انواع بافت سنگ های آتشفشانی

سنگ های آتشفشانی

سنگ‌‌های آتشفشانی سنگ‌هایی هستند که به صورت ماگمای گداخته در سطح زمین به سرعت سرد‌ می‌شوند و به علت سرد شدن سریع دارای شیشه‌ می‌باشند و یا آن قدر ریز دانه‌اند که نمی‌توان مود آنها را تعیین نمود. بیشتر سنگ‌های آذرین بیرونی بر اساس ترکیب و بافت نامگذاری و شناسایی می‌شوند. اما برخی از نام‌ها صرفاً براساس بافت بنا شده‌اند.

 

ترکیب شیمیایی سنگ‌های آتشفشانی

مقدار سیلیس در یک گدازه نه تنها ویسکوزیته‌ی گدازه و قدرت فوران‌ها را کنترل می‌کند‌‌، بلکه سنگ‌های خاصی را نیز تشکیل می‌دهد.

از آنجا که سنگ‌های آذرین بیرونی معمولاً به طور کامل بلورین هستند‌‌‌، برای شناسایی دقیق کانی‌های تشکیل دهنده معمولاً به یک میکروسکوپ تخصصی نیاز است. با این حال‌‌، در بیشتر موارد می‌توانیم محتوای کانی‌های احتمالی را با توجه به رنگ (تیره یا روشن بودن) و خصوصیات فیزیکی سنگ بیرونی حدس بزنیم.

بیشتر سنگ‌های سیلیسی رنگ روشن دارند زیرا حاوی فلدسپات و کوارتز فراوان (هر دو غنی از سیلیس هستند) و کانی‌های تیره کمی (که حاوی آهن و منیزیم هستند و کمبود سیلیس دارند) هستند. از طرف دیگر‌‌، سنگ‌های مافیک به دلیل فراوانی مواد معدنی فرومغناطیسی‌‌، تیره هستند.

سنگ‌های بیرونی متبلور‌‌، دانه ریز و کریستالی ریولیت‌‌، آندزیت و بازالت هستند.

 

 

بافت سنگ‌های آتشفشانی

بافت به شکل یک سنگ با توجه به اندازه‌‌، شکل و ترتیب دانه‌ها یا سایر ترکیبات آن اشاره دارد. برخی از سنگ‌های بیرونی (مانند ابسیدین و پومیس) صرفاً بر اساس بافت آنها طبقه‌بندی می‌شوند. اما سایر سنگ‌های بیرونی معمولاً بر اساس ترکیب و بافت طبقه‌بندی می‌شوند. اندازه دانه‌ها مهمترین ویژگی بافتی سنگ است. در بیشتر قسمت‌ها‌‌، سنگ‌های بیرونی ریزدانه هستند یا در غیر این صورت از شیشه تشکیل شده‌اند.

سنگ ریزدانه سنگی است که بیشتر دانه‌های کانی آن کوچکتر از ۱ میلی‌متر باشد. در بیشتر موارد‌‌، کانی‌های منفرد فقط با میکروسکوپ قابل تشخیص هستند. ابسیدین‌‌، که شیشه آتشفشانی است و معمولاً سیلیسی است‌‌، از معدود سنگ‌هایی است که از کانی تشکیل نشده است (مینرالوئید یا شبه-کانی گفته می‌شود). یک بافت بسیار ریز یا شیشه‌ای‌‌، سنگ‌های بیرونی را از بیشتر سنگ‌های درونی متمایز می‌کند.

 

 

انواع بافت سنگ‌‌های آتشفشانی

– پورفیریک

بلورهای درشت یا فنوکریست در متن ریز بلور یا شیشه‌ای.

– بافت اینترسرتال

در بین کانی‌‌های سنگ فضاهای خالی دیده‌ می‌شود که این فضاها با شیشه یا محصول دگرسانی آن پر‌ می‌شود.

– بافت تراکیتی

نوعی بافت پورفیریک با خمیره میکرولیتی یا میکرولیتی –شیشه‌ای که در آن میکرولیت‌‌های فلدسپار‌‌، حالت جریانی دارند.

– بافت اسفرولیتی

بافتی که در آن شیشه‌ای فلدسپاری و سیلیسی به صورت شعاعی متبلور شده‌اند

– بافت شیشه‌ای

قسمت اعظم سنگ از شیشه تشکیل شده و گاهی حالت جریانی دارد که بافت شیشه‌ای جریانی‌ می‌گویند.

– بافت دم چلچله‌ای

بلورهای سنگ و شیشه به حالت دم پرستویی و حاصل سرد شدن یا تبلور سریع‌ می‌باشند.

– بافت اسپینیفکیس

بافتی که در سنگ‌‌های اولترامافیک خروجی (گدازه کوماته ایت) دیده‌ می‌شود. در این بافت الیوین‌‌ها و پیروکسن‌‌ها به صورت اسکلتی‌‌، داربستی یا زنجیره‌ای دیده‌ می‌شوند.

 

 

انواع سنگ‌‌های آتشفشانی

• سنگ داسیتی – ریولیتی:

دارای فنوکریست‌‌های کوارتز همراه با کانی فلدسپار و پلاژیوکلاز در یک زمینه دانه ریز فلدسپار و کوارتز. این سنگ‌‌ها معادل آتشفشانی سنگ‌‌های گرانیتی‌ می‌باشند.

• سنگ تراکیتی:

حجم اصلی این سنگ‌‌ها را فلدسپار به ویژه فلدسپات آلکالن تشکیل‌ می‌دهد که به صورت فنوکریست و خمیره سنگ یافت‌ می‌شود.

• سنگ آندزیت و بازالت:

فراوانترین سنگ‌‌های آتشفشانی که دارای کانی‌‌های رنگین زیادی است. مانند تراکیت ها‌‌، فنوکرسیت کوارتز وجود ندارد ولی فنوکرسیت پلاژیوکلاز و کانی‌‌های رنگین زیاد است. در خمیره نوع سنگ فلدسپار آلکالن وجود ندارد و خمیره عمدتا از پلاژیوکلاز و پیروکسن‌ می‌باشد.

• سنگ‌‌های فنولیتی‌‌، تفریتی و بازانیت:

تشخیص صحرایی این سنگ‌‌ها بسیار مشگل است‌‌، مگر اینکه سنگ دارای مقدار زیادی فنوکریست‌‌های فلدسپاتوئید مانند لوسیت‌‌، نفلین و آنالسیم باشد. این سنگ‌‌ها در بازالت آلکالن و مناطق ریفت قاره‌ای وجود دارد.

• سنگ لاتیت:

معادل آتشفشانی سنگ مونزونیتی که در مقایسه بازالت و آندزیت‌‌، دارای فلدسپار غنی از پتاسیم‌ می‌باشد.

• سری ماگمایی:

سنگ‌‌های آتشفشانی شامل سریهای تولئیتی‌‌، کالکوآلکالن‌‌، آلکالن و شوشونیتی‌ می‌باشند.

• سری تولئیتی:

شامل بازالت تولئیتی‌‌، سنگ‌‌های حدواسط و اسیدی‌ می‌باشد. سری تولئیتی از نظر سدیم و پتاسیم و دیگر عناصر آلکالن و همچنین عناصر خاکی نادر و سیلیس غنی‌ می‌باشد که در مناطق سازنده و در داخل صفحات و گاهی در مناطق در حال فرورانش یافت‌ می‌شوند.

• سری کالکوآلکالن:

یا سری هیپرستن که مانند سری تولئیتی غنی از سیلیس است و درصد Al2O3 آن بیش از 17% است و در مناطق فرورانش دیده‌ می‌شود.

• سری آلکالن:

فقیر از سیلیس‌‌، عناصر آلکالن‌‌، عناصر خاکی نادر‌‌، مواد فرار‌‌، ارتوپیروکسن و پیژونیت و حاوی الیوین پایدار و بدون حاشیه واکنشی و دارای فلدسپاتوئید ( نفلین – آنالیسم‌‌، لوسیت )‌ می‌باشد و در داخل صفحات قاره‌ای و اقیانوسی دیده‌ می‌شوند

• سری شوشونیتی:

دارای پتاسیم زیاد نسبت 1= Kzo/ NazO‌ می‌باشد و در مناطق در حال فرورانش فراوان است ولی مانند کالکوآلکالن نمی تواند شاخص خوبی برای این مناطق باشد‌‌، زیرا سری شوشونیتی در داخل صفحات قاره‌ای نیز دیده‌ می‌شود.

 

قدیمی ترین سنگ‌‌های آتشفشانی کره زمین

قدیمی‌ترین سنگ‌های آتشفشانی کره زمین توسط زمین شناسان در کانادا کشف شدند. این سنگ‌‌ها تقریباَ ۴ میلیارد سال سن داشته و در شمال کبک‌‌، کشف شده‌اند. دانشمندان امید دارند با مطالعه این سنگ‌‌ها به اطلاعات بیشتری در مورد چگونگی آغاز حیات بر روی کره زمین دست یابند. با مقایسه این سنگ‌‌ها و سنگ‌های مشابه یافت شده در گرینلند, می‌توان اطلاعات بیشتری درباره تکامل یک میلیارد سال اولیه زمین‌‌، بدست آورد. این سنگ‌‌ها در پورپوس کاو۱ در سواحل خلیج هودسون ۲ واقع شده‌اند. آن‌‌ها تقریباَ به طور تصادفی یافت شده‌اند.

 

 کشف هیجان انگیز

ابتدا زمین شناسان فکر می کردند که این سنگ‌‌ها فقط در حدود 8/2 میلیارد سال سن دارند. اما مطالعات مفصل‌تر نشان داد که حداقل یک میلیارد سال قدیمی‌تر هستند. نمونه‌‌ها برای تعیین سن دقیق به دانشگاه کبک واقع در مونترال و دانشگاه سیمون فریزر واقع در بریتیش کلمبیا فرستاده شد. این کار توسط پیرنادو و دکتر جین دیوید انجام شد. دانشمندان با تعیین سن عناصر رادیواکتیو موجود در سنگ‌‌ها سن نمونه‌‌ها را 16+825/3 میلیارد سال تخمین زدند. پروفسور روس استونسون از دانشگاه کبک در مصاحبه با BBc News inline گفت این کشفی بود که همه دانشمندان را متعجب ساخت. او همچنین گفت: کشف این سنگ‌‌ها شبیه جواهری است که در دامن من افتاده باشد

 

 حیات چگونه آغاز شد

سنگ‍‌های کانادا از ماگمایی که از جبه زمین مشتق شده‌‌، تشکیل شده‌اند‌‌. بنابراین, این سنگ‌‌ها اطلاعاتی را در مورد یک چهارم اولیه سرگذشت زمین ارائه می دهند. دانشمندان عقیده دارند که سیاره زمین ۶/۴ میلیارد سال قبل تشکیل شده است. اندکی پس از آن کره ماه تشکیل شد (احتمالاَ از برخورد بین زمین و دیگر توده‌های سیاره‌ای بزرگ) و سپس جبه و پوسته توسعه یافتند. به دنبال آن اقیانوس‌‌ها و اشکال حیاتی ساده, مثل باکتری ها, بوجود آمدند. تا امروز, اطلاعات بدست آمده درباره چگونگی تشکیل اینها خیلی کم است. این سنگ‌‌ها خیلی شبیه به سنگ های موجود در توالی ایزوآ ۹ واقع در گرینلند هستند.

با تحقیقاتی که قبلاَ بر روی این سنگ های بازالتی انجام شده‌‌، بنظر میرسد آنها دارای ترکیبات کربن داری باشند که در اثر فعالیت بیولوژیکی‌‌‌‌،تولید شده اند. اکنون می توان سنگ های کانادا و گرینلند را با هم مقایسه نمود. پروفسور استونسون گفت: همانند این سنگ‌‌ها قبلاَ یافت نشده است. دکتر روزالیند وایت ۱۰ از دانشگاه لیستر ۱۱ انگلستان, برای مدتی سنگ‌های گرینلند را مطالعه کرده است.

او گفت: تا قبل از این, سنگ‌های ایزوآ منحصر به فرد تلقی می‌شد‌‌، اما این توالی ۳۵ کیلومتری فقط نشان دهنده بخشی از یک ناحیه کوچک است و بنابراین مشکل است تا به نتایجی درباره کل زمین دست یابیم. او در خصوص سنگ‌های جدید گفت که آن‌‌ها به زمین شناسان کمک خواهند کرد تا تصویر بهتری از تکامل اولیه زمین ارائه دهند. سنگ‌های پورپوس کاو به عنوان قسمتی از یک پروژه نقشه برداری که زیر نظر مارتین پرنت ۱۲ از وزارت منابع طبیعی کبک انجام می‌شد بدست آمدند.

به هنگام فعالیت‌‌های آتشفشانی‌‌‌‌، مواد مذاب (با دمای ۹۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد) همراه با مقدار زیادی گاز‌‌‌‌، بخار آب‌‌‌‌، خاکستر و مواد جامد دیگر از دهانه آن خارج می‌شود. خروج مواد ممکن است به صورت آرام و تدریجی و یا به صورت فوران‌‌های ناگهانی و توام با انفجار باشد. مواد مربوط به آتشفشان را به سه دسته جامد‌‌‌‌، مایع و گاز تقسیم می‌کنند که در زیر آنها را بررسی می‌کنیم.

 

مواد جامد

در حین فعالیت آتشفشان‌‌‌‌، مواد جامد مختلفی از دهانه آن خارج می‌شود که از نظر شکل‌‌، ابعاد و جنس مختلف‌اند. هر چند در حالت کلی ترکیب این مواد شبیه ترکیب ماگمایی است که از آتشفشان خارج می‌شوند‌‌، ولی در بعضی موارد ممکن است قطعاتی از دود کش آتشفشان در نتیجه انفجار کنده شده و به خارج پرتاب شود که در این حالت جنس آن با جنس گدازه‌ها متفاوت است. مواد جامد خارج شده از آتشفشان‌ها را به انواع مختلفی چون بمب‌های آتشفشانی‌‌‌‌، لاپیلی‌ها‌‌‌‌، شن‌ها و خاکسترها تقسیم می‌شود.

 

بمب‌ آتشفشانی

این اسم به قطعات بزرگی عنوان می‌شود که ابعاد آنها ۱۰ تا ۵۰ سانتی متر است. شکل عمومی این بمب‌ها همانند دوک است که این حالت در نتیجه چرخش مواد خارج شده از آتشفشان‌‌‌‌، که هنوز حالت خمیری دارند‌‌، بوجود می‌آید.

 

لاپیلی

ابعاد این مواد بین یک تا سه سانتیمتر متغیر است و در بعضی موارد‌‌‌‌، به صورت لایه‌های ضخیم‌‌‌‌، دامنه آتشفشان را می‌پوشانند.

 

شن‌‌ها و خاکسترها

قطعات ریزتر آتشفشان به نام شن (قطعاتی که با چشم قابل رویت‌اند) و خاکستر آتشفشانی (مواد پودر مانند) نامیده می‌شوند. ترکیب کانی شناسی این اجسام متفاوت است و غالبا از فلدسپات‌‌‌‌، لوسیت‌‌‌‌، اوژیت‌‌‌‌، منیتیت و نظایر آن تشکیل شده‌اند. خاکسترهای آتشفشانی در بعضی موارد ممکن است توسط باد‌‌‌‌، تا فواصل طولانی از محل آتشفشان دور شوند. رسوب این مواد در حوضه‌های رسوبی مختلف‌‌‌‌، توفان‌‌ها را به وجود می‌آورد.

 

مواد مایع

مواد مذابی که از آتشفشان خارج می‌شود‌‌، همان بقایای ماگما است که گدازه گفته می‌شود‌‌، و مخلوط درهمی از سیلیکات‌های مختلف است. تفاوت اساسی گدازه و ماگمای درونی این است که گدازه به نسبت ماگما‌‌‌‌، گاز و بخار آب کمتری دارد. همچنین ترکیب شیمیایی گدازه نسبت به ماگما یکنواخت تر است. گدازه‌ها را می‌توان به انواع اسیدی (ریولیتی)‌‌، متوسط (آندزیتی) و بازی (بازالتی) تقسیم کرد. دمای گدازه‌ها متفاوت و تا حدود ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد نیز اندازه گیری شده است. در نتیجه انجماد گدازه‌‌‌‌، سنگ‌های آتشفشانی مختلف بوجود می‌آید که شکل عمومی آنها ممکن است به صورت لایه یا ورقه‌های نازک باشد. از جمله آنها می‌توان بازالت‌‌‌‌، آندزیت‌‌‌‌، داسیت و تراکیت را نام برد.

 

مواد گازی

در تمام مراحل آتشفشانی گازها و بخارات مختلفی از دهانه اصلی و شکاف‌های اطراف آتشفشانی خارج می‌شود. جنس این گازها معمولا  است. بخار آب یکی از فراوانترین محصولات گازی آتشفشان‌ها است و در حالات مختلف ۶۰ تا ۹۰ درصد حجمی گازهای خارج شده را تشکیل می‌دهد. خروج گازها علاوه بر زمان فعالیت آتشفشان‌ها تا مدت‌ها پس از خاموش شدن نیز ادامه می‌یابد. دمای گازها در مقیاس وسیعی تغییر می‌کند و معمولا زیاد است. گازها را بسته به دما به سه دسته تقسیم می‌کنند.

• فومارول‌ها: که دمایشان بیش از ۱۸۰ درجه سانتی گراد است.
• سولفاتارها: که دمایی بین ۱۸۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد دارند.
• موفت‌ها: دمایشان کمتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد است.

سنگ‌‌های منطقه شامل کمپلکس نه (Neh) از زون سیستان و سنگ‌‌های آتشفشانی ائوسن از بلوک لوت‌ می‌باشد‌‌. سنگ‌‌های مجموعه نه شامل پریدوتیت‌‌‌‌، سرپنتینیت‌‌‌‌، گابرو‌‌‌‌، دولریت‌‌‌‌، دیاباز‌‌‌‌، پلاژیو گرانیت‌‌‌‌، چرت‌‌‌‌، سنگهای رسوبی و دگرگونی مرتبط‌ می‌باشد‌‌. سنگ‌‌های آذرین نفوذی با سن ترشیری نیز در منطقه مشاهده‌ می‌شوند.

لیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، به عنوان محصولات دگرسانی گرمابی سنگ‌‌های فوق الذکر‌‌‌‌، در مناطق ضعیف پوسته یعنی در گسل‌‌ها و شکستگی‌‌ها بیرونزدگی دارند‌‌. بخش عمده لیستونیت‌‌ها در ابتدای تشکیل آنها‌‌‌‌، در درون سنگ‌‌های مجموعه نه و آتشفشانی‌‌های ائوسن شکل گرفته‌اند و در مراحل بعدی‌‌‌‌، بیشتر به صورت رگچه‌‌های سیلیسی و کربناته‌‌‌‌، سنگ‌‌های عنوان شده را تحت تأثیر قرار داده‌اند‌‌.

لیستونیت‌‌های منطقه به عنوان هدف اصلی مطالعه در منطقه‌‌‌‌، مورد توجه بیشتر واقع شده اند‌‌. مطالعه میکروسکوپی و تجزیه‌‌های شیمیایی و شواهد صحرایی‌‌‌‌، سه نوع لیستونیت سیلیسی‌‌‌‌، سیلیسی – کربناته و کربناته را در منطقه مشخص نموده است‌‌. اگر چه با توجه به تقسیم بندی‌‌های دیگر‌‌‌‌،‌ می‌توان به وجود انواع ارتولیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، اپی لیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، پارالیستونیت‌‌ها و لیستونیت‌‌های اتومتامرفیک دارای پتاسیم کم اشاره کرد‌‌.

توده‌‌های نفوذی مربوط به ترشیری (بعد از سنگ‌‌های آتشفشانی ائوسن) شامل گرانیت‌‌های با ترکیب مونزوگرانیت تا گرانودیوریت‌ می‌باشند‌‌‌‌، نفوذ این توده‌‌ها در سنگ‌‌های قبلی (سنگ‌‌های مجموعه افیولیتی و آتشفشان‌‌های ائوسن در منطقه) و عدم انقطاع این توده‌‌ها توسط لیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، سن نسبی بعد از آتشفشانی‌‌های ائوسن و لیستونیت زایی عمده را برای این توده‌‌ها متصور‌ می‌سازد‌‌. در تعیین نحوه شکل گیری لیستونیت‌‌ها در منطقه باید عنوان کرد که‌‌‌‌، وجود توده‌‌های نفوذی بعد از ائوسن‌‌‌‌، احتمال تأثیر این توده‌‌ها را به عنوان منبع گرمایش سیالات قبلی (دگرگونی‌‌‌‌، جوی‌‌‌‌، دریایی و …) موجود در سنگ‌‌های منطقه و یا ببه عنوان منبع مستقیم سیالات گرمابی مؤثر در دگرسانی لیستونیتی متذکر‌ می‌شود‌‌.

اگر چه منبع مستقیم برای ایجاد سیالات گرمایی‌‌‌‌، به دلیل وجود میزان پتاسیم (K2O ) پایین در لیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، قابل قبول نمی باشد و از این توده‌‌ها به عنوان منبع گرمایش سیالات قبلی‌ می‌توان نام برد‌‌. این موضوع با انجام آزمایش‌‌های ایزوتوپی و عناصر نادر خاکی‌‌‌‌، مشخص‌ می‌گردد‌‌. کانی‌‌های موجود در لیستونیت‌‌ها شامل انواع غیر فلزی (مگنزیت‌‌‌‌، دولومیت‌‌‌‌، آنکریت‌‌‌‌، کلسیت‌‌‌‌، سیدریت‌‌‌‌، کوارتز‌‌‌‌، کلسدونی‌‌‌‌، ایال ) و انواع فلزی ( مگنتیت‌‌‌‌، هماتیت‌‌‌‌، کرومیت و … )‌ می‌گردد‌‌.

کانی زایی فلزی در منطقه به دو حالت مشخص است که با توجه به مطالعات ژئوشیمیایی این موضوع تأکید شده است‌‌. گانی زایی‌‌ها بصورت مرتبط با لیستونیت زایی و غیر مرتبط با لیستونیت زایی‌ می‌باشد‌‌. کانی زایی مرتبط با لیستونیت زایی که شامل مگنیت و هماتیت و کرومیت‌ می‌باشد‌‌‌‌، بیشتر از سنگ‌‌های میزبان الترامافیک و مافیک منشأ‌ می‌گیرند‌‌. کانی زایی غیر مرتبط با لیستونیت زایی به صورت تأخیری و پس از لیستونیتی شدن عمده در منطقه صورت گرفته است و شامل مالاکیت‌‌‌‌، آرسنو پیریت و پیریت همراه کوارتز‌ می‌باشد‌‌. آنومالی طلا در برخی نمونه‌‌های لیستونیتی ( 7 نمونه بالای   ppb 12 ) مشاهده شده است که بیشتر از نوع سیلیسی‌ می‌باشند.

در رگه‌‌های تأخیری کوارتز آرسنوپیریتی طلا با میزبان ppm 11-2 تشخیص داده شده است که کارهای تفصیلی بیشتری را‌ می‌طلبد‌‌. با توجه به اطلاعات حاصل از نحوه کانی زایی‌‌‌‌،‌ می‌توان آنرا مشابه ذخایر طلای نوع کوارتز رگه‌ای کم سولفید در نظر گرفت‌‌. برای تأیید یا اصلاح این نتیجه گیری‌‌ها‌‌‌‌، انجام آزمایشات ایزوتوپی (گوگرد) و سن سنجی واحدهای سنگی مرتبط با کانی زایی‌‌ها ( گرانیت ترشیری‌‌‌‌، لیستونیت‌‌ها‌‌‌‌، رگه‌‌های کوارتز – آرسنوپیریتی و …) و تعیین دما و فشار محلول‌های کانی ساز‌‌‌‌، پیشنهاد‌ می‌گردد. در انجام روش‌‌های اکتشافی ژئوفیزیکی‌‌‌‌، روش IP و SP برای تشخیص مناطق دارای کانی زایی کوارتز – سولفیدی پیشنهاد‌ می‌شود‌‌.

 

سنگ‌‌های زمین

قسمت‌‌های جامد زمین از سنگ‌‌هایی تشکیل‌ می‌شوند که گاهی از یک نوع ماده معدنی و در اغلب موارد با ترکیبی از چندین نوع مختلف ماده معدنی به وجود آمده اند. زمین شناسان سنگ‌‌ها را بر اساس منشا آنها طبقه بندی کرده اند. سنگ‌‌های آتشفشانی‌‌، سنگ‌‌هایی هستند که در اثر انجماد مواد مذاب شکل گرفته‌اند. سنگ‌‌های رسوبی‌‌، هنگامی به وجود‌ می‌آیند که مواد شیمیایی حل شده یا ذرات سنگ‌‌ها‌‌‌‌، توسط باد‌‌، آب و یا توده‌‌های یخ به صورن لایه لایه به مرور زمان رسوب کرده و جامد‌ می‌شوند. سنگ‌‌های دگردیس نیز به سنگ‌‌هایی گفته‌ می‌شود که در اعماق پوسته زمین‌‌، تحت حرارت و فشار از نوعی به نوعی دیگر تبدیل‌ می‌شوند.

سنگ‌‌های آذرین یا آتشفشانی از انجماد مواد مذابی به نام “مگما” یا “خمیر مواد معدنی” به وجود‌ می‌آیند. درون زمین جامد است نه مذاب اما بسیار داغ است. در پائین پوسته دما ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد‌ می‌باشد. در برخی قسمت‌‌های پوسته‌‌، به ویژه قسمت‌‌هایی که آب در آن جریان دارد‌‌، شرایط برای ذوب شدن سنگ‌‌ها مهیا‌ می‌باشد چراکه نقطه ذوب در آن نواحی پایین تر است.

در جاهایی که شرایط مناسب است‌‌، مگما بخش‌‌های زیرین و داخلی پوسته را شکل‌ می‌دهد. قسمتی از این مگما‌‌، توسط آتشفشانها به صورت مواد مذاب از دهانه آتشفشان‌‌ها بیرون آمده و به سطح زمین‌ می‌رسند. البته قسمت اعظم مگما هرگز به سطح زمین نمی رسد. آنها اغلب تدریجا در پوسته سرد‌ می‌شوند و ممکن است که در اثر فرسایش متلاشی گردند. به این سنگ‌‌های آتشفشانی پلاتونیک (Plutonic)‌ می‌گویند. سنگ‌‌های پلاتونیک به آهستگی سرد‌ می‌شوند. در طی این سرد شدن تدریجی‌‌، مواد معدنی آنها کریستال‌‌های بزرگی را به وجود‌ می‌آورند. پلاتونیک‌‌ها از دیگر سنگ‌‌های آتشفشانی زبر تر و خشن ترند.

سنگ‌‌های آتشفشانی یا با سیلیکا غنی شده و مقدار کمی آهن و منیزیوم دارند یا بالعکس.  به سنگ‌‌های آتشفشانی که از لحاظ آهن‌‌، غنی و از لحاظ سیلیکا ضعیف اند‌‌، بازالت گفته‌ می‌شود و به پلاتونیک‌‌هایی که سرشار از سیلیکا‌ می‌باشند‌‌، گرانیت گفته‌ می‌شود. گرانیت تقریبا لایه‌‌های زیرین اغلب قاره‌‌ها را پوشانده است و بازالت در کف همه اقیانوس‌‌ها پیدا‌ می‌شوند.

 

سنگ‌‌های رسوبی

سنگ‌‌های سطح زمین دائما در معرض حمله نیروهای شیمیایی و مکانیکی‌ می‌باشند. به فرایند تجزیه سنگ‌‌ها فرسایش گفته‌ می‌شود. آب در حل شدن مواد معدنی تاثیر گذار است. هنگامی که آب یخ‌ می‌زند‌‌، منبسط‌ می‌شود. این انبساط کمک‌ می‌کند تا دانه‌‌های مواد معدنی موجود در سنگ‌‌ها از هم جدا شوند. به علاوه‌‌، موجودات زنده مواد شیمیایی به وجود‌ می‌آورند که به حل شدن سنگ‌‌ها کمک‌ می‌کنند.

 هنگامی که سنگ‌‌ها تجزیه‌ می‌شوند‌‌، مواد معدنی اغلب به همراه عامل فرسایش حرکت کرده و جریان پیدا‌ می‌کنند. جریان آب سنگها را سایش‌ می‌دهد. باد و توده‌‌های یخی نیز در فرسایش شرکت‌ می‌کنند. فرسایش معمولا فرایند کند و آهسته‌ای‌ می‌باشد اما در طی میلیون‌‌ها سال‌‌، این فرایند‌ می‌تواند حتی سنگ‌‌هایی که در چندین کیلومتری عمق سطح زمین‌ می‌باشند را تحت تاثیر قرار دهد.

مواد معدنی که همراه عوامل فرسایش جاری شده اند در نهایت با ته نشین شدن و رسوب کردن به سنگ‌‌های رسوبی تبدیل‌ می‌شوند. سنگ ماسه از نمونه‌‌های سنگ‌‌های رسوبی است که با چسبیدن ذرات شن و ماسه به یکدیگر تشکیل‌ می‌گردد.

به برخی از سنگ‌‌های ر سوبی‌‌، بیوژنتیک‌ می‌گویند. این سنگ‌‌ها در اثر کنش‌‌های موجودات زنده به وجود‌ می‌آیند. زغال سنگ باقیمانده گیاهان چوبیست که بر اثر گرما و فشار در طی سال‌‌ها به سنگ تبدیل‌ می‌شوند. سنگ آهک توسط موجودات دریایی میکروسکوپی شکل‌ می‌گیرد. این موجودات از خود پوسته‌ای محافظ از جنس کربنات کلسیوم ترشح‌ می‌کنند. پس از مرگ این جانداران‌‌، پوسته باقی مانده و تبدیل به سنگ آهک‌ می‌شود.

 

سنگ‌‌های دگردیس

وقتی سنگ‌‌ها به عمق زمین‌ می‌رسند‌‌، داغ‌ می‌شوند. پوسته زمین در هر یک کیلومتر به سمت عمق‌‌، ۲۵ درجه سانتیگراد گرمتر‌ می‌شود. در عمق ۶/۱ کیلومتری عمق سطح زمین‌‌، فشار برابر ۳۶۰/۴۱ کیلوپاسکال‌ می‌باشد. هنگامی که سنگ‌‌ها در معرض چنین فشار و گرمایی قرار‌ می‌گیرند‌‌، مواد معدنی شروع به واکنش نموده و سنگ‌‌ها تبدیل به سنگ‌‌های دگردیس‌ می‌شوند. شماری از این سنگ‌‌ها حاوی بخش‌‌های قابل شناسایی‌ می‌باشند که بیان گر منشا آنها‌ می‌باشد اما بعضی از آنها به قدری دستخوش تغییرات‌ می‌شوند که تنها ترکیبات شیمیایی آنها مدارکی برای شناسایی منشا آنها در اختیار‌ می‌گذارند.

 

چرخه‌‌های زمین

زمین‌ می‌تواند مانند یک سیستم غول پیکر از چرخه‌‌های فعال تصور شود. در هر چرخه‌‌، ماده و انرژی از جایی به جایی دیگر منتقل‌ می‌شود و ممکن است که تغییر شکل دهد. در نهایت ماده و انرژی به جای نخستین خود بازگشته و چرخه از اول آغاز‌ می‌شود. چرخه‌‌ها بر همه چیز در این سیاره تاثیر‌ می‌گذارند از وضعیت آب و هوا تا شکل مناظر. چرخه‌‌های گوناگونی روی زمین و درون آن وجود دارند تعدادی از مهم‌ترین آنها عبارتند از ۱) گردش جوی ۲) جریان اقیانوس‌ها ۳) انتقال حرارت سراسری ۴) چرخه آب ۵) چرخه سنگ‌ها

 

1) گردش جوی

هوای گرم شده توسط خورشید نزدیک استوا‌‌، بالا آمده و به سمت قطب‌‌های زمین حرکت‌ می‌کند و دوباره به سطح زمین برگشته و به سمت استوا جریان پیدا‌ می‌کند. این حرکت‌‌، به همراه حرکت وضعی زمین‌‌، گرما و رطوبت را در سرتاسر سیاره به حرکت در آورده و منجر به ایجاد بادها و الگوهای وضعیت آب و هوا‌ می‌شود. در برخی مناطق‌‌، جهت وزش بادها در فصول تغییر‌ می‌کند. این الگوها را بادهای موسمی‌ می‌نامند.

در تابستان هوا بر فراز آسیا توسط خورشید گرم شده‌‌، بالا‌ می‌رود و هوای مرطوب را از اقیانوس هند با خود‌ می‌کشد و منجر به بارندگی‌‌های روزانه در اغلب کشورهای جنوب آسیا‌ می‌گردد. در زمستان‌‌، هوا بر فراز آسیا سرد‌ می‌شود و بیشتر رطوبت موجود را دور کرده در نتیجه هوا خشک‌ می‌شود. مشابه این الگو در اقیانوس آرام نزدیک مکزیک نیز رخ داده و هوای مرطوب و طوفان را در تابستان به جنوب غربی ایالات متحده‌ می‌برد.

 

2) جریان اقیانوس ها

جریان اقیانوس‌‌ها با وزش بادها حرکت نموده و الگوی مشابهی را پیش‌ می‌گیرد. قاره‌‌ها مسیر حرکت اقیانوس‌‌ها را سد‌ می‌کنند. جریان اقیانوس‌‌ها در نزدیک استوا در جهت غرب است و سپس به سمت قطب‌‌ها می‌روند‌‌، هنگامی که به یک قاره برخورد کنند به سمت شرق‌ می‌روند و سپس به استوا باز‌ می‌گردند.

 

3) انتقال حرارت سراسری

انتقال حرارت سراسری‌‌، چرخه بزرگ آب اقیانوس هاست که گرما را در همه زمین توزیع‌ می‌کند. آب در نواحی قطبی بسیار سرد‌‌، شور و سنگین است. این آب به زمین فرو‌ می‌رود و با حرکت در مسیر کف دریا به استوا‌ می‌رسد. در نهایت‌‌، آب در قسمت‌‌های مرزی قاره‌‌ها بالا آمده و با آبهای جاری در سطح زمین ترکیب‌ می‌شود.

وقتی که این آب به مناصق قطبی‌ می‌رسد‌‌، دوباره فرو‌ می‌رود. این حرکت سه بعدی آب گرما را در اقیانوس‌‌ها مخلوط‌ می‌کند و آب‌های قطبی را گرم‌ می‌کند. این چرخه همچنین منجر به بالا آمدن مواد مغذی از عمق اقیانوس‌‌ها به سطح زمین‌ می‌گردد که در اختیار گیاهان دریایی و جانوران قرار‌ می‌گیرند.

 

چرخه سنگ‌‌های آتشفشانی

تنوع سنگ‌‌ها در زمین به دلیل وجود فرایندهای فعال‌‌، نسبت به سایر سیارات بسیار بیشتر است. زمین شناسان برای توضیح نسبت‌‌های گونه‌‌های مختلف سنگ‌‌ها با یکدیگر از چرخه سنگ‌‌ها صحبت‌ می‌کنند. این چرخه‌ می‌تواند از جریان مواد مذاب آتشفشانی و سرد شدن آنها برای تشکیل سنگ‌های آذرین آغاز شود. هنگامی که این سنگ‌‌ها در معرض آب قرار‌ می‌گیرند تجزیه شده در نتیجه مواد معدنی با رسوب تبدیل به سنگ‌‌های رسوبی‌ می‌شوند.

این سنگ‌‌ها در نهایت به اعماق زمین‌ می‌رسند و در اثر گرما و فشار به سنگ‌‌های دگردیس تبدیل شده و در نهایت مذاب گشته و به موادی برای تشکیل سنگ‌‌های آذرین تبدیل‌ می‌شوند. سنگ‌‌ها به ندرت در یک چرخه کامل قرار‌ می‌گیرند. در عوض بعضی از مراحل حذف و بعضی تکرار‌ می‌شوند.

 

 درون زمین

زمین شناسان قادر به مطالعه مستقیم اعماق زمین نمی‌باشند. عمیق‌ترین چاه حفر شده ۱۳ کیلومتر است. زمین شناسان‌ می‌دانند که قسمت‌‌های زمین با لایه نازک پوسته آن متفاوتند. در اعماق زمین فشار به قدری زیاد است که مواد معدنی با فشرده شدن به موادی با چگالی بسیار زیاد‌‌، که در سطح زمین یافت نمی شوند‌‌، تبدیل‌ می‌گردند.

یکی از راه‌‌های شناخت ترکیب‌بندی زمین‌‌، آنالیزهای شیمیایی سنگ‌‌های آسمانی است. گونه‌‌های خاصی از این سنگ‌‌ها که کندریت (chondrite) نامیده‌ می‌شوند‌‌، پیش از برخورد با زمین در منظومه شمسی بدون هیچ تغییری از قرنها پیش باقی مانده اند. زمین شناسان‌ می‌توانند با استفاده از کندریت‌ها‌‌، منشا ترکیب بندی‌‌های شیمیایی زمین را تخمین زنند.علیرغم کندریت‌ها‌‌، زمین با لایه‌‌هایی که مشتمل از مواد گوناگون شیمیایی‌ می‌باشند‌‌، شکل گرفته است.

 

 

زمین شناسان با مطالعه لرزش‌‌های ناشی از زمین لرزه‌ها‌‌، به کمک تجهیزاتی که لرزه نگار نامیده‌ می‌شوند‌‌، در مورد عمق زمین پی به نکات جدیدی‌ می‌برند. سرعت و حرکت لرزش‌‌های درون زمین به ترکیب‌بندی و چگالی موادی که لرزه‌‌ها در میان آن قرار گرفته‌اند بستگی دارد. زمین شناسان با آنالیز کردن این لرزش‌‌ها به جزئیات فراوانی از عمق زمین پی‌ می‌برند.

• جبه
  در زیر پوسته‌‌، تا عمق ۲.۹۰۰ کیلومتری‌‌، لایه‌ای ضخیم به نام جبه وجود دارد. جبه به طور کامل سفت نیست بلکه‌ می‌تواند به آرامی جریانهایی داشته باشد. پوسته زمین بر روی جبه معلق است درست مانند تخته‌ای بر روی آب. همان گونه که یک تخته ضخیم بیشتر از یک تخته نازک از سطح آب بالا‌ می‌آید‌‌، پوسته ضخیم قاره‌ای بالاتر از پوسته اقیانوسی قرار‌ می‌گیرد. حرکت آرام سنگ‌‌ها در جبه باعث حرکت قاره‌‌ها و در نتیجه بروز زمین لرزه‌‌، آتشفشان و شکل گیری محدوده کوهستان‌‌ها می‌شود.
• هسته
  در مرکز زمین هسته قرار دارد. هسته بیشتر از آهن‌‌، نیکل و احتمالا مقدار کمی عناصر سبکتر نظیر سولفور و اکسیژن تشکیل شده است. قطر هسته حدودا ۷.۱۰۰ کیلومتر‌‌، کمی بیشتر از نصف قطر زمین و تقریبا به اندازه مریخ‌ می‌باشد. حدودا ۲.۲۵۰ کیلومتر از قسمت بیرونی هسته مایع است. حرکت هسته باعث ایجاد میدان مغناطیسی زمین‌ می‌گردد. زمین شناسان معتقدند که حدود ۲.۶۰۰ کیلومتر از بخش داخلی هسته با همان مواد تشکیل دهنده قسمت‌های بیرونی هسته ساخته شده اما به شکل جامد است. بخش داخلی تقریبا چهار پنجم ماه است.زمین به سمت هسته رفته رفته داغ و داغ تر‌ می‌شود.
  در زیر پوسته قاره‌ای دما حدود ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد است. در زیر پوسته دما تقریبا در هر کیلومتر به سمت عمق ۱ درجه سانتیگراد گرمتر‌ می‌شود. زمین شناسان بر این باورند که دمای هسته زمین بین ۳۷۰۰ تا ۴۳۰۰ درجه سانتیگراد‌ می‌باشد. قسمت داخلی هسته‌ می‌تواند دمایی معادل ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد یعنی گرمتر از دمای سطح خورشید داشته باشد که البته این قسمت به علت فشار بی اندازه زیاد همچنان به شکل جامد است.
• پوسته
  سنگ‌‌های داغ در جبه زمین به آهستگی به سمت بالا حرکت‌ می‌کنند در حالی که سنگ‌‌های سردتر نزدیک سطح به درون فرو‌ می‌روند چرا که مواد داغ سبکتر از مواد سرد‌ می‌باشند. به این بالا آمدن و فرو رفتن در دماهای مختلف انتقال گرما گفته‌ می‌شود. با جریان جبه زمین‌‌، پوسته زمین به تکه‌‌هایی تقسیم‌ می‌شود که به آنها صفحه‌‌های تکتونیک (tectonic)‌ می‌گویند. این صفحه‌‌ها مانند شکسته شدن یخ در یک دریاچه یخ بسته است.
  حرکات آهسته جبه منجر به حرکت پوسته و در نتیجه حرکت قاره ها‌‌، شکل گیری کوهستان ها‌‌، آتشفشان‌‌ها و زلزله‌‌ها می‌گردد. در بعضی جاها‌‌، مخصوصا ته اقیانوس ها‌‌، تکتونیک‌‌ها از هم جدا‌ می‌شوند. مگما از جبه به بالا‌ می‌آید تا شکاف‌‌های بین صفحه‌‌ها را پر کند. به قسمت‌‌هایی که تکتونیک‌‌ها از هم جدا شده اند‌‌، مرکز گسترش‌ می‌گویند. بسیاری از آتشفشان‌‌ها در این قسمت‌‌ها رخ‌ می‌دهند. با سرد شدن مواد بیرون آمده از این آتشفشان‌‌ها پوسته‌‌های اقیانوسی ساخته شده از سنگ‌‌های بازالت شکل‌ می‌گیرند.

 

سابداکشن (Subduction)

پوسته زمین نمی‌تواند در هر کجا و هر سمت گسترده شود. در بعضی قسمت‌ها مقداری از پوسته باید برداشته شود. وقتی دو صفحه یکدیگر را هل‌ می‌دهند‌‌، یکی از آنها به درون جبه فرو‌ می‌رود. به این فرایند سابداکشن‌ می‌گویند. صفحه فرو رفته درون زمین نهایتا ذوب‌ می‌شود و به شکل مگما در‌ می‌آید. بیشتر مگمای ایجاد شده بر اثر سابداکشن به سطح زمین نمی رسد بلکه در پوسته آن سرد شده و سنگ‌‌های پلاتونیک را ایجاد‌ می‌نماید.پوسته قاره‌ای به دلیل ضخامت و سبک بودن در زمین فرو نمی رود بلکه پوسته سنگین اقیانوسی دچار سابداکشن‌ می‌گردد.

مرز بین دو صفحه در محل برخورد با شیاری بسیار عمیق در کف اقیانوس مشخص‌ می‌شود. این شیارها عمیق ترین بخش‌‌های اقیانوس هستند و عمق آنها تا ۱۱.۰۰۰ متر نیز‌ می‌رسد. صفحه بالاتری که در سطح زمین باقی‌ می‌ماند ممکن است پوسته قاره‌ای و یا اقیانوسی باشد. این صفحه به زیر نمی رود ولی تحت تاثیر سابداکشن قرار‌ می‌گیرد. وقتی دو صفحه به سمت هم حرکت‌ می‌کنند‌‌، لبه‌‌های پوسته بلند تر تحت فشار قرار‌ می‌گیرد.

صفحه ضخیم‌تر و بلند‌تر‌ می‌شود و مناطق کوهستانی بر سطح آن ایجاد‌ می‌گردند. وقتی سنگ‌‌های صفحه فرو رونده به عمق ۱۰۰ کیلومتری زمین‌ می‌رسند‌‌، شروع به ذوب شدن و تشکیل مگما‌ می‌نمایند. بخشی از این مگما به سطح رسیده و منجر به وقوع فوران‌‌های آتشفشانی‌ می‌گردد. مناطقی با آتشفشان‌‌های فراوان مانند پرو‌‌، ژاپن و شمال غربی ایالات متحده‌‌، در نزدیکی مناطقی قرار دارند که سابداکشن رخ‌ می‌دهد

 

جهت کسب اطلاعات بیشتر مطالعه این دو فایل به شما کمک خواهد کرد. (دانلود فایل 1 – دانلود فایل 2)