سنگ دگرگونی

تحقیق و مقاله با موضوه هر آنچه درباره سنگ دگرگونی(Metamorphic rock) و اقسام و انواع آن باید بدانید

سنگ دگرگونی

سنگ دگرگونی، که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره دارد که سنگ اولیه، شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.

سنگ های دگرگونی سومین طبقه بزرگ سنگ ها هستند. دو طبقه دیگر سنگ ها عبارتند از: سنگ های رسوبی و سنگ های آذرین. سنگ های دگرگونی به این ترتیب به وجود آمده اند که سنگ های رسوبی و سنگ های آذرین به خاطر شرایط زیر زمین تغییر پیدا کرده و یا دگرگون شده اند (تغییرشکل پیدا کرده اند).
چهار عامل اصلی که سنگ ها را دگرگون می کند عبارتند از: حرات، فشار، سیالات و کرنش (استرین). این چهار عامل می توانند از راه های بی شمار و مختلفی کنش و واکنش کنند. در نتیجه، بیشتر هزاران ماده معدنی نادری که از نظر علمی شناخته شده اند در طبقه سنگ های دگرگونی قرار دارند. دگرگونی در دو مقیاس عمل می کند مقیاس منطقه ای و مقیاس محلی.

دید کلی درباره سنگ دگرگونی

سنگهای دگرگونی، سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی (فشار ـ دما) یا شیمیایی و در حالت جامد به‌وجود می‌آیند. پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.
در حالت اخیر، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدید همراه می‌باشد. بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می‌کند.
تاریخچه
واژه متامورفیسم برای اولین بار در سال ۱۸۲۰ توسط A.Boue عنوان گردید و جیمز هاتن اولین کسی بود که در کتاب خود به نام فرضیه کره زمین به مفاهیم کلی دگرگونی اشاره نمود.

سیر تحولی و رشد سنگ دگرگونی

• Elie de Beament و A. Daubre که در اواسط قرن نوزدهم می‌زیسته‌اند، اولین کسانی بودند که دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی را از هم متمایز کردند و اصطلاح دگرگونی ناحیه‌ای توسط A.Daubre وارد این علم گردید.
• با عنوان شدن واژه ژئوسنکلینالها توسط J.D.Dana، James Hall و E.Haug در فاصله سالهای بین ۱۸۵۹ و ۱۹۱۰، سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای معنی و مفهوم دیگری پیدا کرد. این دانشمندان دما و فشار بالا و همچنین حرکات زمین ساختی حاکم بر اعماق این ژئوسنکلینالها را عامل اصلی دگرگونی ناحیه‌ای دانستند.
• اصطلاح دینامومتامورفیسم در سال ۱۸۸۶ توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.
• در فاصله سالهای بین ۱۸۷۰ و ۱۹۰۰، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.
• Grubenmann (۱۹۲ ـ ۱۸۵۰) و Niggli سنگهای دگرگونی، ناحیه‌ای را بر حسب ترکیب شیمیایی تقسیم‌بندی نمودند که بعضی از زمین شناسان اروپایی هم از آن نامها استفاده می‌کنند.
• جورج بارو با بررسی زمین شناسی سنگهای دگرگونی در اسکاتلند، نشان داد که سنگهای دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید.
• بررسی زونهای مختلف کانیهای دگرگونی به کرات و در نواحی مختلف توسط تیلی (۱۹۲۵) و هارکز (۱۹۳۲) و Barth (1936) صورت گرفت ولی در هیچکدام از این مطالعات مساله پیوند بین فرایندهای زمین شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

اقسام دگرگونی

• دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای
• دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی
• دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک
• دگرگونی ناحیه‌ای یا دیناموترمال متامورفیسم
• دگرگونی انباشتی یا دگرگونی ترفینی یا دگرگونی استاتیک
• دگرگونی زیر کف اقیانوسها
• دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال

اقسام فابریک‌های دگرگونی

• سنگهایی که فاقد جهت یافتگی برتر می‌باشند.
• سنگهایی که دارای جهت یافتگی برتر و شخصی هستند.
اقسام رخساره‌های دگرگونی
• رخساره‌های دگرگونی مجاورتی
• رخساره‌های دگرگونی بر اثر وزن یا رخساره‌های ترفینی
• رخساره‌های دگرگونی ناحیه‌ای
نکته اصلی ای که درباره سنگ های دگرگونی می توان گفت این است که آنها تحت حرارت و فشار زیاد شکل گرفته اند. ویژگی های سنگ های دگرگونی عبارتند از این که:
-از آنجایی که دانه های معدنی آنها در طول دگرگونی با هم بوده و محکم به هم چفت شده اند، معمولاً سنگ های محکمی هستند.
-سنگ های دگرگونی در مقایسه با انواع دیگر سنگ ها از مواد معدنی متفاوت تری ساخته شده اند و طیف گسترده ای از رنگ و درخشش دارند.
-سنگ های دگرگونی به طور کلی علایمی از کشیدگی یا فشردگی را نشان می دهند که به آنها ظاهر راه راه می دهد.

چگونگی دگرگونی در سنگ ها

برای دگرگون کردن سنگ ها معمولاً حرارت و فشار با هم کار می کنند. فشار و حرارت هر دو در اعماق زمین زیاد می شوند. در دما و فشار بالا، مواد معدنی در بیشتر سنگ ها تجزیه می شوند و به مجموعه متفاوتی از مواد معدنی تبدیل می شوند که در شرایط جدیدی که پیدا می کنند پایدارند. تشکیل کانی های (مواد معدنی) رسی از سنگ های رسوبی مثال خوبی در این زمینه است. خاک رس درواقع مواد معدنی سطح است که وقتی فلدسپار و میکا تحت شرایطی در سطح زمین تجزیه می شوند تشکیل می شود. اما خاک رس بر اثر گرما و فشار دوباره به آهستگی به شکل میکا و فلدسپار برمی گردد.
سنگ های دگرگونی حتی با مجموعه معدنی جدیدی که دارند ممکن است همان خواص شیمیایی کلی ای که قبل از دگرگونی داشته اند را دارا باشند.
سیالات عامل مهم دیگر دگرگونی هستند. بیشتر سنگ ها حاوی مقداری آبند، اما سنگ های رسوبی بیشتر آب را در خود نگه می دارند. در زمینه عامل سیالات اولاً می توان گفت که آبی وجود دارد که در رسوبات هنگامی که سنگ می شده اند، به دام افتاده است. دوم می توان به آبی اشاره کرد که هنگامی که کانی های رسی دوباره به فلدسپار و میکا تبدیل می شوند آزاد شده است. این آب می تواند آن قدر از مواد حل شونده لبریز شود که مایع به دست آمده درواقع کمتر از یک ماده معدنی مایع نباشد.
این مایع ممکن است اسیدی یا قلیایی، پر از سیلیکا (تشکیل سنگ یمانی دهد) و یا پر از سولفید و یا کربنات ها و یا ترکیبات فلزی و با تنوعی بی پایان باشد. سیالات به خاطر خاصیت خود تمایل دارند که از محل به وجود آمدنشان دور شوند، به این ترتیب آنها با سنگی دیگر در جایی دیگر واکنش نشان می دهند. این فرایند، که خاصیت شیمیایی سنگ و همچنین مجموعه معدنی سنگ را تغییر می دهد متاسوماتیسم نامیده می شود.
کرنش (استرین) به هر گونه تغییری در شکل سنگ ها به خاطر نیروی تنش (استرس) اطلاق می شود. (تنش و کرنش در ظاهر یکسان به نظر می رسند اما تنش نیرویی است که یک شیء را تحت تأثیر قرارمی دهد و تعریف کرنش این است که چگونه جسم به استرس پاسخ می دهد.) حرکت در منطقه گسل نمونه ای از کرنش است.
در سنگ های کم عمق، نیروهایی که فشار وارد می کنند دانه های معدنی (کاتاکلاسیز) را له و ساییده می کنند تا کاتاکلاسیت به وجود آورند. نتیجه ادامه این روند به وجود آمدن سنگ سخت و رگه دار میلونیت است. تحت حرارت و فشار بیشتر، هنگامی که مواد معدنی دگرگونی مانند میکا و فلدسپار شروع به شکل گیری می کنند، کرنش موقعیت آنها را در لایه ها میزان می کند. حضور لایه های مواد معدنی، به نام برگوارگی (foliation)، یک ویژگی مهم در طبقه بندی سنگ های دگرگونی است.
هنگامی که کرنش افزایش می یابد، برگوارگی شدیدتر می شود و مواد معدنی ممکن است به صورت لایه های ضخیم تر مرتب شوند. انواع سنگ های ورقه شده ای که در این شرایط تشکیل می شوند بسته به بافت خود شیست یا گنیس نامیده می شوند. شیست ورقه ورقه های ریزی است در حالی که در گنیس نوارهای پهنی از مواد معدنی سازمان دهی شده اند.
چهار عاملی که گفته شد عوامل دگرگونی منطقه ای هستند.
درجات مختلفی از دگرگونی (بسته به شدت) مجموعه های مختلفی از مواد معدنی دگرگونی را به وجود می آورد.

انواع سنگ پایه ای دگرگونی

سنگ رسوبی شیل ابتدا به سنگ لوح، سپس به فیلیت و بعد از آن به شیست غنی از میکا دگرگون می شود.
ماده معدنی کوارتز تحت دما و فشار بالا تغییر نمی کند، محکم تر به هم می چسبد. بنابراین ماسه سنگ رسوبی به کوارتزیت تبدیل می شود. سنگ های حد واسط این دگرگونی که مخلوط ماسه و رسند – یعنی گلسنگ ها – شیست یا گنیس می شوند.
سنگ آهک هم دوباره کریستالی می شود و به سنگ مرمر تبدیل می شود.

سنگ های آذرین به مجموعه متفاوتی از مواد معدنی و انواع سنگ های دگرگونی تبدیل می شوند. اینها شامل سرپانتینیت، شیست آبی، سنگ صابون و دیگر گونه های نادر مانند اکلوژیت هستند.
دگرگونی می تواند بسیار شدید باشد و با همه چهار عامل که با حداکثر شدتشان عمل می کنند انجام گیرد که برگوارگی ای به هم پیچیده وهم زده مثل شکلات تافی به وجود آید که نتیجه مگماتیت نامیده می شود. با دگرگونی بیشتر، سنگ ها می توانند به چیزی سخت تبدیل شوند که به آن گرانیت نفوذی می گوییم.

نوعی دگرگونی که در محل های خاص رخ می دهد دگرگونی تماسی است. سنگ هایی که مورد تهاجم ماگما قرار می گیرند پخته می شوند و به هورنفلس یا پسر عمویش گرانوفلس تبدیل می شوند. دگرگونی اغلب در نزدیکی توده های نفوذی آذرین رخ می دهد جایی که ماگمای داغ خودش را به زور به داخل لایه های رسوبی می کشاند. گدازه می تواند از دیواره سنگ محلی کانالی درست کند و آنها را به مواد معدنی عجیب و غریبی تبدیل کند.
همچنین گدازه سطح جریان می یابد و ذغال آتشین زیر زمین هم می تواند باعث دگرگونی تماسی متوسطی شود.