كلیات سنگهای رسوبی، آذرین و دگرگونی

سنگ شناسی

(كلیات سنگهای رسوبی، آذرین و دگرگونی)

گروه مهندسی معدن

دانشگاه آزاد اسلامی اردكان

سنگهای آذرینIgneous Rocks

- بافت در سنگهای آذرین

بافت سنگهای آذرین به اندازه، شكل، چگونگی قرار گرفتن و رابطه فیزیكی كانیهای موجود در سنگ اشاره می كند. برخی سنگها از بلورهای بسیار دانه درشت ساخته شده اند ، بلورهای سازنده برخی دیگر بسیار ریز بوده و گروهی مخفی بلور و یا فاقد بلور می باشند. به طور كلی سنگ‌های آذرین دارای یكی از بافت‌های درشت بلور، ریز بلورو یا شیشه‌ای هستند.

بافت پورفیری: بافت پورفیری یكی از معمولی‌ترین و فراوانترین بافتهای سنگهای آتشفشانی (ولكانیك) است. در این سنگها بلورهای درشت در یك زمینه‌‌ی ریزدانه و یا شیشه‌ای قرارگرفته‌اند. این اختلاف اندازه‌‌ی بین بلورها و زمینه سنگ ناشی از تغییر شرایط تبلور ماگما است. بلورهای درشت در اعماق زمین به آرامی شكل می‌گیرند و در اثر خروج ناگهانی مواد مذاب و سردشدن سریع آن در سطح زمین، زمینه ی‌ ریزبلور یا شیشه‌ای شكل می‌گیرد. این بافت معمولاً در سنگهای آتشفشانی، دایكها، سیلها، و یا توده‌های نفوذی كوچك دیده می‌‌شود.

بافت درشت بلور یا فانریتیك: در اثر انجماد آرام مواد مذاب در اعماق زمین، بلورها فرصت كافی برای رشد پیدا می كنند و گاهی طولشان به چندین سانتی متر نیز می رسد. این نوع بافت فاقد بخش شیشه‌ای و غیر متبلور بوده و كانی‌های سازنده آن دارای شكل بلورشناسی مشخصی هستند. بافت‌های درشت بلور انواع مختلفی چون بافت دانه‌ای، بافت پگماتیتی ، بافت كروی و ... دارند.

 بافت ریز بلور یا آفانیتیك: این نوع بافت مخصوص سنگ‌های آذرین بیرونی (آتشفشانی)، دایكها، سیلها و سطح خارجی توده‌های نفوذی است. در این نوع بافت كه در اثر انجماد سریع ماگما پدید آمده است گاهی بلورهای دانه ریز با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نمی‌باشند. از انواع بافت ریز بلور می‌توان به بافت دانه‌ای ریز بلور اشاره كرد كه مشخصات بافت دانه‌ای درشت بلور را در مقیاس كوچكتر دارا می‌باشد. در این نوع بافتها فضای بین بلورها را شیشه و یا خمیره‌ای با بلورهای بسیاردانه ریز پر نموده است.

بافت شیشه‌ای Hyaline: در این نوع بافت تقریبا تمامی سنگ غیر متبلور و شیشه‌ای است. این بافت بیانگر سرد شدن بسیار سریع ماگما است و در ماگماهای بازالتی بیشتر از ماگماهای اسیدی و خنثی دیده می‌شود.

- شكل و ساخت توده‌های ماگمایی

مواد آتشفشانی بر اساس انجماد در اعماق و یا سطح زمین اشكال متنوعی پدید می‌آورند. توده‌های آذرین بیرونی عمدتاً مخروط آتشفشانی، گدازه‌ و مواد تخریبی یا آذرآواری را ایجاد می‌كنند. توده‌های آذرین درونی نسبت به سنگ‌های اطراف خود ( سنگ‌های درونگیر) اشكال متفاوتی ایجاد می‌نمایند كه بر حسب وضعیت نسبت به لایه‌بندی سنگ‌های رسوبی و یا شیستوزیته ( تورق ) سنگ‌های دگرگونی مجاور خود به دو دسته‌ی توده‌های نفوذی هم‌شیب و دگرشیب یا متقاطع تقسیم می‌گردند. 

- باتولیت Batholithe Bothos : به معنی عمیق و lithos به معنی سنگ می باشد. باتولیتها توده های آذرین نفوذی بسیار بزرگی هستند كه وسعتی بالغ بر 100 كیلومتر مربع را اشغال می كنند. با افزایش عمق، وسعت باتولیتها افزایش می یابد و در زیر آنها مواد رسوبی دیده نمی شود. حجم ماگمای سازنده این توده ها به قدری زیاد است كه انجماد كامل آن گاهی میلیونها سال به طول می انجامد. توده های كوچك باتولیت كه وسعتی كمتر از 100 كیلومتر مربع داشته باشند، استوك خوانده می شوند كه استوك سرچشمه كه عامل اصلی كانی سازی مس است از مثالهای معروف آن است.

دایك dike: توده‌های نفوذی لایه‌ای شكل كه طبقات دربر‌گیرنده‌ی خود را قطع می‌كنند و نسبت به آنها به صورت زاویه دار قرار می‌گیرند(قطع لایه بندی). ضخامت دایك بین چند سانتی‌متر تا چندین متر و طول آن ممكن است به دهها كیلومتر برسد. به دلیل مقاوم‌تر بودن جنس این توده‌ها نسبت به سنگ‌های اطرافشان، پس از فرسایش به صورت دیواره‌ای دیده می‌شوند. مدت انجماد كامل ماگما در دایك‌های سطحی به چند روز و در دایك‌های عمیق به صدها سال می‌رسد.

لاكولیت : در اثر تزریق مواد به درون لایه‌های رسوبی اشكالی شبیه به عدسی پدید می‌آید به گونه‌ای كه سطح محدب آن به سمت بالا و سطح مسطح آن به سمت پایین قرار می‌گیرد. این اشكال را كه با سنگ‌های درونگیر خود هم شیب بوده و ممكن است قطرشان به چندین كیلومتر و ضخامتشان به یك كیلومتر برسد لاكولیت نامیده می‌شوند. لاكولیت‌ها نسبت طول به ضخامت كمتر از 10 بوده و طبقات رویی آنها معمولاً گنبدی شكل هستند.

لوپولیت lopolith: توده‌های نفوذی پیاله مانندی كه به صورت هم‌شیب با طبقات درونگیر خود ایجاد می‌شوند و سطح بالای آنها مقعر و سطح زیرینشان محدب است. گاهی قطر لوپولیت‌ها به صد كیلومتر و ضخامت آنها به 1 كیلومتر نیز می‌رسد.

فاكولیت phacolite: فاكولیت‌ها توده‌های نفوذی هم شیبی هستند كه لولای چین و فضای بین طبقات چین خورده را پر می كنند و در قله تاقدسیها و یا قعر ناودیسها دیده می شوند.

سیل :sill توده‌های نفوذی با ضخامت كم و به صورت صفحه‌ای هستند كه به موازات طبقات رسوبی یا شیستوزیته ( تورق‌) سنگ‌های دگرگونی تزریق شده‌اند. سیلها، بافت متراكم و بدون حفره داشته و از نظر اندازه‌ی بلورهای سازنده دارای ساخت یكنواخت می‌باشند. سن این لایه‌ها همواه از سنگ‌های درونگیرشان كمتر است و به كمك این مشخصه می‌توان آنها را از گدازه‌ها كه تنها از لایه‌های زیرین خود جوانترند تشخیص داد. نسبت طول به ضخامت در سیل‌ها بیشتر از 10 می‌باشد. 

- مشخصات ماگما

تركیب : ماگما از عناصرSi, Al , Ca, Na, K, Fe, Mg, H, O تشكیل شده است. مهمترین تركیبات موجود در ماگما AL2o3,Sio2,H2o,Cao می‌باشند. سنگهای آذرین درونی نمی‌تواند معرف خوبی برای تركیب شیمیایی ماگما باشند چون كانیهای مختلف بسته به نقطه انجماد خود در مراحل مختلف از ماگما جدا می‌شوند و سنگهای متفاوتی را تشكیل می دهند. به همین خاطرنماینده و نشانگر قسمت خاصی از ماگما می‌باشد ولی اگر گدازه به سرعت سرد شود در این حالت مراحل تفریق ماگما صورت نگرفته و این دسته سنگها به تركیب واقعی ماگما نزدیك‌تر هستند. با بررسی این دسته گدازه‌ها آنها را به سه دسته كلی كه 45 تا 75 درصد وزنی آنها را سیلیس تشكیل می‌دهند تقسیم كرده‌اند.

1) ماگمای بازالتی (ماگمای بازیك ) 2) ماگمای آنذریتی (ماگمای حد واسط) 3)ماگمای ریولیتی (ماگمای اسیدی)

گازهای محلول در ماگما در حدود 5% ماگما را تشكیل می‌دهند. تعیین نوع و مقدار واقعی آنها بسیار مشكل است ولی می‌توان مهمترین آنها را، بخار آب همراه با دی‌اكسیدكربن دانست كه 90% گازهای خروجی آتشفشانها را تشكیل می‌دهد. از جمله این گازها در ماگما ازت، كلر، گوگرد و آرگون می‌باشند. از مطالعات به عمل آمده در مورد منشاء بخارات آب ماگما چنین برداشت می‌شود كه تمام بخار آب خارج شده از آتشفشان به صورت محلول در ماگما نبوده بلكه مقداری از آن از تبخیر آبهای زیرزمینی در نتیجه حرارت ناشی از ماگما حاصل شده است.