آشنایی با سنگ های کربناته و رده بندی سنگ های آهکی

سنگ آهک کربنات کلسیم CaCO۳ به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می شود این سنگ بیشتر به صورت آهک رسی , آهک ماسه ای و دولومیت یافت می گردد ناخالصیهای مهم سنگ آهک شامل منیزیم , سلیس , آلومینیم و منگنز است

● آشنایی:

سنگ آهک کربنات کلسیم(CaCO۳) به ندرت به صورت آهک خالص در طبیعت پیدا می‌شود. این سنگ بیشتر به صورت آهک رسی ، آهک ماسه‌ای و دولومیت یافت می‌گردد. ناخالصیهای مهم سنگ آهک شامل منیزیم ، سلیس ، آلومینیم و منگنز است.

● نحوه تشکیل:

سنگهای آهکی از نظر ژنتیکی و نحوه تشکیل به دو گروه عمده و بزرگ آهکهای برجا و آهکهای نابرجا تقسیم می‌شوند. آهکهای برجا شامل کلیه سنگ آهکهای ستونهایی می‌گردد که طی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محلی که وجود دارند، تشکیل گردیده‌اند. اصولا تشکیل در جای رسوبات آهکی مربوط به فعالیتهای بیولوژیکی بوده و از منشا بیوشیمیایی می‌باشند. مانند تراورتن و ستونهای آهکی. آهکهای نابرجا آهکهایی را شامل می‌گردد که از نظر بافتی به سنگهای کلاسیک شباهت داشته ، ولی از نظر منشا تشکیلاتشان کاملا مربوط به فرآیندهای شیمیایی است. مانند آهکهای تخریبی و ماسه‌ای

● نحوه ی شناسایی سنگهای کربناته:

۱) وجود اشفتگی زیستی یاBIOTURBATION در سنگ : وقتی شرایط زندگی جاندار تغییر میکند باعث مرگ ناگهانی انها شده و این اثار در سنگهای کربناته دیده میشود که البته وجود انها در مادستون ها محیط دریایی را نشان میدهد.

۲)GEOPETAL : قطعات تشکیل دهنده سنگ از دو کفه ایها باشد و قسمت ÷ایین ان از ماتریکس و بالای ان از سیمان پر شده باشد . که این فابریک بالای لایه و پایین انرا مشخص میکند .

۳)LAMINATED FABRIC :لایه های تیره و روشن که توسط جلبک ها تشکیل میشوند مثل :STROMATOLITES

۴) EYE BIRD : فابریک چشم پرنده ای از فابریکهای فنسترال است در اثر حفرات ناشی از گاز موجود در ماتریکسها ست . بیشتر در محیط جزر و مدی دیده میشوند .

● شکل و گسترش سنگهای کربناته:

رسوبات کربناته جدید در محیطهای رسوبی مختلفی تشکیل شده و به اشکال گوناگون گسترش دارند. با وجود تنوع زیادی که در محیط رسوبی کربناتها وجوددارد، بطور کلی این محیطها را می‌توان در دو گروه بزرگ زیر مطالعه نمود.

▪ کربناتها در محیطهای عمیق:

سنگهای کربناته که در محیطهای عمیق دریایی عصر حاضر تشکیل می‌گردند، در دو گروه به شرح زیر مشخص می‌شوند.

ـ گروه اول:

آهکهایی هستند که از مناطق کم عمق تر حوضه رسوبی توسط جریانهای زیر دریایی یا جریانهای توربیدیتی به مناطق عمیق منتقل شده و به تدریج بر حسب اندازه و وزن مخصوصشان رسوب کرده‌اند. این مواد منتقل شده ، طبعا ریز دانه و از بقایا و اسکلت جانوران و ارگانیسمهای دریایی هستند که از آن جمله می‌توان جلبکهای آهکی رانام برد.

ـ گروه دوم:

آهکهایی هستند که منشا آنها ، صدف و پوسته فرامینفرها و پلانکتونهایی نظیر گلوبیژرینا می‌باشد. تشکیل لجنهای گلوبیژرینا در اعماق زیادتر یعنی حدود ۴۰۰۰ متر به پایین به علت نا‌پایداری پوسته آهکی و حل شدن آنها در آب دریا ، متوقف می‌گردد.

▪ کربناتها در محیطهای کم عمق:

معمولا محیطهای کم عمق ، در حاشیه و سواحل دریاهای آزاد گسترش داشته و این سواحل محل مناسبی برای تشکیل آهکهای مربوط به این محیطها هستند.

● ساخت سنگهای آهکی:

ساخت سنگهای آهکی اعم از انواع برجا و یا آهکهای نابرجای تخریبی شامل بعضی یا تمام بخشهای زیر است.

۱) دامنه‌هایی تخریبی از تمام منشا شیمیایی یا اکوکمها.

۲) مواد پرکننده بسیار دانه ریز به صورت گل کربناته که فضاهای خالی بین دانه و درون دانه‌ها را پر کرده است.

۳) سیمان کربنات کلسیم که در اغلب قریب به اتفاق موارد ، کلسیتی است و بعد از نهشتگی تشکیل می‌گردد. این نیز نقش پرکننده فضاهای خالی بین و درون دانه‌ها را ایفا می‌کند.

● موارد استعمال آهک:

▪ تهیه منشورهای نیکل:

اسپت دیسلند که نوعی کربنات کلسیم است، برای تهیه منشورهای نیکل در میکروسکوپها ، فتومترها و کولوریمترها بکار می‌رود.

▪ تهیه کود:

نوع نامرغوب آن در صنعت تهیه قلیائیان و به عنوان کود در زمینهای بی آهک بکار می‌رود.

▪ تهیه شیشه:

در صنعت شیشه‌سازی ، کلسیت خالص را به مذاب شیشه‌ها اضافه می‌کنند، گاز کربنیک حاصله از ذوب آن موجب همگن شدن توده مذاب شیشه می‌گردد.

▪ استفاده در صنایع شیمیایی:

آهک در صنایع شیمیایی به عنوان یک ماده اولیه و همچنین برای خنثی کردن اسید و به عنوان کمک ذوب ، ماده قلیا کننده ، جاذبه رطوبت ، عامل چسبندگی و... بکار می‌رود. این نوع آهک بایستی با درصد کلسیم زیاد باشد.

▪ تهیه پودر مل:

سنگ آهک با درصد بالا از کربنات کلسیم در کارخانه‌های سنگ کوبی به صورت پودر تهیه می‌گردد که به عنوان مل به بازار عرضه می‌شود.

▪ استفاده در صنعت سیمان :

سنگ آهک به مقدار زیاد در صنایع استعمال می‌شود. ترکیب سیمان به صورت (آهک، رس ، آهن ، گچ ، سیلیس) که با درصدهای مختلفی این مخلوط در کوره پخته و محصول حاصل بعد از خرد شدن و مخلوط شدن با آب و بعد از سفت شدن به سیمان تبدیل می‌شود.

▪ دیگر مصارف سنگ آهک :

نمونه‌ای از سنگ آهک بسیار دانه ریز که به سنگ چاپ معروف است، قابل استفاده در چاپ و امور چاپی است. بالاخره سنگهای آهکی در خمیر دندان سازی، لاک سازی ، عطرسازی و لاستیک سازی کاربرد دارند.

● سنگ های آهکی:

فرآیندهای بیولوژیکی و بیوشیمیایی تشکیل رسوبات کربناته مهم هستند، هر چند ته نشست غیر آلی CaCO۳ از آب دریا نیز انجام می‌شود. پس از رسوبگذاری ، فرایندهای فیزیکی و شیمیایی دیاژنزی می‌تواند بطور قابل ملاحظه‌ای رسوب کربناته را تغییر دهد. سنگهای آهکی در سرتاسر جهان و در هر دوره زمین شناسی از پرکامبرین به بعد یافت می شوند، و منعکس کننده تغییرات انجام شده از طریق تکامل و انقراض بی‌مهرگان با اسکلت‌های کربناته می‌باشند.

سنگهای آهکی در پرکامبرین نیز فراوانند، لیکن معمولا دولومیتی شده و بیشتر حاوی استروماتولیت هستند، که عمدتا توسط سیانو باکتریا (جلبک سبز - آبی) تولید شده‌اند.

● اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی:

امروزه اهمیت اقتصادی سنگهای آهکی عمدتا در رابطه با خواص مخزن آنها می‌باشد چون در حدود نیمی از مخازن مهم نفتی جهان در سنگهای کربناته قرار دارد. سنگهای آهکی نیز میزبان رسوبات سولفید سرب و روی اپی ژنتیکی از نوع دره می سی سی پی هستند که دارای مصارف صنعتی و شیمیایی خیلی زیادی ، از جمله در ساختن سیمان می‌باشند.

● گسترش سنگهای آهکی:

در نتیجه رویدادهای اخیر زمین شناسی و با توجه به دوره یخچالی پلیستوسن و پایین آمدن سطح آب دریا در جهان ، در حال حاضر رسوبات کربناته دریاهای عمیق گسترش وسیعی ندارند. در گذشته دریاهای اپی ریک کم عمق بطور متناوب نواحی قاره‌ای را بطور وسیع می‌پوشانده‌اند بطوری که سنگهای آهکی در هزاران کیلومتر مربع رسوب کرده‌اند. و مقیاس وسیع ، گسترش رسوبگذاری کربناتها با بالا بودن سطح آب دریا در جهان انطباق دارد.

●عوامل کنترل کننده رسوبگذاری کربناتها:

▪ درجه حرارت:

بسیاری از موجودات با اسکلت کربناته ، نظیر مرجانهای ریف ساز و بسیاری از جلبکهای سبز آهکی ، برای رشد خود به آبهای گرم نیاز دارند. بنابراین اکثر رسوبات کربناته در کمربند گرمسیری - نیمه گرمسیری و در حدود ۳۰ درجه شمال و جنوب خط استوا یافت می‌شوند.

▪ شوری:

تولیدات بیولوژیکی در آب دریا با درجه شوذی نرمال در عمق کم (کمتر از ۱۰ متر)، و بخش آشفته منطقه نوری (به طرف پایین تا عمقی که نور نفوذ می کند، در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ متر) در حد ماکزیمم است.

▪ عمق:

دانه‌های غیر اسکلتی ، نظیر آئیدها و گل آهکی ، فقط در آبهای گرم کم عمق گرمسیری ته نشین می‌شوند. در محیط پلاژیک آبهای عمیق‌تر ، لجن‌های آهکی بطور وسیعی گسترش می‌یابند که عمدتا از اسکلت‌های موجودات پلاژیک ، فرامینیفر و کوکولیتی که در منطقه نوری زندگی می‌کنند، تشکیل شده‌اند. نرخ بالای انحلال کربنات در اعماق چندین کیلومتری باعث می‌شود تا مقدار کمی کربنات در زیر این عمق رسوب کند. سنگهای آهکی در دریاچه‌ها و خاک‌ها نیز تشکیل می‌شوند.

● ورود مواد سیلیسی آواری:

یکی از عوامل مهم کنترل کننده رسوبگذاری کربناتها، فقدان مواد سیلیسی آواری است. بیشتر موجودات تولید کننده کربنات می‌توانند ورود مقادیر زیادی گل آواری را تحلیل نمایند.

● کانی شناسی رسوبات کربناته:

آراگونیت و کلسیت دو کانی فراوان کربنات کلسیم در رسوبات عهد حاضر و قدیم هستند. دو نوع کلسین تشخیص داده می‌شود که به مقدار منیزیم بستگی دارد، کلسیت با منیزیم که یا کمتر از ۴% مول MgCO۳ و کلسیت با منیزیم بالا با بیشتر از ۴% مول. ولکن بطور تیپیک بین ۱۱ و ۱۹ درصد مول MgCO۳ دارد در مقایسه ، آراگونیت معمولا دارای مقدار خیلی کم منیزیم است. رسوب عهد حاضر بیشتر به دانه‌های اسکلتی و غیر اسکلتی موجود بستگی دارد. اسکلت‌های کربناته موجودات دارای یک ترکیب کانی شناسی خاص یا مخلوطی از کانیهاست هر چند مقدار منیزیم در کلسیت‌ها متغیر بوده و تا حدودی به درجه حرارت آب بستگی دارد.

آراگونیت در درجه حرارت و فشار سطحی ناپایدار است و با گذشت زمان کلسیت با منیزیم بالا ، Mg خود را از دست می‌دهد. بنابراین تمام رسوبات کربناته‌ای که دارای کانی شناسی اولیه مخلوطی هستند در طی دیاژنز به کلسیت با Mg پایین تبدیل می‌شوند. کانیهای غیر کربناته در سنگ آهک شامل کوارتز ، رس آواری ، پیریت ، هماتیت ، مسقات با منشا دیاژنتیکی می‌باشد. کانیهای تبخیری ، بویژه ژیپس و ایندریت ، ممکن است بطور تنگاتنگ با توالی‌های سنگ آهک همراه باشد.

● دید کلی:

از آنجایی که فراوانترین سنگهای رسوبی، سنگهای آهکی هسند و چون کانیهای اصلی تشکیل دهنده این سنگها معمولا از نوع کلسیت، آراگونیت و دولومیت می باشد و در بعضی از سنگهای آهکی مقادیر ناچیزی آنکریت و سیدریت مشاهده می‌شود، لذا در این مبحث بیشتر به بررسی این کانیها می پردازیم. از بین این کانیها، کلسیت و دولومیت بسیار فراوان بوده و آراگونیت، آنکراسیت و سیدریت به مقدار کمتری یافت میشوند. تمام این کانیها به استثنای آراگونیت در سیستم هگزاگونال متبلور می‌شوند. هر یک از کانیهای ذکر شده را به طور مختصر در زیر شرح می دهیم.

▪ کلسیت:

کلسیت در بیشتر موارد بافت موزائیکی بی شکلی را دارد و در االیت ها و بعضی از سیمانهای ته نشین شده ممکن است شکل شعاعی یا رشته ای داشته باشد. کلسیت در سنگهای آهکی هم به صورت اولیه و هم به صورت ثانویه وجود دارد. مواد اسکلتی بعضی از موجودات آراگونیتی، و بعضی منحصرا کلسیتی است و در بعضی از آنها بخشی از آراگونیتی و بخشی کلسیتی می باشد. کلسیت های موجود در سنگهای آهکی معمولا از نوع CaCo۳ خالص می باشند و تقریبا عاری از آهن و منیزیم می باشند. کلسیت در بیشتر سنگهای آهکی یا به صورت اجزای اصلی تشکیل دهنده خرده های فسیلی بوده، و یا به صورت سیمان ته نشینی دیده میشود. ضمنا ممکن است کلسیت از تبلور مجدد آراگونیت نیز ایجاد شده باشد که این اشکال مختلف کلسیت را می توان از روی شکل هندسی بافت آنها از یکدیگر متمایز کرد.

▪ دولومیت:

دولومیت در بعضی از سنگهای آهکی همراه با کلسیت یافت می شود. معمولا تشخیص این دو کانی از یکدیگر مشکل است. معمولا شکل رومبوهدرال دولومیت، این کانی را از کلسیت متمایز می کند. دولومیت معمولا به صورت اولیه بوده و در بیشتر موارد بر اثر جانشینی کلسیت یا آراگونیت به وجود می آید. دولومیت موجود در ساختمانهای فسیلی در اصل بر اثر جانشینی بعد از عمل رسوبگذاری حاصل می‌شود. لوزیهای دولومیتی پراکنده که ساختمانهای اولیه سنگ را به طور عرضی قطع می کنند ممکن است از نتیجه آزاد شدن منیزیم بر اثر تجزیه کلسیتهای نیمه پایدار حاوی منیزیم زیاد، به وجود آمده باشند. بنابراین سنگهایی که کاملا از بلورهای موزائیکی دولومیت تشکیل شده باشند، وجود منیزیم را تایید می کنند.

▪ آراگونیت:

آراگونیت پلی مورفی از کربنات کلسیبم می باشد. این کانی دارای سیستم کریستالی ارتورومبیک بوده و از نظر خصوصیات نوری و سایر خواص فیزیکی با کلسیت تفاوت دارد. آراگونیت از اجزای اصلی تشکیل دهنده صدف دو کفه ایها و شکم پایان و بعضی از مرجانها می باشد. آراگونیت همچنین به شکل رسوبات کربناته شیمیایی ته نشین می‌شود. گلهای کربناته عهد حاضر عمدتا از سوزنهای آراگونیتی ریز تشکیل شده اند. اووئیدهای آهکی عهد حاضر آراگونیتی هستند و آراگونیت به صورت بلورهای سوزنی شکل که به حالت مماسی قرار دارند، لایه های متحدالمرکز را تشکیل می‌دهند.

▪ سیدریت

سیدریت از مواد کمیاب بوده و معمولا در بعضی از سنگهای آهکی جز عناصر فرعی محسوب می شود. فرمول شیمیایی سیدریت، FeCo۳ می باشد، آهن دو ظرفیتی معمولا در کانی دولومیت وجود دارد، اما در بعضی موارد، نظیر سنگ آهکهایی که با سنگ آهنهای سیدریتی همراه می باشند، آهن دو ظرفیتی به شکل لوزیهای سیدریتی پراکنده ای یافت می شود. اکسیداسیون خفیف موجب تجزیه سیدریت گریده و این واکنش به سادگی توسط رنگ تند اکسید آهن در امتداد کیلواژ و مرز دانه ها قابل رویت است

● رده بندی سنگ های اهکی

▪ دید کلی:

طبقه‌بندی سنگها معمولا بر اساس توصیف بافت و کانی شناسی آنها می‌باشد که این نوع طبقه‌بندی به طبقه‌بندی توصیفی موسوم است. نوع دیگر طبقه‌بندی بر اساس چگونگی تشکیل سنگها می‌باشد که به طبقه‌بندی ژنتیکی مشهور است که در واقع طبقه بندی سنگها بر اساس محیط رسوبگذاری آنها می‌باشد. برای سنگهای آهکی طبقه‌بندیهای مختلفی ارائه شده است که مهمترین آنها طبقه‌بندی ارائه شده گرابو در سال ۱۹۰۴ ، فولک در سال ۱۹۶۲ و دانهام ۱۹۶۲ می‌باشد.

▪ طبقه‌بندی گرابو:

گرابو سنگهای رسوبی را به دو دسته اگزوژنتیک و اندوژنتیک تقسیم کرده است. همچنین از نظر اندازه برای ذرات تشکیل دهنده سنگ به جای واژه های گراول ، ماسه و گل (سیلیت و رس) ، واژه‌های رودایت ، آرنایت و لوتایت را بکار برده است. وی برای نامگذاری سنگها نوع کانیهای تشکیل دهنده آنها را به صورت پیشوند قبل از واژه‌های ذکر شده اضافه می‌کند. چون سنگهای آهکی تماماً از کربنات کلسیم درست شده‌اند در آغاز هر یک از واژه‌های رودایت ، آرنایت و لوتایت کلمه کالک (calc) اضافه می‌گردد و بر اساس اندازه ذرات تشکیل دهنده عبارتند از :

۱) سنگ آهک دانه درشت یا کالکی رودایت (calcirudite)

۲) سنگ آهک دانه متوسط یا کالک آرنایت (calcarenite)

۳) سنگ آهک دانه ریز یا کالکی لوتایت (calcilutite)

ـ تقسیم‌بندی سنگ آهکهای حاوی فسیل

اگر سنگ حاوی فسیل باشد ، قبل از اسم سنگ کلمه اسکلت (skeletal) نام سنگ اضافه می‌شود که بیانگر وجود فسیل در سنگ می‌باشد .

ـ تقسیم‌بندی دقیقتر سنگها:

برای طبقه‌بندی دقیقتر ذرات علاوه بر اندازه ذرات تشکیل دهنده سنگهای کربناته می‌توان از اختصاصات دیگری از قبیل نوع طبقه‌بندی و غیره استفاده کرد و آنها را بطور دقیقتر نامگذاری نمود به عنوان مثال سنگ آهک دانه ریز با لامیناسیون.

طبقه‌بندی گرابو برای نامگذاری سنگهای آهکی در نمونه‌های دستی و توصیف آنها در بیابان بسیار مفید بوده و کاربرد آن ساده تر از طبقه‌بندیهای دیگر است.

● طبقه‌بندی فولک:

این طبقه‌بندی توسط فولک در سال ۱۹۶۲ برای توصیف سنگهای آهکی ارائه شده است. طبقه‌بندی فولک بر اساس ذرات تشکیل دهنده و بافت سنگهای آهکی می‌باشد. بر طبق گفته فولک اجزای تشکیل دهنده سنگها از سه گروه آلوکمها (allochem) ، لجن‌های کلسیت میکروکریستالین (microcrystallincalciteooze) و سیمان کلسیت اسپاری (sparrycalcitecement) می‌باشد.

فولک بر اساس اجزای تشکیل دهنده سنگ آهکها ، سنگهای آهکی را به چهار گروه تقسیم می‌کند که عبارتند از :

ـ آهکهای نوع اول (Type I) : که حاوی مقدار زیادی عناصر آلوکم می‌باشند و توسط سیمان اسپاری به هم متصل شده‌اند.

ـ آهکهای نوع دوم (Type II) : که این دسته از سنگهای آهکی از مقدار زیادی ذرات آلوکم که درون ماتریکسی از کلسیت میکروکریستالین (میکرایت) قرار گرفته است تشکیل شده‌اند.

ـ آهکهای نوع سوم (Type III) : سنگهای آهکی نوع سوم ، سنگهای میکروکریستالین (micro crystallin Rocks) نامیده می‌شوند و از ذرات دانه ریز یا کریستالهای ریز بلور کربنات کلسیم درست شده‌اند.

ـ آهکهای نوع چهارم (Type IV) : این نوع سنگها از باقی مانده موجوداتی که در محیط رشد کرده و پس از مرگشان ریف را ساخته‌اند درست شده‌اند و بایولیتایت نامیده می‌شوند.

در واقع فولک سنگها را بر اساس عناصر تشکیل دهنده سنگهای آهکی نامگذاری می‌کند.

▪ طبقه بندی سنگ های اهکی توسط دانهام:

این طبقه‌بندی بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاری ، برای سنگهای آهکی ارائه شده است. در این تقسیم‌بندی سنگها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

ـ دسته اول: شامل سنگهایی است که در هنگام رسوبگذاری اجزای تشکیل دهنده آنها به هم متصل بوده‌اند و باندستون نامیده می‌شوند.

ـ دسته دوم: سنگهایی هستند که اجزای تشکیل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل نشده‌اند. این دسته شامل چهار گروه گرینستون (Grain stone) ، پکستون (Packstone) ، وکستون (Wacke stone) و مادستون (Mud stone) می‌باشند.

علاوه بر این دو دسته اصلی از سنگهای آهکی که بر اساس بافت رسوبی در هنگام رسوبگذاری تقسیم‌بندی شده‌اند گروه دیگری از سنگهای آهکی وجود دارد که بافت رسوبی در آنها قابل تشخیص نمی‌باشد. این دسته از سنگها متبلور بوده و در آنها عمل تبلور مجدد صورت گرفته است. این نوع سنگها را کربناتهای بلورین می‌نامند. مانند سنگ آهک کریستالین و دولومیت کریستالین. گرچه این دسته از سنگها فاقد بافت رسوبی هستند ولی معمولا از روی شبح و شکل دانه‌های متبلور موجود در سنگ می‌توان آنها را بر مبنای منشا تشکیل دانه‌ها نامگذاری کرد

● دید کلی:

این طبقه‌بندی بر اساس بافت ، در هنگام رسوبگذاری ، برای سنگهای آهکی ارائه شده است. دانهام بر اساس اینکه اجزای تشکیل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل شده‌اند و یا اینکه بعد از رسوبگذاری به هم متصل شده باشند آنها را به دو دسته اصلی تقسیم می‌کند.

۱) دسته اول:

این دسته شامل سنگهایی است که اجزای تشکیل دهنده آنها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل شده‌اند. این سنگها باندستون (Bound stone) نامیده می‌شوند . از جمله این سنگها می‌توان ریف‌ها ، استروماتولیتها ، تراورتن و غیره را نام برد. طبق نظر دانهام سه عامل ممکن است باعث متصل شدن اجزای تشکیل دهنده سنگها در هنگام رسوبگذاری شود که عبارتند از :

اتصال در هنگام رسوبگذاری در اثر رشد جاندارانی از قبیل مرجانها و رویش پوسته‌های فرامینیفرها بر روی یکدیگر ، تشکیل لامیناسیونها بر خلاف نیروی جاذبه ، مانند استراماتولیتها و وجود حفره‌ها و تونلهای کوچک و بزرگی که در کف آنها رسوبگذاری صورت گرفته و شکافهای آنها توسط مواد آلی یا شبه آلی پر شده است مانند تونلهای کوچک و بزرگی که در ریفهای مرجانی دیده می‌شود.

۲) دسته دوم:

اجزای تشکیل دهنده این دسته از سنگها در هنگام رسوبگذاری به هم متصل نشده‌اند . این سنگها بر اساس اینکه حاوی گلهای آهکی و یا اینکه فاقد آن باشند به ۴ گروه تقسیم شده‌اند.

▪ گرینستونها (Grainstones):

این گروه از سنگها فاقد گلهای آهکی می‌باشند . از نظر هیدرولیکی این سنگها ممکن است توسط جریانهای آبی یا در اثر شسته شدن و از بین رفتن رسوبات گلی و یا رسوبگذاری سریع ذرات دانه درشت تشکیل شده باشند. نام گرینستون به علت عدم حضور گل های آهکی را برای این سنگها در نظر گرفته‌اند . چنانچه ذرات دانه درشت به هم متصل نشده باشند ممکن است آثار تبلور مجدد در گلهای آهکی موجود در بین این ذرات مشاهده شود.

تقسیم بندی گرینستونها : بر اساس قطر ذرات ، جورشدگی و سایش گرینستونها را مجددا تقسیم‌بندی کرده‌اند . این زیر تقسیم‌های گرینستونها عبارتند از : کلسی رودایت (calcirudite) ، جورسنگ (sorted stone) و ورن ستون (worn stone) می‌باشد.

▪ پکستون (Pack stone):

پکستون عبارت است از سنگ آهکی است که دارای دانه و مقداری گل کربناته باشد. تعبیر و تفسیر این سنگها چون حاوی دانه که در محیط آشفته تشکیل می‌شود و گل که در محیطهای آرام رسوب می‌کنند کمی پیچیده و مشکل می‌باشد و به مطالعات و بررسیهای دقیقتری احتیاج دارد. بر طبق گفته دانهام این سنگها ممکن است بر اثر فشردگی سنگهای وکستون حاصل شده و بین دانه‌ها بوسیله رسوبات گلی پر شده باشد.

همچنین ممکن است بر اثر رسوبگذاری ذرات دانه درشت در روی رسوبات دانه ریز که قبلا گذاشته شده‌اند این ذرات تشکیل گردند یا اینکه ذرات درشت و ریز در اثر تغییرات شرایط محیطی با یکدیگر رسوب کرده باشند. البته احتمال اینکه اختلاط ذرات دانه ریز و درشت موجود در طبقات مختلف توسط موجودات زنده انجام گرفته باشد و این موجودات باعث به هم ریختگی و اختلاط در این طبقات گردند، وجود دارد.

▪ وکستون (wackestone):

این واژه برای سنگهای آهکی گلی که حاوی بیش از ۱۰ درصد دانه هستند بکار می‌رود. در این سنگها دانه‌ها توسط ماتریکس گلی به یکدیگر متصل شده‌اند. وکستون‌ها تا حدودی هم ارز سنگهای آهکی کالک آرنایت و کلسی لوتایت می‌باشند.

▪ مادستون (mudstone):

سنگهای آهکی را که دارای کمتر از ۱۰ درصد دانه باشد مادستون می‌نامند. ذرات این سنگها نیز مانند وکستون‌ها توسط ماتریکس گلی به هم متصل شده‌اند. مادستون‌ها مترادف سنگهای کلسی لوتایت می‌باشند. البته باید توجه داشت که مادستون‌ها نشانگر ترکیب کانی شناسی سنگ را که ممکن است کلسی لوتایت دولومیت‌دار و همچنین منشا گل را که ممکن است آواری باشد را مشخص نمی‌نماید. مادستون‌ها علاوه بر اینکه نشان دهنده رسوبگذاری در محیطهای آرام می‌باشند بیانگر عدم وجود ارگانیسم های مولد دانه در آب نیز هستند.

● کربناتهای بلورین:

علاوه بر دو دسته سنگهای بلورین آهکی که بر اساس بافت رسوبی در هنگام رسوبگذاری تقسیم‌بندی شده‌اند. گروه دیگری از سنگهای آهکی وجود دارد که بافت رسوبی در آنها قابل تشخیص نمی‌باشد. این دسته از سنگها را کربناتهای بلورین نامگذاری کرده اند مانند سنگ آهک کریستالین. اگر چه این سنگها فاقد بافت رسوبی هستند ولی معمولا از روی آثار باقی مانده و شکل دانه‌های متبلور موجود در سنگ می‌توان آنها را بر مبنای منشا تشکیل دانه‌ها نامگذاری کرد

● سنگ های اواری(تریجنوس):

▪ ذرات رسوبی آواری:

این گروه از رسوبات از تخریب سنگهای موجود در سطح زمین حاصل شده اند. ذرات تشکیل دهنده این گروه دارای مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی زیادی در مقابل هوازدگی می باشند. اگر مقاومت ذرات کم باشد در منشا و یا بعد از رسوبگذاری تجزیه شده و کانی های جدیدی از آنها حاصل می شود. از جمله کانی هایی که در اثر تجزیه سایر کانی ها و ذرات حاصل می شوند کانی های رسی می باشند. ذرات آواری به دو دسته غیر آلی و آلی تقسیم می شوند.

ذرات رسوبی در اثر تخریب سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی، انفجار آتشفشانها و یا در اثر فعل و انفعالات شیمیایی و بیوشیمیایی به وجود می آیند. در واقع منشا رسوبها یا از عمل تخریب موادی است که قبلا وجود داشته و پس از به حرکت در آوردن در اثر نیروی جاذبه ته نشین شده است و یا نتیجه فعل و انفعالات فیزیکو شیمیایی محیط رسوبی است و یا از اثر موجودات زنده حاصل شده است.

به طور کلی رسوبات را از لحاظ منشا تشکیل به ۴ دسته کلی رسوبات تخریبی یا آواری رسوبات شیمیایی و بیوشیمیایی و ذرات پیرو کلاستیکی یا آذر آواری تقسیم می کنند. البته با وجود این تقسیم بندی، تشخیص مطلق هر یک از این گروهها در طبیعت امکان ندارد چون تمامی این گروهها کم و بیش با هم مخلوط شده اند. به همین منظور برای تعیین نوع رسوب باید به اکثریت مواد تشکیل دهنده رسوب توجه کنیم.

▪ ذرات آواری آلی:

این ذرات از تخریب و حمل و نقل مجدد رسوبات حاوی کربن بوجود آمده اند. برای مثال می توان ذرات تخریبی آنتراسیت و کروژن و تکه های جامد واکس را نام برد. در واقع این مواد هیدروکربن های غیر قابل حل، با ساختمان پلیمری و زنجیری بلند وطویل می باشند. کروژن فراوانترین مواد آلی موجود در رسوبات دنیا را تشکیل می دهد. کروژن از تجزیه و فساد مواد آلی در درجه حرارت پایین و در پوسته جامد زمین تشکیل شده است. این ماده دارای ثبات بسیار زیادی می باشد و در حلال های آلی و یا اسیدها حل نمی شود و همچنین در درجه حرارت های معمولی اکسیده نمی شود.

▪ ذرات آواری غیر آلی:

این ذرات بر اثر هوازدگی بر روی سنگ های منشا تشکیل می شوند. هوازدگی به دو صورت فیزیکی و شیمیایی بر روی سنگ منشا اثر می گذارد. در هوازدگی مکانیکی عوامل شیمیایی هیچ تاثیر ندارند. از جمله عوامل مکانیکی می توان به تغییرات درجه حرارت روز و شب در نواحی کویری، ذوب را انجماد آب در درون درز و شکاف ها و... اشاره کرد.

تخریب شیمایی توسط مواد محلول در آب انجام می شود. مواد محلول باعث می شوند تا قسمتی از کانی های موجود در سنگ، تجزیه شده و کانی های جدیدی حاصل شود. عوامل موثر در میزان هوازدگی سنگ منشا عبارتند از اثر توپوگرافی، آب و هوا و گیاهان موجود در محل و سنگ های موجود در منطقه.

ذرات آواری غیر آلی دارای انواع زیادی هستند که در زیر برخی از آنها اشاره شده است:

ـ کوارتز:

تمام سنگهای آذرین و اغلب سنگهای دگرگونی به استثنای سنگ کوارتزیت که ممکن است تا حدود ۱۰۰ درصد حجم سنگ از کوارتز تشکیل شده باشد، حاوی کوارتز هستند و مقدار آن از خیلی کم تا ۴۰ درصد حجم کل سنگ را تشکیل می‌دهد. ولی برعکس در سنگهای آواری تیپیک ، کوارتز بطور فراوان یافت می‌شود، زیرا مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی آن در مقابل عمل فرسایش بسیار زیاد است.

با استفاده از مقاطع نازک و مطالعه آنها به توسط میکروسکوپ پلاریزان می‌توان انواع کوارتز را بر اساس نوع خاموش ، انکلوزیون و مقدار ذرات پلی‌کریستالین موجود در سنگ را ، که در رابطه با منشا آنهاست، تعیین نمود. کریستالهای منفرد کوارتز دارای خاموشی مستقیم و موجی می‌باشند. دانه‌های کوارتز ولکانیکی در نور پلاریزان دارای خاموشی مستقیم است ولی دانه‌های کوارتز پلوتونیکی و دگرگونی دارای خاموشی مستقیم و موجی هستند. خاموشی موجی معمولا منعکس کننده فشار در شبکه کریستالی است.

مطالعات آماری نشان داده است که حد متوسط خاموشی در دانه‌های کوارتز دگرگونی بیشتر از ۵ درجه است در حالیکه دانه‌های کوارتز پلوتونیکی دارای حد متوسط کمتر از ۵ درجه هستند. دانه‌های کوارتز به صورت کریستال منفرد یا مرکب در سنگها یافت می‌شوند. دانه‌های کوارتز آتشفشانی غالبا تک کریستالی است. مقدار دانه‌های کوارتز پلی‌کریستالین در سنگهای پلوتونیکی کمبوده و در سنگهای دگرگونی با درجه بالا بیشتر و در سنگهای دگرگونی با درجه کم ، فراوانتر است. همچنین تعداد کریستالهای کوارتز در یک دانه پلی‌کریستالین که منشا دگرگونی با درجه کم داشته‌باشد بیشتر از سنگهای دگرگونی با درجه بالا و سنگهای پلوتونیکی است.

ـ فلدسپاتها:

فلدسپاتها در سنگهای آواری از نظر اهمیت در درجه دوم قرار دارند، زیرا به علت داشتن رخ ، مقاومت مکانیکی کمتری نسبت به کوارتز در مقابل عمل فرسایش دارند و در اثر عوامل شیمیایی به کانیهای رسی تجزیه می‌شوند. به این دلیل ، میزان دانه‌های فلدسپات در رسوبات رودخانه‌ای بویژه سیکل اول ، به مراتب بیشتر از ماسه‌های ساحلی و تپه‌های شنی است. فلدسپاتها در سنگهای آذرین و دگرگونی بطور فراوان یافت می‌شوند و بدین جهت در حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد رسوبات آواری عهد حاضر را تشکیل می‌دهند. بطوری که در بالا اشاره شد، ممکن است فلدسپاتها قبل از تجزیه شدن در منشا بوسیله فرآیندهای هوازدگی مکانیکی شکسته شده و بصورت ذرات آزاد توسط جریان آب از منطقه خارج شوند که این خود به عوامل زیر بستگی دارد:

□ توپوگرافی: اگر اختلاف ارتفاع زیاد باشد، آب و هوا نقش مهمی را در تجزیه این کانیها نخواهدداشت و این کانیها قبل از تجزیه شدن توسط فرآیندهای هوازدگی مکانیکی خردشده و در مسیر جریان آب قرار می‌گیرد.

□ آب و هوا: در آب و هوا خشک ، تجزیه شیمیایی خیلی کم صورت می‌گیرد، زیرا گیاهان خیلی کم بوده و هوازدگی مکانیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. در چنین آب و هوایی توپوگرافی اثر چندانی نخواهدداشت.

□ یخچالها :تخریب توسط یخچالهای باعث می‌شود که مقدار زیادی از سنگهای فلدسپاتدار منطقه کنده شود و قبل از تجزیه در مسیر حرکت توسط یخچالهای حمل گردد.

▪ خرده سنگها:

خرده سنگها دانه‌هایی هستند که خصوصیات قابل تشخیص از سنگ منشا خود را دارا باشند. اگر یک سنگ منشا ، خرد شود و کانیهای مختلفی از آن آزاد گردد، این دانه‌ها به نام خرده سنگ گفته نمی‌شود زیرا اختصاصات سنگ منشا را ندارد. خرده سنگها ممکن است از چندین کانی مختلف تشکیل شده‌ باشند. عواملی که باعث باقیماندن یا از بین رفتن این گونه دانه‌های رسوبی می‌شوند عبارتند از : نوع سنگ منشا ، فاصله یا فضای بین اجزای تشکیل دهنده ، نوع هوازدگی ، عوامل موثر در هنگام حمل و نقل ، هوازدگی (تجزیه شیمیایی) بعد از عمل رسوبگذاری و فشارهایی که در هنگام سیمانی شدن به آنها وارد می‌شود.

اندازه اولیه خرده سنگها توسط قطعات شکسته شده در محل درزه‌ها ، گسل‌ها و سطح جدایی لایه‌ها از یکدیگر تعیین می‌گردد. همچنین قطعات بزرگ قبل از حرکت ممکن است دوباره شکسته شده و به قطعات ریزتری تبدیل شوند. تجزیه فلرسپاتها در خرده سنگهای گرانیتی باعث می‌گردد که این دانه‌ها خردشده و کانیهای مقاومتری از قبیل کوارتز و کانیهای سنگین را بطور جداگانه آزاد سازد.

خرده سنگهایی که از ماسه سنگهای با سیمان کلسیتی سرچشمه گرفته‌اند، ممکن است بر اثر انحلال سیمان به قطعات کوچکتر تبدیل شوند و با سیمان آنها از بین رفته و کانیهای موجود در خرده سنگ به صورت آزاد در محیط رها گردد. بنابراین عمل هوازدگی ممکن است باعث از بین رفتن خرده سنگها و آزاد شدن کانیهای مقاوم گردد. در هنگام حمل و نقل بر اثر عمل فرسایش ممکن است قطعات خرده سنگها ، که دارای مقاومت کمی هستند، تخریب حاصل نموده و کوچکتر شوند. همچنین حتی بعد از عمل رسوبگذاری در اثر عوامل دیاژنز (تجزیه شیمیایی و فشارهای حاصله در هنگام سیمانی شدن) ممکن است این دانه‌های از بین بروند.

مجتبی مهدی نیا

---