آشنایی با سنگهای کربنی
و رده بندی سنگ های آهکی
بمنظور بررسی های تاریخی و باستان شناسی، لازم است اطلاعات عمومی درباره بعضی موضوعها داشت، مانند آشنایی با انواع سنگها و لوازم و تجهیزات خام و اولیه ساختمانی و فلزی و غیره. در این صفحه مقداری درباره سنگ های کربناته، که در تاریخ ایران زیاد استفاده شده می نویسم، و درصورت نیاز، بمرور کم و زیاد می کنم.
تصویر معدن سنگ کربناته، عکس شماره ۳۴۷۱.
لوگو تاریخ را علمی بدانید نه داستان روی داستان، عکس شماره ۱۶۱۸.
. . . ادامه دارد و باز نویسی می شود . . .
آشنایی و رده بندی سنگها
● آشنایی:
سنگ آهک کربنات کلسیم(CaCO۳) به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می شود. این سنگ بیشتر به صورت آهک رسی ، آهک ماسه ای و دولومیت یافت می گردد. ناخالصیهای مهم سنگ آهک شامل منیزیم ، سلیس ، آلومینیم و منگنز است.
● نحوه تشکیل:
سنگهای آهکی از نظر ژنتیکی و نحوه تشکیل به دو گروه عمده و بزرگ آهکهای برجا و آهکهای نابرجا تقسیم می شوند. آهکهای برجا شامل کلیه سنگ آهکهای ستونهایی می گردد که طی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محلی که وجود دارند، تشکیل گردیده اند. اصولا تشکیل در جای رسوبات آهکی مربوط به فعالیتهای بیولوژیکی بوده و از منشا بیوشیمیایی می باشند. مانند تراورتن و ستونهای آهکی. آهکهای نابرجا آهکهایی را شامل می گردد که از نظر بافتی به سنگهای کلاسیک شباهت داشته ، ولی از نظر منشا تشکیلاتشان کاملا مربوط به فرآیندهای شیمیایی است. مانند آهکهای تخریبی و ماسه ای
● نحوه شناسایی سنگهای کربناته:
۱) وجود اشفتگی زیستی یاBIOTURBATION در سنگ : وقتی شرایط زندگی جاندار تغییر میکند باعث مرگ ناگهانی انها شده و این اثار در سنگهای کربناته دیده میشود که البته وجود انها در مادستون ها محیط دریایی را نشان میدهد.
۲)GEOPETAL : قطعات تشکیل دهنده سنگ از دو کفه ایها باشد و قسمت ÷ایین ان از ماتریکس و بالای ان از سیمان پر شده باشد . که این فابریک بالای لایه و پایین انرا مشخص میکند .
۳)LAMINATED FABRIC :لایه های تیره و روشن که توسط جلبک ها تشکیل میشوند مثل :STROMATOLITES
۴) EYE BIRD : فابریک چشم پرنده ای از فابریکهای فنسترال است در اثر حفرات ناشی از گاز موجود در ماتریکسها ست . بیشتر در محیط جزر و مدی دیده میشوند .
● شکل و گسترش سنگهای کربناته:
رسوبات کربناته جدید در محیطهای رسوبی مختلفی تشکیل شده و به اشکال گوناگون گسترش دارند. با وجود تنوع زیادی که در محیط رسوبی کربناتها وجوددارد، بطور کلی این محیطها را می توان در دو گروه بزرگ زیر مطالعه نمود.
▪ کربناتها در محیطهای عمیق:
سنگهای کربناته که در محیطهای عمیق دریایی عصر حاضر تشکیل می گردند، در دو گروه به شرح زیر مشخص می شوند.
ـ گروه اول:
آهکهایی هستند که از مناطق کم عمق تر حوضه رسوبی توسط جریانهای زیر دریایی یا جریانهای توربیدیتی به مناطق عمیق منتقل شده و به تدریج بر حسب اندازه و وزن مخصوصشان رسوب کرده اند. این مواد منتقل شده ، طبعا ریز دانه و از بقایا و اسکلت جانوران و ارگانیسمهای دریایی هستند که از آن جمله می توان جلبکهای آهکی رانام برد.
ـ گروه دوم:
آهکهایی هستند که منشا آنها ، صدف و پوسته فرامینفرها و پلانکتونهایی نظیر گلوبیژرینا می باشد. تشکیل لجنهای گلوبیژرینا در اعماق زیادتر یعنی حدود ۴۰۰۰ متر به پایین به علت نا پایداری پوسته آهکی و حل شدن آنها در آب دریا ، متوقف می گردد.
▪ کربناتها در محیطهای کم عمق:
معمولا محیطهای کم عمق ، در حاشیه و سواحل دریاهای آزاد گسترش داشته و این سواحل محل مناسبی برای تشکیل آهکهای مربوط به این محیطها هستند.
● ساخت سنگهای آهکی:
ساخت سنگهای آهکی اعم از انواع برجا و یا آهکهای نابرجای تخریبی شامل بعضی یا تمام بخشهای زیر است.
۱) دامنه هایی تخریبی از تمام منشا شیمیایی یا اکوکمها.
۲) مواد پرکننده بسیار دانه ریز به صورت گل کربناته که فضاهای خالی بین دانه و درون دانه ها را پر کرده است.
۳) سیمان کربنات کلسیم که در اغلب قریب به اتفاق موارد ، کلسیتی است و بعد از نهشتگی تشکیل می گردد. این نیز نقش پرکننده فضاهای خالی بین و درون دانه ها را ایفا می کند.
● موارد استعمال آهک:
▪ تهیه منشورهای نیکل:
اسپت دیسلند که نوعی کربنات کلسیم است، برای تهیه منشورهای نیکل در میکروسکوپها ، فتومترها و کولوریمترها بکار می رود.
▪ تهیه کود:
نوع نامرغوب آن در صنعت تهیه قلیائیان و به عنوان کود در زمینهای بی آهک بکار می رود.
▪ تهیه شیشه:
در صنعت شیشه سازی ، کلسیت خالص را به مذاب شیشه ها اضافه می کنند، گاز کربنیک حاصله از ذوب آن موجب همگن شدن توده مذاب شیشه می گردد.
▪ استفاده در صنایع شیمیایی:
آهک در صنایع شیمیایی به عنوان یک ماده اولیه و همچنین برای خنثی کردن اسید و به عنوان کمک ذوب ، ماده قلیا کننده ، جاذبه رطوبت ، عامل چسبندگی و… بکار می رود. این نوع آهک بایستی با درصد کلسیم زیاد باشد.
▪ تهیه پودر مل:
سنگ آهک با درصد بالا از کربنات کلسیم در کارخانه های سنگ کوبی به صورت پودر تهیه می گردد که به عنوان مل به بازار عرضه می شود.
▪ استفاده در صنعت سیمان :
سنگ آهک به مقدار زیاد در صنایع استعمال می شود. ترکیب سیمان به صورت (آهک، رس ، آهن ، گچ ، سیلیس) که با درصدهای مختلفی این مخلوط در کوره پخته و محصول حاصل بعد از خرد شدن و مخلوط شدن با آب و بعد از سفت شدن به سیمان تبدیل می شود.
▪ دیگر مصارف سنگ آهک :
نمونه ای از سنگ آهک بسیار دانه ریز که به سنگ چاپ معروف است، قابل استفاده در چاپ و امور چاپی است. بالاخره سنگهای آهکی در خمیر دندان سازی، لاک سازی ، عطرسازی و لاستیک سازی کاربرد دارند.
● سنگ های آهکی:
فرآیندهای بیولوژیکی و بیوشیمیایی تشکیل رسوبات کربناته مهم هستند، هر چند ته نشست غیر آلی CaCO۳ از آب دریا نیز انجام می شود. پس از رسوبگذاری ، فرایندهای فیزیکی و شیمیایی دیاژنزی می تواند بطور قابل ملاحظه ای رسوب کربناته را تغییر دهد. سنگهای آهکی در سرتاسر جهان و در هر دوره زمین شناسی از پرکامبرین به بعد یافت می شوند، و منعکس کننده تغییرات انجام شده از طریق تکامل و انقراض بی مهرگان با اسکلت های کربناته می باشند.
سنگهای آهکی در پرکامبرین نیز فراوانند، لیکن معمولا دولومیتی شده و بیشتر حاوی استروماتولیت هستند، که عمدتا توسط سیانو باکتریا (جلبک سبز آبی) تولید شده اند.
● اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی:
امروزه اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی عمدتا در رابطه با خواص مخزن آنها می باشد چون در حدود نیمی از مخازن مهم نفتی جهان در سنگهای کربناته قرار دارد. سنگهای آهکی نیز میزبان رسوبات سولفید سرب و روی اپی ژنتیکی از نوع دره می سی سی پی هستند که دارای مصارف صنعتی و شیمیایی خیلی زیادی ، از جمله در ساختن سیمان می باشند.
● گسترش سنگهای آهکی:
در نتیجه رویدادهای اخیر زمین شناسی و با توجه به دوره یخچالی پلیستوسن و پایین آمدن سطح آب دریا در جهان ، در حال حاضر رسوبات کربناته دریاهای عمیق گسترش وسیعی ندارند. در گذشته دریاهای اپی ریک کم عمق بطور متناوب نواحی قاره ای را بطور وسیع می پوشانده اند بطوری که سنگهای آهکی در هزاران کیلومتر مربع رسوب کرده اند. و مقیاس وسیع ، گسترش رسوبگذاری کربناتها با بالا بودن سطح آب دریا در جهان انطباق دارد.
●عوامل کنترل کننده رسوبگذاری کربناتها:
▪ درجه حرارت:
بسیاری از موجودات با اسکلت کربناته ، نظیر مرجانهای ریف ساز و بسیاری از جلبکهای سبز آهکی ، برای رشد خود به آبهای گرم نیاز دارند. بنابراین اکثر رسوبات کربناته در کمربند گرمسیری نیمه گرمسیری و در حدود ۳۰ درجه شمال و جنوب خط استوا یافت می شوند.
▪ شوری:
تولیدات بیولوژیکی در آب دریا با درجه شوذی نرمال در عمق کم (کمتر از ۱۰ متر)، و بخش آشفته منطقه نوری (به طرف پایین تا عمقی که نور نفوذ می کند، در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ متر) در حد ماکزیمم است.
▪ عمق:
دانه های غیر اسکلتی ، نظیر آئیدها و گل آهکی ، فقط در آبهای گرم کم عمق گرمسیری ته نشین می شوند. در محیط پلاژیک آبهای عمیق تر ، لجن های آهکی بطور وسیعی گسترش می یابند که عمدتا از اسکلت های موجودات پلاژیک ، فرامینیفر و کوکولیتی که در منطقه نوری زندگی می کنند، تشکیل شده اند. نرخ بالای انحلال کربنات در اعماق چندین کیلومتری باعث می شود تا مقدار کمی کربنات در زیر این عمق رسوب کند. سنگهای آهکی در دریاچه ها و خاک ها نیز تشکیل می شوند.
● ورود مواد سیلیسی آواری:
یکی از عوامل مهم کنترل کننده رسوبگذاری کربناتها، فقدان مواد سیلیسی آواری است. بیشتر موجودات تولید کننده کربنات می توانند ورود مقادیر زیادی گل آواری را تحلیل نمایند.
● کانی شناسی رسوبات کربناته:
آراگونیت و کلسیت دو کانی فراوان کربنات کلسیم در رسوبات عهد حاضر و قدیم هستند. دو نوع کلسین تشخیص داده می شود که به مقدار منیزیم بستگی دارد، کلسیت با منیزیم که یا کمتر از ۴% مول MgCO۳ و کلسیت با منیزیم بالا با بیشتر از ۴% مول. ولکن بطور تیپیک بین ۱۱ و ۱۹ درصد مول MgCO۳ دارد در مقایسه ، آراگونیت معمولا دارای مقدار خیلی کم منیزیم است. رسوب عهد حاضر بیشتر به دانه های اسکلتی و غیر اسکلتی موجود بستگی دارد. اسکلت های کربناته موجودات دارای یک ترکیب کانی شناسی خاص یا مخلوطی از کانیهاست هر چند مقدار منیزیم در کلسیت ها متغیر بوده و تا حدودی به درجه حرارت آب بستگی دارد.
آراگونیت در درجه حرارت و فشار سطحی ناپایدار است و با گذشت زمان کلسیت با منیزیم بالا ، Mg خود را از دست می دهد. بنابراین تمام رسوبات کربناته ای که دارای کانی شناسی اولیه مخلوطی هستند در طی دیاژنز به کلسیت با Mg پایین تبدیل می شوند. کانیهای غیر کربناته در سنگ آهک شامل کوارتز ، رس آواری ، پیریت ، هماتیت ، مسقات با منشا دیاژنتیکی می باشد. کانیهای تبخیری ، بویژه ژیپس و ایندریت ، ممکن است بطور تنگاتنگ با توالی های سنگ آهک همراه باشد.
● دید کلی:
از آنجایی که فراوانترین سنگهای رسوبی، سنگهای آهکی هسند و چون کانیهای اصلی تشکیل دهنده این سنگها معمولا از نوع کلسیت، آراگونیت و دولومیت می باشد و در بعضی از سنگهای آهکی مقادیر ناچیزی آنکریت و سیدریت مشاهده می شود، لذا در این مبحث بیشتر به بررسی این کانیها می پردازیم. از بین این کانیها، کلسیت و دولومیت بسیار فراوان بوده و آراگونیت، آنکراسیت و سیدریت به مقدار کمتری یافت میشوند. تمام این کانیها به استثنای آراگونیت در سیستم هگزاگونال متبلور می شوند. هر یک از کانیهای ذکر شده را به طور مختصر در زیر شرح می دهیم.
▪ کلسیت:
کلسیت در بیشتر موارد بافت موزائیکی بی شکلی را دارد و در االیت ها و بعضی از سیمانهای ته نشین شده ممکن است شکل شعاعی یا رشته ای داشته باشد. کلسیت در سنگهای آهکی هم به صورت اولیه و هم به صورت ثانویه وجود دارد. مواد اسکلتی بعضی از موجودات آراگونیتی، و بعضی منحصرا کلسیتی است و در بعضی از آنها بخشی از آراگونیتی و بخشی کلسیتی می باشد. کلسیت های موجود در سنگهای آهکی معمولا از نوع CaCo۳ خالص می باشند و تقریبا عاری از آهن و منیزیم می باشند. کلسیت در بیشتر سنگهای آهکی یا به صورت اجزای اصلی تشکیل دهنده خرده های فسیلی بوده، و یا به صورت سیمان ته نشینی دیده میشود. ضمنا ممکن است کلسیت از تبلور مجدد آراگونیت نیز ایجاد شده باشد که این اشکال مختلف کلسیت را می توان از روی شکل هندسی بافت آنها از یکدیگر متمایز کرد.
▪ دولومیت:
دولومیت در بعضی از سنگهای آهکی همراه با کلسیت یافت می شود. معمولا تشخیص این دو کانی از یکدیگر مشکل است. معمولا شکل رومبوهدرال دولومیت، این کانی را از کلسیت متمایز می کند. دولومیت معمولا به صورت اولیه بوده و در بیشتر موارد بر اثر جانشینی کلسیت یا آراگونیت به وجود می آید. دولومیت موجود در ساختمانهای فسیلی در اصل بر اثر جانشینی بعد از عمل رسوبگذاری حاصل می شود. لوزیهای دولومیتی پراکنده که ساختمانهای اولیه سنگ را به طور عرضی قطع می کنند ممکن است از نتیجه آزاد شدن منیزیم بر اثر تجزیه کلسیتهای نیمه پایدار حاوی منیزیم زیاد، به وجود آمده باشند. بنابراین سنگهایی که کاملا از بلورهای موزائیکی دولومیت تشکیل شده باشند، وجود منیزیم را تایید می کنند.
▪ آراگونیت:
آراگونیت پلی مورفی از کربنات کلسیبم می باشد. این کانی دارای سیستم کریستالی ارتورومبیک بوده و از نظر خصوصیات نوری و سایر خواص فیزیکی با کلسیت تفاوت دارد. آراگونیت از اجزای اصلی تشکیل دهنده صدف دو کفه ایها و شکم پایان و بعضی از مرجانها می باشد. آراگونیت همچنین به شکل رسوبات کربناته شیمیایی ته نشین می شود. گلهای کربناته عهد حاضر عمدتا از سوزنهای آراگونیتی ریز تشکیل شده اند. اووئیدهای آهکی عهد حاضر آراگونیتی هستند و آراگونیت به صورت بلورهای سوزنی شکل که به حالت مماسی قرار دارند، لایه های متحدالمرکز را تشکیل می دهند.
▪ سیدریت
سیدریت از مواد کمیاب بوده و معمولا در بعضی از سنگهای آهکی جز عناصر فرعی محسوب می شود. فرمول شیمیایی سیدریت، FeCo۳ می باشد، آهن دو ظرفیتی معمولا در کانی دولومیت وجود دارد، اما در بعضی موارد، نظیر سنگ آهکهایی که با سنگ آهنهای سیدریتی همراه می باشند، آهن دو ظرفیتی به شکل لوزیهای سیدریتی پراکنده ای یافت می شود. اکسیداسیون خفیف موجب تجزیه سیدریت گریده و این واکنش به سادگی توسط رنگ تند اکسید آهن در امتداد کیلواژ و مرز دانه ها قابل رویت است
● رده بندی سنگ های اهکی
▪ دید کلی:
طبقه بندی سنگها معمولا بر اساس توصیف بافت و کانی شناسی آنها می باشد که این نوع طبقه بندی به طبقه بندی توصیفی موسوم است. نوع دیگر طبقه بندی بر اساس چگونگی تشکیل سنگها می باشد که به طبقه بندی ژنتیکی مشهور است که در واقع طبقه بندی سنگها بر اساس محیط رسوبگذاری آنها می باشد. برای سنگهای آهکی طبقه بندیهای مختلفی ارائه شده است که مهمترین آنها طبقه بندی ارائه شده گرابو در سال ۱۹۰۴ ، فولک در سال ۱۹۶۲ و دانهام ۱۹۶۲ می باشد.
▪ طبقه بندی گرابو:
گرابو سنگهای رسوبی را به دو دسته اگزوژنتیک و اندوژنتیک تقسیم کرده است. همچنین از نظر اندازه برای ذرات تشکیل دهنده سنگ به جای واژه های گراول ، ماسه و گل (سیلیت و رس) ، واژه های رودایت ، آرنایت و لوتایت را بکار برده است. وی برای نامگذاری سنگها نوع کانیهای تشکیل دهنده آنها را به صورت پیشوند قبل از واژه های ذکر شده اضافه می کند. چون سنگهای آهکی تماماً از کربنات کلسیم درست شده اند در آغاز هر یک از واژه های رودایت ، آرنایت و لوتایت کلمه کالک (calc) اضافه می گردد و بر اساس اندازه ذرات تشکیل دهنده عبارتند از :
۱) سنگ آهک دانه درشت یا کالکی رودایت (calcirudite)
۲) سنگ آهک دانه متوسط یا کالک آرنایت (calcarenite)
۳) سنگ آهک دانه ریز یا کالکی لوتایت (calcilutite)
ـ تقسیم بندی سنگ آهکهای حاوی فسیل
اگر سنگ حاوی فسیل باشد ، قبل از اسم سنگ کلمه اسکلت (skeletal) نام سنگ اضافه می شود که بیانگر وجود فسیل در سنگ می باشد .
ـ تقسیم بندی دقیقتر سنگها:
برای طبقه بندی دقیقتر ذرات علاوه بر اندازه ذرات تشکیل دهنده سنگهای کربناته می توان از اختصاصات دیگری از قبیل نوع طبقه بندی و غیره استفاده کرد و آنها را بطور دقیقتر نامگذاری نمود به عنوان مثال سنگ آهک دانه ریز با لامیناسیون.
طبقه بندی گرابو برای نامگذاری سنگهای آهکی در نمونه های دستی و توصیف آنها در بیابان بسیار مفید بوده و کاربرد آن ساده تر از طبقه بندیهای دیگر است.
● طبقه بندی فولک:
این طبقه بندی توسط فولک در سال ۱۹۶۲ برای توصیف سنگهای آهکی ارائه شده است. طبقه بندی فولک بر اساس ذرات تشکیل دهنده و بافت سنگهای آهکی می باشد. بر طبق گفته فولک اجزای تشکیل دهنده سنگها از سه گروه آلوکمها (allochem) ، لجن های کلسیت میکروکریستالین (microcrystallincalciteooze) و سیمان کلسیت اسپاری (sparrycalcitecement) می باشد.
فولک بر اساس اجزای تشکیل دهنده سنگ آهکها ، سنگهای آهکی را به چهار گروه تقسیم می کند که عبارتند از :
ـ آهکهای نوع اول (Type I) : که حاوی مقدار زیادی عناصر آلوکم می باشند و توسط سیمان اسپاری به هم متصل شده اند.
ـ آهکهای نوع دوم (Type II) : که این دسته از سنگهای آهکی از مقدار زیادی ذرات آلوکم که درون ماتریکسی از کلسیت میکروکریستالین (میکرایت) قرار گرفته است تشکیل شده اند.
ـ آهکهای نوع سوم (Type III) : سنگهای آهکی نوع سوم ، سنگهای میکروکریستالین (micro crystallin Rocks) نامیده می شوند و از ذرات دانه ریز یا کریستالهای ریز بلور کربنات کلسیم درست شده اند.
ـ آهکهای نوع چهارم (Type IV) : این نوع سنگها از باقی مانده موجوداتی که در محیط رشد کرده و پس از مرگشان ریف را ساخته اند درست شده اند و بایولیتایت نامیده می شوند.
در واقع فولک سنگها را بر اساس عناصر تشکیل دهنده سنگهای آهکی نامگذاری می کند.
▪ طبقه بندی سنگ های اهکی توسط دانهام:
این طبقه بندی بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاری ، برای سنگهای آهکی ارائه شده است. در این تقسیم بندی سنگها به دو دسته تقسیم می شوند:
ـ دسته اول: شامل سنگهایی است که در هنگام رسوبگذاری اجزای تشکیل دهنده آنها به هم متصل بوده اند و باندستون نامیده می شوند.
ـ دسته دوم: سنگهایی هستند که اجزای تشکیل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل نشده اند. این دسته شامل چهار گروه گرینستون (Grain stone) ، پکستون (Packstone) ، وکستون (Wacke stone) و مادستون (Mud stone) می باشند.
علاوه بر این دو دسته اصلی از سنگهای آهکی که بر اساس بافت رسوبی در هنگام رسوبگذاری تقسیم بندی شده اند گروه دیگری از سنگهای آهکی وجود دارد که بافت رسوبی در آنها قابل تشخیص نمی باشد. این دسته از سنگها متبلور بوده و در آنها عمل تبلور مجدد صورت گرفته است. این نوع سنگها را کربناتهای بلورین می نامند. مانند سنگ آهک کریستالین و دولومیت کریستالین. گرچه این دسته از سنگها فاقد بافت رسوبی هستند ولی معمولا از روی شبح و شکل دانه های متبلور موجود در سنگ می توان آنها را بر مبنای منشا تشکیل دانه ها نامگذاری کرد
● دید کلی:
این طبقه بندی بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاری ، برای سنگهای آهکی ارائه شده است. دانهام بر اساس اینکه اجزای تشکیل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل شده اند و یا اینکه بعد از رسوبگذاری به هم متصل شده باشند آنها را به دو دسته اصلی تقسیم می کند.
۱) دسته اول:
این دسته شامل سنگهایی است که اجزای تشکیل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل شده اند. این سنگها باندستون (Bound stone) نامیده می شوند . از جمله این سنگها می توان ریف ها ، استروماتولیتها ، تراورتن و غیره را نام برد. طبق نظر دانهام سه عامل ممکن است باعث متصل شدن اجزای تشکیل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاری شود که عبارتند از :
اتصال در هنگام رسوبگذاری در اثر رشد جاندارانی از قبیل مرجانها و رویش پوسته های فرامینیفرها بر روی یکدیگر ، تشکیل لامیناسیونها بر خلاف نیروی جاذبه ، مانند استراماتولیتها و وجود حفره ها و تونلهای کوچک و بزرگی که در کف آنها رسوبگذاری صورت گرفته و شکافهای آنها توسط مواد آلی یا شبه آلی پر شده است مانند تونلهای کوچک و بزرگی که در ریفهای مرجانی دیده می شود.
۲) دسته دوم:
اجزای تشکیل دهنده این دسته از سنگها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل نشده اند . این سنگها بر اساس اینکه حاوی گلهای آهکی و یا اینکه فاقد آن باشند به ۴ گروه تقسیم شده اند.
▪ گرینستونها (Grainstones):
این گروه از سنگها فاقد گلهای آهکی می باشند . از نظر هیدرولیکی این سنگها ممکن است توسط جریانهای آبی یا در اثر شسته شدن و از بین رفتن رسوبات گلی و یا رسوبگذاری سریع ذرات دانه درشت تشکیل شده باشند. نام گرینستون به علت عدم حضور گل های آهکی را برای این سنگها در نظر گرفته اند . چنانچه ذرات دانه درشت به هم متصل نشده باشند ممکن است آثار تبلور مجدد در گلهای آهکی موجود در بین این ذرات مشاهده شود.
تقسیم بندی گرینستونها : بر اساس قطر ذرات ، جورشدگی و سایش گرینستونها را مجددا تقسیم بندی کرده اند . این زیر تقسیم های گرینستونها عبارتند از : کلسی رودایت (calcirudite) ، جورسنگ (sorted stone) و ورن ستون (worn stone) می باشد.
▪ پکستون (Pack stone):
پکستون عبارت است از سنگ آهکی است که دارای دانه و مقداری گل کربناته باشد. تعبیر و تفسیر این سنگها چون حاوی دانه که در محیط آشفته تشکیل می شود و گل که در محیطهای آرام رسوب می کنند کمی پیچیده و مشکل می باشد و به مطالعات و بررسیهای دقیقتری احتیاج دارد. بر طبق گفته دانهام این سنگها ممکن است بر اثر فشردگی سنگهای وکستون حاصل شده و بین دانه ها بوسیله رسوبات گلی پر شده باشد.
همچنین ممکن است بر اثر رسوبگذاری ذرات دانه درشت در روی رسوبات دانه ریز که قبلا گذاشته شده اند این ذرات تشکیل گردند یا اینکه ذرات درشت و ریز در اثر تغییرات شرایط محیطی با یکدیگر رسوب کرده باشند. البته احتمال اینکه اختلاط ذرات دانه ریز و درشت موجود در طبقات مختلف توسط موجودات زنده انجام گرفته باشد و این موجودات باعث به هم ریختگی و اختلاط در این طبقات گردند، وجود دارد.
▪ وکستون (wackestone):
این واژه برای سنگهای آهکی گلی که حاوی بیش از ۱۰ درصد دانه هستند بکار می رود. در این سنگها دانه ها توسط ماتریکس گلی به یکدیگر متصل شده اند. وکستون ها تا حدودی هم ارز سنگهای آهکی کالک آرنایت و کلسی لوتایت می باشند.
▪ مادستون (mudstone):
سنگهای آهکی را که دارای کمتر از ۱۰ درصد دانه باشد مادستون می نامند. ذرات این سنگها نیز مانند وکستون ها توسط ماتریکس گلی به هم متصل شده اند. مادستون ها مترادف سنگهای کلسی لوتایت می باشند. البته باید توجه داشت که مادستون ها نشانگر ترکیب کانی شناسی سنگ را که ممکن است کلسی لوتایت دولومیت دار و همچنین منشا گل را که ممکن است آواری باشد را مشخص نمی نماید. مادستون ها علاوه بر اینکه نشان دهنده رسوبگذاری در محیطهای آرام می باشند بیانگر عدم وجود ارگانیسم های مولد دانه در آب نیز هستند.
● کربناتهای بلورین:
علاوه بر دو دسته سنگهای بلورین آهکی که بر اساس بافت رسوبی در هنگام رسوبگذاری تقسیم بندی شده اند. گروه دیگری از سنگهای آهکی وجود دارد که بافت رسوبی در آنها قابل تشخیص نمی باشد. این دسته از سنگها را کربناتهای بلورین نامگذاری کرده اند مانند سنگ آهک کریستالین. اگر چه این سنگها فاقد بافت رسوبی هستند ولی معمولا از روی آثار باقی مانده و شکل دانه های متبلور موجود در سنگ می توان آنها را بر مبنای منشا تشکیل دانه ها نامگذاری کرد
● سنگ های اواری(تریجنوس):
▪ ذرات رسوبی آواری:
این گروه از رسوبات از تخریب سنگهای موجود در سطح زمین حاصل شده اند. ذرات تشکیل دهنده این گروه دارای مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی زیادی در مقابل هوازدگی می باشند. اگر مقاومت ذرات کم باشد در منشا و یا بعد از رسوبگذاری تجزیه شده و کانی های جدیدی از آنها حاصل می شود. از جمله کانی هایی که در اثر تجزیه سایر کانی ها و ذرات حاصل می شوند کانی های رسی می باشند. ذرات آواری به دو دسته غیر آلی و آلی تقسیم می شوند.
ذرات رسوبی در اثر تخریب سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی، انفجار آتشفشانها و یا در اثر فعل و انفعالات شیمیایی و بیوشیمیایی به وجود می آیند. در واقع منشا رسوبها یا از عمل تخریب موادی است که قبلا وجود داشته و پس از به حرکت در آوردن در اثر نیروی جاذبه ته نشین شده است و یا نتیجه فعل و انفعالات فیزیکو شیمیایی محیط رسوبی است و یا از اثر موجودات زنده حاصل شده است.
به طور کلی رسوبات را از لحاظ منشا تشکیل به ۴ دسته کلی رسوبات تخریبی یا آواری رسوبات شیمیایی و بیوشیمیایی و ذرات پیرو کلاستیکی یا آذر آواری تقسیم می کنند. البته با وجود این تقسیم بندی، تشخیص مطلق هر یک از این گروهها در طبیعت امکان ندارد چون تمامی این گروهها کم و بیش با هم مخلوط شده اند. به همین منظور برای تعیین نوع رسوب باید به اکثریت مواد تشکیل دهنده رسوب توجه کنیم.
▪ ذرات آواری آلی:
این ذرات از تخریب و حمل و نقل مجدد رسوبات حاوی کربن بوجود آمده اند. برای مثال می توان ذرات تخریبی آنتراسیت و کروژن و تکه های جامد واکس را نام برد. در واقع این مواد هیدروکربن های غیر قابل حل، با ساختمان پلیمری و زنجیری بلند وطویل می باشند. کروژن فراوانترین مواد آلی موجود در رسوبات دنیا را تشکیل می دهد. کروژن از تجزیه و فساد مواد آلی در درجه حرارت پایین و در پوسته جامد زمین تشکیل شده است. این ماده دارای ثبات بسیار زیادی می باشد و در حلال های آلی و یا اسیدها حل نمی شود و همچنین در درجه حرارت های معمولی اکسیده نمی شود.
▪ ذرات آواری غیر آلی:
این ذرات بر اثر هوازدگی بر روی سنگ های منشا تشکیل می شوند. هوازدگی به دو صورت فیزیکی و شیمیایی بر روی سنگ منشا اثر می گذارد. در هوازدگی مکانیکی عوامل شیمیایی هیچ تاثیر ندارند. از جمله عوامل مکانیکی می توان به تغییرات درجه حرارت روز و شب در نواحی کویری، ذوب را انجماد آب در درون درز و شکاف ها و… اشاره کرد.
تخریب شیمایی توسط مواد محلول در آب انجام می شود. مواد محلول باعث می شوند تا قسمتی از کانی های موجود در سنگ، تجزیه شده و کانی های جدیدی حاصل شود. عوامل موثر در میزان هوازدگی سنگ منشا عبارتند از اثر توپوگرافی، آب و هوا و گیاهان موجود در محل و سنگ های موجود در منطقه.
ذرات آواری غیر آلی دارای انواع زیادی هستند که در زیر برخی از آنها اشاره شده است:
ـ کوارتز:
تمام سنگهای آذرین و اغلب سنگهای دگرگونی به استثنای سنگ کوارتزیت که ممکن است تا حدود ۱۰۰ درصد حجم سنگ از کوارتز تشکیل شده باشد، حاوی کوارتز هستند و مقدار آن از خیلی کم تا ۴۰ درصد حجم کل سنگ را تشکیل می دهد. ولی برعکس در سنگهای آواری تیپیک ، کوارتز بطور فراوان یافت می شود، زیرا مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی آن در مقابل عمل فرسایش بسیار زیاد است.
با استفاده از مقاطع نازک و مطالعه آنها به توسط میکروسکوپ پلاریزان می توان انواع کوارتز را بر اساس نوع خاموش ، انکلوزیون و مقدار ذرات پلی کریستالین موجود در سنگ را ، که در رابطه با منشا آنهاست، تعیین نمود. کریستالهای منفرد کوارتز دارای خاموشی مستقیم و موجی می باشند. دانه های کوارتز ولکانیکی در نور پلاریزان دارای خاموشی مستقیم است ولی دانه های کوارتز پلوتونیکی و دگرگونی دارای خاموشی مستقیم و موجی هستند. خاموشی موجی معمولا منعکس کننده فشار در شبکه کریستالی است.
مطالعات آماری نشان داده است که حد متوسط خاموشی در دانه های کوارتز دگرگونی بیشتر از ۵ درجه است در حالیکه دانه های کوارتز پلوتونیکی دارای حد متوسط کمتر از ۵ درجه هستند. دانه های کوارتز به صورت کریستال منفرد یا مرکب در سنگها یافت می شوند. دانه های کوارتز آتشفشانی غالبا تک کریستالی است. مقدار دانه های کوارتز پلی کریستالین در سنگهای پلوتونیکی کمبوده و در سنگهای دگرگونی با درجه بالا بیشتر و در سنگهای دگرگونی با درجه کم ، فراوانتر است. همچنین تعداد کریستالهای کوارتز در یک دانه پلی کریستالین که منشا دگرگونی با درجه کم داشته باشد بیشتر از سنگهای دگرگونی با درجه بالا و سنگهای پلوتونیکی است.
ـ فلدسپاتها:
فلدسپاتها در سنگهای آواری از نظر اهمیت در درجه دوم قرار دارند، زیرا به علت داشتن رخ ، مقاومت مکانیکی کمتری نسبت به کوارتز در مقابل عمل فرسایش دارند و در اثر عوامل شیمیایی به کانیهای رسی تجزیه می شوند. به این دلیل ، میزان دانه های فلدسپات در رسوبات رودخانه ای بویژه سیکل اول ، به مراتب بیشتر از ماسه های ساحلی و تپه های شنی است. فلدسپاتها در سنگهای آذرین و دگرگونی بطور فراوان یافت می شوند و بدین جهت در حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد رسوبات آواری عهد حاضر را تشکیل می دهند. بطوری که در بالا اشاره شد، ممکن است فلدسپاتها قبل از تجزیه شدن در منشا بوسیله فرآیندهای هوازدگی مکانیکی شکسته شده و بصورت ذرات آزاد توسط جریان آب از منطقه خارج شوند که این خود به عوامل زیر بستگی دارد:
□ توپوگرافی: اگر اختلاف ارتفاع زیاد باشد، آب و هوا نقش مهمی را در تجزیه این کانیها نخواهدداشت و این کانیها قبل از تجزیه شدن توسط فرآیندهای هوازدگی مکانیکی خردشده و در مسیر جریان آب قرار می گیرد.
□ آب و هوا: در آب و هوا خشک ، تجزیه شیمیایی خیلی کم صورت می گیرد، زیرا گیاهان خیلی کم بوده و هوازدگی مکانیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. در چنین آب و هوایی توپوگرافی اثر چندانی نخواهدداشت.
□ یخچالها :تخریب توسط یخچالهای باعث می شود که مقدار زیادی از سنگهای فلدسپاتدار منطقه کنده شود و قبل از تجزیه در مسیر حرکت توسط یخچالهای حمل گردد.
▪ خرده سنگها:
خرده سنگها دانه هایی هستند که خصوصیات قابل تشخیص از سنگ منشا خود را دارا باشند. اگر یک سنگ منشا ، خرد شود و کانیهای مختلفی از آن آزاد گردد، این دانه ها به نام خرده سنگ گفته نمی شود زیرا اختصاصات سنگ منشا را ندارد. خرده سنگها ممکن است از چندین کانی مختلف تشکیل شده باشند. عواملی که باعث باقیماندن یا از بین رفتن این گونه دانه های رسوبی می شوند عبارتند از : نوع سنگ منشا ، فاصله یا فضای بین اجزای تشکیل دهنده ، نوع هوازدگی ، عوامل موثر در هنگام حمل و نقل ، هوازدگی (تجزیه شیمیایی) بعد از عمل رسوبگذاری و فشارهایی که در هنگام سیمانی شدن به آنها وارد می شود.
اندازه اولیه خرده سنگها توسط قطعات شکسته شده در محل درزه ها ، گسل ها و سطح جدایی لایه ها از یکدیگر تعیین می گردد. همچنین قطعات بزرگ قبل از حرکت ممکن است دوباره شکسته شده و به قطعات ریزتری تبدیل شوند. تجزیه فلرسپاتها در خرده سنگهای گرانیتی باعث می گردد که این دانه ها خردشده و کانیهای مقاومتری از قبیل کوارتز و کانیهای سنگین را بطور جداگانه آزاد سازد.
خرده سنگهایی که از ماسه سنگهای با سیمان کلسیتی سرچشمه گرفته اند، ممکن است بر اثر انحلال سیمان به قطعات کوچکتر تبدیل شوند و با سیمان آنها از بین رفته و کانیهای موجود در خرده سنگ به صورت آزاد در محیط رها گردد. بنابراین عمل هوازدگی ممکن است باعث از بین رفتن خرده سنگها و آزاد شدن کانیهای مقاوم گردد. در هنگام حمل و نقل بر اثر عمل فرسایش ممکن است قطعات خرده سنگها ، که دارای مقاومت کمی هستند، تخریب حاصل نموده و کوچکتر شوند. همچنین حتی بعد از عمل رسوبگذاری در اثر عوامل دیاژنز (تجزیه شیمیایی و فشارهای حاصله در هنگام سیمانی شدن) ممکن است این دانه های از بین بروند.
ویرایش و تلخیص: آکاایران http://akairan.com
توجه: پرسش های خود درباره سنگها را از آکاایران یا اشخاص متخصص بپرسید.
پرسش و پاسخ درباره تفاوت سنگ آهک با سنگ آهکی
پرسش علی: تفاوت سنگ آهک با سنگ آهکی چیست؟
پاسخ مریم السادات میرکاظمیان: سنگ آهک
سنگ آهک نوعی سنگ رسوبی است، که عمدتا از کلسیت معدنی تشکیل شده‌است. در واقع هدف از تهیه آهک، تبدیل سنگ آن به حالت قابل مصرف و تبدیل مجدد آن به سنگ آهک، پس از مصرف می‌باشد. بعد از تهیه سنگ آهک CaCO3 از معادن مربوطه، آنرا درون کوره‌های مخصوص قرار داده و با قراردادن آن تحت درجه حرارت ۹۰۰ درجه سانتی گراد، رطوبت همراه سنگ تبخیر شده و ترکیب CaCO3 را در کوره های مکانیزه یا سنتی می‌شکنند، و آنرا تبدیل به آهک زنده با فرمول CaO و گاز CO2 می‌کنند. گازکربنیک به همراه سایر گازها از دودکش کوره خارج می‌گردد.
آهک زنده را با آب ترکیب و تبدیل به آهک شکفته با فرمول Ca(OH)2 می‌کنند. این ماده که از دسته قلیایی هاست میل ترکیبی فراوانی با اسیدها دارد.
در نهایت آهک شکفته را به صورت خالص، با خاک یا ماسه به عنوان شفته آهکی در اندود یا ملات به کار می‌برند.
با گذشت زمان گاز دی اکسید کربن موجود در هوا با رطوبت محیط ترکیب شده و ایجاد اسید ناپایداری میکند که به داخل ملات نفوذ میکند و با آن ترکیب شده و موجب ایجاد دوباره CaCO3 میشود. این عمل بسته به مکان کاربرد، رطوبت محیط، میزان گرمای هوا، ضخامت و نوع ملات، حتی تا ماه‌ها به طول می‌انجامد.
تراورتن نوعی سنگ آهک متخلخل است، که از دسته سنگهای تزیینی به شمار می‌رود. این سنگ بجا مانده از رسوبات آبهای معدنی غارها یا چشمه‌های آب گرم یا از رسوب کف دریاها و رودخانه‌ها است، که به صورت پهنه‌های نسبتا وسیع دیده میشوند.
تراورتن دارای رنگ‌های متنوع و بافت نواری شکل است، که در اثر حضور ترکیبات آهن، کلسیم و دیگر ناخالصی‌ها ایجاد شده‌است. این سنگ در رنگ‌های زرد، قهوه‌ای، قرمز، لیمویی، خاکستری، سیاه و سفید قابل تولید است. سنگ های تراورتن گاها به صورت تصادفی شالدار یا بدونه شال می باشد.
تراورتن به علت داشتن حفرات، خاصیت عایق حرارتی و صوتی دارد. سنگ تراورتن از مقاومت قابل قبولی برخوردار می‌باشد. این سنگ را می‌توان به دو شکل موج دار و بدون موج برش داد. تراورتن دارای سوراخ‌ها و حفراتی است که بایستی در هنگام فراوری سطح آن پر شود. وجود حفره در تراورتن باعث میشود در هنگام نصب سنگ، ملات سیمانی داخل این حفرات نفوذ کرده و از سقوط سنگ جلوگیری کند.عیب بزرگ سنگ های تراورتن عدم یکدستی رنگ و طرح آنها می باشد و عیب دیگر آن است که سست و گلی می باشد مثلا اگر سنگ خیس باشد و به دمای انجماد فوری برسد سنگ خورد خواهد شد. برای همین در کارخانجات روی کوپ ها را میپوشانند.
پاسخ اسماعیل پورشریف: سنگهای آهکی
سنگهای آهکی، به چند دسته تقسیم‌بندی میشوند: ۱ ـ تراورتن، 2 ـ مرمر، 3 ـ مرمریت، 4 ـ سنگ چینی، 5 ـ کریستال،
1 ــ تراورتن، تراورتن‌ها محصول چشمه‌های آهک‌ساز قدیمی هستند، که به‌صورت پهنه های نسبتاً وسیعی دیده میشوند، در اغلب موارد لایه‌ها در ذخایر تراورتن افقی‌اند، و یا با شیب ملایمی که تابع مورفولوژی سطح زمین است، مشاهده می‌گردند، معادن عظیمی از تراورتن در آذرشهر، تکاب و محلات موجود است. تراورتن در حالتی که رنگ سفید یکنواخت داشته باشد بسیار مرغوب است، به‌جز سفید به رنگ‌های کرم، زرد، قهوه‌ای، خاکستری و یا مخلوطی از آنها نیز دیده میشود.
2 ــ مرمر برخی به غلط مرمر را معادل اونیکس Onyx یا ماربل Marble می‌دانند، مرمر در واقع معادل اونیکس‌ماربل Onyx Marble یا اونیکس مکزیکی Mexican Onyx سنگی است، لایه‌لایه و نیمه‌شفاف، که از کلسیت تشکیل‌شده و ریزبلور می‌باشد، در صورتی که مرمر درشت‌بلور باشد اغلب از نوع آراگونیت می‌باشد. مرمر نیز مانند تراورتن حاصل چشمه‌های آبگرم قدیمی می‌باشد، در فرآیندهایی که در این‌گونه چشمه‌ها صورت می‌گیرد اگر افت دمای آب کند باشد آراگونیت مرمر تشکیل میشود، و اگر افت دما به تندی صورت گیرد تراورتن شکل می‌گیرد
3 ــ مرمریت، از دیدگاه علمی سنگی به‌نام مرمریت وجود ندارد، اما در ایران این سنگ معادل ماربل قرار داده شده است. ماربل سنگی است آهکی و دگرگون با وزن مخصوصی بیشتر از سنگ‌آهک و مرکب از بلور کلسیت، دولومیت و یا هر دوی آنها که دارای بافت دانه‌شکری یکپارچه یا موزائیکی ریزدانه می‌باشد. از دید تجاری مرمریت شامل کلیه سنگهای آهکی اعم از دگرگون و یا غیر دگرگون و نیز تبلور مجدد یافته میشود، این سنگ مناسب برای صیقل دادن می‌باشد، و دارای جلای مناسبی است.
4 ــ سنگ چینی، همان سنگ‌آهکی دگرگون یا مرمریت است، که دارای بلورهایی قابل رویت می‌باشد در واقع این گروه از سنگهای آهکی مرمریت‌های دانه‌ریزی هستند، که بافتی تمام بلورین داشته و عمدتاً از کلسیت و به‌مقدار کمی ولاستونیت به‌عنوان کانی فرعی تشکیل شده است، و بافت آن به‌طور انحصاری دانه‌شکری است، به این دلیل به آن سنگ چینی می‌گویند، که در ضخامت‌های کم حدود دو سانتی‌متر در مقابل ضربه صدای چینی میدهد.
مستندهای مربوط
مستندهای بیشتر را در آپارات وبسایت ارگ ایران ببینید، لینک آن در ستون کناری
توجه ۱: اگر وبسایت ارگ به هر علت و اتفاق، مسدود، حذف یا از دسترس خارج شد، در جستجوها بنویسید: انوش راوید، یا، فهرست مقالات انوش راوید، سپس صفحه اول و یا جدید ترین لیست وبسایت و عکسها و مطالب را بیابید. از نظرات شما عزیزان جهت پیشبرد اهداف ملی ایرانی در وبسایت بهره می برم، همچنین کپی برداری از مقالات و استفاده از آنها با ذکر منبع یا بدون ذکر منبع، آزاد و باعث خوشحالی من است.
توجه ۲: جهت یافتن مطالب، یا پاسخ پرسش های خود، کلمات کلیدی را در جستجو های ستون کناری وبلاگ بنویسید، و مطالب را مطالعه نمایید، و در جهت علم مربوطه وبلاگ، با استراتژی مشخص یاری نمایید.
توجه ۳: مطالب وبسایت ارگ و وبلاگ گفتمان تاریخ، توسط ده ها وبلاگ و وبسایت دیگر، بصورت خودکار و یا دستی کپی پیس می شوند، از این نظر هیچ مسئله ای نیست، و باعث خوشحالی من است. ولی عزیزان توجه داشته باشند، که حتماً جهت پیگیر و نظر نوشتن درباره مطالب، به اصل وبلاگ من مراجعه نمایند.
