انواع سنگ

سنگ شناسی آذرین

ریشه لغوی

سنگهای آذرین (Igneous rocks) نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای "آتش" است.

دید کلی

این سنگهای پرورده ی آتش، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند که سرد شدن تدریجی ماگما آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازه ای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی آذرین را بوجود می‌آورد.

تاریخچه و سیر تحولی

 اغلب مولفین یونانی و رومی، آتشفشانها، فعالیتهای آتشفشانی و زمین لرزه ها را توصیف می‌کردند. استاربو جغرافیدان و مورخ یونانی (63 قبل از میلاد ـ 20 بعد از میلاد ) فعالیتهای آتشفشانی آتنا، سوما ـ وزوو و جزایر لیپاری را توصیف کرد. او آتشفشانها را به منزله دریچه‌های اطمینان تلقی می‌نمود که از آنها مواد سیال خارج می‌شود.

 در قرن هیجدهم اولین مناظرات و مباحثات تند و شدید درباره ماهیت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتی بین دسته و گروههای زیر وجود داشت: در یک طرف نپتونیستها و در طرف دیگر ولکانیستها و پلوتونیستها قرار داشتند. نپتونیستها معتقد بودند که سنگهای پوسته متوالیا در یک اقیانوس اولیه ته نشین شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانیت هر دو سنگهایی هستند که در این اقیانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونیستها اعتقاد داشتند که زمین از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانیت را یک سنگ نفوذی داغ به شمار می‌آوردند.

 در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگمای اولیه توسط اسکراپ عنوان شد.

 سرجـیـمزهال (1761 ـ 1832) به همراه ریمور (1726) و اسپالانزانی (1794) و جورج وات (1804) پیترولوژی تجربی را پایه‌گذاری کرد.

 در سال 1844 چاربز داروین (1882ـ 1809) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهای ماگمایی ممکن است از یک ماگمای اولیه اشتقاق یافته باشند به شرط آنکه ترکیب ماگما با تبلور و جدایش یک یا چند کانی مشکل سنگها تغییر یابد.

 در سال 1850 هنری کلیفتون سوربی (1826ـ 1908) جهت مطالعه میکروسکوپی ، اولین مقطع نازک سنگها را تهیه کرد.

 اوایل سال 1861 روش طبقه بندی شیمیایی سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برخی از روشهای نمایش شیمیایی و نهایتا طبقه‌بندی شیمیایی سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موینسون ـ لسینگ 1899 ، کراس ، ایدینگز ، پیرسون و واشنگتن 1903، اوسان 1919، نیگلی 1920، فون ولف 1922).

 آلفرد لوتاروگز (1915) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقیانوسها »، اصل و ریشه سوالات پزولوژیستها را به مفهوم تغییر ناپذیری قاره مربوط دانست.

در سال 1969 موریس و ریچادر ویلژوئن اولین توصیف دقیق شیمیایی و سنگ شناسی یک سری جدید و مهم سنگهای آتشفشانی را که واجد انواع اولترامافیکها بود، منتشر ساختند.

 از آن زمان تا به امروز سنگ شناسی آذرین همانند دیگر رشته‌های علوم فراز و نشیبهای بسیاری را پشتسر گذاشته و با کوشش پیشگامان علم پترولوژی تجربی، بررسی شرایط تشکیل کانیها و سنگها، بویژه سنگهای آذرین و دگرگونی رو به رونق نهاد.

انواع سنگهای آذرین

انجماد ماگما به سنگهای آذرین یا در سطح زمین صورت می‌گیرد و یا در داخل پوسته زمین، بنابراین بر حسب اینکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرین خواهیم داشت.

1- سنگهای آذرین خروجی:

سنگهای آذرینی را که از انجماد ماگما در سطح زمین بوجود می‌آید سنگهای آذرین خروجی می‌نامند.

2- سنگهای آذرین نفوذی:

به آن دسته از سنگهای آذرین که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمین تشکیل می‌گردد سنگهای آذرین نفوذی گفته می‌شود. سنگهای آذرین نفوذی خود در پوسته زمین به اشکال مختلفی منجمد می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند.

- لاکولیت‌ها

- سیل‌ها

- دایک‌ها

- لوپولیت‌ها

- پاتولیت‌ها

- فاکولیت‌ها

- استوک‌ها

بافت سنگهای آذرین نفوذی

بافت گرانولار

در این بافت بلورهای درشت شکل دار، نیمه شکل دار و حتی بی شکل دیده می شود. این بافت در سنگهای مثل گرانیت،گرانودیوریت، تونالیت، گابرو، پریدوتیت وجود دارد. ممکن است به این بافت لامپروفیری هم گفته شود، چون در لامپروفیرها که سنگ مافیکی نیمه عمیق است قابل مشاهده است.

بافت گرافیک

در این بافت بلورهای کوارتز در زمینه ای از فلدسپات آلکالن اورتوز (میکروکلین) دیده می شود که به سنگ یک حالت خط میخی می دهد. این بافت نشان دهنده رشد همزمان کوارتز و فلدسپات آلکالن در نقطه اوتکتیک (حداقل دمای ذوب و تبلور سیستم) است.

بافت میر مکیتی

این بافت نشان دهنده رشد توام کوارتزهای کرمی شکل و فلدسپات می باشد این بافت در گرانودیوریت ها (اغلب) دیده می شود.

بافت پویی کلیتیک

در این بافت بلورهایی از یک کانی قدیمی مثل پلاژیوکلاز توسط بلورهای یک کانی دیگر مثل پیروکسن احاطه شده است (نشان دهنده تبلور زودتر پلاژیوکلاز است).

بافت افیتیک یا دیابازیک

نوعی بافت پویی کلیتیک است که در آن تمام یا بخشی از بلورهای پلاژیوکلاز داخل پیروکسن قرار گرفته است ( که نشان دهنده رشد همزمان آنهاست)، اغلب در سنگ دیاباز دیده می شود. اگر به جای پیروکسن شیشه وجود داشته باشد نام آن بافت هیالوافیتیک است، اگر بخشی از پلاژیوکلاز توسط پیروکسن محصور شده باشد یا رشد آنها در کنار هم را شاهد باشیم به آن بافت ساب افیتیک گویند.

بافت کرونا

بلورهایی از یک کانی توسط حاشیه ای از یک یا و دو کانی دیگر در بر گرفته شده است. مثلا بلورهای الیوین توسط حاشیه ای از پیروکسن و آمفیبول در بر گرفته شده است. توجه کنید که ممکن است تمام کانی احاطه نشده باشد، به این بافت تروکتولیتی یا حاشیه ای هم می گویند.

بافت مش یا غربالی

این بافت به دلیل انجام فرایند دگرسانی در کانی الیوین و تبدیل آن به سرپانتین به وجود می آید. زمانی که الیوین در اطراف شکستگی هایش تبدیل به سرپانتین می شود، شکل خاصی که شبیه غربال است به وجود می آید.

بافت اسپینیفکس

در این بافت تیغه های کشیده و در هم فرو رفته الیوین دیده می شود که ممکن است به سرپانتین تبدیل شده باشد یا این که در خمیره ای از بلور های دانه ریز قرار گرفته باشد. این بافت در سنگهای اولترامافیک آتشفشانی دیده می شود مثل کیمبرلیت یا کماتیایت.

بافت شیلرن

در این بافت لایه های غیر مشخص تیره رنگ دیده می شود که به علت جذب نشدن کامل مواد خارجی در ماگما یا ته نشینی مواد در ماگما به وجود آمده است. این لایه ها ممکن است تیغه هایی از جنس ایلمنیت یا اکسیدهای آهن باشند و یا ممکن است بر اثر جدایش ارتوپیروکسن ها و کلینو پیروکسن ها باشند در این حالت به آن بافت دیالاژی هم می گویند.

بافت پگماتیتی

در این بافت بلورهای بسیار درشت از کانی های کوارتز، فلدسپات، میکا و... دیده می شود. این بافت در انواع پگماتیت ها وجود دارد.

بافت آپلیتی یا دانه شکری

در این بافت بلورهای سنگ تقریبا هم اندازه می باشند که عموما در سنگ آپلیت دیده می شود. نام دیگر این بافت ساکاروئیدی است.

بافت گرانوفیریک

این بافت شبیه بافت گرافیک است که در آن کوارتز و فلدسپات به حالت شعاعی قرار گرفته اند.

انواع سنگهای آذرین از نظر رنگ

- سنگهای آذرین فلسیک یا روشن

- سنگهای آذرین مافیک یا تیره

- سنگهای آذرین بینابینی

سنگ شناسی دگرگونی (Metamorphic Rocks )

ریشه لغوی

واژه دگرگونی که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره دارد که سنگ اولیه شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.

دید کلی

سنگهای دگرگونی سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی (فشار ـ دما) یا شیمیایی و در حالت جامد به‌وجود می‌آیند. پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.

در حالت اخیر شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدید همراه می‌باشد. بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می‌کند.

تاریخچه

واژه متامورنیسم برای اولین بار در سال 1820 توسط A.Boue عنوان گردید و جیمز هاتن اولین کسی بود که در کتاب خود به نام فرضیه کره زمین به مفاهیم کلی دگرگونی اشاره نمود.

سیر تحولی و رشد

- Elie de Beament و A. Daubre که در اواسط قرن نوزدهم می‌زیسته‌اند، اولین کسانی بودند که دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی را از هم متمایز کردند و اصطلاح دگرگونی ناحیه‌ای توسط A.Daubre وارد این علم گردید.

- با عنوان شدن واژه ژئوسنکلینالها توسط J.D.Dana ، James Hall و E.Haug در فاصله سالهای بین 1859 و 1910، سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای معنی و مفهوم دیگری پیدا کرد. این دانشمندان دما و فشار بالا و همچنین حرکات زمین ساختی حاکم بر اعماق این ژئوسنکلینالها را عامل اصلی دگرگونی ناحیه‌ای دانستند.

- اصطلاح دینامومتامورفیسم در سال 1886 توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.

- در فاصله سالهای بین 1870 و 1900، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.

Grubenmann  و Niggli سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای را بر حسب ترکیب شیمیایی تقسیم‌بندی نمودند که بعضی از زمین شناسان اروپایی هم از آن نامها استفاده می‌کنند.

- جورج بارو با بررسی زمین شناسی سنگهای دگرگونی در اسکاتلند، نشان داد که سنگهای دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید.

- بررسی زونهای مختلف کانیهای دگرگونی به کرات و در نواحی مختلف توسط تیلی (1925) و هارکز (1932) و Barth  (1936) صورت گرفت ولی در هیچکدام از این مطالعات مساله پیوند بین فرایندهای زمین شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

اقسام دگرگونی

•   دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای.

•   دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی.

•   دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک.

•   دگرگونی ناحیه‌ای یا دیناموترمال متامورفیسم.

•   دگرگونی انباشتی یا دگرگونی ترفینی یا دگرگونی استاتیک.

•   دگرگونی زیر کف اقیانوسها.

•   دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال.

•   اقسام فابریک‌های دگرگونی

•   سنگهایی که فاقد جهت یافتگی برتر می‌باشند.

•   سنگهایی که دارای جهت یافتگی