سنگهای دگرگونی
واکنشهای ناکامل در حالت جامد
هالۀ واکنشی نشانۀ واکنشهای ناکامل(نیمه پایدار) بوده که کانیهای ناپایدار در هاله ای از کانیهای پایدار قرار می گیرند. کانیهای اخیر در نتیجۀ واکنش بین کانیهای مجاور به وجود می آیند.
سنگی که در زمان طولانی تحت تأثیر درجه حرارت و فشار قرار گیرد به مجموعۀ کانیهای جدیدی که در شرایط تازه پایدار بوده و دارای کمترین انرژی پتانسیل هستند، تبدیل می شود.
مجموعۀ کانیهایی است که شرایط تشکیل و پایداری آنها مشابه هم بوده و از نظر شیمیایی و ترمودینامیکی با هم در تعادل می باشند.
برای مثال هر مجموعه پاراژنزی به صورت زیر نوشته می شود:
کوارتز+آنورتیت+گرونا+دیوپسید
علائم تعادل در سنگها
ü مجموعۀ کانیهای پاراژنز با مرز مشخص
ü بافت باید در نتیجۀ تبلور دوباره در سنگ دگرگونی به وجود آید.
ü عدم وجود نشانه های منطقه بندی شیمیایی
ü عدم حالت جانشینی مانند حاشیۀ واکنشی یا علائم دگرسانی در طول شکستگی های سنگ
ü بافت گرانوبلاستیک
در تحولات دگرگونی بلور جدید ضمن رشد با کنار زدن یا از بین بردن و یا جانشین شدن با مواد قبلی جای خود را باز می کنند.
عوامل مؤثر بر شکل کانی:
1- قابلیت انعطاف پذیری کانی در محیط جامد
2- بافت اولیۀ سنگ
3- فشارهای مختلف در محیط تشکیل سنگ دگرگونی
الف) سیستم باز:
در طی عمل دگرگونی ترکیب شیمیایی تودۀ سنگ تغییر کرده و مقداری ماده به آن اضافه یا کم می شود.
q این نوع دگرگونی را آلوشیمیایی گویند که شایع ترین آنها متاسوماتیسم است.
ب) سیستم بسته:
اگر در طی عمل دگرگونی ترکیب شیمیایی سنگ تغییر نکند و ثابت باقی بماند این نوع دگرگونی را ایزوشیمیایی یا توپو شیمیایی گویند.
q سیستم بسته ای واقعی وجود ندارد بلکه حالتی نسبی است.
q برای مثال هالۀ دگرگونی توده های نفوذی هووالد در داخل شیستهای استیژ
عوامل دگرگون ساز
الف) عوامل فیزیکی:
مهمترین عوامل فیزیکی فشار و درجه حرارت است که هر کانی در فشار و درجه حرارت معینی تشکیل و در شرایط جدید ناپایدار بوده و برای رسیدن به شرایط تعادلی جدید به کانیهای دیگری تبدیل می شود.
ب) عوامل شیمیایی:
شامل سیالاتی نظیر آب، مواد محلول در آب و سیال گازی می باشد.
v حضور آب، سرعت تبلور مجدد کانیها را افزایش می دهد و در واقع نقش کاتالیزور دارد.
ج) زمان:
در طی زمان لازم، فرایندهای دگرگونی به سمت کامل شدن و ایجاد تعادل ترمودینامیکی پیش می روند.
فشار همه جانبه
فشاری است که به طور یکسان از هر طرف به یک نقطه وارد می شود.
الف) فشار هیدروستاتیک: فشار آب بر روی یک نقطه که معادل وزن ارتفاع آب در بالای آن نقطه است.
ب) فشار لیتواستاتیک(PL): این فشار ناشی از وزن سنگهای فوقانی است و از رابطۀ زیر به دست می آید:
فشار لیتواستاتیک، Z عمق ، g شتاب ثقل و d چگالی سنگها است.
عملکرد فشار لیتواستاتیک:
ü ماده را متراکم و وزن حجمی را زیاد می کند.
ü با افزایش تراکم، سرعت عبور امواج زلزله سریعتر می گردد.
ü درجه حرارت ذوب کانیها و سنگها را افزایش می دهد.
فشار وارده بر سنگها در بعضی جهات بیشتر از جهات دیگر است. این فشار 2000 تا 3000 هزار بار بیشتر از فشار لیتواستاتیک است.
عملکرد فشار جهت دار:
ü تورق جدید در سنگها
ü گسیختگی و شکستگی (سنگهای شکننده)
ü چین خوردگی (تغییر شکل پلاستیک)
فشاری که مواد فرار موجود در منافذ یا شکافهای ریز سنگها بر سنگ اعمال می کنند.
عملکرد فشار سیالات، همانند فشار لیتواستاتیک است.
رابطۀ بین فشار سیالات و لیتواستاتیک:
الف)Pf>pl : ایجاد شکستگی در سنگها
ب) Pf=pl : رابطۀ بین عمق و فشار لیتواستاتیک برقرار است.
ج) Pf
l: در اعماق زیاد در دگرگونی درجات شدید مانند رخسارۀ گرانولیت و اکلوژیت مشاهده می شود.
ü این پدیده را می توان ادغامی از عملکرد فشار جهت دار و فشار سیالات در نظر گرفت.
ü کانی تحت تأثیر فشار جهت دار در جهت بیشترین فشار(پر انرژی)، انحلال و در جهت عمود بر آن رشد و تبلور می یابد.
ü در اثر انحلال ناشی از فشار کانیهایی مانند کوارتز که به پهن و مسطح تغییر شکل می یابند.
جریان حرارتی عبارت از میزان گرمایی است که در واحد زمان از سطح زمین خارج می شود.
این جریان در نقاط مختلف زمین متفاوت بوده بطوریکه در اقیانوسها بیشتر از قاره ها است.
در اقیانوسها محورهای برآمدۀ وسط آنها جریان بیشتری داشته و در امتداد گودالها به حداقل می رسد.
عملکرد درجه حرارت در دگرگونی
1- منظور از دگرگونی درجات شدید، بیشتر افزایش درجۀ حرارت است تا فشار
2- پختن آجر در کوره های آجرپزی در نتیجۀ اقزایش حرارت، نوعی دگرگونی حرارتی است که نظیر آن درنتیجۀ حرکت گدازه ها در سطح زمین به وقوع می پیوندد.
3- بسیاری از واکنشهای دگرگونی در درجۀ حرارت زیاد و در اعماق زمین اتفاق می افتد.
4 - گرما موجب تحرک مواد سیال شده که نقش مهمی را در دگرگونی به عهده دارد به ویژه در دگرگونی مجاورتی که موجب خشک شدن رسوبات در نقاط مجاور تودۀ نفوذی شده و نفوذ همین آب در نقاط دیگر موجب دگرگونی هیدروترمال می شود.
5- در سنگهای درونی زمین به علت گرمای دریافتی دارای خاصیت انعطاف پذیری بیشتری بوده و تحت تأثیر فشار جهت دار حالت خمیری پیدا کرده که درایجاد تغییر شکلها و دگرگونی های ناحیه ای اهمیت بسیاری دارد.
ایمیل ارتباطی: