هوازدگی
جابجایی:
هنگامی که آب ها در داخل خاک به سمت پایین حرکت می کنند، باعث انتقال شیمیایی و مکانیکی مواد می شوند. فرایند انتقال مواد بوسیله باد و باران، ذرات ریز مانند رس یا مواد حل شده را به سطوح پایین تر در خاک منتقل می کند. به فرایند ته نشست این ذرات ریز در سطوح پایین تر خاک ته نشینی (illuviation) گفته می شود. آبهای نفوذی که به سمت پایین حرکت می کنند باعث انتقال مواد مغذی و مواد شیمیایی پیچیده در خاک می شوند، مانند کوچکترین ذرات. این مواد حل شده از لایه های سطحی جدا شده و توسط آبهای زیر زمینی در سطوح پایین تر ته نشست پیدا می کنند. انتقال شیمیایی کامل این مواد از خاک "Leaching" نامیده می شود.
حاصلخیزی خاک مستقیما متاثر از PH از طریق انحلال بیشتر مواد غذایی است. در PH پایین تر از 5/5 بیشتر مواد غذایی به شدت قابل انحلال بوده و به آسانی از مقطع خاک شسته می شوند. در PH های بالاتر مواد غذایی غیر قابل انحلال شده و گیاهان نمی توانند به آسانی از آنها استفاده کنند. حداکثر حاصلخیزی خاک در PH بین 6- 2/7 اتفاق می افتد.
رنگ خاک:
خاک ها متمایل به داشتن تغییرات مشخصی در رنگ هم در جهت افقی و هم در جهت عمودی هستند. رنگی شدن خاک ها بدلیل فاکتورهای گوناگونی ایجاد می گردد. خاک مرطوب نواحی استوایی عموما قرمز تا زرد است که علت آن اکسیده شدن آهن یا آلومینیم می باشد. در علفزارهای مناطق معتدل مقادیر بسیار زیاد هوموس باعث تیره شدن خاک می شود. شسته شدن زیاد آهن باعث می شود خاک های مناطق جنگلی، خاکستری شوند. سطح بالای آب در خاک باعث احیای آهن شده و این خاک ها متمایل به داشتن رنگ های ظاهرا آبی_ خاکستری یا آبی متمایل به سبز هستند. مواد آلی رنگ خاک را سیاه می کنند. ترکیب اکسید آهن و محتوی آلی باعث می شود که بیشتر انواع این خاک ها رنگ قهوه ای داشته باشند. دیگر مواد رنگ زا که گاهی حضور دارند شامل: سفید مربوط به کربنات کلسیم، سیاه مربوط به اکسید منگنز و سیاه که مربوط به ترکیبات کربن دار می باشد.
فرآیندهای تشکیل خاک:
1) فرآیندهای بیرونی تشکیل خاک
تعریف هوازدگی
به دگرگونی فیزیکی و شیمیایی سنگها و کانیها در سطح زمین یا نزدیک آن هوازدگی گفته می شود. این فرآیند باعث خرد شدن سنگها و تجزیه و تغییراتی در کانیهای اولیه و ثانویه می شود و آنها را به حالت پایدارتری در محیط خودشان می رساند. انواع هوازدگی شامل فیزیکی و شیمیایی است.
الف) هوازدگی فیزیکی: شامل خرد شدن سنگها بدون تغییر شیمیایی و مینرالوژیکی است که در آن فقط سنگها به قطعات کوچکتر تقسیم می شوند. عوامل اصلی شکسته شدن سنگها، تنشهای درون سنگ به علل:
- نوسان دمای شب و روز
- فشار ناشی از یخ زدن در سنگها
- فشار حاصل از رشد بلورها
- ته نشست محلولها در درز و شکاف سنگ
- رشد ریشه گیاه
ب) هوازدگی شیمیایی: شامل تغییر در ساختار شیمیایی و کانی شناختی سنگها می شود و فرآیندهای آن عبارتند از:
- اکسیداسیون و احیاء
- آبگیری(هیدرولیز)
- انحلال
- کلات شدن(پیوند یک یون فلزی با یک کمپلکس آلی)
بطور کلی هر دو فرآیند فوق در تشکیل خاک نقش مهمی دارند ولی در این بین نقش هوازدگی شیمیایی بعلت تنوع عوامل آن مهمتر است.
فرآیندهایی هوازدگی که اساسا در خاک رخ می دهند عبارتند از:
- چرخه اکسیداسیون و احیاء
- جابجایی آلومینیوم از ساختمان رس به داخل هیدروکسدهای آبدار از طریق جایگاه های تبادلی
- خروج پتاسیم از لایه های میکا
- ته نشست آلومینیوم بین لایه ای در کانیهای رسی
- تشکیل گیبسیت و سیلیسی شدن دوباره
- تشکیل کانیهای ثانویه آهن
2) فرآیندهای درونی تشکیل خاک:
این فرآیندها که به فرآیندهای پدوژنی نیز معروفند شامل به دست آوردن و از بین رفتن ماده ها از یک پیکره خاک است که بر اساس چهار پدیده فروساییدگی، افزایش ضخامت خاک، ویژگیهای ژئومورفی حد واسط یا جابجایی درون یک خاک صورت می گیرد.
فرآیندهای پدوژنی شامل افزایش مواد آلی و کانی به خاک، تلفات این مواد از خاک، انتقال این مواد از نقطه ای به نقطه دیگر و دگرگونی مواد آلی و کانی درون خاک می باشد.
فرآیندهای جابجایی مواد در خاک شامل:
- آبشویی - فرسایش سطحی - غنی شدگی
- انباشتگی - آهک زدایی - سیلیس زدایی
- شورزدایی – شورشدن
سنگ های رسوبی بیش ازهفتادوپنج درصدسطح زمین را می پوشانند. یک توده رسوبی شامل موادی است که در سطح یا نزدیک سطح زمین ودر محیطی که دارای فشار و حرارت پایین می باشد، انباشته می‌گردد. معمولاً مواد رسوبی از مایعی که آن ها را در بر می گیرد، در محیط های مختلف رسوبی ته نشین می گردند ، رسوبات به روش های مختلفی تشکیل می شوند. رسوبات در برخی از مواقع از هوازدگی و فرسایش سنگ های قدیمی تر تشکیل می شوند که در این شرایط به رسوب تخریبی یا آواری می گویند. گاهی اوقات رسوبات در اثر فرایند های بیولوژیکی ، شیمیایی و یا بیو شیمیایی ، نیز تشکیل می شوند. بعنوان مثال تشکیل رسوبات تبخیری نظیر نمک و گچ یک فرایند شیمیایی محض و تشکیل بافیمانده صدف جانداران آب زی یک فرایند بیوشیمیایی است. مواد رسوبی هرگاه تحت تاُثیر فرایندهای سنگ زدایی قرار گیرند تبدیل به سنگ رسوبی می شوند . مطالعه سنگ های رسوبی برای ما بسیار حائز اهمیت است ، زیرا اطلاعات ما درباره‌ی چینه شناسی و بسیاری از علومات ما درباره تاریخ گذشته زمین در این سنگ ها نهفته است. بخش مهمی از ذخایر معدنی که دارای ارزش قابل توجهی می باشند از سنگ های رسوبی بدست می آیند. بعنوان مثال همه یا قسمت عمده نفت ، گاز طبیعی ، زغال ، نمک ، گوگرد، املاح پتاسیم، سنگ گچ ، سنگ اهک ، فسفات، اورانیوم ، منگنز، و همچنین موادی مانند : ماسه، سنگ های ساختمانی، رس های سفال سازی، از سنگ های رسوبی بدست می آیند. بدلیل ارزش اهمیت مطالعه این گونه سنگ ها در کشورهای پیشرفته ،دین رشته های تخصصی بررسی این سنگ ها در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری دایر شده است، در کشور ما نیز بعد از انقلاب پرشکوه اسلامی توجه خاصی بر زمین شناسی خصوصاً رسوب شناسی و سنگ شناسی رسوبی شده است و این رشته تخصصی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری تدریس شده است.
بررسی منشا مواد آلوده کننده شیمیایی و فیزیکی رودخانه قره چای در استان مرکزی
چکیده :
حوضه های آبخیز , جایگاه اصلی فرسایش , حمل و ته نشست رسوبات می باشد. هوازدگی فیزیکی و شیمیایی در سنگهای منشا به ترتیب منبع بارهای معلق و شیمیایی آب را به جهت مصرف شرب , کشاورزی و صنعت مشخص می دارد. برای بررسی منشا مواد کنترل کننده کیفیت آب منطقه مورد مطالعه , حدود 11 ایستگاه رسوب سنجی با دوره آماری 15 ساله بر روی رودخانه قره چای انتخاب و در آن با توجه به اندازه گیری مواد جامد و شیمیایی ( آنیونهای بی کربنات , کربنات , سولفات , کلر , کاتیون های کلسیم , منیزیم , سدیم و پتاسیم و همچنین اسیدیته و هدایت الکتریکی ) , منشا آنها مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی نشان داد که رودخانه منطقه از قلیائیت بالایی برخوردار بوده و در آنها یونهای بی کربنات , سولفات , کلروسدیم , یونهای اصلی بوده که به ترتیب 38 , 23 , 15 و 17 درصد کل جامدات محلول را تشکیل داده و مقدار آنها به سمت پایین دست رودخانه افزایش می یابند. همچنین افزایش چشمگیری از آنیونها و کاتیونها در رودخانه های منطقه نسبت به متوسط آن در رودخانه های دنیا است. وجود سنگهای نمکی , گچی , مارنی , آهکی و نیز خاکهای شور در اراضی حاشیه رودخانه های منطقه در پایین دست رودخانه و پشت سد ساوه مهمترین منشا مواد معلق و محلول میباشند. غلظت مواد فوق در حدی است که آب رودخانه مورد نظر از نظر کیفیت تنها قابل مصرف در کشاورزی است از طرفی مستقیم دبی آب و رسوب معلق تاثیر افزایش مواد معلق را ناشی از هوازدگی فیزیکی در ماههای سیلابی (اسفند و فروردین و اردیبهشت) و رابطه معکوس دبی آب رسوب شیمیایی نقش آبهابی زیر زمینی منطقه را در تولید مواد شیمایی ناشی از هوازدگی شیمیایی در ماههای کم آبی (خرداد تیر مرداد شهریور و مهر را نشان میدهد
یکی از مهم ترین عوامل موثر در فرسایش پذیری تشکیلات زمین شناسی، خصوصیات مکانیکی ذاتی، ترکیب کانی شناسی و میزان پیشرفت هوازدگی در آن ها می باشد. روش های مختلف جهت برآورد خواص سنگ ها و تاثیر هوازدگی بر میزان مقاومت برشی آن ها ارایه گردیده است. فرسایش پذیری سنگ های مختلف و استفاده از درجه حساسیت آن ها به فرسایش در مدل های مختلف برآورد رسوب حوزه ها به صورت جدول های استاندارد و تحت عنوان عامل زمین شناسی مورد ارزیابی قرار می گیرد. ارزیابی کانی های اصلی و کانی های جدید تشکیل شده در تشکیلات زمین شناسی که تحت تاثیر فرآیندهای هوازدگی کنترل می گردند از جمله مسایل مهمی هستند که از دیر باز مورد توجه متخصصین آبخیزداری، مهندسین زمین شناسی و ژئوتکنیک قرار داشته است. کانی های اولیه تشکیل دهنده سنگ های لایه فوقانی زمین که در ابتدا تحت شرایط خاصی از نظر دما، فشار و محلول های شیمیایی به وجود آمده اند. در شرایط متعارف سطح زمین و تحت تاثیر فرآیندهای هوازدگی فیزیکی و شیمیایی ناپایدار بوده و به کانی های ساده تری تبدیل می شوند. کانی های ثانویه در محیط سطحی در مقایسه با کانی های اولیه دارای پایداری بیشتری در مقابل هوازدگی بوده ولی دارای ویژگی های کاملا متفاوت فرسایش پذیری و ژئوتکنیکی می باشند. به عنوان مثال، در منطقه ای که فرآیند تشکیل کانی های رسی از منشا رسوبات مستعد هوازدگی در حال پیشرفت می باشد، شیب های منطقه تحت تاثیر رس های جدید تشکیل شده بسیار ناپایدار بوده و یا در موارد متعددی پیشرفت هوازدگی باعث افزایش فرسایش پذیری سنگ های منشا گردیده است. در این مقاله روش جدید ارزیابی شدت هوازدگی معرفی می گردد. در این روش علاوه بر دستیابی به قابلیت لایه های تشکیلات زمین شناسی منطقه، شناخت کاملی از فرآیندهای هوازدگی نیز مورد بررسی قرار می گیرد.
هوازدگی از فرآیندهای اولیه برای شکل گیری رسوبات سخت نشده و تشکیل گروه عمده ای از سنگ های رسوبی است ولی متاسفانه در مقیاس ماکرو و میکرو به صورت درخور توجه در محافل علمی ایران به آن پرداخته نشده است. از سوی دیگر، در مطالعات پراکنده مربوط به هوازدگی، مقیاس مکانی و زمانی، فاکتورها و مکانیسم های موثر در فرآیند هوازدگی کمتر مورد توجه قرار داشته است. در این مقاله ضمن بررسی روش های متداول رده بندی و ارزیابی هوازدگی، براساس روش پیشنهادی ویلز، اقدام به لحاظ نمودن دیفاکتورهای زمین شناسی، آب و هوایی، هیدرولوژیکی و ارگانیکی در شکل گیری فرآیند هوازدگی گرده و مقیاس مکان و زمان نیز در شکل گیری سیمای هوازدگی سنگ های سازند شمشک در حوزه آبخیز زیارت گرگان در نظر گرفته شده است. در برابر مزایای استفاده از این روش در بررسی هوازدگی سنگ ها (از جمله کاربردی بودن و دقت قابل توجه) این روش دارای معایب و محدودیت هایی نیز است که مهم ترین آن ضرورت استفاده از تکنیک های مدرن در مطالعه جامع هوازدگی در مقیاس های مختلف می باشد. لازم به توضیح است که این تحقیق بر اساس بررسی و مطالعه توصیفی اشکال هوازدگی و شدت و ضعف گسترش آن ها در منطقه مورد مطالعه انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که از 11 مورد سیمای هوازدگی مطرح شده در رده بندی ویلز حداقل 6 مورد به طور قطع در سازند شمشک حوزه زیارت گرگان با میزان پراکندگی مختلف قابل تشخیص و تفکیک می باشد. ضمن این که در مقایسه تطبیقی هوازدگی سنگ ها براساس زمین شناسی مهندسی، دو گروه سنگ های کاملا هوازده و خیلی هوازده با درجه هوازدگی 5 و 4 (به ترتیب با 32 و 25 درصد) بیش از نیمی از سنگ های سازند شمشک در محدوده مورد مطالعه را شامل می شود که نشانگر بحرانی بودن حوزه مورد مطالعه از نظر حساسیت سنگ ها به هوازدگی و فرسایش است.
در مطالعات فرسایش و حفاظت خاک ویژگی های سنگ شناسی حوزه آبخیز از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. رفتار سنگ های مختلف در مقابل فرسایش متفاوت بوده و بعضی از واحدهای سنگ شناسی حساس به فرسایش و مستعد تولید رسوب هستند. رفتار سنگ ها و نهشته های کواترنر در مقابل هوازدگی و فرسایش بستگی به عوامل چندی دارد که بعضی از عوامل مربوط به سرشت سنگ و عوامل دیگر مربوط به محیط خارجی در برگیرنده سنگ است. در حوزه های آبخیز کوچک نقش عوامل مربوط به سرشت سنگ با اهمیت تر از عوامل مربوط به محیط خارجی دربرگیرنده سنگ است. عوامل متعدد دیگری مانند ژئومورفولوژی، نوع اقلیم، وضعیت پوشش گیاهی، عامل انسانی و ... در فرسایش موثرند. بررسی تمامی عوامل موثر در فرسایش مشکل بوده و کار را پیچیده می نماید: بنابراین بایستی عوامل موثر را اولویت بندی نموده و در نظر گرفت تا واحدهای کاری (ژئومورفولوژی) با اندازه قابل بررسی به دست آمده و نظر آماری بتوان بین عوامل موثر و آمار رسوب ارتباط برقرار نمود. منطقه مورد مطالعه حوزه آبخیز لتیان و زیر حوزه های آن است. با توجه به بررسی های اولیه در منطقه مشخص شد که سه عامل مواد زمین شناسی، شیب و اقلیم مهم ترین عوامل موثر در فرسایش می باشند؛ بنابراین سه عامل مورد بررسی قرار گرفت و با یکدیگر تلفیق شدند تا واحدهای کاری به دست آیند. سپس حساسیت کیفی سنگ ها و سازندهای ماقبل کواترنر پیوسته با استفاده از معیارهای روش مقاومتی و سختی توده سنگ سلبی (1980) به صورت صحرایی تعیین شد. برای تعیین حساسیت کیفی سنگ ها و سازندهای ماقبل کواترنر نسبتا ناپیوسته و سازندهای کواترنر از عامل Kدر مدلUSLE استفاده شد. در مرحله آخر برای کمی کردن فرسایش پذیری سازندها از آمار رسوب ایستگاه های هیدرومتری حوزه لتیان استفاده شد.
باید در مناطق کوهستانی، سنگ های دامنه ها همیشه در اثر فعالیت های دینامیکی فرآیندهای هوازدگی، به صورت ناپیوسته درآمده، سپس تحت تاثیر اشکال مختلف نیروی ثقل و همکاری فرآیندهای جا به جایی مواد بر روی دامنه ها در به پای کوه ها منتقل می شوند. در اثر فعالیت این فرآیندها، به مناطق مسکونی (شهر و روستا) مستقر در مناطق پایکوهی، آسیب های جدی وارد می شود. به طوری که گاهی اوقات این نوع فعالیت ها سبب از بین رفتن بخشی از شهر یا کل آبادی ها می گردد. این مطالعه، بر اساس بازدیدهای میدانی، بررسی عکس های هوایی، روش های تجربی و کمی و با استفاده از نرم افزارهای Autocad map2000, Arc/view، با طبقه بندی مناطق مختلف هوازده آذربایجان (از نظرشدت هوازدگی) بر اساس متغیرهای اقلیمی و ترسیم نقشه آن، ضمن بررسی مکانیسم فرآیندهای هوازدگی (به ویژه تخریب مکانیکی)، نقش مورفوژنتیکیآنها را در بی ثباتی نواحی شهری و روستایی مناطق کوهستانی آذربایجان مورد بررسی قرار می دهد. نتایج به دست آمده، نشان می دهد که در ناپایداری دامنه ها و وقوع حرکات توده ای مواد در دامنه های ارتفاعات آذربایجان، هوازدگی مکانیکی سهم عمده ای دارد و به شکل های مختلف مانند: ریزش ها (سنگ ریزش و ریزش های واریزه ای)، سنگ لغزش و جریان های واریزه ای نواحی شهری و روستایی را تهدید می کند. بنابراین، در پروژه های مربوط به مکان یابی شهرها و شهرک های جدید، دهکده های جهانگردی، احداث شبکه های ارتباطاتی تاسیسات صنعت
هوازدگ? به زبان ساده عبارت است از پاسخی که مواد سطح زمین در مقابل تغییر محیط از خود بروز می‌دهند و شامل از هم پاشیدن سنگها و تجزیه آنها در سطح زمین و یا نزدیک به سطح زمین است. بعد از میلیونها سال ، بالا آمدگ? و فرسا?ش ، سنگها? موجود در سقف توده‌ها? نفوذ? از ب?ن رفته و توده در سطح زم?ن رهنمون پ?دا م?کند. ا?ن توده متبلور که در دما و فشار ز?اد و احتمالا در چند ک?لومتر? ز?ر زم?ن تشک?ل شده بود، اکنون در سطح زم?ن و در معرض شرا?ط? کاملا متفاوت قرار دارد.
در چن?ن وضع?ت? ، توده سنگ به تدر?ج تغ??ر م?کند تا جا?? که دوباره با شرا?ط جد?د به حالت تعادل برسد به چن?ن تغ??رات? در سنگ ، هوازدگ? م?گو?ند. هوازدگ? معمولا به دو صورت مکان?ک? و ش?م?ا?? بررس? م?شود ول? در طب?عت ا?ن دو همزمان عمل م?کنند.
در هوازدگ? مکانیکی هیچ تغییری در ترکیب شیمیایی سنگ صورت نم?گ?رد بلکه سنگها تحت تاث?ر ?ک سر? از عوامل ف?ز?ک? به قطعات کوچکتر تقس?م م?شوند. بر اثر خرد شدن سنگها سطح جانب? قطعات ز?ادتر شده و در نت?جه برای این عوامل عبارتند از : ?خبندان ، انبساط حاصل از برداشته شدن بار فوقان? ، انبساط حرارت? و فعال?ت موجودات زنده.
در هوازدگ? ش?م?ا?ی ساختمان داخل? کان?ها بر اثر افزا?ش ?ا کاهش عناصر تغ??ر م?کند. در واقع در ا?ن نوع هوازدگ? ترک?ب ش?م?ا?? سنگها تغ??ر م?کند.
در هوازدگ? ش?م?ا?? آب مهمتر?ن عامل به شمار م?رود. ول? لازم به ذکر است که آب خالص غ?رفعال بوده و نم?تواند ه?چ تغ??ر? در سنگها ا?جاد کند. افزا?ش مقدار کم? از مواد محلول م?تواند آب را فعال سازد. اکس?ژن و د?اکس?د کربن محلول در آب باعث ا?جاد تغ??رات اساس? در سنگها م?شوند.
سرعت هوازدگ? سنگها به عوامل ز?اد? بستگ? دارد از جمله ا?ن عوامل م?توان به اندازه ذرات کان?ها? سازنده سنگ و عوامل آب و هوا? مح?ط را نام برد. هر چقدر اندازه کان? کوچکتر باشد سطح موثر آنها ز?ادتر بوده و در نت?جه سر?عتر تحت تاث?ر عوامل هوازدگ? ، تجز?ه م?شوند. جنس کان?ها? سازنده سنگ اثر بس?ار مهم? در هوازدگ? دارد به عنوان مثال سنگها? گران?ت? بس?ار مقاوم تر از سنگ مرمر هستند، ز?را مرمر از کلس?ت ساخته شده که به آسان? حت? در محلول اس?د? ضع?ف? ن?ز حل م?شود.
در مناطق خشک و نیمه‌خشک استرالیا و مناطق مشابه، هوازدگی عمیق سنگهای بستر، لاتریتی شدن و مقادیر متغیری از مواد منتقل شده منجر به تشکیل نواحی کانه‌داری شده که به صورت بسیار ضعیف در سطح زیمن نمایان گردیده‌اند. استفاده از لگ به عنوان عامل برای چنین محیطهایی قبلاً بوسیله اسمیت و پردیکس (1983)، دانلوپ و همکاران (1983)، تیلور و همکاران (1984)، کارور و همکاران (1987) بررسی گردیده است.
این خصوصیت ژئوشیمیایی در ناحیه نیمه‌خشک و متالوژنیک کوبار در تشکیلاتی از حوضه دریایی دونین نمودار شده (گلن،1992) که حامل ذخایر و معادن با مقادیر قابل توجهی طلا، مس، سرب، روی و دیگر عناصر می‌باشد. سیلیسی شدن سنگهای کانه‌دار همراه رگه‌های سیلیسی سیستم تیپیکی را در میان سیستم‌های کانی‌زایی موسوم به سیستم کوبار حاصل کرده است.
از نظر توپوگرافی، ناحیه از برجستگیهای کم‌ارتفاعی تشکیل شده که با هوازدگی بسیار عمیق و گاه تا عمق 150 متری و یک مجموعه کوارتز ـ کائولینیتی همراه است. زون‌های آهن‌دار کم و بیش در اعماق حفظ گردیده و در سطح زمین لایه قرمزی از کولویوم را تشکیل داده که آغشتگی توسط رسوبات باری در آن هویداست. کالکریت‌آسیون در مقیاس وسیعی توسعه یافته درحالیکه سیلیسی شدن هم در بخش فوقانی و هم تحتانی حالت موضعی از خود نشان میدهد.
لندفرمهای ناحیه در یک مطالعه سیستماتیک با تفکیک لندفرمهای رسوبی و فرسایشی از هم متمایز گشته‌اند( سینیور1992). در چنین محیطهایی لگها در وسعت فراوانی هم از کولویوم‌های سطحی و هم از هوازدگی سنگهای بستر حاصل شده‌اند که خصوصیات مهم و انواع آنها در ارتباط نزدیکی با لندفرمهای رسوبی و فرسایشی میباشند. براساس ژنز و مورفولوژی ( علیپور و همکاران1995) سه نوع لگ شناخته شده‌اند:
1ـ لگهای اولیه :
این گروه بافتهای سنگ مادر را درمقیاس وسیعی حفظ کرده، که خود به دو نوع لیتیک و فرولیتیک تقسیم میشوند. اگر چه مرز مشخصی بین این دو وجود ندارد، اما در 20 درصد از اکسید آهن خصوصیات لیتیکی مخدوش و لگها فرولیتیکی می‌گردند. شکل نامنظم، سطح خشن و ناهموار، رنگ خاکستری تا زرد از مشخصات بارز این گروه است. لگهای غیرمغناطیسی بیشتر در این گروه قرار می‌گیرند.
2ـ پیزوئیدها:
این گروه شامل لگهای غنی از آهن با بافت ثانویه، پوسته براق‌ورنی شده، با شکل کروی و گرد شدگی کامل میباشند ضخامت پوسته از حدود چند میکرون تا حدود یک میلیمتر متغیر است. این گروه با توجه به ساختمان داخلی خود به دو زیر گروه تقسیم میشود:
(1) پیزوئیدهای ساده، که دارای یک هسته با یک پوسته یا پوسته‌های متعدد لایه‌بندی شده است.
(2) پیزوئیدهای مرکب، که دارای حداقل دو هسته میباشند. غالب لگهای این گروه خاصیت مغناطیسی دارند. پیزوئیدها معمولاً دارای سیستمی از ترکهای متعدد در پوسته یا هسته یا در هر دو قسمت میباشند(septaria) که از آبدهی لگها حاصل گردیده‌اند.
3ـ لگهای آواری بدون آهن:
این گروه فاقد بافت اولیه مشخص و بدون آهن است. انواع عمده این گروه شامل کوارتز رگهای ، سیلکریت و کالکریت میباشند.
تکنیک‌های نمونه‌گیری و آنالیز شیمیایی:
بعد از یک مطالعه توجیهی روی 600 نمونه، لگهای بین 12-2 میلیمتری در سه نقطه پیرامون محل نمونه‌گیری به شعاع تا 20 کتری جمع‌آوری گردیدند. انتخاب سه نقطه سبب کاهش و یا حذف اثرات محیطی و آنومالی‌های مصنوعی از محل نمونه‌گیری میشود. انتخاب اندازه درشت‌تر از 2 میلیمتری سبب کاهش آلودگی بادی از ذرات زیر 2 میلیمتر شده و عدم یا کاهش بخش مغناطیسی در لگهای بالای 12 میلیمتر دلیل انتخاب این حد است.
بیش از 2000 نمونه عامل بعد از شستشو با آب مقطر دی‌آیونایز ابتدا با آهنربا دستی به دو بخش مغناطیسی و غیرمغناطیسی جدا و سپس بخش غیرمغناطیسی به سه بخش: لیتیک، فرولیتیک و اجزای آواری تفکیک شده و تا زیر 100مش آسیاب گردید. نتایج شیمیایی محل هر نمونه سطحی با حفر یک سونداژ و نمونه‌گیری از هر 5/1 متر گمانه‌ها مورد مقایسه قرار گرفت.
نمونه‌های توجیهی برای انتخاب مناسبترین روش تجزیه با انواعی از روشهای هضم ناقص و کامل مورد آزمایش قرار داده شد. با توجه به نتایج حاصل و برای حذف اثرات زمینه و سایر عوامل، روش هضم کامل به عنوان روش اصلی انتخاب گردید. در تجزیه نمونه‌ها برای عناصری مثل سرب، روی، مس، کرم، نیکل، منگنز، آهن، آرسنیک و بیسموت و آنالیز اکسیدهای اصلی از دستگاههای ICP،XRF و جذب اتمی استفاده گردید.
مناطق مختص کیمبرلیت ها جنوب آفریقا بنام کیمبرلی است مکانی که در سال 1870 بیشترین توجه را نسبت به الماس های زینتی داشته است منطقه ای که 200 میلیون قیراط از زمان کشف آن استخراح شده است . کیمبرلی یکی از مناطق اصلی برای مطالعه درونی پیدایش کانی الماس شده است . اگر چه 90 درصد از الماس های دنیا پلاسری است ولی منشا همه آنها هوازدگی بر روی سنگ های کیمبرلیتی است . تعریف سنگ های کیمبرلیتی بدلیل غیر معمول بودن ترکیب شیمیایی و منشاء آنها مشکل است .
تعریف :
کیمبرلیت ها به سنگهای آذرین اولترامافیکی غنی از پتاسیم اطلاق می گردد که بیشتر حاوی قطعاتی از سنگ ها و کانی های پوسته و جبه می باشند . کیمبرلیت ها اکثراً در پوسته های قاره ای در نقاط پایدار ( غیر کوهزایی ) بوجود آمده اند .
اکثر کیمبرلیت ها متعلق به دوره کرتاسه هستند کیمبرلیت های مهم در قاره آفریقا و کشورهای روسیه . آمریکاو هندوستان واقع شده اند . کیمبرلیت ها را بر اساس میزان فراوانی کانی های دیوپسید . مونتی سیلیت . فلوگوپیت . کلسیت و سرپانتین به 5 گروه تقسیم می کنند . بالا بودن میزان گازهای Co2 ، H2o ، F در ماگما موجب می شود که کیمبرلیت ها بیشتر حالت انفجاری داشته باشد انفجار که درعمق زیاد رخ می دهد موجب تشکیل مجرایی قیفی شکل که بنام دیاتریم معروف است شود . هر دیاتریم در عمق به یک دایک و درسطح به دهانه آتشفشانی ختم می شود .
کیمبرلیت ها به دو صورت برشی و گدازه ای یافت می شود نوع برشی که به نسبت فراوان است به صورت برشی نفوذی و توف دیده می شود .
نوع گدازه ای بصورت گدازه های بازالتی میکادار یافت می شود .
از ویژگیهای کیمیبرلیت ها وجود زینولیت و زینوکریست ها از جمله اکلوژیت ، پریدوتیت ، گرانولیت ، انواع گارنت ، پیروکسن و فلوگوپیت است که از اعماق مختلف پوسته و جبه به همراه هم به بالا آورده شده اند . از مطالعه این سنگها و کانیها اطلاعات مهمی در زمینه پترولوژی و ژئوشیمی پوسته وجبه حاصل شده است کانی‌مهم زمینه‌سنگ عبارتند از : سرپانتین ، تره‌مولیت ، کلیست ، مگنیتیت ، آپاتیت ، الیوین ، پیروکسین ، نفلین و الماس .
معمولاً کیمبرلیتها به علت اثر هوازدگی و فرسایش رنگهای گوناگونی به خود می گیرند و به همین جهت معدنکاران الماس آن را باتوجه به درجة هوازدگی با زمینه رنگهای گوناگون مشخص می کنند و نمونه خیلی فرسایش یافته کیمبرلیت را زمینه زرد و نمونه‌های کمتر فرسایش یافته را زمینه آبی می شناسند . نمونه فرسایش نیافته کیمبرلیت معمولاً سنگی سخت ، خاکستری تیره تا آبی رنگ با ساخت مشخص آذرین است . کانیهای تشکیل دهنده کیمبرلیت در درجة اول الیوین ( فورستریت الیوین ، وفایالیت ) است از کانیهای دیگر فلوگوپیت ها غنی از پتاسیم ومنیزیم است .
الماس درداخل این سنگهابه صورت پراکنده وجود دارد و با فرسایش سنگ از آنهاجداشده ودرداخل پلاسرهابه صورت جدایافت می شود . نیز در داخل تنوره های کیمبرلیت غالباً قطعاتی از سنگهای مسیر توده بصورت زینولیت و نودول هایی (گرهگ هایی) از ترکیبات بسیار غنی از آهن و منیزیم مشاهده می شوند . اندازه دانه های الماس در داخل کیمبرلیتها از حد میکروسکپی تا دانه های تقریباًِ به وزن 300قیراط می رسد و معمولاً بصورت ماکل یافت می شود .
دوام یک سنگ ساختمانی پایداری آن در مقابل تهاجم شیمیایی و عوامل هوازدگی است .
متاسفانه دوام سنگ که باید مهمترین عامل در انتخاب سنگ باشد ، اغلب مورد توجه قرار نمی گیرد . بسیاری از ساختانی گران قیمت وجود دارد که در انتخاب سنگ آنها به این موضوع توحه نشده و از این ناحیه متضرر شده اند . از عوامل طبیعی که روی این موضوع اثر می گذارند ، ساخت ، بافت و ترکیب کانی شناسی را می توان نام برد . موقعیت نصب سنگ در ساختمان و کاربرد آن نیز عامل دیگری است که روی دوام سنگ موثر است . علاوه بر این ، شرایط آب و هوایی نیز بسیار مهم است . در آب و هوای گرم و مرطوب ، هوازدگی شیمیایی و در آب و هوای سرد و خشک ، هوازدگی فیزیکی مؤثرتر است .
هر ضعفی در ساختار سنگ اثر تهاجم عوامل هوازدگی را سرعت می بخشد . بنابراین سطوح درزه ها ، سطوح لایه بندی ، سطوح گسل یا هر نوع شکاف ناشی از گسل یا چین خوردگی ( شامل ترکهای برشی ) همگی شرایط مناسب را برای تأثیر عوامل هوازدگی و یخبندان به وجود می آورند .
سنگ ممکن است دارای دانه های هم اندازه از نوع درشت دانه یا ریزدانه ، یا دارای بافت پرفیری ( دانه های نامساوی ) باشد . سنگهای درشت دانه زودتر از سنگهای ریزدانه گسیخته می شوند ، بخصوص به تغییرات دما حساس اند . این نوع گسیختگی حداقل تا حدودی به علت تفاوت ضرایب انبساطی کانیهای سازنده سنگ مربوط می باشد .
سنگها همچنین ممکن است متراکم یا متخلخل باشند . سنگ متراکم دیرتر از سنگ متخلخل متلاشی می شود . سنگهای متراکم تقریبا غیرقابل نفوذند ، لذا عوامل هوازدگی نمی تواند سریعا عمل نماید . از طرف دیگر ، سنگهای با تخلخل باز و مویین ، آب را به سادگی جذب می کنند و بر اثر یخبندان دچار ترک خوردگی می شوند .
از آنجایی که کانیهای مختلف دارای مقاومتهای متفاوتی در برابر هجوم عوامل هوازدگی می باشند ، طبیعی است که سنگها به دلیل دارا بودن کانیهای سازنده متفاوت ، دارای مقاومتهای گوناگونی نیز در برابر هوازدگی اند و آنهایی که دارای کانیهای با مقاومت کمتر هستند ، زودتر بر اثر عوامل مختلف آسیب می بینند .
. پیریت بر اثر هوازدگی به علت اکسیداسیون و هیدراکسیون به لیمونیت تبدیل می شود . مقادیر اندک این کانی با توزیع پراکنده آسیبی به سنگ نمی زنند ، اما اگر مقدار آن زیاد باشد یا این که به صورت متمرکز وجود داشته باشد ، تغییر پیریت به لیمونیت باعث ایجاد حفره هایی در سنگ می شود . علاوه بر این ، لیمونیت در سطح نمایان سنگ اغلب با آب شسته می شود و روی سطح سنگ ایجاد آبله می نمایند . به علاوه با تجزیه پیریت ، مقداری اسید سولفوریک تشکیل می شود که اگر سنگ حاوی کربناتها باشد ، مورد تهاجم اسید آزاد شده قرار می گیرد .
وقتی پیریت به سولفات آهن تغییر می کند ، سولفات تولید شده به سادگی محلول بوده و به وسیله تبخیر رطوبت به سطح سنگ منتقل می شود و باعث ایجاد شوره زدگی در سطح سنگ می شود . البته تمام شووره های موجود در سطح سنگ را نمی توان به این علت نسبت داد .
اگر مقدار پیریت کم بوده و به طور پراکنده در سنگ موجود باشد ، آسیبی به سنگ نخواهد زد , اما تغییر پیریت به لیمونیت موجود ایجاد یک رنگ زرد ملایم در سنگ خواهد شد ، البته در اینجا باید گفت که کربناتهای آهن نیز بر اثر هوازدگی به لیمونیت تبدیل می شوند .
بر اساس مطالب فوق بایستی از مصرف سنگهایی که دارای مقادیر قابل توجهی از پیریت هستند به عنوان سنگ ساختمانی اجتناب کرد .
سنگ ساختمانی خوب باید در برابر یخبندان مقاومت داشته باشد ، گسیختگی به وسیله یخبندان به علت جذب آب به داخل خلل و فرج سنگ و یخ زدن آن رخ می دهد . این موضوع به علت تغییر حجم آب در هنگام یخ زدن است که حدودا 9% حجم اولیه افزایش می یابد و در نتیجه یک تنش داخلی درون سنگ به وجود می آید .
سنگ های آهکی و دولومیتهای متراکم و همین طور آنهایی که فاقد ناخالصی اند دارای دوام خوبی هستند ولی دوام آنها از گرانیتها و ماسه سنگهای متراکم کمتر است . سنگ آهک در ابتدا با فرآیند حل شدن هوازده می شود . تاثیر باران یا آب های سطحی ممکن است کند و تدریجی باشد ، اما احتمالا به شکل کاملا غیر یکنواخت رخ می دهد .
اگر بخشی از سنگ سیلیسی شده باشد ، این قسمتها در برابر فرآیند انحلال بیش از بخشهای کربناتی مجاور مقاومت می کنند و ظاهر سنگ به صورت غیریکنواخت و آبله رو در می آید . دولومیتها معمولا به این سادگی هوازده نمی شوند . برخی از دانه های درشت ممکن است تجزیه و دانه ها جدا شوند . برخی از کانیهای مضر باعث آسیب دیدن سنگ و کاهش ارزش آن می شوند که در بخشهای قبلی توضیح داده شد .
مناطق مختص کیمبرلیت ها جنوب آفریقا بنام کیمبرلی است مکانی که در سال 1870 بیشترین توجه را نسبت به الماس های زینتی داشته است منطقه ای که 200 میلیون قیراط از زمان کشف آن استخراح شده است . کیمبرلی یکی از مناطق اصلی برای مطالعه درونی پیدایش کانی الماس شده است . اگر چه 90 درصد از الماس های دنیا پلاسری است ولی منشا همه آنها هوازدگی بر روی سنگ های کیمبرلیتی است . تعریف سنگ های کیمبرلیتی بدلیل غیر معمول بودن ترکیب شیمیایی و منشاء آنها مشکل است .
آندزیتها سنگهایی هستند که بصورت گدازه های آتش فشانی و گاهی بصورت سنگهای نفوذی کم عمق مانند دایک و سیل دیده می شوند. کانیهای درون سنگ اغلب تجزیه و متلاشی می شوند (اما این واکنش همیشگی نیست) گاهی بصورت پولک و گاهی بصورت بلورهای جدا از هم دیده می شوند. در نتیجه تخریب و دگر سانی آندزیتها خاکهای رسی و حاصلخیز تولید می گردد.
وجود خمیره شیشه ای باعث تجزیه و فرسودگی سنگ در ابعاد وسیع در منطقه می گردد. خمیره شیشه ای یکی از عوامل موثر در تسریع هوازدگی و تخریب نمونه سنگ برداشت شده از منطقه می باشد.
2-بیابانها: در بیابانها ماسه از هوازدگی سازندهای سنگ بستر ماسه‌ای حاصل میشود.و ایجاد تپه‌های ماسه‌ای میکند.
تعیین سن خاکها:
سرعت تشکیل خاک:
پرسشی که اغلب در رابطه با از دست دادن خاک به وسیله فرسایش پیش می آید، آن است که مدت زمان لازم برای تشکیل 2 تا 3 سانتی متر خاک چقدر است؟ خاک شناسان در این مورد بر اساس اینچ یا سانتی متر فکر نمی کنند بلکه در این رابطه افقها، لایه ها و پروفیلها را در نظر می گیرد. تفاوتی که بین سرعت تشکیل خاک بر روی سنگهای یکپارچه و ته نشستهای غیر یکپارچه وجود دارد آشکار است.
کلارک با بررسی مواد محلول در رودخانه ها این گونه نتیجه گیری کرد که سطح اراضی کره زمین در هر 30000 سال به اندازه 30 سانتی متر پایین می رود. مقادیر زیادی از مواد باید از خاکهای کامل جوان و مسن خارج شده باشند. عواملی که بر سرعت پدیده پدوژنز تاثیر دارند شامل شدت هوازدگی فساد و پسروی و ماندگی پدولوژیکی باشد. شدت هوازدگی در واحد حجم خاک برای پروفیلهای کم عمق که تکوین آنها به کندی از سنگهای آذرین ریز بافت انجام شده بیشتر از پروفیلهای کم عمقتری است که با سن و اقلیم همسان از سنگهای درشت بافت گابرو تشکیل شده است. پسروی شامل فرآیندهای برگشتی است مانند آنچه که در مورد شور شدن دوباره فصلی خاکی که تدریجا آبشویی شده ملاحظه می گردد. ماندگی پدولوژیکی خاک به پایداری آن در برابر شرایط تغییر یافته محیطی گفته می شود.
مقاطع خاک:
بیشتر خاک ها دارای پروفیل یا سکانسی از لایه های افقی مشخص هستند. این افق ها نتیجه فرایند های حمل مواد بوسیله آب و فعالیت موجودات زنده هستند. بطور کلی 5 افق عمودی در یک خاک نمونه(Typical) وجود دارد که شامل افق های O ,A ,B ,C ,R می باشد.
افقO: بالاترین لایه در اکثر خاک هاست که اصولا حاوی گیاهان، سطوح مختلفی از مواد تجزیه شده و هوموس ها می باشد.
افق A: در زیر افقO افق A قرار دارد. این لایه اساسا از ذرات کانیایی تشکیل شده که دارای 2 ویژگی هستند. اولا در این لایه هوموس و دیگر مواد ارگانیکی با ذرات کانیایی مخلوط شده و ثانیا این زون، یک زون جابجایی است که در آن آب ذرات ریزتر و مواد محلول را حمل کرده و آنها را در لایه زیرین ته نشست داده است. بنابراین افق A از نظر رنگی تیره و از نظر بافتی سبک و متخلخل است. افق A عموما به 2 بخش، افق تیره تر بالایی با تجمع مواد آلی و افق پایینی که نشانگر فقدان مواد بدلیل انتقال آنها توسط آب است متمایز می شود.
افق B: یک لایه خاک حاوی مواد معدنی است که اصولا بوسیله ته نشینی تشکیل شده است. این لایه مواد حل شده توسط آب را از افق A دریافت می کند و دارای دانسیته حجمی بالاتری نسبت به افق A بدلیل غنی شدگی اش از ذرات رس می باشد. افق B معمولا بوسیله اکسیدهای آهن و آلومینیم یا بوسیله کربنات کلسیم ته نشین شده از افق A رنگی می شود.
افق C: اساسا از سنگ مادر هوازده شده ای تشکیل شده که توسط فرایندهای خاک زایی یا جابجایی یا تشکیل مواد ارگانیکی بطور موثر تحت تاثیر قرار نگرفته است.
افقR: حاوی سنگ بستر غیر هوازده است.
ادامه زمین شناسی دریایی
اقیانوس‌ها و دریاها بیش از 360 میلیون کیلومتر مربع یعنی حدود 71 درصد سطح زمین را پوشانده‌اند. بنابراین اهمیت آنها به عنوان مهمترین تشکیل دهنده هیدروسفر در زندگی بشر غیر قابل انکار است. زندگی انسان به طور مستقیم یا غیر مستقیم وابسته به دریا و اقیانوس می باشد و اصولا بر اساس شواهد زمین‌شناسی، پیدایش اولین اشکال حیات یا کمپلکس‌های ارگانیک که به صورت بقایای فسیلی در اسلیت‌ها و شیست‌های کربن‌دار آرکئن به جا مانده‌اند و به عنوان شکلی از حیات تلقی شده اند، در رابطه با واکنش بین هیدروسفر و اتمسفر بوده است. سن کهن‌ترین سنگهای رسوبی دارای ترکیبات کربن دار به حدود 7/3 میلیارد سال قبل باز می گردد که بنظــــر می رسد مربوط به ساختمان جلبک‌های اولیه باشد. حدود 8/1 الی 2 میلیارد سال قبل، گسترش فرایند فتوسنتز و در نتیجه توسعه گیاهان سبز موجب تحول عمده در تشکیل حیات و تنوع زیستی گردید. بالاخره اولین موجودات با ساختمان پیچیده و عالی‌تر مانند ماهی‌های زرّه‌دار در دریاها و اقیانوس‌های کهن زاده شده‌اند و به حیات خویش ادامه داده‌اند. طی دوران‌های زمین‌شناسی دیرینه زیستی، میانه زیستی تا نوزیستی و عهد حاضر، حیات موجودات همواره وابسته به آب و در مرحله اول وجود و بقای اقیانوس‌ها بوده است و اهمیّت آب به حدی است که خداوند متعال در کتاب آسمانی ما مستقیما به آن اشاره فرموده است.
بهره گیری از اقیانوس‌ها تنها محدود به فرایندهای زیستی نمی باشد بلکه تحولات و وقایع زمین‌شناسی طی دوران‌ها و ادوار زمین‌شناسی همواره به گسترش حوضه‌های اقیانوسی یا از میان رفتن آنها(مانند اقیانوس کهن تتیس) و ظهور جزایر، خشکی‌ها و قاره‌ها در نتیجه فرایندهای زمین‌ساختی و کوهزایی وابسته بوده است. این تحولات زمین‌شناسی در قالب تکتونیک صفحه‌ای توجیه کننده ظهور خشکی‌ها و قاره‌ها به عنوان بستری مناسب برای زندگی زیست‌مندان خشکی بوده است.
چرخه فرسایشی خشکی‌ها و حمل رسوبات به دریا و فرایند رسوبگذاری از جمله پدیده‌های مهم زمین‌شناسی است که به طور مستمر در زمین صورت می گیرد. هوازدگی، فرسایـش، رسوبگذاری و بالاخره دیاژنز یا سخت‌شدگی رسوبات منجر به تشکیل انواع سنگهای رسوبی و همچنین تشکیل برخی کانسارها و ذخائر معدنی در بستر دریاها و اقیانوس‌هــــا می‌گردد. این رسوبات مجددا در چرخه‌ای نو با انباشتگی و چین‌خوردگی از آب خارج شده و تشکیل سرزمینی جدید می‌دهند و بدین ترتیب این تحولات چرخه‌ای همواره پویا باقی می‌مانند. از کل آبهای هیدروسفر حدود 97 درصد مربوط به وزن آبهای موجود در دریاها و اقیانوس‌ها است و چرخش آب در هیدروسفر موجب تغییرات ژئوشیمیایی از جمله هوازدگی و حمل مواد جامد و محلول می گردد. ذرّات رسوبی که از سطح خشکی‌ها وارد محیط رسوبــی می گردند دارای تنوّع بسیار می باشند ولی در این میان ترکیبات سیلیکاته مانند ذرات تخریبی سیلیسی و رس‌ها اهمیت زیادی داشته و همراه با کانیهای سنگین و عناصر فلزی در محیط رسوبی انباشته میشوند نموده است. ترمومتری زوج گارنت - بیوتیت حرارت آنها را در محدوده C 870 تا C 950 نشان می دهد. آنالیز میکروپروب از بیوتیت های موجود در انکلاو سنگ میزبان، ماهیت پرآلومین ماگما نشان می دهد. دیوریت های منطقه بدون هورنبلند هستند و از تقریق ماگمای گرانیتی حاصل شده اند . توده های گرانیتوئیدی مورد مطالعه ترکیب پرآلومین داشته و از نوع S محسوب می شوند. براساس عناصر نادر خاکی محیط تکتونیکی از نوع قوس آتشفشانی (VAG) دارند. REE ، نسبتهای La/Lu, Eu/Sm در توده های نفوذی الیگو درز مشابه با محدوده تعیین شده آنها در حاشیه قاره می باشد. به منظور تعیین سهم هوازدگی شیمیایی در توده های نفوذی مورد مطالعه از شاخص دگرسانی (CIA) استفاده شد که این شاخص، به جزء دیوریت های منطقه که در مرحله حد واسط آلتراسیون هستند، سهم هوازدگی شیمیایی توده ها را در مرحله ضعیف تعیین نموده است. نتایج حاصل از مقایسه سنگهای گرانیتوئیدی الیگودرز، کلاه قاضی اصفهان و شیرکوه یزد نشان می دهد که این توده ها ماهیت پرآلومین داشته و از نوع S به شمار می آیند هر چند که، از لحاظ مقادیر عناصر اصلی و ترکیب کانی شناسی تفاوت های جزیی دارند. توده های نفوذی شمال، شمال غرب و شمال شرق الیگودرز به صورت چهار توده در سطح زمین رخنمون دارند. بزرگترین آنها توده أی است که در بین روستاهای ده مزارع و خورهه واقع شده است. سن این تود ه های نفوذی را بعد از کرتاسه تعیین نموده اند، زیرا آنها رسوبات قاعدهء کرتاسه را تحت تأثیر حرارت خود دگرگون نموده اند. براساس آنالیز مدال ترکیب کانی شناسی این توده ها به ترتیب فراوانی گرانودیوریت، گرانیت (مونیزوگرانیت و سیینوگرانیت )، تونالیت و دیوریت می باشد. دایکهایی از جنس آپلیت، دلریت و رگه هایی از جنس سیلیس ، این گرانیتوئیدها را قطع نموده اند. مهمترین اثر حرارتی این توده ها بر سنگ در بر گیرنده، دگرگونی مجاورتی در حد رخساره آلبیت - اپیدوت هورنفلس است. توده های گرانیتوئیدی انکالاوهای مد ور تا بیضی شکل دارند که این انکلاوها براساس بافت و ترکیب، از نوع میکروگرانولار فلسیک می باشند. این توده ها از لحاظ کانی شناسی در تطابق قوی با سنگ در برگیرنده خود هستند. براساس آنالیز میکروپروب احتمال فلسیک بودن آنها تقویت می شود.
داده های آنالیز میکروپروب گارنت، نوع آنها را آلماندین - گارنت تعیین نموده است. ترمومتری زوج گارنت - بیوتیت حرارت آنها را در محدوده C 870 تا C 950 نشان می دهد. آنالیز میکروپروب از بیوتیت های موجود در انکلاو سنگ میزبان، ماهیت پرآلومین ماگما نشان می دهد.
دیوریت های منطقه بدون هورنبلند هستند و از تقریق ماگمای گرانیتی حاصل شده اند . توده های گرانیتوئیدی مورد مطالعه ترکیب پرآلومین داشته و از نوع S محسوب می شوند. براساس عناصر نادر خاکی محیط تکتونیکی از نوع قوس آتشفشانی (VAG) دارند. REE ، نسبتهای La/Lu, Eu/Sm در توده های نفوذی الیگو درز مشابه با محدوده تعیین شده آنها در حاشیه قاره می باشد.
به منظور تعیین سهم هوازدگی شیمیایی در توده های نفوذی مورد مطالعه از شاخص دگرسانی (CIA) استفاده شد که این شاخص، به جزء دیوریت های منطقه که در مرحله حد واسط آلتراسیون هستند، سهم هوازدگی شیمیایی توده ها را در مرحله ضعیف تعیین نموده است.
نتایج حاصل از مقایسه سنگهای گرانیتوئیدی الیگودرز، کلاه قاضی اصفهان و شیرکوه یزد نشان می دهد که این توده ها ماهیت پرآلومین داشته و از نوع S به شمار می آیند هر چند که، از لحاظ مقادیر عناصر اصلی و ترکیب کانی شناسی تفاوت های جزیی دارند.
هر جا که سنگ کره یا هوا ،آب یا موجودات زنده در تماس باشد. دز سنگ ها تخریب فیزیکی و شیمیایی بوجود می آید. از این رو سنگ ها در محل خود تغییراتی می کنند که به آن هوازدگی می گویند. هوازدگی معمولاً موجب تشکیل قشری از مواد نرم و ناپیوسته بر روی سنگ های اصلی می شود و عمل فرسایش یعنی جابه جا کردن مواد آسانتر می کند.
معمولاً هوازدگی را با توجه به عوامل ایجاد آن به دو نوع فیزیکی و شیمیایی تقسیم می کنند.
هوازدگی فیزیکی :
در این نوع هوازدگی ،سنگ ها به قطعات کوچکتر ولی با همان ساختمان و ترکیب شکسته و خرد می شوند. به نظر می رسد مهمترین عامل مؤثر در هوازدگی، انجماد آب در داخل درز و شکاف سنگ ها باشد. با عمل انجماد، تقریباً 9 درصد به حجم آب افزوده می شود . هر چه تعداد دفعات انجماد و ذوب در داخل شکاف سنگ ها بیشتر باشد. تخریب سنگ ها سریعتر انجام می گیرد.
هوازدگی شیمیایی:
در هوازدگی شیمیایی، ترکیب سنگ ها و کانیها تغییر می کند و در نتیجه آن ، مواد جدید بوجود می آید. هوازدگی شیمیایی است. گر چه آب خالص غیرفعال است ،اما وجود مقدار کمی از مواد محلول، آن را فعال می کند. ترکیب کانی ها با آب ، یکی از مهم ترین واکنشهای شیمیایی به خصوص در کانیهای سیلیکاتی است. در اثر این واکنش ،از فلدسپات ها خاک رس بوجود می آید.
یکی دیگر از عوامل هوازدگی شیمیایی انحلال است. آب یکی از فراوانترین حل کننده ها در طبیعت است. البته باز هم آب خالص سنگ ها و کانیها چندان مؤثر نیست ولی آب با همراه داشتن مقداری کربن دی اکسید خاصیت اسیدی پیدا می کند که در این صورت قدرت انحلال آن زیاد می شود و می تواند بر بیشتر کانی ها اثر بگذارد و آن ها را تغییر دهد.
سنگ ها و کانیهای محلول در آب در نواحی مرطوب با سرعت بیشتری تخریب می شود.
از راه های دیگر هواشناسی شیمیایی ترکیب شدن اکسیژن با کانی هاست. البته وجود آب و گرما سبب سرعت اینگونه واکنشها می شود. به همین جهت ، این نوع هوازدگی در مناطق گرم و مرطوب بیشتر دیده می شود. سنگ ها و کانی های آهن دار زودتر از سایر کانی ها با اکسیژن هوا ترکیب شده و ویژگی های خود را از دست می دهند.
موجودات زنده نیز می توانند موجب تغییرات شیمیایی در سطح مواد زمین شوند.
کشش زمین می تواند مواد حاصل از هوازدگی را جابه جا کند. هر ذره ای که بر اثر هوازدگی از سنگ های اصلی پوسته زمین جدا می شود. دارای انرژی ذخیره شده ای است که آن را در جهت شیب زمین به حرکت در می آورد، کشش زمین پس از باران های سیل آسا و مداوم در دامنه های پر شیب یا در دامنه های کوههایی که به علت استخراج موادمعدنی یا جاده سازی شیب تند یافته اند، اثر بیشتر داری دارد. در این ریزش، گاهی توده های بسیار بزرگی از مواد در سراشیبی کوهها به پایین می لغزد که به این نوع حرکت ها "زمین لرزه" گویند. گاهی زمین لغزه ها، خساراتی را به بار می آورند. کشش زمین حتی در دامنه های کم شیب سبب جابه جایی مواد می شود که به آن جنبش کند مواد یا "خزش" می گویند، رطوبت مواد هوا زده،این نوع جنبش را تسریع می کند.
خاک :
حاصل عمل هوازدگی،بوجود آمدن خاک است. جز گیاهان تک سلولی ساکن آب و گلسنگ ها بقیه ی گیاهان به خاک نیاز دارند از این رو خاک راپلی بین دنیای زنده و دنیای غیرزنده می دانند. برای تشکیل خاک هوازدگی فیزیکی و شیمیایی هر دو مؤثرند.
الف: آب چگونه سنگ را متلاشی می کند؟
وقتی آب در شکاف سنگ ها نفوذ می کند بر اثر سرما منجمد می شود و به علت افزایش حجم(9 درصد افزایش حجم) فشار زیادی به سنگ وارد کرده و سنگ را متلاشی می کند.
ب: رشد بلور چگونه سنگ را متلاشی می کند؟
رشد بلورثانویه در شکاف سنگ ها بخصوص در نواحی بیابانی موجب ایجاد فشار به سنگ ها شده و انرژی را متلاشی می کند.
ج: دما چگونه سنگ را متلاشی می کند؟
تغییر دما در شبانه روز موجب انبساط و انقباض ناگهانی سنگ شده و آن را متلاشی می کند.
د: گیاهان چگونه سنگ را متلاشی می کنند؟
ریشه گیاهان در شکاف سنگ ها نفوذ کرده و بر اثر رشد به سنگ فشار می آورد و آن را متلاشی می کند.
ه: جانوران حفار(مورچه- موریانه- موش و ...):
با بالا آوردن ذرات زیرزمینی به سطح زمین آنها را در معرض آب و هوا قرار می دهند و دچار هوازدگی می شود.
و: انسان چگونه سنگ را متلاشی می کند؟
با عمل راهسازی- استخراچ معادن
مناطق سرد:
سیستم شکل زایی نواحی سرد بر اساس یک حد آستانه ای خاص طبقه بندی می شود. اگر برف در زمستان ببارد و در تابستان ذوب شود پس فرایندهای مجاور یخچالی در منطقه وجود دارد. اگر بارش برف در زمستان زیاد باشد و در تابستان ذوب نگردد، در نتیجه یخچالها در این مناطق تشکیل می شود.
1-سیستم مجاور یخچالی:
در این نواحی یخ می تواند به دو صورت سبب تغییر شکل ناهمواریها شود،اولین حالت وجود زمینهای پرمافراست ، یعنی زمینهایی که به طور دائم در زمستان و تابستان دارای دمای زیر صفر درجه سانتی گراد هستند. دومین حالت مربوط به یخبندان و ذوب یخ به طور سالانه وبر اساس دوره های کوتاه مدت است.
"پینگوها " برآمدگی های ناشی از افزایش حجم قطعه یخ های تفکیک شده می باشد که بالا آمدن زمین را به همراه دارند.
پدیده آب شدن یخ سبب فرو نشینی زمین می گردد و عمومی ترین شکل این پدیده تشکیل دریاچه های حاصل از ذوب یخ می باشد.
پدیده"ژلی فلکسیون" جریان قطعات سنگ طی ذوب یخ در تابستان است که رسوبات تخریبی دارای زاویه 1تا 3 درجه هستند و سطح وسیعی به وسعت چندین کیلومتر مربع را می پوشانند.
2-سیستم یخچالی:
از عوامل مناسب برای تشکیل یخچالها بارش زیاد برف و درجه حرارت پایین در تابستان می باشد. فرسایش و هوازدگی به صورت یخبندان شدید و تخریب مکانیکی نیز به طور متوسط ظاهر می شود ولی تخریب شیمیایی در آن بسیار کم است.
اساسی ترین حالت سطوح یخی، گنبد های محدبی شکل است که در مقیاس قاره ای ممکن است، ارتفاع آن به 4 هزار متر نیز برسد. از اشکال دیگرمی توان به سکو های یخی که بر اثر لایه های شناور یخ به وجود آمده اند، اشاره کرد.
سطوح سایشی، اسکرها و تیل ها از چهره های ژئومورفیکی یخچالی می باشند.
ژئومورفولوژی اقلیمی:
در سطح زمین فرایند های مختلفی از فرسایش و رسوبگذاری موثرند. این فرایند ها ممکن است اشکال برجستگی های موجود را تغییر دهند یا برجستگی های تازه ای ایجاد کنند. در این مبحث فرایند های اصلی توضیح داده شده اند.
هوازدگی:
این پدیده در حد فاصل زمین و کره جو ایجاد می شود. در این شرایط کانی ها در مجاورت اتمسفر، هیدروسفرو بیوسفر قرار می گیرند. این امر تغییراتی در حالتهای تخریبی یا پلاستیکی آنها ایجاد کرده وسبب افزایش حجم و کم شدن وزن مخصوص و اندازه ذرات آنها می شود و در نتیجه به پیدایش کانی های جدیدی که در این شرایط دارای پایداری بیشتری نسبت به کانی های اولیه هستند منجر می شود.
- هوازدگی فیزیکی:
این نوع از هوازدگی شامل تنش های زمین شناسی، فشارهای همه جانبه تکتونیکی، تنش های ناشی از تابش خورشید و یخ زدن سریع آب می باشد.
تنش های زمین شناسی وقتی به وجود می آیند که سنگ های کریستالی(مثل گرانیت ها و مرمرها) متبلور شوند یاتبلور دوباره یابند یا سنگ های رسوبی (مثل ماسه سنگ های توده ای سست وبه هم پیوسته، آرکوزها و آهک ها) تحت فشار های همه جانبه تکتونیکی زیاد یا تحت فشار فوق العاده لایه های بالایی پدیده دیاژنزیاسنگ شدگی را تحمل کنند. فرسایش سطحی و کم شدن بار باعث کم شدن فشار بر آن و باعث ایجاد شبکه ای از درزها و ترک ها می شود.
گرادیانهای حرارتی نیز باعث انبساط خطی و توده ای سنگ ها می شود. تنش های به وجود آمده، بر اثر رشد بلورها در هوازدگی عمدتا دو منبع دارد. یکی بلورهای یخ و دیگری بلورهای نمک. همچنین تنش های بیولوژیکی که هوازدگی فیزیکی را افزایش می دهند در دو دسته اصلی گیاهی وجانوری می باشند که شامل کرم ها و گل سنگ می باشد.
مناطق حاره ای مرطوب:
مناطق مرطوب استوائی با تغییرات درجه حرارت سالانه پایین تر از 10 درجه سانتی گراد و معمولا 1 تا 2 ماه بارندگی کمتر از 50 میلی متر مشخص می شود.
عمق تخریب شیمیایی معمولا در نواحی مرطوب استوائی زیاد است و هیچ صخره سنگی در این محیط ها ظاهر نمی شودو بیانگر این مطلب است که شدت تجزیه به طور قابل ملاحظه ای سریعتر از حمل و نقل است که دلائل آن بدین ترتیب است:
1-قابلیلت نفوذ زیاد آب (بیش از 90 درصد در محل) به دلیل پوشش گیاهی فراوان، حتی در شیب های 70 درجه در رطوبت بالا و زمان طولانی منجر به اشباع کامل خاک می شود.
2-بالا بودن سطح زمین و درجه حرارت خاک، که طبق قانون دانت هوف به ازای افزایش هر10 درجه حرارت میزان واکنش شیمیایی5/2 برابر مقدار اولیه می شود.
3-به علت افزایش شدت واکنش بیوشیمیایی که بر اثر تجزیه هوموس مقدار CO2 خاک به 5 برابر مقدار آن در خاک های نواحی متعدل می رسد و باعث تشدید شرایط اسیدی و عمل واکنش شیمیایی بر روی سنگ مادر می شود.
4-یکی ازآثار مهم تشدید واکنش شیمیایی تولید موادفراوان قابل شستشو از جمله کوارتز است که خرده سنگهای ماسه ای به ضخامت تقریبی دومتر زیر پوشش هوموسی در جنگل های بارانی ایجاد می شود که سبب ناپایداری درختان تنومند می شود. همچنین خاصیت اسیدی موجود در آب همراه با تجزیه هوموس باعث تحرک زیاد اکسیدهای آهن و رسوب ورقه ای آهن در لایه های تخریب یافته می شود. یکی دیگر از انواع هوازدگی شیمیایی در نواحی استوایی شستشوی سیلیس از کانی های سیلیکاته می باشد.
در شیب های مناطق حاره ای تراکم پوشش گیاهی سبب کاهش حرکت خزش می گردد. مگر وقتی که عواملی مانند باران تند یا زلزله و عواملی مانند سنگینی بار شیب حتی بر اثر افزایش بار پوشش گیاهی بر آن اثر بگذارند.
در مناطق مرطوب حاره با وجودی که پوشش گیاهی مانع جریان سطحی آبها می شود، تراکم زهکشی نسبت به زمین های معتدله مرطوب بیشتر است.
حمل بار جامد رودخانه ای در مناطق مرطوب حاره ای در طی زمان کوتاه و هنگام تخلیه افزایش می یابد، یعنی2 درصد افزایش تخلیه سبب جابجایی بیش از 50 درصد کل بار جامد می شود.
رودخانه های مناطق مرطوب حاره ای غالبا فاقد ذرات درشت هستند. که در فقدان ذرات درشت هوازدگی شیمیایی بسیار موثر است. همچنین در این مناطق تغییرات عمق رودخانه از عرض آن سریعتر است، چون وجود پوشش گیاهی و رس فراوان مانع از گسترش عرضی آبراهه می شوند، ولی در پایین دست رود در مناطق مرطوب حاره ای با افزایش مقدار تخلیه کمی بیش از محیط های مرطوب است.
از چهره های ژئومورفیکی منطقه ای می توان به رودخانه های کم شیب، وسیع و حوضه های سیلابی آن با چندین کیلومتر وسعت که پستی و بلندیهایی دارد، اشاره کرد و رودخانه ها کناره های پرشیبی(حدود40 درصد) دارند و عموما به وسیله پوشش گیاهی فشرده ای تثبیت شده اند.
مناطق حاره ای خشک و مرطوب:
فرایند هوازدگی در این مناطق بیشتر شیمیایی است و متوسط نیمرخ های هوازدگی زمین بین 25 متر در نواحی مرطوب و 6 متر در بخش های خشک تر است. فرایند هوازدگی شیمیایی بیشتر در مناطقی است که نوسان های فصلی سطح آب به نحو غیر قابل پیش بینی بالا می آید وسپس به آرامی فرو می نشیند
هوازدگی زمین بین 25 متر در نواحی مرطوب و 6 متر در بخش های خشک تر است. فرایند هوازدگی شیمیایی بیشتر در مناطقی است که نوسان های فصلی سطح آب به نحو غیر قابل پیش بینی بالا می آید وسپس به آرامی فرو می نشیند. نوسان سطح آب امکان می دهد که موادمحلول در آبها بر اثر مهاجرت در منطقه غرقابی جابجا شوند.
ضخامت محلی پدیده هوازدگی تحت تاثیر عواملی همچون نوع سنگ که به طور عادی در ماسه سنگها در حدود 100 متر و برای سنگ های آذرین و دگرگونی 30 متر است و تخلخل سنگ ها نیز به سهولت نوسان های سطح آب می شود عاملی همچون درز و شکاف سنگها نیز کارهوازدگی را تسهیل می کند و میزان بارندگی نقش عمده ای درحداکثر افزایش عمق پدیده هوازدگی دارد. عوارض توپوگرافی به مقدار زیاد در تنظیم و گسترش جریانهای سطحی آب موثر است. در مناطق مرطوب تر عمیق ترین فرسایش و هوازدگی،غالبا در زیر آبراهه های فصلی کوچکی قرار دارند که دارای شیب کمی است. درحالی که در زیر جریانهای پهن رودخانه ای که ذرات ریز سطح آن راپوشانده اند، عمق هوازدگی کمتر است. از چهره های ژئومورفیکی آن می توان به شیب های نامنظم و غیر یکنواخت،واریزه های درشت بصورت موازی هم قرار دارند.
یکی از آثار مشخص ژئومورفیکی در مناطق حاره ای خشک_ مرطوب و نیمه خشک ایجاد قشر های سخت شده دوری کراست هاست. پدیده تشکیل قشر سخت، به طور ثانوی، در کناره های دره و در ترازهای پست تر توپوگرافی ظاهر می شود. ترکیب دوری کراستها از نظر نسبت مواد تشکیل دهنده آنها مانند آلومینیم، آهن، سیلیس و کلسیم فرق دارد وشامل 4 نوع می باشد:رو می نشیند. نوسان سطح آب امکان می دهد که موادمحلول در آبها بر اثر مهاجرت در منطقه غرقابی جابجا شوند.
ضخامت محلی پدیده هوازدگی تحت تاثیر عواملی همچون نوع سنگ که به طور عادی در ماسه سنگها در حدود 100 متر و برای سنگ های آذرین و دگرگونی 30 متر است و تخلخل سنگ ها نیز به سهولت نوسان های سطح آب می شود عاملی همچون درز و شکاف سنگها نیز کارهوازدگی را تسهیل می کند و میزان بارندگی نقش عمده ای درحداکثر افزایش عمق پدیده هوازدگی دارد. عوارض توپوگرافی به مقدار زیاد در تنظیم و گسترش جریانهای سطحی آب موثر است. در مناطق مرطوب تر عمیق ترین فرسایش و هوازدگی،غالبا در زیر آبراهه های فصلی کوچکی قرار دارند که دارای شیب کمی است. درحالی که در زیر جریانهای پهن رودخانه ای که ذرات ریز سطح آن راپوشانده اند، عمق هوازدگی کمتر است. از چهره های ژئومورفیکی آن می توان به شیب های نامنظم و غیر یکنواخت،واریزه های درشت بصورت موازی هم قرار دارند.
یکی از آثار مشخص ژئومورفیکی در مناطق حاره ای خشک_ مرطوب و نیمه خشک ایجاد قشر های سخت شده دوری کراست هاست. پدیده تشکیل قشر سخت، به طور ثانوی، در کناره های دره و در ترازهای پست تر توپوگرافی ظاهر می شود.
هوازدگی شمیایئ
مراحلی که طی ان عوامل شمیایی سنگ را تخریب و تجزیه میکنند به نام هوازدگی شیمیایی معروف اند .
در این نوع هوازدگی وجود اب یکی از عوامل اساسی است زیرا اب با عناصر موجود در هوا و زمین ترکیب میشود و اسیدها و بازهای مختلف را تولید میکنند که این مواد باعث فعل و انفعالات شمیایی و تغییر سنگها میشوند .
بر عکس هوازدگی فیزیکی هوازدگی شمیایی در اعماق نیز اثر میکند به طوری که در نواحی کوهستانی گاهی اثرات ان تا اعماق صد متری نیز دیده میشود .به طور کلی میتوان گفت که این نوع هوازدگی حتی در نواحی خشکنیز بیشتر از سایر انواع در تخریب سنگها موثر است .
هوازدگی شمیایی باعث تغییرات ذیل میشود:
ازدیاد حجم همراه با ایجادفشارهای درونی وتغییر شکل در سنگها ـتشکیل مواد سبکترـ خرد شدن سنگها ودر نتیجه ایجاد سطح ازاد بیشتر جهت تاثیر سایر انواع هوازدگی ـ تشکیل کانی های با ثبات تر در شرایط موجود ـ هز بین رفتن جلای کانیها .
هوازدگی شمیایی را به انواع زیر تقسیم میکنند :
الف)اکسیداسیون (دگرسانی) alteratian: هنگامی که دو عامل اب و هوا وجود داشته باشد عمل اکسیداسیون که در ضمن جز معمولیترین تغییرات در سنگهاست انجام میگیرد .یکی از مشخصترین مراحل ان تاثیر اب اکسیژن دار بر سولفورهاست که در نتیجه ان سولفور به سولفات و کربنات و اکسید تجزیه میشود .
ب)هیدراته شدن : تاثیر اب بر کانیها است در نتیجه ان کانی اب جذب میکند. به عنوان یکی از عمولی ترین حالات تبدیل انیدریت به ژیپس و یا تبدیل هماتیت به لیمونیت را نام برد
|
(عکس از نویسنده)
