نَفت

نَفت خام مایع غلیظ و افروختنی به‌رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره‌است که در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوستهٔ کره زمین یافت می‌شود. نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است. بیش‌تر این هیدروکربن‌ها از زنجیرهٔ آلکان هستند؛ ولی ممکن است از دید ظاهر، ترکیب یا خلوص تفاوت‌های زیادی داشته‌باشند.

واژه‌شناسی

ریشهٔ واژهٔ «نفت» از واژهٔ اوستایی «نپتا» گرفته شده‌است. کلدانیان و اعراب آن‌را از زبان مادی گرفته و «نفتا» خوانده‌اند.^[۱] در برخی منابع قدیمی به صورت «نفط» نیز آمده‌است. در فرانسه نیز «Naphte» گفته می‌شود و پیش از آن تا سال ۱۲۱۳ میلادی «Napte» گفته می‌شد که از واژهٔ لاتین «Naphta» برگرفته شده‌بود. ریشهٔ این کلمه واژه یونانی «Naphtha» به‌معنی روغن شرقی می‌باشد.

کلمهٔ نفت در زبان انگلیسی «پترولیوم» نامیده می‌شود که از دو کلمهٔ «پترا» (معادل یونانی واژهٔ سنگ) و کلمهٔ «اولئوم» (روغن) تشکیل شده‌است.

نفت مایعی است که عمدتاً از دو عنصر آلی هیدروژن و کربن تشکیل شده و دارای مقادیر کم‌تری از عناصر سنگین مانند نیتروژن، اکسیژن و گوگرد می‌باشد و به‌صورت طبیعی در زیر زمین و به‌صورت استثنایی در روی زمین یافت می‌شود.

تاریخچه

اقوام متمدن دوران باستان، به‌ویژه سومری‌ها، آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهارهزار و پانصدسال پیش در سرزمین بین‌النهرین (عراق امروزی) با برخی از مواد نفتی که از دریاچه قیر به‌دست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به‌عنوان مادهٔ غیرقابل نفوذ برای عایق‌کاری استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیرقابل نفوذکردن بدنهٔ کشتی‌ها و همچنین برای روشنایی و گرم‌کردن به کار می‌بردند. در داستان‌ها آمده است که نوح نیز کشتی خود را با قیر پوشاند تا آب به درون آن نفوذ نکند^{[نیازمند منبع]}.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

منشأ

بیش‌تر دانشمندان منشأ تشکیل نفت را گیاهان و موجودات آلی موجود در اقیانوس‌های اولیه می‌دانند.

باقی‌ماندهٔ حیوانات و گیاهانی که میلیون‌ها سال قبل از محیط دریا (آب)، قبل از دایناسورها زندگی می‌کرده‌اند، در طی سال‌ها توسط لپه‌های گل پوشیده شده‌است. برای تبدیل این موجودات به نفت به گرما و فشار مناسب در طول سالیان دراز نیاز می‌باشد که در صورت وجود این شرایط همراه با سنگ مخزن مناسب نفت به‌مقدار زیاد در حوضچهٔ نفتی جمع می‌گردد.

نفت خام حالت روغنی دارد و به‌شکل‌های جامد، مایع و گاز دیده می‌شود. برخی اوقات به‌تمام اشکال نفت هیدروکربن نیز گفته می‌شود. اگر نفت در محلی جمع گردد به‌آن محل «حوضچهٔ نفتی» می‌گویند. از مجموع چندین حوضچهٔ نفتی، یک «میدان نفتی» حاصل می‌شود. به‌سنگ متخلخل دربرگیرندهٔ نفت، «سنگ مخزن» می‌گویند.

اکتشاف

یک منطقه انتخاب‌شده را با مطالعهٔ نمونه‌های سنگی زمین، مورد استخراج قرار می‌دهند. اندازه‌گیری‌ها انجام می‌شود و اگر مکان از لحاظ نفتی مکان موفقیت‌آمیزی باشد، حفاری آغاز می‌شود. بالای چاه ساختاری که «دکل» نامیده می‌شود، برای جادادن وسایل و لوله‌های مورد استفاده در چاه ساخته می‌شود. زمانی که حفاری تمام می‌شود، چاه حفرشده یک جریان ثابتی از نفت را به‌سطح زمین خواهد آورد. به‌سنگ‌هایی که غالباً از سنگ‌های رستی تشکیل‌شده و روی نفت قرار می‌گیرند، «سنگ پوششی» گفته می‌شود.

پالایش

نفت به‌صورت خام نمی‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و باید در پالایشگاه نفت مورد تصفیه قرار گیرد.

اندازه‌گیری

نفت را با بشکه می‌سنجند. هر بشکه حاوی ۱۵۹ لیتر نفت می‌باشد.

گاز طبیعی

 گاز طبیعی که معمولاً گاز گفته می‌شود نوعی سوخت فسیلی گازی شکل است. گازی طبیعی سوختی است که معمولاً اثرات زیان‌آور کمتری نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد و جزء منابع تجدید ناپذیر می‌باشد.

در حال حاضر ۲۰ درصد مصرف جهانی انرژی را گاز طبیعی تشکیل می‌دهد که با آهنگ ۲٫۴ درصد در حال رشد است.

تاریخچه

گاز طبیعی دارای تاریخی چند هزار ساله‌است. تقریباً در سال ۹۴۰ قبل از میلاد، مردمان سرزمین چین با استفاده از نی‌های تو خالی گاز طبیعی را از محل آن در خشکی به ساحل رسانده و از آن برای جوشاندن آب دریا و استحصال نمک استفاده می‌کردند. برخی از صاحب‌نظران اعتقاد دارند که چینی‌ها چاه‌های گاز را حتی تا عمق ۶۰۰ متری نیز حفر می‌کردند. همچنین حفر چاه‌های گاز در ژاپن در حدود سال ۶۰۰ قبل از میلاد گزارش شده‌است. سایر تمدن‌های باستانی نیز خروج گاز از زمین را متوجه شده و دریافته بودند که قابل اشتعال است و می‌سوزد. لذا معابدی برای محصور نگه داشتن این «شعله‌های جاودان» پر رمز و راز که بازدیدکنندگان به دیده احترام به آنها می‌نگریستند بنا شد. گزارش‌های مختلفی از ستون‌های آتش و آبی جوشان و سحرآمیز که مانند روغن شعله‌ور می‌شد به ثبت رسیده‌است. اما اهمیت گاز طبیعی به عنوان سوخت مورد استفاده در زندگی بشر از اوایل دهه ۱۹۳۰ آغاز شد. در اواخر قرن بیستم مشخص شد که گاز طبیعی در بخش اعظم جهان صنعتی به یک منبع انرژی بسیار ضروری و حیاتی مبدل شده‌است. زغال‌سنگ در قرن نوزدهم انقلاب صنعتی را سبب شد و نفت خام که سوخت قرن بیستم بود باعث توسعه اقتصادی در جهان شد.

ترکیبات گاز طبیعی

میلیون‌ها سال قبل گاز طبیعی و نفت خام در اثر تجزیه و فاسد شدن گیاهان و اجساد حیوانات در ته دریاها و اقیانوس‌های قدیمی به وجود آمد. بخش اعظم این مواد ارگانیک در هوا تجزیه (اکسیده) و وارد جو شد. ولی بخشی دیگر قبل از تجزیه، مدفون و یا وارد آب‌های راکد و فاقد اکسیژن شده و از اکسیده شدن آنها جلوگیری به عمل آمد.    
گاز طبیعی عمدتاً از متان (CH₄) یعنی ساده‌ترین نوع هیدروکربن و هیدروکربن‌های پیچیده‌تر و سنگین‌تری چون اتان (C₂H₆)، پروپان (C₃H₈) و بوتان (C₄H₁₀) تشکیل شده‌است.در این میان گاز اتان برخی از میدانها درصد قابل ملاحظه‌ای ( تا حدود ۱۰٪ یا کمی بالاتر)را تشکیل می‌دهد. حال آنکه گازهای سنگین تر اجزای بسیار کوچکی را در ترکیب گاز طبیعی شامل می‌شوند همچنین ترکیباتی از قبیل H_۲S ،CO_۲ ،N_۲ نیز همراه گاز طبیعی یافت می‌شوند که درصد آنها در مخازن مختلف و حتی در قسمتهای مختلف از یک مخزن، با یکدیگر متفاوت است. همچنین آب نیز همیشه با گاز طبیعی استخراج شده از مخازن همراه است که در پالایشگاه ها در بخشی به نام واحد نم زدائی، آب و ترکیبهای مزاحم که سبب پائین آوردن ارزش حرارتی گاز شده و همچنین مشکلاتی در انتقال و مصرف گاز بوجود میآورند، از گاز طبیعی تفکیک میشوند و پس از آن، گاز به خطوط انتقال و در نهایت به مصرف کنندگان تحویل می‌شود.

چگالی گاز طبیعی

چگالی گاز متان ۵۵ صدم است، ولی با توجه به ترکیبات سنگینتر همراه گاز طبیعی، چگالی آن می‌تواند به حدود ۶۵صدم نیز برسد. بنا بر این گاز طبیعی از هوا سبکتر بوده و در صورت نشت از خطوط لوله و یا سایر اجزاء شبکه گاز و یا لوله کشی وسائل گاز سوز در منازل بسمت بالا حرکت می‌کند و در مکانهای مسقف قسمت زیادی از گاز نشت شده در زیر سقف تجمع می‌کند.

اما سبکتر بودن گاز طبیعی با عث نمی‌شود که همه گاز نشت یافته از یک محل بسمت بالا برود بلکه بخشی از گاز نیز، بویژه در صورتی که عناصر تشکیل دهنده هوا با آن اختلاط کامل پیدا کنند، بهمراه هوا به اطراف نیز پراکنده می‌شود . و چون غلظتهای پائین گاز در هوا خطرناکتر است قابلیت انفجار در اطراف محل نشت نیز وجود دارد .

گاز طبیعی بعد از هیدروژن پاک‌ترین نوع سوخت فسیلی برای طبیعت است. زیرا عمدتاً دی‌اکسیدکربن و بخار آب تولید می‌کند. علاوه بر این متان یکی از مواد خام اصلی برای ساخت حلال‌ها و دیگر مواد شیمیایی ارگانیک است. پروپان و بوتان نیز از گاز طبیعی استخراج می‌شوند. گاز نفتی مایع شده (Liquefied Petroleum Gas) یا (LPG) اصولاً همان پروپان است و اغلب به جای گاز طبیعی در مناطق فاقد خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز طبیعی غالباً ناخالصی‌هایی چون دی‌اکسیدکربن (گاز اسیدی)، سولفید هیدروژن (گاز ترش) و آب و همچنین نیتروژن، هلیوم و سایر گازهای نادر را به همراه دارد. دی‌اکسید را به حوزه‌های نفتی قدیمی تخلیه شده تزریق می‌کنند تا تولید آنها افزایش یابد. نیتروژن نیز گازی است قابل تزریق به حوزه‌های نفتی و هلیوم در صنایع الکترونیک تارتل موارد استفاده ارزشمند و فراوان دارد.

سولفید هیدروژن (H2S) بسیار سمی است و مقادیر بسیار ناچیز آن نیز می‌تواند کشنده و مهلک باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده و فرساینده است و می‌تواند به لوله‌ها، اتصالات و شیرهای چاه آسیب و خسارت وارد کند. بنابراین قبل از انتقال گاز طبیعی به خطوط لوله، سولفید هیدروژن جداسازی شده و دی‌اکسید کربن و آب آن نیز از طریق آب‌زدایی یا نمک‌گیری گرفته می‌شود.

سوختن گاز طبیعی

گاز طبیعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد، با شعلهٔ آبی می‌سوزد.

ودر غیر اینصورت شعله‌های قرمز، نارنجی، زرد یا سبز حاصل خواهد شد.

ارزش حرارتی گاز طبیعی

هر متر مکعب گاز طبیعی بصورت متوسط ده هزار کیلو کالری ارزش حرارتی دارد، امّا این مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقیق گاز طبیعی هر میدان گازی، تابع ترکیبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبیعی بیشتر باشد ارزش حرارتی آن پائین تر است . 
ارزش یک متر مکعب گاز طبیعی در شرایط استاندارد تقریباً به اندازه یک لیتر بنزین می‌باشد.مصرف یک بخاری گازی در هر ساعت از نیم تا یک و نیم متر مکعب گاز طبیعی می‌باشد.گازی که در منازل، محل‌های کسب و کار و بخش‌های صنعتی استفاده می‌شود در واقع متان خالص است که گازی بی‌رنگ و بی‌بو و با شعله‌های کم‌رنگ و به نسبت روشن می‌باشد.

دلایل مطلوبیت ویژه گاز طبیعی

تقاضای جهانی انرژی طی دویست سال اخیر به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی به سمت سوخت‌هایی با محتوای کربن کمتر متمایل شده است. طی این مدت انرژی مورد نیاز انسان از چوب (با محتوای کربن ۲۵/۱ نسبت به هیدروژن موجود در آن) به زغال‌سنگ سپس به نفت و در حال حاضر به گاز طبیعی (گاز متان با میزان کربن ۶۵٪) تغییر نموده و در این راستا سهم گاز طبیعی به عنوان سوخت در حال افزایش است.

گاز طبیعی منبع انرژی تقریباًً پاکیزه، فراوان و ارزان قیمتی است که هم اکنون نیز به مقیاس وسیع برای مصارف صنعتی و خانگی به کار رفته و در طی دهه‌های آینده بهره‌برداری از آن گسترش خواهد یافت. در توسعه اقتصادی جهان، مناطق و کشورهای مختلف، به دلیل منابع و ذخایر عظیم در دسترس و توسعه تکنولوژی‌های خلاق، باعث کاهش هزینه‌ها و زمان اجرای پروژه‌ها و در نتیجه بهبود اقتصاد پروژه‌های توسعه و انتقال گاز شده است. همچنین تلاش جهانی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای و گاز CO2 مزیت استفاده از گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوخت‌ها را نشان می‌دهد.

دولت‌ها و صاحبان صنایع امروزه به دنبال آن دسته از حامل‌های انرژی هستند که آلاینده‌های کمتری تولید می‌کنند. به همین دلیل جهان به گاز طبیعی روی آورده است. در واقع گاز طبیعی در هر واحد انرژی حدود ۲۴ درصد نسبت به نفت خام و ۴۲ درصد نسبت به زغال‌سنگ گازهای آلاینده کمتری تولید می‌کند و این بیان‌گر آن است که می‌توان انرژی بیشتری مصرف و در مقایسه با نفت خام و زغال‌سنگ، آلاینده‌های کمتری تولید کرد.

مصرف گاز طبیعی در دهه ۱۹۹۰ در اروپا به شدت افزایش یافته، به طوری که در آلمان ۳۰ درصد، در ایتالیا ۵۰ درصد و در انگلیس ۱۰۰ درصد رشد داشته است و در مقابل تولید گاز آلاینده CO2، به همین نسبت کاهش یافته. هر چند انتشار CO2 و ذرات معلق در مقایسه با زغال‌سنگ و نفت قابل چشم‌پوشی است. لیکن مقادیر متنابهی از NOx انتشار می‌یابد که نیازمند بررسی و مطالعات بیشتر آثار و تبعات آن در محیط زیست می‌باشد.

قابلیت اشتعال گاز طبیعی

قابلیت اشتعال گاز طبیعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می‌افتد که این محدوده را محدوده «قابلیت اشتعال»می نامند مرز پائین این محدوده را اشتعالL.E.L و مقدار بالای این محدوده را، حد بالای اشتعال H.E.L می‌نامند.

حد پائین اشتعال گاز طبیعی ۵ درصد و حد بالای آن ۱۵ درصد می‌باشد. بهترین حالت برای اشتعال گاز طبیعی نسبت ۱۰ درصد گاز با هواست که همان نسبتی است در فرمول ترکیب متان و اکسیژن (هوا) دیده می‌شود.

یک حجم متان برای سوخت کامل نیاز به ۲ حجم اکسیژن دارد و با توجه به اینکه یک حجم اکسیژن تا حدودی در ۵ حجم هوا موجود است. بنا بر این می‌توان گفت که یک حجم متان نیاز به ۱۰حجم هوا دارد که تا حدودی همان نسبت یک به ۱۰ و یا ده درصد است.

البته برای سوختن کامل نیاز به ۲۰ الی ۳۰ درصد هوای اضافی داریم ولی در انفجارها هر چه به نسبت ۱۰ درصد گاز در هوا نزدیک تر باشیم انرژی حاصل از انفجار بیشتر است.

در صورتی که نسبت‌های مخلوط گاز و هوا برای اشتعال مناسب باشد در دمایco ۵۹۰خود بخود مشتعل می‌شود و این دما را دمای احتراق یا دمای خود احتراقی گاز طبیعی می‌نامند.

تهیه کننده : فاطمه بینادل)دانش آموزدوم راهنمایی رضوی2/1)

سنگها

سنگهای آذرین:ریشه لغوی
سنگهای آذرین ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای "آتش" است.دید کلی
این سنگهای پرورده آتش ، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند، که سرد شدن تدریجی ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازهای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی آذرین را بوجود می‌آورد
تاریخچه و سیر تحولی

 اغلب مولفین یونانی و رومی ، آتشفشانها ، فعالیتهای آتشفشانی و زمین لرزه ها را توصیف می‌کردند. استاربو جغرافیدان و مورخ یونانی (63 قبل از میلاد ـ 20 بعد از میلاد ) فعالیتهای آتشفشانی اتنا ، سوما ـ وزوو و جزایر لیپاری را توصیف کرد. او آتشفشانها را به منزله دریچه‌های اطمینان تلقی می‌نمود که از آنها مواد سیال خارج می‌شود.

 در قرن هیجدهم اولین مناظرات و مباحثات تند و شدید درباره ماهیت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتی بین دسته و گروههای زیر وجود داشت: در یک طرف نپتونیستها و در طرف دیگر ولکانیستها و پلوتونیستها قرار داشتند. نپتونیستها معتقد بودند که سنگهای پوسته متوالیا در یک اقیانوس اولیه تهنشین شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانیت هر دو سنگهایی هستند که در این اقیانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونیستها اعتقاد داشتند که زمین از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانیت را یک سنگ نفوذی داغ به شمار می‌آوردند.

 در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگمای اولیه توسط اسکراپ عنوان شد.

    سرجـیـمزهال ( 1761 ـ 1832 ) به همراه ریمور ( 1726 ) و اسپالانزانی ( 1794 ) و جورج وات ( 1804 ) پیترولوژی تجربی را پایه‌گذاری کرد.

    در سال 1844 چاربز داروین ( 1882ـ 1809 ) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهای ماگمایی ممکن است از یک ماگمای اولیه اشتقاق یافته باشند به شرط آنکه ترکیب ماگما با تبلور و جدایش یک یا چند کانی مشکل سنگها تغییر یابد.

    در سال 1850 هنری کلیفتون سوربی ( 1826ـ 1908 ) جهت مطالعه میکروسکوپی ، اولین مقطع نازک سنگها را تهیه کرد.

 اوایل سال 1861 روش طبقه بندی شیمیایی سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برخی از روشهای نمایش شیمیایی و نهایتا طبقه‌بندی شیمیایی سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موینسون ـ لسینگ 1899 ، کراس ، ایدینگز ، پیرسون و واشنگتن 1903 ، اوسان 1919 ، نیگلی 1920 ، فون ولف 1922 ).آلفرد لوتاروگز ( 1915 ) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقیانوسها » ، اصل و ریشه سوالات پزولوژیستها را به مفهوم تغییر ناپذیری قاره مربوط دانست.

    در سال 1969 موریس و ریچادر ویلژوئن اولین توصیف دقیق شیمیایی و سنگ شناسی یک سری جدید و مهم سنگهای آتشفشانی را که واجد انواع اولترامافیکها بود ، منتشر ساختند.

 از آن زمان تا به امروز سنگ شناسی آذرین همانند دیگر رشته‌های علوم فراز و نشیبهای بسیاری را پشتسر گذاشته و با کوشش پیشگامان علم پترولوژی تجربی ، بررسی شرایط تشکیل کانیها و سنگها ، بویژه سنگهای آذرین و دگرگونی رو به رونق نهاد. انواع سنگهای آذرین
انجماد ماگما به سنگهای آذرین ، یا در سطح زمین صورت می‌گیرد و یا در داخل پوسته زمین ، بنابراین بر حسب اینکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرین خواهیم داشت.
 سنگهای آذرین خروجی:
      سنگهای آذرینی را که از انجماد ماگما در سطح زمین بوجود می‌آید سنگهای آذرین خروجی می‌نامند.

 سنگهای آذرین نفوذی:
      به آن دسته از سنگهای آذرین که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمین تشکیل می‌گردد سنگهای آذرین نفوذی گفته می‌شود. سنگهای آذرین نفوذی خود در پوسته زمین به اشکال مختلفی منجمد می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند.لاکولیت‌ها
          سیل‌ها
          دایک‌ها
          لوپولیت‌ها
          پاتولیت‌ها
          فاکولیت‌ها
          استوک‌ها
انواع سنگهای آذرین از نظر رنگ

 سنگهای آذرین فلسیک یا روشن
 سنگهای آذرین مافیک یا تیره
 سنگهای آذرین بینابینی

سنگ شناسی دگرگونی

(Metamorphic Rocks)
ریشه لغوی
واژه 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.
دید کلی
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 متامورنیسم برای اولین بار در سال 1820 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

    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 1859 و 1910 ، 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 1886 توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.

    در فاصله سالهای بین 1870 و 1900 ، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.

 Grubenmann ( 1924 ـ 1850 ) 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 ( 1925 ) و هارکز ( 1932 ) 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

سنگ شناسی رسوبی
ریشه لغوی
سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.
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 70٪ 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 1879 توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت. وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود. بعدها در 1899 ، 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 2.85) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

 در سال 1919 ، 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 1933 ، 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. 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 2 میلیمتر است.

    گلسنگها :
      اندازه دانه‌ها کمتر از 2 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 15٪ 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.

تهیه کننده

نرجس یوسفی(دانش آموزکلاس دوم راهنمایی رضوی)

کانی

انواع کانی‌ها. کانی ماده‌ای است طبیعی، بلورین، جامد و غیرآلی که در ترکیب سنگ‌های پوسته زمین یافت می‌شود و دارای فرمول شیمیایی و ساختمان اتمی مشخص است. برخی کانی‌ها از یک عنصر خالص و بسیاری از آن‌ها از دو یا چند عنصر درست شده‌اند. واژه کانی از واژه فارسی کان گرفته شده‌است که به آن سنگ معدن میز گفته می‌شود. بنابراین، کانی به ماده‌ای گفته می‌شود که به طور طبیعی از معدن (کان) به دست می‌آید و معدن بخشی از پوسته زمین است که در آن به اندازه چشم‌گیری، کانی یافت می‌شود. موادی مانند شیشه، چینی، آلیاژهای گوناگون، که انسان آن‌ها را ساخته‌است، و موادی مانند مروارید، صدف، استخوان، عاج و بسیاری دیگر، که جان‌داران می‌سازند، کانی نیستند. تنها استثنا از این تعریف گرافیت و زغال سنگ است که در حقیقت منبعی آلی دارند ولی در مسیر تکامل خود دستخوش تغییرات بسیار شده‌اند و در حقیقت به طور مستقیم ریشهٔ آلی ندارند. مسالهٔ دیگر یخ است که بیشتر زمین‌شناسان طبق تعریف آن را کانی می‌دانند. نفت را نیز گروهی از زمین‌شناسان کانی می‌دانند. ویژگی‌های کانی‌ها • کانی‌ها همگناند، یعنی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی همهٔ ذره‌های سازندهٔ آن‌ها، یکسان است. برای مثال، اگر یک قطعه هالیت یا نمک خوراکی را به تکه‌های بسیار کوچکی بشکنیم، همهٔ ذره‌های به‌دست آمده، مزهٔ شوری دارند، به‌سادگی در آب حل می‌شوند و دیگر ویژگی‌های نمک را نشان می‌دهند. • کانی‌ها جامد و بلوری‌اند: یعنی، ذره‌های سازندهٔ آن‌ها براساس نظم و قانون معینی کنار هم قرار گرفته‌اند؛ به نحوی که، همه سطح‌های بیرونی یک کانی، صاف است. شکل بلوری و منظم کانی‌ها از آرایش اتم‌ها و مولکول‌های درونی آن‌ها ناشی می‌شود. • هر کانی ترکیب شیمیایی ثابتی دارد. برای مثال، پیریت همیشه FeS۲ و کلسیت CaCO۳ همواره‌است. البته، در برخی کانی‌ها ممکن است نسبت برخی عنصرها تغییر کند. برای مثال، در کانی الوین FeMgSiO۴ ممکن است درصد آهن و منیزیم از بلوری به بلوری دیگر، از ۰ تا ۱۰۰٪ تغییر کند. • برخی کانی‌ها، مانند طلا، از یک عنصر درست شده‌اند. البته، طلا کم‌تر به صورت خالص یافت می‌شود. بلورهای مکعبی و زرد رنگ طلا، اگر با نقره همراه باشند، روشن‌تر و اگر با مس همراه باشند، قرمزتر به نظر می‌رسند. بسیار از کانی‌ها از دو یا چند عنصر متفاوت هستند که مادهٔ مرکبی را به‌وجود آورده‌اند. برای مثال، فراوان‌ترین کانی، یعنی کوارتز، ترکیبی از سیلیسیم و اکسیژن است. شکل‌گیری کانی‌ها کانی‌ها از پیوندهای گوناگون بین اتم‌ها به وجود می‌آیند. تا کنون ۹۲ عنصر در طبیعت شناسایی شده‌است. از بین این ۹۲ عنصر طبیعی، ۸ عنصر اکسیژن، سیلیسیم، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم، و منیزیم، حدود ۵/۹۸ درصد کانی‌ها را می‌سازند. از ترکیب شدن این عنصرها با هم، کانی‌ها گوناگون به‌وجود می‌آید. برای مثال، از ترکیب شدن اکسیژن با سیلیسیم، اکسید سیلیسیم SiO۲ یا کوارتز و از ترکیب شدن اکسیژن، سیلیسیم، منیزیم و آهن، الوین FeMgSiO۴ به‌دست می‌آید. کانی‌ها علاوه بر این که از نظر ترکیب شیمیایی با هم تفاوت دارند، از نظر شکل ظاهری، رنگ، اندازه و دیگر ویژگی‌ها نیز تفاوت‌های زیادی با هم دارند. این تفاوت‌ها به چگونگی شکل‌گیری آن‌ها برمی‌گردد. برخی کانی‌ها از سرد شدن ماده مذاب به‌دست می‌آیند، همه کانی‌های سنگ‌های آذرین، مانند کوارتز، فلدسپات، میکا و الوین، این گونه به وجود می‌آیند. برخی دیگر از کانی‌ها از سرد شدن بخار در سطح سنگ‌ها یا شکاف‌های موجود در آن‌ها به وجود می‌آیند. سرد شدن گاز گوگرد در قله‌های آتش‌فشانی دماوند و تفتان، نمونه‌ای از این فرایند است. کانی‌ها دیگری از بخار شدن محلول‌هایی به وجود می‌آیند که به اندازهٔ اشباع رسیده‌اند. برای مثال، از بخار شدن آرام دریاچه‌های مرکزی ایران، نمک و گچ به دست می‌آید. برخی کانی‌ها از واکنش‌های شیمیایی یون‌ها در آب به وجود می‌آیند. برای مثال، در دریاهای گرم، یون کلسیم +۲ Ca با یون کربنات -۲(CO۳) ترکیب می‌شود و کانی کلسیت CaCO۳ ته‌نشین می‌شود. برخی کانی‌ها نیز پیامد تخریب شیمیایی کانی‌ها دیگر هستند. برای مثال، از تجزیه شیمیایی فلدسپات‌ها، کانی‌های رستی (کانی‌های تشکیل‌دهنده خاک) به‌وجود می‌آیند. شناسایی کانی‌ها زمین‌شناسان برای شناسایی کانی‌ها از روش‌های گوناگونی، مانند: رنگ شعله، طیف نوری، میکروسکوپ‌های پلاریزان، میکروسکوپ الکترونی و پرتو ایکس، بهره می‌گیرند. • رنگ شعله: در این روش تکه‌ای از کانی یا پودر آن را روی شعله نگه می‌دارند و با دستگاهی به آن می‌دمند. با تغییر رنگی که در شعله پدید می‌آید، می‌توان برخی از کانی‌ها را شناسایی کرد. سدیم رنگ زرد، پتاسیم رنگ نارنجی، منیزیم رنگ قرمز، کلسیم رنگ نارنجی، باریم رنگ سبز مایل به زرد و مس رنگ سبز درخشان، به‌وجود می‌آورد. • طیف نور: در این روش مقدار اندکی از یک کانی را در دستگاهی، که با جرقه الکتریکی و در فشار زیاد کار می‌کند، قرار می‌دهند تا کانی بخار شود. در این حالت، اتم‌های عنصرهای سازندهٔ کانی، طول موج ویژه‌ای تولید می‌کنند که پس از عکس برداری می‌توان با کمک آن‌ها به عنصرهای سازنده کانی پی‌برد. • میکروسکوپ پلاریزان: در این روش، ضخامت یک قطعه سنگ را که دارای کانی‌های گوناگون است، به اندازه‌ای کم می‌کنند تا شفاف شود و نور از آن بگذرد. سپس آن را زیر میکروسکوپ پلاریزان بررسی می‌کنند. اکنون از روی شکل ظاهری، نوع شکستگی، ضریب شکست نور، رنگ و دیگر ویژگی‌ها، کانی را شناسایی می‌کنند. • میکروسکوپ الکترونی: لایه نازکی از کانی را با این میکروسکوپ مطالعه می‌کننند. باریکه الکترونی به کانی برخورد می‌کند و بخشی از آن به کانی جذب می‌شود که سایه‌ای از کانی روی صفحهٔ ویژه‌ای به‌وجود می‌آورد. بررسی این سایه از نظر شکل ظاهری، شکستگی‌ها و ساختمان درونی کانی، به شناسایی کانی می‌انجامد. • پرتو ایکس: این روش برای شناسایی کانی‌ها، به ویژه کانی‌هایی که ترکیب شیمیایی مشابهی دارند، بسیار کارآمد است. پرتوهای ایکس را به بلور کانی می‌تابانند. بخشی از این پرتوها از کانی می‌گذرد و بخشی پس از برخورد با ذره‌هایی که در گوشه‌های شبکه بلور کانی قرار دارند، بازتاب می‌یابد. با برسی عکس به دست‌آمده از اثر این پرتوها بر فیلم عکاسی، می‌توان کانی مورد نظر را شناسایی کرد. شناسایی کانی‌های آشنا تالک به کمک ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی کانی‌ها، می‌توان به روش‌های ساده‌تری برخی از کانی‌های بسیار شناخته شده را شناسایی کرد. • شکل بلور: اندازه بلورها ممکن است بسیار بزرگ یا بسیار کوچک باشد. در حالی که وزن کانی بریل ممکن است تا ۲۰۰ تن هم برسید، برخی کانی‌ها تنها با پرتوهای ایکس دیده می‌شوند. شکل کانی‌ها نیز بسیار گوناگون است. با وجود این، زاویه‌های بین سطح‌های مشابه در همه بلورهای یک کانی همواره یکسان است. برای مثال، بلور نمک، چه بزرگ و چه کوچک، همواره مکعبی شکل است و بین سطح‌های خود، زاویهٔ ۹۰ درجه دارد. • سختی: دانشمند اتریشی به نام فردریش موهس(۱۸۳۹-۱۷۷۳) مقیاسی برای درجه سختی کانی‌ها وضع کرد. مقیاس او از درجه یک برای تالک به عنوان نرم‌ترین کانی تا درجه ۱۰ برای الماس به عنوان سخت‌ترین کانی است. بر اساس این مقیاس، سختی ناخن انسان، ۵٫۲، سکه مسی ۵٫۳ و چاقوی فولادی قلم‌تراش، ۵٫۵ است. اگر در اثر کشیدن این اجسام بر سطح کانی، در آن خراش ایجاد شود، یعنی سختی آن‌ها از کانی بیشتر است و برعکس. • رَخ یا کلیواژ: رخ به شکستگی کانی‌ها در راستای سطح صاف، پس از وارد شدن ضربه‌ای شدید، مانند ضربه چکش، گفته می‌شود. میکا در یک جهت می‌شکند و ورقه‌ورقه می‌شود؛ کوارتز خورد می‌شود؛ نمک خوراکی رخ سه‌جهتی قائم و کلسیت رخ سه‌جهتی غیر قائم دارد. • رنگ: برخی کانی‌ها همیشه به یک رنگ دیده می‌شوند. برای مثال، طلا همواره زرد، گرافیت همیشه سیاه و مالاکیت (Malachite) به رنگ سبز فیروزه‌ای است. رنگ را باید در سطحی که به تازگی شکسته شده‌است، مشاهده کرد. زیرا هوازدگی رنگ سطح رویی را تغییر می‌دهد. ورقه‌های میکا • اثر بر چینی بدون لعاب: در این روش کانی را بر چینی بدون لعاب مانند پشت نعلبکی بخشی که لعاب ندارد، می‌کشند تا لایه نازکی از آن بر سطح چینی بماند. کانی‌های نافلزی اثری بی‌رنگ یا به رنگ روشن دارند و کانی‌های فلزی رنگ‌های تیره‌تری پدید می‌آورند. برای مثال، کانی زرد رنگ پیریت، رنگ سیاه برجای می‌گذارد و اثر هماتیت، که بیش‌تر به رنگ خاکستری و ساه است، قرمز-قهوه‌ای دیده می‌شود. • جلا: جلا یا درخشندگی سطح کانی نیز در شناسایی آن سودمند است. کانی‌های فلزی نور را به خوبی باز می‌تابانند و به اصطلاح جلای فلزی دارند. هالیت و کوارتز، جلای شیشه‌ای و اوپال و اسفالریت، جلای صمغی دارند. • چگالی (جرم حجمی): برای بدست آوردن چگالی کانی‌ها، جرم آن‌ها را با ترازو و حجم را با استوانه درجه‌بندی شده دارای آب، اندازه می‌گیرند تا با تقسیم کردن جرم بر حجم، چگالی کانی به‌دست آید. چگالی بیش‌تر کانی‌های سیلیکاتی، که بخشی زیادی از پوسته زمین را می‌سازند، حدود ۵٫۲ تا ۵٫۳ گرم بر سانتی‌مترمکعب است. کانی‌هایی که در ساختمان خود عنصرهای سنگینی مانند سرب و باریم دارند، دارای چگالی بالایی هستند. برای مثال، چگالی گالن (PbS)، حدود ۵٫۷ گرم بر سانتی‌مترمکعب است. نام‌گذاری کانی‌ها بیش‌تر کانی‌ها نام‌های کهن گرفته شده از واژگان یونانی و رومی را دارند. برخی کانی‌ها نیز به نام کاشفشان یا برای قدردانی از کوشش‌های دانشمندان بزرگ نام‌گذاری شده‌اند. به طور کلی نام کانی‌ها به روش‌های زیر برگزیده شده‌است: 1. نام برخی کانی‌ها بسیار کهن است و هنوز دلیل نامیده شدن به چنین نام‌هایی را به درستی نمی‌دانیم؛ مانند کوارتز. 2. گرفته شده از نام کاشفشان کانی‌ها: مانند کانی کوولیت که از نام کوولی، کانی‌شناس ایتالیایی گرفته شده‌است. 3. نام جایی که نخستین بار کانی در آن‌جا پیدا شده‌است: مانند آرگونیت از آرگون در اسپانیا. 4. برخی کانی‌ها نام‌های افسانه‌ای دارند: مانند مارتیت از مارس (خدای جنگ) گرفته شده‌است. 5. ترکیب شیمیایی: مانند کانی سیدریت که از سیدروس به معنای آهن گرفته شده‌است. 6. ویژگی‌های فیزیکی: مانند کانی باریت که از باروس به معنای سنگین گرفته شده‌است. 7. نوع کاربرد کانی: مانند کانی نفریت که از نفرون به معنی کلیه‌ها گرفته شده‌است زیرا این کانی برای درمان آسیب‌های کلیه سودمند است. 8. رنگ: مانند کانی الوین به معنای کانی سبز زیتونی. 9. برخی کانی‌ها نام‌های محلی دارند که اکنون جنبه جهانی پیدا کرده‌است: مانند کرندوم و سافیر که نام هندی این کانی‌ها است. کوارتز هالیت کانی‌هایی با نام‌های ایرانی بیرونیت (Birunite) سیلیکات کلسیم و کربنات کلسیم آب‌دار. این کانی در سال ۱۹۵۷ میلادی کشف و به افتخار دانشمند ایرانی، ابوریحان بیرونی نام‌گذاری شد تا بزرگ‌داشتی بر پژوهش‌های وی درباره کانی‌ها و سنگ‌ها باشد. آویسنیت (Avicennite) اکسید تالیم و آهن. این کانی در سال ۱۹۵۸ میلادی کشف شد و به افتخار دانشمندایرانی، پورسینا، نام‌گذاری شد. پورسینا نخستین طبقه‌بندی کانی‌ها را در کتاب شفا آورده‌است. تالمسیت (Talmessite) آرسنات آب‌دار کلسیم، منیزیم و باریم. این کانی را باریان و هرپن در سال ۱۹۶۰ در معدن قدیمی تالمسی در کنار روستایی به همین نام در انارک یزد کشف کردند و نام این معدن را بر آن گذاشتند. این کانی ویژگی فلوئورسان دارد و رنگ آن بی‌رنگ تا سبز می‌شود. ایرانیت (Iranite) کرومات سرب آب‌دار. این کانی را باریان و هرپن در سال ۱۹۶۳ در یکی از معدن‌های قدیمی سه‌برز در شمال غربی انارک کشف کردند و نام ایرانیت را بر آن نهادند. این کانی زرد زعفرانی و دارای جلای شیشه‌ای، در پیرامون نایبندان نیز یافت می‌شود. خونیت (Khuniite) کرومات سرب، روی و مس. این کانی را ادیب و اتمان در سال ۱۹۷۰ میلادی در معدن قدیمی خونی در شمال انارک کشف کردند. این کانی، به کانی ایرانیت شباهت زیادی دارد، اما رنگ زرد آن به قهوه‌ای گرایش دارد. انارکیت (Anarakite) کلریدِ بازیِ روی و مس. این کانی را ادیب و اتمان در سال ۱۹۷۲ در انارک کشف کردند و نام همین بخش را بر این کانی سبز رنگ نهادند. خادمیت (Khademite) سولفاتِ بازی و آب‌دار آلومینیوم. این کانی را باریان، برتلون و صدرزاده در ساغند یزد کشف کردند و به افتخار نصرالله خادم، ریاست آن زمان سازمان زمین‌شناسی ایران، نام‌گذاری کردند. طبقه‌بندی طبقه‌بندی کانی‌ها ممکن است برپایه چگونگی شکل‌گیری آن‌ها انجام شود. بر این اساس، آن‌ها را به کانی‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی طبقه‌بندی می‌کنند. روش دیگر برای طبقه‌بندی کانی‌ها، توجه به ترکیب شیمیایی آن‌ها است که در این جا مورد توجه‌است. سلیکات‌ها نوشتار اصلی: کانی‌های سیلیکات از ترکیب شدن سیلیسیم، اکسیژن و یک یا چند فلز به‌دست می‌آیند. و دو دسته‌اند: • سیلیکات‌های تیره (دارای آهن و منیزیم): مانند الوین، پیروکسین، آمفیبول، میکای سیاه، تورمالین، تالک، سرپانتین و آزبست. • سیلیکات‌های روشن (بدون آهن و منیزیم): مانند کوارتز، فلدسپات، میکای سفید و کائولینیت. سولفات‌ها از ترکیب شدن اکسیژن، گوگرد و یک یا چند فلز به دست می‌آیند. حدود ۱۵۰ کانی از این گونه وجود دارد مانند: انیدریت، ژیپس، باریت و آلونیت. کربنات‌ها از حل شدن دی‌اکسید کربن در آب باران، اسیدکربنیک به‌دست می‌آید و این اسید یون بی‌کربنات را به‌وجود می‌آورد. از ترکیب شدن این یون با یون‌های مثبت فلزی، حدود ۷۰ گونه کانی کربناتی به‌وجود آمده‌است. کلسیت، دولومیت، منیزیت، سیدریت، اسمیت سونیت، سروزیت و مالاکیت از آن جمله‌اند. فسفات‌ها از ترکیب شدن فسفر، اکسیژن و یک یا چند فلز به‌دست می‌آیند. آپاتیت و فیروزه نمونه‌هایی از این دسته‌اند. هالیدها ترکیب‌های گوناگونی از هالوژنها، مانند کلر، فلئور، برم و ید با یک فلز هستند. مانند: هالیت، سیلویت و فلئوریت از این دسته‌اند. سولفیدها ترکیبی از گوگرد با یک فلز هستند. بیش از ۲۰۰ نوع سولفید در طبیعت پیدا شده که گالن، پیریت، اسفالریت و کالکوسیت از آن جمله‌اند. اکسیدها این کانی‌ها از ترکیب شدن اکسیژن با یک فلز به دست می‌آیند. مانند: هماتیت، مانیتیت، لیمونیت و کورندوم از این دسته‌اند. عنصرها از بین همه عنصرهایی که در زمین پیدا می‌شود، فقط حدود ۲۰ عنصر به صورت خالص می‌تواند سازندهٔ کانی باشند. طلا، نقره، مس، کربن و گوگرد از این دسته‌اند. کاربرد کانی‌ها کانی‌ها در آغاز به همان صورت که از پوستهٔ زمین به‌دست می‌آمدند، به کار می‌رفتند. برخی از این کانی‌ها که بلورهای ظریف و پایدار در برابر فرسایش داشتند، پس از صیقل‌کاری و تراش خوردن، به عنوان آرایش به کار می‌رفتند. به این کانی‌ها، سنگ‌های قیمتی یا جواهر می‌گوییم. الماس، فیروزه، یاقوت کبود، زمرد، زبرجد، لعل، چشم گربه، عقیق، مروارید، و دُرّ کوهی از مهم‌ترین کانی‌های گران‌بها هستند. امروزه بیش از ۴۰ نوع کانی و صدها ترکیبی که از آن‌ها به‌دست می‌آید، در صنعت کاربرد دارند. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره می‌شود: • الیوین: جواهر و مواد دیرگداز. • پیروکسن: جواهر، به‌دست آوردن فلزهای کمیاب. • آمفیبول: جواهر، پارچه مقاوم در برابر آتش و مواد دیرگداز. • میکا: عایق الکتریکی در رادیو، تلویزیون و دیگر دستگاه‌های الکتریکی، شیشه دریچه کوره‌های ذوب فلز، کاغذ دیواری، لاستیک‌سازی، کاغذ معمولی، رنگ روغن نسوز، طلق سماور و چراغ آشپزخانه. • تورمالین: الکترونیک، به‌دست‌آوردن بُر، جواهر. • تالک: کاغذسازی، نساجی، لاستیک سازی، صابون خیاطی، صفحه‌کلیدبرق، سرامیک‌سازی، حشره‌کش، عایق پشت بام، پودر بچه و مواد آرایشی. • سرپانتین: سنگ روکار ساختمان، مواد دیرگداز، به‌دست آوردن منیزیم. • آزبست: پارچهٔ نسوز، توری چراغ، عایق حرارتی، لنت ترمز، لوله و ورقه‌های سیمانی. کاربرد آن به دلیل نقش آن در بروز بیماری در شُش‌ها، ممنوع شده‌است. • کوارتز: ساعت‌سازی، ابزارهای نوری و اخترشناسی، کاغذ، شیشه، سمباده و جواهر. • ارتوزها: لعاب چینی و کاشی. • پلاژیوکلاز: جواهر و نمای ساختمان. • کائولینیت: ظرف چینی، کاغذ، رنگ و پلاستیک. • ژیپس: ساختمان‌سازی، مجسمه‌سازی، کاغذ، کُندکننده در سیمان پورتلند، افزایش باروری خاک، بتونه نقاشی و برای رشد مخمرها در صنعت غذا. • باریت: دارو، عکس‌برداری از لوله گوارش، رنگ، پلاستیک، مواد عایق، کاغذ و گِل حفاری. • کلسیت: سنگ نمای ساختمان، مجسمه‌سازی، سیمان، تصفیه آب، شیشه‌سازی، چرم‌سازی، ابزارهای نوری برای ایجاد نور پلاریزه، کاغذسازی، کشاورزی و ذوب فلزها. • دولومیت: ساختن آجر برای آستر کوره‌های حرارتی و سیمان پورتلند. • منیزیت: آجر نسوز، به دست آوردن منیزیم • زرنیخ: پزشکی، رنگ سازی، حشرهکش و تهیه ارسنیک. • آپاتیت: کودهای شیمیایی و اسیدفسفریک. • مالاکیت: مواد آرایشی، نمای درونی ساختمان و تهیه مس. • هالیت: سدیم و کلر، شوینده‌ها، پارچه‌بافی، چوب بری، رنگرزی، چرم سازی، کودسازی، نگهداری مواد غذایی و خنک کنندهٔ موتور یخچال. • سیلویت: به دست آودرن پتاسیم و کلر و کود شیمیایی. • فلوئوریت: ذوب فلزها و ابزارها نوری. • گوگرد: اسیدسولفوریک، لاستیک سازی، نساجی، دباغی، رنگ سازی، کاغذسازی، مواد منفجره، کبریت سازی، سم دفع آفت، کود و حشره‌کش. • طلا: جواهر، سکه، دندان، ترانزیستورها و دیودها، هواپیماسازی، صنعت فضا وکاتالیزور فرایندهای شیمیایی. • نقره: جواهر، سکه، کاغذسازی و کاتالیزور فرایندهای شیمیایی. • مس: صنعت الکتریکی و الکترونیک، لوله سازی، سکه، ظرف، آلیاژ، رنگ آب و سبز، آبکاری، مواد آرایشی، فرایندهای شیمیایی و محلول شوایتزر(حلال سلولز پنبه). • الماس: جواهر، ابزار برنده و سایند و سرمتهٔ حفاری. • گرافیت: ساختن بوته کوره‌های فولادسازی، رنگ سازی، صنعت برق، نیروگاه‌های هسته‌ای، واکس و مدادسازی. از بسیاری از کانی‌ها نیز فلزهای مهمی به دست می‌آید یا در فرآیند تولید فلز به کار می‌روند: سیدریت، مانیتیت، هماتیت و لیمونیت (آهن)، اسمیت سونیت و اسفالریت(روی)، سروزیت و گالن (سرب)، کالکوسیت، کالکوپیریت و کوپریت(مس).

سنگهای دگرگونی سنگهای ثانویه هستنت که از دگرگون شدن سنگهای آذرین ، دگرگونی و رسوبی که قبلا وجود داشته اند تشکیل می شود . عامل دگرگونی می تواند فشار ، گرما ، اثر سیالها و جانشینی باشد.

سنگهای ثانویه هستند که از دگرگون شدن سنگهای آذرین ، دگرگونی و رسوبی که قبلا وجود داشته اند تشکیل می شود . عامل دگرگونی می تواند فشار ، گرما ، اثر سیالها و جانشینی باشد . دو عامل ماهیت سنگ دگرگونی را تعیین می نماید : ۱) ترکیب سنگ اولیه ۲) چگونگی ترکیب عوامل دگرگونی که روی آن اثر گذاشته اند . در شرایط مختلف ، بافتهای متفاوتی حاصل می شود ، لذا بافت اولیه مبنای تشخیص سنگهای دگرگونی از یکدیگر می باشد . ۴ ۳ ۱) ماربل : سنگ ماربل بر اثر دگرگون شدن سنگ آهک یا دولومیت ایجاد می شود . ماربل اغلب دارای بلورهای درشت است که وجه تمایز آن با سنگ های کربناتی رسوبی است . کانی اصلی تشکیل دهنده اغلب ماربل ها کلسیت است و نیز دارای کانی هایی مانند کوارتز ، گرافیت ، هماتیت ، لیمونیت ، پیریت و غیره نیز هستند . ماربل ها به عنوان یک گروه دامنه وسیعی از انواع رنگهای مختلف را از خود نشان می دهند . ماربل کاملا خالص دارای رنگ سفید و درخشان می باشد . رنگ خاکستری روشن تا سیاه توسط مواد کربن دار به وجود می آید . رنگ های سبز معمولا توسط کلریت یا سیلیکاتهای دیگر تولید می شوند . رنگ صورتی و قرمز به علت وجود ذرات بسیار ریز پراکنده هماتیت و یا کربنات منگنز و رنگ زرد و کرم بر اثر وجود لیمونیت است . ▪ سختی : ماربل ها اگر حاوی مقداری کوارتز یا دیگر کانی های سیلیکاته باشند مقاومترند. ▪ جذب آب : به طور معمول دارای جذب آب کمتر از یک درصد است . ▪ وزن مخصوص : وزن مخصوص متوسط ماربل ۷/۲ میباشد . ▪ مقاومت : از مقاومت متوسطی برخوردار می باشد و تغییر شکل آن به صورت الاستیک ، پلاستیک است . مقاومت فشاری ماربل بین ۱۹ تا ۱۴۰ مگاپاسکال است و مقاومت فشاری متوسط آن حدود ۱۱۰ مگاپاسکال است . مقاومت خمشی آن بین ۱۵ تا ۶ مگاپاسکال و مقاومت کششی به طور متوسط ۴ مگاپاسکال است . ▪ تخلخل : تخلخل این سنگ نسبتا کم و بین ۳/۰ تا ۲/۱ درصد است . ▪ رنگ : ماربل اگر خالص باشد رنگ آن سفید و درخشان است . اما به رنگهای سیاه ، سبز ، صورتی ، زرد و قرمز نیز دیده شود . وجود کربن ، کلریت ، هماتیت و لیمونیت باعث تغییر رنگ در ماربل می شود . در ایران ، در برابر کلمه ماربل به اشتباه از واژه مرمر استفاده می شود . در حقیقت ماربل یک سنگ دگرگونی است ، در حالی که آن سنگی که در ایران در تجارت به عنوان مرمر شناخته می شود معادل واژه اونیکس ماربل بوده و عبارت است از یک سنگ لایه لایه نیمه شفاف ریز بلور از کلسیت از طرف دیگر ، سنگهای دگرگونی که در ایران به عنوان مرمریت ، چینی و کریستال شناخته میشوند انواعی از ماربل هستند که توضیح بیشتر آنها را در مرجع ۲۰ میتوان یافت . از آنجا که واژه های فوق از نظر علمی معادل صحیحی برای ماربل نیستند ، در این راهنما از کاربرد آنها اجتناب و برای تمامی آنها از همان واژه ماربل استفاده شده است . اگرچه ممکن است از نظر دانه ها متفاوت باشند . ۴ ۳ ۲) سنگ لوح : یک نوع سنگ دگرگونی است که از دگرگونی آرژیلیت و شیل و در موارد خاصی از سنگهای آذرین خیلی ریزدانه نظیر توفها به وجود آمده است . ارزش اقتصادی این سنگ به طور اهم به وجود صفحات جدایش که کلیواژ نامیده می شود بستگی دارد . این خاصیت در سنگهای لوح متفاوت است . برخی از آنها را میتوان به سادگی به صفحات نازک تقسیم کرد و در برخی دیگر این کار ، خیلی به دشواری صورت می گیرد . یخبندان اثر خیلی بدی روی قابلیت جدایش لایه ها دارد ، لذا سنگ را باید در معدن تا تازه است استخراج کرد . ▪ ویژگیهای سنگ لوح : این سنگ از نظر نحوه تشکیل با سایر سنگها متفاوت است ، لذا برای استفاده از آن به عنوان سنگ ساختمانی باید آزمایشهای مختلفی روی آن انجام داد که معمولا با آزمایشهای استاندارد سنگهای دیگر متفاوت است . ـ جدایش پذیری : این خاصیت با شکافتن سنگ با یک قلم نازک انجام می شود ، تا صافی ، نازکی ومنظم برش خوردن لایه ها بررسی شود . ـ ـجذب آب : درصد جذب آب سنگ لوح طبق استاندارد STM C : ۱۲۱ آزمایش شود . این خاصیت معمولا بین ۱۴/۰ تا ۴۲/۰ درصد است . ـ وزن ویژه : وزن مخصوص سنگ لوح معمولا ۷/۲ تا ۹/۲ تن بر مترمکعب است . ـ مقاومت : مدول گسیختگی سنگ در بهترین حالت بین ۴۸ تا ۷۰ مگا پاسکال است . مدول گسیختگی سنگ لوح مطابق استاندارد ATM C : ۱۲۰ آزمایش شود . ـ سختی یا الاستیک : اگر یک پلاک سنگ لوح بین دو گیره بسته شود و تحت فشار قرار گیرد ، خم می شود و قبل از اینکه بشکند ، مقداری خمش نشان می دهد . این خمش درجه سختی سنگ لوح را نشان می دهد . آزمایش مربوط مطابق با استاندارد ASTM C : ۱۲۰ انجام شود . ـ مقاومت سایشی : این موضوع در مواقعی که سنگ لوح در پلاکهای نسبتا ضخیم برای مصارفی از قبیل سنگفرش یا پلکان استفاده می شود مهم است . برای آزمایش مقاومت سایشی سنگ لوح آزمایش در برابر هوازدگی ، برای آزمایش مقاومت سنگ لوح نسبت به هوازدگی از استاندارد ASTM C : ۲۱۷ استفاده شود . ـ مقاومت در برابر خوردگی : سنگ لوح باید در محیط های اسیدی مقاومت نماید زیرا ممکن است تحت شرایط مرطوب یا بارانی به همراه آلاینده های اسیدی قرار گیرد . برای آزمایش باید سنگ را یک محلول حاوی ۹۸ درصد آب , یک قسمت اسید کلریدریک و یک درصد اسید سولفوریک قرار داد . سنگ وزن شده را برای ۱۲۰ ساعت در محلول فوق غوطه ور می سازند و پس از ۴۰ ساعت که از خشک کردن سنگ گذشت ، آن را وزن می نمایند . افت وزنی نمونه ، میزان خوردگی آن را نشان می دهد . آزمایش را میتوان برای چند دوره تکرار کرد . ـ ناخالصی های معدنی : سولفیدهای آهن شامل پیریت یا مارکازیت ناخالصی های نامطلوب اند زیرا به لیمونیت تجزیه شده آسیب می رسانند و سنگ لوح را لکه دار می نمایند . کربنات کلسیم یک جزء مضر است زیرا مورد هجوم اسیدها قرار می گیرد . کربنات آهن جزء نامطلوبی به شمار می رود زیرا در صورت قرار گرفتن در معرض شرایط جوی به لیمونیت تغییر می یابد و باعث تغییر رنگ سنگ لوح از سبز به قهوه ای مایل به خاکستری می گردد . ـ طبقه بندی سنگ لوح : استاندارد ASTM C : ۴۰۶ ، سنگ لوح را به سه دسته S۳ , S۲ , S۱ طبقه بندی می کنند و برای هر یک از آنها عمر مفیدی مطابق جدول (۴ ۱) پیش بینی می نمایند . بر این اساس مشخصات لازم برای هر یک از این دسته ها در جدول ۵ ۲ آمده است . ـ کاربرد : مهمترین کاربرد سنگ لوح ، پوشش سقفهای شیبدار است . ۴ ۳ ۳) کوارتزیت : سنگ کوارتزیت یک سنگ دگرگون شده است که کانی اصلی آن را کوارتز تشکیل می دهد . گاهی اوقات به طور ناچیز میکا ، فلدسپات ، آپاتیت و گارنت نیز در آن دیده می شود . رنگ کوارتزیت معمولا سفید و اگر ناخالصی داشته باشد ، رگه هایی از خاکستری در آن دیده می شود . که معمولا از دگرگون شدن ماسه سنگهای کوارتزیتی است . این سنگ از مقاومت نسبتا خوبی برخوردار است و جهت استفاده برای کف و پله سنگ بسیار مناسبی است .