فرآیندهای زمین شناختی

در این نوشته, در ادامه مقاله “زمین شناسی : از پوسته تا هسته” به فرآیندهای زمین شناختی پرداخته و آنها را مورد به مورد بررسی خواهیم نمود.

پیشنهاد فیلم مستند

ده راه برای تخریب زمین

مشاهده و دانلود

فرآیندهای زمین شناختی

زمین، سیاره‌ای پویا و مدام در حال تغییر است.

در واقع فرآیندهای آتشفشانی و زمین‌ساختی، بخش‌هایی از سطح زمین را بالا می‌آورند و موجب برخاستگی آن می‌شوند در حالی‌که فرآیندهایی مانند فرسایش و هوازدگی موجب تخریب سنگ‌های سطح زمین و کاهش ارتفاعات می‌شوند.

همه این فرآیندها، به شکل‌گیری سیمای زمین و پدیده‌های آن منجر می‌شوند.

۱-فرآیندها و پدیده‌های رسوبی

بسیاری از سنگ‌هایی که می‌شناسیم سنگ رسوبی هستند. سنگ‌های رسوبی به صورت ماسه، گل یا دیگر ذرات کوچک سنگی در لایه‌هایی ته‌نشین شده و پس از هزاران سال بر اثر فرآیند سنگ‌زایش یا دیاژنز سخت می‌شوند.

به موادی که بر اثر فرسایش از سنگ‌ها جدا شده و به همراه آب رودخانه‌ها یا دریا حمل می‌شوند، رسوب می‌گویند.

رسوب‌ها پس از فرسایش سنگ‌ها به وسیله باران، باد، موج یا رودهای بسیار بزرگ یخی که یخ‌رود نامیده می‌شوند، تشکیل می‌شود و سپس در دلتای رودها، دریاها و دریاچه‌ها ته‌نشین می‌شود.

همچنین املاح آب پس از تبخیر آب یا بقایای موجودات، ته‌نشین می‌شوند. پس از ته‌نشینی مواد، عمل سنگ‌زایش آغاز می‌شود. در فرآیند سنگ‌زایش یا دیاژنز، رسوبات بر اثر فشار و حرارت یا بر اثر سیمانی شدن تبدیل به سنگ رسوبی می‌شوند. پس از این مرحله زمین شناختی در صورت ادامه فشار و حرارت بالا، دگرگونی صورت می‌گیرد.

در تشکیل سنگ‌های رسوبی، رسوبات در وسعت زیاد و طی میلیون‌ها سال ته‌نشین می‌شوند و پس از دیاژنز لایه‌های رسوبی جدید روی لایه‌های پیشین را می‌گیرند. بنابراین، بیشتر سنگ‌های رسوبی به صورت لایه‌هایی شکل می‌گیرند که چینه نامیده می‌شوند.

چینه‌هایی که در زیر ژرفا هستند کهن‌ترند، زیرا لایه‌های جدیدتر روی آن‌ها شکل می‌گیرند. سنگ‌های رسوبی به دلیل وجود آثار فسیلی، کلید با ارزشی را در رابطه با تاریخچه زمین ارائه می‌دهند.

تقسیم‌بندی محیط‌های رسوبی

محیط رسوبی به بخشی از سطح کره‌زمین گفته می‌شود که دارای ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مخصوص به‌خود است و با محیط‌های اطراف خود فرق می‌کند؛ برای مثال می‌توان به محیط‌های کویری‌، رودخانه‌‌های دلتایی و غیره اشاره کرد.

به مجموعه صفات سنگ‌شناسی و فسیل‌شناسی یک سنگ که در نتیجه رسوبگذاری محیط خاصی حاصل شده باشد، رخساره می‌گویند.

محیط‌های رسوبی را می‌توان بر اساس موقعیت جغرافیایی آن‌ها، به ۳ دسته اصلی تقسیم‌بندی کرد

محیط‌های غیردریایی یا قاره‌ای

رسوبات این محیط‌ها در سطح قاره‌ها و بالاتر از سطح آب دریاها برجا گذاشته می‌شوند. مهم‌ترین محیط‌های قاره‌ای شامل محیط‌های یخچالی، بادزن آبرفتی، رودخانه‌ای‌، کویری و دریاچه‌ای است.

محیط‌های رسوبی حدواسط

رسوبات محیط‌های حدواسط در سواحل دریاها و در حد فاصل بین دریا و خشکی برجا گذاشته می‌شود. مهم‌ترین محیط‌های حدواسط‌ شامل دلتاها‌، پهنه‌های جزر و مدی و جزایر سدی است.

محیط‌های رسوبی دریایی

محیط‌های دریایی در زیرِ آب دریاها قرار دارد و به ۲ بخش مناطق کم‌ژرف و ژرف تقسیم می‌شوند. در محیط‌های دریایی‌، تمامی رسوبات آواری و کربناتی که در مناطق ژرف و کم‌ژرف دریا برجا گذاشته می‌شوند و همچنین ریف‌ها، مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرند.

محیط‌ دریایی کم‌ژرف که تا ژرفای ۲۰۰ متر گسترش دارد و فلات قاره را می‌پوشاند، دارای رسوبات ریز دانه‌آواری و رسوبات شیمیایی و آثار و بقایای فراوان موجودات دریایی است.

در محیط‌های دریایی ژرف که در ژرفای بین ۲۰۰ تا ۲۰۰۰ متر قرار دارند و دربرخی حوضه‌ها تا ۴۰۰۰ متر نیز می‌رسد، به علت سردی و تاریکی نسبی آب و کمبود مواد غذایی، جانداران کمتری دیده می‌شود. رخساره‌های این محیط از ذرات بسیار ریزآواری و شیمیایی با ضخامت کم تشکیل شده و نوع رسوبات بیشتر از لجن‌های آلی و غیرآلی است.

سنگ‌زایش (Diagenesis)

تمامی رویدادهایی که پس از رسوبگذاری در رسوبات رخ می‌دهد، در قلمرو دیاژنز قرار می‌گیرند. این فرآیندهای زمین شناختی تا آستانه دگرگونی ادامه دارد (دمای ۱۵۰۹ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد و فشار زیاد).

فرآیند دیاژنز به اتصال دانه‌های رسوبات به هم و تشکیل سنگ رسوبی منجر می‌شود و به عوامل مختلفی از جمله نوع رسوبات وموقعیت جغرافیایی و غیره بستگی دارد. در روند دیاژنز، ویژگی‌های فیزیکی مانند تخلخل، تراوایی، چگالی و ویژگی‌های شیمیایی رسوب، مانند تغییر شوری، Ph، Eh و شیمی آب‌های منفذی، انباشتگی و جابه‌جایی نفت و گاز، دستخوش تغییرات شگرفی می‌شود.

● عوامل موثر در دیاژنز

– دما: با افزایش ژرفا، دما نیز افزایش می‌یابد و موجب تسریع واکنش‌های شیمیایی و نیز خشک شدن رسوبات می‌شود.

– فشار: وزن طبقات بالایی، مهم‌ترین عامل فشار است که نقش زیادی در سخت شدن رسوبات دارد. بدین ترتیب که موجب بیرون رفتن آب و خشک شدن رسوبات، همچنین کاهش فضای بین دانه‌ها و فشردگی آن‌ها می‌شود.

– از دست دادن آب: از دست دادن آب، علاوه بر دلایل دما و فشار در طبقات زیرین، ممکن است در سطح زمین نیز روی دهد.

– سیمانی شدن: با گذر آب از میان درز و شکاف‌ها و دانه‌های رسوبی، مواد محلولی از آن به جا می‌ماند که می‌توانند مانند سیمان دانه‌های رسوب را به هم پیوند دهند.

– بلوری شدن دوباره: در این حالت تغییرشیمیایی صورت نمی‌گیرد بلکه با پایدار شدن بلورهای ناپایدار و پر شدن سوراخ‌ها و شکاف‌های میان دانه‌ها همراه است. برای مثال صدف جانداران دریایی به صورت بلورهای کانی آراگونیت است، اما پس از مرگ جاندار به صورت بلورهای کانی کلسیت در می‌آید که پایدارتر است.

– واکنش‌های آلی: در این تغییرات با دخالت باکتری‌ها در کنار عوامل دیگری چون دما و فشار، کانی‌هایی مانند دولومیت و پیریت شکل‌می‌گیرند. همچنین نفت و زغال‌سنگ نیز به همین ترتیب شکل می‌گیرند.

-زمان: برای تشکیل سنگ، همه عوامل بالا نیاز به سپری شدن زمان بسیار طولانی دارند.

۱-۱-سنگ‌های رسوبی

همان‌گونه که بیان شد سنگ‌های رسوبی بر اثر فرآیند دیاژنز در رسوبات آواری، ته‌نشست‌های محلول‌های اشباع یا اجتماع بقایای موجودات به وجود می‌آیند. بنابراین می‌توان آن‌ها را به ۳ دسته کلی تقسیم کرد:

۱-۱-۱- سنگ‌های رسوبی آواری

بیشترین نوع سنگ‌های رسوبی هستند که بر اثر سیمان‌شدگی آبرفت‌ها (قطعات و ذرات سنگ‌های قدیمی‌تر) به‌وجود می‌آیند. این سنگ‌ها در مطالعه فرایندهای زمین شناختی بر اساس اندازه دانه‌ها و ویژگی‌های آن‌ها تقسیم بندی می‌شوند.

ذرات آواری با قطر بزرگ‌تر از ۲ میلی‌متر، گراول (دانه‌های قلوه‌سنگ، ریگ و شن)، با قطر ۲ تا ۰۶۲۵ /۰ میلی‌متر، ماسه و با قطر کمتر از ۰۶۲۵/ ۰ میلی‌متر، گل (ذرات سیلت و رس) نامیده می‌شوند. از انواع گراول‌ها می‌توان به کنگلومرا، از انواع ماسه به ماسه‌سنگ و از انواع گل می‌توان به شیل، سیلت و رس اشاره کرد.

برخی از انواع متداول سنگ‌های رسوبی آواری عبارتند از:

کنگلومرا: بر اثر سیمان‌شدگی ذرات دانه درشت گرد در سیمانی از جنس سیلیس و رس تشکیل می‌شوند. گردشدگی خوب دانه‌ها، نشان‌دهنده حمل آن‌ها در مسافت‌های طولانی در جریان‌های سریع آب‌های جاری و امواج است که موجب فرسایش و گرد شدن خوب دانه‌ها شده‌اند. در صورتی که دانه‌ها هم‌چنان زاویه‌دار باشند، سنگ بِرِش نامیده می‌شود.

ماسه‌سنگ: از سیمانی شدن دانه‌هایی در اندازه ماسه تشکیل می‌شود که با توجه به نوع سیمان و ناخالصی‌های آن دارای رنگ‌های مختلفی است. کوارتز از کانی‌های اصلی ماسه‌سنگ است و در محیط‌های مختلف رسوبی از جمله ساحل دریا، تلماسه‌ها، دلتاها و دشت‌های سیلابی تشکیل می‌شوند. سطح ماسه‌سنگ به دلیل وجود کوارتز معمولا زبر است.

شیل: در محیط‌های رسوبی با حرکت آهسته آب‌ها مانند دریاچه‌ها، دریاهای کم‌ژرف و مرداب‌ها از ذرات دانه‌ریز رس تشکیل می‌شود. این سنگ فشردگی و استحکام ندارد و به راحتی خرد می‌شود. رنگ آن نیز بستگی به ناخالصی‌های درون آن دارد، کلسیت موجب روشن شدن، آهن موجب قرمز شدن و مواد آلی موجب خاکستری تا سیاه شدن آن می‌شوند. شیل‌ها به دلیل وجود کانی‌های رسی ورقه‌ای معمولا به صورت مدادی خرد می‌شوند.

۱- ۱ -۲-سنگ‌های رسوبی شیمیایی:

مجموعه‌ای از بلورهایی هستند که خودشان به هم متصل شده‌اند. این بلورها محلول در آب بوده‌اند و با رسوب کردن سنگ‌های رسوبی شیمیایی را تشکیل می‌دهند. در مطالعه فرایندهای زمین شناختی سنگ‌های رسوبی شیمیایی به دو دسته سنگ‌های آهکی و سنگ‌های تبخیری تقسیم می‌شوند.

سنگ آهک شیمیایی: قابلیت انحلال کربنات کلسیم در آب، بستگی به میزان دی‌اکسیدکربن آن دارد. در شرایطی که میزان دی‌اکسید کربن آب کاهش می‌یابد مانند گرم شدن، کاهش فشار و آشفتگی آب، میزان انحلال کربنات کلسیم نیز در آب کاهش می‌یابد و در نتیجه رسوب‌می‌کند و سنگ‌های آهکی را به‌وجود می‌آورد.

از جمله این نوع سنگ‌های آهکی می‌توان به ستون‌ها، استالاکتیت‌ها و استالاگمیت‌های درون غارها و نیز سنگ تراورتن که در دهانه‌ چشمه‌های آب گرم تشکیل می‌شود، اشاره کرد. در دهانه چشمه‌های آب گرم که حاوی کربنات کلسیم هستند، با رسیدن آب به سطح زمین و کاهش دما و فشار آب و همچنین آشفتگی آب، دی‌اکسید کربن آب متصاعد شده و در نتیجه کربنات کلسیم به شکل سنگ تراورتن رسوب می‌کند.

سنگ‌های تبخیری: در محیط‌هایی مانند کولاب‌ها و دریاچه‌ها که میزان تبخیر آب از میزان آب‌های ورودی بیشتر است، پس از اشباع آب بر اثر تبخیر، کانی‌هایی مانند گچ و نمک ته‌نشین می‌شوند و سنگ‌های تبخیری را ایجاد می‌کنند. با ته‌نشست نمک، سنگ نمک تشکیل می‌شود که با مزه بسیار شور آن قابل تشخیص است.

با ته‌نشینی گچ نیز، سنگ ژیپس (سنگ گچ آبدار) تشکیل می‌شود. این سنگ با ناخن خط بر می‌دارد. سنگ گچ بی‌آب، متراکم بوده و به رنگ سفید تا خاکستری است و اَنیدریت نامیده می‌شود.

دولومیت: با عبور محلول‌های سرشار از منیزیم از سنگ‌های آهکی، منیزیم جانشین بخشی از کلسیم می‌شود و سنگ دولومیت را به وجود می‌آورد. دولومیت از آهک تیره‌تر است و هنگامی‌که می‌شکند در سطح تازه آن بوی گوگرد به مشام می‌رسد.

چرت: بر اثر رسوب سیلیس محلول در آب، سنگ چرت ایجاد می‌شود که دارای کانی سیلیس به صورت بسیار ریزدانه و متراکم است که پس از شکستن لبه‌های تیزی دارد، بنابراین انسان‌های اولیه از آن برای ساخت ابزار استفاده می‌کردند. چرت‌های آلی بر اثر تجمع پوسته‌های سیلیسی جاندارن شکل می‌گیرند.

۱- ۱ -۳-سنگ‌های رسوبی آلی:

سنگ‌های رسوبی هستند که بر اثر فعالیت جانوران به وجود می‌آیند.

سنگ آهک آلی: در آب‌های کم‌ژرف و استوایی که جانوران و گیاهان زیادی در آب زندگی می‌کنند، بر اثر تجمع اسکلت و پوسته آهکی جانداران در کف حوضه، این سنگ شکل می‌گیرد.

زغال‌سنگ: نوعی سنگ رسوبی است که از بقایای گیاهان خشکی به وجود می‌آیند. در مناطق مردابی با تجمع گیاهان روی هم و در شرایط کمبود اکسیژن، مواد به صورت تجزیه نشده زیر رسوبات مدفون می‌شوند. با افزایش وزن طبقات بالایی و افزایش گازهایی مانند دی‌اکسیدکربن، ماده قهوه‌ای رنگی به نام تورب ایجاد می‌شود. با ادامه این فرآیند زمین شناختی به ترتیب لیگنیت، زغال‌سنگ قیری و آنتراسیت تشکیل می‌شوند.

۱- ۲-ساختار‌های رسوبی:

شامل اشکالی هستند که در توده‌های سنگ‌های رسوبی وجود دارند و از نظر اندازه از اجزای تشکیل دهنده سنگ بزرگ‌ترند. این ساختار‌ها به ۲ گروه اولیه و ثانویه تقسیم می‌شوند.

۱-۲-۱-ساختار‌های رسوبی اولیه

در بررسی ساختار‌های رسوبی دو اصل بسیار مهم وجود دارد که باعث می‌شود تا شرایط تشکیل سنگ‌ها و تغییرات حوضه را در گذشته بررسی کنیم و همچنین در تعیین سن نسبی سنگ‌ها هم کمک می‌کنند. اولین آن‌ها، اصل “افقی بودن اولیه طبقات” (Horizontality) است. بدیهی است که هنگام رسوبگذاری به دلیل جاذبه زمین، رسوبات و ذرات معلق به صورت عمودی حرکت کرده و در کف حوضه رسوب می‌کنند. بنابراین همواره لایه‌های رسوبی در ابتدا به صورت افقی شکل می‌گیرند. هر چند که این طبقات افقی ممکن است پس از تشکیل بر اثر حرکات زمین‌ساختی از حالت افقی خارج شوند. اصل دیگر، اصل “روی هم قرار گرفتن طبقات” (Superposition) است که بیان می‌کند که در توالی لایه‌های رسوبی، قدیمی‌ترین لایه در زیر و جدیدترین لایه در بالا قرار می‌گیرد. یعنی طی رسوبگذاری لایه‌های اولیه رسوب در زیر و لایه‌های بعدی به ترتیب روی آن‌ها قرار …

-لایه‌بندی تدریجی (Graded-bedding)

در این نوع لایه‌بندی اندازه ذرات رسوبی به صورت تدریجی از پایین به بالا کم می‌شود. این نوع لایه‌بندی معمولا در محیط‌های توربیدایتی (آشفته) شکل می‌گیرد.

– نهشته‌های فصلی یا سالچینه (Varves): لایه‌بندی‌های نازک و تیره و روشنی هستند که به طور سالیانه در فرایندهای زمین شناختی رسوب کرده‌اند و بیشتر در رسوبات دریاچه‌ای یخچالی دیده می‌شوند. در تابستان با ذوب یخ‌ها حجمی از رسوبات وارد دریاچه می‌شود و رسوب می‌کنند؛ اما در زمستان‌ها با یخ زدن دریاچه تنها رسوبات ریزدانه در آن رسوب می‌کنند.

● ریپل مارک (Ripple mark):

ساختار‌های موجی شکلی هستند که بر اثر حرکت امواج آب یا حرکت باد روی سطوح ماسه‌ای ایجاد می‌شوند. ریپل‌مارک‌ها به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسیم می‌شوند.

در نوع متقارن، حرکت امواج به صورت رفت و برگشت بوده، مانند رفت و برگشت موج در سواحل، اما در نوع نامتقارن جهت حرکت از یک سو بوده و با کندن مواد از روی سوی کم‌شیب‌تر آن‌ها را روی یال پرشیب‌تر انباشته کرده است.

بنابراین به عنوان یکی از فرایندهای زمین شناختی ، ریپل‌مارک‌های نامتقارن می‌توانند نشان‌دهنده جهت حرکت امواج در گذشته باشند.

● ترک‌های گلی (Mud crack): ذرات دانه‌ریز (رسی) پس از رسوبگذاری، مقدار زیادی آب در خلل و فرج خود دارند. با خارج شدن رسوبات از آب و قرارگرفتن در معرض هوا، آب کم‌کم از لبه‌های لایه شروع به تبخیر می‌کند. بنابراین براثر تبخیر و انقباض و کشش در سطح لایه، روی رسوبات ترک‌هایی ایجاد می‌شود که به آن‌ها در زمین شناختی ترک‌های گلی می‌گویند.

این ترک‌ها رسوبات را به شکل قطعات چند ضلعی درمی‌آورند.

●ساختار‌های وزنی (Load structure): هنگامی‌که رسوبات ماسه‌ای روی رسوبات دانه‌ریز نرم، مانند رسوبات گلی قرار می‌گیرند، بر اثر اختلاف وزن لایه‌ها در سطح زیرین، لایه‌های ماسه‌ای ساختار‌های وزنی شکل می‌گیرند.

● استروماتولیت (Stromatolite): استروماتولیت‌ها کهن‌ترین سنگواره‌های جهان هستند که در تولید اکسیژن جو نقش موثری داشته‌اند. استروماتولیت‌ ها نهشته‌های لایه‌ای عموما از جنس آهک هستند که در محیط‌های رسوبی کم‌ژرفا، شور و با نور خورشید فراوان بر اثر فعالیت جلبک‌های سبز- آبی ایجاد شده‌اند.

سازوکار تشکیل استروماتولیت‌ها بدین صورت است: سیانوباکتری‌ها از آب، دی‌اکسید‌کربن و نور خورشید جهت تهیه غذا استفاده می‌کنند و محصول دوگانه این جریان اکسیژن و کربنات کلسیم (آهک) است که به صورت لایه‌ای از لعاب تشکیل می‌شود و دارای حالت چسبندگی است.

این لعاب همراه با حالت رشته‌ای جلبک‌ها، باعث به تله‌افتادن و محصورشدن ذرات رسوبی شده و تکرار این عمل باعث ایجاد استروماتولیت می‌شود. در نتیجه این ساختارها، تناوبی از لایه‌های تیره غنی از مواد آلی با لایه‌های روشن غنی از رسوب تشکیل می‌شوند.

استروماتولیت‌ها روی کره زمین در دوره پرکامبرین فراوان بوده و بهترین ارگانیسم سازنده این دوران هستند. امروزه استروماتولیت‌های عهدحاضر در مناطق گرم، مرطوب و آب‌های شور و محیط‌هایی چون سواحل جنوبی خلیج‌فارس، باهاماس و استرالیا دیده می‌شوند.

۱- ۲-۲-ساختار‌های رسوبی ثانویه:

این ساختار‌ها در سنگ‌های رسوبی پس از فعالیت رسوب‌گذاری و بر اثر فرآیندهای سنگ‌زایش (انحلال و رسوبگذاری مجدد) ایجاد می‌شوند. برخی از این ساختار‌ها در زمین شناختی عبارتند از:

● کنکرسیون (Concretion): ساختار‌های کروی غیرآلی هستند که در داخل سنگ‌های رسوبی دیده می‌شوند. در کنکرسیون‌ها، رسوبات به شکل لایه‌های متحدالمرکز در اطراف یک هسته که ممکن است ذرات آواری سنگ‌ها، سنگواره یا کانی‌ باشد، رسوب کرده‌اند.

● گرهک (Nodule): سنگ‌های گرد شده‌ای مانند کنکرسیون هستند که هسته مرکزی ندارند و ساختار داخلی آن‌ها نظم و ترتیب خاصی ندارد.
● ژئود (Geode): ساختار‌های تقریبا کروی شکلی هستند که درون آن‌ها یک حفره وجود دارد. اغلب ژئودها با بلورهای زیبای کوارتز، کلسیت و دولومیت پر شده‌اند که به تدریج درون آن رشد کرده‌اند.

●استیلولیت (Stylolites): سطوح نامنظم و دندانه‌مانندی هستند که بر اثر انحلال حاصل از فشار در سنگ‌های رسوبی به ویژه سنگ‌های آهکی و دولومیتی دیده می‌شوند.

۱ -۳-چشمه (Spring):

چشمه، محل خروج آب از داخل زمین به روی سطح است. میزان آب خروجی چشمه‌ها در فصول مختلف سال متفاوت است.

انواع چشمه‌ها:

●چشمه‌های جریانی: چشمه‌هایی هستند که از لایه‌های سست رسوبی، درز و شکاف‌ها و گسل‌ها به سطح راه یافته و جریان می‌یابند.
● آبفشان‌ها: آب در این سامانه تحت فشار است و هنگامی که به سطح زمین راه پیدا می‌کند از مخزن به خارج فوران می‌کند.

●چشمه‌های آب گرم: معمولا این چشمه‌ها با فعالیت‌های آتشفشانی در ارتباطند و بنابراین در نواحی آتشفشانی دیده می‌شوند. این چشمه‌ها برای درمان بیماری‌های مختلف و تسکین درد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

● چشمه‌های آب معدنی: بیشتر چشمه‌ها حاوی مواد معدنی مختلف به‌شکل محلول هستند. با خروج آب وکاهش فشار روی آن، معمولا مواد معدنی از آب جدا شده و در اطراف چشمه رسوب می‌کنند، مانند چشمه‌های تراورتن.

بسیاری از چشمه‌ها ترکیبی از انواع بالا هستند.

۱ -۴-گل‌فشان (Mud volcano):

گل‌فشان پدیده‌ای است که در آن گل‌ ولای به همراه گاز از طریق چند دهانه از زیر به سطح زمین فوران می‌کند. با انباشته شدن گل‌های خارج شده در اطراف دهانه، کم‌کم مخروط‌های گل‌فشانی شکل می‌گیرند.

دو عامل پیدایش گل‌فشان‌ها به شرح زیر است:

– فشارهای زمین‌ساختی؛ این گل‌فشان‌ها دارای روانه‌های گلی سرد هستند.
– مرتبط با آتشفشان‌ها، این نوع گل‌فشان‌ها دارای روانه‌های گلی داغ هستند.

رس‌ها بر اثر آب‌گیری افزایش حجم پیدا می‌کنند؛ در نتیجه اگر در لابه‌لای لایه‌هایی غیرقابل نفوذ محصور شده باشند، باید راهی برای خروج از لایه‌های تحت فشار ناشی از افزایش حجم، بیابند.

با خارج شدن گل از لایه‌های محصورکننده و ریختن روی سطح زمین، حجم ماده رس آب‌دار دفن شده کاهش یافته، در نتیجه فشار حاصل از افزایش حجم، کاهش می‌یابد.

البته این پدیده زمین شناختی با ادامه تدریجی آب‌گیری و افزایش حجم و در نتیجه افزایش فشار به صورت مداوم ادامه می‌یابد و مخروط گل‌فشان را به وجود می‌آورد. با این همه نمی‌توان منشا و چگونگی تشکیل تمام گل‌فشان‌ها را یکسان توضیح داد و هر منطقه گل‌فشانی، ساختار و شرایط خاص خود را دارد.

وجود این پدیده در هر منطقه ممکن است نشانه فعالیت زمین‌ساختی آن منطقه باشد و بنابراین احتمال زمین‌لرزه وجود دارد که این امر باید در احداث سازه‌های عمرانی لحاظ شود.

ترکیبات بعضی گل‌فشان‌ها از نظر زمین شناسی تا حدی مشخص‌کننده وضعیت درونی زمین از لحاظ وجود منابع آب و نفت و سایر مشتقات هیدروکربنی درجهت اقتصادی است. همچنین گل موجود در گل‌فشان‌ها استفاده‌های دارویی متعدد دارد و در درمان بیماری های مختلف همچون دردهای رماتیسمی، کوفتگی و خستگی عضلانی و بیماری‌های پوستی و قارچی انسان و حیوان موثر است.

گل‌فشان‌های ایران اکثرا در جلگه ساحلی دریای عمان در جنوب استان سیستان و بلوچستان، استان هرمزگان و در شمال استان گلستان در شهرستان آق‌قلا واقع شده‌اند.

تعدادی از آن‌ها فعالند و فعالیت آن‌ها در فصول مختلف سال با تغییراتی همراه است، به‌طوری‌که گاهی یک گل‌فشان فعال، ممکن است غیرفعال شود و بالعکس.

از گلفشان‌های ایران می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

– گل‌فشان‌های جلگه ساحلی عمان:

گل‌فشان‌ها جنوب‌خاور ایران حاصل فرورانش صفحه اقیانوسی عمان به زیر صفحه ایران هستند و گواه خاستگاه زمین‌ساختی آن‌ها گل سردی است که از دهانه آن‌ها خارج می‌شود. از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به گل‌فشان تنگ، ناپک و پیرگل اشاره کرد.

-گل‌فشان‌های کرانه دریای کاسپین:

قارنیارخ در خاور گمیشان، نفتلیجه در شمال خاور گمیشان و اینچه در کنار تالاب اینچه‌برون گل‌فشان‌های معروف استان گلستان هستند و همگی با خروج گاز، آب حاوی کلرید‌سدیم و موادنفتی آروماتیکی فعال هستند.

۱ -۵- رخنمون سازندها:

اصلی‌ترین واحد سنگ چینه‌ای سازند (Formation) نامیده می‌شود و عبارت است از: مجموعه سنگ‌هایی که در شرایط کم و بیش مشابه در حوزه رسوبی و در زمان معین تشکیل شده‌اند و مرز آن‌ها با واحدهای سنگی پایین و بالایی مشخص و ضخامت آن قابل نقشه برداری است.

گاهی رخنمون این سازندها در یک ناحیه بسیار مشخص و کامل است؛ به طوری‌که ارزش زیبایی‌شناختی و علمی زمین شناختی آن‌ها باعث جذب گردشگران و زمین‌شناسان می‌شود.

۱ -۶-بادزن آبرفتی (Alluvial fan):

یکی از پدیده های زمین شناختی رسوباتی هستند که به شکل مخروط در دامنه کوه‌ها بر جا گذاشته می‌شوند. راس این مخروط به سمت بالای کوه و قاعده آن روی دشت، پای کوه قرار دارد.

هر چه از راس مخروط به سمت قاعده آن پیش می‌رویم؛ از ضخامت و اندازه رسوبات و همچنین شیب بادزن آبرفتی(مخروط‌افکنه) کاسته و به وسعت آن افزوده می‌شود. بادزن‌های آبرفتی به‌طورمعمول براثر سیلاب‌های کوهستانی شکل می‌گیرند.

بادزن‌های آبرفتی از نظر منابع آب‌های زیرزمین مهم هستند؛ زیرا مرکز تجمع آب‌های زیرزمینی هستند و همچنین آب‌های وارده به رسوبات بادزن آبرفتی، مخازن آب‌های زیرزمینی درون حوضه رسوبی را تغذیه می‌کنند.

۱ -۷-تپه‌های ماسه‌ای (Sand dune):

ذرات ماسه‌ای پس از فرسایش و حمل توسط باد و رسوب‌گذاری، تشکیل تپه‌های ماسه‌ای را می‌دهند. تپه‌های ماسه‌ای زمین شناختی دارای ابعاد و اشکال متفاوتی هستند که نتیجه کنش عوامل گوناگون در طول زمان هستند.

تپه‌های ماسه‌ای کوچک، به‌سرعت می‌توانند از بین بروند؛ ولی تپه‌های بزرگ که به حالت تعادل رسیده‌اند هزاران سال می‌توانند پایدار باقی بمانند.

به منطقه وسیعی که شامل توده‌ای از تپه‌های ماسه‌ای و عاری از پوشش گیاهی باشد، ارگ (ERG) می‌گویند.

۱ -۸- نبکا (Nebka):

نبکا با فرسایش ماسه‌ها توسط باد و رسوب‌گذاری آن‌ها در پای بوته گیاهان به وجود می‌آید. با رشد گیاهان، این تلماسه بزرگ‌تر می‌شود. به این تلماسه‌ها نبکا می‌گویند. به نبکاهای بزرگ رِبدو گفته می‌شود.

۱- ۹- مِآندر (Meander):

مِآندر یکی از اشکال مهم فرسایش رودخانه‌ای در علم زمین شناسی است و به پیچ و خم‌های رودخانه در طی مسیر گفته می‌شود.

دلیل تغییر مسیر آب در حرکت مستقیم، وجود ناهمواری‌هاست. با پیچش رودخانه بر اثر این ناهمواری‌ها فرسایش آبی در سوی مجرای رود بیشتر شده و در سمت دیگر رسوبگذاری صورت می‌گیرد. با ادامه این روند میزان خمیدگی رود بیشتر و بیشتر می‌شود…

فرآیندهای فرسایش و هوازدگی

فرسایش و هوازدگی (Erosion & Weathering) نقش زیادی در شکل‌گیری فرم‌ زمین و همچنین بسیاری از پدیده‌های زمین‌شناسی دارند.

این پدیده‌ها به‌طور معمول جذاب و موردتوجه طبیعت‌گران و زمین‌شناسان هستند.

پدیده‌هایی مانند دره‌ها، آبشارها، ریخت‌های بیابان‌ها، غارها و بسیاری از دیگر پدیده‌های جذاب زمین‌شناختی بر اثر این عوامل شکل می‌گیرند.

● فرسایش فرآیندی است که طی آن ذرات خاک و سنگ از بستر خود کنده و جدا شده و به کمک آب، باد یا یخچال‌ها، به مکانی دیگر حمل می‌شوند.

عوامل فرسایش

• باد: باد هنگامی‌که ذرات معلق شن یا خاک را همراه خود حمل می‌کند، موجب ساییده شدن سخت‌ترین صخره‌ها نیز می‌شود.
• آب: جریان‌های آب مانند باران، جویبارها، رودخانه‌ها، امواج دریا و دریاچه‌ها، ذرات سنگ را به صورت رسوب جداکرده و با خود حمل می‌کند.
• یخچال: قدرت فرسایشی یخچال‌های طبیعی بزرگ، بسیار زیاد است. حرکت آن به سمت پایین دامنه، باعث فرسایش دره به شکل U می‌شود.

هوازدگی: شامل از هم پاشیدن سنگ‌ها و تجزیه آن‌ها در سطح یا نزدیک سطح زمین است.

در واقع ۲ نوع هوازدگی وجود دارد:

هوازدگی مکانیکی و شیمیایی. اما در عمل این دو در طبیعت همزمان باهم عمل می‌کنند.

• هوازدگی مکانیکی: براثر این فرآیند زمین شناختی ، سنگ‌ها به قطعات کوچک‌تر خرد می‌شوند. از جمله عوامل این نوع هوازدگی می‌توان به یخبندان، برداشته شدن بار فوقانی (کاهش فشار)، انبساط حرارتی و فعالیت موجودات زنده اشاره کرد.
• هوازدگی شیمیایی: در این نوع هوازدگی ساختار داخلی سنگ‌ها و کانی‌ها بر اثر نفوذ آب و کاهش یا افزایش عناصر تغییر می‌کند.

پدیده‌های فرسایشی

همان‌گونه که پیشتر بیان شد؛ فرسایش فرآیندی است که طی آن ذرات خاک و سنگ از بستر خود کنده و جدا شده و به مکان دیگری حمل می‌شوند.

عوامل فرسایش آب، باد و یخچال‌ها هستند. در زیر برخی از این زمین‌ریخت‌ها معرفی شده‌اند:

۲ -۱-بدبوم (Badland)

فرسایش بدبوم یا هزاردره‌ای، در زمین‌هایی که نسبت به فرسایش بسیار حساس هستند و زود تحت‌تاثیر فرسایش قرارمی‌گیرند، دیده می‌شوند.

در این مناطق آب‌های جاری با گذر از روی این زمین‌ها شیارهایی به ژرفای تقریبا یک متر در کنار هم ایجاد می‌کند. این زمین‌ریخت‌ها نشان‌دهنده حجم زیاد فرسایش در منطقه هستند.

۲-۲-دره (Valley)

دره به منطقه‌ای باریک بین ۲ دیواره شیب‌دار گفته می‌شود که به‌طورمعمول یک رودخانه در کف آن جریان دارد.

مهم‌ترین عامل تشکیل این پدیده زمین شناختی فرسایش به وسیله جریان رودخانه یا حرکت یخ‌رود‌ها در زمین‌های مسطح یا شیار بین کوه‌هاست؛ اما عوامل دیگری مانند فعالیت‌‌های زمین‌ساختی نیز در تشکیل دره‌ها موثرند. دره‌های بسیار باریک و عمیق با‌عنوان تنگه شناخته می‌شوند.

۲ -۳-آبشار (Water fall)

آبشار یکی از پدیده‌های بسیار زیبای زمین شناختی است که در آن آب یک رودخانه از یک ارتفاع با سرعت زیاد به پایین یک دره یا دامنه فرومی‌ریزد.

در مسیر یک رودخانه، سنگ‌های بستر رود، به‌آرامی فرسایش می‌یابند.

اما گاهی توده‌ای از سنگ‌های سخت در مسیر رودخانه قرار دارد که به راحتی فرسایش پیدا نمی‌کنند.

با حرکت آب و فرسایش بخش‌های سست‌تر و نرم‌تر در بستر رودخانه، توده سخت باقی می‌ماند و در محل برخورد دو توده سنگی آبشار تشکیل می‌شود.

بدین ترتیب که با فرسایش و خالی شدن بخش‌های نرم‌فرساتر، توده سخت به شکل یک پیشانی باقی می‌ماند و موجب فروریختن آب جاری از بالا به پایین‌دست می‌شود.

بخش‌های نرم‌فرساتر با مرور زمان و سقوط دائمی آب به روی آن‌ها، هرچه بیشتر فرسایش می‌یابند و ارتفاع آبشار بیشتر و بیشتر می‌شود.

گاهی نیز فعالیت‌های زمین‌ساختی و ایجاد ارتفاعات به دلایلی از جمله برخاستگی‌ها و حرکت گسل‌ها، در تشکیل آبشار موثرند.

البته در بیشتر موارد فعالیت‌های زمین‌ساختی و فرسایشی به کمک یکدیگر در شکل‌گیری آبشارها نقش دارند.

آبشارها ممکن است دائمی یا فصلی باشند، یعنی تنها در برخی فصول سال آب داشته باشند.

۲ -۴-کارست‌ (Karst)

بر اثر انحلال در سنگ‌ها به ویژه در سنگ‌های کربناته، اشکالی مانند حفرات و غارها، رو یا زیر سطح زمین ایجاد می‌شوند که به آن‌ها پدیده‌های کارستی می‌گویند.

برای شکل‌گیری کارست‌ها باید سنگ‌هایی که قابلیت انحلال دارند در جریان آب قرار گیرند.

مناطق کارستی به طورمعمول به صورت کارستی دیده می‌شوند؛ زیرا آهک به هیچ وجه بر اثر عوامل تخریب به خرده‌سنگ‌های کوچک و ریز تبدیل نمی‌شود و تنها انحلال در این سنگ‌ها موثر است.

آب اگر حاوی مقداری گاز کربنیک باشد، با نفوذ درون درز و شکاف درون سنگ‌های آهکی و حل شدن کربنات کلسیم و کربنات منیزیم در آب، گسترش می‌یابند.

آب وارد شده به کارست، توسط چندین چشمه از آن خارج می‌شود که به آن‌ها چشمه‌های کارستی می‌گویند.

اهمیت کارست‌ها در وجود منابع آب، منابع هیدروکربنی در کارست‌های کربناته و منابع نقره، سرب و روی و بوکسیت در این مناطق است.

اشکال مختلف کارست‌ها عبارتند از:

●دره‌های کارستی:

دره‌های عمیق و طویلی هستند که در بستر آن‌ها آب جاری است و در نواحی کارستی فراوان دیده می‌شوند. دیواره‌های این دره‌ها به‌طورمعمول عمودی هستند.

●لاپیه (Lapiez):

این پدیده های زمین شناختی شیار یا بریدگی‌هایی هستند که روی سنگ‌های آهکی بر اثر آب موجود در خاک روی سطوح آهکی که با اسید کربنیک همراه است ایجاد می‌شوند.

●آون (Aven):

حفره بزرگی به شکل قیف وارونه است که سوراخ آن به صورت یک حفره باریک به سطح پهنه آهکی باز می‌شود.

در سقف و کف آن رسوبات آهکی به شکل‌های مختلفی مانند استالاگتیت، استالاگمیت، ستون‌های آهکی، رسوبات آهکی و کلسیتی به شکل گل‌کلم و غیره تشکیل می‌شوند.

●دولین (Doline):

این پدیده های زمین شناختی حفره‌های بیضی شکلی با دیواره‌های ناهموار و نامنظم بدون زاویه و اغلب دارای شیب تندی هستند که به صورت پرتگاه دیده می‌شوند. کف این گودی‌ها اغلب خاک رسی است که از تخریب سنگ‌های آهکی به وجود آمده و خاک زراعتی خوبی است.

●پولژه (Polje):

دشت‌های کارستیِ بسته‌ای هستند که دارای طول و عرض خیلی زیادند و کف مسطح‌ دارند. این دشت‌ها بسیار حاصل‌خیزند.

●غارهای کارستی:

غارهای کارستی حفره‌هایی هستند که به دلیل فرسایش در زمین‌های کارستی در زیر سطح زمین ایجاد شده‌اند. این نوع غارها مهم‌ترین و عمده‌ترین نوع غارها را تشکیل می‌دهند. در این غارها اشکال رسوبی کربناتی، مانند استالاکتیت و استالاگمیت دیده می‌شوند.

۲- ۵-دشت ریگی (Reg)

به دشتی با وسعت زیاد گفته می‌شود که ذرات دانه ریز آن توسط باد حمل شده و از آن خارج شده‌اند، اما دانه‌های درشت‌تر مانند ریگ و قلوه‌سنگ‌ها در دشت باقی مانده‌اند.

این دشت‌ها نشان دهنده فرسایش در مناطق بیابانی هستند.

۲ -۶-ساختارهای ستونی (Pillar Sructures)

پدیده‌های فرسایشی به شکل ستون‌های بلند هستند.

این پدیده‌ها بر اثر فرسایش بخش‌های نرم‌فرسا و باقی ماندن بخش‌های سخت‌تر مانند کنگلومرا و ماسه‌سنگ به‍‌وجود می‌آیند.

از جمله این ساختارها می‌توان به دودکش جن یا تخت‌دیو اشاره کرد.

۲- ۷-یاردانگ (Yardang) یا کلوت

یاردانگ یا کلوت، رشته‌های موازی از تپه‌ها و دالان‌هایی در بین آن‌ها هستند.

برای تشکیل آن‌ها فرسایش بادی و آبی در زمین‌های دانه‌ریز همراه با هم عمل می‌کنند.

به این صورت که با بارندگی‌های موقتی، حفره‌ها و چاله‌هایی ایجاد می‌شوند و سپس در نتیجه وزش بادهای شدید و مداوم این حفره‌ها وسیع‌تر شده و تشکیل بریدگی‌های طویل را می‌دهند.

جهت رشته‌ها بستگی به باد غالب منطقه دارد.

۲- ۸-اشکال و پیکره‌های فرسایشی

براثر گوناگونی جنس سنگ‌ها و تغییرات آب و هوا، گاه اشکال فرسایشی دیدنی در سنگ‌ها ایجاد می‌شوند.

برای شکل‌گیری برخی عوارض و پدیده‌های زمین شناختی، دو فرآیند رسوبی و فرسایش همزمان با هم عمل می‌کنند. برخی از انواع این پدیده‌ها در ادامه معرفی می‌شوند.

۳- پدیده‌های رسوبی-فرسایشی زمین شناختی

۳ -۱-غار(Cave)

غار به حفره‌ای به نسبت بزرگ که رو یا زیر زمین قرار گرفته باشد، گفته می‌شود.

غارها ممکن است به‌دلایل مختلف از جمله فرآیندهای فرسایش یا فعالیت‌های زمین‌ساختی یا مجموعه‌ای از این فرآیندها تشکیل شده باشند اما فرآیندهای فرسایشی و رسوبی نقش زیادی در تشکیل آن‌ها دارند.

همچنین ممکن است به صورت مصنوعی توسط بشر ایجاد شده باشند.

در درون غارها به ویژه در غارهای آهکی براثر فرآیندهای رسوبی، ریخت‌های زیبایی مانند استالاگمیت و استالاکتیت، ستون و فرم‌هایی مانند گل‌کلمی و مروارید دیده می‌شوند.

غارهای طبیعی را می‌توان به شکل زیر طبقه‌بندی کرد:

● غارهای کارستی:

غارها انواع مختلفی دارند؛ اما غارهای کارستی مهم‌ترین نوع غارها هستند و در مناطقی که جنس سنگ آن‌ها قابل حل شدن است، مانند سنگ آهک، سنگ گچ، دولومیت، نمک و غیره ایجاد می‌شوند.

مناطق آهکی از مستعدترین مناطق برای پیدایش غارهای آهکی هستند.

ترکیب آب‌های سطحی یا باران با دی‌اکسید‌کربن موجود در هوا یا لایه‌های بالاتر سطح زمین، تشکیل اسید کربنیک ضعیفی را می‌دهد.

با نفوذ این آب به درون درز و شکاف‌ها و توسعه آن‌ها، غار تشکیل می‌شود.

● غارهای فرسایشی:

عامل فرسایش نقش مهمی در شکل‌گیری و ایجاد این نوع از غارها دارد؛ عامل فرساینده می‌تواند جریان آب یا باد باشد.

از این نوع غارها می‌توان به غارهای درون سواحل دریاها اشاره کرد که بر اثر فرسایش امواج آب شکل می‌گیرند.

فرآیند فرسایش در تشکیل یا گسترش انواع غارها نقش مهمی دارد.

● غارهای زمین‌ساختی:

این غارهای صخره‌ای بر اثر فعالیت‌های زمین‌ساختی به ویژه فعالیت گسل‌ها ایجاد می‌شوند و به‌طورمعمول وسعت چندان زیادی ندارند؛ اما می‌توانند یک منشا اولیه برای تشکیل غارهای فرسایشی یا انحلالی باشند.

این غارها معمولا پیش از عملکرد فرایندهای فرسایش و انحلال، بدون غار نهشته هستند.

ورود به غارهای زمین‌ساختی فعال به‌دلیل ریزش‌های ناگهانی با خطراتی همراه است.

● غارهای آتشفشانی:

این نوع غارهای طبیعی براساس فعالیت‌های آتشفشانی به‌وجود می‌آیند.

وقتی گدازه‌های آتشفشانی در یک سراشیبی حرکت می‌کنند، سطح گدازه‌ها سرد و سخت می‌شود.

بخش داغ گدازه‌ها به حرکت خود در زیر پوسته سخت ادامه می‌دهد، اگر بیشتر گدازه‌های مایع از زیر پوسته خارج شوند، یک تونل به‌وجود می‌آید که این فضای توخالی غار را شکل می‌دهد.

● غارهای یخی:

ذوب شدن یخ، جریان آب و حرکت تدریجی توده‌های یخی در مناطق یخچالی باعث به‌وجود آمدن فضاهایی خالی در میان یخچال می‌شود که به آن‌ها غارهای یخچالی گفته می‌شود. یکی از ویژگی‌های این نوع غار، تغییر تدریجی شکل غار و ابعاد آن‌هاست.

۳ -۲-یخچال (Glacier)

یخچال‌ها توده‌های بزرگی از یخ و برف هستند که در مناطق با آب و هوای سرد و یخبندان تشکیل می‌شوند.

در این مناطق ریزش برف بیش از مقدار ذوب و تبخیر آن است.

یخ درون یخچال‌ها، یخ سنگواره نیز نامیده می‌شوند؛ زیرا از چند هزار تا چند میلیون سال قدمت دارند و ضخامت آن‌ گاه تا چندصدمتر نیز می‌رسد.

برف‌ یخچال‌ها بر اثر وزن خود به تدریج متراکم شده و بعد از مدتی به یخ تبدیل می‌شوند. سپس این یخچال‌ها به حرکت درمی‌آیند.

قدرت حمل یخچال‌ها بسیار بالاست و می‌توانند قطعات سنگی بسیار بزرگی همراه با قطعات سنگ‌های کف و دو طرف بستر خود را حمل کنند.

حمل این قطعات توسط یخچال‌ها باعث ساییدگی کف و بستر رودخانه‌ها می‌شوند.

به همین خاطر بستر یخچال و قطعات سنگ‌های همراه یخچال، اغلب صاف یا در سطح، خطوطی را نشان می‌دهند.

مواد آواری که به‌وسیله یخچال‌ها حمل می‌شوند مورن (Moraine) نام دارند.

۳-۳-پادگانه‌های رودخانه‌ای (River Terrace)

با فرسایش کف کانال رودخانه‌ها، سطوح فرسایشی مانند پادگانه یا تراس در دو سوی رودخانه و روی شیب دره تشکیل می‌شود.

با پایین رفتن سطح اساس دریاها، تغییرات آب‌وهوایی یا تغییرات زمین‌ساختی، سطح اساس رودخانه تغییر می‌کند و سطح آب پایین‌تر می‌رود.

رودخانه برای رسیدن به سطح اساس جدید، بستر خود را حفر می‌کند و سطح آب پایین‌تر می‌رود.

این تغییرات سطح اساس، پادگانه‌هایی را در دو سوی بستر رود شکل می‌دهند.

این نوشته به زودی به روز رسانی خواهد شد….

کلمات کلیدی: زمین شناختی چیست , زمین شناختی یعنی چه , زمین شناختی به انگلیسی , زمین شناختی تهران , عوامل زمین شناختی موثر بر سلامت انسان , تنوع زمین شناختی ایران , میراث زمین شناختی ایران , مخاطرات زمین شناختی , زمین شناسی چیست , زمین شناسی چلاجور , زمین شناسی چه تاثیری در کنکور دارد , زمین شناسی یازدهم گام به گام , زمین شناسی لرستان , زمین شناسی لامرد , زمین شناسی لواسان , زمین شناسی لالی , زمین شناسی لرزه , زمین شناسی جامع , زمین شناسی در کنکور , زمین شناسی در جدول , زمین شناسی دانشگاه تهران