مرکز پروژه ومقاله های علمی ومهندسی

سنگهاي آذرينIgneous Rocks

- بافت در سنگهاي آذرين

بافت سنگهاي آذرين به اندازه، شكل، چگونگي قرار گرفتن و رابطه فيزيكي كانيهاي موجود در سنگ اشاره مي كند.برخي سنگها از بلورهاي بسيار دانه درشت ساخته شده اند ، بلورهاي سازنده برخي ديگر بسيار ريز بوده و گروهي مخفي بلور و يا فاقد بلور مي باشند. به طور كلي سنگ‌هاي آذرين داراي يكي از بافت‌هاي درشت بلور، ريز بلورو يا شيشه‌اي هستند.

بافت پورفيري: بافت پورفيري يكي از معمولي‌ترين و فراوانترين بافتهاي سنگهاي آتشفشاني (ولكانيك) است. در اين سنگها بلورهاي درشت در يك زمينه‌‌ي ريزدانه و يا شيشه‌اي قرارگرفته‌اند. اين اختلاف اندازه‌‌ي بين بلورها و زمينه سنگ ناشي از تغيير شرايط تبلور ماگما است. بلورهاي درشت در اعماق زمين به آرامي شكل مي‌گيرند و در اثر خروج ناگهاني مواد مذاب و سردشدن سريع آن در سطح زمين، زمينه ي‌ ريزبلور يا شيشه‌اي شكل مي‌گيرد. اين بافت معمولاً در سنگهاي آتشفشاني، دايكها، سيلها، و يا توده‌هاي نفوذي كوچك ديده مي‌‌شود.

بافت درشت بلور يا فانريتيك: در اثر انجماد آرام مواد مذاب در اعماق زمين، بلورها فرصت كافي براي رشد پيدا مي كنند و گاهي طولشان به چندين سانتي متر نيز مي رسد. اين نوع بافت فاقد بخش شيشه‌اي و غير متبلور بوده و كاني‌هاي سازنده آن داراي شكل بلورشناسي مشخصي هستند. بافت‌هاي درشت بلور انواع مختلفي چون بافت دانه‌اي، بافت پگماتيتي ، بافت كروي و ... دارند.

بافت ريز بلور يا آفانيتيك: اين نوع بافت مخصوص سنگ‌هاي آذرين بيروني (آتشفشاني)، دايكها، سيلها و سطح خارجي توده‌هاي نفوذي است. در اين نوع بافت كه در اثر انجماد سريع ماگما پديد آمده است گاهي بلورهاي دانه ريز با چشم غير مسلح قابل تشخيص نمي‌باشند. از انواع بافت ريز بلور مي‌توان به بافت دانه‌اي ريز بلور اشاره كرد كه مشخصات بافت دانه‌اي درشت بلور را در مقياس كوچكتر دارا مي‌باشد. در اين نوع بافتها فضاي بين بلورها را شيشه و يا خميره‌اي با بلورهاي بسياردانه ريز پر نموده است.

بافت شيشه‌اي Hyaline: در اين نوع بافت تقريبا تمامي سنگ غير متبلور و شيشه‌اي است. اين بافت بيانگر سرد شدن بسيار سريع ماگما است و در ماگماهاي بازالتي بيشتر از ماگماهاي اسيدي و خنثي ديده مي‌شود.

- شكل و ساختتوده‌هاي ماگمايي

مواد آتشفشاني بر اساس انجماد در اعماق و يا سطح زمين اشكال متنوعي پديد مي‌آورند. توده‌هاي آذرين بيروني عمدتاً مخروط آتشفشاني، گدازه‌ و مواد تخريبي يا آذرآواري را ايجاد مي‌كنند. توده‌هاي آذرين دروني نسبت به سنگ‌هاي اطراف خود ( سنگ‌هاي درونگير) اشكال متفاوتي ايجاد مي‌نمايند كه بر حسب وضعيت نسبت به لايه‌بندي سنگ‌هاي رسوبي و يا شيستوزيته ( تورق ) سنگ‌هاي دگرگوني مجاور خود به دو دسته‌ي توده‌هاي نفوذي هم‌شيب و دگرشيب يا متقاطع تقسيم مي‌گردند.

- باتوليت BatholitheBothos : به معني عميق و lithos به معني سنگ مي باشد.باتوليتها توده هاي آذرين نفوذي بسيار بزرگي هستند كه وسعتي بالغ بر 100 كيلومتر مربع را اشغال مي كنند. با افزايش عمق، وسعت باتوليتها افزايش مي يابد و در زير آنها مواد رسوبي ديده نمي شود. حجم ماگماي سازنده اين توده ها به قدري زياد است كه انجماد كامل آن گاهي ميليونها سال به طول مي انجامد. توده هاي كوچك باتوليت كه وسعتي كمتر از 100 كيلومتر مربع داشته باشند، استوك خوانده مي شوند كه استوك سرچشمه كه عامل اصلي كاني سازي مس است از مثالهاي معروف آن است.

دايك dike: توده‌هاي نفوذي لايه‌اي شكل كه طبقات دربر‌گيرنده‌ي خود را قطع مي‌كنند و نسبت به آنها به صورت زاويه دار قرار مي‌گيرند(قطع لايه بندي). ضخامت دايك بين چند سانتي‌متر تا چندين متر و طول آن ممكن است به دهها كيلومتر برسد. به دليل مقاوم‌تر بودن جنس اين توده‌ها نسبت به سنگ‌هاي اطرافشان، پس از فرسايش به صورت ديواره‌اي ديده مي‌شوند. مدت انجماد كامل ماگما در دايك‌هاي سطحي به چند روز و در دايك‌هاي عميق به صدها سال مي‌رسد.

لاكوليت : در اثر تزريق مواد به درون لايه‌هاي رسوبي اشكالي شبيه به عدسي پديد مي‌آيد به گونه‌اي كه سطح محدب آن به سمت بالا و سطح مسطح آن به سمت پايين قرار مي‌گيرد. اين اشكال را كه با سنگ‌هاي درونگير خود هم شيب بوده و ممكن است قطرشان به چندين كيلومتر و ضخامتشان به يك كيلومتر برسد لاكوليت ناميده مي‌شوند. لاكوليت‌ها نسبت طول به ضخامت كمتر از 10 بوده و طبقات رويي آنها معمولاً گنبدي شكل هستند.

لوپوليت lopolith:توده‌هاي نفوذي پياله مانندي كه به صورت هم‌شيب با طبقات درونگير خود ايجاد مي‌شوند و سطح بالاي آنها مقعر و سطح زيرينشان محدب است. گاهي قطر لوپوليت‌ها به صد كيلومتر و ضخامت آنها به 1 كيلومتر نيز مي‌رسد.

فاكوليت phacolite: فاكوليت‌ها توده‌هاي نفوذي هم شيبي هستند كه لولاي چين و فضاي بين طبقات چين خورده را پر مي كنند و در قله تاقدسيها و يا قعر ناوديسها ديده مي شوند.

سيل :sill توده‌هاي نفوذي با ضخامت كم و به صورت صفحه‌اي هستند كه به موازات طبقات رسوبي يا شيستوزيته ( تورق‌) سنگ‌هاي دگرگوني تزريق شده‌اند. سيلها، بافت متراكم و بدون حفره داشته و از نظر اندازه‌ي بلورهاي سازنده داراي ساخت يكنواخت مي‌باشند. سن اين لايه‌ها همواه از سنگ‌هاي درونگيرشان كمتر است و به كمك اين مشخصه مي‌توان آنها را از گدازه‌ها كه تنها از لايه‌هاي زيرين خود جوانترند تشخيص داد. نسبت طول به ضخامت در سيل‌ها بيشتر از 10 مي‌باشد.

- مشخصاتماگما

تركيب : ماگما از عناصرSi, Al , Ca, Na, K, Fe, Mg, H, O تشكيل شده است. مهمترين تركيبات موجود در ماگما AL2o3,Sio2,H2o,Cao مي‌باشند. سنگهاي آذرين دروني نمي‌تواند معرف خوبي براي تركيب شيميايي ماگما باشند چون كانيهاي مختلف بسته به نقطه انجماد خود در مراحل مختلف از ماگما جدا مي‌شوند و سنگهاي متفاوتي را تشكيل مي دهند. به همين خاطرنماينده و نشانگر قسمت خاصي از ماگما مي‌باشد ولي اگر گدازه به سرعت سرد شود در اين حالت مراحل تفريق ماگما صورت نگرفته و اين دسته سنگها به تركيب واقعي ماگما نزديك‌تر هستند. با بررسي اين دسته گدازه‌ها آنها را به سه دسته كلي كه 45 تا 75 درصد وزني آنها را سيليس تشكيل مي‌دهند تقسيم كرده‌اند.

1) ماگماي بازالتي (ماگماي بازيك ) 2) ماگماي آنذريتي (ماگماي حد واسط) 3)ماگماي ريوليتي (ماگماي اسيدي)

گازهاي محلول در ماگما در حدود 5% ماگما را تشكيل مي‌دهند. تعيين نوع و مقدار واقعي آنها بسيار مشكل است ولي مي‌توان مهمترين آنها را، بخار آب همراه با دي‌اكسيدكربن دانست كه 90% گازهاي خروجي آتشفشانها را تشكيل مي‌دهد. از جمله اين گازها در ماگما ازت، كلر، گوگرد و آرگون مي‌باشند. از مطالعات به عمل آمده در مورد منشاء بخارات آب ماگما چنين برداشت مي‌شود كه تمام بخار آب خارج شده از آتشفشان به صورت محلول در ماگما نبوده بلكه مقداري از آن از تبخير آبهاي زيرزميني در نتيجه حرارت ناشي از ماگما حاصل شده است.

دما : دما در ماگماي گرانيتي(اسيدي) و بازالتي(بازي) متفاوت است. دماي ماگما از 800 تا 1200 درجه متغير مي‌باشد.دماي ماگماي بازالتي از ماگماي گرانيتي بيشتر است.

گرانروي يا وزيسكوزيته : گرانروي ماگماهاي مختلف متفاوت است هر چه گرانروي زياد شود سياليت آن كاهش مي‌يابد. گرانروي بستگي با تركيب شيميايي، درصد سيليس، دما، فشار، بخارات و گازهاي مخلوط در ماگما و فاز جامد ماگما دارد.ماگماي بازالتي كمترين گرانروي و ماگماي گرانيتي بيشترين گرانروي را دارد. ماگماي بازي(بازالتي) همانند رودخانه در سطح زمين جريان مي يابد.

- انواع سنگ‌هايآذرين

آندزيت

سنگ‌ آذرين بيروني هست كه از ماگما‌ي آندزيتي ( حدواسط ) توليد مي‌شود. ماگما‌هاي آندزيتي معمولاً از آتشفشان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ هاي استراتوولكان به صورت گدازه با دماي بين 900 تا 1100 درجه‌ي سانتيگراد خارج مي‌شوند و مي‌توانند منطقه‌اي در حدود چندين كيلومتر را بپوشانند. اين ماگماها مي‌توانند فوران‌هاي انفجاري بسيار قوي همراه با مقدار زيادي مواد پيروكلاستيك توليد نمايند. آندزيت‌ها سنگ‌هاي دانه‌ريز و تقريباً روشن مي‌باشند كه كاني‌ها اصلي سازنده‌ي آنها ( پلاژيوكلاز، پيروكسن، آمفيبول و بيوتيت ) در زمينه‌اي خاكستري رنگ تا سياه قرار گرفته است. آندزيت‌ها به دليل مقاومت‌ زياد در مقابل عوامل جوي در ساختمان‌‌سازي به عنوان سنگ‌نما بكار برده مي‌شوند.

بازالت (سنگ سياه )

يك سنگ سخت و سياه و دانه ريز ولكانيكي با كمتر از 52% سيليس(SiO2) است. بافت سنگ‌هاي بازالت مي‌تواند حفره‌دار و يا متراكم باشد. اين ماگماها به دليل كم بودن ميزانSiO2، ويسكوزيته‌ كمي دارند. به همين دليل گدازه‌هاي بازالتي بر روي زمين مي‌توانند سطحي تا حدودKM 20را بپوشاند.

بازالت‌ها كه معادل بيروني گابرو به شمار مي‌روند فراوانترين سنگ آذرين بيروني در پوسته اقيانوس‌ها هستند در صورتي كه ماگماي بازالتي در زير آب فوران نمايند اشكال ويژه‌اي را كه به گدازه‌هاي بالشتي(Pillowlava) معروفند ايجاد مي‌‌كند. وجود اين اشكال در توالي‌هاي سنگي قديمي در شناسايي محيط‌هاي دريايي و آبي قديمي به زمين‌شناسان كمك فراواني مي‌كند. فراوانترين كاني‌هاي سازنده‌ي اين سنگ عبارتند از، اليوين، پيروكسن و پلاژيوكلاز. رنگ بازالت بر اساس ميزان و نوع كاني‌هاي موجود در سنگ بخصوص اليوين مي‌تواند از خاكستري روشن تا خاكستري تيره و سياه تغيير نمايد. دماي گدازه‌هاي بازالتي معمولاً بين 1100 تا 1250 درجه‌ي سانتيگراد مي‌باشد. در صورتي كه گدازه‌هاي بازالتي به سرعت سرد شوند يك نوع شيشه‌ بازالتي سياهرنگ مي‌سازد كه تاكي‌ليتtachylite ناميده مي‌شوند.

ديوريت

ديوريت يك سنگ حد واسط دانه درشت و ندرتاً نهان بلوراست كه رنگ آن معمولاً متمايل به سبز مي‌باشد. كاني‌هاي اصلي سازنده‌ي اين سنگ عبارتند از كوارتز، پلاژيوكلاز، فلدسپات، آمفيبول و بيوتيت. ديوريت از كلمه‌اي يوناني به همين شكل به معني تشخيص دادن گرفته شده است. اين سنگ در تزئين ساختمان‌ها و بناها كاربرد فراوان دارد.

گابرو

گابروها سنگ‌هاي آذرين دروني سخت، تيره، دانه درشت و بازيكي هستند كه درشتي بلور آنها بيانگر سردشدن آرام مواد مذاب در درون زمين است گاهي مي‌توان آثار جريان مواد مذاب را در اين سنگ مشاهده نمود. گابرو فراوانترين و معمولي‌‌‌‌‌‌ ترين سنگ‌هاي پلوتونيك(آذرين دروني) در پوسته‌ي اقيانوس‌ها و بعد از گرانيت‌ها، فراوان‌ترين سنگ‌هاي پلوتونيك در نواحي قاره‌اي محسوب مي‌شوند. پيروكسن و پلاژيوكلاز دو كاني اصلي سازنده‌ي اين نوع سنگ به شمار ‌مي‌روند. نام آن از كلمه‌اي ايتاليايي به همين شكل گرفته شده ‌است.

گرانيت ( سنگ خارا ):

فراوانترين و معمولي‌ترين سنگ پلوتونيك در نواحي قاره‌اي كه سازنده‌ي بزرگترين باتوليت‌هاي جهان محسوب ‌مي‌شوند. با توجه به گرانيتي بودن پوسته‌ي قاره‌ها مي‌توان نتيجه گرفت كه اغلب اين سنگ‌هاي اسيدي از ذوب پوسته تشكيل شده‌اند. گرانيت‌ها سنگ‌هايي به رنگ روشن با كوارتز فراوان ( حداقل 25% ) و دانه درشتند. طول بلور كاني‌هاي سازنده‌ي اين سنگ‌ها ممكن است به چندين سانتي‌متر نيز برسد وجود اين بلورهاي درشت تجزيه سنگ را تسهيل كرده و در اثر تجزيه فلدسپات، آنها به كائولن تبديل مي‌‌شود تبديل مي‌شود. كاني‌هاي اصلي سازنده‌ي آنها عبارتند از كواتز، فلدسپات، آمفيبول و بيوتيت. كاني‌هاي آپاتيت، زيركن، تورمالين، توپازو ....... به صورت كاني‌هاي فرعي در گرانيت‌ها يافت مي‌گردند. سختي‌ و مقاومت‌ گرانيت‌ سبب شده كه از آن به طور گسترده در تزئين ساختمان‌ها و سنگ‌فرش پياده‌رو‌ها و .... به عنوان سنگ نما استفاده گردد. نام گرانيت از كلمه گرانوم Granum به معني دانه گرفته شده ‌است.

كيمبرليتKimberlite

يك نوع سنگ آذرين تيره رنگ، فاقد فلدسپات و داراي كاني‌هاي كربناته و فلوگوپيت است. اين سنگها به صورت برش‌هاي انفجاري پركننده‌ي دودكش‌ها و يا در برخي از دايك‌ها و سيل‌ها يافت مي‌گردند. كيمبرليت در سطح زمين به آساني تجزيه شده و.......