مقدمه
شناختن جنس و خاصيت سنگ را سنگ شناسي گويند. سنگها يکي از قابل مطالعه ترين عناصر طبيعي مي باشند که تقريباً براي غالب رشته هاي علوم مورد استفاده قرار مي گيرند. حتي گاهي نياز به مطالعه وسيع و طولاني در شناخت سنگ و ساير مشخصات آن مي باشد.
سنگ (به انگلیسی: Stone) به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از يک کاني يا مجموعه اي از چند کاني تشكيل شده باشد. کاني عبارت از ماده طبيعي آلي يا معدني است که ترکيب شيميايي آن بين حدود اختياري معيني تغيير ميكند. معمولاً کاني ها و سنگ ها مواد جامدي هستند. تجمع کاني ها در سنگ اتفاقي نيست که تابع شرايط و محيط تشكيل سنگ و مواد اوليه موجود است. ماگما ماده طبيعي سيال و داغي است که ماده سازنده سنگ ها به شمار مي آيد و در سيارات، اقمار طبيعي يا ديگر اجرام سماوي با خصوصيات کلي مشابه توليد مي شود. هنگامي که ماگما بيرون ريخته مي شود علاوه بر توليد گدازه يا نهشته هاي خرد شده، مقدار زيادي مواد فرّار نيز آزاد مي گردد که در اتمسفر يا هيدروسفر زمين يا در فضاي کوچک و بدون هواي سيارات محبوس مي شود. مشخصات سنگ ها را رويدادهاي گذشته بر زمين، ترکيب شيميايي و کانيايي آن تعيين مي کند که نهادينه ترين بازتاب اين سرگذشت به کاني ارتباط پيدا مي کند و در چگونگي پيوند کاني ها با يكديگر يعني بافت، چهره مي¬نمايد. کاني به مفهوم سازش و کنار آمده ماده با شرايط طبيعي روي داده بر آن، بازگوکننده سرگذشت زمين و پيدايش و تغييرات سنگ ها است؛ پس سنگ شناسي از ديدگاهي به مفهوم تلاش در راه شناخت و بازگويي اين سرگذشت است، به گفته ديگر بازگويي بخشي از سرگذشت زمين است.

۱ سنگ یا خاک

از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته اند، درست شده است. در مقابل خاک توده ای از ذرات با دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ‌ها و به طور برجا تشکیل شده است. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۲ منشا شكل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها
دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین موجب پدید آمدن محصولات سنگی می‌شود.

۱٫۲ عوامل کوه زایی

فشارهای کره مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می‌شود را می توان عامل فرایند کوه زایی و خشكي زایی نامید.

۲.۲ عوامل هوازدگی یا کوه سایی

هر یک از چند روندی را که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند، هوازدگی می نامند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند.

۱٫۲٫۲ هوازدگی شیمیایی

محصول هیدراتاسیون، انحلال، هیدرولیز، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.

۲.۲.۲ هوازدگی فیزیکی
این پدیده توسط عواملی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، نیروی جاذبه زمین، رشد گیاهان، باد، جریان آب و عمل جانوران و مانند اینها شکل می‌گیرد و باعث خرد شدن سنگ‌ها و تغییر شکل آنها به دانه‌های ریزتر می‌شود.

۳ ساختمان شیمیایی سنگ‌ها
سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده تری به نام کانی ساخته شده اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولا متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص اند. تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ ساز می نامند.[۵]

۳,۱ کانی ها

ریشه لغوی
لغت مینرال (کانی) که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی Mna (متشابه لاتینی آن Mina است) به معنی “کانی” یا “گردال” (از نظر معدن شناسی) مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی “کانی” معروف موادی است که از کانسارها بدست می‌آورند.

نگاه اجمالی

قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیها مهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر محسوب می‌شده‌اند. بشر اولیه جهت تهیه ابزار سنگی از مولد دارای سختی زیاد همچون سنگ چخماق ، کوارتزیت ، ابسیدین ، کوارتز و … که در محیط زندگی‌اش فراوان بوده استفاده کرده است. نحوه استفاده و بکارگیری این مولد آنچنان در زندگی و پیشرفت انسان مؤثر بوده است که بر این اساس زمان زندگی انسان اولیه را به سه دوره دیرسنگی ، میانسنگی) و نوسنگی تقسیم شده‌اند. همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گردید. احتمالاً اولین فلز استخراج شده در حدود ۴۵۰ سال ق.م ، مس بوده است.

کانیها از نظر فیزیکی و شیمیایی اجسام طبیعی و همگن هستند که تقریبا منحصرا بصورت بلور و یا لااقل توده بلورین حاوی ذرات ظریف و ریز تا درشت تشکیل می‌گردند. فقط معدودی از کانیهایی که آنها را بصورت جامد می‌شناسیم، به حالت بی شکل و یا ژلهای وجود دارند. با توجه به همگن بودن شیمیایی کانیها ، ترکیب آنها را می‌توان بوسیله فرمول نشان داد. مع ذلک این فرمول در بسیاری از حالات ، منظور عادی شمی را مجسم نمی‌کند، به این جهت در نگارش آن مفاهیم کریستالو شیمی به مقیاس وسیعی باید منظور گردد. برای معرفی کانیها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فیزیکی مانند خواص نورانی ، الکتریکی ، مقاومت ، سختی و بالاخره خاصیت بلورشناسی نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. اساس مطالعه این خواص موضوع کانی شناسی عمومی را تشکیل می‌دهد.

تاریخچه

مصریان قدیم شش هزار سال قبل از میلاد در صحرای سینا فیروزه را به خاطر رنگ زیبایش استخراج می‌کردند. انسانهای عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که دارای سطح شکست تیز است، به عنوان چاقو و سرنیزه ، جهت تراشیدن چوب و تهیه نوک تیز کمان به کار می‌برند. علاوه بر تفریت که دارای سطح شکست منحنی شکل است برای تهیه تبر و از سنگ آتشزنه و پیریت جهت تهیه آتش استفاده می‌کردند.

عهد حجر زمانی خاتمه یافت که انسان توانست در نتیجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلیاژی به نام مفرغ یا برنز تهیه کند. در طی عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت. به روایت دیگر حدود ۲۷۰۰ سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه می‌نموده است. حدود ۳۰۰۰ سال ق.م مصریها از ذوب سیلیس ، شیشه تهیه نمودند و قرنها پیش از میلاد مسیح چین‌ها در فسیلها از کائولن ابزار چینی می‌ساخته‌اند. در طول تاریخ اطلاعات بسیاری در رابطه با چگونگی شکل گیری ، جنس ، ساختمان و سایر خصوصیات کانیها بدست آمده است.

سیر تحولی و رشد

اصولا یونانیها نخستین ملتی بودند که جنبه علمی کانیها را بررسی کردند مثل تالس ملطی که ۴۸۵ سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس (۵۲۷-۵۴۹ ق.م) که دست به استخراج معادن زد. یک کتاب سنگ شناسی (الاحجار) که به ارسطو (۳۲۲-۳۸۴ ق.م) نسبت می‌دادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است (۲۸۸-۳۷۲ ق.م) بجا مانده بنام “راجع به سنگها” که شاید بتوان گفت اولین کتاب علمی کانی شناسی است.

کتاب با ارزش دیگری که بعدها نوشته شد بوسیله پزشک رومی جالینوس (۲۰۱-۱۱۳ م) بود. اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا (۱۰۳۷-۹۷۰) تحت عنوان “درباره کانیها” را شاید بتوان گفت اولین کتابی است که کانیها را بطور سیستماتیک به چهار دسته تقسیم کرده است. از اروپاییان از کانی شناس آلمانی آلبرت فون بول (۲۸۰-۱۱۹ م) یاد می‌کنیم این شخص که به ماگنوس معروف است داراری پنج جلد کتاب از زمینه کانی شناسی است. از دو شخصیت دیگر آلمانی به نامهای باسیلوس والنتین و آگریکولا (۱۶۲۳-۱۵۵۵) یاد می‌کنیم که شخص اخیر بعدها به پدر کانی شناسی معروف گشت.

آخرین شخصی که کانیها را از نظر ظاهری مورد مطالعه قرار داد، کانی شناس روسی لموسوف (۱۷۱۱-۱۷۶۵) بود. در سال ۱۶۶۹ یک دانشمند دانمارکی به نام نیلس استنسن قانون ثابت بودن زوایا را کشف کرد. در همین سال شخص دیگری به نام اراسموس بارتولینوس موفق به کشف شکست مضاعف کلیست ایسلندی گردید. قانون پارامتر وایس آلمانی در دهه دوم قرن بیستم وضع کرد. در سال ۱۸۳۰ هسل ۳۲ کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی ۲۳۰ شبکه فضایی را ثابت کردند. با کشف اشعه ایکس بوسیله رنتگن ، تحول عظیمی در کانی شناسی بوجود آمد بدینوسیله برای اولین مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلی کریستال گردید. بعد از اینکه استفاده از اشعه ایکس در کانی شناسی نشان داده شد، براگ در سال ۱۹۱۳ اولین ساختمان یعنی شبکه نمک طعام را معرفی نمود.

کانی چیست؟
کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت می‌‌شود. خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر نمایند. کانیها به صورت اجسام هندسی با ساختمان اتمی منظم متبلور می‌گردند که به آن بلور می‌گویند. اگر بلور یک کانی را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسیم نماییم سرانجام به کوچکترین جزء دارای شکل هندسی منظم خواهیم رسید که آن را واحد تبلور ، سلول اولیه و یا سلول واحد بلور می‌نامند. از کنار هم قراردادن واحدهای تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ایجاد می‌گردد.

علاوه بر کانیهای متبلور با دسته‌ای از ترکیبات دارای تمامی خواص کانی بجز سیستم تبلور می‌باشند که این دسته را شبه ‌کانی می‌نامند و شرایط تشکیل کانیها بسیار متفاوت است ، برخی مانند پیریت ممکن است در شرایط بسیار متنوعی ایجاد ‌گردند در حالیکه برخی دیگر به عنوان شاخص کانی ، فشار ، دما وجود عناصر رادیواکتیو و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. همه کانیها به استثنا شبه‌کانی‌ها در یکی از ۷ سیستم تبلور شناخته شده متبلور می‌گردند. برخی از کانیها در شرایط مشابه در کنار هم تشکیل می‌گردند که به آنها پاراژنز با کانی‌های همراه گفته می‌شود. کانیها در طبیعت در اندازه‌‌های بسیار متفاوتی یافت می‌شوند که بر این اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ریز بلور و مخفی بلور تقسیم می‌نمایند. برخی از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونه‌های دستی قابل تشخیص بوده ، انواع ریز بلور توسط میکروسکوپهای قوی و کانیهای مخفی بلور را به کمک اشعه ایکس و میکروسکوپهای الکترونی می‌توان شناسایی نمود.
اهمیت اقتصادی کانیها
کانیها دارای ارزش اقتصادی بسیار زیادی می‌باشند، بطوری که اقتصاد بسیاری از کشورهای جهان نظیر شیلی ، گینه … بر اساس مواد معدنی پایه‌ریزی شده است. اگر چه بسیاری از کانیها دارای ارزش درمانی ویژه خود هستند و حتی تعدادی به عنوان مواد سمی و مهلک مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولی افرادی نیز وجود دارند که همراه داشتن کانیهای معین را در درمان برخی از بیماریهای موثر می‌دانند. در سراسر جهان عده زیادی علاقمند به جمع‌آوری مجموعه‌های کانی هستند، در یک پیک نیک خانوادگی می‌توان نمونه‌هایی از این خلقت زیبای خداوند جمع‌آوری نمود. با توجه به اینکه در کشور ما کانیهای متنوعی وجود دارند و بسیاری از آنها قابل دسترس می‌باشند.

کانیها از دوران پیش از تاریخ ، نقشی اصلی در نحوه زندگی بشر و استاندارد زندگی وی داشته‌اند. با گذشت هر قرن ، اهمیت اقتصادی کانیها به گونه‌ای فزاینده بیشتر شده و امروزه به اشکال بیشماری ، از احداث آسمانخراشها گرفته تا ساخت رایانه به آنها وابسته‌ایم. تمدن جدید ، به طور شگفت آوری به کانیها وابسته است و کاربرد وسیع آنها را الزامی کرده است. تعداد کمی از کانیها مانند تالک ، آزبست ، گوگرد و … به همان شکل استخراج شده ، معروف می‌شوند. اما بسیاری از آنها را برای به دست آوردن یک ماده مفید ، باید در آغاز فرآوری کرد. برخی از محصولات آشناتر عبارتند از : آجر ، شیشه ، سیمان ، گچ و چیزی در حدود بیست فلز از آهن گرفته تا طلا. کانسنگهای فلزی و کانیهای صنعتی در همه قاره‌ها و در هر جا که کانیهای خاص به اندازه کافی تمرکز یافته و استخراج آنها اقتصادی باشد، استخراج می‌شوند.

تركيب كاني‌شناسي برخي از سنگ‌هاي خاص مورد استفاده در صنعت ساختمان:

گرانيت: بافت آن دانه‌اي گاهي پرتيتي و گاهي گرافيكي است. (بافت پرتيتي رشد همزمان فلدسپات آلكالن با پلاژيوكلاز و بافت گرافيكي رشد همزان كوراتز با فلدسپات آلكالن است). از نظر كاني‌هاي تشكيل دهنده، بيشتر از يك سوم فلدسپات‌ها در گرانيت، فلدسپات آلكالن، غالباً از نوع ارتوكلاز يا ميكروكلين هستند. پلاژيوكلاز‌ها سديك و غالباً در حد اوليگوكلاز هستند. كوارتز حدود ۲۰ تا ۴۰ درصد كل سنگ را تشكيل مي‌دهد. كاني مافيك تيپيك در اين سنگ‌ها بيوتيت قهوه‌اي است. در بعضي از انواع گرانيت‌ها، مسكويت ديده مي‌شود. در گرانيت‌هاي آلكالن، بيشترين كاني از نوع فلدسپات آلكالن است. در بعضي از اين نوع سنگ‌ها ممكن است بيوتيت به همراه هورنبلند يا اوژيت نيز ديده شود.
آداماليت: بافت آن دانه‌اي است. در اين سنگ مقدار پلاژيولكاز و فلدسپات آلكالن به تقريب برابر است (هر كدام بين ۳۵ تا ۶۵ درصد مجموع فلدسپات‌ها). مقدار فلدسپات‌ آلكالن آداماليت‌ها بيشتر از گرانوديوريت‌ها و كوراتز آنها بيشتر از مونزونيت است. كاني مافيك تيپيك آنها بيوتيت و هورنبلند است.
گرانوفير: گرانوفيرها بيشتر داراي تركيب سديك هستند تا پتاسيك، كوارتز آخرين كاني است كه متبلور مي‌شود و بيشتر رشد ميكروگرافيكي با فردسپات آلكالن دارند. از نظر كاني‌شناسي در بردارندة پلاژيوكلاز سديك، فلدسپات آلكالن (رشد توأم با كوارتز) و كاني مافيك آنها هدنيرژيت و اوليوين (فاياليت) است.
گرانوديرويت: اين سنگ حد واسط ميان گرانيت و كوراتز ديوريت است و تركيب كاني‌شناختي نوع تيژيك آن داراي پلاژيوكلاز با تركيب شيميايي آندزين سديك (حدود ۴۰ درصد)، كوارتز (حدود ۲۱ درصد)‏، ارتوكلاز (۱۸ درصد)، هورنبلند (۱۷ درصد) و به عنوان كاني فرعي بيوتيت، اكسيد آهن، تيتان، آپاتيت و اسفن (۴ درصد) است.
توناليت: همانند گرانوديوريت است، تنها ميزان فلدسپات آلكالن و كوراتز آن پايين‌تر از گرانوديوريت است و كاني‌هاي مافيك آن بيشتر است. كاني مافيك عمده، هورنبلند و بيوتيت است.
سينيت: در اين سنگ فلدسپات آلكالن دو سوم فلدسپات‌هاي سنگ و عمده كاني تشكيل‌دهنده سنگ است. رنگ صورتي فلدسپات آلكالن زيبايي خاصي به شكل ظاهري سنگ مي‌دهد كه در صنعت ساختمان مورد توجه است.
ديوريت: در اين سنگ، پلاژيوكلاز از نوع آندزين يا اوليگوكلازكلسيك، كاني اصلي است. هورنبلند و بيوتيت كاني‌هاي عمده مافيك هستند.
مونزونيت: اين سنگ از نظر تركيب شيميايي حد واسط ميان ديوريت و سينيت است. مشخصة آن اندازة برابر فلدسپات آلكالن با پلاژيوكلاز است كه هيچ يك از آنها كمتر از يك سوم يا فراتر از دو سوم كل فلدسپات‌ها نيستند، كوازتر زه بطور معمول ۵ درصد ديده مي‌شود. ضريب رنگ آن از ۱۵ تا ۳۰ است ولي انواع پرمافيك و بازيك آن با ضريب رنگ ۵۰ تا ۶۰ نيز وجود دارد كه دربردارنده اوليوين و اوژيت با يا بدون بيوتيت است. مونزونيت تيپيك در بردارندة پلاژيوكلاز‌هاي شكل‌دار يا نيمه‌شكل‌دار ۳۳ درصد، ارتوكلاز ۳۲ درصد، اوژيت به اضافه كمي هورنبلند ۲۴ درصد، بيوتيت ۶ درصد، كوارتز، كاني‌هاي اپك و، آپاتيت، زيركن و اسفن در مجموع حدود ۵ درصد است. بافت مشخصه در بيشتر قسمت‌هاي سنگ پوئي كلينيك است.
با افزايش كوراتز، اين سنگ به طرف كوارتز مونزونيت سوق پيدا مي‌كند. در كوارتز مونزونيت، كاني مافيك عمده بيوتيت و هورنبلند است.
به سنگ‌هاي گرانيت (و نوع متامورف شده آن گرانيت گنايس)، سينست، كوراتز، موزنونيت، گرانوديوريت، كوارتز ديوريت و ديوريت در اصطلاح تجاري گرانيت و به سنگ‌هاي گابرو، دياباز، انورتوزيت و پيروكسينيت (از سنگ‌هاي اولترامافيك)، در اصطلاح تجاري گرانيت سياه گفته مي‌شود.

۴ طبقه بندی شیمیایی سنگ ها

چون کانیهای تشکیل دهنده سنگ‌ها متنوع هستند، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها است سنگ‌ها را به چهار دسته تقسیم می کنند:
کربنات ها
سولفات ها
اکسید ها
سیلیکات ها

۵ طبقه بندی سنگ‌ها از نظر نحوه تشکیل

سنگ‌ها از نظر نحوه تشکیل به سه گروه زیر تقسیم می‌شوند:
سنگ‌های رسوبی
سنگ‌های آذرین
سنگ‌های دگرگون شده

۱٫۵ سنگ‌های رسوبی

سنگ‌های رسوبی

سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.
منشأ اصلي سنگ‌هاي رسوبي مواد ريز جامد معلق در رودخانه‌ها است. اين رودخانه‌ها در ضمن حركت موجب به هم غلتيدن سنگ‌ها شده و سبب خرد شدن آنها مي‌شوند. همچنين تكه‌هاي ريز سنگ‌ها كه در اثر ساير عوامل طبيعي مانند يخبندان و غيره از تكه سنگ‌ها جدا شده‌اند به وسيله رودخانه جابه‌جا شده و به محل‌هايي كه در عمق آنها بيشتر است برده مي‌شوند. اين دانه‌هاي ريز در اثر نيروي ثقل زمين و همچنين در اثر فعل و انفعالات شيمياي در اين مكان‌ها ته‌نشين شده و تحت فشار قرار مي‌گيرند اين فشار ممكن است در اثر لايه‌هاي فوقاني ته‌نشين‌هاي جديد باشد و يا فشارهاي ديگر و بالاخره بعد از ساليان دراز اين لايه‌ها يكپارچه شده و توليد سنگ‌هاي رسوبي مي‌نمايند.

دید کلی

سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد. در حدود ۷۰٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.

تاریخچه و سیر تحولی

مطالعه سنگهای رسوبی از نظر مشخصات ساختی ، بافتی و ترکیب شیمیایی آنها ، اولین بار در سال ۱۸۷۹ توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت. وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود. بعدها در ۱۸۹۹ ، کایوی فرانسوی پاره‌ای از مشخصات میکروسکوپی و مشخصات ماکروسکوپی بعضی از سنگهای رسوبی در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشریح و تفسیر کرد.

از آن تاریخ به بعد ، به پیروی از کایو ، بررسیهای سنگهای رسوبی و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کانی شناسی و تشخیص کانی‌های تشکیل دهنده این سنگها متمرکز گردید. که در این میان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌ای و از میان کانی‌ها هم ، کانیهای سنگین (دارای وزن مخصوص بیش از ۲٫۸۵) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

در سال ۱۹۱۹ ، ونت ورث آمریکایی برای سنجش اندازه ذرات و دانه های تشکیل دهنده رسوبات تخریبی مقیاسی ارائه داد و به کمک مقیاس ونت ورث مطالعه دانه سنجی و تجزیه‌های کمی و مکانیکی رسوبات بر مبنای اندازه دانه ها و فراوانی آنها ، میسر گردید.

سرانجام در ۱۹۳۳ ، آدن و کرمباین ، مقیاس‌های جدیدتری برای اندازه گیری دانه‌های رسوبی ارائه دادند و در مکانیسم تجزیه‌های مکانیکی رسوبات تخریبی ، تسهیلات زیادتری ایجاد کردند. امروز هم ، مقیاسهای اندازه گیری متداول برای مطالعات رسوب شناسی و سنگهای رسوبی ، به نام همین افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.

مشخصات سنگ‌هاي رسوبي:

– كليه سنگ‌هاي رسوبي لايه‌لايه مي‌باشند زيرا تشكيل آنها در اثر ته ‌نشين شدن اجسام جامد موجود در آب‌هاست كه به مرور و لايه‌لايه ته‌نشين مي‌گردند.
– در بعضي از سنگ‌هاي رسوبي (بعضي از آهك‌ها) بقاياي فسيلي جانوارن و گياهان ديده مي‌شود.
– جنس سنگ يكنواخت نيست و ممكن است داراي لايه‌هاي خاك و لاي باشد.

تقسيم‌بندي سنگ‌هاي رسوبي

-براساس اندازه دانه: اگر دانه‌هاي سنگ در حد ميكرون باشد (۱ تا ۲ ميكرون) به آن خاك يا خاك رس مي‌گويند. اگر درشتي آن تا صدم ميليمتر باشد به آن لاي مي‌گويند‏ اگر قطر دانه‌ها تا حدود دهم ميليمتر و حتي يك ميليمتر باشد به آن ماسه گفته مي‌شود.
-تقسيم‌بندي و نامگذاري ميكروسكوپي: اين تقسيم‌بندي بر اساس طبقه‌بندي فولك صورت مي‌گيرد

گروههای اصلی سنگهای رسوبی

رسوبات سیلیسی آواری :

رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند. این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد:

کنگلومراها :

در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

برش‌ها :

مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

ماسه سنگها :

اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از ۲ میلیمتر است.

گلسنگها :

اندازه دانه‌ها کمتر از ۲ میکرون می‌باشد.

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی :
رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیو شیمیایی و آلی دارند و شامل:

سنگهای آهکی :

سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید.

چرت‌ها :

چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است.

فسفاتها :

یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد.

ذغال و شیل نفتی :

ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند.

رسوبات شیمیایی :

این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند:

تبخیر‌ی‌ها:

تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند.

سنگهای آهن‌دار :

آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از ۱۵٪ باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد.

رسوبات آذر آواری :

رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. و شامل موارد زیر می‌باشند:

رسوبات اتوکلاستیک :

سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند.

رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی :

این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند.

رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی :

این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند.

هیدروکلاستیک‌ها :

هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود. این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند.

رسوبات اپی کلاستیک :

رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند.

اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی

سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند. مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.

دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد. سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند. ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد. روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.

محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد. اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند. سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

ويژگي سنگ‌هاي رسوبي مورد استفاده در صنعت ساختمان

اين گروه از سنگ‌ها، به طور عمده شامل ماسه‌سنگ و آهك مي‌باشد.

۲٫۵ سنگ‌های آذرین

ریشه لغوی

سنگهای آذرین ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای “آتش” است.