گروه نجوم تیشتر لشت نشا (گیلان)

گروه نجوم تیشتر گیلان به ارائه خبر علمی با اولویت خبر نجومی می پردازد

سنگ‌هاى رسوبى

سنگ‌هاى رسوبى

 

چهره‌ى زمین همواره در حال دگرگونى است و عامل‌هایى مانند نیروى گرانش، آب‌هاى جارى، موج‌هاى دریا، باد، یخچال‌ها و حتى انسان، همراه با کنش‌هاى شیمیایى موادى مانند آب، اکسیژن، دى‌اکسید کربن، اسیدها و مواد دیگر، باعث از هم‌پاشى ساختمان سنگ‌ها و خرد شدن آن‌ها مى ‌شوند. خرده‌سنگ‌ها همراه با مواد محلول به جاهاى پستى مانند دریاها، دریاچه‌ها، کنار رودخانه‌ها، غارها و جاهاى دیگر مى‌روند و در آن‌جا ته‌نشین مى‌شوند. مواد ته‌نشین شده، که رسوب نامیده مى‌شوند، در اثرعامل‌هاى گوناگونى، مانند فشار و گرما، به هم پیوسته مى شوند و سنگ‌هاى سخت و یکپارچه‌اى را مى‌سازند که به آن‌ها سنگ‌هاى رسوبى مى‌گویند.
سنگ‌هاى رسوبى به علت لایه‌لایه بودن و نیز داشتن برجاى ‌مانده‌هایى از جانداران گذشته، به زمین‌شناسان کمک مى‌کنند تاریخ گذشته‌ى زمین را بازسازى کنند. سنگ‌هاى رسوبى در مقایسه با سنگ‌هاى آذرین و دگرگونى بخش کم‌ترى از پوسته‌ى زمین را مى ‌سازند، اما چون در سطح زمین ساخته مى ‌شوند، بخش زیادى از سطح قاره‌ها را پوشانده‌اند. این سنگ‌ها جاى انباشته شدن و جابه‌جایى آب‌هاى زیرزمینى هستند و به دلیل اندوخته‌هاى زغال‌سنگ، نفت و گاز، نمک، کانى‌هاى آهن‌دار و دیگر کانى‌هایى که در صنعت ارزش دارند، بسیار مورد توجه هستند.
رسوب‌گذارى
هنگامى که انرژى یک رود زیاد است، بستر خود و هر چه را که در راه آن است، خراب مى‌کند و خرده‌ها را به خود جابه‌جا مى‌کند. هنگامى که از انرژى رود کاسته مى‌شود، براى نمونه هنگامى که شیب بستر کاهش مى‌یابد یا حجم آب کاهش مى‌یابد، توان جابه‌جایى مواد همراه خود را از دست مى دهد و ته‌نشینى آن مواد آغاز مى شود. آن مواد رسوبى ممکن است ذره‌هاى حاصل از خرد شدن سنگ‌هاى آذرین، دگرگونى و حتى رسوبى باشند. به این گونه رسوب‌ها رسوب‌هاى آوارى مى‌گویند.کوارتز، فلدسپات، کانى‌هاى سنگین و سپس میکاها و کانى‌هاى رسى ، از ذره‌هاى رسوب‌هاى آوارى هستند.
برخى از رسوب‌ها پیامد فرایندهاى شیمیایى و زیست‌شیمیایى هستند. رسوب‌هاى آهکى درون غارها و رسوب‌هاى ژیپس و نمک خوراکى، از نمونه‌هاى فراوان فرسایش شیمیایى هستند. پوسته‌ى آهکى برخى از جانداران دریایى پس از مرگ در کف دریا ته‌نشین مى‌شود و بخشى از سنگ‌هاى رسوبى مى شود. این پوشش‌ها حاوى کانى‌هایى از کربنات‌هاى کلسیم، منیزیم، سیلیسیم و گاهى فسفات‌ها، سولفیدها و اکسیدهاى آهن هستند. برخى از سنگ‌هاى رسوبى حاصل از آن‌ها در معمارى ارزش بسیار دارند.
فعالیت‌هاى آتش‌فشان‌هاى دریایى و قاره‌اى باعث پرتاپ شدن ذره‌هاى گوناگونى به صورت خاکستر، غبار، تکه‌هاى کوچک و بزرگ و ماده‌ى مذاب به پیرامون آتش‌فشان مى‌شود. این ذره‌ها روى‌هم انباشته مى‌شوند و در پى فرایند فرسایش فیزیکى و شیمیایى به جاهاى رسوب‌گذارى برده مى‌شوند این گونه رسوب‌ها را که خاستگاه آتش‌فشانى دارند، رسوب‌هاى آذرآوارى گویند. از برخورد شهاب‌سنگ‌ها و گذر دنباله‌دارها از نزدیکى زمین نیز اندکى مواد رسوبى با خاستگاه فرازمینى به محیط‌هاى رسوبى وارد مى‌شود. حجم این رسوب در زمانى که جو زمین رقیق بوده، قابل توجه بوده است.
رسوب‌ها در شرایط معینى در دریاها و خشکى‌ها ته‌نشین مى‌شوند. این شرایط در جاهاى گوناگونى فراهم مى‌شوند که از آن‌ها با نام محیط رسوبى یاد مى‌کنند. این محیط‌ها عبارتند از:
1. مخروط افکنه. در دامنه‌ى کوه‌ها و جاى برخورد کوه با دشت به وجود مى‌آید. مواد سازنده‌ى آن قلوه‌سنگ، ریگ و گاهى ذره‌هاى رس است. ذره‌هاى رسوبى آن جورشودگى و گردشدگى ضعیفى دارند. لایه‌هاى سازنده‌ى آن نیز متقاطع و نامنظم روى هم قرار گرفته‌اند.
2. دشت سیلابی. در زمین‌هاى به نسبت هموار پیرامون رودها به وجود مى‌آید. در زمان سیل و طغیان، رودخانه تا آن جا گسترش مى‌یابد. ماسه‌هایى با جورشدگى به نسبت خوب همراه با توده‌هایى از گل و لاى و رس در آن دیده مى‌شوند. فسیل‌هاى نرم‌تنان آب شیرین و شاخ و برگ درختان نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود. گاهى داراى لایه‌هاى متقاطع هستند.
3. دلتا. در جاى برخورد رود با دریا یا دریاچه به وجود مى‌آید. ماسه‌هایى با جورشدگى وگردشدگى خوب، با لایه‌هاى موازى و در بیش‌تر جاها متقاطع، در آن‌ها دیده مى ‌شود. فسیل نرم‌تنان آب شور و شاخ و برگ گیاهان نیز درون آن‌ها دیده مى‌شود.
4.تلماسه‌ى ساحلی. در کناره‌ى دریاهایى که رطوبت کمى دارند به وجود مى ‌آید. ذره‌هایى با جورشدگى و گردشدگى خوب و لایه‌هاى متقاطع، در آن‌ها دیده مى‌شود.
5. محیط کولابی. رسوب‌گذارى در دریاچه‌هایى که در اقلیم خشک بیابانى به وجود آمده‌اند، بیش‌تر از رسوب‌گذارى شیمیایى است. نمک‌هاى گوناگونى مانند ژیپس، انیدریت، نمک خوراکى، همراه با رسوب‌هاى سیلتى تیره رنگ که گاهى از مواد آلى سرشار است، در آن‌ها ته‌نشین مى‌شود.
6. محیط ساحلی. جایى است که هنگام جزر از آب بیرون مى‌ماند و هنگام مد زیر آب مى‌رود. رسوب‌هاى آن درشت و ریز هستند و از قطعه‌سنگ‌هاى بزرگ تا گل نرم در میان آن‌ها دیده مى‌شود. برجاى ‌مانده‌هاى صدف نرم‌تنان و اسکلت آهکى مرجان‌ها نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود.
7. فلات قاره. جایى است که از سطح آب به هنگام جزر آغاز مى‌شود و تا ژرفاى 200 متر ادامه مى‌یابد. رسوب‌هاى این محیط از نظر ویژگى و پراکنش گوناگونى زیادى دارند، زیرا شدت موج‌ها و جریان‌هاى دریایى و ورودى رودها در این جا متفاوت است. در این‌جا ماسه فراوان است. در دهانه‌ى رود لاى و رس نیز فراوان است. رسوب‌هاى آهکى نیز به فراوانى دیده مى‌شود. هم‌چنین صخره‌هاى مرجانى در آن‌جا به وجود مى‌آید.
8. محیط عمیق. از ژرفاى 200 متر به پایین دریا گفته مى‌شود. داراى دو نوع رسوب اصلى است: رسوب‌هاى بسیار دانه‌ریزى که از قاره‌ها آمده‌اند، اما به دلیل سبکى در جاهاى کم‌عمق رسوب نکرده‌اند. این مواد را گل‌هاى دریایى مى‌گویند که رنگ‌ آن‌ها ممکن است سبز، آبى ، قرمز یا زرد باشد. نوع دیگر رسوب‌هاى این محیط از دسته‌ى رسوب‌هاى آلى و بیش‌تر از برجاى‌ مانده‌هاى اسکلت جانداران ریز دریایى، یعنى پلانکتون‌ها، است که پوشش آهکى یا سیلیسى دارند.
دیاژنز: سنگ‌زایى
پس از انباشته شدن رسوب‌ها در محیط‌هاى رسوبى ممکن‌ است فرایندهاى فیزیکى و شیمیایى گوناگونى در آن‌ها رخ دهد که به سنگ‌شدن آن‌ها بینجامد. به مجموعه‌ى فرایندهاى فیزکى و شیمیایى که پس از رسوب‌گذارى و طى روند سنگ‌شدن رخ مى‌دهد، دیاژنز یا سنگ‌زایى مى‌گویند. عامل‌ها و فرایندهاى زیر در روند سنگ‌زایى دخالت دارند:
1.گرما. هر چه از سطح زمین به پایین برویم، گرما افزایش مى ‌یابد. افزایش گرما بر سرعت واکنش‌هاى شیمیایى مى ‌افزاید و بیرون رفتن آب و خشک شدن رسوب‌ها را ممکن مى‌سازد.
2. فشار. وزن رسوب‌هاى بالایى فشارى پدید مى‌آورد که مهم‌ترین عمل فیزیکى در سخت‌شدن رسوب‌هاست. فشار روى رسوب‌هاى لاى و رس بیش‌تر اثر مى‌گذارد. فشار در بیرون رفتن آب و خشک‌شدن رسوب‌ها نیز اثر دارد.
3. از دست دادن آب. گرما و فشار برآمده از وزن لایه‌هاى بالایى باعث خشک شدن رسوب مى شود، اما از دست دادن آب در دماى معمولى روى سطح زمین نیز رخ مى‌دهد.
4. سیمانى شدن. آب‌هاى زیرزمینى هنگام جابه‌جا شدن از بین سوراخ‌ها و شکاف‌هاى میان رسوب‌ها، مواد محلول در خود را به صورت سیمان بین ذره‌هاى رسوبى جا مى‌گذارند که باعث به هم ‌پیوستن آن‌ها مى‌شود. گاهى سیمان از خود رسوب‌ها فراهم مى‌شود.
5. بلورى شدن دوباره. در این فرایند یک کانى به حالت پایدارترى درمى‌آید. براى نمونه، صدف جانداران دریایى به صورت آراگونیت است، اما پس از مرگ جاندار به صورت کلسیت در مى‌آید که پایدارتر است. در این فرایند تغییرى در ترکیب شیمیایى کانى رخ نمى‌دهد، اما بلورى‌شدن دوباره باعث پر شدن سوراخ‌ها و شکاف‌هاى خالى مى‌شود.
6. واکنش‌هاى زیست‌شیمایی. در ژرفاى 75 مترى، هر گرم لجن کف دریا نزدیک 63 میلیون باکترى در خود دارد. این باکترى‌ها در پدید آمدن نفت، زغال‌سنگ و کانى‌هایى چون دولومیت پیریت نقش دارند. براى نمونه، باکترى‌هاى ناهوازى اکسیژن مورد نیاز خود را از ترکیب‌هاى سخت نشده‌اى مانند 4 FeSOبه دست مى‌آورند و مواد سختى مانند FeS را برجاى مى‌گذارند.
7. زمان. به تنهایى در سنگ‌شدن رسوب‌ها نقش ندارد، اما نقش عامل‌هاى دیگر طى زمان پر رنگ مى‌شود. براى نمونه، رسوب‌هاى نرم گل‌ سفید اگر چند لحظه در فشار 6000 اتمسفر بمانند، تغییر چندانى پیدا نمى‌کنند، اما اگر براى 17 سال در همین فشار بمانند، سنگ آهک سختى مى‌شوند.
بافت سنگ‌هاى رسوبى
از بافت سنگ‌هاى رسوبى مى‌توان چیزهایى درباره‌ى سرگذشت سنگ رسوبى، از جمله راهى که طى کرده است و چگونگى محیط رسوب‌گذارى، برداشت کرد. سه نوع بافت اصلى را در سنگ‌هاى رسوبى مى ‌توان شناسایى کرد: بافت آوارى و دو بافت ناآوارى که بلورین و اسکلتى نامیده مى‌شوند.
1. بافت آواری. از ذره‌هاى ریز و درشت درست شده است. در این بافت علاوه بر اندازه‌ى ذره‌ها، میزان یک اندازه بودن ذره‌ها، که به آن جورشدگى مى‌گویند، نیز مورد توجه است. از میزان جورشدگى مى‌توان اطلاعاتى پیرامون فرایند رسوب‌گذارى و محیط رسوب‌گذارى به دست آورد. براى نمونه، رسوب‌هاى بادى داراى جورشدگى خوب و رسوب‌هاى یخچالى داراى جورشدگى اندک هستند. میزان گردشدگى ذره‌ها نیز مهم است که به سختى و جنس ذره‌ها، میزان برخوردهاییکه ذره‌ها با هم داشته‌اند، درازى راهى که طى شده و انرژى جابه‌جا کننده، بستگى دارد.
2. بافت بلورین. این بافت را در سنگ‌هاى رسوبى شیمیایى مى‌توان دید. طى فرایند سنگ‌زایى، مواد محلول در آب به طور مستقیم بلورى مى‌شوند یا در پى بلورى‌شدن دوباره، شبکه‌ى به هم‌پیوسته‌اى از بلورهاى از پیش موجود، پدید مى‌آید. بلورها ممکن است با چشم دیده شوند(درشت‌بلور) یا براى دیدن آن‌ها به میکروسکوپ نیاز باشد(ریز‌بلور). اگر بلورهاى سنگ از دو اندازه‌ى متفاوت باشند، اصطلاح پورفیروبلاستیک را براى آن بافت به کار مى‌برند.
3. بافت اسکلتی. این بافت از گردهم‌آمدن بخش‌هاى سخت بدن بى‌مهرگان دریایى و پوشش‌هاى سیلیسى یا آهکى پلانکتون‌ها به وجود مى‌آید. صدف‌ها و پوشش‌هاى سخت پس از مرگ جانداران روى هم انباشته مى‌شوند و گاهى سیمانى آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. بافت سنگ به دست آمده شبیه بافت آوارى است، اما ذره‌هاى سازنده‌ى آن بخش‌هاى سخت جاندارن است.
خانواده‌هاى سنگ‌هاى رسوبى
سنگ‌هاى رسوبى را در دو گروه سنگ‌هاى آوارى(ناشى از فرسایش فیزیکى) و ناآوارى(ناشى از فرسایش شیمیایى و زیست‌شیمیایى) جاى مى‌دهند. سنگ‌هاى آوارى را بر پایه‌ى اندازه‌ى ذره‌ها در چهار خانواده‌ى بزرگ‌تر از ماسه، به اندازه‌ى ماسه، به اندازه‌ى لاى و کوچک‌تر از لاى طبقه‌بندى مى‌کنند.
1. بزرگ‌تر از ماسه: ذره‌هاى آن از 2 میلى‌متر بزرگ‌تر است.
الف) کنگلومرا، که ذره‌هاى آن کم و بیش گرد شده است و در میان سیمانى از سیلیس، آهک یا رس جاى گرفته‌اند.
ب) برش که ذره‌هاى آن گوشه‌دار است و جورشدگى خوبى ندارند و در پى فعالیت‌هاى ورقه‌هاى قاره‌اى، فعالیت‌هاى آتش‌فشانى یا رسوب‌گذارى در یخچال‌ها پدید مى‌آیند.
2. به اندازه‌ى ماسه: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 2 میلى‌متر است.
الف) ماسه‌سنگ‌هاى کوارتزى، که بیش از 90 درصد ذره‌هاى آن از کوارتز است.
ب) آرکوز، که 25 درصد ذره‌هاى آن از فلدسپات‌ها و بیش از 50 درصد آن از کوارتز است.
ج) گریواک، که بخش زیادى از آن از کوارتز و فلدسپات‌هاست، اما کانى‌هاى تیره‌اى مانند میکا، هورنبلند و پیروکسن نیز در آن دیده مى‌شود.
3. به اندازه‌ى لای: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 002/0 میلى‌متر است.
الف) لاى ‌سنگ، از ذره‌هاى کوارتز درست مى‌شودکه سیمانى از جنس سیلیس، آهک یا حتى رس آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. به این سنگ‌ها سنگ سیلتى یا فورش‌سنگ نیز مى‌گویند و اگر نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از رس باشد، به آن‌ها گل‌سنگ نیز گفته مى‌شود.
ب) لس، در پى سخت شدن رسوب‌هاى بادى به وجود مى‌آید. لس‌ها به طور معمول زردرنگ هستند و ذره‌هاى آن‌ها بیش‌تر از کوارتز، فلدسپات، کلسیت، میکا، کانى‌ها آهن‌دار و کانى‌هاى رسى است.
4. کوچک‌تر از لای: ذره‌هاى آن از 002/0 میلى‌متر کوچک‌تر است.
الف) سنگ‌هاى رسى، بیش از نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از ذره‌هایى به اندازه‌ى لاى کوچک‌تر است. کانى‌هاى رسى (سیلیکات‌هاى آبدار)، کوارتز، فلدسپات و میکا به فراوانى در آن‌ها دیده مى‌شود.
ب) مارن، گونه‌اى سنگ رسى است که میزان کربنات کلسیم آن بین 25 تا 50 درصد است. اغلب مارن‌ها به رنگ خاکسترى دیده مى‌شوند، در خود فسیل دارند و با اسیدکلریدریک مى‌جوشند.
ج) شیل، به گروهى از سنگ‌هاى رسى یا حتى لاى‌سنگ‌ها گفته مى‌شود که در پى فشارهاى کوه‌زایى، کم و بیش حالت ورقه‌اى از خود نشان مى‌دهند. شیل‌ها در خود فسیل دارند و از برخى از آن‌ها، که شیل نفتى نامیده مى‌شوند، پس از تقطیر نفت به دست مى‌آید.
سنگ‌هاى ناآوارى را نیز در چهار خانواده‌ى سنگ‌هاى آهکى، سنگ‌هاى سیلیسى، سنگ‌هاى اشباعى و زغال‌سنگ‌ها جاى مى‌دهند.
1. سنگ‌هاى آهکی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را کربنات کلسیم مى‌سازد.
الف) سنگ‌ آهک معمولى، بیش از 90 درصد آن از کربنات کلسیم است. به رنگ شیرى تا کرم دیده مى‌شود. هنگام شکستن داراى لبه‌هاى تیز مى‌شود.
ب) چاک(گل سفید)، سنگ آهک نرم و سفیدى است که بیش‌تر از اسکلت جانداران میکروسکوپى درست شده است.
ج) کوکینا، به طور کامل از صدف جاندران دریایى درست شده است.
د) تراورتن، سنگ آهک به نسبت خالصى است که در خشکى‌ها دیده مى‌شود و از رسوب‌گذارى آب چشمه‌هاى حاوى کربنات کلسیم درست مى‌شود.
ه) دولومیت، سنگ آهکى است که اندکى منیزیم دارد. در مقایسه با سنگ آهک معمولى تیره‌تر است و اسیدکلریدریک رقیق بر آن بى ‌اثر است.
2. سنگ‌هاى سیلیسی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را سیلیس شیمیایى یا زیستى مى‌سازد.
الف) چرت، نوعى سنگ سیلیسى با دانه‌هاى ریز که فلینت(سنگ آتش‌زنه)، ژاسب(چت قرمز) و سنگ محک(چرت سیاه) از نمونه‌هاى شاخص آن است.
ب) دیاتومیت، بیش از نیمى از ترکیب آن را پوسته‌ى جانداران تک‌سلولى به نام دیاتومه مى‌سازند.
ج) تریپولى، یا سنگ سمباده که بیش‌تر از کلسدونى درست شده و از هوازدگى دیگر سنگ‌هاى سیلیسى به وجود مى‌آید.
3. سنگ‌هاى اشباعی: از ته‌نشینى یون‌ها در محیط‌هاى رسوبى پدید مى‌آیند.
الف) سنگ نمک، از کانى هالیت درست شده و اگر ناخالصى‌هایى از اکسیدهاى آهن یا رس داشته باشد، به رنگ زرد تا قرمز در مى‌آید.
ب) سنگ گچ، از سولفات کلسیم درست شده و به دو صورت بى‌آب(انیدریت) و آب‌دار(ژیپس) یافت مى ‌شود.
4. زغال‌سنگ‌ها: از پیکره‌ى گیاهان که در لابه‌لاى رسوب‌ها جاى گرفته‌اند، درست مى‌شوند.
الف) تورب، بین 45 تا 60 درصد کربن دارد و آن را زغال‌سنگ نارس مى‌دانند.
ب) لیگنیت، بین 60 تا 70 درصد کربن دارد و به رنگ قهوه‌اى تیره است.
ج) زغال‌سنگ معمولى، بین 70 تا 90 درصد کربن دارد و به رنگ سیاه براق است.
د) آنتراسیت، بین 90 تا 95 درصد کربن دارد. براق و سیاه‌رنگ است، اما دست را سیاه نمى‌کند.
ه) گرافیت، کربن 100 درصد خالص است که به صورت ورقه‌هاى نازک روى هم جاى گرفته‌اند.

منبع: iranpresent.persianblog.ir

نویسنده : علی : ۳:٤٧ ‎ق.ظ ; ۱۳۸۸/۱٠/۱۸
Comments پيام هاي ديگران ()      لینک دائم