دید کلی
تغییرات شیمیایی در رسوبات به فرم
محلول انجام می‌گیرد. به عنوان مثال مواد محلول موجود در
آبهای رودخانه‌ها ،
دریاچه‌ها و
دریاها بر رسوبات موجود در این محیطها اثر می‌گذارند. فرایندهای شیمیایی همیشه یک
واکنش شیمیایی غیرآلی نبوده و در اکثر موارد موجود زنده‌ای که در
آب وجود دارند، در انجام این واکنش‌ها دخالت دارند. به همین خاطر بیشتر فرایندهای شیمیایی ممکن است بصورت بیوشیمیایی انجام شوند. یکی از عوامل مهم در فرایندهای شیمیایی که موجب
رسوبگذاری و انحلال مواد بویژه
کربنات کلسیم می‌شود،
تغییرات PH در محیط است.
اسیدیته (PH)
اسیدی و یا
قلیایی بودن آب در انحلال مواد و رسوبگذاری آنها موثر است. اسیدی یا قلیایی بودن محیط به میزان
یون هیدروژن موجود در محیط یا PH در آب بستگی دارد. PH عبارت از لگاریتم منفی یا عکس غلظت یون H
+ در آب می‌باشد. به همین خاطر هر قدر میزان یون H
+ زیادتر شود، PH کمتر و محیط اسیدی تر خواهد بود. همچنین اگر غلظت یون هیدروژن کم باشد، PH بیشتر شده و محیط قلیایی تر خواهد بود. آب رودخانه‌ها از کمی اسیدی تا کمی قلیایی تغییر می‌کند، در صورتی که PH سطح آب دریاها کمی قلیایی است و تقریبا در حدود 8.3 ثابت می‌باشد.
برسی اثر PH در رسوبات
برای بررسی PH در تغییر
رسوبات می‌توان تاثیر آنرا در
انحلال و رسوبگذاری کربنات کلسیم مورد بررسی قرار داد. با کم شدن مقدار PH ، آب اسیدی شده و
کربنات کلسیم حل می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که نسبت ذرات کربنات کلسیم با افزایش عمق آب کاهش می‌یابد. این کاهش بیشتر در عمق 4 تا 6 هزار متری دیده می‌شود. با افزایش عمق غلظت دی اکسید کربن محلول در آب بیشتر شده و محیط اسیدی تر می‌گردد. اسیدی تر شدن محیط موجب انحلال کربنات کلسیم می‌شود. افزایش غلظت
دی اکسید کربن تا حدودی به فعالیتهای بیولوژیکی بستگی دارد که در نتیجه
اکسیداسیون ترکیبات آلی بوجود می‌آید. همچنین آبهایی که از نواحی قطبی بطرف
استوا حرکت می‌کنند در اعماق زیاد حاوی مقدار زیادی دی اکسید کربن به صورت محلول می‌باشند.
عمق موازنه کربنات کلسیم
عمقی که میزان کربنات کلسیم به سرعت کاهش می‌یابد به نام
عمق موازنه کربنات کلسیم نامیده می‌شود و عبارت از عمقی است که میزان انحلال کربنات کلسیم با مقداری که به محیط وارد می‌شود، با هم برابر است. لازم به ذکر است که با افزایش عمق ، نوع کربنات کلسیم تشکیل شده نیز تغییر می‌کند. در اعماق کم ، ترکیب کربنات کلسیم به صورت
آراگونیت می‌باشد. با افزایش عمق ، آراگونیت‌ها تغییر کرده و به
کلسیت با
منیزیم کم ، تبدیل می‌شوند. در واقع با افزایش عمق ، از پایداری آراگونیت کاسته شده و تبدیل به کلسیت می‌شود. در عمق بیش از 4000 متری و بویژه بیش از 6000 متری کربنات کلسیم جامد بصورت محلول درمی‌آید و این مقدار برابر با عمق موازنه کربنات کلسیم می‌باشد.
اثرات افزایش PH
یکی از عوامل مهم در رسوبگذاری کربنات کلسیم افزایش PH یا قلیایی شدن محیط است. فرایندهای بیولوژیکی از قبیل
فتوسنتز ، که موجب جذب گاز
موجود در محیط می‌شود، باعث افزایش مقدار PH می‌گردد. باکتری‌های احیا کننده سولفات‌ها نیز میزان PH را افزایش می‌دهند. عمل این
باکتری‌ها ممکن است میزان PH را حتی تا 9.5 یا بیشتر نیز برساند. افزایش PH در محیط باعث انحلال
کوارتز (سیلیس) و رسوبگذاری کلسیت می‌شود. انحلال سیلیس و رسوبگذاری کلسیت در 9PH تا 10 بطور همزمان در محیطهای دریایی انجام می‌شود که این خود در نتیجه فعالیتهای بیولوژیکی است.
اکسیداسیون و احیا (Eh)
یکی دیگر از فرایندهای شیمیایی که موجب تغییراتی در رسوبات محیطهای مختلف می‌گردد،
عمل اکسیداسیون و
احیا است. بطور کلی واژه اکسیداسیون نمایش دهنده جذب اکسیژن و احیا به معنی از دست دادن اکسیژن می‌باشد. یکی از فرایندهای مهم در
محیطهای رسوبی ، اکسیداسیون و احیای آهن در هنگام تبدیل منیتیت (
) به هماتیت (
) می‌باشد. Eh یا پتانسیل اکسایش _ کاهش عبارت از اندازه گیری نسبی شدت اکسیداسیون واحیا در محلول و یا غلظت
الکترون‌ها در محلول می‌باشد. در اثر فرایندهای بیولوژیکی ، از قبیل
فتوسنتز ،
تنفس ، واکنش باکتری‌ها در
چرخه سولفور و فساد
مواد آلی حاصل می‌شود .
هوازدگی
هوازدگی یک فرایند پیچیده‌ای است که در سطح سنگها اثر می‌کند. هوازدگی باعث خرد شدن مکانیکی سنگها می‌شود و آنها را به ذرات ریز تبدیل می‌نماید. فرایند هوازدگی همچنین موجب
هوازدگی شیمیایی و تجزیه سنگها و تشکیل
کانی‌های جدید می‌شود که خود یکی از فرایندهای شیمیایی می‌باشد. هوازدگی شیمیایی در ارتباط با ترکیب
آب ،
درجه حرارت ، وجود و یا عدم وجود گیاهان و نیز موجودات زنده میکروسکوپی از قبیل باکتری‌ها می‌باشد. به عنوان مثال
سنگهای آهکی در آب و هوای مرطوب سریعتر و بیشتر تخریب می‌شوند.
توالی مقاومت کانی‌های مختلف در برابر تخریب شیمیایی را به نام
توالی مقاومت یا توالی گلدیش می‌نامند و عبارت از این است که کانی‌هایی که در درجه حرارت بالا در
ماگما متبلور شده‌اند و رسوب کرده‌اند، اولین گروه از کانی‌هایی خواهند بود که تجزیه شده و از بین می‌روند. ولی بر عکس کانی‌هایی که در آخر متبلور شده و رسوب نموده‌اند، دارای مقاومت بیشتری در مقابل عمل هوازدگی شیمیایی می‌باشند. کانی‌های مقاومی که به علت سنگینی ، بعد از هوازدگی شیمیایی بجای می‌مانند،
پلاسه‌های طلا ،
الماس و
ریتل را تشکیل می‌دهند که در محیطهای مختلف تجمع حاصل می‌کنند.
کانی‌های تبخیری ، از قبیل
ژیپس و
ایندریت ، در اثر بالا رفتن شوری آب تشکیل می‌شوند، که این امر خود یک فرایند شیمیایی غیرآلی است. این کانی‌ها هنگامی تشکیل می‌گردند که میزان
تبخیر برابر یا بیشتر از جمع آب وارده به
حوضه رسوبگذاری باشد. با افزایش درجه شوری ، ابتدا کربناتها سپس ژیپس ، ایندریت و در خاتمه
نمک تشکیل می‌گردد.
مباحث مرتبط با عنوان
