کوارتز

تمام سنگهای آذرین و اغلب سنگهای دگرگونی - به استثنای کوارتزیت که ممکن است تا حدود 100 درصد حجم سنگ از کوارتز تشکیل شدهباشد - حاوی کوارتز هستند و مقدار آن از خیلی کم تا 40 درصد حجم کل سنگ را تشکیل میدهد. ولی برعکس در سنگهای آواری تیپیک ، کوارتز بطور فراوان یافت میشود، زیرا مقاومت مکانیکی و ثبات شیمیایی آن در مقابل عمل فرسایش بسیار زیاد است.
با استفاده از مقاطع نازک و مطالعه آنها به توسط میکروسکوپ پلاریزان میتوان انواع کوارتز را بر اساس نوع خاموش ، انکلوزیون و مقدار ذرات پلی کریستالین موجود در سنگ را ، که در رابطه با منشا آنهاست، تعیین نمود. کریستالهای منفرد کوارتز دارای خاموشی مستقیم و موجی میباشند. دانههای کوارتز ولکانیکی در نور پلاریزان دارای خاموشی مستقیم است ولی دانههای کوارتز پلوتونیکی و دگرگونی دارای خاموشی مستقیم و موجی هستند. خاموشی موجی معمولا منعکس کننده فشار در شبکه کریستالی است. مطالعات آماری نشان داده است که حد متوسط خاموشی در دانههای کوارتز دگرگونی بیشتر از 5 درجه است در حالیکه دانههای کوارتز پلوتونیکی دارای حد متوسط کمتر از 5 درجه هستند. دانههای کوارتز بهصورت کریستال منفرد یا مرکب در سنگها یافت میشوند. دانههای کوارتز ولکانیکی غالبا تککریستالی است. مقدار دانههای کوارتز پلیکریستالین در سنگهای پلوتونیکی کمبوده و در سنگهای دگرگونی با درجه بالا بیشتر و در سنگهای دگرگونی با درجه کم ، فراوانتر است. همچنین تعداد کریستالهای کوارتز در یک دانه پلیکریستالین که منشا دگرگونی با درجه کم داشتهباشد بیشتر از سنگهای دگرگونی با درجه بالا و سنگهای پلوتونیکی است.
باید توجه داشت، هنگامی که ارتباط نسبی بین دانههای کوارتز را برای پی بردن به منشا آنها بدین طریق مورد مطالعه قرار میدهیم، دانههای کوارتز باید از نظر اندازه در یک حد باشند. بهعلاوه زمانی که منشا نامعلوم است، تعبیر و تفسیر بتوسط این روش معمولا بر اساس مقایسه ارتبابط نسبی انواع کوارتز بایستی صورت گیرد. انکلوزیون در دانههای کوارتز به شکل حبابهایی پر شده از مایع و گاز و یا کریستالهای ریز کانیهای دیگر ، به ویژه ریتل ، میکا ، لریت و غیره یافت میشود. دانههای کوارتزی که منشا آنها از رگههای هیدروترمالی است به صورت تککریستالی یا پلیکریستالی دشت یافت میشوند که حاوی مقدار زیادی حبابهای پرشده مایعات میباشند. بنابراین با تلفیق اطلاعات بالا تا حدودی میتوان به منشا کوارتز در رسوبات پی برد که این خود به بررسی منشا کل رسوبات کمک فراوانی مینماید.

فلرسپاتها

فلرسپاتها در سنگهای آواری از نظر اهمیت در درجه دوم قرار دارند، زیرا به علت داشتن رخ ، مقاومت مکانیکی کمتری نسبت به کوارتز در مقابل عمل فرسایش دارند و در اثر عوامل شیمیایی به کانیهای رسی تجزیه میشوند. به این دلیل ، میزان دانههای فلرسپات در رسوبات رودخانهای -بهویژه سیکل اول- بهمراتب بیشتر از ماسههای ساحلی و تپههای شنی است. فلرسپاتها در سنگهای آذرین و دگرگونی بطور فراوان یافت میشوند و بدین جهت در حدود 10 تا 15 درصد رسوبات آواری عهد حاضر را تشکیل میدهند.
بهطوری که در بالا اشاره شد، ممکن است فلرسپاتها قبل از تجزیه شدن در منشا بوسیله فرآیندهای هوازدگی مکانیکی شکسته شده و بصورت ذرات آزاد توسط جریان آب از منطقه خارج شوند که این خود به عوامل زیر بستگی دارد:

• توپوگرافی :
  

اگر اختلاف ارتفاع زیاد باشد، آب و هوا نقش مهمی را در تجزیه این کانیها نخواهدداشت و این کانیها قبل از تجزیهشدن بتوسط فرآیندهای هوازدگی مکانیکی خردشده و در مسیر جریان آب قرار میگیرد.

• آب و هوا :
  

در آب و هوا خشک ، تجزیه شیمیایی خیلی کم صورت میگیرد، زیرا گیاهان خیلی کم بوده و هوازدگی مکانیکی از اهمیت زیادی برخوردار است. در چنین آب و هوایی توپوگرافی اثر چندانی نخواهدداشت.

• یخچالهای :
  

تخریب بهتوس یخچالهای باعث میشود که مقدار زیادی از سنگهای فلرسپاتدار منطقه کنده شود و قبل از تجزیه در مسیر حرکت توسط یخچالهای حمل گردد.

خرده سنگها

خردهسنگها دانههایی هستند که خصوصیات قابل تشخیص از سنگ منشا خود را دارا باشند. اگر یک سنگ منشا خرد شود و کانیهای مختلفی از آن آزاد گردد، این دانهها به نام خردهسنگ گفته نمیشود زیرا اختصاصات سنگ منشا را ندارد. خردهسنگها ممکن است از چندین کانی مختلف تشکیل شدهباشند. عواملی که باعث باقیماندن یا از بین رفتن این گونه دانههای رسوبی میشوند عبارتند از : نوع سنگ منشا ، فاصله یا فضای بین اجزای تشکیل دهنده ، نوع هوا زدگی ، عوامل موثر در هنگام حمل و نقل ، هوازدگی (تجزیه شیمیایی) بعد از عمل رسوبگذاری و فشارهایی که در هنگام سیمانی شدن به آنها وارد میشود.
اندازه اولیه خردهسنگها بتوسط قطعات شکسته شده در محل درزهها ، گسلها و سطح جدایی لایهها از یکدیگر تعیین میگردد. همچنین قطعات بزرگ قبل از حرکت ممکن است دوباره شکسته شده و به قطعات ریزتری تبدیل شوند. تجزیه فلرسپاتها در خردهسنگهای گرانیتی باعث میگردد که این دانهها خردشده و کانیهای مقاومتری از قبیل کوارتز و کانیهای سنگین را بطور جداگانه آزاد سازد. خردهسنگهایی که از ماسهسنگهای با سیمان کلسیتی سرچشمه گرفتهاند، ممکن است بر اثر انحلال سیمان به قطعات کوچکتر تبدیل شوند و با سیمان آنها از بین رفته و کانیهای موجود در خردهسنگ به صورت آزاد در محیط رها گردد. بنابراین عمل هوازدگی ممکن است باعث از بینرفتن خردهسنگها و آزاد شدن کانیهای مقاوم گردد. در هنگام حمل و نقل بر اثر عمل فرسایش ممکن است قطعات خردهسنگها ، که دارای مقاومت کمی هستند، تخریب حاصل نموده و کوچکتر شوند. همچنین حتی بعد از عمل رسوبگذاری در اثر عوامل دیاژنز (تجزیه شیمیایی و فشارهای حاصله در هنگام سیمانی شدن) ممکن است این دانههای از بین بروند.

کانیهای سنگین

سنگهای آذرین و دگرگونی حاوی یک سری کانیهای سنگین با وزن مخصوص بیشتر از 2.65 (وزن مخصوص کوارتز) و 2.56 تا 2.76 (وزن مخصوص فلرسپاتها) می‌باشند که در برابر تجزیه شیمیایی مقاوم هستند. این کانیها درصد ناچیزی (در حدود 1 تا 2 درصد) از رسوبات را تشکیل می‌دهند و به دو دسته کدر یا اپاک و شفاف تقسیم می‌شوند. کانیها کدر شامل اکسیدها ‘ سولفیدها و کانیهای معدنی هستند و کانیهای شفاف بیشتر از سیلیکاتها سرچشمه گرفته‌اند.
معمولترین کانیهای سنگین شفاف در رسوبات روتیل ، تورمالین ، آپاتیت ، گارنت ، اپیدوت ، استارولیت و زیرکن هستند.
ایلمنیت و مگنتیت دو کانی تخریبی کدر هستند که معمولا در رسوبات یافت می‌شوند. مطالعه کانیهای سنگین برای پی‌بردن به سنگ منشا رسوبات از اهمیت خاصی برخوردار است. بطور کلی برای بررسی سنگ منشا رسوبات باید کانیهای سنگین را بصورت گروهی در رابطه با چگونگی تشکیل آنها تقسیم‌بندی کرد. وجود کانیهای روتیل ، تورمالین و آپاتیت در رسوبات نشان‌دهنده منشا آذرین و گارنت ، اپیدوت و استارولیت موید منشا دگرگونی است.
برای مطالعه کانیهای سنگین ، نخست آنها را از کانیهای سبک جدا می‌کنند و پس از تمیز کردن با استون ، آنها را برروی لام چسبانده و با میکروسکوپ مورد مطالعه و بررسی قرار می‌دهند. با استفاده از مایعات سنگین -نظیر برومورفورم- و سانتریفوژ می‌توان کانیهای سنگین را از سبک جدا نمود. دو روش مایعات سنگین ، کانیها سبک به علت داشتن وزن مخصوص کمتر از مایع در بالا تجمع می‌یابند و کانیها سنگین که دارای وزن مخصوص بیشتری از مایع هستند در ته ظرف رسوب می‌نمایند. پس از عبور از صافی و خشک‌کردن ، آنها را می‌توان مورد مطالعه قرار داد.

میکاها و کلریت‌ها

کانیهای مسکویت ، بیوتیت و کلریت در سنگهای آذرین و دگرگونی یافت می‌شوند. این کانیها بیشتر به‌صورت ورقه‌ای درون رسوبات دیده می‌شوند. یکی از اختصاصات مهم این کانیها وجود رخ یک‌جهته است که باعث جدا شدن ورقه‌ای آنها از یکدیگر می‌گردد. در سنگهای آذرین مسکویت بیشتر از سنگهای اسیدی نتیجه می‌شود و بزرگی آن تا 2 میلی‌متر می‌رسد. مسکویت ممکن است به شکل قطعات گردشده یا ذرات خیلی ریزی دیده‌شود که ذرات خیلی ریز آن را سرسیت می‌نامند. بیوتیت می‌تواند از سنگهای ولکانیکی نیز سرچشمه گرفته‌باشد. در سنگهای دگرگونی کانیهای مذکور بر حسب نوع درجه دگرگونی -درجه بالا یا پایین- در سنگ پراکنده هستند. سرسیت ، مسکویت و کلریت مربوط به سنگهای دگرگونی با درجه پایین است و در این گونه سنگها بیوتیت یافت نمی‌شود ولی بیوتیت در سنگهای دگرگونی درجه بالا تشکیل می‌گردد که در آنها کلریت دیده نمی‌شود. در پیست‌ها ، بیوتیت و مسکویت همراه با یکدیگر یافت می‌شوند. وجود مسکویت و کلریت در سنگهای رسوبی و نبودن بیوتیت در آنها حاکی از این است که منشا این سنگها شیست‌های سبز بوده است.

کانیهای رسی

کانیهای رسی به یک سری ذرات دانه ریز میزالی با شبکه‌ای لایه‌ای اطلاق می‌شود که بیشتر از هیدراتهای آلومینیوم و سیلیکات تشکیل شده‌است. این کانیها از تجزیه کانیهای سیلیکاته تشکیل دهنده سنها ، بویژه فلرسپاتها و سیلیکاتهای فرومنیزیم ، حاصل شده‌اند. کانیهای رسی در اثر هوازدگی سنگها ، در محیط‌های با درجه حرارت پایین و رطوبت زیاد ، تشکیل می‌شوند. همچنین این کانیها ، منعکس کننده نوع کانی هوازده و شرایط هوازدگی هستند. نوع کانی رسی از مطالعه آن به‌توسط اشعه ایکس مشخص می‌گردد. کانیهای رسی در هنگام دیاژنز بر اثر تغییرات فیزیکی و شیمیایی به یکدیگر تبدیل می‌شوند. مطالعات انجام‌شده نشان داده‌است که رسوبات عهد حاضر و بیشتر سیلهای دوران دوم و سوم حاوی کانیهای ایلیت ، کلریت ، کایوینیت و مونت موریلونیت هستند ولی شیلهای دوران اول بیشتر حاوی کانیهای کلریت و ایلیت می‌باشند که این خود بیانگر مقاومت این دو کانی در مقابل تجزیه شیمیایی در مراحل دفن عمیق و زمان است.