ريشه لغوي
سنگهاي آذرين ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتين به معناي "آتش" است.
ديد کلي
اين سنگهاي پرورده آتش ، زماني توده‌اي داغ و مذاب را به نام ماگما تشکيل ميداده‌اند، که سرد شدن تدريجي ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبديل کرده است. بنابراين گدازهاي که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمين جاري مي‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگي آذرين را بوجود مي‌آورد.
تاريخچه و سير تحولي
اغلب مولفين يوناني و رومي ، آتشفشانها ، فعاليتهاي آتشفشاني و زمين لرزه ها را توصيف مي‌کردند. استاربو جغرافيدان و مورخ يوناني (63 قبل از ميلاد ـ 20 بعد از ميلاد ) فعاليتهاي آتشفشاني اتنا ، سوما ـ وزوو و جزاير ليپاري را توصيف کرد. او آتشفشانها را به منزله دريچه‌هاي اطمينان تلقي مي‌نمود که از آنها مواد سيال خارج مي‌شود.
در قرن هيجدهم اولين مناظرات و مباحثات تند و شديد درباره ماهيت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتي بين دسته و گروههاي زير وجود داشت: در يک طرف نپتونيستها و در طرف ديگر ولکانيستها و پلوتونيستها قرار داشتند. نپتونيستها معتقد بودند که سنگهاي پوسته متواليا در يک اقيانوس اوليه تهنشين شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانيت هر دو سنگهايي هستند که در اين اقيانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونيستها اعتقاد داشتند که زمين از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانيت را يک سنگ نفوذي داغ به شمار مي‌آوردند.
در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگماي اوليه توسط اسکراپ عنوان شد.
سرجـيـمزهال ( 1761 ـ 1832 ) به همراه ريمور ( 1726 ) و اسپالانزاني ( 1794 ) و جورج وات ( 1804 ) پيترولوژي تجربي را پايه‌گذاري کرد.
در سال 1844 چاربز داروين ( 1882ـ 1809 ) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهاي ماگمايي ممکن است از يک ماگماي اوليه اشتقاق يافته باشند به شرط آنکه ترکيب ماگما با تبلور و جدايش يک يا چند کاني مشکل سنگها تغيير يابد.
در سال 1850 هنري کليفتون سوربي ( 1826ـ 1908 ) جهت مطالعه ميکروسکوپي ، اولين مقطع نازک سنگها را تهيه کرد.
اوايل سال 1861 روش طبقه بندي شيميايي سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوايل قرن بيستم برخي از روشهاي نمايش شيميايي و نهايتا طبقه‌بندي شيميايي سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موينسون ـ لسينگ 1899 ، کراس ، ايدينگز ، پيرسون و واشنگتن 1903 ، اوسان 1919 ، نيگلي 1920 ، فون ولف 1922 ).
آلفرد لوتاروگز ( 1915 ) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقيانوسها » ، اصل و ريشه سوالات پزولوژيستها را به مفهوم تغيير ناپذيري قاره مربوط دانست.
در سال 1969 موريس و ريچادر ويلژوئن اولين توصيف دقيق شيميايي و سنگ شناسي يک سري جديد و مهم سنگهاي آتشفشاني را که واجد انواع اولترامافيکها بود ، منتشر ساختند.
از آن زمان تا به امروز سنگ شناسي آذرين همانند ديگر رشته‌هاي علوم فراز و نشيبهاي بسياري را پشتسر گذاشته و با کوشش پيشگامان علم پترولوژي تجربي ، بررسي شرايط تشکيل کانيها و سنگها ، بويژه سنگهاي آذرين و دگرگوني رو به رونق نهاد.
انواع سنگهاي آذرين
انجماد ماگما به سنگهاي آذرين ، يا در سطح زمين صورت مي‌گيرد و يا در داخل پوسته زمين ، بنابراين بر حسب اينکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرين خواهيم داشت.
سنگهاي آذرين خروجي:
سنگهاي آذريني را که از انجماد ماگما در سطح زمين بوجود مي‌آيد سنگهاي آذرين خروجي مي‌نامند.
سنگهاي آذرين نفوذي:
به آن دسته از سنگهاي آذرين که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمين تشکيل مي‌گردد سنگهاي آذرين نفوذي گفته مي‌شود. سنگهاي آذرين نفوذي خود در پوسته زمين به اشکال مختلفي منجمد مي‌شوند که شامل موارد زير مي‌باشند.
لاکوليت‌ها سيل‌ها دايک‌ها لوپوليت‌ها پاتوليت‌ها فاکوليت‌ها استوک‌ها
انواع سنگهاي آذرين از نظر رنگ
سنگهاي آذرين فلسيک يا روشن
سنگهاي آذرين مافيک يا تيره
سنگهاي آذرين بينابيني
سنگ شناسي دگرگوني (Metamorphic Rocks)
ريشه لغوي
واژه دگرگوني ، که از کلمه لاتين Metamorphic به معناي تغيير شکل گرفته شده است، به اين اشاره دارد که سنگ اوليه ، شکل اصلي خود را تغيير داده و به شکل جديد در آمده است.
ديد کلي
سنگهاي دگرگوني ، سنگهايي هستند که از تغيير شکل سنگهاي قبلي به علت تغيير شرايط فيزيکي ( فشار ـ دما ) يا شيميايي و در حالت جامد به‌وجود مي‌آيند. پديده دگرگوني به محو و ناپديد شدن يک يا مجموعه‌اي از کانيهاي متبلور سنگ تعبير مي‌شود. اين تغييرات ممکن است بر روي سنگهاي رسوبي که در شرايط سطحي به وجود آمده‌اند يا در سنگهاي آذرين که از ماگما متبلور گرديده و يا حتي در سنگهاي دگرگوني حادث شود.
در حالت اخير ، شرايط دگرگون شدگي سنگ قبلي تغيير مي‌نمايد و اين پديده با ظهور و پيدايش يک يا مجموعه‌اي از کانيهاي جديد همراه مي‌باشد. بنابراين دگرگوني عبارت از پاسخي است که هر سنگ در مقابل تغييرات محيط شيميايي يا فيزيکي از خود بروز مي‌دهد و اين پاسخ به صورت تجديد تبلور کانيهاي قديمي به دانه‌هاي جديد و يا پديدار شدن کانيهاي نو ظهور و تخريب بعضي ديگر تجلي مي‌کند.
تاريخچه
واژه متامورنيسم براي اولين بار در سال 1820 توسط A.Boue عنوان گرديد و جيمز هاتن اولين کسي بود که در کتاب خود به نام فرضيه کره زمين به مفاهيم کلي دگرگوني اشاره نمود.
سير تحولي و رشد
Elie de Beament و A. Daubre که در اواسط قرن نوزدهم مي‌زيسته‌اند، اولين کساني بودند که دگرگوني ناحيه‌اي و دگرگوني مجاورتي را از هم متمايز کردند و اصطلاح دگرگوني ناحيه‌اي توسط A.Daubre وارد اين علم گرديد.
با عنوان شدن واژه ژئوسنکلينالها توسط J.D.Dana ، James Hall و E.Haug در فاصله سالهاي بين 1859 و 1910 ، سنگهاي دگرگوني ناحيه‌اي معني و مفهوم ديگري پيدا کرد. اين دانشمندان دما و فشار بالا و همچنين حرکات زمين ساختي حاکم بر اعماق اين ژئوسنکلينالها را عامل اصلي دگرگوني ناحيه‌اي دانستند.
اصطلاح دينامومتامورفيسم در سال 1886 توسط H.Rosenbusch پيشنهاد شد و بعدها دانشمندان ديگري واژه Dynamic را براي دگرگوني کاتاکلاستيک بکار بردند.
در فاصله سالهاي بين 1870 و 1900 ، سنگ نگاري ميکروسکوپي به وجود آمد.
Grubenmann ( 1924 ـ 1850 ) و Niggli سنگهاي دگرگوني ، ناحيه‌اي را بر حسب ترکيب شيميايي تقسيم‌بندي نمودند که بعضي از زمين شناسان اروپايي هم از آن نامها استفاده مي‌کنند.
جورج بارو با بررسي زمين شناسي سنگهاي دگرگوني در اسکاتلند ، نشان داد که سنگهاي دگرگوني اين مناطق يک تغيير تدريجي در بافت و ترکيب کاني شناسي دارند و نتيجه اين مطالعات باعث کشف زون دگرگوني تدريجي گرديد.
بررسي زونهاي مختلف کانيهاي دگرگوني به کرات و در نواحي مختلف توسط تيلي ( 1925 ) و هارکز ( 1932 ) و Barth ( 1936 ) صورت گرفت ولي در هيچکدام از اين مطالعات مساله پيوند بين فرايندهاي زمين شناسي و فرايندهاي دگرگوني تدريجي به دقت مورد نظر قرار نگرفت.
اقسام دگرگوني
دگرگوني اصابتي يا دگرگوني ضربه‌اي
دگرگوني مجاورتي يا دگرگوني حرارتي
دگرگوني ديناميکي يا دگرگوني کاتاکلاستيک
دگرگوني ناحيه‌اي يا ديناموترمال متامورفيسم
دگرگوني انباشتي يا دگرگوني ترفيني يا دگرگوني استاتيک
دگرگوني زير کف اقيانوسها
دگرگوني هيدروترمال يا دگرساني هيدروترمال
اقسام فابريک‌هاي دگرگوني
سنگهايي که فاقد جهت يافتگي برتر مي‌باشند.
سنگهايي که داراي جهت يافتگي برتر و شخصي هستند.
اقسام رخساره‌هاي دگرگوني
رخساره‌هاي دگرگوني مجاورتي
رخساره‌هاي دگرگوني بر اثر وزن يا رخساره‌هاي ترفيني
رخساره‌هاي دگرگوني ناحيه‌اي
سنگ شناسي رسوبي
ريشه لغوي
سنگ شناسي رسوبي از دو کلمه Sedimentary به معني رسوبي و Petrology به معني سنگ شناسي گرفته شده است.
ديد کلي
سنگهاي رسوبي به دليل داشتن منابع مهم نظير نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنيم و نيز مواد مورد نياز در مصالح ساختماني مانند آهک ، گچ و غيره از اهميت خاصي برخوردارند لذا سنگ شناسي رسوبي يکي از مهمترين شاخه‌هاي علوم زمين محسوب مي‌گردد. در حدود 70? از سنگهاي سطح زمين ، داراي منشا رسوبي هستند، و اين سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهاي آهکي ، شيل ها و به مقدار کمتري اما با همان معروفيت از رسوبات نمک ، سنگهاي آهندار ، ذغال و چوب تشکيل شده است.
تاريخچه و سير تحولي
مطالعه سنگهاي رسوبي از نظر مشخصات ساختي ، بافتي و ترکيب شيميايي آنها ، اولين بار در سال 1879 توسط سوربي انگليسي انجام گرفت. وي مطالعه سنگهاي رسوبي در مقاطع نازک را براي اولين بار ابداع نمود. بعدها در 1899 ، کايوي فرانسوي پاره‌اي از مشخصات ميکروسکوپي و مشخصات ماکروسکوپي بعضي از سنگهاي رسوبي در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشريح و تفسير کرد.
از آن تاريخ به بعد ، به پيروي از کايو ، بررسيهاي سنگهاي رسوبي و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کاني شناسي و تشخيص کانيهاي تشکيل دهنده اين سنگها متمرکز گرديد. که در اين ميان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌اي و از ميان کانيها هم ، کانيهاي سنگين (داراي وزن مخصوص بيش از 2.85) ، بيشتر مورد توجه قرار گرفتند.
در سال 1919 ، ونت ورث آمريکايي براي سنجش اندازه ذرات و دانه هاي تشکيل دهنده رسوبات تخريبي مقياسي ارائه داد و به کمک مقياس ونت ورث مطالعه دانه سنجي و تجزيه‌هاي کمي و مکانيکي رسوبات بر مبناي اندازه دانه ها و فراواني آنها ، ميسر گرديد.
سرانجام در 1933 ، آدن و کرمباين ، مقياسهاي جديدتري براي اندازه گيري دانه‌هاي رسوبي ارائه دادند و در مکانيسم تجزيه‌هاي مکانيکي رسوبات تخريبي ، تسهيلات زيادتري ايجاد کردند. امروز هم ، مقياسهاي اندازه گيري متداول براي مطالعات رسوب شناسي و سنگهاي رسوبي ، به نام همين افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.
گروههاي اصلي سنگهاي رسوبي
رسوبات سيليسي آواري :
رسوبات سيليسي آواري (همچنين تحت عنوان رسوبات تريجنوس يا اپي کلاستيک خوانده مي‌شوند) آنهايي هستند که از خرده سنگهاي قبلي که توسط فرآيند فيزيکي حمل و رسوب کرده‌اند، تشکيل شده‌اند. اين گروه شامل سنگها زير مي‌باشد:
کنگلومراها :
در اين سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمينه‌اي از مواد دانه ريز قرار دارند.
برش‌ها :
مواد دانه درشت گرد نشده در زمينه‌اي از مواد دانه ريز قرار دارند.
ماسه سنگها :
اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از 2 ميليمتر است.
گلسنگها :
اندازه دانه‌ها کمتر از 2 ميکرون مي‌باشد.
رسوبات بيوژنيک ، بيوشيمياي و آلي :
رسوباتي هستند که بيشتر منشا بيو ژنيکي ، بيو شيميايي و آلي دارند و شامل:
سنگهاي آهکي :
سنگهاي آهکي مي‌توانند هم از طريق ته نشست مستقيم CaCo3 از آب دريا و هم از طريق رسوب کردن اسکلت‌هاي کربناتي موجودات به وجود آيد.
چرت‌ها :
چرت ، يک واژه خيلي کلي براي رسوبات سيليسي دانه ريز ، با منشا شيميايي ، بيو شيميايي يا بيوژنيکي است.
فسفاتها :
يکي از مهمترين کانيهاي رسوبي فسفاتها ، آپاتيت مي‌باشد.
ذغال و شيل نفتي :
ذغال و شيلهاي نفتي که از بقاياي موجودات زنده قديمي مي‌باشند، انعکاسي از فرآيندهاي ديانژ و دگرگوني دارند.
رسوبات شيميايي :
اين رسوبات منشا شيميايي دارند و شامل موارد زير مي‌باشند:
تبخيريها: تبخيريها عمدتا رسوبات شيميايي هستند که پس از تغليط نمک‌هاي محلول در آب (بر اثر تبخير) رسوب کرده‌اند.
سنگهاي آهندار :
آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهاي رسوبي وجود دارد، وليکن بطور غير معمول ، در جايي که مقدار آهن بيش از 15? باشد، سنگهاي آهندار را تشکيل مي‌دهد.
رسوبات آذر آواري :
رسوبات آذر آواري رسوباتي هستند که عمدتا از دانه‌هاي با منشا ولکانيکي ، که از فعاليتهاي آتشفشاني همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکيل شده‌اند. و شامل موارد زير مي‌باشند:
رسوبات اتوکلاستيک :
سنگهاي ولکانوژيکي هستند که توسط برشي شدن در جاي لاوا تشکيل شده‌اند.
رسوبات پيروکلاستيک – ريزشي :
اين رسوبات به راحتي از طريق خرده‌هاي آتشفشاني خارج شده از يک مجرا يا يک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتيکي ، تشکيل مي‌شوند.
رسوبات ولکاني کلاستيک – جرياني :
اين رسوبات توسط انفجارات فوراني در محيطهاي خشکي ايجاد مي‌شوند.
هيدروکلاستيک‌ها :
هنگامي که لاواي خارج شده ، با آب تماس پيدا کند، سرد شدن و خاموشي سريع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا مي‌شود. اين قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هيدروکلاستيک را تشکيل مي‌دهند.
رسوبات اپي کلاستيک :
رسوباتي هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکاني کلاستيک ايجاد شده‌اند.
اهميت مطالعه سنگهاي رسوبي
سنگهاي رسوبي در ادوار گذشته زمين شناسي در محيطهاي طبيعي متفاوتي که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه اين محيطهاي عهد حاظر و رسوبات و فرآيندهاي آنها به درک بيشتر معادل قديمي آنها کمک مي‌کند.
دلايل زيادي براي مطالعه سنگهاي رسوبي وجود دارد زيرا ارزش اقتصادي کانيها و مواد موجود در آنها کم نمي‌باشد. سوخت‌هاي نفت و گاز از پختگي مواد آلي در رسوبات مشتق شده و سپس اين مواد به يک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا يک سنگ رسوبي متخلخل است، مهاجرت مي‌کند. ذغال ، سوخت فسيلي ديگري است که البته در توالي‌هاي رسوبي نيز وجود دارد. روشهاي رسوب شناسي و سنگ شناسي به طور گسترده در پي جويي ذخاير جديد اين منابع سوختي و ساير منابع طبيعي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. سنگهاي رسوبي بيشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختماني و بسياري ديگر از مواد خام ضروري را تامين مي‌کنند.
محيطها و فرآيندهاي رسوبي و جغرافياي قديمي و آب و هواي قديمي ، همگي را مي‌توان از مطالعه سنگهاي رسوبي استنباط کرد. اينگونه مطالعات به شناسايي و درک تاريخ زمين شناسي زمين کمک فراواني مي‌کند. سنگهاي رسوبي حاوي زندگي گذشته زمين ، به فرم فسيل‌ها هستند که اينها مفاهيم اصلي انطباق چينه شناسي در فازوزوئيک مي‌باشند.
روش هاي شناسايي سنگهاي دگرگوني
فرآيند دگرگوني داراي فاکتورهاي فشار و حرارت هستند .
شاخص دگرگوني :
.1. شيستوزيته : کاني هاي داراي خاصيت تورق يا سنگهاي داراي خاصيت کليواژ در جهت محور B در اثر دگرگوني حرارتي و دفني تبديل به شيست مي شوند مانند ميکا شيست . رس شيست . شيل ? سيلت ? شيست . کاني هاي رس نيز بعلت پولک پولک بودن در اثر حرارت ذوب شده وبه سنگ حالت درخشندگي مي دهند
.2. گنايس شدن: کاني هاي تيره ، کاني هاي روشن را به صورت ابرو و چشم احاطه مي کنند .
نکته مهم : در فرآيند دگرگوني به طور کلي کاني ها جهت دار مي شوند .
تشخيص سنگهاي دگرگوني :
کلريت شيست . ميکا شيست ( کاني هايي که داراي خاصيت تورق هستند در اثر شيستوزيته مانند برگ هاي خشک پائيزي چسبيده بر صفحه کاغذ مشاهده مي شوند = برگواره .)
سيلت – اُنيکس ( سنگ مادر کلسيت متبلور است که در اثر فشار زياد و حرارت کم به اُنيکس تبديل مي شود ? يک پليمرف کلسيتي)
مرمر ( کلسيت متبلور در اثر دگرگوني به مرمر تبديل مي شود .)
مرمرنواري ( سنگ آهک متبلور در فرآيند دگرگوني مجاورتي (حرارتي) تبديل به مرمر نواري مي شود ، بطوري که کاني هاي تيره مانند يک نوار دور سنگ را فرا مي گيرد .)
آراگونيت ( که برخي آن را جز سنگ دگرگوني قرار مي دهند .)
کوارتزيت ( يک سنگ مانند ماسه سنگ در اثر دگرگوني دفني بسيار متراکم و سنگين مي شود و تبديل به کوارتزيت مي شود .)
سرپانتينيت (که در اثر هوازدگي شديد اوليوين به وجود مي آيد .)
گرونا (که يک کاني دگرگوني قرمز رنگ و سطح بلور آن در سنگ مانند دانه انار است در اثر شيستوزيته به گِره در مي آيد و معمولاً همراه با شيست ها است . )
مرمريت (سنگ آهک متبلور دگرسان مي شود به مرمر تبديل مي شود آنگاه در حوضه رسوبي قرار مي گيرد و فرآيند دياژنز در آن جاري مي شود و تبديل به مرمريت مي شود .)
منبع: univer30t.com