عوامل‌ دگرگون ‌ساز

مهمترين عوامل فيزيكي فشار و درجه حرارت است كه باعث فعل‌انفعالاتي مانند چند شكلي (پلي‌مورفيسم ) تبلور دوباره و تبادل يوني مي‌شود. هر كاني در فشار و درجه حرارت معيني تشكيل مي‌گردد و اگر شرايط دما و فشار تغيير كند ناپايدار گشته و براي رسيدن به حالت تعادل با اين شرايط به كانيهاي ديگري تبديل  مي‌شود.

به غير از عوامل فيزيكي فوق مي‌توان به زمان، سيالات، آب، حتي مواد فرار گازها نيز اشاره نمود. حال نگاهي كوتاه به تأثيرات اين عوامل در فرآيند دگرگوني مي‌اندازيم.

وقتي شرايط حالت بحراني داشته باشد سيال‌هاي گازي مثل مايعات عمل مي‌كنند. آنها در شكاف سنگها نفوذ كرده در آنها باقي مانده و بر سنگ تأثير مي‌گذارند. اين تأثيرات ممكن است كه يا به صورت جذب در سنگ تبادل يوني و يا دگرسان كردن سنگ و تجزيه آن جلوه كند.

حضور آب باعث سرعت در فرآيند تبلور دوباره بوده و حالت كاتاليزور در ‏فرآيندهاي دگرگوني دارد.

حتي اگر تمام شرايط مورد لزوم فراهم باشد زمان هم مثلاً كانيها در كنار برخي سيالهاي فعال در حالت تبادل باشند باز هم در اثر گذر زمان در اين سيستم بسته نيز به عنوان مثال حتي اگر شرايط دگرگوني ايجاد شده و فعل انفعالاتي چون دگرساني و يا تعادل يوني صورت مي‌گيرد همچين گذر زمان باعث آزاد شدن و ايجاد گازهايي چونCO2و H2O مي‌باشد كه فشار اين گازها خود عاملي براي ايجاد تركهايي در سنگ مي‌گردد.

بسته به عوامل مؤثر در دگرگوني درجات دگرگون شدن سنگها متفاوت است.

تغيير شكل كانيها در سنگهاي دگرگوني

در سنگهاي دگرگوني، تغيير شكلهاي مختلفي به وجود مي‌آيد. سنگي كه تحت تأثير دما و فشارهاي همه ‌جانبه قرار بگيرد ممكن است به صورت‌هاي زير تغيير شكل دهد.

جهت يافتگي

در اثر فرآيندهاي فيزيكي جهت يافتگي اتفاق مي‌افتد. اگر نيروي اعمال شده  در يك جهت و بيشتر از قدرت شكستگي باشد، دانه‌هاي بزرگتر به كوچكتر تبديل شده و بر روي سطوح لغزشي جابه‌جا مي‌شوند. و انتقال ماده و جهت يافتگي اتفاق مي‌افتد.

در اين فرآيند كانيهايي كه حالت صفحه‌اي دارد مانند ميكاها و يا آندسته كه حالت منشور مانند دارند مانند آمفيبولها در امتداد محور طويلشان جهت‌دار مي‌شود و به حالت موازي كنار يكديگر قرار بگيرند:

هر گاه استرس و فشار روي يك قسمت از يك سنگ داده شود كانيها در جهت جايي كه فشار كمتر است اجتماع مي‌كند و در آن قسمت رشد مي‌كنند. كه اين فرآيند يا به وسيله سيالاتي كه دانه‌ها را احاطه كرده‌اند، يا از طريق منتشر شدن از طريق منتشر خارجي دانه‌ها و يا انتقال درون شبكه تبلور آنها صورت خواهد گرفت.

رشد بلورها :

در محيطهايي كه پديده دگرگوني اتفاق مي‌افتد و انرژي حرارتي و شيميايي تغيير مي‌كند. باعث رشد بلورها در حالت جامد هم مي‌شوند كه اين فرآيند به صورت رشد كانيهاي قبلي و يا رشد كانيهاي جديد و تغيير در كانيهاي قديمي و ظهور اشكال جديد است.

درجات دگرگوني:

در واقع اصطلاحي است كه به منظور مشخص كردن شدت دگرگوني در يك منطقه بكار مي‌رود.

دما و فشار معرف شرايط فيزيكي و دگرگوني و درجه دگرگوني معرف اثر آنها مي‌باشد.

در دگرگوني، مجموعه‌هاي مختلف كانيهايي با تركيب شيميايي يكسان ولي در شرايط دمايي متفاوت به وجود مي‌آيد. و اين مجموعه‌هاي متفاوت نشانگر درجات دگرگوني از قبيل درجات ضعيف، متوسط و شديد مي‌باشد. مثلاً در درجات دگرگوني ضعيف، مجموعه كانيها عمدتاً آبدار بوده و كانيهاي كربناته نيز ديده مي‌شود. ولي در مجموعه‌هاي درجات شديدتر آب و CO2 هم وجود دارد. هرقدر سنگ، درجات دگرگوني بيشتري را تحمل كند اندازه كاني درشت‌تر مي‌شود. چون در دماي زياد، انتشار مواد در حد بين دانه‌ها به سرعت بيشتري انجام مي‌شود.

سه روش در تعيين درجات دگرگوني بكار مي‌رود

تعيين درجه دگرگوني بر حسب عمق:

در اين روش پوسته زمين را به سه منطقه داراي عمق كم، عمق متوسط و عمق زياد تقسيم مي‌كنند:

الف) منطقه عمق كم: كه دما و فشار به ترتيب كم تا متوسط و كم است.

ب) منطقه عمق متوسط: كه دما و فشار از منطقه قبلي بيشتر است.

ج) منطقه عمق زياد: كه در آن هم دما و هم فشار بالا است.

 تعيين درجه دگرگوني بر حسب مناطق دگرگوني:

كه در آن به مناطق دگرگوني و حد مرزهاي آنها توجه مي‌شود.

 تعيين درجه دگرگوني بر اساس رخساره‌اي دگرگوني:

در اين روش تعيين درجات دگرگوني به دليل تعدد رخساره‌ها و زير رخساره‌ها آسان نيست و تا حدي با استفاده از نمودارها و دياگرامهاي مختلف و مطالعات آزمايشگاهي و تحقيقاتي ممكن مي‌شود.

سنگهای دگرگونی

سنگهایی که از تغییر شکل سنگهای قبلی(رسوبی، آذرین  و دگرگونی) به علت تغییر شرایط فیزیکی(دما و فشار) یا شیمیایی در حالت جامد به وجود می آیند.

بطور کلی دگرگونی پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی بصورت تبلور مجدد و یا پدیدار شدن کانیهای جدید و تخریب بعضی دیگر تجلّی می کند.  

الف) حد زیرین:

مرز بین دیاژنز-هوازدگی با دگرگونی است که با ظهور کانیهایی نظیر لومونتیت و لاوسونیت و ... مشخص می شود.

 حد و مرز آغاز دگرگونی در سنگهای مختلف متفاوت بوده و به ترکیب سنگ اولیه بستگی دارد.

ب) حد فوقانی:

این حد با ظهور سنگهای میگماتیت مشخص می گردد.

چند شکلی (پلی مورفیسم)

پدیده ای است که به موجب آن یک ماده ممکن است تحت شرایط فیزیکی متفاوت به بیش از یک شکل متبلور شود.

اصولا شکلی از چند شکلی پایدار است که در شرایط فیزیکی خاص نظم و آرایش اتمی آن در حد کمترین انرژی انجام شود.

برای تعیین شرایط فشار و دمای تشکیل سنگ، از نمودارهای تغییر حالت چند شکلی ها استفاده می شود.

برای مثال چند شکلی آراگونیت- کلسیت که کلسیت در شرایط حرارت و فشار معمول در سطح زمین متبلور شده ولی آراگونیت در درجه حرارت اتاق و فشار زیاد به وجود می آید.

وجود آراگونیت در چشمه های آهکی و غارها به علت حضور مقادیری از استرونسیوم و منیزیوم به حالت یونی است.

 متداولترین چند شکلی ها در سنگهای  دگرگونی Al2Sio5 است که به نامهای آندالوزیت(کانی فشار و درجه حرارت کم)، کیانیت (کانی فشار زیاد و درجه حرارت کم)و سیلیمانیت(کانی فشار و درجه حرارت زیاد) معروفند.

واکنشهای ناکامل در حالت جامد

هالۀ واکنشی نشانۀ واکنشهای ناکامل (نیمه پایدار) بوده که کانیهای ناپایدار در هاله ای از کانیهای پایدار قرار می گیرند. کانیهای اخیر در نتیجۀ واکنش بین کانیهای مجاور به وجود می آیند.

سنگی که در زمان طولانی تحت تأثیر درجه حرارت و فشار قرار گیرد به مجموعۀ کانیهای جدیدی که در شرایط تازه پایدار بوده و دارای کمترین انرژی پتانسیل هستند، تبدیل می شود.

مجموعۀ کانیهایی است که شرایط تشکیل و پایداری آنها مشابه هم بوده و از نظر شیمیایی و ترمودینامیکی با هم در تعادل می باشند.

برای مثال هر مجموعه پاراژنزی به صورت زیر نوشته می شود:

کوارتز + آنورتیت + گرونا + دیوپسید

علائم تعادل در سنگها

- مجموعۀ کانیهای پاراژنز با مرز مشخص

- بافت باید در نتیجۀ تبلور دوباره در سنگ دگرگونی به وجود آید.

- عدم وجود نشانه های منطقه بندی شیمیایی

- عدم حالت جانشینی مانند حاشیۀ واکنشی یا علائم دگرسانی در طول شکستگی های سنگ

- بافت گرانوبلاستیک

در تحولات دگرگونی بلور جدید ضمن رشد با کنار زدن یا از بین بردن و یا جانشین شدن با مواد قبلی جای خود را باز می کنند.

عوامل مؤثر بر شکل کانی:

1- قابلیت انعطاف پذیری کانی در محیط جامد

2- بافت اولیۀ سنگ

3- فشارهای مختلف در محیط تشکیل سنگ دگرگونی

الف) سیستم باز:

در طی عمل دگرگونی ترکیب شیمیایی تودۀ سنگ تغییر کرده و مقداری ماده به آن اضافه یا کم  می شود.

- این نوع دگرگونی را آلوشیمیایی گویند که شایع ترین آنها متاسوماتیسم است.

ب) سیستم بسته:

  اگر در طی عمل دگرگونی ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نکند و ثابت باقی بماند این نوع دگرگونی را ایزوشیمیایی یا توپو شیمیایی گویند.

- سیستم بسته ای واقعی وجود ندارد بلکه حالتی نسبی است.

- برای مثال هالۀ دگرگونی توده های نفوذی هووالد در داخل شیستهای استیژ

عوامل دگرگون ساز

الف) عوامل فیزیکی:

مهمترین عوامل فیزیکی فشار و درجه حرارت است که هر کانی در فشار و درجه حرارت معینی تشکیل و در شرایط جدید ناپایدار بوده و برای رسیدن به شرایط تعادلی جدید به کانیهای دیگری تبدیل می شود.

ب) عوامل شیمیایی:

 شامل سیالاتی نظیر آب، مواد محلول در آب و سیال گازی می باشد.

- حضور آب، سرعت تبلور مجدد کانیها را افزایش می دهد و در واقع نقش کاتالیزور دارد.

ج) زمان:

 در طی زمان لازم، فرایندهای دگرگونی به سمت کامل شدن و ایجاد تعادل ترمودینامیکی پیش می روند.

فشار همه جانبه

فشاری است که به طور یکسان از هر طرف به یک نقطه وارد می شود.

الف) فشار هیدروستاتیک: فشار آب بر روی یک نقطه که معادل وزن ارتفاع آب در بالای آن نقطه است.

ب) فشار لیتواستاتیک: این فشار ناشی از وزن سنگهای فوقانی است و از رابطۀ زیر به دست می آید:

فشار لیتواستاتیک، Z عمق ، g شتاب ثقل و d چگالی سنگها است.

عملکرد فشار لیتواستاتیک:

- ماده را متراکم و وزن حجمی را زیاد می کند.

- با افزایش تراکم، سرعت عبور امواج زلزله سریعتر می گردد.

- درجه حرارت ذوب کانیها و سنگها را افزایش می دهد.

فشار وارده بر سنگها در بعضی جهات بیشتر از جهات دیگر است. این فشار 2000 تا 3000 هزار بار بیشتر از فشار لیتواستاتیک است.

عملکرد فشار جهت دار:

- تورق جدید در سنگها

- گسیختگی و شکستگی (سنگهای شکننده)

- چین خوردگی (تغییر شکل پلاستیک)

فشاری که مواد فرار موجود در منافذ یا شکافهای ریز سنگها بر سنگ اعمال می کنند.

عملکرد فشار سیالات، همانند فشار لیتواستاتیک است.

رابطۀ بین فشار سیالات و لیتواستاتیک:

الف)Pf>pl : ایجاد شکستگی در سنگها

ب) Pf=pl : رابطۀ بین عمق و فشار لیتواستاتیک برقرار است.

ج) Pfl: در اعماق زیاد در دگرگونی درجات شدید مانند رخسارۀ گرانولیت و اکلوژیت مشاهده می شود.

- این پدیده را می توان ادغامی از عملکرد فشار جهت دار و فشار سیالات در نظر گرفت.

- کانی تحت تأثیر فشار جهت دار در جهت بیشترین فشار(پر انرژی)، انحلال و در جهت عمود بر آن رشد و تبلور می یابد.

- در اثر انحلال ناشی از فشار کانیهایی مانند کوارتز که به پهن و مسطح تغییر شکل می یابند.

*      جریان حرارتی عبارت از میزان گرمایی است که در واحد زمان از سطح زمین خارج می شود.

*       این جریان در نقاط مختلف زمین متفاوت بوده بطوریکه در اقیانوسها بیشتر از قاره ها است.

*      در اقیانوسها محورهای برآمدۀ وسط آنها جریان بیشتری داشته و در امتداد گودالها به حداقل می رسد.

عملکرد درجه حرارت در دگرگونی

1- منظور از دگرگونی درجات شدید، بیشتر افزایش درجۀ حرارت است تا فشار

2- پختن آجر در کوره های آجرپزی در نتیجۀ اقزایش حرارت، نوعی دگرگونی حرارتی است که نظیر آن درنتیجۀ حرکت گدازه ها در سطح زمین به وقوع می پیوندد.

3- بسیاری از واکنشهای دگرگونی در درجۀ حرارت زیاد و در اعماق زمین اتفاق می افتد.

4-  گرما موجب تحرک مواد سیال شده که نقش مهمی را در دگرگونی به عهده دارد به ویژه در دگرگونی مجاورتی که موجب خشک شدن رسوبات در نقاط مجاور تودۀ نفوذی شده و نفوذ همین آب در نقاط دیگر موجب دگرگونی هیدروترمال می شود.

5- در سنگهای درونی زمین به علت گرمای دریافتی دارای خاصیت انعطاف پذیری بیشتری بوده و تحت تأثیر فشار جهت دار حالت خمیری پیدا کرده که درایجاد تغییر شکلها و دگرگونی های ناحیه ای اهمیت بسیاری دارد.

منطقۀ سطحی (اپی زون)

- بالاترین زون دگرگونی

- درجه حرارت کم تا متوسط (300) <

- فشار هیدرواستاتیک کم

- فشارجهت دار شدید و موجب خرد شدگی

- فعالیت دگرسانی شیمیایی با حضور آب زیاد و در نتیجه تشکیل سیلیکاتهای آبدار و کربناته

- سنگهای اصلی: اسلیت، فیلیت، سریسیت شیست،کلریت شیست

- سطح تماس توده های آذرین با سنگهای مجاور مشخص  وهمراه با زون برشی

منطقۀ میانی (مزوزون)

- عمق متوسط، درجه حرارت حدود 300 تا 500 درجه سانتیگراد

- فشار هیدرواستاتیک و جهت دارمتوسط

- بسیاری از شیستها و بعضی آمفیبولیتها در این منطقه به وجود می آید.

- سطح تماس توده های آذرین با سنگ مجاور ناگهانی تا تدریجی

منطقۀ عمیق (کاتازون)

- پایین ترین عمق دگرگونی در داخل زمین

- درجۀ حرارت بین 500 تا 700 درجه سانتیگراد

- فشار هیدرواستاتیک زیاد و حرکات خشک شدگی کم یا هیچ

- سطح تماس توده با سنگهای مجاور نامشخص

- فعالیت متاسوماتیسم کم یا هیچ

- سنگهای حاصله آمفیبولیتهای درجۀ شدید، گنیس و ...

اقسام دگرشکلی

الف) دگرشکلی الاستیکی: جسم پس از برداشت نیرو، شکل و اندازه اولیه خود را بدست آورد. مانند عبور امواج زلزله در زمین

ب) دگرشکلی پلاستیک: وقتی مقدار نیرو از حد خاصی تجاوز کند جسم به حالت اولیه خود باز نمی گردد.

ج) دگرشکلی شکننده: حالتی که نیرو بیش از مقاومت نهایی جسم بوده و می شکند.

1- کششی: افزایش حجم ماده، مانند ساخت سوسیسی

2- فشردگی: کاهش حجم و ایجاد چین خوردگی

3- لغزشی(برشی): تغییر شکل بدون تغییر حجم با افزایش فشار همه جانبه، سنگ تدریجا از حالت شکنندگی خارج و به صورت شکل پذیر در می آید.

عملکرد استرسهای متفاوت در رفتار سنگ ،تحت فشار همه جانبه

1- در فشار همه جانبۀ یک اتمسفر: با افزایش استرس در جهت قائم، سنگ رفتاری شکننده دارد(a).

2- در فشار همه جانبۀ 5/3: مانع گسترش شکستگی کششی ولی باعث سهولت شکستگی لغزشی می شود(b).

3- در فشار همه جانبه در حد معین: دگرشکلی الاستیک و در نهایت حالت خزش(c) بوجود می آید.

5- با افزایش فشار همه جانبه بیشتر دگر شکلی پلاستیک داریم(d).

عوامل مؤثر در تغییر شکل سنگها

1- فشار: با افزایش فشار همه جانبه، مقدار جریان جامدو مقاومت شکنندگی سنگ زیادتر می شود.

2- درجۀ حرارت: افزایش درجه حرارت باعث تسریع تغییر شکل و حالت پلاستیکی سنگها می شود.

3- زمان: هرقدرنیروی وارد بر سنگها کم، ولی در زمان طولانی اثر نماید، مقاومت سنگها زیاد می شود برای مثال پدیدۀ کریپ

4- محلولها: وجود خلل و فرج در سنگها که حاوی مواد محلول می باشد موجب سهولت تغییر شکل شده و به ویژه در تبلور دوبارۀ کانیها اهمیت بسزایی دارد.

5- عامل غیر یکنواختی سنگ: اگر سنگهای لایه لایه تحت تأثیر استرس قرار گیرند در سه جهت فضایی بطور ناهماهنگ عمل کرده و موجب تغییر شکل می شوند.

تغییر شکل کانیهای سنگ

1- تغییر شکل الاستیک: ردیفهای اتمی تغییر شکل پیدا کرده و فاصله بین اتمی آنها کوچکتر و بزرگتر می شود.

2- تغییر شکل پلاستیک:

الف) لغزش انتقالی: این تغییر شکل با لغزش در جهت بلور شناسی صورت گرفته و در نتیجه شکل خارجی بلور و بافت سنگ تغییر کرده و کانی جدیدی به وجود نمی آید.

ب)لغزش دوقلویی یا ماکلی: بخشی از ساختمان نسبت به بخش مجاور جابجا شده ولی به حالت متقارن باقی می ماند. مانند ماکل تکراری در پلاژیوکلاز و کربناتها

اقسام دگرشکلی ها در سنگهای دگرگونی

الف) جهت یافتگی فیزیکی (کاتاکلاستیک):

اگر استرس اعمال شده بر سنگ در یک جهت بیشتر از قدرت شکستگی سنگ باشد، سنگ به صورت یک ماده شکننده گسیخته می شود و میلونیت از نمونۀ بارز آن است.

ب) جهت یافتگی شیمیایی:

بر اثر انتقال ماده یا جهت یافتگی برتر کانیها در نتیجه فرایندهای شیمیایی کانیهای صفحه ای مانند میکاها (فابریک لپیدوبلاستی) و منشوری (فابریک نماتوبلاستی) مانند آمفیبولها در امتداد محور تحویل خود جهت دار شده و کمابیش به موازات هم قرار می گیرد.

راههای انتشار ماده از محل پر انرژی (ناپایدار) به کم انرژی (پایدار)

1- از خلل شبکه

2- از قشر خارجی دانه ها

3- از طریق سیالات احاطه کننده

مکانیسم جهت یافتگی دانه های سازندۀ سنگ در یک محیط تکتونیکی

الف)دگرشکلی پلاستیک در مقیاس شبکۀ تبلور

ب)پیدایش هسته های تبلور و رشد دانه ها در جهت معین

ج)چرخش کانیهای مختلف البعد و مقاوم

 د)جریان تراوشی یا انحلال بر اثر فشار

رشد بلور درحالت جامد

رشد بلورها در حالت جامد پاسخی در جهت کاهش انرژی کل محیط است و در مجموع شامل:

- پیدایش نطفه کانی های نوظهور و رشد آنها است که این کانی ها در شرایط جدید پایدارتر هستند.

- تغییر یا تنظیم حدود کانیهای قدیمی و ایجاد اشکال جدید که از نظر اندازه و فرم پایدارترند.

حالتهای فوق به این طریق انجام شدنی است:

- افزایش دما: برای مثال تشکیل مجموعۀ کریستالوبلاستی

- واکنشهای شیمیایی: برای مثال رشد یک متاکریست بر اثر واکنش شیمیایی

*-* رشد تراوشی

* در این حالت بلورها در فضای خالی داخل سنگ تشکیل می شوند.

*فضای خالی ممکن است اولیه ( در یک ماسه سنگ دانه درشت) یا ثانویه در نتیجۀ فشارهای جهت دار به وجود آید.

*برای مثال: ایجاد ساخت نواری و عدسی ها یا نوارهای کوارتز در میکا شیستها

*-* رشد کنکرسیونی

*در این حالت فضای رشد بلورها با کنار زدن بلورها و مواد مجاور تأمین می شود.

*نیروی تبلورکانیها باعث خرد شدن و کنار زدن می گردد.

*در تشکیل نطفه یک بلور جدید شرایط فیزیکی-شیمیایی و محیط فوق اشباع از ماده لازم است.

*اصولا ساخت چشمی در نتیجۀ این رشد به وجود می آید.

*-* رشد جانشینی

* در این حالت ، کانی جانشین حجمی می شود که قبلا به وسیلۀ کانی دیگری اشغال شده که این مسألۀ بسیار پیچیده ای است.

* در فشار ثابت با افزایش درجه حرارت سیلیماتیت جانشین دیستن می شود.

* در دگرگونی پیش رونده: به علت حجم کمتر جانشینی معمولا به ندرت اتفاق می افتد.

* در دگرگونی قهقرایی: بیشترعکس این پدیده به چشم می خورد برای مثال جانشینی کلریت به جای گرونا و...

* از پدیده های جانشینی وجود انکلوزیون و ساخت پوئی کیلوبلاستیک می باشد.

اصولا پورفیرو بلاستها نسبت به کانیهای زمینه، دارای استحکام بیشتر و در نتیجه در مقابل تغییر شکل مقاومت زیادتری ازخود نشان می دهند.

رابطۀ بین فولاسیون زمینه و دانه های پورفیرو بلاست:

الف) رشد پورفیروبلاستها بعد از حادثۀ تکتونیکی:

-  پورفیروبلاست دارای بافت پوئی کیلوبلاستی است.

-  شیستوزیتۀ داخلی و خارجی هم جهت و در یک امتداد و حادثۀ تکتونیکی بعد از رشد اتفاق نیفتاده است.

ب)انکلازیون پورفیروبلاست نشانۀ  دو دگرگونی:

-  تفاوت شیستوزیته داخلی و خارجی

-  رشد پورفیروبلاست قبل از شیستوزیته خارجی

ج) پورفیروبلاستهای همزمان با تکتونیک:

-  انکلوزیونهای موجود در پورفیروبلاست حالت تاب خورده داشته و چرخش آنها در ضمن رشد به صورت گلوله برفی می باشد.

A) با ابعاد محدود و محلی:

مجاورتی، اصابتی

B) در مقیاس بزرگ و قابل نقشه برداری: ناحیه ای، تدفینی، کف اقیانوسها

-  به تشکیل دهانه یا بر جستگی در محل برخورد (شبیه برخورد قطرۀ آب به سطح زمین)

-  ایجاد امواج ضربه ای و تشکیل مخروطهای خرد شدگی

-  تشکیل کانیهای فشار بالا مانند کوئزیت و استی شوویت

 جز دگرگونی های اصابتی، سایر اقسام دگرگونی با همدیگر و با حرکت صفحات لیتوسفری زمین در ارتباط می باشند.

نوعی از دگرگونی دینامیکی که بصورت ساختمانهای دایره ای شکل در نتیجۀ برخورد سنگهای آسمانی یا نتیجۀ انفجارهای هسته ای بوجود می آید.

نشانه های دگرگونی اصابتی

-  تشکیل دهانه یا بر جستگی در محل برخورد (شبیه برخورد قطرۀ آب به سطح زمین)

-  ایجاد امواج ضربه ای و تشکیل مخروطهای خرد شدگی

-  تشکیل کانیهای فشار بالا مانند کوئزیت و استی شوویت

دگرگونی مجاورتی

*این دگرگونی دارای دامنۀ محدود و منجر به تشکیل سنگهای دگرگونی در مجاورت توده های نفوذی می شود.

*عوامل مؤثربراین دگرگونی:

 دما، ترکیب شیمیایی تودۀ نفوذی و سنگهای میزبان و نوع سیالاتی که از ماگما خارج می شوند.

*غالبا در دگرگونیهای مجاورتی هورنفلس به وجود می آید.

*هالۀ دگرگونی، حالت منطقه بندی است که نتیجۀ تغییرات بافتی وکانی شناسی می باشد و ضخامت آن بستگی دارد به:

الف) وضع هندسی تودۀ نفوذی: حجم، نوع تودۀ مذاب، عمق استقرار

ب) سنگ میزبان: نوع، دما، وضع لایه بندی، سیالات(آب و...) و تراوایی آن

مشخص بودن هالۀ دگرگونی بستگی به عمق تودۀ نفوذی دارد بطوریکه در اپی زون یا مزوزون هاله های منطقه ای جالبی بوجود می آیند ولی ضخامت کمتری خواهند داشت.

دگرگونی دینامیکی

این دگرگونی در ارتباط با سطوح گسلی بزرگ یا روراندگی های مهم قابل مشاهده است.

ذوب مالشی یا اصطکاکی:

سنگها تحت تأثیر حرکات مکانیکی ممکن است به علت گرمای اصطکاک، تبلور مجدد یافته و نیز گاهی ذوب شده و تشکیل سنگهای پسدوتاکی لیتی را دهد.

گوژ گسلی:

بر اثر فرسایش و تخریب سریع برش گسلی و تبدیل آن به مادۀ رسی که در آن قطعات درشت پراکنده اند، گوژ گسلی به وجود می آید.

نوع سنگ میزبان پیرامون گسل:

1- سنگهای توده ای شکل و مقاوم(کوارتزیت و گرانیت و...): تشکیل میلونیت

2- سنگ میزبان از نوع شیل، اسلیت یا شیست: تشکیل فیلونیت

دگرگونی ناحیه ای

*      وسعت و گسترش زیاد و خاص نوارهای کوهزایی

*       همزمان با تکتونیک (سن تکتونیک)

*       دارا بودن فابریک آنیزوتروپی (فولیاسیون، شیستوزیته و ...)

*       درجات دگرگونی مختلف

*       لازمۀ ایجاد آن تغییرات فشار جهت دار و درجه حرارت

در گسترش این نوع دگرگونی وضعیت هندسی صفحات، سرعت و میزان همگرایی آنها، نوع صفحات و فرایندهای حرارتی صادره از آستنوسفر و لیتوسفر مؤثر است.

در گسترش این نوع دگرگونی وضعیت هندسی صفحات، سرعت و میزان همگرایی آنها، نوع صفحات و فرایندهای حرارتی صادره از آستنوسفر و لیتوسفر مؤثر است.

مناطقی را که می توان با کمک کانیهای ردیاب مشخص و حتی نقشه برداری کرد.

در سنگهای پلیتی بوسیلۀ تیلی زونهای زیر به ترتیب از درجه ضعیف به شدید ارائه گردید:

-           کلریت

-           بیویت

-           گرونا

-           استروتید

-           دیستن

-           سیلیمانیت

-          عامل  این دگرگونی درجه حرارت و فشار ناشی از وزن طبقات فوقانی

-           عدم ارتباط با کوهزایی و توده های نفوذی

-           محفوظ ماندن ساخت اولیه سنگ و تغییر ترکیب کانی شناسی

-           فقدان ساخت جهت دار و فابریک آنیزوتروپی نشانۀ فشار همه جانبه

-           تبلورکانیهای جدید بموازات لایه بندی اولیه

-          این دگرگونی در مجاورت ریفتهای داخل اقیانوسی دیده می شود و دارای وسعت و گستردگی زیادی است.

-           نوع سنگهای دگرگونی شامل شیست سبز، سرپانتیت و ندرتا آمفیبولیت می باشد.

-           عدم وجود رخسارۀ پرهنیت- پومپله ایت در بین رخسارۀ زئولیت و شیست سبز به دلیل عملکرد ناچیز فشار در این نوع دگرگونی است.

آب دو درجه با Ph نزدیک به 8 پس از نفوذ در داخل شکستگی ها به جوش آمده و همراه با افزایش دما و انحلال گازهای So2 تدریجا حالت اسیدی پیدا می کند و باعث دگرسانی کانیها و ورود عناصر بصورت محلول در آب دریا می شود.

فعل و انفعالاتی است که بین سیالات داغ با سنگهای اطراف انجام می شود و به موجب آن بعضی از مواد این سیالات به سنگ مجاور وارد و بعضی دیگر از آن خارج شده و موجب تشکیل کانیهای جدید می گردد که به آن دگرگونی یا دگرسانی هیدروترمال می گویند.

انواع دگرسانی

متاسوماتیسم

الف) انتشاری: مواد سازنده در بین حفره های ساکن در جهتی که تمرکز آن کم باشد منتشر می شود.

ب) تراوشی: مواد در حفره هابصورت محلول حرکت نموده و در سنگهای اطراف نفوذ می کند.

دگرسانی فینیتی شدن

پدیده ای است که در اطراف توده های نفوذی کربناتیتی صورت گرفته و ناشی از نشت سیالات از این نوع ماگما به سنگهای اطراف بوده که گروههای فلدسپات حالت پایدار و گروههای کوارتز حالت ناپایدار داشته و حمل می شوند و به جای آن حفراتی باقی می ماند که سنگ حاصل را اپی سینیت گویند.

وقتی یک تودۀ ماگمایی با حضور سیالات خود باعث تغییرات و تحولات خاصی نظیر تشکیل کانیهای آبدارتر، تغییر در فرم و شکل کانیها وسرانجام در ترکیب آنها می شود، به این نوع دگرگونیاتومتامرفیسم گویند.

در صورتی که حادثه دگرگونی پایانی از نظر شدت یا مدت برای محو کردن فابریکهای دگرگونی و ترکیب کانی شناسی آن کافی نباشد، می توان به وجود دگرگونی چند گانه پی برد.

الف)پیش رونده: دگرگونیهایی که در آن شدت دگرگونی در مراحل بعدی زیادتر باشد.

ب)پس رونده(قهقرایی یا دیافتورز): دگرگونیهایی که شدت دگرگونی بعدی کمتر از اول باشد که تشخیص آن آسان است.

در این نوع چند دگرگونی حضور آب الزامی است و اساسا در مناطق خرد شدن و گسل خورده با سهولت صورت می گیرد.

مقدمه:

سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.

سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد. در حدود 70٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.

تاریخچه سنگ شناسی رسوبی

مطالعه سنگهای رسوبی از نظر مشخصات ساختی ، بافتی و ترکیب شیمیایی آنها ، اولین بار در سال 1879 توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت. وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود. بعدها در 1899 ، کایوی فرانسوی پاره‌ای از مشخصات میکروسکوپی و مشخصات ماکروسکوپی بعضی از سنگهای رسوبی در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشریح و تفسیر کرد.

از آن تاریخ به بعد ، به پیروی از کایو ، بررسیهای سنگهای رسوبی و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کانی شناسی و تشخیص کانی‌های تشکیل دهنده این سنگها متمرکز گردید. که در این میان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌ای و از میان کانی‌ها هم ، کانیهای سنگین (دارای وزن مخصوص بیش از 2.85) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

در سال 1919 ، ونت ورث آمریکایی برای سنجش اندازه ذرات و دانه های تشکیل دهنده رسوبات تخریبی مقیاسی ارائه داد و به کمک مقیاس ونت ورث مطالعه دانه سنجی و تجزیه‌های کمی و مکانیکی رسوبات بر مبنای اندازه دانه ها و فراوانی آنها ، میسر گردید.

سرانجام در 1933 ، آدن و کرمباین ، مقیاس‌های جدیدتری برای اندازه گیری دانه‌های رسوبی ارائه دادند و در مکانیسم تجزیه‌های مکانیکی رسوبات تخریبی ، تسهیلات زیادتری ایجاد کردند. امروز هم ، مقیاسهای اندازه گیری متداول برای مطالعات رسوب شناسی و سنگهای رسوبی ، به نام همین افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.

گروههای اصلی سنگهای رسوبی

رسوبات سیلیسی آواری

رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند. این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد:

کنگلومراها

در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

برش‌ها

مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

ماسه سنگها

اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از 2 میلیمتر است.

گلسنگها

اندازه دانه‌ها کمتر از 2 میکرون می‌باشد.

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی

رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیو شیمیایی و آلی دارند و شامل:

سنگهای آهکی

سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید.

چرت‌ها

چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است.

فسفاتها

یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد.

زغال و شیل نفتی

ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند.

رسوبات شیمیایی

این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند:

تبخیر‌ی‌ها:

تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند.

سنگهای آهن‌دار:

آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از 15٪ باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد.

رسوبات آذر آواری

رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. و شامل موارد زیر می‌باشند:

رسوبات اتوکلاستیک:

سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند.

رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی :

این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند.

رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی :

این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند.

هیدروکلاستیک‌ها :

هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود. این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند.

رسوبات اپی کلاستیک :

رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند.

اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی

•سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.

دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد. سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند. ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد. روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.

محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد. اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند. سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

سنگهای قیمتی سنگهای جذاب معدنی هستند که پس از برش و پرداخت برای ساخت جواهر بکار می رود. ارزش این سنگها مربوط به رنگ، درخشش یا کمیاب بودنشان است. این سنگها همواره در جایگاه با ارزشی در طول تاریخ قرار داشته اند بخصوص در شرق که از آنها برای زیورآلات در جشنهای تشریفاتی و مذهبی استفاده می شده است، برای آشنایی بیشتر با سنگهای قیمتی تعدادی از آنها را با هم مرور می کنیم:

اگیت یا عقیق:

سنگی که در ساخت مقبره اوزیریس خدای جهان اموات استفاده شده است، عقیق به خانواده سنگهای آتش زنه (سنگ یمانی) متعلق است و از ته نشین شدن سیلیس در حفره تخته سنگ بوجود می آید. به دلیل شرایط پیدایش، دارای رنگهای متنوعی است و حالت صدف گونه اش امکان پرداخت تا حد زیاد را امکان پذیر می کند.

تا قرون وسطی خواص شفابخشی زیادی برای آن شمرده شده است. گفته شده بود که خاصیت خنثی کردن همه نوع سم و از بین بردن عفونت بیماری های مسری را دارد. چنانچه در دست گرفته شده یا در دهان گذاشته شود، تب را کاهش می دهد.

در افسانه ها گفته شده که عقاب در لانه اش عقیق را می گذارد تا جوجه هایش از گزیدن حیوانات سمی در امان باشند و عقیق سرخ نیز قدرت تیزبینی می بخشد. در حال حاضر تفاوت عقیق با عقیق سلیمانی در روش برش سنگ است، اگر بریده شود بطوریکه لایه های رنگین دیده شود، عقیق است، اگر موازی با خطوط لایه بریده شود، عقیق سلیمانی است.

یاقوت بنفش (لعل):

دوازدهمین سنگ و آخرین سنگی که در ساخت اورشلیم و مقبره یساکار (فرزند یعقوب) استفاده شده است. در یونان باستان باور بر این بوده که از مسمومیت جلوگیری می کند. یاقوت سنگ شفاف و درخشانی به رنگ ارغوانی است و تنوع رنگی بین بنفش ارغوانی تا سرخ را داراست.

دو نوع یاقوت بنفش وجود دارد: یاقوت شرقی، نوعی یاقوت کبود که بسیار سخت است و وقتی بی رنگ است از الماس غیرقابل تشخیص است. یاقوت غربی به راحتی تراش می خورد و اندازه های متفاوتی دارد. شکلش از قلوه ای گرد تا شش ضلعی و کریستالی مخلوطی تغییر می کند.

بریل (خانواده زمردها):

سنگی ترکیبی از سیلیس، آلومینیوم است. بریل گاهی اوقات سفید است اما معمولا خط آبی روشنی بدور زمینه سبز-زرد دارد. بریل رنگ خود را از مقدار کمی اکسید آهن دارد. به حالت قلوه ای یا منشور شش ضلعی یافت می شود. بریل در سنگ آهک دگرگون شده، تخته سنگ، میکا، گنیس و گرانیت یافت می شود. در عهد قدیم این سنگ در مناطق شمالی مصر یافت شد.

مرجان:

در ابتدا فینیقی ها از آن برای تزیین لباس استفاده می کردند، صیادان مروارید بابلی مرجان را در دریای سرخ و اقیانوس هند یافته بودند. امروزه می دانیم که مرجان از آهک بوجود آمده و شکل درختی به خود می گیرد. مرجان در دریای مدیترانه، سواحل شمالی آفریقا (به رنگ قرمز تیره)، سواحل ایتالیا به رنگ صورتی و سرخ، یافت می شود.

کریستال:

نوعی سنگ معدنی شفاف مانند شیشه است و از خانواده کوارتز می باشد. از نظر بازاری در رده طلا، یاقوت، عقیق و غیره است. در نوشته های زبان آرامی به آن یخ می گفته اند. واژهٔ کریستال ریشهٔ یونانی داشته و به معنی «منجمد شده در اثر سرما» است. آنها اعتقاد داشته اند وقتی آب مدت زیادی در دمای پایین قرار گیرد به حالتی در می آید که می تواند در دمای بالا پایدار بماند. در کریستال اجزای سازنده یعنی مولکول اتم در سه جهت فضایی به صورت منظمی کنار هم قرار می گیرند.

الماس:

مهمترین ویژگی این سنگ که در کتب مقدس هم از آن یاد شده، سختی آن است. ارمیای نبی می گوید گناه یهودا با قلمی از آهن و نوکی از الماس نوشته شده است، یعنی همان حک کردن در اجسام سخت. البته سنگهای دیگر نیز چنین کاربردی می توانند داشته باشند. الماس از کربن خالص تشکیل شده است، یک ماده سفید شفاف، اما گاهی دارای ته رنگ است.

الماس سفید بخاطر زیبایی و کمیابی اش گرانترین الماس است. الماس های طبیعی در شرایط پرفشار و در دمای بالا تشکیل شده اند مثل عمق 140 تا 190 کیلومتری از پوسته زمین و تشکیل آن میلیونها سال وقت برده است اما در شرایط آزمایشگاه نیز می توان به الماس دست یافت.

برخی ویژگی های آن: هدایت گرمایی در بین جامدات بالاترین است و 5 برابر مس هدایت گرمایی دارد. الماس که دارای ساختار مولکولی منشوری است، توانایی انتقال طیف نوری فروسرخ تا فرابنفش را داراست و سخت ترین ماده شناخته شده است.

مروارید:

بخاطر شرایطش و شباهت های محتوایی اش با مرجان آن را در دسته سنگهای قیمتی قرار می دهیم. مروارید جسم سخت واغلب کروی ست که درون بافت نرم مخصوصا پوسته یک نرم تن صدف دار تشکیل می شود. مروارید از کربنات کلسیم در حالت متبلور ساخته شده که از ته نشین شدن این ماده در لایه های متحدالمرکز بوجود می آید. یک مروارید ایده آل کاملاً گرد و صیقلی است اما در شکل های متفاوتی به وجود می آید و به همین دلیل بهترین شکل آن به عنوان سنگ قیمتی و تزیینی به حساب می آید.

در حالت طبیعی مروارید زمانی بوجود می آید که یک ذره میکروسکوپی و محرک در میان صدف و پوسته جانور به دام افتد و ترشح موادی که گفته شد باعث شکل گیری مروارید می شود. در طول هزاران سال صیادان از مکان هایی مانند اقیانوس هند، خلیج فارس، دریای سرخ مروارید صید می کرده اند.

توپاز یا زبرجد:

یک سیلیکات معدنی متشکل از آلومینیوم و فلوئور است. توپاز خالص معمولاً بی رنگ است اما اغلب به دلیل ناخالصی سایه رنگ دارد. رنگهای معمولش هم شرابی، زرد، خاکستری کم رنگ، قرمزز-نارنجی ست. توپاز نارنجی قیمتی ست و سنگ متولدین ماه نوامبر است و سمبل دوستی است.

توپاز سلطنتی زرد-صورتی است. نوع آبی آن بصورت طبیعی کمیاب است اما تحت تاثیر حرارت توپاز را به رنگهای خاصی مثل آبی تبدیل می کنند. رنگ اصلی توپاز بستگی به محل شکل گیری آن دارد و در هر کشوری به رنگی است.

دانش و هنر تراش سنگ های قیمتی و نیمه قیمتی

دانش و هنر تراش سنگ های قیمتی و نیمه قیمتی در گذشته فقط در انحصار چند کشور بوده اما خوشبختانه در سالیان اخیر هنرمندان ایرانی به خوبی گام در عرصه این هنر نهاده و آثار زیبا و ارزشمندی را خلق کرده اند. رونق و ارتقای این هنر در کشورمان در بخش های مختلف اقتصادی کشور نیز تاثیرگذاری شگرفی داشت.

اما فرآیند تولید این هنرصنعت به این ترتیب است که ابتدا، راف (مواد خام) انتخاب و نوعی طرح بر روی آن توسط یک شخص کاملاً آشنا به فن تراش و با کمک رایانه دارای پردازشگر سه بعدی، بعد از عکسبرداری از راف مورد نظر، بهترین نوع و مدل و طرح تراش با کم ترین ریزش انتخاب می شود، سپس راف بر روی داپ که به میله فلزی یا چوبی یا پلاستیکی غیرقابل انعطاف با قطر و اندازه های مختلف است توسط موم مخصوص که ۹۰ درصد آن گیاهی است و یا چسب مخصوص متصل می شود. سپس طرح مورد نظر بر روی آن راف اجرا می شود.

تراش بر روی یک راف شامل سه قسمت است: پاویلیون (pavilion)، کمره (cirdle)، تاج (crown) که هر قسمت در هنگام اجرا به دو قسمت تراش و پلیش نیز تقسیم می شود.

-  چاپ کلاقه ای (باتیک)

چاپ باتیک یا کلاقه ای از جمله هنرهای بومی استان آذربایجان شرقی است که در شهر اسکو و تبریز جریان دارد. این چاپ با استفاده از رنگ های گیاهی، بازیک، کرومی، اسیدی، خمی و راکتیو روی پارچه های ابریشم طبیعی، مصنوعی و نخی انجام می شود.

انواع روسری، رومیزی، شال، شال گردن و پارچه ابریشمی از جمله تولیدات هنرمندان باتیک کار است. در حال حاضر تولیدات باتیک به کشورهای آلمان، آمریکا، آذربایجان، ترکیه و ترکمنستان صادر می شود.

- سوزن دوزی ممقان

شهرستان ممقان در ۴۲ کیلومتری جنوب غربی تبریز واقع شده و هنر سوزن دوزی به صورت بومی سالیان متمادی است که در آن جریان دارد و عمدتاً توسط زنان و دختران منطقه انجام می گیرد. عرق چین، رومیزی، زیرلیوانی، کوسن، جلیقه از جمله تولیدات سوزن دوزی این منطقه است.

ویژگی خاص این نوع سوزن دوزی استفاده از طرح های بسیار متنوع سنتی و هندسی و همچنین بکارگیری رنگ های شاد و درخشان همچون زرد، سبز، آبی فیروزه ای، نارنجی، بنفش، صورتی و… است که به واسطه جنس براق نخ ها (ابریشم مصنوعی)، درخشش دوچندانی به سوزن دوزی می بخشد.

سنگ از نظر زمین‌شناسان به ماده‌ى سازنده‌ى پوسته‌ و بخش جامد سست‌ کره‌ى زمین گفته مى‌شود. سنگ‌ها از یک یا چند کانى درست شده‌اند و از نظر چگونگى پدید آمدن در سه گروه سنگ‌هاى آذرین، سنگ‌هاى رسوبى و سنگ‌هاى دگرگونى جاى مى‌گیرند. سنگ‌هاى آذرین از سرد شدن گدازه‌ى آتش‌فشان‌ها به وجود مى‌آیند. سنگ‌هاى رسوبى پیامد فرسایش سنگ‌ها و انباشته شدن رسوب‌ها در دریاها هستند. هنگامى که سنگى در فشار و گرماى زیاد قرار گیرد، سنگ دگرگونى پدید مى‌آید.

سنگ‌ها و کانى‌ها

کره‌ى زمین از نظر ویژگى‌هاى فیزیکى ساختار لایه‌اى دارد. بخش مرکزى آن جامد است، بیش‌تر از آهن و نیکل درست شده و هسته‌ى درونى نامیده مى‌شود. پیرامون هسته‌ى درونى را لایه‌ى مایعى از آهن و نیکل فراگرفته که هسته‌ى بیرونى نام دارد. پیرامون هسته‌ى بیرونى را لایه‌اى به نام گوشته در بر مى‌گیرد که خود از لایه‌ا‌ى جامد و سخت به نام گوشته‌ى زیرین و لایه‌اى نرم‌تر و خمیرى به نام سست‌کره درست شده است. پیرامون گوشته را لایه‌ى نازک و جامدى به نام پوسته فراگرفته که بیش‌تر از سیلیس، اکسیژن و آلومینیوم درست شده است. زمین‌شناسان به مواد طبیعى و بى ‌جان سازنده‌ى پوسته سنگ مى‌گویند و بیرونى‌ترین لایه‌ى زمین را سنگ‌کره مى‌نامند.

سنگ‌ها از یک یا چند کانى درست شده‌اند. کانى به موادى بى‌جان، جامد و بلورى گفته مى شود که ترکیب شیمیایى به نسبت ثابتى دارند. بیش از 3 هزار گونه کانى در طبیعت یافت شده است که نزدیک 20 تا 25 گونه از آن‌ها در ساختمان بسیارى از سنگ‌ها وجود دارند. بیش‌تر سنگ‌ها از چند کانى درست شده‌اند، مانند گرانیت که بخش زیادى از آن از سه کانى کوارتز، فلدسپات و بیوتیت است. هر گروه از سنگ‌ها نیز داراى کانى‌هاى مشخصى هستند که در گروه سنگ‌هاى دیگر وجود ندارند یا بسیار اندک هستند. براى نمونه، کانى هالیت فقط در سنگ‌هاى رسوبى دیده مى ‌شود و در سنگ‌هاى آذرین یا دگرگونى دیده نمى ‌شود. کانى ولاستونیت نیز فقط در سنگ‌هاى دگرگونى یافت مى شود. با این همه، برخى از کانى ‌ها، مانند کوارتز، ممکن است در هر گونه سنگى وجود داشته باشند.

سنگ‌ها و کانى‌هاى آن‌ها

سنگ‌هاى آذرین

ارتوز، پرتیت، میکروکلین، پلاژیوکلاز، کوارتز، نفلین، لوسیت، هورنبلند، اوژیت، بیوتیت، مسکوویت، الیوین

سنگ‌هاى رسوبى

کانى‌هاى رسى، کلسیت، دولومیت، کوارتز، هالیت، سیلوین، ژیپس، انیدریت، گلوکونیت، اکسیدها (به‌ویژه آهن)، کربنات‌هاى دیگر

سنگ‌هاى دگرگونى

استرولیت، کیانیت، آندالوزیت، سیلیمانیت، گرونا، ولاستونیت، ترومولیت، کلریت، گرافیت، تالک

سنگ‌هاى آذرین

هرچه بیش‌تر به ژرفاى زمین برویم، دما بالاتر مى ‌رود و در ژرفاى زیاد به اندازه‌ى مى‌رسد که براى ذوب‌ شدن سنگ‌ها کافى است. با این همه، مواد درونى زمین به حالت مذاب نیستند و فشار زیادى که از لایه‌هاى بالایى بر لایه‌هاى زیرین وارد مى‌شود، از ذوب شدن سنگ‌ها جلوگیرى مى‌کند. اما در جاهایى از ژرفاى زمین که به دلیلى(براى نمونه، در پى جایه‌جایى ورقه‌هاى سنگ کره) از فشار کاسته مى‌شود یا سنگ‌هاى سطحى زمین به زیر سطح فرو مى‌روند، سنگ‌ها ذوب مى‌شوند. هر جایى که سنگ‌ها ذوب شوند، ماده‌ى مذاب، که ماگما نام دارد، به سوى بالا راه پیدا مى‌‌کند و آرام آرام دماى آن کاهش مى‌یابد و سنگ‌هاى آذرین را پدید مى‌آورد.

ماگما ممکن است به بخش‌هاى بالایى پوسته نفوذ کند یا از راه شکاف‌ها و سوراخ‌ها به سطح پوسته راه یابد. ماگمایى که از سطح پوسته بیرون نمى‌زند به آهستگى و طى سال‌ها سرد مى‌شود و سنگ‌هاى آذرین درونى را مى‌سازد. به ماگمایى که از دهانه‌ى آتش‌فشان بیرون مى‌آید و به سطح زمین مى‌رسد، گدازه مى‌گویند. همه‌ى حجم گدازه‌اى که به سطح زمین مى‌آید، به حالت مذاب نیست و قطعه‌هاى ذوب نشده‌ى سنگ و کانى‌هاى بلورى را نیز در خود دارد. گدازه طى چند روز سرد مى‌شود و سنگ‌هاى آذرین بیرونى را مى‌سازد.

بررسى ترکیب شیمیایى سنگ‌هاى آذرین و گدازه‌ى آتش‌فشان‌هاى فعال نشان داده است که ماگما یک ترکیب سیلیکاتى با اندکى اکسیدهاى فلزى ، بخار آب و مواد گازى است. سنگ‌هاى آذرین را بر پایه‌ى درصد این مواد در سه گروه گرانیتى(اسیدى)، بازالتى(بازى) و آندزیتى(میانه) جاى مى‌دهند. سنگ‌هاى آذرینى مانند ریولیت و داسیت را که محتواى سیلیس آن‌ها بالاست، یعنى بیش از 63 درصد 2 SiO دارند، از گروه سنگ‌هاى آذرین اسیدى به شمار مى‌آورند. سنگ‌هاى آذرینى مانند آندزیت که بین 52 تا 63 درصد 2 SiO دارند، از سنگ‌هاى آذرین میانه و سنگ‌هایى مانند بازالت و گابرو را که محتواى سیلیسى کم‌ترى دارند، از سنگ‌هاى آذرین بازى هستند. برخى از سنگ‌هاى آذرین، مانند پریدوتیت، را که محتواى سیلیسى آن‌ها بسیار پایین است، فرابازى مى ‌دانند.

بافت سنگ‌هاى آذرین

زمین‌شناسان در بررسى‌هاى صحرایى، که ابزارهاى پیچیده‌ى آزمایشگاهى در دسترس نیست، از اندازه و آرایش بلورهاى سنگ، که بافت سنگ نام دارد، براى توصیف سنگ‌ها بهره مى‌گیرند. اصطلاح بافت سنگ هنگام بررسى سنگ زیر میکروسکوپ نیز به کار مى ‌رود. بافت سنگ آذرین علاوه بر این که آن را از سنگ‌ها دیگر جدا مى‌کند، ما را از درونى بودن یا بیرونى بودن آن و حتى ژرفایى که سنگ در آن‌جا از ماگما پدید آمده است، آگاه مى‌سازد.

1- بافت نهان‌بلورین. بلورها را نمى‌توان با چشم غیرمسلح دید. اگر بلورها به اندازه‌اى کوچک باشند که فقط با میکروسکوپ‌ پولاریزان دیده شوند، اصطلاح میکروکریستالین و اگر فقط با میکروسکوپ الکترونى یا پرتوهاى ایکس شناسایى شوند، اصطلاح کریپتوکریستالین را به کار مى‌برند.

2- بافت آشکاربلورین. بلورها درشت و از 2 تا 5 میلى ‌متر هستند. این بافت زمانى پدید مى‌آید که ماگما به آهستگى درون زمین سرد شود.

3- بافت پگماتیتی. گونه‌اى از بافت آشکاربلورین است که اندازه‌ى بلورهاى آن بزرگ‌تر از 5 سانتى‌متر و حتى چند متر است.

4- بافت پرفیری. گونه‌اى از بافت آشکاربلورین است که داراى بلورهاى درشت در زمینه‌اى از بلورهاى ریز است. این بافت نتیجه‌ى سرد شدن آهسته زیر سطح زمین و آمدن ناگهانى ماگما به سطح زمین است که نخست با پدیدآمدن بلورهاى درشت و سپس با بلورهاى ریز همراهى مى‌شود.

5- بافت سوراخ‌دار. در پى سرد شدن تند گدازه‌اى که گاز فراوان در خود دارد، بر سطح زمین پدید مى‌آید. سنگ‌پا نمونه‌اى از این بافت است.

6- بافت شیشیه‌ای. در برخى فوران‌هاى آتش‌فشانى، گدازه به درون آب ریخته مى‌شود و بسیار تند سرد مى‌شود. این گونه سنگ‌ها بلور ندارند و بافتى مانند شیشه دارند.

7- بافت آذرآواری. هنگامى که گدازه به صورت ذره‌هاى خاکستر به هوا پرتاب مى‌شود و آن ذره‌ها به صورت لایه‌اى ته‌نشین مى‌شوند، سنگ‌هایى را مى‌سازند که ذره‌هاى سازنده‌ى آن‌ها آذرین، ولى ته‌نشینى آن‌ها شبیه سنگ‌هاى رسوبى است.

8- بافت آگلومرا. اگر اندازه‌ى ذره‌هاى پرتابى از دهانه‌ى آتش‌فشان بزرگ باشد، پس از ته‌نشین شدن به یکدیگر جوش مى‌خورند و سنگ یکپارچه‌اى را مى‌سازند که آگلومرا نامیده مى‌شود.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى آذرین

سنگ‌هاى آذرین را بر پایه‌ى بافت، درصد سیلیس، رنگ، چگالى، ترکیب شیمیایى و در نظر داشتن ویژگى‌هاى دیگر، طبقه‌بندى مى‌کنند.

1- خانواده‌ى گرانیت - ریولیت. گرانیت از شناخته‌شده‌ترین سنگ‌هاى آذرین درونى است که فراوانى و زیبایى آن پس از صیقل یافتن، باعث شده است که در معمارى مورد توجه باشد. نام این سنگ از واژه‌ى لاتین گرانوم به معناى دانه‌ى گندم گرفته شده است، زیرا بیش‌تر کانى‌هاى آن به اندازه‌ى دانه‌ى گندم است. بافت‌ آن از نوع آشکاربلورین است و بیش‌تر از فلدسپات پتاسیم‌دار، پلاژیوکلاز سدیم‌دار و کوارتز درست شده است. کانى‌هاى بیوتیت، آمفیبول، هورنبلند و گاهى میکاى سفید نیز در ساختمان آن دیده مى‌شود.گرانیت‌ها به رنگ‌هاى سفید، خاکسترى و صورتى دیده مى‌شوند که برخاسته از نوع فلدسپات آن‌هاست.

ریولیت از نظر نوع کانى‌ها با گرانیت تفاوت زیادى ندارد و در واقع گرانیتى است که بیرون از پوسته‌ى زمین پدید مى‌آید. ریولیت‌ها رنگ روشنى دارند و چون جهت‌یافتگى ماده‌ى مذاب را به آسانى مى‌توان در آن‌ها شناسایى کرد، به این نام خوانده مى‌شوند( ریولیت به معناى جریان یافته است.) در این خانواده سنگ‌هایى با بافت شیشه‌اى نیز وجود دارد که ابسیدین شناخته‌شده‌ترین آن‌هاست. این سنگ تیره‌رنگ است و تیرگى آن به این علت است که هیچ گونه بلورى در آن وجود ندارد. به سنگ‌هاى بیرونى با بافت سوراخ‌دار این خانواده، پونس، پامیس یا سنگ‌پا مى ‌گویند. توجه داشته باشید که سنگ‌پا ممکن است در خانواده‌هاى دیگر نیز وجود داشته باشد.

2- خانواده‌ى گرانودیوریت - داسیت. گرانودیوریت یکى از فراوان‌ترین سنگ‌هاى آذرین درونى است که از نظر کانى ‌شناسى، در میانه‌ى سنگ‌هاى گرانیتى و دیوریتى جاى مى‌گیرد. زیرا درصد کوارتز آن اندکى از گرانیت کم‌تر ولى از دیوریت اندکى بیش‌تر است. داسیت همانند بیرونى گرانودیوریت است. این سنگ در ایران فراوان است و بیش‌تر به رنگ روشن دیده مى شود.

3- خانواده‌ى دیوریت - آندزیت. دیوریت‌ها سنگ‌هایى هستند که بیش‌تر از فلدسپات‌ پلاژیوکلاز سرشار از کلسیم درست شده‌اند. این سنگ‌ها اغلب کوارتز ندارند، اما گاهى اندکى کوارتز و فلدسپات پتاسیم‌دار نیز در ساختمان آن‌ها دیده مى‌شود.کانى‌هاى تیره‌رنگ دیوریت‌ها اغلب آمفیبول، پیروکسن و بیوتیت است. آندزیت همانند بیرونى دیوریت است که به رنگ خاکسترى تیره دیده مى‌شود به صورت سنگ‌پا و آذرآوارى نیز وجود دارد.

4- خانواده‌ى گابرو - بازالت. گابروها سنگ‌هاى تیره با چگالى به نسبت بالا هستند که بیش‌تر از پیروکسن و پلاژیوکلاز کلسیم‌دار درست شده‌اند. البته، ممکن است اندکى الیوین نیز در آن‌ها دیده شود. بازالت همانند بیرونى گابرو است. بازالت و گابرو 75 درصد سنگ‌هاى آذرین پوسته‌ى زمین را مى‌سازند. بازالت سوراخ‌دار را اسکورى مى‌گویند که شبیه سنگ‌پاست. بازالت شیشه‌اى نیز وجود دارد که به آن‌ها تاکى‌لیت مى‌گویند. در پیرامون آتش‌فشان خاموش دماوند، به‌ویژه در کناره‌ى جاده‌ى هراز، مى‌توان گونه‌هاى اسکورى، پرفیرى و آگلومراى بازالتى را پیدا کرد.

5- خانواده‌ى پریدوتیت. پریدوتیت سنگى بسیار بازى است که بیش‌تر از کانى‌هاى آهن و منیزیم‌دار درست شده است.پریدوتیت‌ها چگالى بالایى دارند و رنگ آن‌ها تیره است. الیوین فراوان‌ترین کانى پریدوتیت‌هاست، اما ممکن است اندکى پیروکسن و حتى آمفیبول نیز در آن‌ها دیده شود. پریدوتیت‌ها سرشار از الیوین را دونیت گویند و پریدوتیت‌هاى سرشار از پیروکسن را پیروکسنیت مى‌نامند. در صورتى که هم الیوین و هم پیروکسن را داشته باشند، لرزولیت خوانده مى‌شوند. لمبورژیت، که بسیار کمیاب است و از بلورهاى ریز اوژیت(نوعى پیروکسن) و الیوین آهن‌دار درست شده است، همانند بیرونى پریدوتیت‌هاست و به رنگ قرمز قهوه‌اى دیده مى ‌شود. کیمبرلیت را نیز همانند بیرونى آن‌ها مى‌دانند که سرشار از الیوین است و بلورهاى ریز و اندکى گرونا(کانى دگرگونى) و الماس دارد.

سنگ‌هاى رسوبى

چهره‌ى زمین همواره در حال دگرگونى است و عامل‌هایى مانند نیروى گرانش، آب‌هاى جارى، موج‌هاى دریا، باد، یخچال‌ها و حتى انسان، همراه با کنش‌هاى شیمیایى موادى مانند آب، اکسیژن، دى‌اکسید کربن، اسیدها و مواد دیگر، باعث از هم‌پاشى ساختمان سنگ‌ها و خرد شدن آن‌ها مى ‌شوند. خرده‌سنگ‌ها همراه با مواد محلول به جاهاى پستى مانند دریاها، دریاچه‌ها، کنار رودخانه‌ها، غارها و جاهاى دیگر مى‌روند و در آن‌جا ته‌نشین مى‌شوند. مواد ته‌نشین شده، که رسوب نامیده مى‌شوند، در اثرعامل‌هاى گوناگونى، مانند فشار و گرما، به هم پیوسته مى شوند و سنگ‌هاى سخت و یکپارچه‌اى را مى‌سازند که به آن‌ها سنگ‌هاى رسوبى مى‌گویند.

سنگ‌هاى رسوبى به علت لایه‌لایه بودن و نیز داشتن برجاى ‌مانده‌هایى از جانداران گذشته، به زمین‌شناسان کمک مى‌کنند تاریخ گذشته‌ى زمین را بازسازى کنند. سنگ‌هاى رسوبى در مقایسه با سنگ‌هاى آذرین و دگرگونى بخش کم‌ترى از پوسته‌ى زمین را مى ‌سازند، اما چون در سطح زمین ساخته مى ‌شوند، بخش زیادى از سطح قاره‌ها را پوشانده‌اند. این سنگ‌ها جاى انباشته شدن و جابه‌جایى آب‌هاى زیرزمینى هستند و به دلیل اندوخته‌هاى زغال‌سنگ، نفت و گاز، نمک، کانى‌هاى آهن‌دار و دیگر کانى‌هایى که در صنعت ارزش دارند، بسیار مورد توجه هستند.

رسوب‌گذارى

هنگامى که انرژى یک رود زیاد است، بستر خود و هر چه را که در راه آن است، خراب مى‌کند و خرده‌ها را به خود جابه‌جا مى‌کند. هنگامى که از انرژى رود کاسته مى‌شود، براى نمونه هنگامى که شیب بستر کاهش مى‌یابد یا حجم آب کاهش مى‌یابد، توان جابه‌جایى مواد همراه خود را از دست مى دهد و ته‌نشینى آن مواد آغاز مى شود. آن مواد رسوبى ممکن است ذره‌هاى حاصل از خرد شدن سنگ‌هاى آذرین، دگرگونى و حتى رسوبى باشند. به این گونه رسوب‌ها رسوب‌هاى آوارى مى‌گویند.کوارتز، فلدسپات، کانى‌هاى سنگین و سپس میکاها و کانى‌هاى رسى ، از ذره‌هاى رسوب‌هاى آوارى هستند.

برخى از رسوب‌ها پیامد فرایندهاى شیمیایى و زیست‌شیمیایى هستند. رسوب‌هاى آهکى درون غارها و رسوب‌هاى ژیپس و نمک خوراکى، از نمونه‌هاى فراوان فرسایش شیمیایى هستند. پوسته‌ى آهکى برخى از جانداران دریایى پس از مرگ در کف دریا ته‌نشین مى‌شود و بخشى از سنگ‌هاى رسوبى مى شود. این پوشش‌ها حاوى کانى‌هایى از کربنات‌هاى کلسیم، منیزیم، سیلیسیم و گاهى فسفات‌ها، سولفیدها و اکسیدهاى آهن هستند. برخى از سنگ‌هاى رسوبى حاصل از آن‌ها در معمارى ارزش بسیار دارند.

فعالیت‌هاى آتش‌فشان‌هاى دریایى و قاره‌اى باعث پرتاپ شدن ذره‌هاى گوناگونى به صورت خاکستر، غبار، تکه‌هاى کوچک و بزرگ و ماده‌ى مذاب به پیرامون آتش‌فشان مى‌شود. این ذره‌ها روى‌هم انباشته مى‌شوند و در پى فرایند فرسایش فیزیکى و شیمیایى به جاهاى رسوب‌گذارى برده مى‌شوند این گونه رسوب‌ها را که خاستگاه آتش‌فشانى دارند، رسوب‌هاى آذرآوارى گویند. از برخورد شهاب‌سنگ‌ها و گذر دنباله‌دارها از نزدیکى زمین نیز اندکى مواد رسوبى با خاستگاه فرازمینى به محیط‌هاى رسوبى وارد مى‌شود. حجم این رسوب در زمانى که جو زمین رقیق بوده، قابل توجه بوده است.

رسوب‌ها در شرایط معینى در دریاها و خشکى‌ها ته‌نشین مى‌شوند. این شرایط در جاهاى گوناگونى فراهم مى‌شوند که از آن‌ها با نام محیط رسوبى یاد مى‌کنند. این محیط‌ها عبارتند از:

1- مخروط افکنه. در دامنه‌ى کوه‌ها و جاى برخورد کوه با دشت به وجود مى‌آید. مواد سازنده‌ى آن قلوه‌سنگ، ریگ و گاهى ذره‌هاى رس است. ذره‌هاى رسوبى آن جورشودگى و گردشدگى ضعیفى دارند. لایه‌هاى سازنده‌ى آن نیز متقاطع و نامنظم روى هم قرار گرفته‌اند.

2- دشت سیلابی. در زمین‌هاى به نسبت هموار پیرامون رودها به وجود مى‌آید. در زمان سیل و طغیان، رودخانه تا آن جا گسترش مى‌یابد. ماسه‌هایى با جورشدگى به نسبت خوب همراه با توده‌هایى از گل و لاى و رس در آن دیده مى‌شوند. فسیل‌هاى نرم‌تنان آب شیرین و شاخ و برگ درختان نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود. گاهى داراى لایه‌هاى متقاطع هستند.

3- دلتا. در جاى برخورد رود با دریا یا دریاچه به وجود مى‌آید. ماسه‌هایى با جورشدگى وگردشدگى خوب، با لایه‌هاى موازى و در بیش‌تر جاها متقاطع، در آن‌ها دیده مى ‌شود. فسیل نرم‌تنان آب شور و شاخ و برگ گیاهان نیز درون آن‌ها دیده مى‌شود.

4- تلماسه‌ى ساحلی. در کناره‌ى دریاهایى که رطوبت کمى دارند به وجود مى ‌آید. ذره‌هایى با جورشدگى و گردشدگى خوب و لایه‌هاى متقاطع، در آن‌ها دیده مى‌شود.

5- محیط کولابی. رسوب‌گذارى در دریاچه‌هایى که در اقلیم خشک بیابانى به وجود آمده‌اند، بیش‌تر از رسوب‌گذارى شیمیایى است. نمک‌هاى گوناگونى مانند ژیپس، انیدریت، نمک خوراکى، همراه با رسوب‌هاى سیلتى تیره رنگ که گاهى از مواد آلى سرشار است، در آن‌ها ته‌نشین مى‌شود.

6- محیط ساحلی. جایى است که هنگام جزر از آب بیرون مى‌ماند و هنگام مد زیر آب مى‌رود. رسوب‌هاى آن درشت و ریز هستند و از قطعه‌سنگ‌هاى بزرگ تا گل نرم در میان آن‌ها دیده مى‌شود. برجاى ‌مانده‌هاى صدف نرم‌تنان و اسکلت آهکى مرجان‌ها نیز درون آن‌ها یافت مى‌شود.

7- فلات قاره. جایى است که از سطح آب به هنگام جزر آغاز مى‌شود و تا ژرفاى 200 متر ادامه مى‌یابد. رسوب‌هاى این محیط از نظر ویژگى و پراکنش گوناگونى زیادى دارند، زیرا شدت موج‌ها و جریان‌هاى دریایى و ورودى رودها در این جا متفاوت است. در این‌جا ماسه فراوان است. در دهانه‌ى رود لاى و رس نیز فراوان است. رسوب‌هاى آهکى نیز به فراوانى دیده مى‌شود. هم‌چنین صخره‌هاى مرجانى در آن‌جا به وجود مى‌آید.

8- محیط عمیق. از ژرفاى 200 متر به پایین دریا گفته مى‌شود. داراى دو نوع رسوب اصلى است: رسوب‌هاى بسیار دانه‌ریزى که از قاره‌ها آمده‌اند، اما به دلیل سبکى در جاهاى کم‌عمق رسوب نکرده‌اند. این مواد را گل‌هاى دریایى مى‌گویند که رنگ‌ آن‌ها ممکن است سبز، آبى ، قرمز یا زرد باشد. نوع دیگر رسوب‌هاى این محیط از دسته‌ى رسوب‌هاى آلى و بیش‌تر از برجاى‌ مانده‌هاى اسکلت جانداران ریز دریایى، یعنى پلانکتون‌ها، است که پوشش آهکى یا سیلیسى دارند.

دیاژنز: سنگ‌زایى

پس از انباشته شدن رسوب‌ها در محیط‌هاى رسوبى ممکن‌ است فرایندهاى فیزیکى و شیمیایى گوناگونى در آن‌ها رخ دهد که به سنگ‌شدن آن‌ها بینجامد. به مجموعه‌ى فرایندهاى فیزکى و شیمیایى که پس از رسوب‌گذارى و طى روند سنگ‌شدن رخ مى‌دهد، دیاژنز یا سنگ‌زایى مى‌گویند. عامل‌ها و فرایندهاى زیر در روند سنگ‌زایى دخالت دارند:

1- گرما. هر چه از سطح زمین به پایین برویم، گرما افزایش مى ‌یابد. افزایش گرما بر سرعت واکنش‌هاى شیمیایى مى ‌افزاید و بیرون رفتن آب و خشک شدن رسوب‌ها را ممکن مى‌سازد.

2- فشار. وزن رسوب‌هاى بالایى فشارى پدید مى‌آورد که مهم‌ترین عمل فیزیکى در سخت‌شدن رسوب‌هاست. فشار روى رسوب‌هاى لاى و رس بیش‌تر اثر مى‌گذارد. فشار در بیرون رفتن آب و خشک‌شدن رسوب‌ها نیز اثر دارد.

3- از دست دادن آب. گرما و فشار برآمده از وزن لایه‌هاى بالایى باعث خشک شدن رسوب مى شود، اما از دست دادن آب در دماى معمولى روى سطح زمین نیز رخ مى‌دهد.

4- سیمانى شدن. آب‌هاى زیرزمینى هنگام جابه‌جا شدن از بین سوراخ‌ها و شکاف‌هاى میان رسوب‌ها، مواد محلول در خود را به صورت سیمان بین ذره‌هاى رسوبى جا مى‌گذارند که باعث به هم ‌پیوستن آن‌ها مى‌شود. گاهى سیمان از خود رسوب‌ها فراهم مى‌شود.

5- بلورى شدن دوباره. در این فرایند یک کانى به حالت پایدارترى درمى‌آید. براى نمونه، صدف جانداران دریایى به صورت آراگونیت است، اما پس از مرگ جاندار به صورت کلسیت در مى‌آید که پایدارتر است. در این فرایند تغییرى در ترکیب شیمیایى کانى رخ نمى‌دهد، اما بلورى‌شدن دوباره باعث پر شدن سوراخ‌ها و شکاف‌هاى خالى مى‌شود.

6- واکنش‌هاى زیست‌شیمایی. در ژرفاى 75 مترى، هر گرم لجن کف دریا نزدیک 63 میلیون باکترى در خود دارد. این باکترى‌ها در پدید آمدن نفت، زغال‌سنگ و کانى‌هایى چون دولومیت پیریت نقش دارند. براى نمونه، باکترى‌هاى ناهوازى اکسیژن مورد نیاز خود را از ترکیب‌هاى سخت نشده‌اى مانند 4 FeSO به دست مى‌آورند و مواد سختى مانند FeS را برجاى مى‌گذارند.

7- زمان. به تنهایى در سنگ‌شدن رسوب‌ها نقش ندارد، اما نقش عامل‌هاى دیگر طى زمان پر رنگ مى‌شود. براى نمونه، رسوب‌هاى نرم گل‌ سفید اگر چند لحظه در فشار 6000 اتمسفر بمانند، تغییر چندانى پیدا نمى‌کنند، اما اگر براى 17 سال در همین فشار بمانند، سنگ آهک سختى مى‌شوند.

بافت سنگ‌هاى رسوبى

از بافت سنگ‌هاى رسوبى مى‌توان چیزهایى درباره‌ى سرگذشت سنگ رسوبى، از جمله راهى که طى کرده است و چگونگى محیط رسوب‌گذارى، برداشت کرد. سه نوع بافت اصلى را در سنگ‌هاى رسوبى مى ‌توان شناسایى کرد: بافت آوارى و دو بافت ناآوارى که بلورین و اسکلتى نامیده مى‌شوند.

1- بافت آواری. از ذره‌هاى ریز و درشت درست شده است. در این بافت علاوه بر اندازه‌ى ذره‌ها، میزان یک اندازه بودن ذره‌ها، که به آن جورشدگى مى‌گویند، نیز مورد توجه است. از میزان جورشدگى مى‌توان اطلاعاتى پیرامون فرایند رسوب‌گذارى و محیط رسوب‌گذارى به دست آورد. براى نمونه، رسوب‌هاى بادى داراى جورشدگى خوب و رسوب‌هاى یخچالى داراى جورشدگى اندک هستند. میزان گردشدگى ذره‌ها نیز مهم است که به سختى و جنس ذره‌ها، میزان برخوردهاییکه ذره‌ها با هم داشته‌اند، درازى راهى که طى شده و انرژى جابه‌جا کننده، بستگى دارد.

2- بافت بلورین. این بافت را در سنگ‌هاى رسوبى شیمیایى مى‌توان دید. طى فرایند سنگ‌زایى، مواد محلول در آب به طور مستقیم بلورى مى‌شوند یا در پى بلورى‌شدن دوباره، شبکه‌ى به هم‌پیوسته‌اى از بلورهاى از پیش موجود، پدید مى‌آید. بلورها ممکن است با چشم دیده شوند(درشت‌بلور) یا براى دیدن آن‌ها به میکروسکوپ نیاز باشد(ریز‌بلور). اگر بلورهاى سنگ از دو اندازه‌ى متفاوت باشند، اصطلاح پورفیروبلاستیک را براى آن بافت به کار مى‌برند.

3- بافت اسکلتی. این بافت از گردهم‌آمدن بخش‌هاى سخت بدن بى‌مهرگان دریایى و پوشش‌هاى سیلیسى یا آهکى پلانکتون‌ها به وجود مى‌آید. صدف‌ها و پوشش‌هاى سخت پس از مرگ جانداران روى هم انباشته مى‌شوند و گاهى سیمانى آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. بافت سنگ به دست آمده شبیه بافت آوارى است، اما ذره‌هاى سازنده‌ى آن بخش‌هاى سخت جاندارن است.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى رسوبى

سنگ‌هاى رسوبى را در دو گروه سنگ‌هاى آوارى(ناشى از فرسایش فیزیکى) و ناآوارى(ناشى از فرسایش شیمیایى و زیست‌شیمیایى) جاى مى‌دهند. سنگ‌هاى آوارى را بر پایه‌ى اندازه‌ى ذره‌ها در چهار خانواده‌ى بزرگ‌تر از ماسه، به اندازه‌ى ماسه، به اندازه‌ى لاى و کوچک‌تر از لاى طبقه‌بندى مى‌کنند.

1- بزرگ‌تر از ماسه: ذره‌هاى آن از 2 میلى‌متر بزرگ‌تر است.

الف) کنگلومرا، که ذره‌هاى آن کم و بیش گرد شده است و در میان سیمانى از سیلیس، آهک یا رس جاى گرفته‌اند.

ب) برش که ذره‌هاى آن گوشه‌دار است و جورشدگى خوبى ندارند و در پى فعالیت‌هاى ورقه‌هاى قاره‌اى، فعالیت‌هاى آتش‌فشانى یا رسوب‌گذارى در یخچال‌ها پدید مى‌آیند.

2- به اندازه‌ى ماسه: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 2 میلى‌متر است.

الف) ماسه‌سنگ‌هاى کوارتزى، که بیش از 90 درصد ذره‌هاى آن از کوارتز است.

ب) آرکوز، که 25 درصد ذره‌هاى آن از فلدسپات‌ها و بیش از 50 درصد آن از کوارتز است.

ج) گریواک، که بخش زیادى از آن از کوارتز و فلدسپات‌هاست، اما کانى‌هاى تیره‌اى مانند میکا، هورنبلند و پیروکسن نیز در آن دیده مى‌شود.

3- به اندازه‌ى لای: ذره‌هاى آن بین 06/0 تا 002/0 میلى‌متر است.

الف) لاى ‌سنگ، از ذره‌هاى کوارتز درست مى‌شودکه سیمانى از جنس سیلیس، آهک یا حتى رس آن‌ها را به هم پیوند مى‌دهد. به این سنگ‌ها سنگ سیلتى یا فورش‌سنگ نیز مى‌گویند و اگر نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از رس باشد، به آن‌ها گل‌سنگ نیز گفته مى‌شود.

ب) لس، در پى سخت شدن رسوب‌هاى بادى به وجود مى‌آید. لس‌ها به طور معمول زردرنگ هستند و ذره‌هاى آن‌ها بیش‌تر از کوارتز، فلدسپات، کلسیت، میکا، کانى‌ها آهن‌دار و کانى‌هاى رسى است.

4- کوچک‌تر از لای: ذره‌هاى آن از 002/0 میلى‌متر کوچک‌تر است.

الف) سنگ‌هاى رسى، بیش از نیمى از ذره‌هاى آن‌ها از ذره‌هایى به اندازه‌ى لاى کوچک‌تر است. کانى‌هاى رسى (سیلیکات‌هاى آبدار)، کوارتز، فلدسپات و میکا به فراوانى در آن‌ها دیده مى‌شود.

ب) مارن، گونه‌اى سنگ رسى است که میزان کربنات کلسیم آن بین 25 تا 50 درصد است. اغلب مارن‌ها به رنگ خاکسترى دیده مى‌شوند، در خود فسیل دارند و با اسیدکلریدریک مى‌جوشند.

ج) شیل، به گروهى از سنگ‌هاى رسى یا حتى لاى‌سنگ‌ها گفته مى‌شود که در پى فشارهاى کوه‌زایى، کم و بیش حالت ورقه‌اى از خود نشان مى‌دهند. شیل‌ها در خود فسیل دارند و از برخى از آن‌ها، که شیل نفتى نامیده مى‌شوند، پس از تقطیر نفت به دست مى‌آید.

سنگ‌هاى ناآوارى را نیز در چهار خانواده‌ى سنگ‌هاى آهکى، سنگ‌هاى سیلیسى، سنگ‌هاى اشباعى و زغال‌سنگ‌ها جاى مى‌دهند.

1- سنگ‌هاى آهکی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را کربنات کلسیم مى‌سازد.

الف) سنگ‌ آهک معمولى، بیش از 90 درصد آن از کربنات کلسیم است. به رنگ شیرى تا کرم دیده مى‌شود. هنگام شکستن داراى لبه‌هاى تیز مى‌شود.

ب) چاک(گل سفید)، سنگ آهک نرم و سفیدى است که بیش‌تر از اسکلت جانداران میکروسکوپى درست شده است.

ج) کوکینا، به طور کامل از صدف جاندران دریایى درست شده است.

د) تراورتن، سنگ آهک به نسبت خالصى است که در خشکى‌ها دیده مى‌شود و از رسوب‌گذارى آب چشمه‌هاى حاوى کربنات کلسیم درست مى‌شود.

ه) دولومیت، سنگ آهکى است که اندکى منیزیم دارد. در مقایسه با سنگ آهک معمولى تیره‌تر است و اسیدکلریدریک رقیق بر آن بى ‌اثر است.

2- سنگ‌هاى سیلیسی: بیش از نیمى از ترکیب آن‌ها را سیلیس شیمیایى یا زیستى مى‌سازد.

الف) چرت، نوعى سنگ سیلیسى با دانه‌هاى ریز که فلینت(سنگ آتش‌زنه)، ژاسب(چت قرمز) و سنگ محک(چرت سیاه) از نمونه‌هاى شاخص آن است.

ب) دیاتومیت، بیش از نیمى از ترکیب آن را پوسته‌ى جانداران تک‌سلولى به نام دیاتومه مى‌سازند.

ج) تریپولى، یا سنگ سمباده که بیش‌تر از کلسدونى درست شده و از هوازدگى دیگر سنگ‌هاى سیلیسى به وجود مى‌آید.

3- سنگ‌هاى اشباعی: از ته‌نشینى یون‌ها در محیط‌هاى رسوبى پدید مى‌آیند.

الف) سنگ نمک، از کانى هالیت درست شده و اگر ناخالصى‌هایى از اکسیدهاى آهن یا رس داشته باشد، به رنگ زرد تا قرمز در مى‌آید.

ب) سنگ گچ، از سولفات کلسیم درست شده و به دو صورت بى‌آب(انیدریت) و آب‌دار(ژیپس) یافت مى ‌شود.

4- زغال‌سنگ‌ها: از پیکره‌ى گیاهان که در لابه‌لاى رسوب‌ها جاى گرفته‌اند، درست مى‌شوند.

الف) تورب، بین 45 تا 60 درصد کربن دارد و آن را زغال‌سنگ نارس مى‌دانند.

ب) لیگنیت، بین 60 تا 70 درصد کربن دارد و به رنگ قهوه‌اى تیره است.

ج) زغال‌سنگ معمولى، بین 70 تا 90 درصد کربن دارد و به رنگ سیاه براق است.

د) آنتراسیت، بین 90 تا 95 درصد کربن دارد. براق و سیاه‌رنگ است، اما دست را سیاه نمى‌کند.

ه) گرافیت، کربن 100 درصد خالص است که به صورت ورقه‌هاى نازک روى هم جاى گرفته‌اند.

سنگ‌هاى دگرگونى

برخى سنگ‌ها در پى فشار و گرماى زیاد، بى‌آن‌که ذوب شوند، دگرگونى‌هاى فیزیکى و شیمیایى پیدا مى‌کنند و سنگ‌هاى دیگرى به نام سنگ‌هاى دگرگونى را پدید مى‌آورند. سنگ دگرگونى ممکن است نسبت به سنگ مادر، شکل، اندازه، نوع کانى‌ها و در نتیجه بافت و ترکیب شیمیایى بسیار تازه‌اى داشته باشد. هر چه گرما و فشارى که به سنگ‌ها وارد مى شود، کم‌تر باشد، دگرگونى آن‌ها کم‌تر است که از آن به دگرگونى ضعیف یاد مى‌شود. به وجود آمدن گرافیت و برخى زغال‌سنگ‌ها از این گونه است. اما هر چه گرما و فشارى که به سنگ وارد مى ‌شود، بیش‌تر باشد، دگرگونى‌ها نیز بیش‌تر خواهد بود که از آن به دگرگونى شدید یاد مى‌شود. به وجود آمدن الماس نمونه‌ى از دگرگونى بسیار شدید است.

علاوه بر فشار و گرما، برخى سیال‌ها نیز در فرایند دگرگونى دخالت دارند. بررسى‌ها نشان داده است که همه‌ى سنگ‌ها به طور میانگین 5/3 درصد دى ‌اکسیدکربن و 5/5 درصد آب دارند. طى دگرگونى، آب و دى‌اکسید کربن سیال فعالى را به وجود مى‌آورند که البته نقش آب پر رنگ‌تر است. بررسى‌ها نشان داه است که فشار و گرماى زیاد در بسیارى از سنگ‌ها هیچ گونه دگرگونى به وجود نمى‌آورند، اما اگر به سنگى که در فشار و گرماى زیاد است، اندکى آب افزوده شود، برخى کانى‌ها با تندى بیش‌تر رشد مى‌کنند و حتى کانى‌هاى جدیدى در سنگ به وجود مى‌آید. چرا که آب به جدا شدن برخى یون‌ها از کانى‌ها و جابه‌جا شدن آن‌ها در سنگ کمک مى‌کند.

سنگ‌هاى دگرگونى به روش‌هاى زیر پدید مى‌آیند:

1- دگرگونى مجاورتی. گاهى سنگ مادر در کنار توده‌ى آذرین قرار مى‌گیرد. در این صورت، در جاى برخورد آن با توده‌ى داغ، بلورى‌شدن دوباره و دگرگونى شدید رخ مى‌دهد. اما با زیاد شدن فاصله از توده‌ى آذرین از شدت دگرگونى کاسته مى‌شود.

2- دگرگونى جنبشی. این نوع دگرگونى در پى فشار جهت‌دار و گرماى فراهم شده از انرژى مکانیکى هنگام شکستن سنگ‌ها رخ مى‌دهد. در جاى گسل‌ها، که شرایط این دگرگونى را دارند، سنگ دانه ریز و سیاه‌رنگى به نام میلونیت پدید مى‌آید.

3- دگرگونى دفنی. این نوع دگرگونى در پى انباشته شدن پیوسته‌ى رسوب‌ها در کف محیط‌هاى رسوبى به وجود مى‌آید. لایه‌هاى زیرین در پى فشار وزن رسوب‌ها فشرده مى شوند و سنگ‌هاى رسوبى را پدید مى‌آورند. اما لایه‌هاى بسیار پایین‌تر، در پى فشار و گرماى زیاد رفته‌رفته دگرگون مى‌شوند.

4- دگرگونى گرمابی. در این دگرگونى آب بسیار داغ نقش مهمى دارد. این آب ممکن است از ماگما یا آب‌ها زیرزمینى باشد. در این دگرگونى گاهى موادى به سنگ مادر افزوده یا از آن برداشت مى شود.

5- دگرگونى برخوردی. در پى برخورد سنگ‌هاى آسمانى بزرگ بر سطح زمین رخ مى‌دهد. این نوع دگرگونى در زمین کمیاب است، اما در سطح ماه و مریخ به فراوانى رخ مى‌دهد.

6- دگرگونى ناحیه‌ای. این نوع دگرگونى نتیجه‌ى همه‌ى عامل‌هایى است که در دگرگونى سنگ‌ها از آن‌ها نام بردیم. بیش‌تر سنگ‌هاى دگرگونى نیز به همین روش به وجود مى‌آیند. این نوع دگرگونى اغلب در فرورانش ورقه‌هاى سنگ‌کره رخ مى‌دهد. در ایران در راستاى رشته کوه زاگرس از سنندج تا حاجى‌آباد(شمال بندر عباس)این نوع دگرگونى دیده مى ‌شود و بخش زیادى از سنگ‌هاى دگرگونى که در کارهاى ساختمانى کاربرد دارند، از معدن‌هاى همین ناحیه به دست مى‌آید.

بافت سنگ‌هاى دگرگونى

سنگ‌هاى دگرگونى به دلیل فشار همه‌سویه‌اى که به آن‌ها وارد مى‌شود، بسیار متراکم هستند و حجم فضاهاى خالى در آن‌ها بسیار پایین است. دگرگونى جنبشى بیش از همه باعث بر هم ‌خوردن بافت اولیه‌ى سنگ مى‌شود. طى دگرگونى کانى‌هاى دانه‌ریز با هم یکى مى‌شوند و کانى‌هاى دانه‌درشت‌ترى به وجود مى‌آورند. گاهى نیز، به‌ویژه در دگرگونى جنبشى، دانه‌ها شکسته مى‌شوند و دانه‌هاى ریزترى به وجود مى‌آید. با بلورى شدن دوباره و رشد دانه‌ها، دیواره‌ى بین دو کانى کنارهم، حالت دندانه‌اى و مضرس به خود مى‌گیرد. این بافت را مضرسى یا درهم و گاهى دانه‌قندى مى‌گویند. فشار جهت‌دار عمودى نیز باعث جهت‌یافتگى کانى ‌ها به صورتى مى‌شود که سنگ نماى لایه‌اى یا نوارى پیدا مى‌کند که از آن به فولیاسیون یاد مى‌شود.

خانواده‌هاى سنگ‌هاى دگرگونى

سنگ‌هاى دگرگونى را بر پایه‌ى جهت‌یافتگى در دو گروه داراى جهت‌یافتگى و بدون جهت‌یافتگى جاى مى‌دهند.

1- سنگ‌هایى که کانى‌ها آن‌ها جهت‌یافتگى دارند: این سنگ‌ها مانند سنگ‌هاى رسوبى نماى لایه‌اى دارند.

الف) اسلیت، در پى دگرگون شدن ضعیف شیل‌ها پدید مى‌آید. کانى‌هاى رسى،کوارتز، مسکوویت و کلریت از کانى‌هاى اصلى آن هستند.

ب) فیلیت، در پى دگرگون شدن ضعیف شیل‌هایى پدید مى‌آید که کانى‌ها ورقه‌اى بزرگ‌ترى دارند. این سنگ با داشتن سطح براق از اسلیت بازشناخته مى‌شود.

ج) شیست، از دگرگون شدن شدید شیل‌ها پدید مى‌آید. بیش از نیمى از کانى‌هاى آن را کانى‌هاى ورقه‌اى مانند مسکوویت و بیوتیت تشکیل مى‌دهند. دوگونه از شیست‌ها، تالک‌شیست و کلریت‌شیست، از دگرگونى سنگ‌هاى بازالتى پدید مى‌آیند.

د) گنایس، فراوان‌ترین سنگ دگرگونى است. سنگ مادر آن ممکن است گرانیت، ریولیت، سنگ‌هایى با دگرگونى ضعیف و سنگ‌هاى رسوبى، مانند آرکوز، باشد. کانى‌هاى اصلى گنایس‌ها از کوارتز، فلدسپات سدیم‌دار و فلدسپات پتاسیم‌دار است. بیش‌تر آن‌ها نوارهاى یک‌درمیانى از رنگ سفید یا صورتى و لایه‌هاى تیره دارند. گنایسى که بیش‌تر از کانى‌ها تیره درست شده باشد، آمفیبولیت نام دارد.

2- سنگ‌هایى که کانى‌هاى آن‌ها جهت‌یافتگى ندارند: این سنگ‌ها مانند سنگ‌هاى آذرین نماى توده‌اى دارند.

الف) مرمر، از دگرگونى سنگ‌هاى آهکى و دولومیت پدید مى‌آید. اگر خالص باشد به رنگ سفید برفى و اگر داراى کانى‌هایى مانند میکا، گرونا، ولاستونیت و کلریت باشد، به رنگ‌هاى سبز، صورتى، خاکسترى و حتى سیاه دیده مى‌شود.

ب) کوارتزیت، در پى دگرگونى نه چندان شدید ماسه‌سنگ کوارتزى پدید مى‌آید. کوارتزیت خالص سفیدرنگ است اما اکسیدهاى آهن آن را صورتى یا قرمز مى‌کنند.

ج) هورنفلس، از دگرگونى مجاورتى سنگ‌هاى رسى پدید مى‌آید. بافت مضرس و رنگ تیره‌اى دارد.

چرخه‌ى سنگ

طى زمان دراز و در پى واکنش‌هاى شیمیایى، فیزیکى و زیستى، هر سه گروه سنگ‌ها مى‌توانند به هم تبدیل شوند. سنگ‌هاى آذرین از سرد شدن ماده‌ى مذاب به وجود مى‌آیند. اگر فریاند سرد شدن ماده‌ى مذاب زیر پوسته‌ى زمین رخ دهد، سنگ‌هاى آذریت درونى پدید مى‌آیند. سنگ‌ها آذرین بیرونى از سرد شدن گدازه نزدیک یا روى سطح زمین به وجود مى‌آیند. زمین شناسان بر این باورند که سنگ‌هاى آغازین زمین همه از نوع آذرین بوده‌اند، چرا که زمین در آغاز توده‌اى از ماده‌ى مذاب بوده است.

سنگ‌هاى آذرین در برخورد با هوا و آب دچار هوازدگى و فرسایش مى‌شوند و به صورت ذره‌هاى کوچک‌ترى مى‌شکنند و خرد مى‌شوند. آن ذره‌ها در پى نیروى گرانش، آب‌هاى جارى، یخچال‌ها، موج‌ دریا و باد جابه‌جا مى‌شوند و به محیط‌هاى رسوب‌گذارى، به‌ویژه دریاها و دریاچه‌ها، مى‌روند. طى این جابه‌جایى نیز بیش از پیش خرد مى‌شوند. رسوب‌ها در محیط‌هاى رسوب‌گذارى به صورت لایه‌هاى موازى و افقى روى هم انباشته مى‌شوند و طى فرایند سنگ‌زایى، سخت مى‌شوند و سنگ‌هاى رسوبى را پدید مى‌آورند.

اگر سنگ‌هاى رسوبى در ژرفاى زیادى جاى گرفته باشند، در پى فشار وزن لایه‌هاى بالایى یا فشار فراهم شده از جابه‌جایى ورقه‌هاى زمین و گرماى درون زمین، آرام‌آرام دگرگون مى‌شوند و سنگ‌هاى دگرگونى را مى‌سازند. سنگ‌هاى دگرگونى نیز اگر گرماى بیش‌ترى ببینند، ذوب مى‌شوند و ماگما مى‌سازند. از سرد شدن ماگما نیز بار دیگر سنگ آذرین پدید مى‌آید.

این چرخه‌ى سنگ، که از آغاز پدید آمدن زمین همواره ادامه داشته است، بیش از 200 سال پیش از سوى جیمز هاتن پیشنهاد شد. او با گردآورى یافته‌هاى زمین‌شناسان پیش از خود به این نتیجه دست یافت. این چرخه با افزایش آگاهى دانشمندان از فرآیند زمین‌ساخت ورقه‌اى بیش از پیش روشن‌تر شد. این چرخه میان‌برهایى نیز دارد. براى نمونه گاهى سنگ آذرین بى آن که هوازده شود و سنگ رسوبى پدید آورد، در پى گرما و فشار به سنگ دگرگونى تبدیل مى‌شود. جاى برخورد ورقه‌هاى قاره‌اى نمونه‌اى از جاهایى است که این فرآیند در آن رخ مى‌ دهد.

يك سازند ممكن است از يك يا چند لايه‌ي رسوبي تشكيل شده باشد. البته لايه‌هاي يك سازند كاملاً به هم پيوسته هستند.

2- پالئوزوئيك : 245-560 ميليون سال پيش
3- مزوزوئيك : 65-245 ميليون سال پيش
4 - سنوزوئيك كه شامل 2 دوره است:
4 -1: ترشياري: 2-65 ميليون سال پيش
4 -2: كواترنري: از 2 ميليون سال پيش تا كنون

در ايران سه منطقه نفتي براي مطالعه سازندهاي نفتي وجود دارد كه شامل منطقه زاگرس منطقه ايران مركزي و منطقه كَُپه داغ است. منطقه يا حوضه زاگرس در ايران از شمال غربي تا جنوب شرقي امتداد دارد و در واقع جهت‌ كشيدگي رشته كوه زاگرس است. حوضه ايران مركزي ، فارس و شمال بندرعباس و حوالي‌ آن را شامل مي‌شود و حوضه ايران شمالي يا همان حوضه كُپه داغ ، شامل شرق گرگان و شمال شرق ايران است. (البته اين نكته‌ را بايد ياد آور شد كه در اين مقاله تنها سازندهاي مهم نفتي معرفي مي‌شوند)
نكته‌ي مهم ديگري كه مي‌تواند مورد توجه كارشناسان و خبرنگاران علاقه‌مند قرار گيرد، ترتيب قرارگيري و سن سازند‌هاست. ترتيب قرارگيري و معرفي سازند‌ها در اين مقاله ازسازند‌هاي مسن تر و عميق‌تر به سازند‌هاي جديدتر است.

توجه: شيل به رسوبات ريزدانه‌اي گفته مي‌شود كه به صورت لايه‌هاي بسيار نازك روي هم قرار گرفته‌اند. تخلخل اين نوع سنگ بالاست، اما داراي تراوايي كمي‌است. از اين رو شيل‌ها از خاصيت مخزني سنگ مي‌كاهند و عمدتاً كاركرد سنگ منشأ يا سنگ پوش را دارند.

هم‌چنين براي اين‌كه نفت درون مخازن نگه داشته شود نياز به يك سد در مقابل حركت دارد. سنگي كه اين عمل را انجام مي‌دهد، پوش سنگ (Cap rock) يا (Seal Rock) مي‌گويند. اين پوش سنگ‌هاعبارتند از:

حوضه‌ي نفتي ديگر مورد مطالعه حوضه‌ي كپه‌داغ در شرق گرگان و شمال شرق ايران است كه داراي سيستم‌هاي نفتي مختلفي شامل پوش سنگ ، سنگ مخزن و سنگ منشأ مي‌باشد.

ارزيابي سنگ‌هاي مخزن در حوضه‌ي كپه‌داغ بر اساس بررسي‌هاي دقيق دستگاهي تخلخل و تراوايي صورت نگرفته است، بلكه بر مبناي بررسي‌هاي صحرايي و مطالعه مقاطع نازك (مقاطع نازك در واقع نمونه گرفته شده از سنگ يك سازند است كه آن را به مقاطع بسيار نازك تبديل كرده تا در زير ميكروسكوپ قابل مطالعه باشند) استوار مي‌باشد. سنگ‌هاي مخزن و پوش سنگ آن‌ها در منطقه به دو گروه سنگ مخزن‌هاي مربوط به دوران مزوزئيك (mesozoic) است كه احتمالا در تمام حوضه كپه‌داغ گسترش و توسعه يافته‌اند و ديگري سنگ مخزن‌هاي دوران پالئوزويك (paleozoic) است كه تنها در محدوده‌ي جنوب غرب كپه‌داغ شناسايي شده‌اند.

اين سازند‌ها بر اساس شواهد صحرايي و سنگ‌شناسي از ظرفيت بالقوه‌اي جهت تشكيل مخازن هيدروكربوري برخوردار و براي ارزشيابي مناسبند و تنها در قسمت جنوب منطقه كپه‌داغ گسترش دارند.

معمولا سازند های بختیاری،آغاجاری، میشان و بخش هفتم سازند گچساران جزء سازند های کم فشار هستند. بطور کلی آب شیرین و گاهی محلول آب نمک به عنوان گل استفاده می شود و مقدار PHگل برای جلوگیری از خورندگی اکسیژن موجود در آب باید بین 10 تا 11 باشد. از آنجایی که این سازندها کم فشار هستند از گل با وزن حدود 75pcf استفاده می کنند.

بهترین نوع مته برای حفاری سازند گچساران از بخش ششم تا پوش سنگ مته الماسه (Diamond Bit) میباشد. مته های دندانه دار(Roller Cone Bit) به سختی قادر به حفاری این سازند هستند. البته مته های PDCنیز پیشرفت خوبی را در حفاری این سازند نشان داده اند.

سازند گچساران به علت هایی چون سنگ شناسی و متشکل بودن از نمک، مارن، و همچنین دارا بودن زونهای پر فشار از آب می بایستی با گل سنگین جهت جلو گیری از فوران چاه و اشباع از نمک برای جلوگیری از حل شدن نمک در گل و ایجاد غار در دیواره چاه ، حفاری شود. وزن گل در حفاری این سازند در حدود 140pcf میباشد. PH گل در این سازند را بین 9تا 10 نگه می دارند.

كشور ما از لحاظ وجود مخازن هيدروكربوري جزء كشور هاي بسيار غني دنيا محسوب مي شود. ولي با وجود اين آگاهي ما دانشجويان زمين شناسي و ديگر هم وطنان درباره ذخاير ملي كشورمان بسيار پراكنده و ناچيز است. به طوري كه براي دسترسي به چنين اطلاعاتي بايد دست به دامان مقالات خارجي و قديمي شويم. عدم وجود پايگاه اطلاعاتي ((Data base‏، اكتشاف ميادين جديد در سالهاي اخير، تغيير نام ميادين، فقدان ومشكلات دسترسي به منابع مفيد و به روز شده و عدم وجود گزارش هاي دقيق داخلي در مورد مخازن هيدروكربوري كشور عزيزمان ايران از دلايل اصلي در اين باره است. اگرچه داشتن اطلاعات بسيار جزئي از مخازن ضروري نيست ولي دانستن كلياتي در مورد زمين شناسي مخازن هيدروكربوري كشورمان بسيار حائز اهميت است. اين مقاله سعي دارد با استناد به معتبرترين و جديدترين منابع موجود اطلاعاتي كلي در اين موضوع را در اختيار دانشجويان و علاقه مندان قرار دهد.

بحث:

كشور هاي خاورميانه كه شامل ايران، بحرين، عراق، كويت، عمان، قطر، عربستان سعودي و امارات متحده عربي است، ٦٠ در صد مخازن قطعي نفت جهان و ٤٠ درصد مخازن گاز طبيعي دنيا را دارا هستند (Riazi and AliMansoori, 2006). مخازن خاورميانه عمدتاً سن مزوزوئيك، تله از نوع ساختماني، سنگ مخزن كربناته، عمق مخزني متوسط (كمتر از ٥/٤ كيلومتر) و قابليت بازيافت دارند كه در ٦٠ سال اخير اكتشاف يافته اند(Horn, 2003).

كشور ما از لحاظ منابع نفتي و گازي به ترتيب مقام سوم و دوم را در جهان دارد. در واقع ١٠ درصد كل نفت كره زمين (٥/١٣٢ بيليون بشكه) و ١٦ درصد كل گاز كشف شده جهان (٩٧١ تريليون فوت مكعب) در سرزمين ما قرار دارد. تنها كشورهاي عربستان سعودي و كانادا ذخيره نفتي بيشتري از ايران دارند. در مورد مخازن گازي نيز كشور روسيه ركورد بالاتري از ايران را داراست (Saxton, 2006; Bahmannia, 2006).

تاريخچه توليد اقتصادي نفت در خاورميانه با اكتشاف مخزن نفتي (مسجد سليمان) در سال ١٩٠٨ در ايران آغاز شد. در سالهاي بعد اكتشافات با ميادين نفتي در كويت (١٩٣٧) و عربستان صعودي (1938) ادامه يافت (Riazi et al, 2004).

قسمت اعظم مخازن ايران در پهنه زمين شناسي زاگرس و حوضه خليج هميشه فارس واقع شده است. در شمال شرق (كپه داغ) و شمال غرب (دشت مغان) كشور نيز اكتشافاتي صورت گرفته است و هم اكنون پي جويي ها براي يافتن مخازن جديدتر در اين قسمت ها نيز در حال انجام است.

برخي از اين مخازن در مرز سياسي بين ايران و كشورهاي همسايه توسعه يافته است. اين مخازن از لحاظ زمين شناسي يكپارچه و از لحاظ مالكيت مشترك است. بزرگترين ميادين نفتي و گازي كشف شده ايران تاكنون جزء مخازن مشترك محسوب مي شوند. ميدان نفتي فوق عظيم آزادگان كه در 80 كيلومتري غرب اهواز و نزديك مرز ايران و عراق واقع است با ذخيره 31 ميليارد بشكه نفت درجا و وسعت 1400 كيلومتر مربع در سال 1378 كشف شده است و احتمالاً يك مخزن مشترك باشد و قسمتهايي از آن تا كشور عراق توسعه يافته باشد. تاكنون فعاليت اكتشافي در اين رابطه در طرف همسايه جهت تأييد اين مسئله صورت نگرفته است. بزرگترين مخزن گازي دنيا (ميدان پارس جنوبي به همراه ميدان شمال قطر) نيز يك مخزن مشترك مي باشد كه به تنهايي ١٩ درصد گاز كل دنيا را در خود ذخيره كرده است سهم ايران از اين مخزن مشترك ٥ درصد (در ميدان پارس جنوبي) و قطر 14 درصد (در ميدان شمال) است (Kessler, 2006).

طي پروژه عظيم انرژي جهان سازمان زمين شناسي ايالات متحده آمريكا (199٨) كل كره زمين به ٨ منطقه انرژي تقسيم شده است. در اين تقسيم بندي ايالت هاي زمين شناسي، نفتي، گازي ايران به ٢٦ زون طبقه بندي شده است. اين زون ها عبارتند از: حوضه كاسپين مياني، حوضه كاسپين جنوبي، حوضه كورا، بلندي هاي قره بغاز-قره قوم، حوضه آمودريا، كوه هاي عمان، حوضه خليج عمان، حوضه رب الخالي، كمان هموكلاين داخلي-مركزي، بالاآمدگي غوار بزرگ، حوضه ويدين-پلتفرم داخلي، حوضه پيش گودال مزوپوتامين، ارس، لسركوكاسوس، حوضه هاي ايران مركزي، ريز قاره ايران مركزي، بلوك لوت و مناطق پست، كمربند چين خورده البرز، افغانستان جنوبي، مكران، بلوچستان، افغانستان مركزي، زون زاگرس رورانده، كمربند زاگرس چين خورده، حوضه پيش گودال مزوپوتامين، كمان قطر (Pollastro et al, 1998).

در حدود ٤٣ درصد مخازن ايران جزء مخازن بزرگ و بسيار بزرگ محسوب مي شود كه تعداد ٦٤ مخزن گازي و نفتي را شامل مي شود. صرفاً از لحاظ تعداد مخازن و بدون توجه به حجم هيدروكربورها تقريباً ٩٠ درصد مخازن بزرگ ايران كربناته و ١٠ درصد ماسه سنگي مي باشد از اين تعداد 12/53 درصد مخازن بزرگ نفتي و 87/46درصد آن گازي مي باشد (Horn, 2006). به نظر مي رسد از لحاظ حجم هيدروكربوري نيز نسبت مخازن كربناته به ماسه سنگي تقريباً 9 به 1 صادق باشد.

مخازن اهواز، نوروز، فريدون، ابوذر، فروزان، ساختارB، سروش از مخازن بزرگ ماسه سنگي و برخي از مشهورترين مخازن بزرگ كربناته شامل ميدان پارس جنوبي،آزادگان، آسماري، هفت كل ، بي بي حكيمه و خانگيران است.

اكتشاف ميادين هيدروكربوري جديد و توسعه ميادين در حال توليد فعلي، ارائه گزارش هاي دقيق از ذخيره قطعي هيدروكربوري كشورمان را بسيار دشوار ساخته است. اين در حالي است كه برخي حوادث نيز چون بلاياي طبيعي و بعضاً نا آرامي هاي مرزي حمايت شده از طرف كشور هاي استعماري اين ارقام را تحت الشعاع قرار مي دهد براي مثال طي جنگ تحميلي ١٩٨٠ چندين ميدان هيدروكربوري توسط رژيم بعث عراق از بين رفت (Alsharhan and Nairn, 1997).

بسياري از نام هاي ميادين نفتي و گازي ايران بعد از انقلاب اسلامي تغيير يافت و گزارشي دقيق از آن ارائه نشد. گاهاً برخي ميادين داراي دو نام متفاوت مي باشند و يا با تلفظ هاي مختلف بيان مي شوند. براي مثال ميادين كوشك و حسينيه امروزه با يك نام (يادآوران) مصطلح مي باشد يا ميادين ابوذر (اردشير سابق)و دورود (داريوش سابق) از مثال هاي تغيير نامي مي باشد اين چنين تغييرات اسمي اجتناب ناپذير است و در اكثر كشور هاي ديگر نيز رايج مي باشد مثلاً بعد از فروپاشي رژيم بعث عراق ميدان نفتي صدام به آجيل (Ajil) تغيير نام يافت (Horn, 2006; Alsharhan and Nairn, 1997).

در كنار اين مسائل دشواري دسترسي به اطلاعات به روز شده و دقيق، خلأ يك بانك اطلاعاتي براي كشوري كه جز سه كشور اول از لحاظ منابع انرژي هيدروكربوري است را نشان مي دهد. داشتن اطلاعاتي كلي درباره موقعيت و پراكندگي، ذخيره قطعي، نوع تله مخزني، سنگ مخزن، سنگ منشاً، سنگ پوش و معلوماتي از اين قبيل بسيار ضروري است.

بر اساس تخمين مجله نفت و گاز در سال ٢٠٠٥ مخازن قطعي نفتي ايران به ٨/١٢٥ بيليون بشكه (١٠ درصد كل نفت دنيا) رسيده است. با محاسبه گزارش وزارت نفت بعد از كشف ميادين كوشك و حسينيه در ايالت خوزستان ذخيره قطعي به ١٣٢ بيليون بشكه افزايش يافت. اكثر مخازن نفتي ايران در ميادين بزرگ خشكي (Onshore) در منطقه خوزستان و نزديك مرز عراق قرار دارد. بطور كلي ايران ٤٠ مخزن توليدي بزرگ ( ٢٧ ميدان در خشكي و ١٣ ميدان در دريا (Offshore)) دارد.ميادين نفتي خشكي به ترتيب اهميت و حجم توليد عبارتند از: اهواز- آسماري ، گچساران، بنگستان، مارون، آقاجري، كرنج- پارسي، رگه سفيد، بي بي حكيمه، پازانان.همچنين ميادين نفتي سلمان، دورود ، ابوذر، سيري EوAوسروش- نوروز به ترتيب داراي مهم ترين مخازن نفتي دريايي هستند ( EIA, 2006).

متد اكتشاف اكثر مخازن هيدروكربوري ايران بررسي هاي لرزه اي و زمين شناسي بوده است ولي در برخي موارد تراوش هيدروكربورها به سطح زمين موجب اكتشاف ميادين شده است براي مثال مخازن مسجد سليمان، نفت شاه، آقاجري، نفت سفيد به اين طريق يافت شده اند. عمدتاً مخازن در ايران داراي تله هاي ساختماني طاقديسي مي باشند و تعدادي نيز تله هاي ساختماني در ارتباط با نفوذ توده هاي نمكي مي باشد(مثلاً ميدان رخش) (Alsharhan and Nairn, 1997).

ايران داراي مخازن شكسته بزرگ و بسيار بزرگي مي باشد كه غالباً سنگ مخزن آنها سازند آسماري با سن اليگو ميوسن مي باشد مخازن آقاجري، بي بي حكيمه، هفت كل، سليمان (كوه آسماري)، كازرون (كوه دشتك)، لالي (كوه پابده-گورپي)، گچساران (كوه پاهين)، پاريس، پازانان، كرنج، پر سياه، مسجد سليمان از اين جمله مخازن هستند همچنين شكستگي گروه بنگستان در مخزن بل حوران و ياماما در مخزن دورود(هر دو به سن كرتاسه) عامل اصلي ايجاد مخزن بوده است(Nelson, 2001; Alsharhan and Nairn, 1997).

عمدتاً شيل ها و سنگ آهك هاي آرژيليتي سازند هاي گورپي و كژدمي سنگ منشأ اكثر ميادين را تشكيل مي دهد در برخي مخازن نيز، سازند گرو، برخي از سازندهاي گروه بنگستان (بويژه سروك و ايلام) و برخي از سازندهاي گروه خامي(بويژه گدون و بخش زيرين سورمه) سنگ منشأ نفت و گاز شناخته شده است. سازند گورپي در ميادين هفت كل، كرنج، مسجد سليمان، نفت شاه ، پرسياه، پاريس، پازانان، مارون، نفت سفيد و سازند كژدمي در مخازن سيروس، بل حوران، نوروز به تنهايي سنگ منشأ مي باشند و در مخازن آقاجري، بي بي حكيمه، بينك، لبه سفيد، رگه سفيد، اهواز و منصوري هر دو اين سازند ها (گورپي و كژدمي) مشتركاً سنگ منشأ را تشكيل مي دهند. در بقيه مخازن چون خرگ ( گدون و گچساران)، كوپل ( گورپي و گروه بنگستان)، مارون و نفت سفيد(گروه بنگستان) ، رستم ( سروك و بخش زيرين سورمه )، رخش ( گدون و بخش زيرين سورمه)، سولابدار (كژدمي و گروه خامي)، بحرگانسار (گورپي، ايلام و كژدمي) سنگ منشأ مي باشند. سنگ منشأ ايالت مخازن گازي حوضه خليج فارس شيل هاي سيلورين زيرين (سازند سرچاهان) است.(Alsharhan and Nairn, 1997).

سنگ مخازن نفتي ايران عمدتاً سن كرتاسه و ترشيري دارد در مياديني مانند ساسان و رخش سازند عرب به سن ژوراسيك سنگ مخزن مي باشد. سازند آسماري در مخازن شكسته و همچنين در مخازن لبه سفيد، رگه سفيد، بينك، خرگ، كوپل، مارون، نفت شاه، نفت سفيد از اصلي ترين سنگ مخازن ايران است. گروه بنگستان (در مخازن بل حوران، آقاجري، بينك، كوپال، مارون، لبه سفيد، نفت سفيد) ، نحر امر، كژدمي، بورگان، سروك، فهليان، گروه خامي، ايلام، عرب، غار،جهرم از ديگر توالي هاي مخزني مهم مي باشند (Alsharhan and Nairn, 1997). برخي مخازن داراي سنگ مخزن ماسه تحكيم‌نيافته هستند كه مخازن سيروس (بورگان) و فروزان از آن جمله مي باشند (Horn, 2006).

سنگ مخزن مخازن گازي ايران عمدتاً سن پرموترياس داشته و در گروه دهرم (سازند هاي فراقون، دالان و كنگان) واقع شده است. توليد مخازن بسيار بزرگ گازي کوه مند، پارس جنوبي و پارس شمالي، نار، دالان، آغار، لامرد، واروي، سمند، کنگان، بندوبست ، هما ، تابناک، شانول وعسلويه در ايران و ساير ميادين در منطقه خليج فارس و کشورهاي پيرامون آن نيز از اين توالي هاي کربناته صورت مي گيرد.بقيه مخازن سني جوانتر دارند همچون ميدان هاي تنگ بيجار در سازند سروك، سرخون در سازند جهرم و عضو گوري، گورزين در سازند آسماري، سازندهاي سروك و فهليان، گشوي جنوبي در سازندهاي سروك، پايده و آسماري، سورو در سازندهاي گدوان و داريان. مخازن پارس جنوبي ، پارس شمالي، كنگان، نار در حوضه خليج فارس و خانگيران ( حوضه شمال شرق) به ترتيب بيشترين حجم گاز را دارا هستند(Bahmannia,2006).

سنگ پوش مخازن نيز اغلب سازند گچساران و بنگستان بوده و همچنين سازندهاي كژدمي، هيث، بورگان، سروك، گدون، گورپي، گروه خامي، بخش زيرين سورمه، بخش زيرين فارس، جهرم در ميادين مختلف سنگ پوش مي باشند. سازند گچساران در هفت كل، كرنج، مسجد سليمان، پرسياه، پاريس، پازانان، آقاجري، بي بي حكيمه، بينك، خرگ، لبه سفيد، مارون، نفت سفيد، رگه سفيد، اهواز، ميدان گچساران ، منصوري، نفت شاه سنگ پوش مي باشد. سازند بنگستان هم در ميادين بل حوران، نفت سفيد، آقاجري، بينك، لبه سفيد، مارون، گچساران، بحر گانسار و كوپال و سازند كژدمي در مخازن رخش، رستم، منصوري، نوروز و سولابدار (به همراه گروه خامي) سنگ پوش مي باشد. سازند هاي سروك ( در مخازن بي بي حكيمه ، رگه سفيد و اهواز)، هيث (در مخازن ساسان، رخش و رستم) ، بورگان به همراه كژدمي (سيروس)، گدون (خرگ)، گورپي (در مخازن كوپال و اهواز)، سورمه زيرين (رستم)، فارس زيرين (بحر گانسار) و جهرم (بحرگانسار) نيز سنگ پوش مي باشد (Alsharhan and Nairn, 1997).

بخش دوم

بخش سوم

بخش چهارم

بخش پنجم

بخش ششم

بخش هفتم

بخش هشتم

بخش نهم

بخش دهم

بخش یازدهم

بخش دوازدهم