سنگهای رسوبی

سنگهاي رسوبي

سنگهاي رسوبي از بازمانده هاي فرسايشي سنگهاي ديگر (مثلاً سنگهاي آذرين ) منشأ ميگيرند و در دما و فشار معمولي در محيط هاي رسوبي (روي زمين ) ته نشين مي شوند. فرآيندهايي که در پيدايش سنگهاي رسوبي
دخالت دارند عبارتند از:
 
١) هوازدگي فيزيکي و شيميايي مواد سازنده سنگهاي اوليه
٢) انتقال يافتن فراورده هاي هوازدگي توسط آب جاري، يخچال، باد، نيروی جاذبه
٣) بر جاي نهاده شدن مواد در يک حوضه رسوبي
4) فشرده شدن و سيماني شدن رسوبات و تبديل آنها به سنگهاي سخت

خواص اصلي و کلي سنگهاي رسوبي مطبق (نيه نيه ) بودن آنها است و اين نيه نيه بودن با مطبق يکسان نيست، بلکه به خوبي از يکديگر تميز داده مي شوند. سنگهاي رسوبي در نتيجه دخالت آب و يا رسوب نمودن در آب بدين شکل در آمده و به آساني مي توان طبقات را از يکديگر تشخيص داد. البته اين نکته را بايد در نظر داشت که اين طبقات در نتيجه تغییر شرايط رسوبگذاري در درياها حاصل شده اند، و ضخامت طبقات سنگهاي رسوبي همواره يکسان نبوده و به دوام دوره رسوبگذاري بستگي دارد.
مهمترين نتايج جابجايي و ته نشين شدن رسوبات، دانه بندي شدن دقيق مکانيکي و شيميايي سنگهاي اوليه است که به نام تفريق رسوبات خوانده مي شود. موادي که از لحاظ اندازه و سه تبعيت از انرژي مکانيکي که در زمان ته نشيني بر آنها وارد ميآيد، در محيط رسوبي مي يابند. دانه بندي شيميايي نيز به همان ترتيب که مواد قابل حل تر از بقيه جدا شده و وارد آب ميشوند، به طور همزمان انجام ميگيرد. مثًلا قلوه سنگهاي درشت معموًلا در مخروط افکنه پاي کوه به سرچشمه رودها ته نشست ميکردند، در حاليکه ماسه ها تا ساحل دريا به پيش کشانده ميشوند. جريانهاي دريايي و امواج، دانه هاي بسيار ريز گل را ميشويند، که اين مواد نيز محيطي با انرژي مکانيکي اندک، از قبيل برکه و درياچه بر جاي گذارده مي شوند، کربنات طي اين فرآيند حل شده و در آبهاي کم عمق فاقد ماسه و گل رسوبگذاري ميکند. در سنگهاي رسوبي ممکن است بقاياي موجودات زنده (سنگواره ) وجود داشته باشد و يا اينکه اين دسته است به صورت متبلور شده ديده شوند. 

نحوه تشکيل سنگهاي رسوبي

در تشکيل سنگهاي رسوبي به طورکلي سه مرحله به شرح زير مشاهده مي شود:


در اين مرحله سنگهاي قبلي اءم از اينکه از نوع آذرين و يا رسوبي باشند توسط فرآيندهاي هوازدگي و فرسايش به تدريج متلاشي و تبديل به قطعات کوچکترمي شوند. عوامل فرسايشي نظير آبهاي جاري، يخچالها، نيروي گراني (جاذبه ) مواد حاصل از هوازدگي سنگهاي بستر را حمل و آنها را ين ذرات را رسوبات گويند. ذرات ماسه در تلماسه هاي صحرايي، گل رس در مرداب، رودخانه، مثالهائي در مورد اين فرايند بي وقفه و مستمر مي باشند. در نهايت، رسوبات در مکانهايي مثل دريا، درياچه و ته نشين يا رسوبگذاري شده و به صورت لايه ها و طبقاتي روي هم قرار ميگيرند.


رسوبات از تجمع خرده سنگها، کانيها و مواد آلي در سع زمين و يا در اثر ته نشست شيميايي مواد محلول در آب حاصل مي شوند. بنابراين منشأ آنها ممکن است آواري (تخريبي )، شيميايي و آلي باشد. اين رسوبات که به صورت نرم و ناپيوسته هستند بر اثر عوامل دياژنز (Diagensis) به سنگ سخت و متراکم تبديل مي شوند، بدين طريق که مواد و ذرات رسوب يافته حل شده و مجددًا رسوب ييدا ميکنند و به صورت پايدارتري در مي آيند (نمونه آن را درکانيهاي کلسيت و آراکونيت مي توان مشاهده کرد). مثًلا صدف بيشتر نرم تنان که از آراگونيت ناپايدار تشکيل يافته طي زمان حل شده و مجددًا به صورت کلسيت پايدار رسوب ميکند. علاوه بر اين برخي از عوامل فيزيکي نظير فشار و درجه حرارت در متراکم شدن رسوبات نيز دخالت دارند.


در اين مرحله طبقات سنگي خواه به ءلت چين خوردگي و خواه در اثر ءقب نشيني دريا از آب خارج مي شود و ارتفاءات تشکيل ميگردند و به دنبال آن مجددًا مرحله تخريب به وسيله آنها و سرانجام مراحل بعدي صورت ميگيرد. در تمام اين مراحل آب ءامل اصلي و مهم است ولي هواي متحرک هم مي تواند ذرات کوچک ماسه ها را از محلي به محل ديگر انتقال دهد و روي هم انباشته سازد ولي سخت شدن و چسبيدن آنها به هم حتما با دخالت آب تحقق مي يابد.

منشا سنگهاي رسوبي

سنگهاي رسوبي در محيط هاي رسوبي متفارتي ممکن است تشکيل شوند، که اين محيط هاي رسوبي به طور خلاصه عبارتند از:

١- مخروط افکنه ها (Alluvial Fan)
در آنها ءمومًا قطعه سنگهاي بزرگ، قلوه سنگ و ريگها به طور در هم مشاهده مي شوند. ماسه دانه ريز و سيلت هم ممکن است در نزديکي لبه خارجي مخروط افکنه و درون درهها ته نشين گردد.
٢- دشتهاي سيلابي (Flood plain ) (رسوبات آبرفتي )
رودهاي بزرگ معموًلا قبل از رسيدن به دريا با پيچ و خمهائي از روي دشتهاي مسطح ءبور مي نمايند و مقدار زيادي رسوب در اين قسمتها بر جاي ميگذارند. سنگهايي که در دشت سيلابي تشکيل مي شوند، معموًلا پهنههاي ماسه سنگي هستند که درکانال رودها و در ميان رس هاي دشت سيلابي احاطه مي باشند.
٣- محيط هاي بياباني (ماسه هاي صحرائي و خاک لس )
باد ءامل جورکننده موثري است و مي توانند دانه هاي ماسه را بر اساص وزن انتخاب و حمل کند. با حمل ماسه، ريگها بر جاي مي مانند و غبارها به ارتفاءات بالاي هوا برده مي شوند و قبل از آنکه به صورت لايه نازک لس
(Loes ) بر سطح زمين فرود آيند ممکن است هزاران کيلومتر جابجا شوند. ماسه هاي حمل شده نيز در تلماسههاي روي هم جمع ميشوند. از خصوصيات اين مواد، دانه بندي شدن خوب و چينه بندي متقاطع در مقياس بزرگ است .
٤- دره هاي يخچالي (رسوبات يخچالي ) (Glacial sedimentany)
موادي که يخچالهاي به همراه خود حمل ميکنند و سپس بر جاي ميگذارند، معموًلا مجموءه درهمي از قطعات برزگ و کوچک سنگ، ريگ، ماسه و سيلت دانه ريزمي باشند واصطلاحًا مورن (Morine ) ناميده مي شوند.
٥- دلتاها (رسوبات دلتايي )
دلتاها مجموءههايي از رسوبات هستند که در دهانه (منتهي اليه ) رودها به طور ويژه اي نهشته مي شوند. دلتاها از جمله محيط هاي رسوبي بسيار مشخص است که محيط هاي فرعی وکوچکتر ديگر از قبيل بستر رود، دشت سيلابي ساحلي، پشته هاي دريايي و پهنه هاي جزر و مدي را نيز شامل مي شوند. رسوبات در اين مجموءه حاوي لايه هاي ضخيم سيلت، گل و ماسه هستند.
 

١- رسوبات ساحلي (inter Tidal zone)
رسوبات ساحلي به صورت مختلفي در امتداد سواحل پست درياها تشکيل مي شوند و تا حدودي باتلاقهاي محتوي آب را نيز در بر ميگيرند. موادي که در ساحل بر جاي نهاده شدهاند، کامًلا توسط امواج شسته شده و رسوباتي تميز و يکنواخت از جنس ماسه هاي کوارتزي را تشکيل مي دهند. پهنه هاي جزر و مدي ممکن است در پشت تلماسه هاي ساحلي و متصل به لبه آب، درجايي که گل و سيلت نرم ته نشين مي شود، پديد آيند.
٢- ريفهاي آلي (Organic Reefs)
رديف آلي ساختار جامدي متشکل از صدفها و ترشحات جانداران دريازي است و معموًلا اسکلت اصلي آنها را مرجانها و جلبکها مي سازند، اما جانداران گوناگون ديگري نيز در اين محيط ها وجود دارند. اين جانداران سنگهاي آهکي محتوي سنگواره هاي فراوان را تشکيل مي دهند.
٣ – رسوبات دريايي کم ءمق (Shallow marine sediments)
محيط هاي دريايي کم ءمق در امتداد حاشيه قاره ها گسترش زيادي دارند و اين گونه محيط ها در گذشته، وسيعتر وفراوانتر بودهاند. رسوباتي که در آبهاي کم ءمق ته نثين مي شوند، لايه هاي وسيع و دانه بندي شده ماسه سنگها، شيل و سنگ آهکها را تشکيل مي دهندکه معموًلا به ءلت تغییرات سطح آب دريا، توالي دورهاي ندارند.
٣ - رسوبات دريايي ءميق (Deep marine sediments)
آبهاي ءميق اقيانوس که با ساحل مجاور باشند، مقدار زيادي از رسوباتي را که توسط جريانهاي قائم و ساحلي حمل شده اند، دريافت مي دارند چنين جريانهايي در حين ءبور از روي بستر دريا، به تدريج سرءت خود را از دست مي دهند و مواد رسوبي همراه خود راکه معموًلا رسوبات شيميايي هستند بر جاي ميگذارند.
 
سنگ شدگي (Lithfication) (دياژنز)

به فرآيندهائي که طي آنها رسوبات ناپيوسته به سنگهاي سخت و متصل (پيوسته ) مثل سنگهاي رسوبي تبديل مي شوند، «سنگ شدگي » گويند. اغلب سنگهاي رسوبي به وسيله فرآيندهاي تراکم (Compaction) سيمان شدن (Cementation) تبلور (Ctystalization ) تشکيل مي شوند.
به حالت به هم فشردگي و مستحکم تر شدن رسوبات که سبب کاهش فضاي خالي بين دانه هاي رسوبات ميشود، تراکم ميگويند.
کاهش فضاي خالي رسوبات باءث خارج شدن آب موجود در آنها مي شود. تراکم مناسب ترين راه سنگ شدگي در سنگهاي رسوبي به ويژه سنگهاي دانه ريز مئل شيل (پلمه سنگ ) است .
آبهاي زير زميني ضمن ءبوراز لايه هاي رسوبي، مواد جامدي به نام سيمان، را در فضاهاي خالي بين دانه هاي رسوبي ته نشين ميکنند، که آنها را به هم چسبانده و در يک شبکه محکمي نگهدارنده، و تبديل به سنگ سخت ميکنند. اين ءمل را سيمان شدگي گويند. سيمان عمده سنگهاي رسوبي از جنس کربناتها مي باشد. در آبهاي جاري و زيرزميني يونهاي کلسيم (Ca2) و بي کربنات 2(CO3H) به طور معمول وجود دارد و در شرايط مناسب شيميايي از ترکيب اين دو يون کربنات کلسيم جامد (کلسيت ) به وجود مي آيد. سيليس (SiO2) سيمان ديگر سنگهاي رسوبي است، و در برخي از سنگهاي رسوبي سيمان از نوع اکسيدهاي آهن يا کانيهاي رسي مي باشد. يونهاي محلولي که نقش سيمان را ايفا ميکنند، عمومًا از هوازدگي شيميايي کانيها حاصل مي شوند.

گاهي اوقات انحلال (Solvation ) و تبلور مجدد (Rectystalization ) رسوباتي که منشأ آلي (صدف نرم تنان يا پوسته سيليسي دياتومه ها) دارند منجر به تشکيل سنگهاي شيميايي يا آلي ميگردد. سنگهاي رسوبي متبلور، سيمان ندارند، اين چنين سنگها به علت رشد بلورها، فاقد فضاي خالي هستند به همين علت نفوذناپذيرمي باشند.