سنگ ها و فرآیندهای دگرگونی

فرآیندهای دگرگونی

به گروهی از فعالیت های درونی که باعث تغیر شکل فیزیکی و کانی شناس سنگ ها در محیط جامد می شوند « فرآیندهای دگرگونی » گفته می شود. فشار و دما عوامل اصلی ایجاد دگرگونی در سنگ هاست. فشار و دما عوامل اصلی ایجاد دگرگونی در سنگ هاست.

حدود دگرگونی را می توان از یک طرف بخش های نزدیک به سطح زمین و محدوده فعالیت فرآیندهای رسوبی و از طرف دیگر بخش های پایینی پوسته و گوشته ی بالایی، یعنی جایی که مواد ذوب می شوند و فرآیندهای آذرین آغاز می شوند، دانست.بنابراین سنگ های دگرگونی اغلب حاوی نشانه هایی از پوسته و گوشته زمین است که در سنگ های رسوبی یا آذرین به ثبت نرسیده است.

دگرگونی در داخل زمین انجام می شود، پس هوازدگی سنگ ها که معمولاً در سطح صورت می گیرد دگرگونی نیست. مهمترین تفاوت دگر گونی و هوازدگی آن است که در دگرگونی کانی ها به نوعی تغییر می یابند که بتوانند فشار و دمای بیشتری را تحمل کنند در حالی که در هوازدگی به عکس است. از طرفی دگرگونی تنها در حالت جامد انجام می شود، لذا هرجا که مواد ذوب شود پایان دگرگونی و آغاز فرآیند آذرین است.

به طور کلی دگرگونی زمانی آغاز می شود که شرایط محیطی که سنگ در آن قرار می گیرد به مقدار قابل توجهی با شرایط محیطی که سنگ در آن تشکیل شده تفاوت داشته باشد.

عوامل موثر در دگرگونی

دما

بسیاری از کانی ها بر اثر گرم شدن منبسط می شوند و به این ترتیب پیوندهای موجود در آن ها تاحدی سست می شود. دما همچنین یون های آزاد شده را قادر می سازد تا در محیط جامد حرکت کنند و در شرایط مناسب هسته هایی را برای ایجاد کانی های دگرگونی جدید بسازند.

به طور کلی چون افزایش دما سرعت واکنش ها را به نحو تصاعدی افزایش می دهد سرعت دگرگونی را نیز زیاد می کند.

فشار

فشار دگرگونی بر خلاف دما باعث فشرده شدن سنگ ها و کانی ها و یون های موجود در آن ها می شود.بر اثر افزایش فشار ممکن است ساختمان یک کانی شکسته شود و یون های موجود در آن به صورتی متراکمتر مرتب شوند.

فشار های فعال در دگرگونی را می توان به دو گروه کاملاً مشخص تقسیم کرد:

فشار لیتوستاتیک: معمولی ترین نوع فشار ناشی از وزن رسوبات و مواد فوقانی است، که به ازای هر کیلومتر عمق به طور متوسط ۳٫۳ کیلوبار افزایش می یابد. این نوع فشار که در هر نقطه مقدار آن از همه سو یکسان است « فشار لیتوستاتیک » نامیده می شود. بر اثر فشار لیتوستاتیک سنگ بدون آنکه تغییر شکل خاص پیدا کند متراکم شده و از حجم آن کاسته می شود.

فشار جهتدار: درصورتی که میزان فشار در همه ی جهات یکسان نبوده و مثلاً اندازه آن در یک سمت بیشتر باشد، به آن « فشار جهتدار» یا فشار تکتونیکی می گوییم. فشارهای جهتدار باعث تغییر شکل، از جمله چین خوردن یا شکستن مواد، می شوند.

محلول های شیمیایی

ترکیب سنگ در طول دگرگونی کم و بیش ثابت باقی می ماند. البته در برخی موارد ممکن است سیال هایی که حاوی یون های محلول فراوانی هستند به سنگ وارد شوند و ترکیب سنگ را تغییر دهند. برخی از این محلول ها از نوع « گرمابی » ( هیدروترمال) بوده و از ماگماهای درحال سرد شدن سرچشمه گرفته اند. برخی دیگر ممکن است از دگرگونی های اعماق بیشتر حاصل شده باشند. در طول دگرگونی یون های موجود در محلول های شیمیایی فعال با کانی های موجود در سنگ ها وارد واکنش شده و کانی های جدیدی بوجود می آورند. خلاصه آنکه تغییرات شیمیایی در سنگ های خشک از طریق فرآیند بسیار کند « انتشار یونی » صورت می گیرد، حال آنکه وجود آب در بین ذرات و منافذ سنگ حرکت یون ها و انجام واکنش توسط آن ها را تسریع می کند.

انواع دگرگونی

بر اساس شرایط مختلف دما، فشار و محلولهای شیمیایی، دگرگونی را می توان به انواع ناحیه ای، دفنی، مجاورتی، جنبشی، بخوردی و بالاخره متاسوماتوز تقسیم کرد.

دگرگونی جنبشی

این دگرگونی در نقاطی از پوسته رخ می دهد که دستخوش حرکات شدید و ناگهانی شده باشند. مثلاً در گسل ها، جابجایی ناگهانی طبقات باعث خرد شدن سنگ های سطح گسل می شود و سنگی متشکل از اجزاو قطعات گوشه دار به نام « برش گسلی » بوجود می آورد. جابجایی در سطح گسل باعث ایجاد گرما می شود. عوامل موثر در مقدار گرمای حاصل عبارتند از:

  • قابلیت انتقال گرمایی سنگ
  • سرعت حرکت گسل
  • مقاومت سطح گسل در مقابل حرکت
  • طول مدت حرکت گسل

دگرگونی مجاورتی

دگرگونی مجاورتی ( گرمایی) بر اثر مجاورت سنگ های گوناگون با توده ی آذرین نفوذی ایجاد می شود. طبیعی است که دما در مجاورت توده ی نفوذی بیشتر از قسمت های دورتر است و دگرگونی نیز به نسبت دور شدن از توده کاهش می یابد. نواحی دگرگون شده ی اطراف توده ی نفوذی را « هاله ی مجاورتی » می گویند.

اندازه ی هاله ی مجاورتی به اندازه ی توده ی آذرین، دمای آن، دمای اولیه ی سنگ های محل و جنس آن ها بستگی دارد.

دمای سنگ هایی که از توده ی آذرین دورترند کمتر است و هرچه اندازه ی توده ی آذرین کوچکتر باشد افت دما سریعتر می شود.

توده ی کوچک بسیار گرم، دگرگونی کم دامنه ای را باعث می شود، چون فرصت کمی برای گرم کردن سنگ ها وجود دارد.

از بررسی دقیق هاله های مجاورتی به وجود « مناطق دگرگونی » پی برده اند. در هر یک از این مناطق دست کم یک کانی ویژه به نام « کانی شاخص » یافت می شود. این کانی ها در واقع همان دماسنج های زمین شناختی اند و وجود آن ها در هرسنگ معرف شدت بخصوصی از دگرگونی مجاورتی است.

دگرگونی مجاورتی اغلب « دگرگونی گرمایی » نیز نامیده می شود زیرا فشار در آن عامل مهمی نیست. از این رو مناطق دگرگونی از این نوع را می توان مناطق کاملاً گرمایی دانست.

دگرگونی مجاورتی اغلب « دگرگونی گرمایی » نیز نامیده می شود زیرا فشار در آن عامل مهمی نیست. از این رو مناطق دگرگونی از این نوع را می توان کاملاً گرمایی دانست.

دگرگونی دفنی

دگرگونی دفنی بیشتر بر اثر فشار حکمفرما در اعماق زمین ایجاد می شود. این نوع دگرگونی حدود تقریباً نامشخصی دارد و شناسایی آن مشکل است. این نوع دگرگونی اغلب در نواحی بخصوصی از پوسته زمین که جریان گرمایی در آن ها کم است رخ می دهد، پس دگرگونی دفنی بیشتر به فشار وابسته است تا به دما.

کانی زئولیت معرف خوبی برای دگرگونی دفنی است، زیرا در هر عمق، نوع بخصوصی از آن تشکیل می شود. کانی دیگر ویژه دگرگونی دفنی نوعی آمفیبول به نام « گلوکوفان » است. این کانی معرف بالاترین درجه ی دگرگونی دفنی (بیشترین عمق ) است.

دگرگونی ناحیه ای

دما، فشار های لیتوستاتیک و جهتدار و محلول های شیمیایی فعال هر یک به نحوی در تشکیل دگرگونی ناحیه ای موثرند، نام این دگرگونی بازتابی از مقیاس وسیع آن است. این نوع دگرگونی برخلاف انواع دیگر که فشار و حرارت در آن ها محدود بود، در فشارها و دماهای گوناگون رخ می دهد و محدوده ی وسیعی را می پوشاند که عموماً رابطه ی نزدیکی با کوهزایی دارد.

دگرگونی برخوردی

کمیاب ترین نوع دگرگونی زمانی صورت می گیرد که یک شهابسنگ به سطح زمین برخورد کند. در محل برخورد انرژی جنبشی بسیار زیاد شهابسنگ به گرما تبدیل می گردد و فشار بسیار زیادی نیز در لحظه ی برخورد ایجاد می شود.

متاسوماتوز

بر اثر تعداد قابل توجهی از واکنش های دگرگونی، آب و دی اکسید کربن ایجاد می شود که معمولاً از محیط خارج می شوند و به این ترتیب ترکیب سنگ دگرگونی حاصل با سنگی که از آن منشأ گرفته تفاوت پیدا می کند. علاوه بر این تغییر رایج در ترکیب شیمیایی، در مواردی نیز ممکن است محلول های شیمیایی فعال که یون هایی را با خود حمل می کنند در طول دگرگونی به تدریج ترکیب سنگ را تغییر دهند. به نوعی از دگرگونی که در آن ترکیب سنگ به طور قابل ملاحظه ای تغییر کند « متاسوماتوز » می گویند.

 

سنگ های دگرگونی

بافت دگرگونی

بافت هایی که پیش از دگرگونی نیز در سنگ وجود داشته است « بافت باقیمانده » نامیده می شود. این بافت ها گر چه در طول دگرگونی تغییراتی را متحمل می شوند، ولی ممکن است بتوان در درجات پایین دگرگونی آثار آن ها را تشخیص داد.

بررسی بافت های دگرگونی می تواند نوع دگرگونی ایجاد شده در سنگ و در مواردی درجه دگرگونی را مشخص سازد. اندازه دانه ها و رابطه بین دانه ها مهمترین نشانه هایی هستند که جهت تحلیل تاریخچه سنگ دگرگونی به کار گرفته می شوند.

اندازه ی دانه ها

در اینجا نیز همانند سنگ های آذرین میزان انتشار و مهاجرت یونی، اندازه دانه را تعیین می کند و چون گرما حرکت یون ها را تسهیل می کند، لذا درشت ترین دانه ها را باید در دگرگونی های که بیشترین دما را تحمل کرده اند بیابیم.

در شرایطی که دگرگونی جنبشی اتفاق می افتد سنگ های واقع در سطح گسل خرد، ریز و پودر می شوند. بافت های حاصل از دگرگونی جنبشی « بافت کاتاکلاستیک » نام دارند. سنگ ریزدانه دارای بافت کاتاکلاستیک را « میلونیت » می نامیم. در حالاتی که دانه های سنگ بسیار بسیار ریز و پودرمانند باشند سنگ حاصل شبیه به شیشه ی آتشفشانی خواهد بود. به چنین سنگی « اولترامیلونیت » گفته می شود.

در یک سنگ دگرگونی برخی از کانی ها ممکن است به مراتب بیش از کانی های دیگر رشد کنند. علت این امر ممکن است این باشد که یون هایی که آن بلور خاص را ساخته اند راحت تر مهاجرت کرده اند. در نتیجه انی عمل « بافت پرفیروبلاستیک » ایجاد می شود. در این بافت چند بلور درشت ( پرفیروبلاست ) توسط یک زمینه ی ریزدانه محاط شده اند. گرونا، استروتید، آندالوزیت، کیانیت و سیلیمانیت پرفیروبلاست های رایج در شیست ها هستند در حالی که اکتینولیت، هورنبلند و گرونا پرفیروبلاست های بازالت های دگرگون شده را می سازند.

وجود دانه های درهم جفت شده از ویژگی های سنگ های دگرگونی است.

جهتیابی ترجیحی:  فشارهای جهت دار باعث ایجاد فولیاسیون و لینه آسیون در سنگ می شوند. وقتی که فولیاسون بر اثر جهت یابی کانی های ورقه ای مثل موسکویت، بیوتیت یا کلریت ایجاد شود نام خاصی به آن داده می شود. در چنین شرایطی به جهت یابی سنگ « شیستوزیتی » گفته می شود.

وجود لینه آسیون یا فولیاسیون توسعه یافته معرف عملکرد فشارهای جهتدار قوی است و این چیزی است که در دگرگونی های ناحیه ای یا جنبشی دیده می شود. فولیاسیون های ضعیف معرف دگرگونی دفنی است.

جهتیابی تصادفی: سنگ های دگرگونی که بدون تأثیر فشارهای جهتدار درست می شوند، از جمله سنگ هایی که به طور مجاورتی دگرگون شده اند، از خود فولیاسیون یا لینه آسیون نشان نمی دهند. جهت یابی تصادفی و همسو نشده کانی ها در این سنگ ها به نام « بافت گرانوبلاستیک » موسوم است و سنگ هایی که این بافت را دارند « گرانوفلس » نامیده می شوند.

لایه ای شدن:

نوعی لایه بندی که ناشی از تغییر ترکیب است در سنگ های دگرگونی فراوان دیده می شود. فرایندهای دگرگونیقادرند که بر اثر جدایش یونی، که در خلال مهاجرت یون ها صورت می گیرد، لایه هایی را به وجود آورند. در برخی از سنگ ها بر اثر مخلوط شدن یون های طبقات اولیه موجود در سنگ و « لایه ای شدن دگرگونی » ایجاد می شود.

گنیسی شدن:

برخی از سنگ های دگرگونی متشکل از تناوبی از لایه هایی از کانی های دارای بافت گرانوپلاستیک و جهتدار هستند. این لایه ای شدن معمولاً به صورت تناوب لایه های روشن و تیره دیده می شود که بخش جهت دار معمولاً لایه های تیره را تشکیل می دهد. ترکیب « لایه ای شدن » و « جهت دار شدن » را « گنیسی شدن » می نامند و سنگی که این بافت را از خود نشان می دهد « گنیس » نامیده می شود. اغلب گنیس ها سنگ هایی با درجات بالای دگرگنی اند و لایه ای شدنشان معرف یک بافت کاملاً دگرگونی است و نشانه ای از لایه های قبلی موجود در سنگ نیست.

کانی های دگرگونی

سنگ های دگرگونی را می توان از نظر ترکیب به چهار گروه متفاوت تقسیم کرد که عبارتند از « پلیتی »، « آهکی » ، « مافیک » و « کوارتز و فلدسپاتی » .

سنگ های پلیتی آن هایی هستند که در اصل حاوی مقادیر زیادی کانی های رسی اند.

منظور از سنگ های آهکی، سنگ آهک و سنگ دولومیت است. معادل های دگرگون شده این سنگ ها معمولاً حاوی کانی هایی با مقادیر زیادی کلسیم و منیزیم هستند. دیوپسید یا ولاستونیت نمونه هایی از این کانی ها هستند.

طبقه بندی سنگ های دگرگونی

طبقه بندی و نامگذاری سنگ های دگرگونی برمبنای کانی شناسی و بافت انجام می شود.

در زیر جدول طبقه بندی این سنگ ها را مشاهده می کنید.

 

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست