلف یکسان است (مثل فشار آب) و نتیجه آن متراکم شدن سنگ و تبلور کانی هایی با جرم حجمی بالاتر.
2- فشار جهت دار ناشی از نیروهای تکتونیکی: اندازه فشار در یک جهت بیشتر از جهات دیگر باشد و نتیجه آن اولاً چین خوردگی و شکستگی در اعماق کم، دوماً چین خوردگی بدون شکستگی و جهت یافتگی کانی ها عمود بر جهت فشار در عمق بیشتر است.
نقش سیالات شیمیایی
– سیالات بویژه آب دارای یون های محلول می باشند.
– آب با جابجا کردن یونهای سنگها می تواند ترکیب آنها را عوض کرده و به عبارتی باعث دگرگونی آنها شود.
– به جز آب، دی اکسید کربن نیز از جمله سیالاتی است که در دگرگونی نقش دارد.
منابع سیالات شیمیایی:
آب های زیرزمینی
کانی های هیدراته مانند رس ها
بخارات حاصل از ماگما
اقسام دگرگونی
دگرگونی مجاورتی
دگرگونی ناحیه ای
دگرگونی دفنی
دگرگونی حرکتی-حرارتی
(3) دگرگونی گرمابی
1- دگرگونی مجاورتی (Contact metamorphism):
-دگرگونی مجاورتی یعنی دگرگونی سنگها در اطراف توده مذاب بخاطر گرمای زیاد.
-فشار نقش مهمی ندارد.
-چون سنگها هادی گرمای خوبی نیستند محدوده دگرگونی مجاورتی (هاله دگرگونی) خیلی گسترده نبوده و از چند سانتیمتر تا چند صدمتر متغیر است.
2- دگرگونی ناحیه ای (Regional metamorphism):
یعنی دگرگونی ای که محدوده خیلی وسیع دارد (مثلاً تا صدها کیلومتر). دگرگونی ناحیه ای انواع مختلف دارد که شامل دگرگونی دفنی و دگرگونی حرکتی- حرارتی می باشد. اغلب سنگهای دگرگونی تحت این شرایط (دگرگونی ناحیه ای) تشکیل شده اند.
2-1- دگرگونی دفنی:
– بخاطر فشار حاصل از ضخامت زیاد رسوبات انباشته شده و گرمای موجود در عمق رخ می دهد و موجب بروز تبلور مجدد کانی ها می شود.
– فشار از نوع همه جانبه بوده و سنگهای دگرگونی بدون لایه هستند.
2-2- دگرگونی حرکتی- حرارتی:
– در نقاطی اتفاق می افتد که فشارهای جهت دار باعث چین خوردگی و ایجاد کوهها می شود.
-در این دگرگونی علاوه بر فشار، گرما نیز نقش مهمی دارد.
-چون فشار جهت دار است بنابراین در این دگرگونی سنگها حالت لایه لایه
هستند.
3- دگرگونی گرمابی (هیدروترمال):
واکنش آب بسیار داغ با سنگ که باعث تغییرات شیمیایی در سنگها می شود.
منشا آب داغ:
1- آبی که از کف اقیانوسها یا از دیگر نقاط سطح زمین به عمق نفوذ کرده، گرم شده و سپس بالا می آید.
2- آب ماگمای درون زمین
-یک مثال از تغییر ترکیب شیمیایی کانیها: تبدیل الیوین و پیروکسن به سرپانتین
مرمر (Marble)
در شرایط دگرگونی مجاورتی (فشار و دما) تشکیل می شود
مرمریت (Onyx Marble)
در شرایط دگرگونی مجاورتی (فشار بالا) تشکیل می شود
تغییر در بافت:
بر اثر دگرگونی
ممکن است شکل دانه ها،
اندازه دانه ها و
رابطه بین دانه های سنگ تغییر کند و یا
دانه های سنگ جهت یافتگی پیدا کنند.
– شکل دانه ها: بر اثر فشار جهت دار دانه ها کشیده تر یا پهن تر می گردند.
– اندازه دانه ها: بر اثر تبلور دوباره اندازه بزرگتر می شود در مواردی نیز ریزتر
می گردد.
-جهت گیری کانیها: کانیها در جهت عمود بر فشار رشد کرده و سنگ منظره ورقه ورقه یا نواری پیدا می کند.
به کلیه منظره های ورقه ای شکل در سنگها فولیاسیون گفته می شود. فولیاسیون اقسام مختلف دارد مانند فابریک اسلیتی، شیستوزیته و فابریک نواری در گنیس.
تغییر در کانیها:
1- تغییر شکل یا اندازه کانیها.
2- تغییر سیستم بلوری کانیها مانند تبدیل گرافیت به الماس.
3- تغییر ترکیب شیمیایی کانیها مثل تبدیل الیوین به سرپانتین.
4-واکنش کانیها با همدیگر و پیدایش کانی جدید
مثل کلسیت + سیلیس ← ولاستونیت.
طبقه بندی سنگ های دگرگونی:
الف- سنگهای دارای جهت یافتگی:
الف-1- سنگ لوح (اسلیت):
– به صورت ورقه های نازک متورق می گردد.
-رنگ خاکستری تا سیاه دارد.
-بسیار دانه ریز است.
-از دگرگونی شیل ها در درجات ضعیف دگرگونی حاصل می شود.
– با زیاد شدن درجه دگرگونی به فیلیت تبدیل می شود.
الف-2- شیست:
درجه دگرگونی بالاتری از اسلیت و فیلیت دارد.
اندازه کانیها درشت تر از اسلیت و فیلیت است.
– بر اساس کانی فراوان نامگذاری شده و لذا اقسام مختلف دارد مثل میکاشیست، تالک شیست، گرافیت شیست
الف-3- گنایس:
درجه دگرگونی بالاتری از شیست دارد.
اندازه کانیها درشت تر از شیست است.
– سنگ منظره نوار نوار تیره ( مملو از کانیهای تیره مانند بیوتیت) و روشن (مملو از کوارتز و فلدسپات) دارد.
– حالت ورقه ورقه شدن سنگ کمتر از شیست است.
– از دگرگونی گرانیت ها و یا سنگهای رسوبی مثل ماسه سنگ های فلدسپات دار و رس ها بوجود می آید.
ب) سنگهای فاقد جهت یافتگی:
ب-1- مرمر :
– از دگرگونی سنگ آهک بوجود می آید.
بخاطر تبلور مجدد، بلورهای مرمر درشت تر از سنگ آهک است.
– کانی های سنگ مرمر اغلب فاقد جهت یافتگی بوده و منظره دانه قندی دارد.
ب-2- کوارتزیت:
این سنگ دگرگونی غالباً از کوارتز ساخته شده است.
از دگرگونی ماسه سنگ غنی از کوارتز بوجود می آید.
– چون سیلیس زیادی دارد در سیمان سازی از آن استفاده می شود.
ب-3- هورنفلس:
در دگرگونی مجاورتی حاصل می شود.
دانه ریز،
سخت،
متراکم
و فاقد جهت یافتگی است.
دگرگونی و منابع طبیعی:
1- کانیهای با ارزش:
گرافیت (ساخت گریس) و آزبست (ساخت لباس نسوز) کاربردهای متعددی از جمله در صنایع نسوز دارند.
تالک در پودر بچه و لوازم آرایشی استفاده می شود.
کیانیت و گارنت (نوعی یاقوت) کاربرد گوهری دارد.
گارنت
کیانیت
2- اهمیت اقتصادی سنگهای دگرگونی :
چون محکم و با دوام هستند در ساخت بناها استفاده می شوند.
بعضی از سنگها دگرگونی مثل سرپانتینیت سنگ نمای با ارزشی است.
– مرمر در سنگ نما و مجسمه سازی کاربرد زیادی دارد.
– گاهی در سنگ دگرگونی منابع با ارزش فلزی همچون مس، نیکل، روی، آهن، طلا و … وجود دارد.