شما اینجا هستید | 

آشنایی با انواع سنگ های رسوبی و روند بوجود آمدن آنها

37
0
0
آشنایی با انواع سنگ‌های رسوبی و روند بوجود آمدن آنها

چهره‌ی زمين همواره در حال دگرگونی است و عامل‌هايی مانند نيروی گرانش، آب‌های جاری، موج‌های دريا، باد، يخچال‌ها و حتی انسان، همراه با کنش‌های شيميايی موادی مانند آب، اکسيژن، دی‌اکسيد کربن، اسيدها و مواد ديگر، باعث از هم‌پاشی ساختمان سنگ‌ها و خرد شدن آن‌ها می ‌شوند. خرده‌سنگ‌ها همراه با مواد محلول به جاهای پستی مانند درياها، درياچه‌ها، کنار رودخانه‌ها، غارها و جاهای ديگر می‌روند و در آن‌جا ته‌نشين می‌شوند. مواد ته‌نشين شده، که رسوب ناميده می‌شوند، در اثرعامل‌های گوناگونی، مانند فشار و گرما، به هم پيوسته می شوند و سنگ‌های سخت و يکپارچه‌ای را می‌سازند که به آن‌ها سنگ‌های رسوبی می‌گويند. 
سنگ‌های رسوبی به علت لايه‌لايه بودن و نيز داشتن برجای ‌مانده‌هايی از جانداران گذشته، به زمين‌شناسان کمک می‌کنند تاريخ گذشته‌ی زمين را بازسازی کنند. سنگ‌های رسوبی در مقايسه با سنگ‌های آذرين و دگرگونی بخش کم‌تری از پوسته‌ی زمين را می ‌سازند، اما چون در سطح زمين ساخته می ‌شوند، بخش زيادی از سطح قاره‌ها را پوشانده‌اند. اين سنگ‌ها جای انباشته شدن و جابه‌جايی آب‌های زيرزمينی هستند و به دليل اندوخته‌های زغال‌سنگ، نفت و گاز، نمک، کانی‌های آهن‌دار و ديگر کانی‌هايی که در صنعت ارزش دارند، بسيار مورد توجه هستند. 

 


رسوب‌گذاری 


هنگامی که انرژی يک رود زياد است، بستر خود و هر چه را که در راه آن است، خراب می‌کند و خرده‌ها را به خود جابه‌جا می‌کند. هنگامی که از انرژی رود کاسته می‌شود، برای نمونه هنگامی که شيب بستر کاهش می‌يابد يا حجم آب کاهش می‌يابد، توان جابه‌جايی مواد همراه خود را از دست می دهد و ته‌نشينی آن مواد آغاز می شود. آن مواد رسوبی ممکن است ذره‌های حاصل از خرد شدن سنگ‌های آذرين، دگرگونی و حتی رسوبی باشند. به اين گونه رسوب‌ها رسوب‌های آواری می‌گويند.کوارتز، فلدسپات، کانی‌های سنگين و سپس ميکاها و کانی‌های رسی ، از ذره‌های رسوب‌های آواری هستند. 
برخی از رسوب‌ها پيامد فرايندهای شيميايی و زيست‌شيميايی هستند. رسوب‌های آهکی درون غارها و رسوب‌های ژيپس و نمک خوراکی، از نمونه‌های فراوان فرسايش شيميايی هستند. پوسته‌ی آهکی برخی از جانداران دريايی پس از مرگ در کف دريا ته‌نشين می‌شود و بخشی از سنگ‌های رسوبی می شود. اين پوشش‌ها حاوی کانی‌هايی از کربنات‌های کلسيم، منيزيم، سيليسيم و گاهی فسفات‌ها، سولفيدها و اکسيدهای آهن هستند. برخی از سنگ‌های رسوبی حاصل از آن‌ها در معماری ارزش بسيار دارند. 
فعاليت‌های آتش‌فشان‌های دريايی و قاره‌ای باعث پرتاپ شدن ذره‌های گوناگونی به صورت خاکستر، غبار، تکه‌های کوچک و بزرگ و ماده‌ی مذاب به پيرامون آتش‌فشان می‌شود. اين ذره‌ها روی‌هم انباشته می‌شوند و در پی فرايند فرسايش فيزيکی و شيميايی به جاهای رسوب‌گذاری برده می‌شوند اين گونه رسوب‌ها را که خاستگاه آتش‌فشانی دارند، رسوب‌های آذرآواری گويند. از برخورد شهاب‌سنگ‌ها و گذر دنباله‌دارها از نزديکی زمين نيز اندکی مواد رسوبی با خاستگاه فرازمينی به محيط‌های رسوبی وارد می‌شود. حجم اين رسوب در زمانی که جو زمين رقيق بوده، قابل توجه بوده است. 
رسوب‌ها در شرايط معينی در درياها و خشکی‌ها ته‌نشين می‌شوند. اين شرايط در جاهای گوناگونی فراهم می‌شوند که از آن‌ها با نام محيط رسوبی ياد می‌کنند. اين محيط‌ها عبارتند از: 
1. مخروط افکنه. در دامنه‌ی کوه‌ها و جای برخورد کوه با دشت به وجود می‌آيد. مواد سازنده‌ی آن قلوه‌سنگ، ريگ و گاهی ذره‌های رس است. ذره‌های رسوبی آن جورشودگی و گردشدگی ضعيفی دارند. لايه‌های سازنده‌ی آن نيز متقاطع و نامنظم روی هم قرار گرفته‌اند. 
2. دشت سيلابی. در زمين‌های به نسبت هموار پيرامون رودها به وجود می‌آيد. در زمان سيل و طغيان، رودخانه تا آن جا گسترش می‌يابد. ماسه‌هايی با جورشدگی به نسبت خوب همراه با توده‌هايی از گل و لای و رس در آن ديده می‌شوند. فسيل‌های نرم‌تنان آب شيرين و شاخ و برگ درختان نيز درون آن‌ها يافت می‌شود. گاهی دارای لايه‌های متقاطع هستند. 
3. دلتا. در جای برخورد رود با دريا يا درياچه به وجود می‌آيد. ماسه‌هايی با جورشدگی وگردشدگی خوب، با لايه‌های موازی و در بيش‌تر جاها متقاطع، در آن‌ها ديده می ‌شود. فسيل نرم‌تنان آب شور و شاخ و برگ گياهان نيز درون آن‌ها ديده می‌شود. 
4.تلماسه‌ی ساحلی. در کناره‌ی درياهايی که رطوبت کمی دارند به وجود می ‌آيد. ذره‌هايی با جورشدگی و گردشدگی خوب و لايه‌های متقاطع، در آن‌ها ديده می‌شود. 
5. محيط کولابی. رسوب‌گذاری در درياچه‌هايی که در اقليم خشک بيابانی به وجود آمده‌اند، بيش‌تر از رسوب‌گذاری شيميايی است. نمک‌های گوناگونی مانند ژيپس، انيدريت، نمک خوراکی، همراه با رسوب‌های سيلتی تيره رنگ که گاهی از مواد آلی سرشار است، در آن‌ها ته‌نشين می‌شود. 
6. محيط ساحلی. جايی است که هنگام جزر از آب بيرون می‌ماند و هنگام مد زير آب می‌رود. رسوب‌های آن درشت و ريز هستند و از قطعه‌سنگ‌های بزرگ تا گل نرم در ميان آن‌ها ديده می‌شود. برجای ‌مانده‌های صدف نرم‌تنان و اسکلت آهکی مرجان‌ها نيز درون آن‌ها يافت می‌شود. 
7. فلات قاره. جايی است که از سطح آب به هنگام جزر آغاز می‌شود و تا ژرفای 200 متر ادامه می‌يابد. رسوب‌های اين محيط از نظر ويژگی و پراکنش گوناگونی زيادی دارند، زيرا شدت موج‌ها و جريان‌های دريايی و ورودی رودها در اين جا متفاوت است. در اين‌جا ماسه فراوان است. در دهانه‌ی رود لای و رس نيز فراوان است. رسوب‌های آهکی نيز به فراوانی ديده می‌شود. هم‌چنين صخره‌های مرجانی در آن‌جا به وجود می‌آيد. 
8. محيط عميق. از ژرفای 200 متر به پايين دريا گفته می‌شود. دارای دو نوع رسوب اصلی است: رسوب‌های بسيار دانه‌ريزی که از قاره‌ها آمده‌اند، اما به دليل سبکی در جاهای کم‌عمق رسوب نکرده‌اند. اين مواد را گل‌های دريايی می‌گويند که رنگ‌ آن‌ها ممکن است سبز، آبی ، قرمز يا زرد باشد. نوع ديگر رسوب‌های اين محيط از دسته‌ی رسوب‌های آلی و بيش‌تر از برجای‌ مانده‌های اسکلت جانداران ريز دريايی، يعنی پلانکتون‌ها، است که پوشش آهکی يا سيليسی دارند. 

 


دياژنز: سنگ‌زايی 


پس از انباشته شدن رسوب‌ها در محيط‌های رسوبی ممکن‌ است فرايندهای فيزيکی و شيميايی گوناگونی در آن‌ها رخ دهد که به سنگ‌شدن آن‌ها بينجامد. به مجموعه‌ی فرايندهای فيزکی و شيميايی که پس از رسوب‌گذاری و طی روند سنگ‌شدن رخ می‌دهد، دياژنز يا سنگ‌زايی می‌گويند. عامل‌ها و فرايندهای زير در روند سنگ‌زايی دخالت دارند: 
1.گرما. هر چه از سطح زمين به پايين برويم، گرما افزايش می ‌يابد. افزايش گرما بر سرعت واکنش‌های شيميايی می ‌افزايد و بيرون رفتن آب و خشک شدن رسوب‌ها را ممکن می‌سازد. 
2. فشار. وزن رسوب‌های بالايی فشاری پديد می‌آورد که مهم‌ترين عمل فيزيکی در سخت‌شدن رسوب‌هاست. فشار روی رسوب‌های لای و رس بيش‌تر اثر می‌گذارد. فشار در بيرون رفتن آب و خشک‌شدن رسوب‌ها نيز اثر دارد. 
3. از دست دادن آب. گرما و فشار برآمده از وزن لايه‌های بالايی باعث خشک شدن رسوب می شود، اما از دست دادن آب در دمای معمولی روی سطح زمين نيز رخ می‌دهد. 
4. سيمانی شدن. آب‌های زيرزمينی هنگام جابه‌جا شدن از بين سوراخ‌ها و شکاف‌های ميان رسوب‌ها، مواد محلول در خود را به صورت سيمان بين ذره‌های رسوبی جا می‌گذارند که باعث به هم ‌پيوستن آن‌ها می‌شود. گاهی سيمان از خود رسوب‌ها فراهم می‌شود. 
5. بلوری شدن دوباره. در اين فرايند يک کانی به حالت پايدارتری درمی‌آيد. برای نمونه، صدف جانداران دريايی به صورت آراگونيت است، اما پس از مرگ جاندار به صورت کلسيت در می‌آيد که پايدارتر است. در اين فرايند تغييری در ترکيب شيميايی کانی رخ نمی‌دهد، اما بلوری‌شدن دوباره باعث پر شدن سوراخ‌ها و شکاف‌های خالی می‌شود. 
6. واکنش‌های زيست‌شيمايی. در ژرفای 75 متری، هر گرم لجن کف دريا نزديک 63 ميليون باکتری در خود دارد. اين باکتری‌ها در پديد آمدن نفت، زغال‌سنگ و کانی‌هايی چون دولوميت پيريت نقش دارند. برای نمونه، باکتری‌های ناهوازی اکسيژن مورد نياز خود را از ترکيب‌های سخت نشده‌ای مانند 4 FeSO به دست می‌آورند و مواد سختی مانند FeS را برجای می‌گذارند. 
7. زمان. به تنهايی در سنگ‌شدن رسوب‌ها نقش ندارد، اما نقش عامل‌های ديگر طی زمان پر رنگ می‌شود. برای نمونه، رسوب‌های نرم گل‌ سفيد اگر چند لحظه در فشار 6000 اتمسفر بمانند، تغيير چندانی پيدا نمی‌کنند، اما اگر برای 17 سال در همين فشار بمانند، سنگ آهک سختی می‌شوند. 
بافت سنگ‌های رسوبی 
از بافت سنگ‌های رسوبی می‌توان چيزهايی درباره‌ی سرگذشت سنگ رسوبی، از جمله راهی که طی کرده است و چگونگی محيط رسوب‌گذاری، برداشت کرد. سه نوع بافت اصلی را در سنگ‌های رسوبی می ‌توان شناسايی کرد: بافت آواری و دو بافت ناآواری که بلورين و اسکلتی ناميده می‌شوند. 
1. بافت آواری. از ذره‌های ريز و درشت درست شده است. در اين بافت علاوه بر اندازه‌ی ذره‌ها، ميزان يک اندازه بودن ذره‌ها، که به آن جورشدگی می‌گويند، نيز مورد توجه است. از ميزان جورشدگی می‌توان اطلاعاتی پيرامون فرايند رسوب‌گذاری و محيط رسوب‌گذاری به دست آورد. برای نمونه، رسوب‌های بادی دارای جورشدگی خوب و رسوب‌های يخچالی دارای جورشدگی اندک هستند. ميزان گردشدگی ذره‌ها نيز مهم است که به سختی و جنس ذره‌ها، ميزان برخوردهاييکه ذره‌ها با هم داشته‌اند، درازی راهی که طی شده و انرژی جابه‌جا کننده، بستگی دارد. 
2. بافت بلورين. اين بافت را در سنگ‌های رسوبی شيميايی می‌توان ديد. طی فرايند سنگ‌زايی، مواد محلول در آب به طور مستقيم بلوری می‌شوند يا در پی بلوری‌شدن دوباره، شبکه‌ی به هم‌پيوسته‌ای از بلورهای از پيش موجود، پديد می‌آيد. بلورها ممکن است با چشم ديده شوند(درشت‌بلور) يا برای ديدن آن‌ها به ميکروسکوپ نياز باشد(ريز‌بلور). اگر بلورهای سنگ از دو اندازه‌ی متفاوت باشند، اصطلاح پورفيروبلاستيک را برای آن بافت به کار می‌برند. 
3. بافت اسکلتی. اين بافت از گردهم‌آمدن بخش‌های سخت بدن بی‌مهرگان دريايی و پوشش‌های سيليسی يا آهکی پلانکتون‌ها به وجود می‌آيد. صدف‌ها و پوشش‌های سخت پس از مرگ جانداران روی هم انباشته می‌شوند و گاهی سيمانی آن‌ها را به هم پيوند می‌دهد. بافت سنگ به دست آمده شبيه بافت آواری است، اما ذره‌های سازنده‌ی آن بخش‌های سخت جاندارن است. 

 


خانواده‌های سنگ‌های رسوبی 


سنگ‌های رسوبی را در دو گروه سنگ‌های آواری(ناشی از فرسايش فيزيکی) و ناآواری(ناشی از فرسايش شيميايی و زيست‌شيميايی) جای می‌دهند. سنگ‌های آواری را بر پايه‌ی اندازه‌ی ذره‌ها در چهار خانواده‌ی بزرگ‌تر از ماسه، به اندازه‌ی ماسه، به اندازه‌ی لای و کوچک‌تر از لای طبقه‌بندی می‌کنند. 
1. بزرگ‌تر از ماسه: ذره‌های آن از 2 ميلی‌متر بزرگ‌تر است. 
الف) کنگلومرا، که ذره‌های آن کم و بيش گرد شده است و در ميان سيمانی از سيليس، آهک يا رس جای گرفته‌اند. 
ب) برش که ذره‌های آن گوشه‌دار است و جورشدگی خوبی ندارند و در پی فعاليت‌های ورقه‌های قاره‌ای، فعاليت‌های آتش‌فشانی يا رسوب‌گذاری در يخچال‌ها پديد می‌آيند. 
2. به اندازه‌ی ماسه: ذره‌های آن بين 06/0 تا 2 ميلی‌متر است. 
الف) ماسه‌سنگ‌های کوارتزی، که بيش از 90 درصد ذره‌های آن از کوارتز است. 
ب) آرکوز، که 25 درصد ذره‌های آن از فلدسپات‌ها و بيش از 50 درصد آن از کوارتز است. 
ج) گريواک، که بخش زيادی از آن از کوارتز و فلدسپات‌هاست، اما کانی‌های تيره‌ای مانند ميکا، هورنبلند و پيروکسن نيز در آن ديده می‌شود. 
3. به اندازه‌ی لای: ذره‌های آن بين 06/0 تا 002/0 ميلی‌متر است. 
الف) لای ‌سنگ، از ذره‌های کوارتز درست می‌شودکه سيمانی از جنس سيليس، آهک يا حتی رس آن‌ها را به هم پيوند می‌دهد. به اين سنگ‌ها سنگ سيلتی يا فورش‌سنگ نيز می‌گويند و اگر نيمی از ذره‌های آن‌ها از رس باشد، به آن‌ها گل‌سنگ نيز گفته می‌شود. 
ب) لس، در پی سخت شدن رسوب‌های بادی به وجود می‌آيد. لس‌ها به طور معمول زردرنگ هستند و ذره‌های آن‌ها بيش‌تر از کوارتز، فلدسپات، کلسيت، ميکا، کانی‌ها آهن‌دار و کانی‌های رسی است. 
4. کوچک‌تر از لای: ذره‌های آن از 002/0 ميلی‌متر کوچک‌تر است. 
الف) سنگ‌های رسی، بيش از نيمی از ذره‌های آن‌ها از ذره‌هايی به اندازه‌ی لای کوچک‌تر است. کانی‌های رسی (سيليکات‌های آبدار)، کوارتز، فلدسپات و ميکا به فراوانی در آن‌ها ديده می‌شود. 
ب) مارن، گونه‌ای سنگ رسی است که ميزان کربنات کلسيم آن بين 25 تا 50 درصد است. اغلب مارن‌ها به رنگ خاکستری ديده می‌شوند، در خود فسيل دارند و با اسيدکلريدريک می‌جوشند. 
ج) شيل، به گروهی از سنگ‌های رسی يا حتی لای‌سنگ‌ها گفته می‌شود که در پی فشارهای کوه‌زايی، کم و بيش حالت ورقه‌ای از خود نشان می‌دهند. شيل‌ها در خود فسيل دارند و از برخی از آن‌ها، که شيل نفتی ناميده می‌شوند، پس از تقطير نفت به دست می‌آيد. 
سنگ‌های ناآواری را نيز در چهار خانواده‌ی سنگ‌های آهکی، سنگ‌های سيليسی، سنگ‌های اشباعی و زغال‌سنگ‌ها جای می‌دهند. 
1. سنگ‌های آهکی: بيش از نيمی از ترکيب آن‌ها را کربنات کلسيم می‌سازد. 
الف) سنگ‌ آهک معمولی، بيش از 90 درصد آن از کربنات کلسيم است. به رنگ شيری تا کرم ديده می‌شود. هنگام شکستن دارای لبه‌های تيز می‌شود. 
ب) چاک(گل سفيد)، سنگ آهک نرم و سفيدی است که بيش‌تر از اسکلت جانداران ميکروسکوپی درست شده است. 
ج) کوکينا، به طور کامل از صدف جاندران دريايی درست شده است. 
د) تراورتن، سنگ آهک به نسبت خالصی است که در خشکی‌ها ديده می‌شود و از رسوب‌گذاری آب چشمه‌های حاوی کربنات کلسيم درست می‌شود. 
ه) دولوميت، سنگ آهکی است که اندکی منيزيم دارد. در مقايسه با سنگ آهک معمولی تيره‌تر است و اسيدکلريدريک رقيق بر آن بی ‌اثر است. 
2. سنگ‌های سيليسی: بيش از نيمی از ترکيب آن‌ها را سيليس شيميايی يا زيستی می‌سازد. 
الف) چرت، نوعی سنگ سيليسی با دانه‌های ريز که فلينت(سنگ آتش‌زنه)، ژاسب(چت قرمز) و سنگ محک(چرت سياه) از نمونه‌های شاخص آن است. 
ب) دياتوميت، بيش از نيمی از ترکيب آن را پوسته‌ی جانداران تک‌سلولی به نام دياتومه می‌سازند. 
ج) تريپولی، يا سنگ سمباده که بيش‌تر از کلسدونی درست شده و از هوازدگی ديگر سنگ‌های سيليسی به وجود می‌آيد. 
3. سنگ‌های اشباعی: از ته‌نشينی يون‌ها در محيط‌های رسوبی پديد می‌آيند. 
الف) سنگ نمک، از کانی هاليت درست شده و اگر ناخالصی‌هايی از اکسيدهای آهن يا رس داشته باشد، به رنگ زرد تا قرمز در می‌آيد. 
ب) سنگ گچ، از سولفات کلسيم درست شده و به دو صورت بی‌آب(انيدريت) و آب‌دار(ژيپس) يافت می ‌شود. 
4. زغال‌سنگ‌ها: از پيکره‌ی گياهان که در لابه‌لای رسوب‌ها جای گرفته‌اند، درست می‌شوند. 
الف) تورب، بين 45 تا 60 درصد کربن دارد و آن را زغال‌سنگ نارس می‌دانند. 
ب) ليگنيت، بين 60 تا 70 درصد کربن دارد و به رنگ قهوه‌ای تيره است. 
ج) زغال‌سنگ معمولی، بين 70 تا 90 درصد کربن دارد و به رنگ سياه براق است. 
د) آنتراسيت، بين 90 تا 95 درصد کربن دارد. براق و سياه‌رنگ است، اما دست را سياه نمی‌کند. 
ه) گرافيت، کربن 100 درصد خالص است که به صورت ورقه‌های نازک روی هم جای گرفته‌اند.