وحید 0319
4th August 2012, 03:33 PM
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32382_1.jpghttp://esource.netne.net/Persian/images/32382_2.jpg 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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32388_1.jpg
http://esource.netne.net/Persian/images/32388_2.jpg
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32389_1.jpg
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32394_1.jpg
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. در صورت عدم حضور رنگ صورتي، دامنه رنگ‌ها از خاكستري روشن تا تيره و به طور عمده توسط نسبت فلدسپات و كوارتز به بيوتيت و هرونبلند تعيين مي‌گردد.
گرانيت‌هاي روشن و قرمز و صورتي (گرانيت‌هاي آلكالن) به دليل رنگ صورتي يا قرمز خود بسيار ارزنده هستند و در بازار جهاني جايگاه ويژه‌اي دارند. گرانيت‌هاي قرمز رنگ ناحيه خوي در آذربايجان غربي از اين نظر منحصر به فرد هستند. گرانيت‌هاي خاكستري (گرانيت كالكوآلكالن) بر حسب درجه تيرگي و روشني و اندازه كاني‌ها داراي مرغوبيت متغيري هستند. گرانيت‌هاي شيركوه در يزد و الوند در همدان طيف وسيعي از انواع گرانيت‌ها را تشكيل مي‌دهند كه فاقد آثار آلتراسيون بوده و پديده‌هاي تكتونيك و به ويژه ميكروتكتونيك را تحمل نموده‌اند و به علاوه از نظر رنگ باب بازار نيز مي‌باشند. برش و صيقل دادن گرانيت‌ها بسيار مشكل‌تر و پرهزينه‌تر از سنگهاي آهكي است و فقط ديسك‌ها و سنگ‌ساب‌هاي ويژه قادر به برش و صيقل اين‌گونه سنگها مي‌باشند. بايد توجه داشت كه انواع گرانيت‌ها به خاطر وجود كوراتز با سختي 7، هورنبلند با سختي 5 تا 5/6 از سنگهاي سخت محسوب مي‌شوند و اين عامل سبب بالا رفتن هزينه استخراج، برش و پرداخت مي‌گردد و نسبت به ساير سنگهاي ساختماني گران تمام مي‌شوند.
سينيت‌ها، ديوريت‌ها، گابروها و سنگهاي خروجي هم ارز آنها يعني تراكيت‌ها، آندزيت‌ها و بازالت‌ها و همچنين سنگهاي ديگر مثل نفلين سينيت‌ها، پريدوتيت‌ها، پيروكسينيت‌ها و آمفيبوليت‌ها و ساير سنگهاي آذرين و دگرگوني از اين نوع به دليل عدم وجود كوارتز در آنها در صورتي كه كاملاً سالم و بدون آثار آلتراسيون باشند و ضمناً رنگ‌هاي زيبايي در صيقل داشته باشند مي‌توانند به عنوان سنگهاي نماي خاص مطرح شوند. هرجا كه اين گونه سنگها گسترش دارند بايد امكان بهره‌برداري از آنها به عنوان سنگ‌نما مورد توجه قرار گيرد، چه بسا ممكن است در ميان اين گونه سنگها، سنگ‌نما با خصوصيات ظاهري استثنايي وجود داشته باشد كه در اين شرايط داراي قيمت ويژه‌اي خواهد بود.
از توف‌ها (پيروكلاستيك‌ها) به خصوص توف‌هاي سبر (توف سبز كرج) و رنگ‌هاي ديگر با تخلخل كم و در پس ساختمان‌ها و ديواره‌هاي بلند و پهن و از تخلخل بيشتر معمولاً براي پله‌ها و كف حياط و به عنوان قرنيز استفاده مي‌نمايند.
توف‌هاي شيشه‌اي (پرليت) منبسط شده به عنوان پوشش و اندود مصرف مي‌گردند.
مخلوطي از پرليت – ژيپس به عنوان پوشش و يا روكش ديوارها و غيره مصرف مي‌شود. در ريوليت‌ها به دليل حساس بودن كاني فلدسپات از نظر عوامل آلتراسيون و به دليل اينكه ريوليت، به ويژه توف‌هاي ريوليتي تخلخل يكنواختي دارند و نفوذ آب عامل مهم آلتراسيون در آنها است، از اين رو ريوليت‌هاي غيرآلتره و سالم كمتر ديده مي‌شوند. درصورتي كه ريوليت‌ها داراي درصد كوارتز غيرآلتره و سالم كمتر ديده مي‌شوند. درصورتي كه ريوليت‌ها داراي درصد كوارتز نسبتاً كمتري بوده و فلدسپات‌هاي پتاسيك صورتي رنگ در آنها ديده شوند، ممكن است داراي قابليت برش بوده و سنگ را با ظاهر صورتي زيبا در مقاطع صيقل خورده عرضه نمايند.
خصوصيات مورد استفاده سنگهاي بازالت و دياباز: بازالت و دياباز درواقع تنها به صورت خرد شده مورد استفاده قرار گيرند. آن عمدتاَ به عنوان اجزاء بتن و مواد لازم براي ساختن جاده‌ها، بقيه به صورت مواد مستحكم‌كننده مسير ريل قطار، پوشش سقف و غيره مصرف مي‌گردد. اين سنگها به دليل فقدان كوارتز براي دستگاه‌ها و ماشين‌ها، ساينده نيستند و اين مزيت سبب ارزشمندي آنها مي‌شود.
9-2- ويژگي سنگهاي دگرگوني مورد استفاده در صنعت ساختمان
گنايس: مثل گرانيت‌ها درصورتي‌كه داراي رنگ‌هاي ايده‌آل و عناصر درشت بوده و فاقد آثار آلتراسيون باشند به دليل بافت چشمي زيبايي كه در مقاطع صيقل خورده بعضي از آنها ديده مي‌شود مي‌توانند سنگ تزئيني استثنايي را تشكيل دهند. البته تهيه سنگ نما از اين‌گونه سنگها همان مسائل سختي برش و صيقل دادن را دارد و از اين نظر كاملاَ شبيه گرانيت‌ها هستند(به علت وجود كوارتز زياد).
مرمر: به صورت سنگهاي متامورف سفيد، خاكستري و رنگي با تبلور دوباره‌اي كه يافته‌اند داراي درخشندگي و شفافيت و زيبايي خاصي هستند كه به همين جهت جايگاه ويژه‌اي را در صنعت سنگهاي تزئيني يافته‌اند. مرمرها حاصل متامورفيسم سنگهاي آهكي اوليه مي‌باشند. سنگهاي تزئيني بر حسب درجه متامورفيسم و رشد كريستال‌ها (تبلور ريز يا درشت) انواع مختلفي را تشكيل مي‌دهند و نام‌هاي گوناگوني يافته‌اند.
اسليت: اسليت براي مصرف به صورت قطعات منظم برش داده مي‌شود و همچنين به شكل دانه‌هاي خرد شده و پودر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. علاوه بر پوشش سقف و سطوح ساختمان‌ها مقدار قابل ملاحظه‌اي از اسليت‌ها به عنوان Mill Stock توليد مي‌شود كه شامل اسليت‌هايي است كه براي تهيه سطح ميزها، پله‌ها، پايه ديوارها، پوشش پايه‌ها و غيره مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از اسليت‌هاي رنگي براي سقف‌ها و پوشش ساختمان‌ها استفاده مي‌گردد. از هورنفلس، آمفيبوليت و بعضي شيست‌ها (مثل كرديريت شيست) به خاطر ظاهر زيبايشان به عنوان سنگ‌نما استفاده مي‌شود.
9-3- ويژگي سنگهاي رسوبي مورد استفاده در صنعت ساختمان
اين گروه از سنگها، به طور عمده شامل ماسه‌سنگ و آهك ميباشد.
9-3-1- سنگهاي آهكي
عمده سنگهاي ساختماني و تزئيني را سنگهاي آهكي تشكيل مي‌دهند. اين‌گونه سنگها به دليل سختي مناسب، قابليت ساب و برش، تنوع رنگ، مقاومت خوب، قابليت استخراج آسان، عدم امكان آلتره شدن و ذخاير زياد توانسته‌اند جايگاه خاصي را در سنگهاي ساختماني و تزئيني داشته باشند. سنگ آهك از نظر مينرالوژي، از كربنات كلسيم (كلسيت) يا كربنات مضاعف كلسيم، منيزيم (دولوميت) تشكيل شده است و با توجه به ناخالصي‌هاي جزئي رنگ آنها تغيير مي‌كند. درصورت آغشتگي بلورهاي كلسيت به اكسيدهاي آهن، بسته به شدت آغشتگي، رنگ آنها از كرم تا قهوه‌اي – قرمز تغيير مي‌كند. اگر كربنات منيزيم در سنگ كمتر از 5 درصد باشد به نام سنگ آهك و درصورتي كه از 5 تا 40 درصد باشد به نام سنگ آهك منيزيتي يا سنگ آهك دولوميتي و اگر بيش از 40 درصد باشد به نام دولوميت خوانده مي‌شود.
از نظر تجاري اين گروه شامل سنگهاي با تعريف فوق و همچنين سنگهاي دگرگون شده آهكي مي¬شود كه در آآنها بلور مجدد (مثل مرمر) صورت گرفته است.
اين گروه شامل تراورتن، مرمر، مرمريت، سنگ چيني و كريستال ميباشد.
تراورتن: تراورتن‌ها محصول چشمه‌هاي آهك ساز قديمي هستند كه به صورت پهنه‌هاي نسبتاً وسيعي ديده مي‌شوند.
از جمله معادن مهم تراورتن، آذرشهر و محلات است كه از نظر مرغوبيت بي‌نظيرند.
تراورتن سفيد در صورتي كه رنگ آن به صورت يكنواخت و يك دست سفيد باشد و رگچه‌هاي رنگي و خلل و فرج يكنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري برخوردار است. تراورتن معادن محلات از اين‌گونه‌اند. وجود رگچه‌هاي رنگي ناشي از آلودگي به اكسيدهاي آهن در تراورتن باعث زيبايي سنگ مي‌شود. تراورتن‌هاي كرم رنگ كه ناشي از وجود پيگمنت‌هاي پراكنده اكسيدآهن در متن سنگ ميباشد از مرغوبيت كمتري برخوردارند. تراورتن‌هاي رنگي (بر حسب درصد آلودگي به پيگمنت‌هاي اكسيدآهن به رنگ‌هاي قرمز، گردويي، ليمويي و غيره ديده مي‌شوند) به دليل نقش و نگارهايي كه اختلاف ميزان آلودگي اكسيدآهن در لايه‌هاي مختلف تراورتن ايجاد مينمايد. ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند. درحال‌حاضر ايران تنها كشور توليدكننده تراورتن قرمز است. معادن تراورتن رنگي عبارتند از معدن تراورتن گردويي و ليمويي آذرشهر در آذربايجان شرقي، معدن تراورتن قرمز سردارآباد، اردستان و نطنز. تراورتن به دلايل زير پرمصرف‌ترين سنگ ساختماني است:
-مقاومت قابل قبول.
-برش‌پذيري و صيقل‌پذيري ايده‌آل.
-شرايط استخراج ايده‌آل به اين دليل كه اغلب با لايه‌بندي افقي تا شيب كم در نقاط كم ارتفاع تشكيل مي‌گردند و دستيابي آساني دارند.
-عدم وجود علائم تكتونيكي روي ذخاير موجود تراورتن، زيرا به دليل جوان بودن (كواترنر)بعد از فازهاي كوهزايي مختلف زمين‌شناسي تشكيل يافته‌اند.
-زيبايي ظاهري.
-وجود تخلخل جهت چسبيدن كامل به ملات.
-ارزان بودن به نسبت ساير سنگها.
مرمر: مرمر كه گاه به غلط آن را معادل اونيكس يا ماربل مي‌نامند از نظر مينرالوژيكي، كربنات آن از نوع آراگونيت است. مرمرها نظير تراورتن‌ها محصول عملكرد چشمه‌هاي آبگرم قديمي مي‌باشند كه معمولاً به صورت لايه‌هايي در ميان لايه‌هاي تراورتن ديده مي‌شوند. در پروسه كارآيي چشمه‌هاي آبگرم، اگر افت حرارتي آب چشمه‌ها كند باشد آراگونيت به وجود مي‌آيد و اگر افت دما به تندي صورت گيرد تراورتن تشكيل مي‌گردد. مرمر به رنگ‌هاي سفيد، شيري، سبز سير، زرد كهربايي و عسلي تيره و قهوه‌اي حتي سياه شهرت دارد.
مرمريت: از نظر علمي سنگي به نام مرمريت وجود ندارد ولي در اصطلاح معمول معادل ماربل ميباشد و حتي گاهي سنگهاي آهكي خارج از تعريف ماربل را نيز شامل مي‌شود.
از نظر پتروگرافي مرمر يا ماربل، سنگ آهكي دگرگون شده‌اي است با وزن مخصوص بيشتر از سنگ آهك كه شامل بلورهاي كلسيت يا دولوميت يا هر دو آنهاست كه داراي بافت موزائيكي هستند.
از نظر تجاري، مرمريت شامل كليه سنگهاي آهكي اعم از دگرگون يا غيردگرگون مي‌شود كه براي صيقل دادن مناسب بوده و جلاي خوبي دارند. مرمريت‌ها را بر حسب مقدار كربنات منيزيم يا كلسيم به نام‌هاي مرمريت كلسيتي، مرمريت منيزيتي (يا دولوميتي) مي‌نامند. اين سنگ با توجه به وجود ناخالصي‌ها به رنگ‌هاي روشن و سفيد تا رنگي و نهايتاً تيره وجود دارد.
سختي كلسيت در مقياس مهز 3 ولي سختي كربنات منيزيم 5/3 الي 4 است، از اين‌رو مرمرهاي كلسيم و منيزيم‌دار مقاوم‌تر هستند. مرمرهاي متشكل از كلسيت خالص مصرف شده در پله‌ها و كف و يا بيرون ساختمان‌ها معمولاً زود خرد مي‌شوند. درصورتي‌كه مرمرهاي حاوي كربنات منيزيم مقاوم‌تر مي‌باشند. به‌خاطر تداخل و قفل‌بندي دانه‌هاي بلور، مرمر داراي تخلخل بسيار كمي است كه از حدود 0002/0 الي 5/0 درصد حجم سنگ را اشغال مي‌كند از اين‌رو قادر به آبگيري زيادي نيست و در مقابل عمل يخ‌زدگي مقاومت بيشتري دارد به طوري كه اغلب مرمرها، نوشته‌هاي زمان باستان را هنوز به روشني در خود نگهداري نموده‌اند.
سنگ چيني و كريستال: سنگ‌چيني، سنگ آهك دگرگون شده يا مرمر (ماربل) است كه بافتي تمام بلور دارد و عمدتاً از كلسيت تشكيل شده است. مرمر با تبلور نسبتاً درشت دانه به رنگ سفيد يا خاكستري روشن نا گرم را اصطلاحاً كريستال مي‌گويند. مرمرهاي حاوي كريستال‌هاي سفيد و براق، اصطلاحاً سنگ چيني ناميده مي‌شوند. معادن چيني سنگ حنا (نيريز استان فارس)، نجف‌آباد، معادن كريستال و چيني اليگودرز و معادن چيني و كريستال لاي‌بيد و گدار سرخ ناحيه موته از معادن معروف ايران هستند. معدن ده بالاي يزد از معادن معروف مرمريت ايران است كه درجه تبلور، سفيدي و يكنواختي رنگ از عوامل مرغوبيت اين سنگ است.
ديگر سنگهاي كربناتي: به‌طوركلي سنگهاي آهكي باتبلور ريز و درشت سازندهاي مختلف زمين‌شناسي درصورتي كه داراي مشخصات لازم باشند مي‌توانند سنگهاي نما و تزئيني مناسبي را تشكيل دهند.
متن يك دست و يكنواخت در سنگهاي آهكي ميكرايتي مثل سنگهاي آهكي كرتاسه ايران، سنگهاي آهكي ائوسن و اليگوميوسن ايران (سازند قم و آسماري، جهرم و غيره) و سنگهاي آهكي سازندهاي مختلف ژوراسيك به دليل دارا بودن رنگ‌هاي مختلف از سياه تا خاكستري، كرم، زرد ليمويي و سفيد به عنوان سنگهاي تزئيني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. سنگهاي لاشتر اصفهان، گوهره لرستان و غيره از اين‌گونه سنگها هستند. سنگهاي آهكي متبلور درشت دانه به دليل جلا و درخشندگي درصورتي كه رنگ شفاف داشته باشند از مرغوبيت بيشتري برخوردار هستند. معدن جوشقان اصفهان از اين نوع سنگها ميباشد. سنگهاي آهكي اُاُليني و سنگهاي آهكي فسيل‌دار كه در آنها عناصر اُاُليتي و يا قطعات فيل كه در متن ميكروكريستالين قرار گرفته‌اند در مقاطع صيقل خورده و در صورت برخورداري از رنگ شفاف و مناسب، ممكن است داراي زيبايي ظاهري مطلوب باشند. سنگهاي آهكي مارني كه داراي درصد كمي از كانيهاي رسي باشند به سادگي برش مي‌خورند و صيقل داده مي‌شوند ولي داراي مقاومت كمتري نسبت به سنگهاي آهكي خالص مي‌باشند. اين نوع سنگها غالباً مناسب مصرف در پله‌ها، كف راهروها و سرويس‌ها نمي‌باشند و در نماي ساختمان‌ها به زودي فرسوده و بدرنگ مي‌شوند و اصولاً سنگهاي مناسبي نيستند. به‌طوركلي وجود بيش از 3 درصد مواد رسي در سنگهاي آهكي براي مصرف به عنوان سنگ ساختماني مجاز نمي‌باشند.
در سنگهاي آهكي سيليسي، كوارتز در مراحل برش و صيقل دادن مشكلاتي را ايجاد مي‌كند و به‌طور كلي در سنگهاي آهكي، كوارتز با مقدار بيش از 3 درصد اشكالاتي را ايجاد مي‌كند.
9-3-2- ماسه سنگها
ماسه سنگها به طور عمده شامل دانه‌هاي كوراتز، فلدسپات و ماتريس سيليسي، آهكي، رسي يا اكسيد آهن مي‌باشند. كنگلومرا نوعي از ماسه سنگ درشت دانه است كه داراي قلوه سنگهاي گرد شده بزرگ از انواع سنگها ميباشد. كنگلومراها به دليل عدم يكنواختي از نظر سختي مشكلاتي را جهت آماده‌سازي ايجاد مي‌نمايند. درصورتي كه عناصر كنگلومرا از قطعات آهكي باشد و سيمان آنها نيز آهكي باشد و كنتراست مناسبي بين رنگ قطعات و سيمان وجود داشته باشد، براي مصارف ساختماني و نما مناسب هستند.
اهمست ماسه‌سنگ‌ها از نظر يكنواختي دانه‌بندي است و در مصارف ساختماني انواع متفاوت مينرالوژيكي آنها خيلي تعيين‌كننده نيست. قلوه سنگها از نظر تركيب بسيار ناهمگن مي‌باشند. اكثر اجزاء تشكيل‌دهنده قلوه سنگها (كنگلومرا) از قطعات سنگهاي مختلف هستند. انواع سنگهاي سخت مانند گرانيت، كوارتزهاي رگه‌اي و كوارتزيت همچنين قطعات سنگهايي مانند ماسه‌سنگ، سنگ‌آهك، دولوميت، چرت و سنگهاي ولكانيكي كريپتوكريستالين ممكن است به نسبت‌هاي مختلف حضور داشته باشند. كارهاي ساختماني و جداول معابر عمده‌ترين مصرف ماسه‌سنگ‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و همچنين به عنوان اجزاء سيمان پرتلند نيز اهميت دارند.
ماسه‌سنگ و قلوه‌سنگ معمولاً در خصوصياتي نظير يكپارچه نبودن و اختلاط متشكل از انواع سنگها، از ساير سنگها متفاوت هستند و همچنين برخلاف سنگهايي مثل پاميس يا اسليت، نمي‌توانند به همان حالت فيزيكي خود مصرف گردند. وضعيت اين سنگها مي‌تواند با عملياتي نظير سرند شدن، شستشو و اختلاط دانه‌بندي‌هايي با قطرهاي متفاوت، بهبود داده شود. به عبارت ديگر كليه ذخاير ماسه و قلوه سنگ كه داراي خصوصيات اوليه انحصاري مي‌باشند هنگام مخلوط شدن با هم قابل استفاده خواهند بود.
بافت ماسه‌سنگ‌هاي ساختماني معمولاً از خيلي دانه ريز تا دانه درشت متغير است، ولي يك سنگ ساختماني خوب بايد بافت متوسط بين اين دو را دارا باشد.
منابع :
1-حامي 1، «مصالح ساختمان»، چاپ دوازدهم، دانشگاه تهران، 1380.
2-عزتيان، ف؛ «اطلس سنگهاي آذرين»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1380.
3-عزتيان، ف؛ «كاني‌شناسي سيليكات‌ها»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1376.
4-كباري، س؛ «مصالح شناسي»، انتشارات دانش و فن، 1379.
5-وفاييان، م؛ «خواص مهندسي سنگها، تئوري و كاربردهاي اجرايي»، نشر اركان اصفهان، 1376.
6-بنيس، ل؛ ترجمه عليپور ص، «زمين‌شناسي سنگها و كانيهاي صنعتي»، انتشارات دانشگاهي اروميه، 1369.
7-بنيان 1؛ فرهاديان، ب؛ «آشنايي با روشهاي اكتشافات سنگهاي تزئيني و ساختماني»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1371.
8-رابرتس 1؛ ترجمه دانش، م؛ «ژئوتكنيك»، مركز انتشارات صنعت فولاد، 1370.
9-درويش‌زاده، ع؛ «پترولوژي تجربي و كاربردهاي آن»، دانشگاه تهران، 1367.
10- درويش‌زاده، ع؛ «ماگما و سنگهاي ماگمايي»، دانشگاه تهران، 1370.
10-موسي حروي، ر؛ «رسوب‌شناسي»، دانشگاه فردوسي، 1367.
12. Lemaitre R.W. (Editor), “Classification of igneous rocks, Rccommentadions of the Internal Union of Geological Sciences”, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks, 1989.
13. shelly D. “Igncous and metamorphic rocks under the microscope”, Chapman and Hall, 1993.
14. Williams H., Turner F. J., Gilbert Ch., “An introduction of study of rocks in thin sections”, Freeman Company, 1982.
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32382_1.jpghttp://esource.netne.net/Persian/images/32382_2.jpg 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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32388_1.jpg
http://esource.netne.net/Persian/images/32388_2.jpg
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32389_1.jpg
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.
http://esource.netne.net/Persian/images/32394_1.jpg
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. در صورت عدم حضور رنگ صورتي، دامنه رنگ‌ها از خاكستري روشن تا تيره و به طور عمده توسط نسبت فلدسپات و كوارتز به بيوتيت و هرونبلند تعيين مي‌گردد.
گرانيت‌هاي روشن و قرمز و صورتي (گرانيت‌هاي آلكالن) به دليل رنگ صورتي يا قرمز خود بسيار ارزنده هستند و در بازار جهاني جايگاه ويژه‌اي دارند. گرانيت‌هاي قرمز رنگ ناحيه خوي در آذربايجان غربي از اين نظر منحصر به فرد هستند. گرانيت‌هاي خاكستري (گرانيت كالكوآلكالن) بر حسب درجه تيرگي و روشني و اندازه كاني‌ها داراي مرغوبيت متغيري هستند. گرانيت‌هاي شيركوه در يزد و الوند در همدان طيف وسيعي از انواع گرانيت‌ها را تشكيل مي‌دهند كه فاقد آثار آلتراسيون بوده و پديده‌هاي تكتونيك و به ويژه ميكروتكتونيك را تحمل نموده‌اند و به علاوه از نظر رنگ باب بازار نيز مي‌باشند. برش و صيقل دادن گرانيت‌ها بسيار مشكل‌تر و پرهزينه‌تر از سنگهاي آهكي است و فقط ديسك‌ها و سنگ‌ساب‌هاي ويژه قادر به برش و صيقل اين‌گونه سنگها مي‌باشند. بايد توجه داشت كه انواع گرانيت‌ها به خاطر وجود كوراتز با سختي 7، هورنبلند با سختي 5 تا 5/6 از سنگهاي سخت محسوب مي‌شوند و اين عامل سبب بالا رفتن هزينه استخراج، برش و پرداخت مي‌گردد و نسبت به ساير سنگهاي ساختماني گران تمام مي‌شوند.
سينيت‌ها، ديوريت‌ها، گابروها و سنگهاي خروجي هم ارز آنها يعني تراكيت‌ها، آندزيت‌ها و بازالت‌ها و همچنين سنگهاي ديگر مثل نفلين سينيت‌ها، پريدوتيت‌ها، پيروكسينيت‌ها و آمفيبوليت‌ها و ساير سنگهاي آذرين و دگرگوني از اين نوع به دليل عدم وجود كوارتز در آنها در صورتي كه كاملاً سالم و بدون آثار آلتراسيون باشند و ضمناً رنگ‌هاي زيبايي در صيقل داشته باشند مي‌توانند به عنوان سنگهاي نماي خاص مطرح شوند. هرجا كه اين گونه سنگها گسترش دارند بايد امكان بهره‌برداري از آنها به عنوان سنگ‌نما مورد توجه قرار گيرد، چه بسا ممكن است در ميان اين گونه سنگها، سنگ‌نما با خصوصيات ظاهري استثنايي وجود داشته باشد كه در اين شرايط داراي قيمت ويژه‌اي خواهد بود.
از توف‌ها (پيروكلاستيك‌ها) به خصوص توف‌هاي سبر (توف سبز كرج) و رنگ‌هاي ديگر با تخلخل كم و در پس ساختمان‌ها و ديواره‌هاي بلند و پهن و از تخلخل بيشتر معمولاً براي پله‌ها و كف حياط و به عنوان قرنيز استفاده مي‌نمايند.
توف‌هاي شيشه‌اي (پرليت) منبسط شده به عنوان پوشش و اندود مصرف مي‌گردند.
مخلوطي از پرليت – ژيپس به عنوان پوشش و يا روكش ديوارها و غيره مصرف مي‌شود. در ريوليت‌ها به دليل حساس بودن كاني فلدسپات از نظر عوامل آلتراسيون و به دليل اينكه ريوليت، به ويژه توف‌هاي ريوليتي تخلخل يكنواختي دارند و نفوذ آب عامل مهم آلتراسيون در آنها است، از اين رو ريوليت‌هاي غيرآلتره و سالم كمتر ديده مي‌شوند. درصورتي كه ريوليت‌ها داراي درصد كوارتز غيرآلتره و سالم كمتر ديده مي‌شوند. درصورتي كه ريوليت‌ها داراي درصد كوارتز نسبتاً كمتري بوده و فلدسپات‌هاي پتاسيك صورتي رنگ در آنها ديده شوند، ممكن است داراي قابليت برش بوده و سنگ را با ظاهر صورتي زيبا در مقاطع صيقل خورده عرضه نمايند.
خصوصيات مورد استفاده سنگهاي بازالت و دياباز: بازالت و دياباز درواقع تنها به صورت خرد شده مورد استفاده قرار گيرند. آن عمدتاَ به عنوان اجزاء بتن و مواد لازم براي ساختن جاده‌ها، بقيه به صورت مواد مستحكم‌كننده مسير ريل قطار، پوشش سقف و غيره مصرف مي‌گردد. اين سنگها به دليل فقدان كوارتز براي دستگاه‌ها و ماشين‌ها، ساينده نيستند و اين مزيت سبب ارزشمندي آنها مي‌شود.
9-2- ويژگي سنگهاي دگرگوني مورد استفاده در صنعت ساختمان
گنايس: مثل گرانيت‌ها درصورتي‌كه داراي رنگ‌هاي ايده‌آل و عناصر درشت بوده و فاقد آثار آلتراسيون باشند به دليل بافت چشمي زيبايي كه در مقاطع صيقل خورده بعضي از آنها ديده مي‌شود مي‌توانند سنگ تزئيني استثنايي را تشكيل دهند. البته تهيه سنگ نما از اين‌گونه سنگها همان مسائل سختي برش و صيقل دادن را دارد و از اين نظر كاملاَ شبيه گرانيت‌ها هستند(به علت وجود كوارتز زياد).
مرمر: به صورت سنگهاي متامورف سفيد، خاكستري و رنگي با تبلور دوباره‌اي كه يافته‌اند داراي درخشندگي و شفافيت و زيبايي خاصي هستند كه به همين جهت جايگاه ويژه‌اي را در صنعت سنگهاي تزئيني يافته‌اند. مرمرها حاصل متامورفيسم سنگهاي آهكي اوليه مي‌باشند. سنگهاي تزئيني بر حسب درجه متامورفيسم و رشد كريستال‌ها (تبلور ريز يا درشت) انواع مختلفي را تشكيل مي‌دهند و نام‌هاي گوناگوني يافته‌اند.
اسليت: اسليت براي مصرف به صورت قطعات منظم برش داده مي‌شود و همچنين به شكل دانه‌هاي خرد شده و پودر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. علاوه بر پوشش سقف و سطوح ساختمان‌ها مقدار قابل ملاحظه‌اي از اسليت‌ها به عنوان Mill Stock توليد مي‌شود كه شامل اسليت‌هايي است كه براي تهيه سطح ميزها، پله‌ها، پايه ديوارها، پوشش پايه‌ها و غيره مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از اسليت‌هاي رنگي براي سقف‌ها و پوشش ساختمان‌ها استفاده مي‌گردد. از هورنفلس، آمفيبوليت و بعضي شيست‌ها (مثل كرديريت شيست) به خاطر ظاهر زيبايشان به عنوان سنگ‌نما استفاده مي‌شود.
9-3- ويژگي سنگهاي رسوبي مورد استفاده در صنعت ساختمان
اين گروه از سنگها، به طور عمده شامل ماسه‌سنگ و آهك ميباشد.
9-3-1- سنگهاي آهكي
عمده سنگهاي ساختماني و تزئيني را سنگهاي آهكي تشكيل مي‌دهند. اين‌گونه سنگها به دليل سختي مناسب، قابليت ساب و برش، تنوع رنگ، مقاومت خوب، قابليت استخراج آسان، عدم امكان آلتره شدن و ذخاير زياد توانسته‌اند جايگاه خاصي را در سنگهاي ساختماني و تزئيني داشته باشند. سنگ آهك از نظر مينرالوژي، از كربنات كلسيم (كلسيت) يا كربنات مضاعف كلسيم، منيزيم (دولوميت) تشكيل شده است و با توجه به ناخالصي‌هاي جزئي رنگ آنها تغيير مي‌كند. درصورت آغشتگي بلورهاي كلسيت به اكسيدهاي آهن، بسته به شدت آغشتگي، رنگ آنها از كرم تا قهوه‌اي – قرمز تغيير مي‌كند. اگر كربنات منيزيم در سنگ كمتر از 5 درصد باشد به نام سنگ آهك و درصورتي كه از 5 تا 40 درصد باشد به نام سنگ آهك منيزيتي يا سنگ آهك دولوميتي و اگر بيش از 40 درصد باشد به نام دولوميت خوانده مي‌شود.
از نظر تجاري اين گروه شامل سنگهاي با تعريف فوق و همچنين سنگهاي دگرگون شده آهكي مي¬شود كه در آآنها بلور مجدد (مثل مرمر) صورت گرفته است.
اين گروه شامل تراورتن، مرمر، مرمريت، سنگ چيني و كريستال ميباشد.
تراورتن: تراورتن‌ها محصول چشمه‌هاي آهك ساز قديمي هستند كه به صورت پهنه‌هاي نسبتاً وسيعي ديده مي‌شوند.
از جمله معادن مهم تراورتن، آذرشهر و محلات است كه از نظر مرغوبيت بي‌نظيرند.
تراورتن سفيد در صورتي كه رنگ آن به صورت يكنواخت و يك دست سفيد باشد و رگچه‌هاي رنگي و خلل و فرج يكنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري برخوردار است. تراورتن معادن محلات از اين‌گونه‌اند. وجود رگچه‌هاي رنگي ناشي از آلودگي به اكسيدهاي آهن در تراورتن باعث زيبايي سنگ مي‌شود. تراورتن‌هاي كرم رنگ كه ناشي از وجود پيگمنت‌هاي پراكنده اكسيدآهن در متن سنگ ميباشد از مرغوبيت كمتري برخوردارند. تراورتن‌هاي رنگي (بر حسب درصد آلودگي به پيگمنت‌هاي اكسيدآهن به رنگ‌هاي قرمز، گردويي، ليمويي و غيره ديده مي‌شوند) به دليل نقش و نگارهايي كه اختلاف ميزان آلودگي اكسيدآهن در لايه‌هاي مختلف تراورتن ايجاد مينمايد. ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند. درحال‌حاضر ايران تنها كشور توليدكننده تراورتن قرمز است. معادن تراورتن رنگي عبارتند از معدن تراورتن گردويي و ليمويي آذرشهر در آذربايجان شرقي، معدن تراورتن قرمز سردارآباد، اردستان و نطنز. تراورتن به دلايل زير پرمصرف‌ترين سنگ ساختماني است:
-مقاومت قابل قبول.
-برش‌پذيري و صيقل‌پذيري ايده‌آل.
-شرايط استخراج ايده‌آل به اين دليل كه اغلب با لايه‌بندي افقي تا شيب كم در نقاط كم ارتفاع تشكيل مي‌گردند و دستيابي آساني دارند.
-عدم وجود علائم تكتونيكي روي ذخاير موجود تراورتن، زيرا به دليل جوان بودن (كواترنر)بعد از فازهاي كوهزايي مختلف زمين‌شناسي تشكيل يافته‌اند.
-زيبايي ظاهري.
-وجود تخلخل جهت چسبيدن كامل به ملات.
-ارزان بودن به نسبت ساير سنگها.
مرمر: مرمر كه گاه به غلط آن را معادل اونيكس يا ماربل مي‌نامند از نظر مينرالوژيكي، كربنات آن از نوع آراگونيت است. مرمرها نظير تراورتن‌ها محصول عملكرد چشمه‌هاي آبگرم قديمي مي‌باشند كه معمولاً به صورت لايه‌هايي در ميان لايه‌هاي تراورتن ديده مي‌شوند. در پروسه كارآيي چشمه‌هاي آبگرم، اگر افت حرارتي آب چشمه‌ها كند باشد آراگونيت به وجود مي‌آيد و اگر افت دما به تندي صورت گيرد تراورتن تشكيل مي‌گردد. مرمر به رنگ‌هاي سفيد، شيري، سبز سير، زرد كهربايي و عسلي تيره و قهوه‌اي حتي سياه شهرت دارد.
مرمريت: از نظر علمي سنگي به نام مرمريت وجود ندارد ولي در اصطلاح معمول معادل ماربل ميباشد و حتي گاهي سنگهاي آهكي خارج از تعريف ماربل را نيز شامل مي‌شود.
از نظر پتروگرافي مرمر يا ماربل، سنگ آهكي دگرگون شده‌اي است با وزن مخصوص بيشتر از سنگ آهك كه شامل بلورهاي كلسيت يا دولوميت يا هر دو آنهاست كه داراي بافت موزائيكي هستند.
از نظر تجاري، مرمريت شامل كليه سنگهاي آهكي اعم از دگرگون يا غيردگرگون مي‌شود كه براي صيقل دادن مناسب بوده و جلاي خوبي دارند. مرمريت‌ها را بر حسب مقدار كربنات منيزيم يا كلسيم به نام‌هاي مرمريت كلسيتي، مرمريت منيزيتي (يا دولوميتي) مي‌نامند. اين سنگ با توجه به وجود ناخالصي‌ها به رنگ‌هاي روشن و سفيد تا رنگي و نهايتاً تيره وجود دارد.
سختي كلسيت در مقياس مهز 3 ولي سختي كربنات منيزيم 5/3 الي 4 است، از اين‌رو مرمرهاي كلسيم و منيزيم‌دار مقاوم‌تر هستند. مرمرهاي متشكل از كلسيت خالص مصرف شده در پله‌ها و كف و يا بيرون ساختمان‌ها معمولاً زود خرد مي‌شوند. درصورتي‌كه مرمرهاي حاوي كربنات منيزيم مقاوم‌تر مي‌باشند. به‌خاطر تداخل و قفل‌بندي دانه‌هاي بلور، مرمر داراي تخلخل بسيار كمي است كه از حدود 0002/0 الي 5/0 درصد حجم سنگ را اشغال مي‌كند از اين‌رو قادر به آبگيري زيادي نيست و در مقابل عمل يخ‌زدگي مقاومت بيشتري دارد به طوري كه اغلب مرمرها، نوشته‌هاي زمان باستان را هنوز به روشني در خود نگهداري نموده‌اند.
سنگ چيني و كريستال: سنگ‌چيني، سنگ آهك دگرگون شده يا مرمر (ماربل) است كه بافتي تمام بلور دارد و عمدتاً از كلسيت تشكيل شده است. مرمر با تبلور نسبتاً درشت دانه به رنگ سفيد يا خاكستري روشن نا گرم را اصطلاحاً كريستال مي‌گويند. مرمرهاي حاوي كريستال‌هاي سفيد و براق، اصطلاحاً سنگ چيني ناميده مي‌شوند. معادن چيني سنگ حنا (نيريز استان فارس)، نجف‌آباد، معادن كريستال و چيني اليگودرز و معادن چيني و كريستال لاي‌بيد و گدار سرخ ناحيه موته از معادن معروف ايران هستند. معدن ده بالاي يزد از معادن معروف مرمريت ايران است كه درجه تبلور، سفيدي و يكنواختي رنگ از عوامل مرغوبيت اين سنگ است.
ديگر سنگهاي كربناتي: به‌طوركلي سنگهاي آهكي باتبلور ريز و درشت سازندهاي مختلف زمين‌شناسي درصورتي كه داراي مشخصات لازم باشند مي‌توانند سنگهاي نما و تزئيني مناسبي را تشكيل دهند.
متن يك دست و يكنواخت در سنگهاي آهكي ميكرايتي مثل سنگهاي آهكي كرتاسه ايران، سنگهاي آهكي ائوسن و اليگوميوسن ايران (سازند قم و آسماري، جهرم و غيره) و سنگهاي آهكي سازندهاي مختلف ژوراسيك به دليل دارا بودن رنگ‌هاي مختلف از سياه تا خاكستري، كرم، زرد ليمويي و سفيد به عنوان سنگهاي تزئيني مورد استفاده قرار مي‌گيرند. سنگهاي لاشتر اصفهان، گوهره لرستان و غيره از اين‌گونه سنگها هستند. سنگهاي آهكي متبلور درشت دانه به دليل جلا و درخشندگي درصورتي كه رنگ شفاف داشته باشند از مرغوبيت بيشتري برخوردار هستند. معدن جوشقان اصفهان از اين نوع سنگها ميباشد. سنگهاي آهكي اُاُليني و سنگهاي آهكي فسيل‌دار كه در آنها عناصر اُاُليتي و يا قطعات فيل كه در متن ميكروكريستالين قرار گرفته‌اند در مقاطع صيقل خورده و در صورت برخورداري از رنگ شفاف و مناسب، ممكن است داراي زيبايي ظاهري مطلوب باشند. سنگهاي آهكي مارني كه داراي درصد كمي از كانيهاي رسي باشند به سادگي برش مي‌خورند و صيقل داده مي‌شوند ولي داراي مقاومت كمتري نسبت به سنگهاي آهكي خالص مي‌باشند. اين نوع سنگها غالباً مناسب مصرف در پله‌ها، كف راهروها و سرويس‌ها نمي‌باشند و در نماي ساختمان‌ها به زودي فرسوده و بدرنگ مي‌شوند و اصولاً سنگهاي مناسبي نيستند. به‌طوركلي وجود بيش از 3 درصد مواد رسي در سنگهاي آهكي براي مصرف به عنوان سنگ ساختماني مجاز نمي‌باشند.
در سنگهاي آهكي سيليسي، كوارتز در مراحل برش و صيقل دادن مشكلاتي را ايجاد مي‌كند و به‌طور كلي در سنگهاي آهكي، كوارتز با مقدار بيش از 3 درصد اشكالاتي را ايجاد مي‌كند.
9-3-2- ماسه سنگها
ماسه سنگها به طور عمده شامل دانه‌هاي كوراتز، فلدسپات و ماتريس سيليسي، آهكي، رسي يا اكسيد آهن مي‌باشند. كنگلومرا نوعي از ماسه سنگ درشت دانه است كه داراي قلوه سنگهاي گرد شده بزرگ از انواع سنگها ميباشد. كنگلومراها به دليل عدم يكنواختي از نظر سختي مشكلاتي را جهت آماده‌سازي ايجاد مي‌نمايند. درصورتي كه عناصر كنگلومرا از قطعات آهكي باشد و سيمان آنها نيز آهكي باشد و كنتراست مناسبي بين رنگ قطعات و سيمان وجود داشته باشد، براي مصارف ساختماني و نما مناسب هستند.
اهمست ماسه‌سنگ‌ها از نظر يكنواختي دانه‌بندي است و در مصارف ساختماني انواع متفاوت مينرالوژيكي آنها خيلي تعيين‌كننده نيست. قلوه سنگها از نظر تركيب بسيار ناهمگن مي‌باشند. اكثر اجزاء تشكيل‌دهنده قلوه سنگها (كنگلومرا) از قطعات سنگهاي مختلف هستند. انواع سنگهاي سخت مانند گرانيت، كوارتزهاي رگه‌اي و كوارتزيت همچنين قطعات سنگهايي مانند ماسه‌سنگ، سنگ‌آهك، دولوميت، چرت و سنگهاي ولكانيكي كريپتوكريستالين ممكن است به نسبت‌هاي مختلف حضور داشته باشند. كارهاي ساختماني و جداول معابر عمده‌ترين مصرف ماسه‌سنگ‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و همچنين به عنوان اجزاء سيمان پرتلند نيز اهميت دارند.
ماسه‌سنگ و قلوه‌سنگ معمولاً در خصوصياتي نظير يكپارچه نبودن و اختلاط متشكل از انواع سنگها، از ساير سنگها متفاوت هستند و همچنين برخلاف سنگهايي مثل پاميس يا اسليت، نمي‌توانند به همان حالت فيزيكي خود مصرف گردند. وضعيت اين سنگها مي‌تواند با عملياتي نظير سرند شدن، شستشو و اختلاط دانه‌بندي‌هايي با قطرهاي متفاوت، بهبود داده شود. به عبارت ديگر كليه ذخاير ماسه و قلوه سنگ كه داراي خصوصيات اوليه انحصاري مي‌باشند هنگام مخلوط شدن با هم قابل استفاده خواهند بود.
بافت ماسه‌سنگ‌هاي ساختماني معمولاً از خيلي دانه ريز تا دانه درشت متغير است، ولي يك سنگ ساختماني خوب بايد بافت متوسط بين اين دو را دارا باشد.
منابع :
1-حامي 1، «مصالح ساختمان»، چاپ دوازدهم، دانشگاه تهران، 1380.
2-عزتيان، ف؛ «اطلس سنگهاي آذرين»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1380.
3-عزتيان، ف؛ «كاني‌شناسي سيليكات‌ها»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1376.
4-كباري، س؛ «مصالح شناسي»، انتشارات دانش و فن، 1379.
5-وفاييان، م؛ «خواص مهندسي سنگها، تئوري و كاربردهاي اجرايي»، نشر اركان اصفهان، 1376.
6-بنيس، ل؛ ترجمه عليپور ص، «زمين‌شناسي سنگها و كانيهاي صنعتي»، انتشارات دانشگاهي اروميه، 1369.
7-بنيان 1؛ فرهاديان، ب؛ «آشنايي با روشهاي اكتشافات سنگهاي تزئيني و ساختماني»، سازمان زمين‌شناسي و اكتشافات معدني كشور، 1371.
8-رابرتس 1؛ ترجمه دانش، م؛ «ژئوتكنيك»، مركز انتشارات صنعت فولاد، 1370.
9-درويش‌زاده، ع؛ «پترولوژي تجربي و كاربردهاي آن»، دانشگاه تهران، 1367.
10- درويش‌زاده، ع؛ «ماگما و سنگهاي ماگمايي»، دانشگاه تهران، 1370.
10-موسي حروي، ر؛ «رسوب‌شناسي»، دانشگاه فردوسي، 1367.
12. Lemaitre R.W. (Editor), “Classification of igneous rocks, Rccommentadions of the Internal Union of Geological Sciences”, Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks, 1989.
13. shelly D. “Igncous and metamorphic rocks under the microscope”, Chapman and Hall, 1993.
14. Williams H., Turner F. J., Gilbert Ch., “An introduction of study of rocks in thin sections”, Freeman Company, 1982.