آشنايی با سنگهای دگرگونی (Metamorphic Rocks) :
سنگهای دگرگونی
اين گروه از سنگ‌ها ، سنگهای ثانویه هستند که از دگرگون شدن ديگر سنگ‌ها تشکیل می‌شوند. عامل دگرگونی می‌تواند فشار لايه‌های بالايی ، گرما ، اثر سیال‌ها و جانشینی باشد. به طور كلی می‌توان گفت كه : اگر سنگهای آذرين ، رسوبی و يا حتی دگرگونی مدت زمان زیادی در اعمــاق زمیــن بماننـد ، بدون آنكه ذوب شــده يا خـُــرد شـوند ، در اثر فشار و گرمای زیادی كه بر آنها وارد می‌شود ، تغيير پيدا می‌کنند. این سنگ‌ها مانند آجر پخته شده و شکل قبلی خود را از دست می‌دهند ، به طوری كه ديگر شباهتی به سنگهای اوليه ندارند؛ سنگ‌هايی كه بدين گونه تشكيل می‌شوند ، به سنگ دگرگونی يا دگرگون‌شده موسوم‌اند. از جمله سنگهای دگرگونی می‌توان ماربل ، گنــايس ، سنگ لوح ، كوارتزيت و الماس را نام برد.
از آنجايی كه اين سنگ‌ها در زير زمين و دور از چشم ما و در زمانی بسيار طولانی به وجود می‌آيند ، مطالعه بر روی آنها كمی دشوارتر از مطالعه سنگهای آذرين و رسوبی است. با وجود اين ، مطالعات بسيار زيادی در مورد انواع سنگهای دگرگونی و نحوه تشكيل آنها صورت گرفته است.
كاربرد سنگهای دگرگونی
بيشتر سنگهای دگرگون‌شده سخت و محكم هستند. اين سنگ‌ها را در كارخانه‌های سنگ‌بری ، در اندازه‌های مختلف برش می‌دهنـــد و روی آنها را صاف می‌كنند ، كه در نتيجه نمای زيبايی پيدا می‌كنند. از اين‌رو ، آنها را در نمای ساختمان ، كف راهرو ، پله و جاهای ديگر به كار می‌برند.
مرغوبيت يک سنگ دگرگونی بستگی به ميزان فشار و گرمايی دارد كه آن سنگ ، هنگام تشكيل‌شدن در زير زمين تحمل كرده است.
دو عامل زير ماهیت سنگ دگرگونی را تعیین می‌نماید :
۱) ترکیب سنگ اولیه
۲) چگونگی ترکیب عوامل دگرگونی که روی آن اثر گذاشته‌اند.
در شرایط مختلف ، بافت‌های متفاوتی حاصل می‌شود. لذا بافت اولیه ، مبنای تشخیص انواع مختلف سنگهای دگرگونی از یکدیگر می‌باشد.
بررسی چند نمونه سنگ دگرگونی
۱- ماربل (Marble) :
سنگ ماربل بر اثر دگرگون شدن سنگ آهک یا دولومیت ایجاد می‌شود. ماربل اغلب دارای بلورهای درشت است که وجه تمایز آن با سنگهای کربناتی رسوبی است. کانی اصلی تشکیل‌دهنده‌ی اغلب ماربل‌ها ، کلسیت است؛ البته دارای کانی‌هایی مانند کوارتز ، گرافیت ، هماتیت ، لیمونیت ، پیریت و چند كانی ديگر نیز هستند.
ماربل‌ها به عنوان یک گروه ، دامنه وسیعی از انواع رنگ‌های مختلف را از خود نشان می‌دهند. ماربل کاملا خالص دارای رنگ سفید و درخشان می‌باشد. رنگ خاکستری روشن تا سیاه توسط مواد کربن‌دار به وجود می‌آید. رنگ‌های سبز معمولا توسط کلریت یا سیلیکات‌های دیگر تولید می‌شوند. رنگ صورتی و قرمز به علت وجود ذرات بسیار ریز پراکنده هماتیت و یا کربنات منگنز و رنگ زرد و کرم بر اثر وجود لیمونیت است.
سختی : ماربل‌ها اگر حاوی مقداری کوارتز یا دیگر کانی‌های سیلیکاته باشند مقاومترند.
جذب آب : به طور معمول دارای جذب آب کمتر از یک درصد هستند.
وزن مخصوص : وزن مخصوص متوسط ماربل ۲.۷ می‌باشد.
مقاومت : از مقاومت متوسطی برخوردار می‌باشد و تغییر شکل آن به صورت الاستیک است. مقاومت فشاری ماربل بین ۱۹ تا ۱۴۰ مگاپاسکال است و مقاومت فشاری متوسط آن حدود ۱۱۰ مگاپاسکال می‌باشد. مقاومت خمشی آن بین ۱۵ تا ۶ مگاپاسکال و مقاومت کششی به طور متوسط ۴ مگاپاسکال است.
تخلخل : تخلخل این سنگ نسبتا کم و بین ۰.۳ تا ۱.۲ درصد است.
رنگ : ماربل اگر خالص باشد رنگ آن سفید و درخشان است. اما ممكن است به رنگ‌های سیاه ، سبز ، صورتی ، زرد و قرمز نیز دیده شود. وجود کربن ، کلریت ، هماتیت و لیمونیت باعث تغییر رنگ در ماربل می‌شود.
در ایران ، در برابر کلمه ماربل به اشتباه از واژه مرمر استفاده می شود . در حقیقت ماربل یک سنگ دگرگونی است ، در حالی که سنگی که در ایران در تجارت به عنوان مرمر شناخته می‌شود معادل واژه اونیکس ماربل بوده و عبارت است از یک سنگ لایه‌لایه نیمه شفاف و ریزبلور (متشكل از کلسیت). اما ديگر سنگهای دگرگونی که در ایران به عنوان مرمریت ، چینی و کریستال شناخته می‌شوند ، انواعی از ماربل هستند.
۲- سنگ لوح (Slate) :
یک نوع سنگ دگرگونی است ، که از دگرگونی آرژیلیت و شیل و در موارد خاصی از سنگهای آذرین خیلی ریزبلور - نظیر توف‌ها - به وجود آمده است. ارزش اقتصادی این سنگ به طور اهم به وجود صفحات جدایش ، که کلیواژ نامیده می‌شود ، بستگی دارد. این خاصیت در سنگهای لوح متفاوت است. برخی از آنها را می‌توان به سادگی به صفحات نازک تقسیم کرد و در برخی دیگر این کار ، خیلی به دشواری صورت می‌گیرد. یخبندان اثر خیلی بدی روی قابلیت جدایش لایه‌ها دارد ، لذا سنگ را باید در معدن تا تازه است استخراج کرد.
ویژگیهای سنگ لوح : این سنگ از نظر نحوه تشکیل ، با سایر سنگ‌ها متفاوت است؛ لذا برای استفاده از آن به عنوان سنگ ساختمانی باید آزمایش‌های مختلفی روی آن انجام داد ، که معمولا با آزمایش‌های استاندارد سنگهای دیگر متفاوت است.
جدایش پذیری : این خاصیت با شکافتن سنگ با یک قلم نازک انجام می‌شود ، تا صافی ، نازکی و منظم برش خوردن لایه‌ها بررسی شود.
جذب آب : درصد جذب آب در سنگ لوح ، بايد طبق استاندارد STM C : ۱۲۱ آزمایش شود. این خاصیت معمولا بین ۰.۱۴ تا ۰.۴۲ درصد است.
وزن ویژه : وزن مخصوص سنگ لوح معمولا ۲.۷ تا ۲.۹ تن بر متر مکعب است.
مقاومت : مدول گسیختگی سنگ در بهترین حالت بین ۴۸ تا ۷۰ مگاپاسکال است. مدول گسیختگی سنگ لوح بايد مطابق استاندارد ATM C : ۱۲۰ آزمایش شود.
سختی یا الاستیک : اگر یک پلاک سنگ لوح بین دو گیره بسته شود و تحت فشار قرار گیرد ، خم می‌شود و قبل از این که بشکند ، مقداری خمش نشان می‌دهد. این خميــدگی ، درجـــه‌ی سختی سنگ لوح را نشان می‌دهد. آزمایش مربوط مطابق با استاندارد ASTM C : ۱۲۰ انجام می‌شود.
مقاومت سایشی : این موضوع در مواقعی که سنگ لوح در پلاک‌های نسبتا ضخیم برای مصارفی از قبیل سنگفرش یا پلکان استفاده می‌شود ، مهم است. برای آزمایش مقاومت سایشی سنگ لوح ، از آزمایش در برابر هوازدگی ، و برای آزمایش مقاومت سنگ لوح نسبت به هوازدگی بايد از استاندارد ASTM C : ۲۱۷ استفاده شود.
مقاومت در برابر خوردگی : سنگ لوح باید در محیطهای اسیدی مقاومت نماید؛ زیرا ممکن است تحت شرایط مرطوب یا بارانی به همراه آلاينده‌های اسيدی قرار گیرد . برای آزمایش باید سنگ را در یک محلول حاوی ۹۸ درصد آب ، یک قسمت اسید کلریدریک و یک درصد اسید سولفوریک قرار داد. سنگ وزن شده را برای ۱۲۰ ساعت در محلول فوق غوطه‌ور می‌سازند و پس از ۴۰ ساعت که از خشک کردن سنگ گذشت ، آن را وزن می‌نمایند؛ افت وزنی نمونه ، میزان خوردگی آن را نشان می‌دهد . اين آزمایش را می‌توان برای چند دوره تکرار کرد.
ناخالصی‌های معدنی : سولفیدهای آهن شامل پیریت یا مارکازیت ناخالصی‌هايی نامطلوب‌اند ، زیرا به لیمونیت تجزیه شده آسیب می‌رسانند و سنگ لوح را لکه‌دار می‌كنند. کربنات کلسیم یک جزء مضــر است ، زیرا مورد هجوم اسیدها قرار می‌گیرد. کربنات آهن جزء نامطلوبی به شمار می‌رود ، زیرا در صورت قرار گرفتن در معرض شرایط جوی به لیمونیت تغییر يافته و باعث تغییر رنگ سنگ لوح از سبز به قهوه‌ای مایل به خاکستری می‌گردد.
طبقه‌بندی سنگ لوح : استاندارد ASTM C : ۴۰۶ ، سنگ لوح را به سه دسته S2 ، S1 و S3 طبقه‌بندی كرده و برای هر یک از آنها عمر مفیدی پیش‌بینی می‌كند.
کاربرد : مهمترین کاربرد سنگ لوح ، پوشش سقف‌های شیبدار است.
3- کوارتزیت (Quartzite) :
سنگ کوارتزیت ، یک سنگ دگرگونی است که کانی اصلی آن را کوارتز تشکیل می‌دهد. گاهی اوقات به طور ناچیز میکا ، فلدسپات ، آپاتیت و گارنت نیز در آن دیده می‌شود. رنگ کوارتزیت معمولا سفید و اگر ناخالصی داشته باشد ، رگه‌هایی از خاکستری در آن دیده می‌شود ، که معمولا ناشی از دگرگون شدن ماسه‌سنگ‌های کوارتزیتی است. این سنگ از مقاومت نسبتا خوبی برخوردار بوده و جهت استفاده برای کف و پله ، سنگ بسیار مناسبی به حساب می‌آيد.
سنگ های رسوبی