آتشفشان
مقدمه
آتشفشان چيست؟
آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یاهر 3)از درون زمین به سطح آن راه می یابند. در واقع دستگاههای طبیعی خروج مواد مذاب یا گاز و یا جامدی هستند که از درون زمین به خارج رانده میشوند انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگیهای خاصی متناسب با غلظت گدازههای خود تولید مینمایند ، كه منجر به ايجاد کوه آتشفشان می شود.
فعالیت آتشفشانها همیشگی نیست، بلکه منقطع و متناسب است. مثلا آتشفشان دماوند چندین مرحله فوران و آرامش را داشته است. آتشفشانهای امروزی هم خاموش و گاهی فعالند.
در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد. تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست.
و يك پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
علم آتشفشان شناسي
علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.
چرا آتشفشانها را بشناسيم؟
امروز استفاده از انرژی ژئوترمال در بسیاری از کشورها مرسوم است و جزء انرژی های ارزان محسوب می شود.
سرزمین های نزدیک به آتشفشان های فعال، نیمه فعال و جوان که به تازگی آرامش یافته اند، دارای منابع انرژی خوبی هستند. این انرژی همچنین بعنوان یک منبع تجدیدپذیر و بدون آلودگی زیست محیطی در واقع یکی از امیدهای بشری است. در کشور ما نیز منابع زمین گرمایی غیرعادی بسیاری وجود دارد که توجه به شناخت و چگونگی استفاده از انرژی آنها راهی است که به تازگی آغاز شده است و با کمی حفاری و ایجاد تاسیسات نسبتا ارزان می توان به منابع انرژی ارزشمندی دست یافت.
شناخت مسائل وابسته به آتشفشان هاو سنگ های آتشفشانی نظیر تفریق ماگمایی در آشیانه ماگمایی و محلول های گرمابی وابسته، جایگاه سنگ های آتشفشانی و خاستگاه آنها بسیاری از مسائل ژنتیکی کانی ها را حل می کند زیرا بسیاری از کانسارهای فلزی و غیر فلزی بطور مستقیم یا غیرمستقیم حاصل آتشفشان ها هستند. به طور نمونه وابستگی کانسارهای ذیل با پدیده ها و سنگ های آتشفشانی ذکر شده است:
· اغلب کانسارهای مس در ایران به طور مستقیم یا غیرمستقیم با سنگ های آتشفشانی مرتبط می باشند.
· تمام کانسارهای Mn ایران با با سنگ های اتشفشانی و محلول های گرمابی وابسته به آنها ارتباط دارند. مانند کانسارهای منگنز استان قم – نائین و آذربایجان.
· تمامی کانسارهای آنتیموان – آرسنیک ، جیوه و طلای اپی ترمال، وابسته به سنگ های آتشفشانی و محلول های گرمابی آنها هستند؛ مانند کانسارهای زرشوران – آق دره – شوراب – داشکستن.
· تقریبا تمامی کانسارهای بنتونیت – کائولن «ترشیاری» و زئولیت های ایران با توف های اسیدی آتشفشانی در ارتباط می باشند.
· برخی از کانسارهای سرب و روی نیز با سنگ های آتشفشانی ارتباط دارند.
ساختمان آتشفشان
ساختمان آتشفشان شامل 3 بخش است:
· دودکش آتشفشانی: مجرایی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی از درون زمین به سطح آن راه می یابند.
· دهانه آتشفشان: پایانه بالایی مجرای آتشفشان که اغلب از قسمتهای دیگر مجرا وسیع تر است، دهانه آتشفشان گفته می شود که شامل انواع مختلف می باشد.
انواع دهانه
· دیاترم (Diatreme) عبارت است از دهانه های انفجاری که براثر انفجار ناشی از وجود گازهای آتشفشانی تشکیل گردیده است. این گازها خاستگاه ماگمایی و غیر ماگمایی دارند.
· مآر (Maar) دهانه های نسبتا وسیع آتشفشانی که اغلب به وسیله بخار آب حاصل از گرمای ایجاد می شوند. مآرها اغلب در مناطق مرطوب و دریایی رخ می دهند.
·کالدرا (Caldera) دهانه های خیلی وسیع آتشفشانی که قطر آنها به چندین کیلومتر می رسد و شامل انواع ذیل می باشد:
· کالدرای انفجاری:این نوع کالدرا بر اثر انفجار حجم عظیم از مواد آتشفشانی و پی سنگ در اثر گازهای تحت فشار حاصل می شود و دهانه های وسیعی را تشکیل می دهد
· کالدرای ریزشی: متداولترین نوع کالدرا می باشد می باشد که عمل فرونشست و یا ریزش در اثر انفجار و خارج شدن حجم زیادی از مواد ماگمایی و نیز سنگینی بخشهای بالایی آتشفشان اتفاق می افتد که با ایجاد شکستگی های همراه است. ممکن است این شکستگی ها توسط مواد مذاب به صورت دایک پرشود و یا از طریق آنها مواد فرار یابد احتمالا مواد گدازه ای جدید به سطح کالدرا برسد.
· کالدراهای فرسایشی بر اثر فرسایش دهانه آتشفشان قدیمی و گسترش آنها به وسیله عوامل جوی، یخچالی و بادی حاصل می شوند. کراترهالکا کالا در جزیره ماوی هاوایی است.
· مخروط آتشفشانی: برجستگی های مخروطی شکل که از انباشتگی مواد آتشفشانی در پیرامون دهانه آتشفشان حاصل می شود .
· مخروط ها بر حسب این که از کدام مواد آتشفشانی تشکیل شده است تحت نام های مختلفی است:
· مخروط های تغرایی که فقط از مواد آذرآواری تشکیل شده است.
· مخروط های گدازه ای که فقط از گدازه تشکیل شده است.
· مخروط های چینه ای که تناوبی از گدازه و مواد آذر آواری «پیروکلاستیک) است.
فوران
فورانهای آتشفشانی معمولا براساس شکل دهانه ای که از آن فوران صورت می گیرد، محل قرار گیری دهانه در کوه آتشفشان، شکل و نوع مخروط آتشفشانی و بالاخره خصوصیات عمومی فوران (آرام یا شدید – انفجاری یا غیر انفجاری) طبقه بندی می شوند.
گدازه های اسیدی به علت درصد Sio2 بالا و درجه حرارت نسبتا پایین دارای گرانروی (ویسکوزیته) بالا و سیالیت پائین بوده و در نتیجه به صورت انفجاری همراه با مواد پرتابی می باشد. اما در گدازه های بازیک به علت درصد Sio2 پائین و درجه حرارت نسبتا بالا، گرانروی پائین بوده و سیالیت افزایش می یابد و در نتیجه مواد پرتابی با مقدار کم و فوران آرام انجام می شود
انواع فوران
۱-نوع هاوایی:
این نوع آتشفشان به شکل گنبدی می باشد و بیشتر مخروط آن از گدازه رقیق با ضخامت زیاد و گسترش کم است. ارتفاع این نوع آتشفشان نسبتا کم است. از دهانه آن اغلب گدازه های بازیک با سیالیت بالا و مواد پرتابی کم، بیرون می ریزد.
به علت وجود میزان کم گاز در گدازه این نوع آتشفشان، فوران جریانی در آن دیده می شود.ماگمایی که به سطح می رسد، معمولا به صورت فواره یا چشمه های گدازه ای خارج می شود. این نوع آتشفشان در جزایر هاوایی به تعداد زیاد یافت می شود. در جزیره ایسلند نیز از این نوع آتشفشان یافت می شود.
2- نوع استرومبولی:
در آتشفشان های نوع استرومبولی ماگمای نسبتا رقیق با ترکیب بازیک و مواد پرتابی کم تا زیاد می باشد که مواد پرتابی به صورت ریتمی از اسکوری های ملتهب، لاپیلی و بمب می باشد. عمده فعالیت این نوع آتشفشان در ساحل غربی ایتالیا دیده شده است. فعالیت های آرام استرومبولی از دهانه های باز صورت می گیرد و گدازه های نسبتا سیال در افق های بالایی مجرای آتشفشان وجود دارند.
به علت گرانروی بالای ماگما، خروج گاز زیادتر از انواع ماگماهای سیال نوع هاوایی صورت می گیرد.
فوران های طولانی مدت استرومبولی می تواند مخروطهای مختلط را تشکیل دهد، در حالی که فوران های کوتاه مدت معمولا مخروط های اسکوری دار را تشکیل می دهند. خاکستر در این نوع آتشفشان کم بوده و به هنگام انفجار تولید ابرهای سبک وزنی را می کند.شیب مخروط این نوع آتشفشان از شیب آتشفشان نوع هاوایی خیلی بیشتر است.
|
|
3- نوع وولکانو:
در نوع وولکانو، گدازه های خمیری شکل، دهانه آتشفشان را مسدود می کند و مانع خروج گازها و بخارات می شود. پس از آن که فشار گازها و بخارات بر اثر تراکم زیاد شد، انفجارات شدید تولید می کند. بر اثر انفجار، ذرات مواد مذاب با فشار به خارج رانده شده و بر اطراف پرتاب می شوند و تولید ابرهای ضخیم و وسیعی از خاکستر را می کنند. این ذرات خاکستر، پس از سرد شدن در اطراف دهانه آتشفشان ریخته شده و تولید مخروطی از خاکستر می کند. این نوع مخروط آتشفشانی اغلب دارای دو شیب است که یکی به طرف دهانه و دیگری به طرف خارج است گدازه مذاب در آن ها به صورت روانه، خیلی کم و نسبتا محدود است.
یک کوه آتشفشان ممکن است مدتی به شکل یک نوع و مدتی دیگر به شکل نوعی دیگر آتشفشانی می کند. چنان که آتشفشانی کوه وزوو و اتنا. گاهی از نوع استرومبولی و زمانی از نوع وولکانو می باشد.
4- نوع پله:
در آتشفشان نوع پله که در جزیره مارتینیک قرار دارد، مجرای آتشفشانی به وسیله گدازه بسیار لزج و خمیری شکلی مسدود می شود و در نتیجه گازها و بخارات برای خود سوراخ و راهی در دامنه و پهلوی کوه پیدا می کنند. ابرهای سوزان در این نوع آتشفشان تقریبا شبیه نوع وولکانو می باشند ولی شدت خروج آنها از دهانه زیادتر است. به علاوه، حرکت آنها موازی با سطح زمین و گاهی مایل با آن است، در حالی که در نوع وولکانو این حرکت به صورت قائم می باشد.
در آتشفشان نوع پله، اغلب مواد مذابی که خیلی غلیظ و خمیری شکل هستند با فشار زیاد از دهانه خارج می شوند و به شکل سوزنی در دهانه کوه منجمد می شوند که به این مواد منجمد شده در دهانه کوه، سوزن پله می گویند.
5- نوع کومولوولکان یا کوپول:
مخروط این نوع آتشفشان به شکل گنبد است که به یک طرف بیشتر متمایل است. این نوع آتشفشان در شرایطی تقریبا مشابه نوع پله ایجاد می شود. قطعات بزرگی از سنگ، که از دهانه این نوع آتشفشان خارج می شود، ممکن است دارای سطوح صیقلی یا مخطط باشند
شدت انفجار
آتشفشانها از نظر وجود یا عدم وجود انفجار و نیز شدت انفجار اقسام مختلفی دارند که در زیر به انواع آنها اشاره میکنیم.
بدون انفجار :
در این حالت قسمتی از پوسته جامد زمین شکافته شده و گدازهها که غالبا غلظتی کم داشته و روان میباشند، به بیرون جاری میشوند.
با انفجار محدود :
نمونه آتشفشانهای با انفجار محدود در مونالوآ (هاوایی) که در سال 1949 دیده شده است. اینگونه آتشفشانها در مراحل اولیه فعالیت ، بدون انفجار میباشند، ولی در مراحل آخر با انفجار همراهند.
انفجار نقطهای :
این نوع آتشفشانها را میتوان گونههای حقیقی آتشفشان به حساب آورد انفجارهای نقطهای ممکن است منفرد و تنها باشند یا تکراری و کم و بیش همیشگی. این نوع آتشفشانها احتمال دارد در هر نوبت گونههای خاصی از گدازه که ممکن است اسیدی یا قلیایی و یا حد واسط باشند، بیرون بریزند. نمونه این آتشفشانها ، آتشفشان استرومبولی در جزایر لیپاری است.
سنگ هاي آتشفشاني
سنگ های آتشفشانی سنگهایی هستند که به صورت ماگمای گداخته در سطح زمین به سرعت سرد می شوند و به علت سرد شدن سریع دارای شیشه می باشند و یا آن قدر ریز دانه اند که نمی توان مود آن هارا تعیین نمود.
انواع بافت سنگ های آتشفشانی :
پورفیریک:
بلورهای درشت یا فنوکریست در متن ریز بلور یا شیشه ای.
بافت اینترسرتال:
در بین کانی های سنگ فضاهای خالی دیده می شود که این فضاها با شیشه یا محصول دگرسانی آن پر می شود.
بافت تراکیتی:
نوعی بافت پورفیریک با خمیره میکرولیتی یا میکرولیتی –شیشه ای که در آن میکرولیت های فلدسپار، حالت جریانی دارند.
بافت اسفرولیتی:
بافتی که در آن شیشه ای فلدسپاری و سیلیسی به صورت شعاعی متبلور شده اند.
بافت شیشه ای:
قسمت اعظم سنگ از شیشه تشکیل شده و گاهی حالت جریانی دارد که بافت شیشه ای جریانی می گویند.
بافت دم چلچله ای:
بلورهای سنگ و شیشه به حالت دم پرستویی و حاصل سرد شدن یا تبلور سریع می باشند.
بافت اسپینیفکیس:
بافتی که در سنگ های اولترامافیک خروجی ( گدازه کوماته ایت ) دیده می شود. در این بافت الیوین ها و پیروکسن ها به صورت اسکلتی، داربستی یا زنجیره ای دیده می شوند.
انواع سنگ های آتشفشانی:
سنگ داسیتی – ریولیتی:
دارای فنوکریستهای کوارتز همراه با کانی فلدسپار و پلاژیوکلاز در یک زمینه دانه ریز فلدسپار و کوارتز. این سنگ ها معادل آتشفشانی سنگ های گرانیتی می باشند.
سنگ تراکیتی:
حجم اصلی این سنگ ها را فلدسپار به ویژه فلدسپات آلکالن تشکیل می دهد که به صورت فنوکریست و خمیره سنگ یافت می شود.
سنگ آندزیت و بازالت:
فراوانترین سنگ های آتشفشانی که دارای کانی های رنگین زیادی است. مانند تراکیتها، فنوکرسیت کوارتز وجود ندارد ولی فنوکرسیت پلاژیوکلاز و کانی های رنگین زیاد است. در خمیره نوع سنگ فلدسپار آلکالن وجود ندارد و خمیره عمدتا از پلاژیوکلاز و پیروکسن می باشد.
سنگ های فنولیتی، تفریتی و بازانیت:
تشخیص صحرایی این سنگ ها بسیار مشگل است، مگر اینکه سنگ دارای مقدار زیادی فنوکریست های فلدسپاتوئید مانند لوسیت، نفلین و آنالسیم باشد. این سنگ ها در بازالت آلکالن و مناطق ریفت قاره ای وجود دارد.
سنگ لاتیت:
معادل آتشفشانی سنگ مونزونیتی که در مقایسه بازالت و آندزیت، دارای فلدسپار غنی از پتاسیم می باشد.
سری ماگمایی:
سنگهای آتشفشانی شامل سریهای تولئیتی، کالکوآلکالن، آلکالن و شوشونیتی می باشند.
سری تولئیتی:
شامل بازالت تولئیتی، سنگ های حدواسط و اسیدی می باشد. سری تولئیتی از نظر سدیم و پتاسیم و دیگر عناصر آلکالن و همچنین عناصر خاکی نادر و سیلیس غنی می باشد که در مناطق سازنده و در داخل صفحات و گاهی در مناطق در حال فرورانش یافت می شوند.
|
|
یا سری هیپرستن که مانند سری تولئیتی غنی از سیلیس است و درصد Al2O3 آن بیش از 17% است و در مناطق فرورانش دیده می شود.
سری آلکالن:
فقیر از سیلیس، عناصر آلکالن، عناصر خاکی نادر، مواد فرار، ارتوپیروکسن و پیژونیت و حاوی الیوین پایدار و بدون حاشیه واکنشی و دارای فلدسپاتوئید ( نفلین – آنالیسم، لوسیت ) می باشد و در داخل صفحات قاره ای و اقیانوسی دیده می شوند.
سری شوشونیتی:
دارای پتاسیم زیاد نسبت 1= Kzo/ NazO می باشد و در مناطق در حال فرورانش فراوان است ولی مانند کالکوآلکالن نمی تواند شاخص خوبی برای این مناطق باشد، زیرا سری شوشونیتی در داخل صفحات قاره ای نیز دیده می شود.
ریشه لغوی
Magma کلمهای است یونانی به معنی خیر که برای مذابهای طبیعی سیلیکاته بکار گرفته میشود.
اطلاعات اولیه
داراي گرانروی زیاد همراه با گاز و مواد فراراست
گدازه یا لاوا ماگمایی است که مواد فرار خود را از دست داده باشد.
ماگماها ممکن است کاملا مایع و یا نیمه متبلور باشند.
گدازهها معمولا نیمه متبلورند. زیرا محتوی بلور ، کانیهایی هستند که نقطه ذوب و یا انجماد بالاتر دارند. این بلورها یا مستقیما از ماگما متبلور شدهاند و یا کانیهای دیرگداز سنگ ما در ماگما هستند که از سنگ مادر جدا شده و به داخل ماگما افتادهاند.
انواع ماگما
"یاگار" ماگماها را از لحاظ محتوی گاز به سه دسته به قرار زیر تقسیم میکند:
· هیپوماگما:
ماگمایی است محتوی گاز فراوان و تحت فشار که به علت فشار زیاد لیتوستاتیک گازها در ماگما بصورت محلول باقی ماندهاند.
· پیرو ماگما:
ماگمایی است پرگاز و کف مانند که گازهای آن آزاد شده اما از ماگما خارج نشده است.
· اپی ماگما:
ماگمایی است فقیر از گاز شبیه به گدازهها.
گرانروی ماگماها
گرانروی ماگما بسته به ترکیب شیمیایی ، درجه حرارت و مقدار درصد گاز محلول تغییر میکند. گرانروی ماگماهای بازالتی حداقل 100 پواز و گرانروی ماگماهای گرانیتی بین 3 10 تا 6 10 پواز میباشد. گازهای محلول در ماگما سبب پایین آمدن وزن مخصوص کلی ماگما و نیز تقلیل گرانروی میشوند. گرانروی یک ماگما با پیشرفت تبلور در آن ماگما نسبت مستقیم دارد. زیرا افزایش فازهای جامد و بالا رفتن درصد سیلیس در مایع باقی مانده موجب افزایش گرانروی میشود.
حرارت ماگماها
حرارت ماگماها بین 1500 تا 500 درجه سانتیگراد است. ماگماها وقتی میتوانند به سطح زمین برسند که حرارتی بین 950 ( ریولیتها ) تا 1200 درجه سانتیگراد ( بازالتها ) داشته باشند زیرا در کمتر از این حدود حرارتی ، ماگماها منجمد شده و در همان عمقی که هستند متوقف میشوند.
ترکیب شیمیایی ماگماها
مطالعات زیادی برای تشخیص ترکیب شیمیایی ماگماها از لحاظ کانی شناسی ، درصد اکسیدها و مواد فرار صورت گرفته و نتیجه این شده که ماگماها اصولا از اکسیدهای مختلف تشکیل شدهاند اما بسته به نوع ماگما درصد هر اکسید متفاوت است. اکسیدها عمده سازنده ماگماها عبارتند از:
Si O2 , Al2 O3 , Fe O , Fe2 O3 , Ca O , Mg O , Na2 O , K2 O , Ti O2 , Mn O , P2 O5 , H2 O , C O2
علاوه بر اکسیدها فوق ، ترکیبات زیر نیز در ماگماها دیده شدهاند:
Fe Cl3 , Al cl3 , B O3 , H F , H CL , C O , S O2 , S H2 , H2 , N H3 , C H4
بازالت
بازالت عبارت از سنگ آتشفشانی تمام بلورین ، نیمه بلورین و گاهی شیشهای است که دارای بافت آفانیتی است و گاهی نیز بصورت تودههای تموذی کم عمق ظاهر میشود مهمترین کانیهایی که در این سنگها دیده میشوند عبارتند از پلاژیوکلاز (لابرادوریت) 40 تا 60 درصد ، کانیهای فرومنیزیت (پیوکسنهای منوکلینیک و الیوین) 35 تا 55 درصد. ترکیب متوسط پلاژیوکلازهای یک سنگ باید لابرادوریت یا بازیک تر از آن باشد تا بتوان آنرا جزو دسته بازالتها قرار داد.
معمولا تغییرات زیادی در ترکیب پلاژیوکلازها دیده میشود. بلورهای درشت ممکن است آنورتیت ، بتیونیت و یا در اکثر حالات لابرادوریت باشد و این پلاژیوکلازها خیلی وقت ها زونه هستند. بلورهای درشت هر چه اندازه شان کوچکتر باشد اسیدی ترند و پلاژیوکلاز خمیره از آنها هم اسیدی تر است. بلورهی درشت پلاژیوکلاز از نوعی است که در درجه حرارت زیاد تشکیل شده است. انکلوزیونهای شیشهای و الیوین در آنها دیده میشود. ماکلهای آلبیت ، پریکلین و کارسباد بخوبی در خیلی از بلورها مشهود است.
کانیهای فرومنیزیت بازالتها
در بازالتهای دانه درشت بلورهای بزرگتر پیروکسن از نوع اوژیت و دیو سپیدیک است، در صورتی که بلورهای کوچک از نوع پیژونیت میباشد. در بازالتهای دانه ریز یک نوع پیروکسن نیمه پایدار باهم اوژیت ساب کلسیک دیده میشود. هیپرستن نیز ممکن است در بازالتها دیده شود. ولی خیلی کمتر از اوژیت که اکثرا در بازلتها وجود دارد. الیوین در سنگها دیده میشود و ممکن است ترکیب آن در یک سنگ تغییر کند بطوری که دانههای ریزتر دارای آهن بیشتری باشد.
کانیهای فرعی بازالتها
کوارتز بصورت کانی فرعی ممکن است دیده شود ولی مقدار آن در حدود 10 درصد باشد سنگ را به اسم کوارتز بازالت مینامیم. کریستوبالنیت نیز در خمیره بعضی از بازالتها زیاد دیده میشود. اورتوز در صورتی که وجود داشته باشد. مقدارش ناچیز است ولی در برخی انواع بازالتها ممکن است کانی اصلی باشد.
کانیهای فرعی دیگر عبارتند از آپاتیت ، منیتیت ، ایلمنیت و گاهی زیرکن. فلدسپاتوئیدها در انواع قلیایی بازالتها به مقدار کم ممکن است وجود داشته باشد. شیشه ممکن است یکی از اجزای اصلی یا فرعی بازالتها باشد بادامکهای بازالتها از کانیهای معمولی این سنگها بااضافه زئولیتها ، کلسیت و کوارتز ممکن است پر شده باشد.
کوارتز بازالت
دگرسانی بازالتها
پیروکسنها دگرسان شده به کلریت ، سرپانتین و کربنات تبدیل میشود، الیوینها به ایدینگزیت و سرپانتین یا ناترونیت تبدیل میشوند. فلدسپاتها معمولا دگرسان نشدهاند ولی ممکن است کائولینیزه یا کلریتیزه شده باشد.
انواع مختلف بازالتها
· کوارتز بازالت
· الیوین بازالت
· هیپرستن بازالت
· هورنبلند بازالت
· ملافیر : نام منسوخی است که برای انواعی از بازالت که در دوران اول تشکیل شده اند نیز بکار میرفته است.
· تولئیت : عبارت از بازالتی است که اگر ترکیب آن را به روش CIPW محاسبه کنیم دارای هیپرستن خواهد بود.
· پیکریت : نامی است که برای بازالتهایی که دارای مقدار زیادی الیوین است بکار رفته است. گرچه به نوعی از پریدوتیتها نیز پیکریت گفته میشود.
· اسپیلیتها : بازالتهای هستند که لابرادوریت آنها آلبیتیزه شده و اوژیت آنها در نتیجه دگرسانی به آکتینوت ، کلریت ، اپیدوت و الیوین سرپانتینیزه تبدیل شده است.
· ساخت و بافت بازالتها
· بازالتها دارای ساخت و بافتهای خیلی مختلفی هستند و از انواع تمام بلورین تا شیشهای تغییر میکنند. مهمترین انواع آنها بدین قرار است.
· ۱. بافت شیشهای : اکثرا شیشه قهوهای روشن با کریستالیتها و میکرولیتهای کم
2. بافت نیمه بلورین : خمیره شیشهای که قسمت عمده سنگ را تشکیل داده و دارای تعداد کمی بلورهای درشت است این بافت را بافت ویتروفیر میگوییم و سنگ مربوط بازالت و تیروفیر نیز نامیده میشود.
3. بافت واریولیتیک : گاهی مقادیر مختلفی اسفرولیت های گرد یا نامنظم پلاژیوکلاز که بطور شعاعی در یک خمیره که ممکن است دارای مقادیر مختلفی شیشه باشد قرار گرفته است این نوع بافت را واریولیتیک و سنگ مربوط را واریولیت گویند.
4. بافت انترسرتال : خمیره بیشتر دارای بلورهای میکروسکوپی ذرات شیشهای است که در جهتهای مختلف بین بلورهای فلدسپاتها قرار گرفته است. این بافت را گاهی بافت انترسرتال نیز مینامند.
5. بافت هیالوپلیتیک : اگر خمیره بیشتر از بلورهای میکروسکوپی فلدسپاتها (پلاژیوکلازها) تشکیل شده و اوژیت در میان آنها دیده شود و مقدار شیشه ناچیز باشد. این بافت را هیالوپیلتیک گویند.
6. بافت پیلوتاکسیتیک : خمیره از میکرولیت های فلدسپاتها تشکیل میشود.
7.بافت گرانولیتیک : خمیره بیشتر از پیروکسنها و به مقدار کم از پلاژیوکلازهای تشکیل شده است که بین سایر بلورها قرار گرفته است.
8.بافت افیتیک : خمیره از میکرولیتهای پلاژیوکلازها تشکیل که بوسیله بلورهای بیشکل پیروکسن احاطه شده است.
محل تشکیل بازالتها
بازالتها فراوانترین سنگ آذرین خروجی است و اکثر بصورت جریانهای گدازهای و همچنین سنگهای آذر آواری دیده میشود. سه دسته مهم بازالت از نظر زمین شناسی وجود دارد.
1. بازالتهای جلگهای : که همراه با کوارتز دیابازها ظاهر میشوند و با ضخامتهای زیاد وسعت خیلی زیاد را میپوشاند.
2. بازالتهای الیویندار : در ناحیه اقیانوسها و معمولا همراه با مقدار کمی تراکیت و فنولیت دیده میشود.
3.بازالتهایی که همراه با آندزیت : داسیت و ریولیت دیده میشود و اکثرا در نواحی چین خورده ظاهر میشود.
آندزیت
آندزیتها عبارت از سنگهایی هستند که هم به صورت گدازههای آتشفشانی و هم به صورت سنگهای نفوذی کم عمق مثل دالیک و سیل دیده میشوند. بافت این سنگها تمام بلورین تا نیمه بلورین با خمیره آفانیتی است و از نظر ترکیب شبیه دیوریتها هستند.
کانیها موجود در آندزیتها
پلاژیوکلاز این سنگها بین اگیلوکلاز و آندزیت بازیک تغییر میکند. وقتی که در سنگ بلورهای درشت اولیه وجود داشته باشد پلاژیوکلاز خمیره اسیدیتر است و ترکیب متوسط تمام پلاژیوکلازها باید سدیکتر باشد که بتوان به آن آندزیت گفت. پلاژیوکلازها اکثرا زونه هستند و حتی بلورهایی که قسمت مرکزی آنها دارای ترکیب آنورتیت باشند مشاهده شده است. در بعضی آنوزیتها ممکن است دو نوع پلاژیوکلازه باهم به صورت بلورهای درشت اولیه وجود داشته باشد که اختلاف آنها در جزئیات مربوط به زونه بودن و ترکیب متوسط آنها است.
پلاژیوکلازهای خمیره معمولا زونه نیستند. سایندین معمولا در این سنگها وجود ندارد. معمولا هیچ وقت فقط یک نوع از کانیهای فرومنیزین به صورت بلور درشت اولیه در این سنگها ظاهر نمیشود و اکثرا بیوتیت و هورنبلند باهم دیده میشوند. همچنین هورنبلند و دیوسپید یا دیوسپید و اوژیت دیوسپیدیک باهم ظاهر میشوند. معمولترین آندزیتها آنهایی هستند که هورنبلند مهمترین و فراوانترین بلور درشت اولیه تشکیل دهنده آن باشد. بیوتیت خیلی به ندرت در خمیره این سنگها بافت میشود. و وقتی به صورت بلورهای درشت با مقطع شش ظلعی دیده میشود. حاشیه آنها به کانیهای دیگری تبدیل شده است.
کانیهای فرومنیزیت
هورنبلند سبز یا قهوهای (هورنبلند بازالتی) و اکسی هوربنلند به صورت بلورهای منشوری شکل در این سنگها دیده میشود. هورنبلند بیوتیت فقط استثنائا ممکن است در خمیره آندزیتها ظاهر شود. پیروکسنهایی که معمولا در آندزیتها به صورت بلورهای درشت اولیه دیده میشود عبارتند از دیوسپید ، اوژیت دیوسپیدیک و هیپرستن. پیروکسنهای سدیمدار خیلی به ندرت در این سنگها ظاهر میشود و اوژیت نیز به ندرت به صورت بلورهای درشت اولیه دیده میشود، گرچه در خمیره معمولا وجود دارد. الیوین در آندزیتهای پیروکسندار گاهی دیده میشود و به صورت الیوینهایی که در خمیره است دارای منیزیم کمتری از الیوینهایی که تشکیل بلورهای درشت اولیه را داده است میباشد.
کانیهای فرعی
کوارتز خیلی به ندرت در آندزیتها دیده میشود، اگرچه در بعضی از آنها وجود دارد. بلورهای شکلدار آپاتیت به صورت انکلوزیون در بلورهای درشت کانیهای فرومنیزیت و یا در خمیره دیده میشود. منیتیت ، اسفن ، زیرکن و ندرتا کودیریت به صورت کانیهای فرعی آندزیتها دیده شده است. شیشههای آندزیتی معمولا به رنگهای بیرنگ ، خاکستری ، سبز روشن ، قهوهای متمایل به زرد و قهوهای دیده میشود. کانیهایی که ممکن است در حفرههای این سنگها دیده شود. عبارتند کلسیت ، کلریت ، کرسیتوبالیت ، کوارتز ، اپال ، هورنبلند و فلدسپاتهای دریک.
دگرسانی آندزیتها
کانیهای که در اثر دگرسانی قبلی بوجود میآید شبیه آنهایی است که درایوریتها ممکن است دیده شود. شیشهای که در خمیره این سنگها ممکن است وجود داشته باشد بعدا ممکن است از حالت شیشهای خارج شود. بر حسب آنکه چه نوع کانی فرد منیزیمی در آندزیتها تشکیل بلورهای درشت اولیه را میدهد به آنها ممکن است نامهای اختصاصی داد و مثل هورنبلند آندزیت یا آندزیت معمولی هیپرستن آندزیت و اوژیت آندزیت و غیره .
ساخت و بافت
تقریبا تمام آندزیتها دارای بافت پورفیری هستند و خمیره آنها نیز معمولا تمام بلورین است. البته خمیرههای شیشهای یا نیمه متبلور نیز وجود دارد. بافت تراکیتی با میکرولیتهای پلازیوکلاز معمولا در خمیره زیاد دیده میشود. بافت حفرهای و بادامکی هم معمولا در این سنگها دیده میشود که بعدا با موادی از جنس مواد خمیره پر شده است. در بعضی از پورفیرهای این دسته اختلاف فاحشی بین اندازه بلورهای درشت و میکرولیتها وجود ندارد، یعنی بین این دو ، بلورهایی باندازههای مختلف دیده میشود. سابقا پورفیریت سنگهای آندزیتی گفته میشود.
محل تشکیل
آندزیتها معمولا به صورت گدازه و همچنین مواد آذر آورهای همراه بازالتها و ریویتها در قارهها دیده میشود. همچنین به صورت تودهای کوچکتر مثل دالیک ، دودکشهای آتشفشانی و تودههای کوچکتر دیگر ظاهر میشود.
بمب آتشفشاني
قطعاتي دوكي شكل يا كروي با قطر چند سانتيمتر تا چندين متر كه در انفجارهاي شديد آتشفشانهاي اسيدي و حد واسط ديده ميشوند. شكل خاص اين قطعات جامد در اثر چرخش گدازه در هنگام صعود در هوا ايجاد ميگردد. در صورت غليظ بودن ماگما اثر چرخش در آن مشاهده نميشود ولي پس از سرد شدن در روي سطح بمب شكافهايي ديده ميشود كه به نام بمبهاي قرصناني معروفند.
اسكوري Scorie
در آتشفشانهاي بازالتي كه گدازه گرانروي كمتري دارند گاهي قطعات از گدازه به هوا پرتاب ميگردد و در اثر سرماي محيط به سرعت منجمد شده و در نتيجه به صورت اجسامي سرخ رنگ و نامنظم با تخلخل نسبتاً كم به نام اسكوري در ميآيند.
مواد مايع آتشفشاني
گدازه:ماده اي داغ، جوشان و متشكل از سييلكاتهاي مختلف كه نسبت به ماگما گاز و بخار آب بسيار كمتري دارد. به دليل گرماي زياد در زمان خروج از دهانه آتشفشان به رنگهاي قرمز، زرد و سفيد ديده ميشوند. گدازهها مي توانند اسيدي حدواسط و يا بازيك باشند. گدازههاي بازيك نسبت به گدازههاي اسيدي گرانروي كمتر و سرعت بيشتري داشته و سطح وسيعتري را ميپوشانند.
در گسترش گدازه غلظت، حجم گازها، شيب و شكل محل حركت گدازه و فشار نقش بسيار مهمي دارند. هر چه به دهانه آتشفشان نزديكتر شويم غلظت گدازه كاهش و حرارت آن افزايش مييابد.
در اثر سرد شدن تدريجي گدازهها، كانيها شروع به تبلور مي نمايند، اما به علت كافي نبودن زمان رشد معمولاً سنگهاي ريز بلور را ميسازند. شيشههاي آتشفشاني مانند ابسيدين حاصل انجماد سريع گدازهها هستند حفرات بسياري كه در برخي از سنگهاي آتشفشاني چون پامیس ديده ميشود در اثر خروج گازها از گدازه در زمان انجماد آن پديد آمدهاند.
قديميترين گدازههاي آتشفشان ايران داراي سن پركامبرين هستند و تقريباً دگرگون گشتهاند.
خاكستر:مواد دانهريز (كوچكتر از 2 ميليمتر) سبك، نرم و شبيه به پودر از جنس فلدسپات، لوسيت، اوژيت، منيتيت و ..... هستند كه از دانههاي ريزگدازه و خرد شدن سنگهاي جدار دودكش و حتي در اثر برخورد ذرات جامد موجود در غبار آتشفشان ايجاد ميگردند و در حين فوران ماگما از دهانه خارج ميگردند. گاهي خاكسترهاي بسيار دانه ريز مي توانند مدت زمان طولاني در هوا به صورت معلق باقي بمانند، مانند خاكسترهاي آتشفشان كراكوتوا (1883) و بزلساني (1956) كه پيش از تهنشست چندين مرتبه دور كره زمين گردش كردند. ريزش خاكستر باوجود خساراتي كه ميتواند وارد نمايد، به دليل حاصلخيز نمودن زمينهايي كه در آن تهنشست نموده براي انسان ارزشمند ميباشد.
شنهاي آتشفشان نوعي از مواد خروجي آتشفشانند كه مانند خاكستر ايجاد ميگردند اما اندازه آنها بزرگتر است. از رسوب خاكستر در حوضههاي رسوبي سنگهاي آذرآواري به نام توف ايجاد ميگردد.
گازها:
گازها در همه مراحل آتشفشاني ديده مي شوند و يكي از نشانههاي فعال و يا نيمهفعال بودن يك آتشفشان محسوب ميشوند. ميزان محلول بودن گازها به فشار وحرارت ماگما بستگي دارد و بر اساس ميزان گازهاي محلول ياگار ماگما را به سه دسته تقسيم نموده است.
تقسيمبندي ياگار
بر حسب مقدار گاز موجود در ماگما، آن را به سه دسته تقسيم نموده است.
1- هيپوماگما Hypomagma: ماگماي تحت فشار بسيار زياد كه سرشار از گازهاي محلول است.
2- پيرو ماگما Pyro magma: ماگماي گازدار كه گازها تمايل به خروج داشته ولي هنوز فاز جداگانهاي تشكيل ندادهاند.
3-اپيماگما:ماگمايي كه گازخود را ازدست داده است ومواد مايع و گازي دو فاز جداازهم تشكيل دادهاند.
لاهار Lahar
روانههايي از گل و خاكستر كه در اثر اجتماع مواد پرتابي آتشفشان بر روي دامنه ايجاد ميشوند را لاهار مينامند.
لاهار به دليل گرانروي زياد مي تواند قطعات بسيار بزرگي از سنگ را با خود حمل نمايد و در طول مسير حركت خود خسارات زيادي وارد نمايد.
لاپيلي
ذراتي با قطر2/0تا 3 سانتيمتر از جنس سنگهاي جدار دودكش آتشفشان كه آب خود را از دست داده است. برخي از انواع لاپيلي كه از گدازههاي اسيدي به وجود آمدهاند و بافت حفرهداري دارند به نام پوكه معدني (پرليت) خوانده ميشوند كه در ساختمانسازي بكار ميرود.
پونس يا پاميسPonce_Pumice
اجسامي شيشهاي، جامد، بسيار پرحفره، سبك و اسيدي كه در اثر باز شدن ناگهاني دهانه آتشفشان در نتيجه فشار ماگما به بيرون پرتاب ميگردند. قطر پونس ممكن است تا 10 سانتيمتر نيز برسد.
به دليل تخلخل زياد و كم بودن چگالي بر روي آب باقي ميمانند و با وجود تفاوت اندازه بارزي كه با خاكسترها دارند در محيط آبي پس از آنها تهنشين ميشوند.
پونسها داراي انواع مختلفي هستند مانند سنگپا كه سنگي تيره و حاصل از گدازههاي حدواسط تا بازيك است.
چگالي پونس معمولاً كمتر از يك ميباشد.
آبفشان Geysers
چشمههاي آب گرمي هستند كه به صورت دورهاي در فواصل زماني معين (چند دقيقه تا چند روز) آب داغ همراه با بخار آب باشدت فراوان از آنها فوران ميكند، سپس تا دورهي بعد فعاليتي ديده نميشود.
ارتفاع و دماي آنها بسيار متغير است، چنانچه دما ميتواند بين... درجه سانتيگراد و ارتفاع فوران تا.... متر نيز برسد.
اين آبفشانها دائمي نيستند و معمولاً در مناطقي كه به تازگي فعاليت آتشفشاني رخ داده است ديده ميشود.
نحوه عملكرد آبفشانها: شكافها، مجاري و منافذ موجود در اعماق زمين از آبهاي نفوذي پر ميشوند. فشار و دماي دروني زمين سبب افزايش حرارت آب و تبخير آن ميگردد. در اثر فشار حاصل از بخار، ستوني از آب داغ به همراه بخار به بيرون فوران ميكند.
آبفشانها حاوي مقداري از مواد از جمله سيليس هستند، به همين دليل هميشه در اطراف آنها مقداري رسوب كاني ديده ميشود.
چشمههاي آب گرم
چشمههاي آب گرم، چشمههاي طبيعي هستند كه دماي آب آنها در تمام طول سال چند درجه از دماي هواي محيط بيشتر است.
عوامل گرم كننده آب اين چشمهها متفاوت است كه ميتوان به فعاليتهاي آتشفشاني، درجه زمين گرمابي، واكنشهاي هستهاي و شيميايي و حركات زلزله اشاره نمود. چشمههاي آب گرم ممكن است به دو طريق ايجاد گردند.
1- در مناطق آتشفشاني آب در اثر نفوذ از خلال گسلها و شكستگيها تدريجاً گرم شده و پس از رسيدن به سطح زمين چشمههاي آب گرم را ميسازد. هر چه عمق نفوذ و سرعت خروج آب بيشتر باشد دماي بالاتري خواهد داشت.
2- توسط بخار آبهاي مربوط به مرحله سرد شدن ماگما در درون زمين ايجاد و توسط فشار بخار آب و گازها به سمت بالا حركت ميكند.
بيشتر چشمههاي آب گرم ايران با تظاهرات آتشفشاني در ارتباطند مانند چشمههاي آب گرم آباسك، سرعين، بيلهرود، محلات و ...
مفاهيم آتشفشان شناسي
· آشیانه های ماگمایی:
شواهد ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی و پترولوژیکی نشان دهنده آن است که در زیر اغلب آتشفشان ها آشیانه های ماگمایی وجود دارد. اشیانه های ماگمایی دارای اشکال و اندازه های متعددی می باشد (از 001/0 تا 1000 کیلومتر مکعب یا بیشتر) و به صورت منفرد تا شبکه ای پیچیده که توسط دایک ها و سیل ها برهم مرتبط می شوند. ژرفای آشیانه های ماگمایی متغیر می باشد ولی به طور کلی آشیانه های ماگمایی در ژرفای کم، بهتر تشکیل می شوند.
آشیانه های ماگمایی در اعماق بیشتر از نظر حرارتی گرم تر و از نظر شیمیایی مافیک تر و دارای بلورهای درشت تری می باشند.
· دیاپیر Diapirs:واژه دیاپیر از دو کلمه Dia به معنی ( از وسط یا از میان ) و Peiro به معنی ( سوراخ کردن یا رخنه کردن ) اقتباس شده است. تصور بر این است که معمولا ماگماها از گوشته ( اغلب استنوسفر ) منشاء می گیرد و به صورت دیاپیر حرکت می کند.
دیاپیرها توده های سنگی یا ماگمایی شناوری هستند که ضمن حرکت به سمت بالا، سنگ بالائی را سوراخ می کنند.
در زون زاگرس، به ویژه در جنوب ایران و در مناطق بندرعباس ، داراب و شهرکرد گنبدهای نمکی با چگالی و گرانروی کمتر به سن کامبرین زیرین وجود دارند که سنگ های رسوبی بالایی خود را با چگالی و گرانروی بیشتر قطع کرده اند و از میان آنها خود را به سطح زمین رسانده اند. به نظر می رسد که سنگ هایی که توسط این گنبدها قطع شده اند، اغلب بیش از 15 کیلومتر ضخامت دارند.
· توده های نفوذی:
شکل توده های نفوذی با توجه به سنگ های دربرگیرنده (میزبان) به 2 دسته تقسیم می شوند:
الف – توده های نفوذی که سنگ میزبان و سنگ های مجامد را قطع می کنند مانند باتولیت ، ایتوک و دایک
ب – توده های نفوذی که با سنگ میزبان حالت موازی مانند سیل ، لاکولیت و فاکولیت
· دایک:
توده های آذرین نفوذی تخته ای یا دیواره مانند که شیب تندی داشته و لایه بندی یا فولیاسیون سنگ های دربرگیرنده را قطع می کند.
· سیل:
توده های آذرین نفوذی تخته ای که به موازات ساختمان های صفحه ای سنگ در برگیرنده نفوذ می نماید.
· باتولیت:
توده های نفوذی بزرگ و معمولا متقاطع با سنگ های درونی که وسعت بیرون زدگی های آنها بیش از 100 کیلومتر مربع می باشد.
· استوک : توده های کوچک و متقاطع سنگ های درونی، با بیرون زدگی کمتر از 100 کیلومتر مربع.
· لاکولیت:
مجموعه وسیعی از سنگ های آذرین در بین لایه های رسوبی را لاکولیت گویند که به صورت عدسی شکل می باشد. لاکولیت ها معمولا از سیل ها ستبرتر ولی در ازای آن کمتر است. که لویولیت، فاکولیت و بیسمالیت حالات خاصی از آن می باشند.
· بیسمالیت:
لاکولیتی است که قسمتی از سقف آن بر اثر شکستگی ها به طرف بالا رانده شده است.
· فاکولیت:
اشکالی از مواد گداخته که به صورت هم شیب باتاق تاقدیس یا ناو ناودیس لایه های رسوبی، انجماد می یابد. فاکولیت می تواند بی ریشه باشد و از ذوب موضعی سنگ های رسوبی به هنگام چین خوردن به وجود آید.
· لوپولیت:
توده های بزرگ و معمولا هم شیب با سنگ های درونی بوده و به شکل عدسی شکل یا با سطح محدب می باشد.
پراکندگی آتشفشانهای جهان
پراکندگی آتشفشان های جهان براساس موقعیت و نوع مخروط آنها شامل موارد زیر می باشد:
1. نواحی آتشفشانی اروپا تا قفقاز
2. - نواحی آتشفشانی آفریقا و دریای سرخ
3. - نواحی آتشفشانی خاور میانه و اقیانوس هند
4. - نواحی آتشفشانی زلاندنو تا فیجی
5. - نواحی آتشفشانی مالزی و استرالیا
6. - نواحی آتشفشانی اندونزی و جزایر آندامان
7. - نواحی آتشفشانی فیلیپین و آسیای جنوب شرقی
8. - نواحی آتشفشانی ژاپن، تایوان و جزایر ماریان.
9. - نواحی آتشفشانی کوریل، کامچاتکا و سرزمین اصلی آسیا.
10. - نواحی آتشفشانی آلاسکا
11. - نواحی آتشفشانی کانادا و آمریکای غربی
12. - نواحی آتشفشانی هاوایی و اقیانوس آرام
13. - نواحی آتشفشانی امریکای مرکزی و مکزیک
14. - نواحی آتشفشانی امریکای جنوبی
15. - نواحی آتشفشانی دریای کارائیب یا هند غربی
16. - نواحی آتشفشانی ایسلند و اقیانوس منجمد شمالی
17. - نواحی آتشفشانی اقیانوس اطلس
منابع :
دانشنامه آزاد
اصول آتشفشان شناسی علی درویش زاده
