آشنایی با سنگ های کربناته و رده بندی سنگهای آهکی

● 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 ماسه ای

● 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:

طبقه بندی 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.

 جهت جستجو سریع موضوع مقاله ، پرسشنامه ، پاورپوینت و گزارش کارآموزی می توانید از قسمت بالا سمت راست جستجو پیشرفته اقدام نمایید.

همچنین جهت سفارش تایپ ، تبدیل فایل پی دی اف (Pdf) به ورد (Word) ، ساخت پاورپوینت ، ویرایش پایان نامه و مقاله با ما در تماس باشید.