up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله سنگ هاي کربناته PDF
QR code - سنگ هاي کربناته

سنگ هاي کربناته

آشنايي با سنگ هاي کربناته و رده بندي سنگ هاي آهکي (1)

سنگ آهک کربنات کلسيم CaCO۳ به ندرت به صورت آهک خالص در طبيعت پيدا مي شود اين سنگ بيشتر به صورت آهک رسي , آهک ماسه اي و دولوميت يافت مي گردد ناخالصيهاي مهم سنگ آهک شامل منيزيم , سليس , آلومينيم و منگنز است
● آشنايي:
سنگ آهک کربنات کلسيم(CaCO۳) به ندرت به صورت آهک خالص در طبيعت پيدا مي‌شود. اين سنگ بيشتر به صورت آهک رسي ، آهک ماسه‌اي و دولوميت يافت مي‌گردد. ناخالصيهاي مهم سنگ آهک شامل منيزيم ، سليس ، آلومينيم و منگنز است.
● نحوه تشکيل:
سنگهاي آهکي از نظر ژنتيکي و نحوه تشکيل به دو گروه عمده و بزرگ آهکهاي برجا و آهکهاي نابرجا تقسيم مي‌شوند. آهکهاي برجا شامل کليه سنگ آهکهاي ستونهايي مي‌گردد که طي فرآيندهاي شيميايي و بيوشيميايي در محلي که وجود دارند، تشکيل گرديده‌اند. اصولا تشکيل در جاي رسوبات آهکي مربوط به فعاليتهاي بيولوژيکي بوده و از منشا بيوشيميايي مي‌باشند. مانند تراورتن و ستونهاي آهکي. آهکهاي نابرجا آهکهايي را شامل مي‌گردد که از نظر بافتي به سنگهاي کلاسيک شباهت داشته ، ولي از نظر منشا تشکيلاتشان کاملا مربوط به فرآيندهاي شيميايي است. مانند آهکهاي تخريبي و ماسه‌اي
● نحوه ي شناسايي سنگهاي کربناته:
۱) وجود اشفتگي زيستي ياBIOTURBATION در سنگ : وقتي شرايط زندگي جاندار تغيير ميکند باعث مرگ ناگهاني انها شده و اين اثار در سنگهاي کربناته ديده ميشود که البته وجود انها در مادستون ها محيط دريايي را نشان ميدهد.
۲)GEOPETAL : قطعات تشکيل دهنده سنگ از دو کفه ايها باشد و قسمت ÷ايين ان از ماتريکس و بالاي ان از سيمان پر شده باشد . که اين فابريک بالاي لايه و پايين انرا مشخص ميکند .
۳)LAMINATED FABRIC :لايه هاي تيره و روشن که توسط جلبک ها تشکيل ميشوند مثل :STROMATOLITES
۴) EYE BIRD : فابريک چشم پرنده اي از فابريکهاي فنسترال است در اثر حفرات ناشي از گاز موجود در ماتريکسها ست . بيشتر در محيط جزر و مدي ديده ميشوند .
● شکل و گسترش سنگهاي کربناته:
رسوبات کربناته جديد در محيطهاي رسوبي مختلفي تشکيل شده و به اشکال گوناگون گسترش دارند. با وجود تنوع زيادي که در محيط رسوبي کربناتها وجوددارد، بطور کلي اين محيطها را مي‌توان در دو گروه بزرگ زير مطالعه نمود.
کربناتها در محيطهاي عميق:
سنگهاي کربناته که در محيطهاي عميق دريايي عصر حاضر تشکيل مي‌گردند، در دو گروه به شرح زير مشخص مي‌شوند.
گروه اول:
آهکهايي هستند که از مناطق کم عمق تر حوضه رسوبي توسط جريانهاي زير دريايي يا جريانهاي توربيديتي به مناطق عميق منتقل شده و به تدريج بر حسب اندازه و وزن مخصوصشان رسوب کرده‌اند. اين مواد منتقل شده ، طبعا ريز دانه و از بقايا و اسکلت جانوران و ارگانيسمهاي دريايي هستند که از آن جمله مي‌توان جلبکهاي آهکي رانام برد.
گروه دوم:
آهکهايي هستند که منشا آنها ، صدف و پوسته فرامينفرها و پلانکتونهايي نظير گلوبيژرينا مي‌باشد. تشکيل لجنهاي گلوبيژرينا در اعماق زيادتر يعني حدود ۴۰۰۰ متر به پايين به علت نا‌پايداري پوسته آهکي و حل شدن آنها در آب دريا ، متوقف مي‌گردد.
کربناتها در محيطهاي کم عمق:
معمولا محيطهاي کم عمق ، در حاشيه و سواحل درياهاي آزاد گسترش داشته و اين سواحل محل مناسبي براي تشکيل آهکهاي مربوط به اين محيطها هستند.
● ساخت سنگهاي آهکي:
ساخت سنگهاي آهکي اعم از انواع برجا و يا آهکهاي نابرجاي تخريبي شامل بعضي يا تمام بخشهاي زير است.
۱) دامنه‌هايي تخريبي از تمام منشا شيميايي يا اکوکمها.
۲) مواد پرکننده بسيار دانه ريز به صورت گل کربناته که فضاهاي خالي بين دانه و درون دانه‌ها را پر کرده است.
۳) سيمان کربنات کلسيم که در اغلب قريب به اتفاق موارد ، کلسيتي است و بعد از نهشتگي تشکيل مي‌گردد. اين نيز نقش پرکننده فضاهاي خالي بين و درون دانه‌ها را ايفا مي‌کند.
● موارد استعمال آهک:
▪ تهيه منشورهاي نيکل:
اسپت ديسلند که نوعي کربنات کلسيم است، براي تهيه منشورهاي نيکل در ميکروسکوپها ، فتومترها و کولوريمترها بکار مي‌رود.
▪ تهيه کود:
نوع نامرغوب آن در صنعت تهيه قليائيان و به عنوان کود در زمينهاي بي آهک بکار مي‌رود.
▪ تهيه شيشه:
در صنعت شيشه‌سازي ، کلسيت خالص را به مذاب شيشه‌ها اضافه مي‌کنند، گاز کربنيک حاصله از ذوب آن موجب همگن شدن توده مذاب شيشه مي‌گردد.
▪ استفاده در صنايع شيميايي:
آهک در صنايع شيميايي به عنوان يک ماده اوليه و همچنين براي خنثي کردن اسيد و به عنوان کمک ذوب ، ماده قليا کننده ، جاذبه رطوبت ، عامل چسبندگي و... بکار مي‌رود. اين نوع آهک بايستي با درصد کلسيم زياد باشد.
▪ تهيه پودر مل:
سنگ آهک با درصد بالا از کربنات کلسيم در کارخانه‌هاي سنگ کوبي به صورت پودر تهيه مي‌گردد که به عنوان مل به بازار عرضه مي‌شود.
▪ استفاده در صنعت سيمان :
سنگ آهک به مقدار زياد در صنايع استعمال مي‌شود. ترکيب سيمان به صورت (آهک، رس ، آهن ، گچ ، سيليس) که با درصدهاي مختلفي اين مخلوط در کوره پخته و محصول حاصل بعد از خرد شدن و مخلوط شدن با آب و بعد از سفت شدن به سيمان تبديل مي‌شود.
▪ ديگر مصارف سنگ آهک :
نمونه‌اي از سنگ آهک بسيار دانه ريز که به سنگ چاپ معروف است، قابل استفاده در چاپ و امور چاپي است. بالاخره سنگهاي آهکي در خمير دندان سازي، لاک سازي ، عطرسازي و لاستيک سازي کاربرد دارند.
سنگ هاي آهکي:
فرآيندهاي بيولوژيکي و بيوشيميايي تشکيل رسوبات کربناته مهم هستند، هر چند ته نشست غير آلي CaCO۳ از آب دريا نيز انجام مي‌شود. پس از رسوبگذاري ، فرايندهاي فيزيکي و شيميايي دياژنزي مي‌تواند بطور قابل ملاحظه‌اي رسوب کربناته را تغيير دهد. سنگهاي آهکي در سرتاسر جهان و در هر دوره زمين شناسي از پرکامبرين به بعد يافت مي شوند، و منعکس کننده تغييرات انجام شده از طريق تکامل و انقراض بي‌مهرگان با اسکلت‌هاي کربناته مي‌باشند.
سنگهاي آهکي در پرکامبرين نيز فراوانند، ليکن معمولا دولوميتي شده و بيشتر حاوي استروماتوليت هستند، که عمدتا توسط سيانو باکتريا (جلبک سبز - آبي) توليد شده‌اند.
● اهميت اقتصادي سنگهاي آهکي:
امروزه اهميت اقتصادي سنگهاي آهکي عمدتا در رابطه با خواص مخزن آنها مي‌باشد چون در حدود نيمي از مخازن مهم نفتي جهان در سنگهاي کربناته قرار دارد. سنگهاي آهکي نيز ميزبان رسوبات سولفيد سرب و روي اپي ژنتيکي از نوع دره مي سي سي پي هستند که داراي مصارف صنعتي و شيميايي خيلي زيادي ، از جمله در ساختن سيمان مي‌باشند.
● گسترش سنگهاي آهکي:
در نتيجه رويدادهاي اخير زمين شناسي و با توجه به دوره يخچالي پليستوسن و پايين آمدن سطح آب دريا در جهان ، در حال حاضر رسوبات کربناته درياهاي عميق گسترش وسيعي ندارند. در گذشته درياهاي اپي ريک کم عمق بطور متناوب نواحي قاره‌اي را بطور وسيع مي‌پوشانده‌اند بطوري که سنگهاي آهکي در هزاران کيلومتر مربع رسوب کرده‌اند. و مقياس وسيع ، گسترش رسوبگذاري کربناتها با بالا بودن سطح آب دريا در جهان انطباق دارد.
●عوامل کنترل کننده رسوبگذاري کربناتها:
▪ درجه حرارت:
بسياري از موجودات با اسکلت کربناته ، نظير مرجانهاي ريف ساز و بسياري از جلبکهاي سبز آهکي ، براي رشد خود به آبهاي گرم نياز دارند. بنابراين اکثر رسوبات کربناته در کمربند گرمسيري - نيمه گرمسيري و در حدود ۳۰ درجه شمال و جنوب خط استوا يافت مي‌شوند.
▪ شوري:
توليدات بيولوژيکي در آب دريا با درجه شوذي نرمال در عمق کم (کمتر از ۱۰ متر)، و بخش آشفته منطقه نوري (به طرف پايين تا عمقي که نور نفوذ مي کند، در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ متر) در حد ماکزيمم است.
▪ عمق:
دانه‌هاي غير اسکلتي ، نظير آئيدها و گل آهکي ، فقط در آبهاي گرم کم عمق گرمسيري ته نشين مي‌شوند. در محيط پلاژيک آبهاي عميق‌تر ، لجن‌هاي آهکي بطور وسيعي گسترش مي‌يابند که عمدتا از اسکلت‌هاي موجودات پلاژيک ، فرامينيفر و کوکوليتي که در منطقه نوري زندگي مي‌کنند، تشکيل شده‌اند. نرخ بالاي انحلال کربنات در اعماق چندين کيلومتري باعث مي‌شود تا مقدار کمي کربنات در زير اين عمق رسوب کند. سنگهاي آهکي در درياچه‌ها و خاک‌ها نيز تشکيل مي‌شوند.
● ورود مواد سيليسي آواري:
يکي از عوامل مهم کنترل کننده رسوبگذاري کربناتها، فقدان مواد سيليسي آواري است. بيشتر موجودات توليد کننده کربنات مي‌توانند ورود مقادير زيادي گل آواري را تحليل نمايند.
● کاني شناسي رسوبات کربناته:
آراگونيت و کلسيت دو کاني فراوان کربنات کلسيم در رسوبات عهد حاضر و قديم هستند. دو نوع کلسين تشخيص داده مي‌شود که به مقدار منيزيم بستگي دارد، کلسيت با منيزيم که يا کمتر از ۴% مول MgCO۳ و کلسيت با منيزيم بالا با بيشتر از ۴% مول. ولکن بطور تيپيک بين ۱۱ و ۱۹ درصد مول MgCO۳ دارد در مقايسه ، آراگونيت معمولا داراي مقدار خيلي کم منيزيم است. رسوب عهد حاضر بيشتر به دانه‌هاي اسکلتي و غير اسکلتي موجود بستگي دارد. اسکلت‌هاي کربناته موجودات داراي يک ترکيب کاني شناسي خاص يا مخلوطي از کانيهاست هر چند مقدار منيزيم در کلسيت‌ها متغير بوده و تا حدودي به درجه حرارت آب بستگي دارد.
آراگونيت در درجه حرارت و فشار سطحي ناپايدار است و با گذشت زمان کلسيت با منيزيم بالا ، Mg خود را از دست مي‌دهد. بنابراين تمام رسوبات کربناته‌اي که داراي کاني شناسي اوليه مخلوطي هستند در طي دياژنز به کلسيت با Mg پايين تبديل مي‌شوند. کانيهاي غير کربناته در سنگ آهک شامل کوارتز ، رس آواري ، پيريت ، هماتيت ، مسقات با منشا دياژنتيکي مي‌باشد. کانيهاي تبخيري ، بويژه ژيپس و ايندريت ، ممکن است بطور تنگاتنگ با توالي‌هاي سنگ آهک همراه باشد.
● ديد کلي:
از آنجايي که فراوانترين سنگهاي رسوبي، سنگهاي آهکي هسند و چون کانيهاي اصلي تشکيل دهنده اين سنگها معمولا از نوع کلسيت، آراگونيت و دولوميت مي باشد و در بعضي از سنگهاي آهکي مقادير ناچيزي آنکريت و سيدريت مشاهده مي‌شود، لذا در اين مبحث بيشتر به بررسي اين کانيها مي پردازيم. از بين اين کانيها، کلسيت و دولوميت بسيار فراوان بوده و آراگونيت، آنکراسيت و سيدريت به مقدار کمتري يافت ميشوند. تمام اين کانيها به استثناي آراگونيت در سيستم هگزاگونال متبلور مي‌شوند. هر يک از کانيهاي ذکر شده را به طور مختصر در زير شرح مي دهيم.
▪ کلسيت:
کلسيت در بيشتر موارد بافت موزائيکي بي شکلي را دارد و در االيت ها و بعضي از سيمانهاي ته نشين شده ممکن است شکل شعاعي يا رشته اي داشته باشد. کلسيت در سنگهاي آهکي هم به صورت اوليه و هم به صورت ثانويه وجود دارد. مواد اسکلتي بعضي از موجودات آراگونيتي، و بعضي منحصرا کلسيتي است و در بعضي از آنها بخشي از آراگونيتي و بخشي کلسيتي مي باشد. کلسيت هاي موجود در سنگهاي آهکي معمولا از نوع CaCo۳ خالص مي باشند و تقريبا عاري از آهن و منيزيم مي باشند. کلسيت در بيشتر سنگهاي آهکي يا به صورت اجزاي اصلي تشکيل دهنده خرده هاي فسيلي بوده، و يا به صورت سيمان ته نشيني ديده ميشود. ضمنا ممکن است کلسيت از تبلور مجدد آراگونيت نيز ايجاد شده باشد که اين اشکال مختلف کلسيت را مي توان از روي شکل هندسي بافت آنها از يکديگر متمايز کرد.
▪ دولوميت:
دولوميت در بعضي از سنگهاي آهکي همراه با کلسيت يافت مي شود. معمولا تشخيص اين دو کاني از يکديگر مشکل است. معمولا شکل رومبوهدرال دولوميت، اين کاني را از کلسيت متمايز مي کند. دولوميت معمولا به صورت اوليه بوده و در بيشتر موارد بر اثر جانشيني کلسيت يا آراگونيت به وجود مي آيد. دولوميت موجود در ساختمانهاي فسيلي در اصل بر اثر جانشيني بعد از عمل رسوبگذاري حاصل مي‌شود. لوزيهاي دولوميتي پراکنده که ساختمانهاي اوليه سنگ را به طور عرضي قطع مي کنند ممکن است از نتيجه آزاد شدن منيزيم بر اثر تجزيه کلسيتهاي نيمه پايدار حاوي منيزيم زياد، به وجود آمده باشند. بنابراين سنگهايي که کاملا از بلورهاي موزائيکي دولوميت تشکيل شده باشند، وجود منيزيم را تاييد مي کنند.
▪ آراگونيت:
آراگونيت پلي مورفي از کربنات کلسيبم مي باشد. اين کاني داراي سيستم کريستالي ارتورومبيک بوده و از نظر خصوصيات نوري و ساير خواص فيزيکي با کلسيت تفاوت دارد. آراگونيت از اجزاي اصلي تشکيل دهنده صدف دو کفه ايها و شکم پايان و بعضي از مرجانها مي باشد. آراگونيت همچنين به شکل رسوبات کربناته شيميايي ته نشين مي‌شود. گلهاي کربناته عهد حاضر عمدتا از سوزنهاي آراگونيتي ريز تشکيل شده اند. اووئيدهاي آهکي عهد حاضر آراگونيتي هستند و آراگونيت به صورت بلورهاي سوزني شکل که به حالت مماسي قرار دارند، لايه هاي متحدالمرکز را تشکيل مي‌دهند.
▪ سيدريت
سيدريت از مواد کمياب بوده و معمولا در بعضي از سنگهاي آهکي جز عناصر فرعي محسوب مي شود. فرمول شيميايي سيدريت، FeCo۳ مي باشد، آهن دو ظرفيتي معمولا در کاني دولوميت وجود دارد، اما در بعضي موارد، نظير سنگ آهکهايي که با سنگ آهنهاي سيدريتي همراه مي باشند، آهن دو ظرفيتي به شکل لوزيهاي سيدريتي پراکنده اي يافت مي شود. اکسيداسيون خفيف موجب تجزيه سيدريت گريده و اين واکنش به سادگي توسط رنگ تند اکسيد آهن در امتداد کيلواژ و مرز دانه ها قابل رويت است
● رده بندي سنگ هاي اهکي
▪ ديد کلي:
طبقه‌بندي سنگها معمولا بر اساس توصيف بافت و کاني شناسي آنها مي‌باشد که اين نوع طبقه‌بندي به طبقه‌بندي توصيفي موسوم است. نوع ديگر طبقه‌بندي بر اساس چگونگي تشکيل سنگها مي‌باشد که به طبقه‌بندي ژنتيکي مشهور است که در واقع طبقه بندي سنگها بر اساس محيط رسوبگذاري آنها مي‌باشد. براي سنگهاي آهکي طبقه‌بنديهاي مختلفي ارائه شده است که مهمترين آنها طبقه‌بندي ارائه شده گرابو در سال ۱۹۰۴ ، فولک در سال ۱۹۶۲ و دانهام ۱۹۶۲ مي‌باشد.
▪ طبقه‌بندي گرابو:
گرابو سنگهاي رسوبي را به دو دسته اگزوژنتيک و اندوژنتيک تقسيم کرده است. همچنين از نظر اندازه براي ذرات تشکيل دهنده سنگ به جاي واژه هاي گراول ، ماسه و گل (سيليت و رس) ، واژه‌هاي رودايت ، آرنايت و لوتايت را بکار برده است. وي براي نامگذاري سنگها نوع کانيهاي تشکيل دهنده آنها را به صورت پيشوند قبل از واژه‌هاي ذکر شده اضافه مي‌کند. چون سنگهاي آهکي تماماً از کربنات کلسيم درست شده‌اند در آغاز هر يک از واژه‌هاي رودايت ، آرنايت و لوتايت کلمه کالک (calc) اضافه مي‌گردد و بر اساس اندازه ذرات تشکيل دهنده عبارتند از :
۱) سنگ آهک دانه درشت يا کالکي رودايت (calcirudite)
۲) سنگ آهک دانه متوسط يا کالک آرنايت (calcarenite)
۳) سنگ آهک دانه ريز يا کالکي لوتايت (calcilutite)
تقسيم‌بندي سنگ آهکهاي حاوي فسيل
اگر سنگ حاوي فسيل باشد ، قبل از اسم سنگ کلمه اسکلت (skeletal) نام سنگ اضافه مي‌شود که بيانگر وجود فسيل در سنگ مي‌باشد .
تقسيم‌بندي دقيقتر سنگها:
براي طبقه‌بندي دقيقتر ذرات علاوه بر اندازه ذرات تشکيل دهنده سنگهاي کربناته مي‌توان از اختصاصات ديگري از قبيل نوع طبقه‌بندي و غيره استفاده کرد و آنها را بطور دقيقتر نامگذاري نمود به عنوان مثال سنگ آهک دانه ريز با لاميناسيون.
طبقه‌بندي گرابو براي نامگذاري سنگهاي آهکي در نمونه‌هاي دستي و توصيف آنها در بيابان بسيار مفيد بوده و کاربرد آن ساده تر از طبقه‌بنديهاي ديگر است.
● طبقه‌بندي فولک:
اين طبقه‌بندي توسط فولک در سال ۱۹۶۲ براي توصيف سنگهاي آهکي ارائه شده است. طبقه‌بندي فولک بر اساس ذرات تشکيل دهنده و بافت سنگهاي آهکي مي‌باشد. بر طبق گفته فولک اجزاي تشکيل دهنده سنگها از سه گروه آلوکمها (allochem) ، لجن‌هاي کلسيت ميکروکريستالين (microcrystallincalciteooze) و سيمان کلسيت اسپاري (sparrycalcitecement) مي‌باشد.
فولک بر اساس اجزاي تشکيل دهنده سنگ آهکها ، سنگهاي آهکي را به چهار گروه تقسيم مي‌کند که عبارتند از :
آهکهاي نوع اول (Type I) : که حاوي مقدار زيادي عناصر آلوکم مي‌باشند و توسط سيمان اسپاري به هم متصل شده‌اند.
آهکهاي نوع دوم (Type II) : که اين دسته از سنگهاي آهکي از مقدار زيادي ذرات آلوکم که درون ماتريکسي از کلسيت ميکروکريستالين (ميکرايت) قرار گرفته است تشکيل شده‌اند.
آهکهاي نوع سوم (Type III) : سنگهاي آهکي نوع سوم ، سنگهاي ميکروکريستالين (micro crystallin Rocks) ناميده مي‌شوند و از ذرات دانه ريز يا کريستالهاي ريز بلور کربنات کلسيم درست شده‌اند.
آهکهاي نوع چهارم (Type IV) : اين نوع سنگها از باقي مانده موجوداتي که در محيط رشد کرده و پس از مرگشان ريف را ساخته‌اند درست شده‌اند و بايوليتايت ناميده مي‌شوند.
در واقع فولک سنگها را بر اساس عناصر تشکيل دهنده سنگهاي آهکي نامگذاري مي‌کند.
▪ طبقه بندي سنگ هاي اهکي توسط دانهام:
اين طبقه‌بندي بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاري ، براي سنگهاي آهکي ارائه شده است. در اين تقسيم‌بندي سنگها به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
دسته اول: شامل سنگهايي است که در هنگام رسوبگذاري اجزاي تشکيل دهنده آنها به هم متصل بوده‌اند و باندستون ناميده مي‌شوند.
دسته دوم: سنگهايي هستند که اجزاي تشکيل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاري به هم متصل نشده‌اند. اين دسته شامل چهار گروه گرينستون (Grain stone) ، پکستون (Packstone) ، وکستون (Wacke stone) و مادستون (Mud stone) مي‌باشند.
علاوه بر اين دو دسته اصلي از سنگهاي آهکي که بر اساس بافت رسوبي در هنگام رسوبگذاري تقسيم‌بندي شده‌اند گروه ديگري از سنگهاي آهکي وجود دارد که بافت رسوبي در آنها قابل تشخيص نمي‌باشد. اين دسته از سنگها متبلور بوده و در آنها عمل تبلور مجدد صورت گرفته است. اين نوع سنگها را کربناتهاي بلورين مي‌نامند. مانند سنگ آهک کريستالين و دولوميت کريستالين. گرچه اين دسته از سنگها فاقد بافت رسوبي هستند ولي معمولا از روي شبح و شکل دانه‌هاي متبلور موجود در سنگ مي‌توان آنها را بر مبناي منشا تشکيل دانه‌ها نامگذاري کرد
● ديد کلي:
اين طبقه‌بندي بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاري ، براي سنگهاي آهکي ارائه شده است. دانهام بر اساس اينکه اجزاي تشکيل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاري به هم متصل شده‌اند و يا اينکه بعد از رسوبگذاري به هم متصل شده باشند آنها را به دو دسته اصلي تقسيم مي‌کند.
۱) دسته اول:
اين دسته شامل سنگهايي است که اجزاي تشکيل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاري به هم متصل شده‌اند. اين سنگها باندستون (Bound stone) ناميده مي‌شوند . از جمله اين سنگها مي‌توان ريف‌ها ، استروماتوليتها ، تراورتن و غيره را نام برد. طبق نظر دانهام سه عامل ممکن است باعث متصل شدن اجزاي تشکيل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاري شود که عبارتند از :
اتصال در هنگام رسوبگذاري در اثر رشد جانداراني از قبيل مرجانها و رويش پوسته‌هاي فرامينيفرها بر روي يکديگر ، تشکيل لاميناسيونها بر خلاف نيروي جاذبه ، مانند استراماتوليتها و وجود حفره‌ها و تونلهاي کوچک و بزرگي که در کف آنها رسوبگذاري صورت گرفته و شکافهاي آنها توسط مواد آلي يا شبه آلي پر شده است مانند تونلهاي کوچک و بزرگي که در ريفهاي مرجاني ديده مي‌شود.
۲) دسته دوم:
اجزاي تشکيل دهنده اين دسته از سنگها در هنگام رسوبگذاري به هم متصل نشده‌اند . اين سنگها بر اساس اينکه حاوي گلهاي آهکي و يا اينکه فاقد آن باشند به ۴ گروه تقسيم شده‌اند.
▪ گرينستونها (Grainstones):
اين گروه از سنگها فاقد گلهاي آهکي مي‌باشند . از نظر هيدروليکي اين سنگها ممکن است توسط جريانهاي آبي يا در اثر شسته شدن و از بين رفتن رسوبات گلي و يا رسوبگذاري سريع ذرات دانه درشت تشکيل شده باشند. نام گرينستون به علت عدم حضور گل هاي آهکي را براي اين سنگها در نظر گرفته‌اند . چنانچه ذرات دانه درشت به هم متصل نشده باشند ممکن است آثار تبلور مجدد در گلهاي آهکي موجود در بين اين ذرات مشاهده شود.
تقسيم بندي گرينستونها : بر اساس قطر ذرات ، جورشدگي و سايش گرينستونها را مجددا تقسيم‌بندي کرده‌اند . اين زير تقسيم‌هاي گرينستونها عبارتند از : کلسي رودايت (calcirudite) ، جورسنگ (sorted stone) و ورن ستون (worn stone) مي‌باشد.
▪ پکستون (Pack stone):
پکستون عبارت است از سنگ آهکي است که داراي دانه و مقداري گل کربناته باشد. تعبير و تفسير اين سنگها چون حاوي دانه که در محيط آشفته تشکيل مي‌شود و گل که در محيطهاي آرام رسوب مي‌کنند کمي پيچيده و مشکل مي‌باشد و به مطالعات و بررسيهاي دقيقتري احتياج دارد. بر طبق گفته دانهام اين سنگها ممکن است بر اثر فشردگي سنگهاي وکستون حاصل شده و بين دانه‌ها بوسيله رسوبات گلي پر شده باشد.
همچنين ممکن است بر اثر رسوبگذاري ذرات دانه درشت در روي رسوبات دانه ريز که قبلا گذاشته شده‌اند اين ذرات تشکيل گردند يا اينکه ذرات درشت و ريز در اثر تغييرات شرايط محيطي با يکديگر رسوب کرده باشند. البته احتمال اينکه اختلاط ذرات دانه ريز و درشت موجود در طبقات مختلف توسط موجودات زنده انجام گرفته باشد و اين موجودات باعث به هم ريختگي و اختلاط در اين طبقات گردند، وجود دارد.
▪ وکستون (wackestone):
اين واژه براي سنگهاي آهکي گلي که حاوي بيش از ۱۰ درصد دانه هستند بکار مي‌رود. در اين سنگها دانه‌ها توسط ماتريکس گلي به يکديگر متصل شده‌اند. وکستون‌ها تا حدودي هم ارز سنگهاي آهکي کالک آرنايت و کلسي لوتايت مي‌باشند.
▪ مادستون (mudstone):
سنگهاي آهکي را که داراي کمتر از ۱۰ درصد دانه باشد مادستون مي‌نامند. ذرات اين سنگها نيز مانند وکستون‌ها توسط ماتريکس گلي به هم متصل شده‌اند. مادستون‌ها مترادف سنگهاي کلسي لوتايت مي‌باشند. البته بايد توجه داشت که مادستون‌ها نشانگر ترکيب کاني شناسي سنگ را که ممکن است کلسي لوتايت دولوميت‌دار و همچنين منشا گل را که ممکن است آواري باشد را مشخص نمي‌نمايد. مادستون‌ها علاوه بر اينکه نشان دهنده رسوبگذاري در محيطهاي آرام مي‌باشند بيانگر عدم وجود ارگانيسم هاي مولد دانه در آب نيز هستند.
کربناتهاي بلورين:
علاوه بر دو دسته سنگهاي بلورين آهکي که بر اساس بافت رسوبي در هنگام رسوبگذاري تقسيم‌بندي شده‌اند. گروه ديگري از سنگهاي آهکي وجود دارد که بافت رسوبي در آنها قابل تشخيص نمي‌باشد. اين دسته از سنگها را کربناتهاي بلورين نامگذاري کرده اند مانند سنگ آهک کريستالين. اگر چه اين سنگها فاقد بافت رسوبي هستند ولي معمولا از روي آثار باقي مانده و شکل دانه‌هاي متبلور موجود در سنگ مي‌توان آنها را بر مبناي منشا تشکيل دانه‌ها نامگذاري کرد
سنگ هاي اواري(تريجنوس):
▪ ذرات رسوبي آواري:
اين گروه از رسوبات از تخريب سنگهاي موجود در سطح زمين حاصل شده اند. ذرات تشکيل دهنده اين گروه داراي مقاومت مکانيکي و ثبات شيميايي زيادي در مقابل هوازدگي مي باشند. اگر مقاومت ذرات کم باشد در منشا و يا بعد از رسوبگذاري تجزيه شده و کاني هاي جديدي از آنها حاصل مي شود. از جمله کاني هايي که در اثر تجزيه ساير کاني ها و ذرات حاصل مي شوند کاني هاي رسي مي باشند. ذرات آواري به دو دسته غير آلي و آلي تقسيم مي شوند.
ذرات رسوبي در اثر تخريب سنگ هاي آذرين، دگرگوني و رسوبي، انفجار آتشفشانها و يا در اثر فعل و انفعالات شيميايي و بيوشيميايي به وجود مي آيند. در واقع منشا رسوبها يا از عمل تخريب موادي است که قبلا وجود داشته و پس از به حرکت در آوردن در اثر نيروي جاذبه ته نشين شده است و يا نتيجه فعل و انفعالات فيزيکو شيميايي محيط رسوبي است و يا از اثر موجودات زنده حاصل شده است.
به طور کلي رسوبات را از لحاظ منشا تشکيل به ۴ دسته کلي رسوبات تخريبي يا آواري رسوبات شيميايي و بيوشيميايي و ذرات پيرو کلاستيکي يا آذر آواري تقسيم مي کنند. البته با وجود اين تقسيم بندي، تشخيص مطلق هر يک از اين گروهها در طبيعت امکان ندارد چون تمامي اين گروهها کم و بيش با هم مخلوط شده اند. به همين منظور براي تعيين نوع رسوب بايد به اکثريت مواد تشکيل دهنده رسوب توجه کنيم.
▪ ذرات آواري آلي:
اين ذرات از تخريب و حمل و نقل مجدد رسوبات حاوي کربن بوجود آمده اند. براي مثال مي توان ذرات تخريبي آنتراسيت و کروژن و تکه هاي جامد واکس را نام برد. در واقع اين مواد هيدروکربن هاي غير قابل حل، با ساختمان پليمري و زنجيري بلند وطويل مي باشند. کروژن فراوانترين مواد آلي موجود در رسوبات دنيا را تشکيل مي دهد. کروژن از تجزيه و فساد مواد آلي در درجه حرارت پايين و در پوسته جامد زمين تشکيل شده است. اين ماده داراي ثبات بسيار زيادي مي باشد و در حلال هاي آلي و يا اسيدها حل نمي شود و همچنين در درجه حرارت هاي معمولي اکسيده نمي شود.
▪ ذرات آواري غير آلي:
اين ذرات بر اثر هوازدگي بر روي سنگ هاي منشا تشکيل مي شوند. هوازدگي به دو صورت فيزيکي و شيميايي بر روي سنگ منشا اثر مي گذارد. در هوازدگي مکانيکي عوامل شيميايي هيچ تاثير ندارند. از جمله عوامل مکانيکي مي توان به تغييرات درجه حرارت روز و شب در نواحي کويري، ذوب را انجماد آب در درون درز و شکاف ها و... اشاره کرد.
تخريب شيمايي توسط مواد محلول در آب انجام مي شود. مواد محلول باعث مي شوند تا قسمتي از کاني هاي موجود در سنگ، تجزيه شده و کاني هاي جديدي حاصل شود. عوامل موثر در ميزان هوازدگي سنگ منشا عبارتند از اثر توپوگرافي، آب و هوا و گياهان موجود در محل و سنگ هاي موجود در منطقه.
ذرات آواري غير آلي داراي انواع زيادي هستند که در زير برخي از آنها اشاره شده است:
کوارتز:
تمام سنگهاي آذرين و اغلب سنگهاي دگرگوني به استثناي سنگ کوارتزيت که ممکن است تا حدود ۱۰۰ درصد حجم سنگ از کوارتز تشکيل شده باشد، حاوي کوارتز هستند و مقدار آن از خيلي کم تا ۴۰ درصد حجم کل سنگ را تشکيل مي‌دهد. ولي برعکس در سنگهاي آواري تيپيک ، کوارتز بطور فراوان يافت مي‌شود، زيرا مقاومت مکانيکي و ثبات شيميايي آن در مقابل عمل فرسايش بسيار زياد است.
با استفاده از مقاطع نازک و مطالعه آنها به توسط ميکروسکوپ پلاريزان مي‌توان انواع کوارتز را بر اساس نوع خاموش ، انکلوزيون و مقدار ذرات پلي‌کريستالين موجود در سنگ را ، که در رابطه با منشا آنهاست، تعيين نمود. کريستالهاي منفرد کوارتز داراي خاموشي مستقيم و موجي مي‌باشند. دانه‌هاي کوارتز ولکانيکي در نور پلاريزان داراي خاموشي مستقيم است ولي دانه‌هاي کوارتز پلوتونيکي و دگرگوني داراي خاموشي مستقيم و موجي هستند. خاموشي موجي معمولا منعکس کننده فشار در شبکه کريستالي است.
مطالعات آماري نشان داده است که حد متوسط خاموشي در دانه‌هاي کوارتز دگرگوني بيشتر از ۵ درجه است در حاليکه دانه‌هاي کوارتز پلوتونيکي داراي حد متوسط کمتر از ۵ درجه هستند. دانه‌هاي کوارتز به صورت کريستال منفرد يا مرکب در سنگها يافت مي‌شوند. دانه‌هاي کوارتز آتشفشاني غالبا تک کريستالي است. مقدار دانه‌هاي کوارتز پلي‌کريستالين در سنگهاي پلوتونيکي کمبوده و در سنگهاي دگرگوني با درجه بالا بيشتر و در سنگهاي دگرگوني با درجه کم ، فراوانتر است. همچنين تعداد کريستالهاي کوارتز در يک دانه پلي‌کريستالين که منشا دگرگوني با درجه کم داشته‌باشد بيشتر از سنگهاي دگرگوني با درجه بالا و سنگهاي پلوتونيکي است.
فلدسپاتها:
فلدسپاتها در سنگهاي آواري از نظر اهميت در درجه دوم قرار دارند، زيرا به علت داشتن رخ ، مقاومت مکانيکي کمتري نسبت به کوارتز در مقابل عمل فرسايش دارند و در اثر عوامل شيميايي به کانيهاي رسي تجزيه مي‌شوند. به اين دليل ، ميزان دانه‌هاي فلدسپات در رسوبات رودخانه‌اي بويژه سيکل اول ، به مراتب بيشتر از ماسه‌هاي ساحلي و تپه‌هاي شني است. فلدسپاتها در سنگهاي آذرين و دگرگوني بطور فراوان يافت مي‌شوند و بدين جهت در حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد رسوبات آواري عهد حاضر را تشکيل مي‌دهند. بطوري که در بالا اشاره شد، ممکن است فلدسپاتها قبل از تجزيه شدن در منشا بوسيله فرآيندهاي هوازدگي مکانيکي شکسته شده و بصورت ذرات آزاد توسط جريان آب از منطقه خارج شوند که اين خود به عوامل زير بستگي دارد:
□ توپوگرافي: اگر اختلاف ارتفاع زياد باشد، آب و هوا نقش مهمي را در تجزيه اين کانيها نخواهدداشت و اين کانيها قبل از تجزيه شدن توسط فرآيندهاي هوازدگي مکانيکي خردشده و در مسير جريان آب قرار مي‌گيرد.
□ آب و هوا: در آب و هوا خشک ، تجزيه شيميايي خيلي کم صورت مي‌گيرد، زيرا گياهان خيلي کم بوده و هوازدگي مکانيکي از اهميت زيادي برخوردار است. در چنين آب و هوايي توپوگرافي اثر چنداني نخواهدداشت.
□ يخچالها :تخريب توسط يخچالهاي باعث مي‌شود که مقدار زيادي از سنگهاي فلدسپاتدار منطقه کنده شود و قبل از تجزيه در مسير حرکت توسط يخچالهاي حمل گردد.
▪ خرده سنگها:
خرده سنگها دانه‌هايي هستند که خصوصيات قابل تشخيص از سنگ منشا خود را دارا باشند. اگر يک سنگ منشا ، خرد شود و کانيهاي مختلفي از آن آزاد گردد، اين دانه‌ها به نام خرده سنگ گفته نمي‌شود زيرا اختصاصات سنگ منشا را ندارد. خرده سنگها ممکن است از چندين کاني مختلف تشکيل شده‌ باشند. عواملي که باعث باقيماندن يا از بين رفتن اين گونه دانه‌هاي رسوبي مي‌شوند عبارتند از : نوع سنگ منشا ، فاصله يا فضاي بين اجزاي تشکيل دهنده ، نوع هوازدگي ، عوامل موثر در هنگام حمل و نقل ، هوازدگي (تجزيه شيميايي) بعد از عمل رسوبگذاري و فشارهايي که در هنگام سيماني شدن به آنها وارد مي‌شود.
اندازه اوليه خرده سنگها توسط قطعات شکسته شده در محل درزه‌ها ، گسل‌ها و سطح جدايي لايه‌ها از يکديگر تعيين مي‌گردد. همچنين قطعات بزرگ قبل از حرکت ممکن است دوباره شکسته شده و به قطعات ريزتري تبديل شوند. تجزيه فلرسپاتها در خرده سنگهاي گرانيتي باعث مي‌گردد که اين دانه‌ها خردشده و کانيهاي مقاومتري از قبيل کوارتز و کانيهاي سنگين را بطور جداگانه آزاد سازد.
خرده سنگهايي که از ماسه سنگهاي با سيمان کلسيتي سرچشمه گرفته‌اند، ممکن است بر اثر انحلال سيمان به قطعات کوچکتر تبديل شوند و با سيمان آنها از بين رفته و کانيهاي موجود در خرده سنگ به صورت آزاد در محيط رها گردد. بنابراين عمل هوازدگي ممکن است باعث از بين رفتن خرده سنگها و آزاد شدن کانيهاي مقاوم گردد. در هنگام حمل و نقل بر اثر عمل فرسايش ممکن است قطعات خرده سنگها ، که داراي مقاومت کمي هستند، تخريب حاصل نموده و کوچکتر شوند. همچنين حتي بعد از عمل رسوبگذاري در اثر عوامل دياژنز (تجزيه شيميايي و فشارهاي حاصله در هنگام سيماني شدن) ممکن است اين دانه‌هاي از بين بروند.

سنگ از نظر زمين شناسان به ماده ي سازنده ي پوسته و بخش جامد سست کره ي زمين گفته مي شود. سنگ ها از يک يا چند کاني درست شده اند و از نظر چگونگي پديد آمدن ...

دياژنز: سنگ زايي پس از انباشته شدن رسوب ها در محيط هاي رسوبي ممکن است فرايندهاي فيزيکي و شيميايي گوناگوني در آن ها رخ دهد که به سنگ شدن آن ها بينجامد. ...

گلسنگ نوعي پيکره گياهي بدون ريشه، برگ يا گل است؛ در واقع، مجموعه اي از جلبک و قارچ است که زندگي هر کدام وابسته به زندگي ديگري است. در اين همزيستي جلبک ...

سنگ آهک کربنات کلسيم(CaCO3) به ندرت به صورت آهک خالص در طبيعت پيدا مي‌شود. اين سنگ بيشتر به صورت آهک رسي ، آهک ماسه‌اي و دولوميت يافت مي‌گردد. ناخالصي ...

سنگ آهک نوعي سنگ رسوبي است که عمدتا از کلسيت معدني تشکيل شده‌است. اصول تهيه و بکارگيري آهک در واقع هدف از تهيه آهک، تبديل سنگ آن به حالت قابل مصرف و ت ...

وجود ۱۵۰۰ آتشفشان در کره زمين فوران توده هاي بزرگي از خاکستر در ايسلند در اثر فعال شدن يکي از آتشفشان هاي خفته اين منطقه باعث شده است نشريه علمي لايو ...

● مقدمه: منشا سوختهاي گازي متفاوت است. برخي به طور طبيعي وجود دارند و برخي ديگر از تغيير شکل سوختهاي مايع و يا جامد تهيه مي شوند. سازنده ي اصلي مفيد آ ...

کشور ما از لحاظ وجود مخازن هيدروکربوري جزء کشور هاي بسيار غني دنيا محسوب مي شود. ولي با وجود اين آگاهي ما دانشجويان زمين شناسي و ديگر هم وطنان درباره ...

دانلود نسخه PDF - سنگ هاي کربناته