سنگ ها
هیوا رفیعی
پایه هشتم
1
به چه موادی سنگ می گوییم؟
کره زمین از نظر خواص فیزیکی ساختاری لایه ای دارد.زمین شناسان مواد طیعی و غیر زنده ی سازنده ی پوسته (اطراف گوشته-نازک-جامد) و قسمت جامد روی سست کره(روی گوشته ی زیرین- خمیری) را سنگ می گویند و اصطلاح سنگ کره را برای خارجی ترین لایه ی زمین به کار می برند. از این تعریف چنین نتیجه میشود که آب و نفت و یخ نیز سنگ به شمار می آیند. گرچه امروزه نفت را سنگ نمی دانند و آب را از قلمرو سنگ جدا کرده اند و لایه ای جداگانه به نام آب کره برای آن در نظر می گیرند.
2
سنگ ها از چه موادی تشکیل شده اند؟
سنگ ها از یک یا مجموعه ای از چند کانی تشکیل شده اند.بنابراین برای مطالعه و شناسایی سنگ ها لازم است اجزای سازنده ی آنها یعنی کانی ها را تعریف کنیم. کانی ماده ای است طبیعی – غیر آلی – متبلور – و جامدی که ترکیب نسبتا ثابت شیمیایی دارد. در طبیعت حدود 3000 نوع کانی وجود دارد که از لحاظ ترکیب شیمیایی – شکل ظاهری – رنگ – اندازه – شکل بلور و … بسیار متفاوت اند.علت این تفاوت ها مربوط به شرایط فیزیکی و محیط های متفاوتی است که کانی ها در آن شکل می گیرند.
3
انواع کانی ها و طرز تشکیل شان
4
برخی کانی ها در محیط های آبی شکل می گیرند. به عنوان مثال هالیت – بر اثر ته نشین شدن آب اشباع شده از نمک طعام در فشار یک اتمسفر و دمایی بالاتر از صفر درجه ی سانتی گراد ایجاد می شود.
5
برخی از کانی ها بر اثر سرد شدن بخارها در سطح یا شکاف موجود در سنگ ها بوجود می آیند. مثلا گوگرد بلورین بر اثر سرد شدن گاز گوگرد تشکیل می شود.
6
برخی از کانی ها در دماها و فشارهای بیشتر و اغلب از یک سیلیکات مذاب و سیال تشکیل می شوند. برای مثال الیوین و پلاژیو کلاز ها در دمایی حدود 1100 درجه ی سانتی گراد و فشار 10 کیلو بار از ماگمای مذاب سیلیکاتی بوجود می آیند.
7
گروه دیگری از کانی ها در محیط جامد درست می شوند. برای مثال گرونا در اثر مرتب شدن دوباره ی یون های موجود در دمای متوسط 200 تا 600 درجه ی سانتی گراد و فشار متوسط 2 تا 10 کیلو بار ایجاد می شود.
8
برخی کانی ها مانند کوارتز در شرایطی متنوع از سطح گرفته تا چند کیلومتری عمق زمین تشکیل می شوند.
9
سنگ های آذرین
هرچه بیشتر به عمق زمین سفر کنیم دما بیشتر می شود. بطور کلی کانی هایی که مستقیما از انجماد ماگما یا یک سیال داغ حاصل شده باشند زمانی که کنار هم قرار گیرند سنگ های آذرین را بوجود می آورند.
ماگما ماده ای است طبیعی. داغ. و قابل تحرک که از ذوب سنگ ها در اعماق زمین بوجود می آید و به قسمت های بالایی پوسته و یا روی سطح پوسته راه می یابد و به تدریج دمای خود را از دست می دهد . سپس پس از انجماد گاز ها سنگ های آذرین را بوجود می آورد.
به ماگمایی که از دهانه آتشفشان ها خارج می شود و به سطح زمین می رسد گدازه می گویند.
10
سنگ های آذرین درونی (نفوذی)
ماگما ها حاوی گاز زیاد و دمای بالا هستند که بخاطر این ویژگی از دیگر سنگ ها سبک تر هستند. پس به سمت بالا حرکت می کنند. این مواد مذاب اگر در درون زمین باقی بمانند و همانجا سرد و متبلور شوند به سنگ های آذرین درونی تبدیل می شوند که به شکل بلورهای درشت هستند و کانی هایشان بدون میکروسکوپ قابل دیدن اند.
گرانیت – و گابرو از این نوع سنگ ها می باشند.
11
سنگ های آذرین بیرونی (آتشفشانی)
از مهمترین سنگ های آذرین آتشفشانی می توان به مخروط های آتشفشانی – گدازه – مواد پرتابی (آذرآواری) و … اشاره کرد.
اگر مواد مذاب درون زمین از راه هایی مثل شکستگی های زمین. شکاف های موجود در سنگ کره. آتشفشان ها. رودها و مسیر های آبی ساحلی. و … به سطح زمین راه پیدا کند به سنگ های آذرین بیرونی تبدیل می شوند. شکل این سنگ ها بصورت بلور های ریز است.
سنگ پا – پوکه ی معدنی – توف از این نوع سنگ ها می باشند.
12
کاربرد های سنگ های آذرین
کاربرد سنگ های آذرین بسته به ترکیب مواد معدنی، سختی و بافت متفاوت آن دارد .
تا آنجا که به بافت سنگ ها مربوط می شود، هر چقدرسریع تر ماگما
به یک سنگ آذرین تبدیل شود،بافت آن بهتر خواهد شد. از سوی دیگر، هر چقدر فرایند
سرد شدن طولانی تر باشد بافت سنگ آذرین، درشت تر و سنگین تر خواهد بود.
بازالت اکثر سنگ های بازالتیک آتشفشانی و بیرونی هستند، بازالت بیرونی بسیار نادر است.
همچنین شواهدی برای حضور سنگ های بازالت در ماه وجود دارد. این نوع سنگ آذرین
توسط سایه تاریک و بافت ریز دانه شناسایی شده است. این به عنوان کفپوش، سنگ اهک،
در پروژه های ساختمانی استفاده می شود. همچنین سنگهای خرد شده بازالت را
در بالستیک راه آهن خواهید یافت.
13
گرانیت گرانیت یک سنگ بیرونی است که حاوی فلدسپات و کوارتز به عنوان مواد معدنی اولیه است. محبوبیت گرانیت جلا در کاشی های کف و کاشی دیوار است بنابراین کاربرد آن در ساخت روکش های آشپزخانه است. در حالی که سنگهای بزرگ گرانیتی در سنگ های تزئینی، پل ها و ساختمان های تجاری استفاده می شود. در واقع، گرانیت یکی از مصالح ساختمانی است که اغلب استفاده می شود. گابرو این سنگ آذرین تیره رنگ زیر مجموعه پلوتونیک گروه بندی می شود. ترکیب مواد معدنی گابروی شبیه بازالت است. آنها بافت متفاوت دارند؛ گابرو یک سنگ آذرین درشت دانه است، در حالی که بازالت یک نوع دانه ریز است. پس از پرداخت، آن را برای ساختن سطح کار، کاشی های کف، سنگی و نشانگرهای گورستان استفاده می شود. ریولیت
اسیدیته بالاریولیت قابل توجه است. این سنگ های آتشفشانی اکسترودر
شامل کریستال های رنگی به رنگ های مختلف است که با چشم های
ما شناسایی می شوند. با این حال، برخی از سنگهای ریولیت حاوی بلورهای مختلف هستند،
بنابراین بافت بلورین را به وجود می آورند. به دلیل ظاهر مشخصه آن به عنوان یک سنگ زینتی
استفاده می شود. علاوه بر این، کاربرد سنگ آذرین رئولیت می توان به عنوان یک سنگ
ساینده استفاده کرد.
14
رسوب
آیا تا به حال موادی را که پشت سد ها جمع شده اند دیده اید؟ یا از خود پرسیده اید که جرم داخل کتری و سماور یا گرد و غبار روی وسایل منزل از کجا پیدا می شوند؟
هوازدگی سنگ های قدیمی را به تدریج متلاشی و به قطغات کوچکتر تبدیل می کند. این قطعات خرد شده معمولا در محل اولیه باقی نمی مانند بلکه عوامل فرسایشی از قبیل باد. آب. خاک. یخ و … آنها را بصورت مخلوط یا محلول خرد شده با خود حمل می کنند. به درون محیط های رسوبی مثل دریاها و دریاچه ها می برند. بطور کلی به موادی که بر اثر عوامل فرسایشی حمل و در محیط های رسوبی ته نشین می شوند رسوب می گویند.
15
سنگ های رسوبی
کانی هایی که بر اثر عواملی مثل تبخیر. اشباع شدن. واکنش های شیمیایی در محیط های رسوبی مانند غارها. دریاچه ها. دریا. و … بوجود می آیند سنگ های رسوبی را تشکیل می دهند.
رسوبات منشا های مختلفی مثل رسوبات تخریبی. رسوبات شیمیایی و بیوشیمیایی. رسوبات بقایای بدن جانداران. و رسوبات آذر اواری دارند.
روش شیمیایی تشکیل سنگ های رسوبی
مثل قندیل های داخل غارهای آهکی یا سنگ تراورتن که در دهانه چشمه های آهکی دیده می شود.
روش تبخیری تشکیل سنگ های رسوبی
در دریاچه های گرم کم عمق در اثر تبخیر آب دریاچه بوجود می آیند.
مثل گچ (ژیپس). نمک (هالیت). ایندریت
16
تراورتن
17
ایندریت
18
زغال سنگ
زغال سنگ کانی پر انرژی است، که از بقایای درختان، بوته ها و سایر گیاهان زندهٔ میلیون ها سال پیش به وجود می آید. نشو و نمای این گیاهان در دوره هایی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بود، صورت گرفت. زغال سنگ، یک سنگ رسوبی است. به زغال سنگ ابتدایی که پوک است و مواد فرار زیادی دارد تورب می گویند تورب نامرغوبترین نوع زغال سنگ است قسمت اعظم این ذخایر تقریباً ۲۵۰ میلیون سال پیش پدید آمدند. سپس اوضاع برای رشد سرخس های دانه دار گرمسیری بسیار عظیم و درختان بدون گل غول پیکر، در باتلاق های وسیع فراهم شد. این گیاهان بعد از خشک شدن و از بین رفتن به داخل باتلاق ها می افتادند و بر اثر خروج اکسیژن، فساد بی هوازی تسریع می شد. پوشش گیاهی به ماده ای لجن مانند، به نام پیت (Peat) تبدیل شد. پیت در زیر فشار خشک و سخت شد و به زغال سنگ پیت (لنیت یا لیگنیت، که به زغال سنگ قهوه ای نیز موسوم است) تبدیل شد. فشار بیشتر و گذشت زمان، زغال سنگ قیردار را به وجود آورد، که هر ۶ متر ضخامت رسوب گیاهان نخستین به ۰٫۳ متر زغال سنگ تبدیل شده بود که به آن بیتومین می گویند و در نهایت سخت ترین و مرغوب ترین نوع زغال سنگ، یعنی آنتراسیت (Anthracite) را به وجود آورد.
ذ
19
سنگ کنگلومرا
20
ماسه سنگ
21
زغال سنگ
22
اهمیت سنگ های رسوبی
سنگ های رسوبی تقریباً تمام سطح قاره ها را پوشش می دهند ولی به طور کلی ۸٪ از کل سنگ های پوسته را در بر می گیرند. سنگ های رسوبی فقط لایه نازکی روی پوسته هستند. مطالعه سنگ های رسوبی و این قشر نازک روی زمین اطلاعات زیادی دربارهٔ سطح به ما می دهد که برای مهندسی عمران مفید است به طور مثال در ساخت جاده ها، خانه ها، تونل ها، کانال های اب یا سازه ها ی دیگر. همچنین سنگ های رسوبی منبع مهمی برای منابع طبیعی مانند زغال سنگ، سوخت های فسیلی، آب یا سنگ های معدنی می باشد. مطالعه سنگ های رسوبی منبع اصلی دست یافتن به تاریخچه زمین و تاریخچه حیات می باشد.
23
سنگ های دگرگونی
سنگهای دگرگون، سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی (فشار ـ دما) یا شیمیایی و در حالت جامد به وجود می آیند. پدیده دگرگون به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.
در حالت اخیر، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه ای از کانیهای جدید همراه می باشد؛ بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه های جدید یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می کند.
24
اقسام دگرگونی
دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه ای
دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی
دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک
دگرگونی ناحیه ای یا دیناموترمال متامورفیسم
دگرگونی انباشتی یا دگرگونی تدفینی یا دگرگونی استاتیک
دگرگونی زیر کف اقیانوسها
دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال
25
نمونه هایی از سنگ های دگرگونی
26
کاربرد های سنگ های دگرگونی
همان طور که گفتیم، سنگ های دگرگون تحت تاثیر فشار و دما استحکام بالایی دارند از این رو کاربردهای فراوانی خواهند داشت . از قبیل:
در سد سازی و ساختمان سازی به ویژه نمای خارجی ساختمان ها
در مجسمه سازی
استخراج معادن فلزی نظیر آهن، سرب، مس و طلا
خودروسازی مثل کانی کیانیت که در ساخت شمع خودروها به کار می رود.
27
از صبوری شما متشکریم ! پایان
28