سنگ ها :

سنگ ها :

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. پس قبل از اينکه به سنگ هاي ساختماني پرداخته شود بهتر است مطالبي درباره سنگ و علم سنگ شناسي گفته شود.

سنگ عبارت از يک جسم طبيعي است که از يک کاني يا مجموعه اي از چند کاني تشکيل شده باشد. کاني عبارت از ماده طبيعي آلي يا معدني است که ترکيب شيميايي آن بين حدود اختياري معيني تغيير مي¬کند. معمولاً کاني ها و سنگ ها مواد جامدي هستند. تجمع کاني ها در سنگ اتفاقي نيست که تابع شرايط و محيط تشکيل 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 کندکه نهادينه ترين بازتاب اين سرگذشت به کاني ارتباط پيدا مي کند و در چگونگي پيوند کاني ها با يکديگر يعني بافت، چهره مينمايد. کاني به مفهوم سازش و کنار آمده ماده با شرايط طبيعي روي داده بر آن، بازگوکننده سرگذشت زمين و پيدايش و تغييرات سنگ هاست؛ پس سنگ شناسي از ديدگاهي به مفهوم تلاش در راه شناخت و بازگويي اين سرگذشت است، بهگفته ديگر بازگويي بخشي از سرگذشت زمين است.

کاني ها :
امروزه به طور تقريبي حدود 3000 نوع کاني شناخته شده است که از آن ميان تعداد محدودي، به طور فراوان در طبيعت وجود دارند. بدون شک هنوز هم تعداد بيشتري کاني در جهان هستي وجود دارند که با آنها آشنايي نداريم. بررسي و مطالعه علم کاني شناسي، اکنون از مرز يک علم پايه وابسته به علوم زمين فراتر رفته و کاربرد آن درجهان صنعتي روز به روز گسترده مي¬شود. بهره گيري از کانيهاي متنوع طبيعي گستردهتر از آن است که در اين مختصر به بيان آيد. يکي از روشهاي مهم کانيشناسي مطالعه خواص نوري آنها در ميکروسکوپ پلاريزان است که با سنجش پارامترهاي گوناگون نوري اجازه دستهبندي و شناخت هرچه بهتر دنياي کانيها را فراهم ميسازد. فراوانترين کانيها در گروه سيليکاتها قرار دارند. از نقطه نظر کريستال شيمي، ساختمان سيليکاتها از اجتماع بنيانهاي 4- [SiO4] تشکيل گرديده است و شکل فضايي اين بنيان عبارت از يک چهار وجهي است که در رئوس آن يک اتم اکسيژن و در مرکز آن يک اتم سيلسيم قرار دارد. اين چهار وجهي است که در رئوس آن يک اتم اکسيژن و در مرکز آن يک اتم سيسلسيم قرار دارد. اين چهار وجهي يا تترائدر داراي چهار ظرفيت آزاد ميباشد، زيرا چهار اتم دوظرفيتي اکسيژن تنها يک اتم چهار ظرفيتي سيلسيم را احاطه نموده اند و در نتيجه چهار ظرفيت آزاد باقي ميماند که توسط کاتيونهايي مانند منيزيم، آهن، کلسيم و غيره جانشين مي شود. جدول 3-1، رده بندي سيليکات ها را بر اساس صور گوناگون پيوند چهار وجهيهاي 4- [SiO4] به يکديگر نشان ميدهد.

تقسيم بندي سنگها :
سنگهاي کره زمين به سه دسته کلي تقسيم بندي مي شوند:
-سنگهاي آذرين:
الف) سنگهاي آتشفشاني که از سرد شدن فوران آتشفشانها در
سطح زمين به وجود مي آيند.
ب) سنگهاي نفوذي که در عمق زمين به آهستگي سرد مي شوند.
-سنگهاي رسوبي:
سنگهايي هستند که منشأ خارجي دارند و در نتيجه حمل و نقل و ته نشين شدن ذرات سنگهاي قبلي يا رسوب مواد محلول حاصل از آنها در محيطهاي مختلف (هوا، رودخانه، درياچه، دريا و يخچال) و يا از سيماني شدن و به هم چسبيدن ذرات سنگهاي مختلف و برجا (بدون حمل ونقل) تشکيل شده اند.
- سنگهاي دگرگوني:
الف) سنگهاي ثانويه اي هستند که دگرگون شدن سنگ هاي آذرين يا سنگ هاي رسوبي که قبلاً وجود داشته اند، تشکيل مي شوند. عامل دگرگوني فشار، درجه حرارت، اثر سيالها و جانشيني است.
ب) سنگهاي آذرآواري و توف ها از سنگهايي هستند که از نظر ماده اوليه جزو سنگهاي آذرين و از نظر طرز و محل تشکيل جزو سنگهاي رسوبي هستند.

1. سنگهاي آذرين :
1-1- ترکيب کاني شناختي سنگهاي آذرين
برحسب ظاهر، تجزيه سنگهاي آذرين عناصر را در پيکر ترکيب شيميايي با اکسيژن به صورت
اکسيدهاي FeO, MgO, CaO, Al2O3, SiO2 و ... نشان مي دهد. اين گونه نگرش به ساختمان سنگ نگاهي مجرد است که ساختمان سنگ را ناديده مي انگارد؛ بنابراين اگر انديشيده شود که اين اکسيدها در پيکر کاني هاي کوارتز، فلدسپات، پيروکسن، آمفيبول ... جاي مي گيرند، در عمل کريستال شيمي را پايه هرگونه داوري گذاشته ايم که اين خود فرع شرايطي است که شرايط حاکم بر کره زمين به طور عام و شرايط مادي – محيطي ماگما به طور خاص، ديکته کننده آن است. يک ماگما محيطي است که عناصر به دليل وجود شرايط فيزيکي و شيميايي ويژه به صورت اکسيد در آن جاي دارند، صرف نظر از آنکه ماگما خود با مواد دروني تر زمين و يا هسته آن از ديدگاه ترکيب شيميايي و شرايط فيزيکي تفاوت هاي چشمگير دارد. بدين سان در شرايطي که ماگما آمادگي تبلور – تبديل از حالت سيال به حالت جامد را پيدا مي کند، مواد تشکيل دهندة ماگما به گونه اي رفتار مي کنند که ساختمان اتمي عناصر تشکيل دهنده به آنها حکم مي کند. سرنوشت مختوم اين عناصر در اين شرايط، تشکيل کاني هاي سنگ ساز ساد شده در بالا است، بدين معني که نخست تترائدرهاي 4- [SiO4]، اکسيدهاي MgO، FeO را از محيط بيرون مي برند. با بالا رفتن تراکم 4- [SiO4]، تترائدرهاي يون سيليکات خود با هم ترکيب مي شوند و رشته ها، زنجيرها و صفحه هاي دوبعدي مي سازند که به تدريج ظرفيت يون آزاد اکسيژن در آنها کاستي مي¬گيرد. سپس ساختمان¬هاي سه بعدي Sio2 شکل مي گيرد. پس از آن آلومينيوم جانشين Si در يون سيليکات مي شود که فضاي کريستالين پديد آمده جز عناصر يک ظرفيتي و دو ظرفيتي، شعاع يوني در محدوده Na، K، Ca را در خويشتن نمي پذيرد که بدين سان فلدسپات ها تشکيل مي شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سيليس آزاد در چهره کوارتز در سنگ مي شوند و با کنار رفتن فلزات آهسته آهسته و گام به گام سيليس آزاد در چهره کوارتز در سنگ نمايان مي شود. اين شماي کلي در هر جاي خود با برخورداري از شرايط فيزيکي – شيميايي معلوم، کاني هاي معلوم و معين با آرايش منظم مربوط به همان شرايط را پيوند مي کند. بدين سان از آنجا که پيدايش هر سنگ، يعني پيدايش کاني هاي معلوم با آرايش معلوم گوياي شرايط است، پس با مطالعه بافت و کاني شناسي سنگ مي توان به شرايط حاکم بر آن منطقه منطقه و سرگذشت زمين شناختي آن محل پي برد. در راستاي اين الگو، شيشه در زماني کوتاه سرد شده است، همچنين بلورهاي ريز و نهان بلورها نيز حاکي از سرعت سرد شدن است. سنگ درشت دانه با آرايش موزائيک نشان از حوصله و شرايط پايدار در پيدايش دما و در نتيجه سرد شدن آهسته دارد. سنگ در بردارندة دوگونه بافت از يک کاني نمايانگر دوگامه در روند تکامل خويش است و نهايتاً يک ساخت کانيايي پديد آمده از کريستال هاي بسيار درشت با اشکال هندسي منظم و سامان يافته، نشان از پايداري شرايطي پديد آمده از سيالي چگال در روند زماني بس دراز دارد. بدين سان سنگ شناسي را بايد دانشي دانست که با بررسي و پژوهش در ترکيب کريستال شيمي کاني ها، رخداد و شرايط گذشته را بازگو مي کند.

2. انواع بافت ها :
2-1- بافت دانه اي
اين بافت ويژه سنگ هاي آذرين دروني (نفوذي) است و به بافت هاي هولوکريستالين گفته مي شود که در آن بلورها به آرامي و در عمق زمين تبلور پيدا کرده و به طور معمول با چشم غيرمسلح نيز قابل تشخيص باشند.
در بعضي از سنگ هاي آذرين سيليسي به ويژه گرانيت پگماتيت ها و گرانوفيرها در گامه هاي بازپسين انجماد، ماگما به دليل تبلور همزمان کوارتز با فلدسپات آلکالن، کوارتز به شکل خطوط ميخي در فلدسپات ديده مي شود. اين بافت گرافيک ناميده مي شود.
بافت افي تيک: در بعضي از سنگ ها به ويژه گابروها، ديابازها و بعضي از بازالت ها، لت هاي پلاژيوکلاز در زمينه اي از اوژيت يا پژونيت درشت و نيمه شکلدار جاي مي گيرند. در مشاهدات ميکروسکپي مقطع نازک، لت هاي فلدسپات که غالباً طول متوسط آنها از قطر پيروکسن فراتر نيست در پيروکسن ها احاطه و محصور مي شوند. اين نوع بافت آفي تيک ناميده مي شود. اگر درازاي پلاژيوکلاز بيشتر از پيروکسن باشد و بخشي از بلور پلاژيوکلاز با پيروکسن محصور شود بافت ساب افي تيک به وجود مي آيد.

بافت پورفيريتيک
اين بافت ويژه سنگ هاي آذرين بيروني است که دربردارندة بلورهاي درشت در زمينه اي ريزدانه يا شيشه اي اند. بلورهاي درشت فنوکريست يا درشت بلور و بافت پورفيريتيک ناميده مي شود. افت اينترگرانولار: در بسياري از گدازه ها و سنگ هاي نيمه عميق به ويژه بازالت ها و ديابازها، زواياي ميان فلدسپات ها با دانه هاي کاني فرومنيزين که در بيشتر موارد اليوين، پيروکسن يا اکسيدهاي آهن – تيتان هستند، بي سامان و بدون جهت خاصي پر مي شوند.
بافت اينترسرتال: اگر فضاي ميان فلدسپات ها با شيشه يا کاني هاي ثانويه بي شکل مثل سرپانتين،
کلريت، کلسيت و ... پر شود بافت اينترسرتال خواهد بود.
هيالوپلتيک: نوعي بافت اينترسرتال است. اين بافت ويژه گدازه هايي است که فضاي ميان ميکروليت هاي فلدسپات که در راستاها ناهمسانند به وسيله شيشه پر شده باشد.
فلتي: بافتي است که در آن زمينه هولوکريستالين بعضي از سنگ هاي دربرداندة ميکروليت هاي غالباً فلدسپت به گونه اي تنگاتنگ و فشرده درهم پيچيده اند.
پيلوتاکسيتي: بافتي است که ميکروليت هاي فلدسپات در نتيجه جريان روانه به تقريب موازي آرايش شده باشد و ميان ميکروليت ها، با مواد ميکرو – کريپتوکريستالين پر مي شود. به اين بافت تراکيتي نيز گفته مي شود.
حفره و آميگدال: انبساز گازها در گدازه هاي آتشفشاني و نفوذي کم عمق حفراتي را پيدي مي آورد. به طور معمول اين حفرات کروي يا تخم مرغي اند و بسياري از آنها نامنظم هستند. اين حفرات ممکن است با کاني هاي ثانويه مثل اپال – کلسيدوئن،کلريت، کلسيت و زئوليت پر مي شود.
اسفروليت: درگدازه هاي سيليسي به ويژه آنهايي که داراي شيشة زياد هستند، کاني هاي شعاعي، سوزني و فيبري ديده مي شود. اين شکل بافتي اسفروليت ناميده مي شود.
بافت هاي ديگري نيز يافت مي شوند که بر پايه شکستگي هاي موجود، کلاستيک گفته مي شود. ميان اين بافت ها، پيروکلاستيک ها به ويژه فراورده قطعه هاي آتشفشان ها هستند.
عمده سنگ هاي آذرين بيروني و دروني و کاني هاي تشکيل دهنده معمول آنها در جدول 3-2 خلاصه شده است.

3. طبقه بندي و نامگذاري سنگ هاي آذرين :
براي طبقه بندي سنگهاي آذرين از دياگرام اشتراکايزن استفاده مي شود و نامگذاري براساس پارامترهاي زير انجام مي گيرد:
Q: کوارتز، تريديميت، کريستوباليت
A: فلدسپات آلکالن شامل ارتوکلاز، ميکروکلين، پرتيت، آنورتوکلاز، سانيدين و آلبيت.
P: پلاژيوکلاز (An5- An100) و اسکاپوليت.
F: فلدسپاتوئيد يا فوئيدها شامل نفلين، لوسيت، کالسيليت، پسودولوسيت، سوداليت، نوزآن، هائوئين، کانکرينيت، آنالسيم و غيره.
M: کاني هاي مافيک.
در تقسيم بندي مودال، گروه Q، A، P،؛ F شامل کاني هاي فلسيک و M کاني هاي مافيک هستند. مجموع Q+A+P+F+M مي بايد 100 باشد. بايد توجه داشت که در سنگ ها هيچ گاه 5 گروه ياد شده با هم وجود ندارد. بلکه حداکثر چهار مورد موجود و يکي از آنها صفر است. به طور مثال اگر کوارتز موجود باشد F (فلدسپاتوئيد) بايد غايب باشد. شکل هاي 3-1 و 3-2 به ترتيب تقسيم بندي و نامگذاري سنگ هاي آتشفشاني و آذرين دروني را با استفاده از دياگرام¬هاي اشتراکايزن نشان مي دهند.

فلدسپاتوئيد: F پلاژيوکلاز: P فلدسپات آلکالن: A کوارتز: Q
شکل 3-1 – تقسيم بندي و نامگذاري سنگ هاي آتشفشاني بر پايه کاني هاي تشکيل دهنده با استفاده از دياگرام QAPE (اشتراکايزن 1987)
فلدسپاتوئيد: F پلاژيوکلاز: P فلدسپات آلکالن: A کوارتز: Q
شکل 3-2– تقسيم بندي و نامگذاري سنگ هاي آذرينپايه کاني هاي تشکيل دهنده با استفاده از دياگرام QAPE (اشتراکايزن 1978)

4. سنگهاي دگرگوني :
سنگ¬هاي دگرگوني سنگهايي هستند که از سنگهاي رسوبي و آذرين قبلي به وجود آمده اند و در آنها به علت تغييرات فشار، درجه حرارت يا محيط شيميايي تغييراتي صورت گرفته است بدون اينکه از حالت جامد خارج شوند. به طور کلي دگرگوني عبارت از واکنش مينرالوژيکي و فابريکي يک سنگ در برابر تغيير شرايط فيزيکي و شيميايي مؤثر بر روي سنگ است مشروط بر آنکه شرايط جديد با شرايط تشکيل خود سنگ تفاوت قابل توجهي داشته باشد. انواع مختلف دگرگوني، عوامل دگرگوني و سنگهاي حاصل از فرآيند دگرگوني به اجمال در جدول 3-3 آورده شده است.

4-1- ويژگيهاي عمومي سنگ هاي دگرگوني
الف) در سنگهاي دگرگوني اغلب جهت يافتگي به شکل هاي زير مشاهده مي شود:
-به صورت چينه بندي که در اغلب موارد باقيمانده ساختار قديمي سنگهاي رسوبي تشکيل دهندة آن است.
-به صورت شيستوزيته که موجب تورق آسان سنگ مي گردد.
-به حالت ليتاژ که نتيجة تناوب محدود کاني هاي آهن و منيزيم دار با کاني هاي کوارتز – فلدسپاتي است.
ب) در سنگهاي دگرگوني با از بين رفتن کانيهاي قبلي يا تبلور مجدد، کاني هاي شاخص دگرگوني به وجود مي¬آيند.
پ) قوانين و ترتيب تبلور در سنگهاي دگرگوني اختصاصي است که خود وسيله اي جهت تشخيص آنهاست.
ت) بافت ميکروسکوپي کاتاکلاستيک و کريستابلاستيک و غير وسيلة ديگري براي شناسايي آنهاست.
ث) تهيه مقاطع زمين شناسي روي زمين کمک مؤثري جهت تشخيص سنگهاي دگرگوني از ساير سنگهاست.
4-2- بافتهاي دگرگوني
پورفيروبلاستيک: بلورهاي درشت (پورفيروبلاست) يک يا چند کاني که در زمينه اي از دانه هاي ريزتر قرار دارند.
گرانوبلاستيک: بلورهاي دگرگون شده تقريباً يک اندازه که درهم قفل شده اند.
پوئيکلوبلاستيک: بلور بزرگي از يک کاني (به طور مثال گارنت) بلورهاي ديگري (مثل کگوارتز و کلسيت) را دربرگرفته است (مثال: در سنگ اسکارن)
ليپدوبلاستيک: در اين بافت کانيهايي مثل ميکا، کلريت و غيره در جهت معيني به موازات هم آرايش يافته اند.
نمابلاستيک: نوعي بافت جهت يافتة فيبري است که در آن کانيهايي مثل گلوکوفان و اکتينوليت و ... در يک جهت و به مازات هم آرايش يافته اند.
4-3- عمده سنگهاي دگرگوني
الف) دگرگوني مجاورتي: محصول دگرگوني مجاورتي غالباً شيستهاي لکه دار، هورنفلس، مرمر، اسکارن، سنگهاي وابسته به آنهاست:
هورنفلس: معمولاً شامل کوراتز، فلدسپات، پيروکسن، گروسولار و کلسيت است که غالباً هم اندازه هستند. ميکا و آمفيبول در هورنفلسها کمتر از شيست ها مي باشند. بافت اکثر هورنفلسها موزائييکي است.
اسکارن: در مجاورت مرمر و سنگهاي نفوذي
ب) سنگهايي که در آنها تغييرات کاتاکلاستيکي و کريستالوبلاستيکي صورت گرفته است:
کاتاکلازيتها: در اين سنگها تغييرات کاتاکلاستيک کمتر از ميلونيتها است.
ميلونيتها: بيشتر شامل پورفيروکلاست (بلورهاي شکسته و بزرگ) مي¬باشد.
فيلونيتها و شيستهاي فيلونيتي: غالباً شامل کوراتز، مسکويت، گرافيت و گارنت است.
سمي شيست: واژه سمي شيست در مورد کاتاکلازيتهاي متمايل به شيست استفاده مي شود و غالباً شامل دانه هاي شکسته کوارتز و فلدسپات در زمينه ري کريستاليزه شامل ميکاي سفيد، کلريت، کوارتز، بيوتيت، و اسفن و يا آثاري از دانه هاي کوراتز، اوژيت، و هورنبلند در زمينه هاي ري کريستاليزه و جهت يافته مي باشد. سنگهاي حاصل از دگرگوني از نوع درجه حرارت پايين
اسليت: اين سنگ قسمتي ري‌كريستاليزه است و غالباً شامل كوراتز فيبري، كمي كلريت كه اطراف پورفييروبلاست پيريت متبلور شده‌اند، مي‌باشد. در اثر افزايش دگرگوني اسليت به طرف فيليت سوق پيدا مي‌كند.
فيليت: اين سنگ غالباً به تمامي ري‌كريستاليزه است و شامل كوراتز، ميكاي سفيد، كلريت و كانيهاي اپك مي‌باشد. بعضي از آنها داراي رگه‌هاي كوراتز به موازارت شيستوزيته سنگ مي‌باشند.
شيست: اين سنگ تاماماً ري‌كريستاليزه است و شامل كالك شيست (شيست‌هاي حاوي كربنات) و گرين شيست مي‌باشد (رسنگ سبز اين نوع سنگ‌ها بيتر به خاطر وجود كلريت است) و در اثر دگرگون شدن سنگ‌هاي آذرين بازيك و نيمه بازيك در درجه حرارت پايين تشكيل مي‌شوند.
ت) سنگ‌هاي حاصل از دگرگوني در درجه حرارت بالا و فشار بالا
اين سنگ‌ها عبارتند از: شيست‏، گنايس، آمفيبوليت، گرانوليت، اوليوينيت و اكلوژيت.

5. سنگ‌هاي رسوبي :
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.

5-1- 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.

5-2- تقسيم‌بندي سنگ‌هاي رسوبي
-براساس اندازه دانه: اگر دانه‌هاي سنگ در حد ميكرون باشد (1 تا 2 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 (شكل 3-3)

6. خواص فيزيكي سنگ‌ها :
شناخت ويژگي‌هاي فيزيكي سنگ‌ها شامل ويژگي‌هاي مربوط به وزن‏ حجم، سختي، ساخت، قابليت رسانايي آب و گاز و قابليت رسانايي گرما و الكتريسيته و مغناطيس و غيره است. وزن مخصوص، تخلخل و سايش‌پذيري از خواص فيزيكي است كه در سنگ‌هاي ساختماني مورد توجه است.
وزن مخصوص: عبارت است از نسبت وزن حجم معيني از فاز جامد سنگ (كاني‌هاي آن) به وزن همان حجم از آب مقطر، وزن مخصوص بخش جامد سنگ را مي‌توان براساس وزن مخصوص كاني‌هاي تشكيل‌دهنده آن با در نظر گرفتن درصد آنها به دست آورد.
وزن مخصوص يك كاني بستگي به تركيب و ساختمان شيميايي آن دارد، معمولاً هرچه شماره اتم‌هاي سنگين يك كاني بيشتر باشد شعاع اتمي آنها كوچكتر مي‌گردد و تراكم آنها در شبكه تبلور بيشتر شده و در نتيجه وزن مخصوص آن كاني بيشتر است.
تخلخل: سنگ‌ها هميشه متراكم نيستد، بعضي از آنها حاوي منافذ به هم ژيوست، منافذ و حفره‌هاي مجزا و شكاف هستند. وجود اين حفره‌ها اهميت زيادي در خواص مكانيكي سنگ دارد و به طور كلي هرچه تخلخل بيشتر باشد مقاومت مكانيكي آن كمتر است. اگر شكاف‌ها يا حفره‌ها شبكه مرتبطي را تشكيل دهند در اين صورت هرچه حفره‌ها زيادتر باشد نفوذپذيري سنگ بيشتر است، اما اگر حفره‌ها مجزا باشند نمي‌توانند نمايانگر ميزان نفوذپذيري سنگ باشد. حفره‌ها ممكن است اوليه يا ثانويه باشند. حفره‌هاي اوليه در زمان تشكيل سنگ پديد آمده‌اند‏ درحالي‌كه حفره‌هاي ثانويه در نتيجه فرآيندهايي چون دگرگوني، انحلال بعضي از كاني‌ها، تبلور مجدد كاني‌ها، هوازدگي و غيره به وجود مي‌آيند. شكل حفره‌ها معمولاً كانالي شكل، شكاف مانند، كروي و دندانه‌اي است. تخلخل عبارت است از نسبت حجم فضاي حفره‌هاي سنگ به حجم كل سنگ. درصورتي كه نسبت حجم حفره‌هاي به حجم بخش جامد آن در نظر گرفته شود اين نسبت درصد پوكي ناميده مي‌شود. تخلخل يك سنگ بستگي به شكل و اندازه دانه‌هايي دارد كه آن را تشكيل مي‌دهند و نيز مربوط به ميزان تنوع دانه‌ها، سمياني شدن آنها و نوع تجمعع كاني‌ها است. اگر سنگ از دانه‌هاي كروي با اندازه‌هاي متفاوت تشكيل شده باشد حداقل تخلخل را خواهد داشت و اگر دانه‌ها زاويه‌دار و بي‌شكل باشند تخلخل زيادتر است.
لايه‌بندي، تورق: غالباً در سنگ‌ها امتداد و سطوحي يافت مي‌شود كه در آنها نيروي چسبندگي و اتصال دانه‌ها نسبت به امتدادهاي ديگر كمتر و يا به حداقل رسيده است. اين سطوح در سنگ‌هاي رسوبي منطبق بر صفحات لايه‌ها قرار دارد. علاوه بر سطوح لايه‌بندي در سنگ‌ها، سطوح ديگري نيز ممكن است وجود داشته باشد كه سطوح تورق ناميده مي‌شود و معمولاً در امتداد سطوح رسوب‌گذاري نيست. اكثر لايه‌هاي ذغالي داراي چنين سطوحي هستند.
سختي: سختي مشخص‌كننده ميزان نرمي و يا سختي جسم در برابر كشيده شدن يا برخورد جسم ديگر بر آن است. اگر مقاومت سنگ در برابر خراش حاصل از جحم ديگر مورد نظر باشد سختي استاتيكي ناميده مي‌شود درحالي ‌كه سختي سنگ در برابر ضربه در نظر گرفته شود سختي ديناميكي ناميده مي‌شود. اين دو سختي با يكديگر مساوي نيستند. سختي يك سنگ ميانگين سختي كاني‌هاي تشكيل‌دهنده آن است. ساده‌ترين روش سنجش سختي كاني‌هاي گوناگون، تعيين خراش‌ژذيري آنها با كاني سخت‌تر است. درجه‌بندي ده‌گانه‌اي كه توسط مهز در مورد تشخيص سختي كاني‌ها به عمل آمده، در جدول 3-4 آورده شده است.

سفتي: سفتي سنگ، مقاومت سنگ را در برابر نيروهاي جداكننده اجزاي آن نشان مي‌دهد و نسبت * كاني كوراتز در كوهي، سرپانيتن سنگ پادزهر، اوليوين شاه مقصود، اپال سنگ آتش زنه و اسپنيل لعل نيز ناميده مي‌شوند.بهترين نوع كوراندم، ياقوت است كه از سنگ‌هاي قيمتي است.
به سفتي سنگ آهك سنجيده مي‌شود. به عنوان مثال اگر سفتي سنگ آهك واحد باشد سفتي ماسه سنگ 1/.1 و كوارتزيت 9/1 است. ويژگي سفتي سنگ‌ها مي‌تواند بر محصولات حفاري و افنجار، راندمان ماشين‌هاي استخراج و غيره تأثير داشته باشد.
ضريب شكنندگي: نشان‌دهنده مشخصات شكنندگي سنگ‌ها است. يكي از روش‌هاي محاسبه اين ضريب، تعين نسبت كار لازم براي ايجاد تغير شكل در منطقه الاستيك به انرژي كلي لازم براي شكستن نمونه سنگ است.
سايندگي: قدرت سايندگي سنگ، در ارتباط با تأثير سنگ بر وسايل حفاري، تعريف مي‌شود.
قابليت خردشوندگي: خردشوندگي سنگ ژارامتري تركيبي از خواص گوناگون مكانيكي آن مانند الاستيسته، پلاستيسينه و مقاومت است و به نحوي مرتبط با انرژي مصرف شده در خرد شدن سنگ تحت اثر يك بار ديناميك است. از طرفي خردشوندگي سنگ‌ها بستگي به تردي و پودرشوندگي آنها دارد. بنابراين هرچه سنگ تردتر باشد با سهولت بيشتري خرد و نرم مي‌شود.

7.سنگ‌هاي ساختماني :
سنگ‌هاي ساختماني به آن دسته از سنگ‌ها اطلاق مي‌شود كه به هر شكل و اندازه، با تغيير شكل فيزيكي يا بدون تغيير در يكي از قسمت‌هاي ساختمان مثل پي، كف، ديواره و نماي ساختمان‌ها، سنگفرش‌ جاده‌ها و محوطه‌ها، ديواره پل‌ها، ديواره‌هاي آب برگردان رودخانه‌هاي كنار شهرها، ساختمان‌هاي زيرزميني و غيره به كار مي‌روند. اين سنگ‌ها را مي‌توان به دو گروه تقسيم نمود: سنگ‌هاي زيربنايي و سنگ‌هاي تزييني و نما.
سنگ‌هاي ساختماني به صورت خرده سنگ، لاشه (سنگ تراشيده)،ؤ مالن ( سنگ تراشيده و چكش‌خورده)، تخته سنگ صيقلي (سنگ‌نما و تزئيني) به كار برده مي‌شوند. اغلب اين سنگ‌ها به همان شكل به دست آمده از واريزه‌هاي كوه‌ها و معادن و يا با تغيير شكل (با ابزارهاي مختلف) در پي‌ها، سنگفرش كوچجه و خيابان و محوطه‌ها و غيره به كار مي‌روند. تغيير شكل سنگ‌ها به صورت خرد كردن، بريدن و غيره مي‌باشد و به دليل اينكه كار زيادي روي آنها صورت نمي‌گيرد و در قسمت‌هاي اصلي و نگهدارنده ساختمان يا راه يا سد و پل و ديواره به كار مي‌روند لذا با عنوان سنگ‌هاي زيربنايي ناميده مي‌شوند.
سنگي كه در ساختمان مصرف مي‌شود بايد سالم باشد و پوسيدگي نداشته باشد. سنگي كه در زيرسازي راه و درون ساختمان مصرف مي‌شود، بايد وزن فضايي بيش از 5/1 تن بر مترمكعب و تاب فشاري بيش از 40 مگاپاسكال داشته باشد. سنگي كه در نماي ساختمان مصرف مي‌شود بايد در برابر اثرهاي جوي ژايداري كند، آب در آن نشت نكند و اثر فيزيكي و شيمياييث نداشته باشد و در آب وا نرود و با آب تركيب نشود. سختي آن كمتر از 3، مقاومت فشاري آن كمتر از 80 مگاپاسكال و وزن فضايي آن كمتر از 2 تن به مترمكعب نباشد. سنگي كه در سنگفرش راه صرف مي‌شود بايد سخت باشد، آب جذب نكند كه در هواي سرد يخ بزند، ساييدگي آن كم باشد و لاستيك چره غلتان را نسايد، تاب ضربه‌اي آن زياد باشد تا چرخ غلتان كوبنده آن را خرد نكند. سنگ سخت براي پي‌سازي ساختمان، زيرسازي راه و راه‌آهن مصرف مي‌شود.
سنگ‌هاي ساختماني شامل سنگ‌هاي رسوبي (عمدتاً آهكي)، سنگ‌هاي آذرين (آتشفشاني و نفوذي) و توف مي‌باشد. سنگ‌هاي آهكي و رسوبي به دليل فراواني‌شان در طبيعت و همچنين سهولت استخراج و سهولت تغيير شكل به نسبت سنگ‌هاي آذرين بيشتر مصرف مي‌شوند. براي سنگفرش محوطه منازل و كف اتاق‌ها بيشتر از انواع سنگ‌هاي توف و يا گرانيتي (وگاهي آهكي) استفاده مي‌شود. از توف‌هاي سبز و سياه و خاكستري و قهوه‌اي به شرطي كه داراي تخلخل كم باشند در پي ساختمان‌ها و ديوارهاي بلند و پهن و از سنگ‌هايي با تخلخل بيشتر معمولاً در پله و كف حياط و به عنوان قرنيز استفاده مي شود. براي سنگ‌هاي تزئيني از سنگ‌هايي استفاده مي‌شود كه صيقل‌پذير بوده و داراي استحكام لازم باشند. اين نوع سنگ‌ها در اندازه‌هاي مختلف بريده مي‌شوند و بعد از ساب و صيقل، در قسمت‌هايي از بنا كه در معرض ديد باشد به كار مي‌روند. از جملة اين سنگ‌ها ، سنگ‌هاي آذرين دروني از قبيل گرانيت، گرانوديوريت، گابروسينيت)، سنگ‌هاي آذرين بيروني (مثل بازالت، آندزيت) و از سنگ‌هاي رسوبي، سنگ‌هاي آهكي كه به دليل زيبايي ظاهري در انواع مختلف بيشتر مورد توجه هستند و همچنين ماسه‌ سنگ‌ها و كنگلومرا مي‌باشند.
در زير مختصري به كاني‌شناسي و سنگ‌شناسي اين نوع سنگ‌ها پرداخته مي‌شود:
گرانيت، سينيت، كوارتز مونزونيت، مونزونيت، گرانوديوريت، كوراتز ديوريت و ديوريت از دسته سنگ‌هاي آذرين دروني مي‌باشند. همه اين سنگ‌ها در اصطلاح تجاري «گرانتي» ناميده مي‌شود درحالي‌كه از نظر علم سنگ‌شناسي با توجه به تركيب شيميايي و كانيايي متفاوت از هم، نام‌هاي مختلف دارند. اين سنگ‌ها در زير گروه آذرين دروني جاي مي‌گيرند و وجه مشترك آنها بافت دانه‌اي است كه همگي در عمق زمين و به آهستگي سرد شده‌اند به طوري كه فرصت مناسب براي رشد بلورها ايجاد شده است، ولي از نظر تركيب كاني‌شناسي متفاوت مي‌باشند. گرانيت از دسته سنگ‌هاي اسيدي، كوراتز مونزونيت با تركيب قليايي – اسيدي، سينيت داراي تركيب قليايي، مونزونيت متوسط – قليايي، كوارتز ديوريت تركيب متوسط متمايل به اسيد، گرانوديوريت قليايي اسيدي تا متوسط و ديوريت از نظر تركيب شيميايي حد واسط سنگ‌هاي اسيدي و بازيك مي‌باشد.

8.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 20 تا 40 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 35 تا 65 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 40 درصد)، كوارتز (حدود 21 درصد)‏، ارتوكلاز (18 درصد)، هورنبلند (17 درصد) و به عنوان كاني فرعي بيوتيت، اكسيد آهن، تيتان، آپاتيت و اسفن (4 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 5 درصد ديده مي‌شود. ضريب رنگ آن از 15 تا 30 است ولي انواع پرمافيك و بازيك آن با ضريب رنگ 50 تا 60 نيز وجود دارد كه دربردارنده اوليوين و اوژيت با يا بدون بيوتيت است. مونزونيت تيپيك در بردارندة پلاژيوكلاز‌هاي شكل‌دار يا نيمه‌شكل‌دار 33 درصد، ارتوكلاز 32 درصد، اوژيت به اضافه كمي هورنبلند 24 درصد، بيوتيت 6 درصد، كوارتز، كاني‌هاي اپك و، آپاتيت، زيركن و اسفن در مجموع حدود 5 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.

گابرو: سنگ آذرين نفوذي با تركيب بازيك است. در بيشتر گابروهاي درشت دانه و يا هم ارز نيمه ژرف آنها دانه متوسط‌ها يعني ميكروگابروها، كاني چيره پلاژيوكلازكلسيك و فراوان‌ترين كاني مافيك به ترتيب اوژيت، هيپرستن و اوليوين است. گابروها ممكن است گاهي دربردارندة هورنبلند و بيوتيت باشد. گابروهاي نرمال به طور عمده در برگينده لابرادوريت و اوژيت يا ديالاژ هستند. گابروها به دليل تيره بودن در رنگ سنگ (متمايل به سباه)، در سنگ‌هاي نما مورد توجه‌اند.
پيروكسن دياباز (دياباز تولئيتي): اشباع يا كمي فوق اشباع در سيليس است. اين سنگ‌ در بخش زيرين و پاياني سيل‌هاي ضخيم، پرمايه واز اوليوين هستند. بافت آنها در قسمت‌هاي كناري سيل در اثر سرد شدن سريع، اينترگرانولار، ريزدانه يا اينترسرتال است. به سوري مركز بافت درشت‌تر و بيشتر افي‌تيكي است. كاني هاي آن عبارتند از پلاژيوكلاز (از نوع لابرادوريت)، پيروكسن (از نوع اوژيت، پيژونيت و ارتوپيروكسن)، اكسيدهاي آهن و تيتان، كمي اوليوين يا فاقد آن و به طور جزئي بيئتيت، آمفيبول و آپاتيت. محصول تجزيه در اين سنگ‌، كلريت و سرپانتين است كه باعث رنگ سبز در سنگ مي‌گردد و از اين نظر مورد توجه صنعت ساختمان براي كاربرد در نما مي‌باشد.
اوليوين: دياباز شامل لت‌هاي پلاژيوكلاز كلسيك، اوليوين، اوژيت، اكسيد آهن، بيوتيت و كلريت است.
اوژيت دياباز: شامل پلاژيوكلاز كلسيك و اوژيت نيمه كلسيك كه غالابً به طور افي تيكي آرايش يافته‌اند. پلاژيوكلازها ممكن است به كلسيت و پرهنيت تجزيه شده باشند.
آنوتوزيت: عمده كاني سنگ، پلاژيوكلاز از نوع كلسيك (لابرادوريت و آنورتيت) است كه معمولاً درشت دانه بوده و دانه‌ها به طور بي‌شكل درهم قفل شده‌اند. ممكن است تعدادي هورنبلند و پيركسن (اوژيت) نيز وجود داشته باشد.
بازالت: از سنگ‌هاي آتشفشاني است (اذرين بيروني)، داراي بافت پورفيريتيك و زمينه اكثر آنها ريزدانه، كريپتوكريستالين تا ميكروكريستالين است. از نظر تركيب شيميايي بازيك و عمدتاً شامل پلاژيوكلاز كلسيك، اوليوين، پيروكسن در زمينه‌اي متشكل از ميكروليت‌هاي پلاژيوكلاز و مواد غيردانه‌اي در بين آنها است.
پيروكسينيت‌ها: از گروه سنگ‌هاي اولترامافيك است و عمدتاً شامل پيروكسن (معمولاً ارتوپيروكسن و اوژيت ديوپسيدي در مقادير مساوي) مي‌باشد. گاهي ارتوپيروكسن‌ها داراي تيغك‌هايي از كلينوپيروكسن‌ هستند.
گنايس: از گروه سنگ‌هاي متامورف (دگرگون شده) مي‌باشند كه غالباً درشت‌تر از شيست‌ها هستند. كاني‌هاي عمده آن كوارتز، فلدسپات (پلاژيوكلاز و فلدسپات آلكالن) و در بعضي از سنگ‌ها گارنت، هورنبلند يا پيروكسن و كاني‌هاي فيلوسيليكات (بيوتيت – مسكويت) مي‌باشند.
گنايس چشمي: به علت بافت خاص خود، ظاهر زيبايي دارد.
هورنفلس‌: از گروه سنگ‌هاي دگرگوني مجاورتي است و به رنگ تيره ديده مي‌شود. به طور تيپيك داراي ساخت ورقه‌اي نيستند و انواع ريزدانه آن داراي شكستگي صدفي هستند. بافت مشخصه آن گرانوبلاستيك است ولي در انواع ديگر، زمينه گرانوبلاستيك كاني‌هاي درشت (پورفيبروبلاست) را احاطه مي‌كند. پورفيبروبلاست‌ها ممكن است شامل آندالوزيت، كرديوريت، بيوتيت، هورنبلند يا گارنت باشند. بعضي از هورنفلس‌ها در صورت وجود ميكا ساخت ورقه‌اي ضعيفي را از خود نشان مي‌دهند.
اسليت: از سنگ‌هاي دگرگوني (درجه پايين) و ريزدانه هستند و به طور عمده شامل ميكاي سفيد، كلريت سبز، كوراتز و در بعضي از انواع، كاني اپك گرافيت مي‌باشند. كاني‌هاي فرعي آنها ممكن است تورمالين، روتيل، اپيدت، اسفن، منيتيت و پيريت باشد. اين سنگ داراي شيستوزيته بوده و با داشتن كاني‌هاي فيلوسيليكات بي‌رنگ و كلريت مشخص مي‌شوند.
آمفيبوليت: از سنگ‌هاي دگرگوني به رنگ تيره مي‌باشد. به عنوان كاني‌هاي فرعي ممكن است داراي اپيدت، كلريت، بيوتيت يا گارنت باشد. به خاطر وجود آمفيبول (هورنبلند منشوري) ساخت ورقه‌اي نشان مي‌دهند. در صورت حضور بيوتيت و كلريت، بافت جهت يافته و شيستوزيته آنها زيبايي مناسبي به ظاهر سنگ مي‌دهد.
كوراتزيت: از سنگ‌هاي دگرگوني است كه عمدتاً از كوارتز تشكيل شده است. بلورهاي كوراتز در اين دگرگوني، طويل شدگي پيداكرده و درهم قفل مي‌شوند.
سرپانتيت: از دگرگون شدن سنگ‌هاي پريدوتيت حاصل مي‌شوند و به طور عمده شامل رشته‌هاي ريز و ظريف سرپانتين مي‌باشند كه از تجزيه اوليوين و پيروكسن موجود در پريدوتيت‌ها حاصل مي‌شوند.

9. ويژگي‌ بعضي از سنگ‌هاي خاص مورد استفاده در صنعت ساختمان :
9-1- خصوصيات گرانيت ساختماني
گرانيت‌ها به دليل سختي زياد، شفافيت، زيبايي خيره‌كننده، تنوع طرح و رنگ و كنتراست زيبايي رنگ‌ها اخيراَ به عنوان يك سنگ تزئيني لوكس و گران‌قيمت در بازار جهاني مطرح گرديده‌اند. رنگ گرانيت معمولاً توسط نوع و مقدار فلدسپات آن كنترل مي‌شود و ممكن است به رنگ خاكستري- صورتي كمرنگ تا صورتي و يا قرمز ديده شود.

سنگ ها :

مطالب مشابه :

از مدرسه قجری تا واحد علمی کاربردی

نقشه های توپوگرافی

سنگ ها :