سنگ های آذرین چیست؟ – بافت و انواع آن ها

به سنگ هایی که در اثر سرد و منجمد شدن گدازه های آتشفشانی (ماگما) تشکیل می شوند، سنگ های آذرین یا سنگ های آتشفشانی می گویند.

بر اساس نوع ماگما و مدت زمانی که طول می کشد تا ماگما سرد شود، این سنگ ها دسته بندی می شوند. این که این سنگ ها در سطح یا داخل زمین تشکیل شوند، به دو نوع بیرونی و درونی تقسیم می شوند. سنگ های آذرین در کتاب های علوم پایه چهارم و هشتم مختصر توضیح داده شده است. گرانیت، بازالت، اسکوری (سنگ پا) نمونه هایی از سنگ آذرین است. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به بررسی و تعریف سنگهای آذرین و انواع آن می پردازیم.

 

سنگ های آذرین و تشکیل آن ها

وقتی مواد مذاب آتشفشانی که ماگما نامیده می شود، به طور ناگهانی یا آهسته سرد شود سنگ های آذرین را به وجود می آورد. وقتی دمای سنگ ها در زیر زمین به ۶۲۵ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد می رسد، ذوب شده و ماگما را تشکیل می دهند. این سنگ ها که سنگ های آتشفشانی نیز نامیده می شوند، ۹۰ تا ۹۵٪ از حجم پوسته زمین را تشکیل می دهند. مواد معدنی و شیمیایی موجود در سنگ های آذرین، شناسایی ترکیبات گوشته را ممکن می سازد، به همین دلیل اهمیت زیادی در مطالعات زمین شناسی دارد. مواد معدنی تشکیل دهنده این سنگ ها کوارتز، فلدسپار، بیوتیت، آمفیبول، الیوین و پیروکسن است. سنگهای آذرین به دو نوع بیرونی و درونی تقسیم می شوند.

چون ماگماها دارای ترکیبات شیمیایی مختلفی هستند و به شکل های مختلفی با توجه به مقادیر و دماهای مختلف ساخته می شوند، می توانند سنگهای آذرین متفاوتی (بیش از ۷۰۰ نوع) را ایجاد کنند.

سنگ های آذرین بیرونی

هرگاه مواد مذاب آتشفشانی که از دهانه ی آن به سطح زمین پرتاب می شوند سرد و منجمد شوند سنگهای آذرین بیرونی را تشکیل می دهند. این سنگ ها چون به طور ناگهانی سرد می شوند، در تشکیل آن ها از رشد بلورها جلوگیری می شود و ریز بلور هستند. بازالت و ریولیت نمونه های از این نوع سنگهای آذرین هستند.

سنگ های آذرین درونی

اگر مواد مذاب و ماگما، داخل کوه های آتشفشانی مانده و به آهستگی سرد شوند سنگهای آذرین درونی را تشکیل می دهند. این سنگ ها چون در مدت زمان زیادی سرد می شوند، به همین دلیل دارای بلورهای درشت هستند. این سنگ ها رنگ روشن و زیبایی داشته و سفت هستند.

بافت سنگ های آذرین

چگونگی قرار گرفتن کانی های مختلف برای تشکیل یک سنگ و اندازه و شکل های مختلفی که کانی ها دارند، بافت سنگ ها را تشکیل می دهند. عواملی چون ترکیب ماگما و سرعت سرد شدن این مواد مذاب، روی بافت سنگهای آذرین تأثیر می گذارد.

بافت درشت بلور

اگر ماگما به آهستگی و در اعماق زمین سرد شود، اندازه ی بلورهای کانی های تشکیل دهنده ی آن یکی و درشت می شود. درشتی این بلورها تا حد چند سانتی متر نیز می رسد و با چشم غیر مسلح دیده می شوند.

به سنگ هایی که اندازه بلور آن ها ۲ تا ۵ میلی متر است، آشکار بلورین و سنگ های با اندازه ی بلور بزرگ تر از ۵ سانتی متر، پگماتیتی می گویند.

بافت ریز بلور

ماگمایی که به سطح زمین می رسد بلافاصله وقتی در معرض جو قرار می گیرد سرد شده و زمانی برای رشد بلورها باقی نمی ماند. در نتیجه این سنگ ها ریز بلور خواهند بود و بدون میکروسکوپ قابل مشاهده نیستند.

بافت شیشه ای

ماگمایی که بعد از خروج از کوه آتشفشانی داخل آب بیفتد، سریعاَ سرد شده بافت شیشه ای ایجاد می کند. این نوع بافت به شکل توده ی متراکم، رشته ای یا متخلخل می باشد و شیشه طبیعی حاصل این طریق منجمد شدن است. در بافت شیشه ای نظم اتمی وجود ندارد.

بافت پورفیری

اگر سرد شدن در مراحل مختلف با سرعت های مختلف انجام شود، دو اندازه مختلف از بلورها تشکیل می شود و به آن بافت پورفیری می گویند. در ابتدا عمل سرد شدن به آهستگی انجام شده و بلورهای درشتی که تشکیل شد، توسط بلورهای ریزی که در مرحله ی بعد و سرد شدن سریع تشکیل شد، احاطه می شود. در بافت پورفیری بلورهای درشت تر را فتوکریست یا درشت بلور و بلورهای ریز را خمیره سنگ می گویند.

بافت آفانیتیک

سنگ های که متراکم و به شکل توده هستند دارای این نوع بافت هستند که حتما باید با میکروسکوپ دیده شوند.

بافت سوراخ دار

گدازه ای که گاز فراوان دارد، در سطح زمین به طور سریع سرد شود، بافت سوراخ دار ایجاد می کند که سنگ پا نمونه ای از آن است.

بافت آگلومرا

از به هم متصل شدن ذرات بزرگی که از دهانه ی آتشفشان خارج شده و ته نشین می شوند، سنگ های بزرگی به نام آگلومرا تشکیل می شود.

بافت آذرآواری

ذره های خاکستری که از گدازه ها به بیرون پرتاب می شود، ته تشینی به صورت لایه ای خواهند داشت. این سنگ ها به صورت سنگ های رسوبی ته نشین شدند، ولی ذرات سازنده ی آذرینی دارند.

انواع سنگ های آذرین درونی

گرانیت

گرانیت نوعی سنگ آذرین اسیدی با درجه ی سختی و مقاومت بالاست. این سنگ از کوارتز (بلور شفاف)، فلدسپات پتاسیم (بلور سفید)، آلبیت و درصد کمی میکا تشکیل شده است. کانی های تشکیل دهنده ی گرانیت شکل مشخصی دارند (به جزء کوارتز). گرانیت چون دارای تنوع طرح ها و رنگ های مختلف بوده و شفاف و زیباست، یک سنگ پر مصرف تزئینی و گران قیمت می باشد. گرانیت ها بیشتر به رنگ خاکستری و درصد کمی هم به رنگ صورتی یا سفید (به دلیل وجود فلدسپات) دیده می شوند. برای برش گرانیت ها که کار مشکلی است از دیسک ها و سنگ سباب های خاصی استفاده می شود.

گابرو

پلاژیوکلازو و کلینوپیروکسن از کانی های اصلی تشکیل دهنده ی گابرو می باشند که الیوین یا آمفیبول نیز ممکن است در ساختار آن ها وجود داشته باشد. گابرو که رنگ سبز، سیاه یا خاکستری مایل به سبز است، چون در برابر هوازدگی مقاوم است و استحکام بالایی دارد، در مواردی چون سنگ نما، تونل و پل استفاده می شود.

 

دیوریت

کانی های تشکیل دهنده ی دیورت که به رنگ های خاکستری مایل به سبز، خاکستری و خاکستری تیره وجود دارند، عبارتند از درصد بالایی پلاژیوکلاز، در صد کمی ارتوکلاز و کوارتز است. چون دیوریت در برخی موارد دارای کانی فرومنیزینی چون آمفیبول می باشد، مقاومت سابیده شدن آن کم می باشد. از دیوریت در جاده سازی، کف و راه پله ها استفاده می شود.

از سنگهای آذرین درونی دیگر می توان پریدوتیت ها، آمفیبولیت ها و پیروکسینیت ها را نام برد که به دلیل داشتن رنگ های زیبا و نداشتن کوارتز کاربرد سنگ نمایی دارند.

انواع سنگ های آذرین بیرونی

بازالت

بازالت سنگی سیاه، سنگین و متراکم بوده و از نظر فراوانی بیشترین مقدار را در بین سنگهای آذرین بیرونی دارد. برخی بازالت ها درشت بلور (متشکل از کانی پیروکسین یا اولیوین) بوده و برخی ریز بلور است که این بلورهای سوزنی فلدسپات را فقط زیر میکروسکوپ می توان مشاهده کرد. منشورهای شش ضلعی که در ساختار بازالت وجود دارد نتیجه ی سرد شدن ماگما با زاویه ی ۱۲۰ درجه در سه جهت می باشد. این سنگ که ساختاری مشابه گابرو دارد به عنوان سنگ نما استفاده می شود.

آندزیت

ترکیب شیمیایی آندزیت مشابه دیوریت بوده و رنگ خاکستری، سبز مایل به خاکستری و یا زرد مایل به خاکستری دارد. از کانی های تشکیل دهنده ی آن پلاژیوکلاز، آمفیبول، پیروکسین و بیوتیت است. آندزیت مانند ریولیت دارای ساختار متخلخل است و نمی توان از آن در سنگ نماها استفاده کرد.

ریولیت

ریولیت سنگ آذرینی که رنگ سفید مایل به خاکستری یا صورتی دارد، کانی های تشکیل دهنده ی آن مانند گرانیت می باشد و به صورت درشت بلور در آن هستند. این سنگ در مقابل هوازدگی مقاومت کمی دارد و بلورهای آن جدا می شوند. ریولیت دارای رنگ صورتی، سفید و صورتی – خاکستری است. چون ریولیت ها ساختار مخلخل قابل نفوذ آب دارند (عوامل آلتراسیون)، به عنوان سنگ نما استفاده نمی شود.

تراکیت

تراکیت بافت جریانی یا تراکیتی دارد و دارای رنگ صورتی است. از این سنگ بیشتر به عنوان خرده سنگ در جاده سازی، کف سازی خیابان و دیواره های تزئینی استفاده می کنند.

توف

وقتی خاکسترهای آتشفشانی از دهانه بیرون می ریزند، ممکن است به صورت حالت ریزی و یا جریانی سرد و منجمد شوند، در این حالت به آن ها توف گفته می شود. از توف به عنوان گران ترین سنگ ها در سنگ نمای ساختمان ها استفاده می شود. چون عوامل اولتراسیون نمی توانند روی آن ها تأثیر بگذارد و این سنگ ها دارای مقاومت فشاری بالا هستند.

قیمت سنگ آذرین

استفاده از سنگ های آذرین برای اهداف وسیعی امکان پذیر است و بر همین اساس قیمت های مختلفی دارند. سنگ های دیوریت اغلب به عنوان مصالح ساختمانی و در مجسمه سازی استفاده می شوند. سنگ های دیوریت اغلب در تمدن های باستانی برای گلدان ها و سایر اقلام تزئینی استفاده می شد. گرانیت  یک مصالح ساختمانی رایج و همچنین یک ماده محبوب برای مجسمه ها است. اکثریت طلا، الماس و سایر فلزات گرانبها از ذخایر رسوبی، عمدتاً نهشته های آبرفتی باستانی به دست می آیند.

سنگ‌ های آذرین می‌ توانند مقدار کمی به اندازه ۰.۲ و غلظت طلا تا ۷۳ ppb (قسمت در میلیارد) داشته باشند. محتوای طلای سنگهای دگرگونی بین ۰.۸۶ تا ۲۲ متغیر است. با میانگین ۴، ۴ قسمت در میلیارد وجود دارد. به همین دلیل است که طلا و کوارتز اغلب با هم یافت می شوند. این ذخایر به عنوان ذخایر اولیه طلا شناخته می شوند و طلا باید با حفاری (معدن)، خرد کردن و پردازش سنگ حاوی رگه های طلا استخراج شود.

سنگ های قیمتی موجود در سنگ های آذرین عبارتند از کوارتز (شامل آمتیست، سیترین و آمترین)، گارنت، سنگ ماه، آپاتیت، الماس، اسپینل، تانزانیت، تورمالین، توپاز و زیرکون. برخی از این سنگ های قیمتی در پگماتیت ها و رگه های گرمابی تشکیل می شوند که از نظر ژنتیکی با سنگ های آذرین مرتبط هستند.

برخی از بازالت ها حاوی سنگ های قیمتی مانند کوراندوم، زیرکون و گارنت هستند. سنگ آتشفشانی دیگر کیمبرلیت نام دارد. رگه های کیمبرلیت اصلی ترین منبع الماس هستند. گرانیت یک سنگ نفوذی دانه درشت است که حاوی کانی‌ های کوارتز و فلدسپات است و معمولاً حامل میکا یا هورنبلند است. در برخی شرایط، گرانیت تحت کریستالیزاسیون قرار می گیرد، فرآیندی که در آن سرد شدن آهسته کریستال هایی از مواد معدنی مختلف را در دماهای مختلف ایجاد می کند. رگه های پگماتیت از بهترین نمونه های تشکیل سنگ های قیمتی هستند.