گل سفید
به طور کلی، جهت پیدایش هونتیت سه منشاء اصلی وجود دارد :
الف ـ محصول هوازدگی سنگهای غنی از منیزیم مانند دولومیت، منیزیت و سرپانیتیت در مناطق نزدیک به سطح زمین.
ب ـ به صورت یکی از کانی‌های کربناته در غارهای موجود در سازندهای غنی از منیزیم.
ج ـ به صورت یک کانی دیاژنتیک در پاره‌ای از محیط‌های تبخیری دریایی.
الف- پیدایش هونتیت در اثر هوازدگی سنگهای کربناته
هونتیت به صورت محصولی از هوازدگی نزدیک سطح زمین سنگهای غنی از منیزیم مثل مرمر بروسیت‌دار، دولومیت‌ها و رگه‌های منیزیت تشکیل می‌شود. این نوع هونتیت در اعماق بیش از 10 متر دیده نشده است.
گسل‌ها و مناطق برشی، گذرگاههایی جهت نفوذ آبهای سطحی ایجاد کرده و موجب گسترش منطقه هوازده به اعماق بیشتر خاک می‌شود و به این ترتیب در مناطق عمیق نیز هونتیت پدید می‌آید. به طور کلی قلوه‌های هونتیت همواره در مناطقی که بیشترین خلل و فرج را دارند و در شکستگی‌هایی که آشکارا تا سطح زمین قابل تعقیب هستند، یافت می‌شود. بعضی از ذخایر هونتیت در شرق ایران که از هوازدگی رگه‌های منیزیت پدیده آمده‌اند، مثالی از این نحوه پیدایش هونتیت است. در پاره‌ای موارد در تشکیل کربنات‌ها و تبدیل آنها به یکدیگر، فعالیت‌های آذرین نیز دخالت داشته‌اند که فرآیند مربوطه به طریق زیر قابل توصیف است:
بخشی از سنگ اولیه دولومیتی در اثر هجوم توده‌های آذرین که عمدتاً ترکیبی از دیوریت، آندزیت تا گرانیت دارند، به منیزیت تبدیل می‌شود. فعالیت‌های آذرین بعدی موجب تشکیل بروسیت شده و بر اثر هوازدگی، هونتیت و هیدرومنیزیت به صورت رگچه‌هایی باریک در درزه‌ها و شکاف‌های موجود در بروسیت پدید می‌آید. شکل 1 محدوده پایداری تعدادی از کانی‌های کربناته و بروسیت را نشان می‌دهد. همانطور که دیده می‌شود، عوامل کنترل کننده پایداری شامل فشار جزئی گار دی‌اکسید کربن(PCO2) و نسبت Ca/Mg موجود در محلول است.
از آنجا که دولومیت هیچگاه در محیط‌های رسوبی یا تبخیری یافته نشده است، همراهی آن با هونتیت مؤید پیدایش این هونتیت در نتیجه هوازدگی سنگهای غنی از منیزیم مثل سرپانتینیت‌ها و سنگهای کربناته منیزیم‌دار بوده است.
شکل 1- محدوده شیمی فیزیکی پایداری تعدادی از کانی‌های کربناته
داده‌های مربوط به پایداری هونتیت نشان می‌دهد که هونتیت یکی کانی نیمه پایدار بوده و با گذشت زمان توسط یک اجتماع پایدار مثل منیزیت- دولومیت یا دولومیت – کلسیت جانشین می‌شود (1).
محتمل‌ترین رویداد منتهی به تشکیل هونتیت از دیگر کانی‌های کربناته، پیدایش آن در نتیجه تأثیر محلولهای کلسیم‌دار بر روی منیزیت است. در این مورد واکنشی به این شرح قابل تصور است:
(1)
تغییر انرژی آزاد در این واکنش به صورت زیر است:
KCal51/0 = (18/132+246+4) – 99/108 + 7/1007
مقدار کوچک تغییر انرژی آزاد در این واکنش نشان می‌دهد که به شرایط تعادل نزدیک است.
شکل دیگری از واکنش منتهی به تشکیل هونتیت می‌تواند به صورت زیر باشد:
(2)
در این واکنش با فرض 15/8 PH =، تغییرات انرژی آزاد برابر Kcal 81/61 FOR=∆خواهد بود که نشان می‌دهد واکنش فوق مشروط به وجود یون -HCO3 در محیط، از دیدگاه ترمودینامیک امکان‌پذیر است.
ب- هونتیت به صورت یکی از کانی‌های کربناته در غارهای موجود در سازندهای غنی از منیزیم
در غارهایی که در سازندهای کربناته ایجاد شده‌اند، کانی‌های کربناته مختلف امکان پیدایش دارند. جدول 2 ترکیب شیمیایی و سیستم تبلور این کانی‌ها را نشان می‌دهد. در چنین محیطی کانی‌های کربناته از محلول‌هایی که با زهکشی طبیعی به مجاری غارها راه یافته‌اند، راسبب می‌شود. این محلول‌ها در آغاز نسبت به اکثر کانی‌های کربناته اشباع نیستند، اما نهایتاً به حال اشباع یا فوق اشباع رسیده و این کانی‌ها در آنها رسوب می‌کنند.
یکی از مهمترین عوامل کنترل کننده انحلال و رسوب کانی‌های کربناته، گاز دی اکسید کربن است.
انحلال و ته‌نشی کلسیت به صورت زیر قابل نمایش است:
(3)
جو زمین به طور متوسط دارای 03/0 درصد گاز دی اکسید کربن است که فشار جزئی معادل 4-10*3 اتمسفر، ایجاد می‌کند. هر لیتر نزولات جوی می‌تواند تا 5/0 میلی گرم گاز دی اکسید کربن را در خود حل کند و در چنین حالتی تا 53/0 میلی مول کربنات کلسیم در هر لیتر نزولات جوی حل می‌شود. در اثر فعالیت گیاهان و میکرو ارگانیزم‌ها نیز مقادیر زیادی CO2تولید می‌شود که میزان آنرا تا 100 برابر مقدار متوسط موجود در جو می‌رساند. از اینرو مقدار CO2در حفرات و غارهای زیرزمینی به طور کلی بین 2/0 درصد تا 7/0 درصد است.
جدول2- کانی‌های کربناته تشکیل شده در غارهای موجود در سازندهای غنی از منیزیم
تماس نزولات جوی فرورو با هوای موجود در فضاهای خالی، مقدار CO2موجود در این آبها را افزایش می‌دهد. در این حالت هر لیتر آب، در دمای 25 درجه سانتیگراد قادر است، تا 51/1 میلی مول کربنات کلسیم را در خود حل کند. در غارهایی که تهویه هوا به خوبی صورت می‌پذیرد، مقدار CO2موجود در هوای آنها تنها کمی و یا حتی برابر با مقدار موجود CO2در جو است. در این فضاها معمولاً رطوبت نسبی بین 80 تا 100 درصد و دما با نوساناتی کوچک اغلب در حد دمای فصول معتدل سال در آن منطقه است.
در صورتی که مقدار CO2موجود در هوای غار با مقدار آن در محلول کربناته موجود در غار تطبیق کند، تعادل جدیدی بین هوای غار و محلولهای زیرزمینی برقرار شده است. در این شرایط فرآیندهای زیر برای تشکیل کانی‌های کربناته غاری روی می‌دهد (3).
الف) رها شدن دی اکسید کربن و در نتیجه ته‌نشینی کانی‌های کربناته:
(4)
ب) جذب بخار آب از هوا در نتیجه انحلال:
(5)
عامل اساسی دیگر در فرآیند رسوب گذاری کانی‌های کربناته، نسبت Ca++/Mg++ در محلول است. شکل 2 نشان می‌دهد که در محلولهای اشباع از کلسیت، تبخیر موجب افزایش غلظت Mg++ و کاهش غلظت Ca++ می‌شود و شکل این تغییرات بستگی به فشار جزئی دی اکسید کربن دارد.
شکل 2- تغییرات غلظت Ca++ و Mg++ در یک محلول غنی از کلسیت بر اثر تبخیر به ازا مقادیر مختلف فشار جزئی گاز CO2
شکل 2 تغییرات غلظت Ca++ و Mg++ و در چند نمونه آبی که از غارهای کارسباد واقع در ایالت نیومکزیکوی آمریکا گرفته شده است، نشان می‌دهد. در این شکل پیکانها روند تبدیل یک نمونه به نمونه ای دیگر را نشان می‌دهد مثلا نمونه 205 از قطراتی که از سقف غار به پایین می‌چکیده‌اند گرفته شده است. نمونه 206 از محلی اخذ شده که قطرات از سقف به آن می‌ریخته‌اندو نهایتاً نمونه 214 به برکه ایست که همین آبها به آن وارد می‌شده‌اند در شکل 3 طی تغییراتی که در نمونه‌های مختلف قابل تعقیب است غلظت و Mg++ افزایش و غلظتCa++ کاهش می‌یابد.
شکل 3 تغییرات میزان و در چند نمونه ازغارهای کارسباد در نیو مکزیکو
تغییرات در غلظت چنین قابل توضیح است که فرایند تبخیر موجب افزایش غلظت Mg++ در محلول می‌شود از طرف بر اثر تبخیر کربنات کلسیت از محلول رسوب می‌کند و نتیجتاً غلظتCa++ کاهش می‌یابد در حالتی که غلظت ثابت Mg++ باقی مانده اما غلظت Ca++ رو به کاهش است است با پدیده ای دیگر مواجه خواهیم بوده و آن کاهش فشار جزئی گاز CO2 بدون رویداد تبخیر است.
کاهش فشار گاز CO2 موجب افزایش PH شده واین پدیده خوب سبب بالا رفتن ضریب حلالیت کانی‌های کربناته درمحلول می‌شود. به این ترتیب محلول‌هایی که قبلاً نسبت به کانی‌های کربناته اشباع نبودند به حد اشباع رسیده و شرایط و شرایط مناسب برای رسوب گذاری آنها فراهم می‌شود. جدول 3 اشباع شدگی نمونه‌های مختلف را نسبت به آراگونیت (SA) و کلسیت (Sc) نشان می‌دهد.
جدول 3- اشباع شدگی نمونه‌های آبی مربوط به آراگونیت (SA) و کلسیت(Sc)
الف) نمونه گیری از قطراتی که از سقف چکیده می‌شود
ب) نمونه گیری از آب برکه‌ها
ستون دوم این جدول نمایشگر منبعی است که این نمونه‌ها از آن گرفته است. یعنی آب برکه‌ها و یا قطرات در حال ریزش از سقف غار.
ستون سوم نیز در واقع اشاره به زمانی دارد که داده‌های فوق در آن اندازه گیری شده‌اند زیرا که PH صحرایی، در محل اخذ نمونه و بلافاصله بعد از اخذ نمونه‌اندازه گیری شده است. در چنین حالتی نمونه هنوز CO2 خود را از دست نداده است و بنابراین فشار گاز بیشتر است امادرحالت آزمایشگاهی، دیرتر و در نتیجه هنگامی که فشار گاز کمتر بوده است، اندازه گیری شده است.
تمامی کانی‌های کربناته مستقیماً از سیالات کانه دار راسب نمی‌شوند، بلکه تعدادی از آنها در نتیجه دگرسانی کانی‌هایی که قبلاً راسب شده‌اند به وجود می‌آیند مثلاً با افزایش نسبتCa++/Mg++ در محلول به ترتیب کانی‌های کلسیت منیزیم، کلسیت آراگونیت، منوهیدروکلسیت، هیدرومنیزیت و نسکوهونتیت مستقیماً از محلول جدا می‌شوند. پروتودولومیت، کلسیم دولومیت، دولومیت ومنیزیت می‌تواند در اثر جانشینی کانی‌های دیگر تشکیل شود. هونتیت احتمالاً می‌تواند مستقیماً از محلول جدا شود در عین اینکه قادر است در نتیجه جایگزینی یک کانی دیگر مانند دولومیت نیز تشکیل گردد شکل 4 نحوه تشکیل و تبدیل پاره ای از کانی‌های کربناته به یکدیگر را نشان می‌دهد.
شکل شماره 4: روند تشکیل تعدادی از کانی‌های کربناته غاری و تبدیل آنها به یکدیگر
به طور کلی شکل‌های ناشی از رسوب و تجمع کانی‌های کربناته در مجاری غارها به دو دسته عمده قابل تقسیم است :
الف) اشکال جریانی : شامل استالاگمیت، استالاکتیت، ستونها، فلواستونها
ب) اشکال قلوه ای که فراوان ترین آنها عبارتند از :
-پفک غار که به آن مرجان غار و یا اشکال انگوری مانند نیز گفته می‌شود.
-مون میلک که عبارتست از قلوه‌هایی کوچک ونامنظم که سنگ بستر و یا رسوبات غاری دیگر را می‌پوشاند.
-پوشش دیواره، پوششی است که کانی‌های کربناته با ضخامتی تا حدود 20 میلیمتر که سقف کف ودیواره غارها را می‌پوشاند.
در غارهای کربناته کانی هونتیت تنها بخش بسیار کوچکی از کانی‌های کربناته را به خود اختصاص می‌دهد از اینرو چنین منابعی نمی‌تواند کانسار هونتیت محسوب شود جدول 4 ظهور تعدادی از کانی‌های کربناته وحالات مختلفی از همراهی آنها با یکدیگر را نشان می‌دهد. نمونه‌های مربوطه، از اشکال مختلف تجمع کانی‌های کربناته در غارهای کارسباد گرفته شده‌اند. در این جدول کانی هونتیت فقط در یک مورد و آن هم در نمونه اخذ شده از پوشش دیواره مشاهده شده است.
جدول 4: اشکال مختلف تجمع کانی‌های کربناته در غارهای کارسباد و تعداد دفعاتی که این کانی‌ها و یا مخلوط‌هایی از آنها نمونه‌ها
واژه غار به حفره ای اطلاق می شود که به طور طبیعی در زیر زمین شکل گرفته باشد. مدخل حفره می تواند به حری بزرگ باشد که یک انسان به راحتی وارد آن شود و یا فقط شیاری باشد برای عبور نور باشد.
شناخته شده ترین انواع غارها آنهای است که به غازهای انحلالی معروفند. اکثر غارهای آهکی به دلیل انحلال سنگ ها به وسیله اسید ضعیف موجود در آب زیر زمینی ایجاد می شوند . با نفوذ آب زیر زمینی و آب حاوی املاح به اعماق زمین ، فضاهای حالی با انواع مختلفی از اشکال بلوری کربنات کلسیم اشغال می گردد. آب اسیدی که دارای محلول کربنات کلسیم است با عبور از بین سنگها به بی کربنات کلسیم تغییر ماهیت می دهد . این محلول اگر گاز دی اکسید کربن را از دست بدهد دوباره کربنات کلسیم آن رسوب می کند . کانی حاصل شده کلسیت است.
کانی های این محلول در مخل اتصالات ، گسل ها و بستر زمین رسوب می کنند. با گذشت زمان فضاهای خالی به حدی بزرگ می شوند که سیستمی حفره مانند را تشکیل می دهند. بعضی از انواع غارهای آهکی با اشکال زیبایی مزین شده اند که حاصل رسوب کلسیت در سقف ،دیواره و کف غار می باشند. این اشکال عبارتند از :
استالاکتیت: اشکال مخروطی توپر یا متخلخل که از سقف غار آویزان است
استالاگمیت: به صورت سنگال هایی(کنکرسیون) در زیر استالاکتیت ها ایجاد می شوند که قاعده آنها در کف غار و راس آنها به طرف سقف است.
ستون : حاصل رسیدن استالاکتیت و استالاگمیت به یکدیگر است.
مروارید غار: گلوله های سفید آهکی و یا در آب های آشفته و منقلب به صورت لایه های هم مرکز در اطراف یک واریزه در می آیند.
نوع دیگری از غار ها که به غارهای یخی موسوم هستند ، در زیر رسوبات یخچالی به وجود می آیند. در این نوع غارها نیز اشکال یخی مثل استالاکتیت و استالاگمیتها، زیبایی چشم گیری دارند.
از دیگر غارها می توان به غارهای ماگمایی ، دریایی و ماسه سنگی اشاره کرد.
غار ماگمایی : در این نوع غارها سنگ های ذوب شده از آتشفشان انفجاری ، مثل یک رودخانه جریان می یابد به تدریج سطح این روانه سرد شده و بام سنگی ایجاد می کند که هنوز ماگمای گرم در زیر آن جریان دارد. زمانی که انفجار پایان می یابد غار به صورت لوله ای تو حالی باقی می ماند. این نوع غارها می توانند به بزرگی چند تونل و یا به اندازه مجاری زهکشی باشند.
غار دریایی: در اثر برخورد مداوم امواج دریا به دیواره ی پرتگاه ساحلی غار دریایی تشکیل می گردد. این نوع غارها محلی برای زندگی ستاره های دریایی ،سیل ها و شیرهای دریایی است.
غار ماسه سنگی: غارهای کم عمقی در سطح پرتگاه ها هستند که تحت تاثیر باد و آب ایجاد می گردند.
استالاگمیت و استالاگتیت :از فرهنگ نامه جامع ویکی پدیا :
واژه استالاکتیت واژه ای یونانی است و برگرفته از مفهوم چکیدن و چکه کردن می باشد. معنای لفظی این واژه «آن چه که می چکد» می باشد. استالاکتیت نوعی رسوبات استوانه ای یا مخروطی می باشد که بر سقف یا دیواره های غار های آهکی تشکیل می شود و گاهی از آن با نام سنگ چکنده یاد می کنند. استالاکتیت ها از ته نشین شدن کلسیم کربنات و دیگر مواد معدنی، که رسوبات آب های حاوی مواد معدنی هستند تشکیل می شوند. شکل مقابل این رسوبات که در زیر استالاکتیت ها تشکیل می شود استالگمیت نامیده می شود. در صورت وجود زمان کافی استالاگمیت ها می توانند به استالاکتیت ها رسیده، و تشکیل یک ستون دهند.
هر استالاکتیت ابتدا تنها با چکیدن قطرات آب های حاوی کلسیم کربنات از سقف بوجود می آید. هنگامی که یک قطره می چکد، حلقه ای بسیار نازک از کلسیت تشکیل می دهد. با تداوم این عمل هر قطره حلقه نازک دیگری از رسوبات کلسیت از خود بر جای می گذارد. سرانجام، این حلقه ها یک حفره یا سوراخ بسیار باریک ایجاد می کنند. این سوراخ ها که قطری حدود نیم میلیمتر دارند، ممکن است بسیار طولانی باشند اما بسیار نازک و ترد می باشند. در صورتی که به نحوی راه این سوراخ بسته شود، قطرات آب از بالا به بیرون سر ریز شده، باعث ته نشین شدن مقدار بیشتری کلسیت و مخروطی تر کردن شکل استالاکتیت می شوند. قطراتی که از استالاکتیت می چکند کلسیت بیشتری در پایین ته نشین می کنند. این ته نشین ها سر انجام استالاگمیت های گرد یا مخروطی شکلی را پدید می آورند. بر خلاف استالاکتیت ها استالاگمیت ها هیچ گاه دارای سوراخی در داخل خود نمی باشند.
هر چند که ادعا شده است بلند ترین استالاکتیت شناخته شده در جهان در تالار راریتیس واقع در برزیل قرار دارد و دارای بیست متر ارتفاع می باشد، برخی از غار نوردان در هنگام جست و جو حتی با استالاکتیت های بلند تری هم مواجه شده اند.
استالاکتیت ها می توانند بر روی سقف های بتنی و ساختمان ها هم پدید آیند. هر چند که در این اماکن به نسبت محیط های دیگر استالاکتیت ها به مراتب سریع تر شکل می گیرند. استالاکتیت ها حتی بوسیله گدازه های آتشفشانی هم شکل می گیرند که البته مکانیزم شکل گیری آن ها بسیار متفاوت است.
استالاگمیت نوع دیگری از رسوبات ستونی شکل است که بر کف غار های آهکی شکل می گیرد و دلیل بوجود آمدن آن چکیدن قطرات حاوی مقدار زیادی مواد معدنی محلول و ته نشین شدن و رسوب کردن کلسیم کربنات است.
در هنگام بازدید از غارهای حاوی استالاکتیت ها و استالاگمیت ها از بازدید کنندگان درخواست می شود به دیواره ها و سنگ ها دست نزنند. دلیل این موضوع به طور کلی ادامه داشتن رشد تشکیل سنگ ها و استالاکتیت هاست. نیز، از ان جا که شکل گرفتن سنگ ها به دلیل رسوب مواد معدنی محلول در آب بر سنگ های قدیمی می باشد، لذا دست زدن به سنگ ها باعث تخریب بستر رسوب گذاری و از بین رفتن رشد طبیعی آن ها می شود.
راه های زیادی برای بخاطر سپردن این که کدام یک از استالاکتیت یا استالاگمیت بر سقف ها و کدام یک بر کف پدید می آیند وجود دارد که چند نمونه از آن ها در زیر بیان شده است.
استالاکتیت (StalaCtite) دارای حرف C می باشد که از سقف (Ceiling) می آید.
استالاگمیت (StalaGmite) دارای حرف G می باشد که از زمین (Ground) می آید.
حرف T در استالاکتیت بیان گر آویزان شدن چیزی از سقف است.
حرف M در استالاگمیت یادآور وجود چیزی از زمین است
