سنگهای رسوبی

**SonBol** · #1 12-09-2007

سنگ‌هاي شيميايي و بيوشيميايي

الف) تبخيري‌ها
كانيهاي تبخيري در محيط‌هاي كولابي يعني محيطي كه ميزان تبخير نسبت به ورود آب فزوني دارد تشكيل مي‌شود. در اين محيط اصل اشباع عامل ايجاد انواع رسوبهاي تبخيري بوده و چون درجه اشباع آب با حرارت متفاوت است، لذا ترتيب خاص در پيدايش سنگ‌هاي تبخيري پيدا مي‌شود كه به آن شيل سنگهاي تبخيري گفته مي‌شود. محيط تشكيل اين سنگها را مي‌توان به دو دسته تقسيم نمود كه عبارتست از الف) درياچه‌هاي موقتي نظير درياچه قم ب) حوضه‌هاي كناري درياهاي بهراليل ارتباط آن با درياي آزاد محدود مي‌باشد نظير خليج فارس و خليج قره‌ نباز.
شرايط عادي تبخير و اشباع در اين حوضه‌ها هم از نظر مكاني و هم از نظر زمان نظم خاصي را ايجاد مي‌نمايد كه بطور مثال افزايش وزن مخصوص در اثر تبخير و نوع كاني تبخيري به شرح زير است.

(شماي اوزپگلرو وانت هوف رابطه بين وزن مخصوص آب و رسوب مواد تبخيري (معتمد 1366))
نحوه رسوب‌گذاري، نهشته‌هاي نمك‌دار در هنگام تبخير يك متر از آب دريا به شرح زير است

رسوب
ارتفاع آب باقي‌مانده
رسوب آهك با مقدار بسيار كم آهن
0/543m
رسوب گچ، ابتدا سريع و سپس كند
0/190m
رسوب گچ، شروع رسوب نمك‌طعام
0/099m
پايان بيشينه رسوب گچ و ادامه رسوب‌گذاري نمك‌طعام
0/095m
بيشينه رسوب نمك و دنباله رسوب گچ
0/039
پايان رسوب گچ و دنباله رسوب‌گذاري نمك
0/032
دنباله رسوب نمك‌طعام و رسوب كلرور پتاسيم و سولفات منيزيم

0/032000/000

**SonBol** · #2 12-09-2007

سنگ‌هاي كربناته

مقدمه
سنگ‌هاي كربناته حدود 0/020 سنگ‌هاي رسوبي را تشكيل مي‌دهند و تقريباً هميشه خالص مي‌باشند. اين سنگ‌ها عمدتاً از كاني‌هاي كربناته، نظير كلسيتCaCo3 ، اراگونيت CaCo3 و دولوميتCamg(Co3)2 تشكيل شده‌اند بعلت فعاليت يخچال‌ها در پلئيتوسن (Pleistocene) رسوبات كربناته درياهاي كم عمق كنوني توسعه زيادي ندارند. ولي در گذشته درياهاي كم عمق شبيه بخش جنوبي خليج فارس متناوباً بخش وسيعي از كره زمين را مي‌پوشاند كه منجر به تشكيل انباشته‌هاي ضخيمي از سنگ‌هاي آهكي شده است. عوامل مختلفي از قبيل درجه حرارت، شوري، عمق آب و ورود مواد تخريبي تشكيل سنگ‌هاي آهكي را كنترل مي‌نمايند.
اكثر رسوبات كربناته در مناطق گرم حدود 30 درجه جنوب و شمال خط استوا بوجود مي‌آيند. مطالعه و بررسي سنگ‌هاي كربناته بسيار با اهميت است زيرا حدود 50 درصد سنگ‌هاي مخزن نفت در دنيا و حدود 95 درصد سنگ‌هاي مخزن نفت و گاز ايران در اين گونه سنگ‌ها تشكيل شده است. بعنوان مثال سنگ مخزن نفت در سازند اسماري در جنوب و جنوب غرب ايران يكي از بهترين سنگ مخزن نفت در دنيا مي‌باشد. سنگ‌هاي كربناته داراي كاربردهاي شيميايي و صنعتي فراواني مي‌باشد بعنوان مثال اين گونه سنگ‌ها كارايي فراواني در صنعت ساختمان‌سازي چه به صورت مصالح و چه به صورت سنگ ساختماني مي‌باشند ايران از جهت دارابودن اين گونه معادن بسيار غني است. در جاي‌جاي كشورمان اين گونه منابع با حجم بسيار مناسب نهفته است استان‌هاي امروزه داراي منابع فعال‌تري نسبت به اين‌گونه سنگ‌ها مي‌باشند عبارتند از استان قم، لرستان، اصفهان .... مي‌باشند. از طرف ديگر بررسي اينگونه سنگ‌ها براي شناسايي مناطق كارستيك حايز اهميت فراوان از جنبه آب‌شناسي و توريستي مي‌باشد. زيرا بسياري از منابع آب زيرزميني در استان‌هاي خشك ما در اين سنگ‌ها واقع باشند. از نظر توريستي نيز با بررسي اينگونه سنگ‌ها مي‌توان مناطق مستمر جهت شناسايي غار بني‌صدر را شناسايي شود.
اين گونه سنگ‌ها را بر اساس كاني تشكيل دهنده آن‌ها به
1- سنگ‌آهك limestone : كه عمدتاً از اراگونيت و كلسيت تشكيل شده و عمدتاً رنگ خاكستري دارد.
2- دولوميت: كه عمدتاً از كاني دولوميت ساخته شده است. از ويژگي‌هاي مهم جهت شناسايي دولوميت مي‌توان به سطح هوازدگي دولوميت‌ها اشاره نمود كه معمولاً به رنگ زرد خاكستري يا قهوه‌اي خاكستري مي‌باشد. علت اين امر وارد مقادير كمي آهن در ساختمان بلور دولوميت است كه در هنگام هوازدگي اين رنگ خاص را به سطح دولوميت‌ها مي‌دهد.

**SonBol** · #3 12-09-2007

بافت سنگ‌هاي كربناته
بافت سنگ‌هاي تخريبي از دانه‌ها، ماتريكس و سيمان تشكيل شده بود. سنگ‌هاي كربناته اجزاء مشابه بافتي با سنگ‌هاي تخريبي دارند كه اجزاء آن عبارتند از
الف: اكولم‌ها (معادل دانه‌ها در سنگ‌هاي تخريبي بوده و عبارتند از رسوباتي مي‌باشند كه منشاء داخل حوضه رسوبي داشته و از خارج از حوضه وارد آن نمي‌شود) كه عبارتند از

1- اپنتراكلاست‌ها: ذرات يا قطعات نابجاي زاويه‌دار يا شبه زاويه‌دار بوده كه همزمان با رسوب‌گذاري بوجود آمده‌اند. اندازه آنها متغير بوده و بنظر مي‌رسد اين ذرات از كف دريا كنده شده و مجدداً رسوب نموده‌اند.

-2 لائيدها: ذرات كروي يا شبه كروي با ساختمان داخلي شعاعي با دواير متحدالمركز كه جنس آن كربنات كلسيم است مي‌باشند. اندازه لائيدها عمدتاً از 2 ميلي‌متر كوچكتر است.

3- پلت: ذرات گرد تا بيضوي بوده كه فاقد ساختمان داخلي مي‌باشند. اندازه آنها مابين 0/03 تا 0/15 ميلي‌متر است. پلت‌ها از فضولات جانوران لجن‌خوار كف درياها تشكيل شده‌اند.
ذرات فسيلي: صدف انواع موجودات دريازي نظير دوكفه‌اي‌ها، براكپرپودها و انواع موجودات نظير مرجان‌ها، ماهيها ... كه بعد از مرگ موجود در محيط زيست آن‌ها رسوب مي‌نمايد.

**SonBol** · #4 12-09-2007

تقسيم‌بندي سنگ‌هاي كربناته:

امروزه دانشمندان مختلف زمين‌شناسي سنگ‌هاي كربناته را بر اساس بافت و نوع اكولم‌هاي آن به طرق مختلف تقسيم‌بندي نموده‌اند كه براي بررسي آن‌ها مي‌توان به كتب مختلف سنگ‌شناسي رسوبي مراجعه نمود. ما سعي داريم كه در اين مبحث برخي از معروف‌ترين انواع سنگ‌هاي كربناته را به اختصار شرح دهيم.
1- ميكرايت: ميكرايت از گل كربناته تشكيل شده است. ميكرايت در نواحي از دريا رسوب مي‌نمايد كه انرژي محيط بسيار كم باشد.

2-سنگ آهك فسيل‌دار: اين‌گونه سنگ‌هاي آهكي فسيل‌ها يا قطعات باقي‌مانده جانوران قديمي مي‌باشند. مابين اين قطعات را يا گل‌كربناته پر مي‌نمايد.

3- كوكينا: كوكينا نوعي سنگ آهك فسيل‌دار مي‌باشد كه از صدف فسيلها تشكيل شده است كوكنيا فاقد ماتركس بوده و يا مقدار ماتريكس در آن بسيار كم است. اندازه صدف‌ها در كونيا از 2 ميلي‌متر بزرگتر بوده و با چشم قابل مكشاهده مي‌باشند.

4- چالك: چالك نوعي سنگ آهك فسيل‌دار است كه از صدف جانوران ميكروسكوپي تشكيل شده است. پلانكتون‌ها عمده‌ترين موجودات تشكيل دهنده چالك مي‌باشند. از نظر بافتي چالك مشابه ميكرايت‌ها است ولي از نظر رنگ چالك سفيد رنگ مي‌باشد.

- سنگ آهك‌هاي كريستالين: اين گونه سنگ‌ها زا بلورهاي درشت كربنات كلسيم تشكيل شده‌اند. علت بوجود‌آمدن اين بلورها تغييرات فيزيكي و شيميايي در حين مراحل سنگ‌زايي (دياژنز) مي‌باشد.
- تراورتن: در محيط‌هاي غاري، چشمه‌ها و يا رودخانه‌ از تبخير آب‌هاي حاوي كربنات كلسيم بوجود مي‌آيد. متراورتن سنگي با چگالي زياد و بلوري مي‌باشد استالاكتيت‌ها و استالاگميت‌ها از جنس تراورتن مي‌باشند. تراورتن نوعي سنگ زميني بوده و در مجسمه‌سازي و سنگ‌هاي تزئيني كاربرد دارد. تراورتن‌ها از رخساره‌هاي جديد زمين‌شناسي هستند كه در رخساره‌‌هاي دوران چهارم در عهد حاضر گسترش دارند.
- سنگ دولوميت: سنگ دولوميت از كاني دولوميت تشكيل شده است. بيشتر دولوميت‌ها منشاء ثانويه داشته يعني در اثر فعل و انفعال سيلات حاوي mg با سنگ‌هاي كربناته تشكيل يافته‌اند. در حين دولوميتي‌شدن ممكن است بافت سنگ اوليه حفظ شود و يا كلاً از بين مي‌رود. دولوميت سلطانيه با سن پركامبرين در ايران نمونه‌اي از دولوميت‌هاي با منشاء اوليه مي‌باشد. دولوميت كاربرد صنعتي شيميايي فراواني صنايع مختلف نظير صنايع نسوز و شيشه‌سازي دارد.

**SonBol** · #5 12-09-2007

سنگ‌هاي رسوبي آلي

سنگ‌هاي رسوبي سيليسي
سنگ‌هاي رسوبي‌ سليس‌دار عمدتاً از Sio2 تشكيل شده‌اند، اين گونه سنگ‌ها از رسوب شيميايي Sio2 موجود در محلول تشكيل شده‌اند. بنابراين، اين‌گونه رسوبات از نظر ژنتيكي تفاوت فاحشي نسبت به كوارتزآرنايت دارند. عمده‌ترين سنگ‌هاي سيليسي عبارت از چرت، دياتوميت و اُپال مي‌باشد.

چرت Chert (كوارتز ميكروكريستالين):
چرت از دانه‌هاي بسيار ريز سيليس كه داراي منشاء شيميايي يا بيوشيميايي است تشكيل يافته است. برخي از چرت‌ها حاوي باقي مانده اسكلت جانداران ريز نظير راديولاريت‌ها و يا سوزن‌هاي اسفنج‌هاي سيليسي مي‌باشند كه فقط در زير ميكروسكوپ قابل مشاهده ‌اند. انواع چرت براساس رنگ آن‌ها به اسامي مختلف ناميده مي‌شوند. سنگ كك يكي از انواع چرت مي‌باشد كه عمدتاً رنگ تيره دارد.
ـ دياتوميت Diatomite
يكي از سنگ‌هاي معدني مي‌باشد كه كاربرد صنعتي فراواني در صنايع مختلف خصوصاً صنايع نظامي دارد. دياتوميت، سنگي بسيار نرم، سفيد و با چگالي كم و قابليت پودرشدگي خوبي است. دياتوميت از اسكلت دياتومه‌ها تشكيل شده است. در ايران معادن دياتوميت يافت مي‌شود كه يكي از معادن آن در آذربايجان شرقي در نزديكي تبريز مي‌باشد.
ج: سنگ‌ آهن رسوبي
آهن يكي از فراوان‌ترين عناصر در پوسته جامد زمين است و فقط معدودي از سنگ‌ها، از تركيب آهن عاري مي‌باشند. بنابراين سنگ آهن به سنگهايي اطلاق مي‌گردد كه مقدار آهن آنها بيش از 15 درصد، (كه معادل 21/3 درصد Fe2o3 و يا 19/4 درصدFeo است) تعيين شده باشد. از جمله رسوبات غني از آهن مي‌توان به لاتريت و رس‌هاي آهن‌دار اشاره نمود.

**SonBol** · #6 12-09-2007

سه جزء اصلي بافتي سنگ هاي رسوبي تخريبي عبارتند از
1- دانه ها كه در حد گراول ، ماسه ، و سيلت مي‌باشند
2- ماتريكس يا ماده زمينه كه از ذرات دانه ريز در حد سيلت و رس تشكيل شده و دانه هاي رسوبي را در بر مي‌گيرد.
3- سيمان كه به صورت شيميايي تشكيل شده وعمدتاً از جنس سيليس و يا كربنات كلسيم مي باشد، البته برخي از اوقات سيمان از جنس اكسيد آهن نيز دربين دانه ها تشكيل مي شود. سيمان مي شد چسب دانه‌ها را به يكديگر مي چسباند. در بسياري از مواقع بين دانه ها فضاهاي خالي باقي مي ماند كه بعداً ممكن است توسط آب هاي زيرزميني و يا نفت و گاز اشغال شود كه برخي از رشته هاي تخصصي زمين شناسي نظير آب شناسي و زمين شناسي نفت وظيفه بررسي اين فضاهاي خالي را كه اصطلاحاً تخلخل ناميده مي‌شوند را دارند.
- اندازه دانه‌ها
يكي از مهمترين شاخصه هاي بافتي رسوبات و سنگ هاي رسوبي اندازه دانه هاي تشكيل دهنده آن مي باشد. زيرا توسط بررسي اندازه دانه ها مي‌توان انرژي عامل حمل ونقل و دوري و نزديكي رسوب نسبت به ناحيه فشار را تعيين نمود و به واسطه اندازه دانه ها تقسيم بندي رسوبات و سنگ هاي رسوبي مطابق جدول زير انجام مي شود. طبقه بندي دانه ها از روي بلندترين قطر آنها صورت مي گيرد كه براي اولين بار توسط ونثورث واودرن ارايه شد. اين مقياس لگاريتمي بوده و در آن ، هر درجه اي برابر بزرگتر از درجه قبلي است. امروزه اين مقياس ميلي متري نيز معروف است.

2: شكل دانه grain shape
شكل دانه عبارت از توصيف فرم هندسي دانه در رسوب يا سنگ است كه توسط فرم، كروپت ، گردشدگي و بافت سطح دانه مورد بررسي قرار مي‌گيرد.
الف ) فرم form : فرم عبارت است از رابطه بين سه قطر اصلي تشكيل دهنده يك دانه مي باشد ( اقطار بلند، كوتاه، متوسط) كه براساس آن دانه ها ممكن است به اشكال زير ديده شوند.
ب)كرويت sphericity
كرويت عبارتست از اين كه شكل دانه تا چه حد به كره نزديك باشد. كرويت يكي از ويژگي هاي ارثي دانه ها مي باشد.

ج)گردشدگي reandness
گردشدگي عبارتست از اين كه دانه رسوبي زوايا و گوشه هاي تيز خود را در حين حمل و نقل از دست بدهد. هرچه دانه رسوبي بزرگتر باشد گردشدگي سريعتر اتفاق مي افتد. امروزه اگر كنار بستر يك رودخانه برويد ذراتي را خواهيد ديد كه كاملاً‌ گوشه هاي تيز خودرا از دست داده اند. به واسطه ميزان گردشدگي مي توان به راحتي مقدار مسافت طي شده رسوب را تخمين زد. هرچه رسوبي مسافت بيشتري را طي نموده باشد گردتر مي شود. بايد توجه داشت ذرات دانه ريز در صد سيلت هيچگاه گرد نمي شوند. ميزان گردشدگي بستگي به درجه سايش دانه در هنگام حمل ونقل ، اندازه دانه ومسافت حمل ونقل دارد.

د) بافت سطح دانه grain surface texture
عوارض مواد در سطح دانه ، بافت سطح دانه را تشكيل مي دهند. بعنوان مثال رسوبات از منشاء يخچالي كه در حد گراول باشند عمدتاً برروي آن‌ها خطوطي ديده مي شود كه نمايانگر جهت حركت يخچال مي‌باشد. و يا اينكه در كنار ساحل دريا به دانه هاي ماسه اي توجه نمايند متوجه مي شويد كه دانه ها ماسه‌اي درخشان و براق مي باشند. زيرا سطح اين دانه‌ها در اثر حركت بر روي يكديگر توسط امواج براق گرديده است.
در محيط هاي بياباني سطح دانه‌ها كدر يا مات است ، امروزه دانشمندان زمين شناسي توسط بررسي اين اختصاصات توسط ميكروسكوپ هاي پيشرفته ، به راحتي مي توانند فشار بسياري از رسوبات را شناسايي نمايند.
3 - جورشدگي sorting
جورشدگي به يكنواختي اندازه دانه‌ها در سنگ اشاره مي نمايد، اگر سنگي از دانه هاي بااندازه تقريباً يكسال تشكيل شده باشد را سنگ با جورشدگي خوب مي نامند و اگر سنگ از مخلوطي از دانه‌ها در سايزهاي مختلف نظير گراول ، ماسه و گل تشكيل شده باشد آن را سنگي با جورشدگي بد مي‌نامند، به طور كلي رسوبات ساحل دريا از جورشدگي بسيار خوب و رسوبات يخچالي از جورشدگي بدي بهره مي‌برند. دانشمندان از جورشدگي در تشخيص مقدار منافذ خالي موجود در سنگ استفاده مي‌نمايند.

4- طرز قرارگيري دانه ها
نحوه آرايش دانه هاو رسوبات در مقدارفضاي خالي بين ذرات حايز اهميت بسزايي است. بطوريكه هرگاه دانه ها به صورت مكعبي آرايش پيدا نمايند مقدار تخلخل به صورت 47 % و اگر به صورت رومبوئدر آرايش يابند ميزان تخلخل تقريباً نصف خواهد شد. اين مسئله در آب شناسي حائز اهميت است.

**SonBol** · #7 12-09-2007

سنگ هاي رسوبي دانه ريز

براساس اندازه تشكيل دهنده اين گونه سنگ‌ها آن را به دو قسمت تقسيم مي‌شوند.
1- سيلت سنگ ها ( اندازه دانه‌ها يابين 4 تا 64 ميكرون)2- رس سنگ ها(اندازه دانه‌ها از 4 ميكرون كوچكتر مي‌باشد).
1- سيلت سنگ‌ها
اندازه دانه‌ها تشكيل دهنده اين گونه سنگها مابين 64 تا 4 ميكرون مي‌باشد. از نظر بافتي سيلت سنگ‌ها مابين ماسه‌ها و فسيل‌ها مي‌باشند. تشخيص اندازه دانه‌ها توسط چشم غير مسلح مشكل است، اما يكي از ساده ترين راهها براي تشخيص آن در طبيعت اين است كه اگر مقداري از آن را مابين دندان هاي خود قرار دهيم، دانه‌هاي تشكيل دهنده آن را احساس خواهيم نمود. كوارتز عمده‌ترين ذره تشكيل‌دهنده سيلت‌ها است

2- رس سنگ ها
شيل ها ويا رس سنگ ها از دانه هاي بسيار ريز ( كوچكتر از 4 ميكرون) تشكيل شده‌اند. بنابراين دانه‌ها بقدري ريز هستند كه توسط لنز دستي و ميكروسكوپ با بزرگنمايي كم هم قابل تشخيص نمي‌باشند. در طبيعت جهت تشخيص اين گونه سنگ ها از سيلت سنگ ها كافي است قدري آن را مابين دندان‌هاي خود بگذاريم بر اثر فشار هيچگونه دانه‌اي را در بين دندان‌هاي خود احساس نمي‌ نماييم. اين گونه سنگ ها را براساس رده‌بندي و نحوه شكسته شدن به دودسته شيل و رس سنگ تقسيم مي نمايد.
ـ شيل : داراي خاصيت فيسيليستي است fissile ) اين داراي لايه بندي ظريف بوده و در امتداد اين لايه بندي به راحتي جدا مي‌شود.
ـ رس سنگ : فاقد فيسيليستي بوده و به صورت نامنظم مي شكند.
ـ رنگ رسوبات دانه‌ريز بسيار متغير است كه علت برخي ازرنگ ها به شرح زير است.
رنگ سياه بعلت وجود مواد آلي مي‌باشد كه به اين گونه شيل ها ، شيل سياه مي‌گويند.
رنگ قرمز در شيل هاي قرمز بعلت وجوداكسيد آهن است ونمايانگر رسوبگذاري آن در محيط هاي اكسيدان مي‌باشد.
ـ كائولن : نوعي گل سنگ سفيد رنگ است كه عمدتاً از كاني كائوليونيت تشكيل شده است. اين گونه سنگ كاملاً اقتصادي است واز آن در ساخت چيني، كاغذ ، پلاستيك و صنايع ديگر استفاده مي‌شود. كشور مانسبت به اين ماده معدني نسبتاً غني مي‌باشد و معادن آن در استان آذربايجان شرقي ، خراسان و لرستان موجوداست.