بافتهای دگرگونی

سنگهای دگرگونی انواع مختلفی از بافتها را دارند. که این بافتها می توانند از بافتهای شبیه به پروتولیت در دگرگونی خفیف تا بافتهایی که در دگرگونی شدید ساخته شده اند و تشابه بسیار کمی به پروتولیت دارندمتغیر باشند. خصوصیات (ویژگیهای)بافتهای سنگهای دگرگونی در مقالات قبلی مورد بحث قرار گرفته است. و در این مقاله راجع به شکل گیری فو لیاسیون (که یکی از بافتهای کاملاًدگرگون شده است) و فرآیند هایی که روی شکل گیری لایه های ترکیبی معمول که در سنگهای دگرگونی دیده می شوند بحث خواهیم کرد.

 

فولیاسیون

فولیاسیون بعنوان یک ساختار صفحه ای فراگیر شناخته می شود که منتج شده اند صفحات سیلیسی ورقه ای است که در موازات و نزدیک یکدیگر قرار می گیرند (و یا لایه بندی ترکیبی و کانی شناختی در سنگها) فولیاسیون بدلیل جهت گیری تدریجی فیلوسیلیکاتها   (مثل کانیهای رسی، میکاها و کلریت) بوجود می آید. جهت گیری تدریجی در نتیجه استرس جهت یافته (فشارهای متفاوت) ( Deviatonic Stress or non-hydrostatic stress)بوجود  می آید.در این قسمت تفاوتهای بین استرس های همه جانبه (Pressure) و جهتدار    (Stress) را بیان می کنیم.

 

فشار و جهت یافتگی تدریجی

فشار در اثر افزایش عمق افزایش می یابد (فشار ودما می توانند با تغییر عمق در زمین متغیر باشند).

فشار اینگونه تعریف می شود که نیرویی در تمام جهات به یک اندازه به جسم وارد شود که نوعی از استرس است و نام دیگر آن استرس همه جانبه (Hydrostatic or Uniform Stress)  می باشد.و در صورتی که استرس در تمام جهات یک سان نباشد آنرا استرس جهتدار گویند (Differential Stress). معمولاً زمین شناسان استرس های فشاری (Compressional Stress) را بطور خلاصه استرس می نامند.

بنابراین اگر استرس جهتداری روی یک سنگ وارد شود به جهتی که در راستای استرس ماکزیمم (حد اکثر)اصلی به سنگ وارد شده است 1δ ، به استرس اصلی مینی مم (حداقل) 3δ و به استرس میانگین اصلی 2δ گویند. توجه کنید که استرس کششی در راستای استرس مینی مم اصلی رخ می دهد.

diffstress

در صورتی که استرس جهتدار در طول دگرگونی موجود باشد می تواند باعث تاًثیرات بنیادی روی بافت سنگ شود.

o      مثال:

·       دانه های گرد در جهت استرس فشاری ماکزیمم به دانه های تخت تبدیل    می شوند.

flatening

بلور کانی هایی که در استرس جهتدار رشد می کنند، یک جهت یافتگی تدریجی را تشکیل می دهند. صفحات سیلیسی و کانیهایی که خصلت درازشدگی دارند در جهت عمود بر استرس ماکزیمم به صورت صفحه ای رشد می کنند.

preforient

 این امر بدین دلیل است که رشد چنین کانیهایی در جهت های موازی بصورت صفحهای یا در طول جهت های درازشدگی آسانتر است و به همین دلیل در طول 2δ یا 3δ و عمود بر 1δ رشد می کنند چون تعداد زیادی از فیلوسیلیکاتها، کانی های آلومینی هستند، سنگهای آلومینی (پلیتی) (مثل شیل ها) عموماً فولیاسیون را تشکیل می دهند که دلیل آن دگرگونی در حوزه هایی است که در آنجا استرس جهتدار وجود دارد.

 

ü    مثال: دگرگونی شیل (که درابتدا از کانی های رسی و کوارتز تشکیل شده است).

شیل قابلیت تورق دارد که دلیل آن جهت یافتگی تدریجی کانیهای رسی در صفحات موازی {001} است.

 سنگ شناسانی که در زمینه دگرگونی فعالیت می کنند  و زمین شناسان ساختمانی به سطوح لایه بندی اولیه (اصلی)  اس صفر می گویند.

origshalepet

Ø    اسلیت: اسلیت ها در دگرگونی خفیف با رشد دانه های ریز کلریت و کانی های رسی شکل می گیرند. جهت یافتگی تدریجی این صفحات سیلیسی باعث می شوند که سنگ در راستای صفحات موازی (صفحات سیلیسی موازی)بشکند و تورق اسلیتی را بوجود آورد.

 

 توجه کنید در این مورد (نوع) که اینجا نمایش داده شده است استرس اصلی ماکزیمم با یک زاویه خاص بطور مایل به صفحات لایه بندی اولیه وارد شده است به همین دلیل تورق اسلیتی با یک زاویه نسبت به لایه بندی اولیه (اصلی)شکل    می گیرد. فولیاسیون یا سطحی که بدلیل این شکل گیری مجدد صورت می گیرد را اس یک می نامند.

slatepet

شیست: اندازه دانه های هر کانی با افزایش درجه دگرگونی، بزرگتر می شود. سرانجام سنگ یک فولیاسیون صفحه ای نزدیک به هم را که دلیل آن جهت یافتگی تدریجی صفحات سیلیسی (عمدتاً بیوتیت و مسکویت) است را بوجود می آورد. دانه های کوارتز و فلدسپات هیچ جهت یافتگی را نشان نمی دهند. به این فولیاسیون صفحه ای غیر معمول(نامنظم) شیستوزیته گویند.

schistpet

گنیس: همزمان با افزایش درجه دگرگونی صفحات سیلیسی ناپایدار می شوند و کانی های تیره (مثل هورنبلند و پیروکسن) شروع به رشد کردن می کنند. این کانی های تیره داخل سنگ شروع به جدایش (بصورت نوارهای متمایز(جدا) ) می کنند این پروسه را تفریق دگرگونی نامند.

geniesspet

که به سنگ یک حالت نواری شدن گنیسی می دهد. کانی های تیره بلورهای طویل را شکل می دهند تا جایی که به شکل بلورهای صفحه مانند بنظر آیند که هنوز هم یک جهت یافتگی تدریجی را با جهت طولی خود عمود بر استرس جهتدار ماکزیمم دارند.

گرانولیت: در بالاترین درجه دگرگونی تعداد زیادی از کانیهای آبدار و صفحات سیلیسی ناپایدار می شوند. در نتیجه سنگ می تواند دارای بافت گرانولیتی شود که بسیار شبیه به بافت فانر تیک در سنگهای آذرین است.

granulite

همانگونه که دیدید عموماًاندازه دانه های سنگهای دگرگونی با افزایش درجه دگرگونی افزایش می یابد(شکل گیری تصاعدی دانه های ریز شیل به دانه های بزرگتر اما هنوز هم ریز اسلیت و سپس به دانه های بزرگتر شیستی و گنیسی).

 

دگرگونی وتغییر شکل

تعداد زیادی از سنگهای دگرگونی منطقه ای (حداقل آنانی که به سطح زمین آمده اند) همزمان با تغییر شکل ظاهری شان دچار دگرگونی هم شده اند. از آنجا که تغییر شکل توسط استرس های جهتدار ایجاد می شود بافتهایی که در سنگهای دگرگونی رشد می کنند بیانگر نوع و حالت تغییر شکل (Deformation) هستند. فولیاسیون و تورق اسلیتی (Slaty Cleavage) که در طول دگرگونی رشد می کنند نیز بیانگر نوع و حالت تغییر شکل هستند وآنها را جزئی از ساختهای تغییر شکلی (Deformational Structure) به شمار می آورند. تغییر شکلی که باعث شکل گیری رشته کوهها (چین خوردگی بالا رانده شده) می شود عموماً توسط استرس های فشاری صورت می گیرد. نتیجه استرس فشاری اعمال شده روی سنگها (آنهایی که قابلیت شکل پذیری دارند)چین خوردگی آنها است. قابلیت شکل پذیری سنگها به دما و محدود استرس (فشار)بستگی دارد. در طی این تغییر شکل اعمال شده روی سنگهای شکل پذیر،لایه بندی اولیه (اصلی) بعد از چین خوردگی به یک سری از طاقدیس ها و ناودیس ها تبدیل می شود که محور چین های آن عمود بر جهت استرس فشاری اصلی است. مقیاس (اندازه)این چین ها می تواند از چند سانتی متر تا چندین کیلومتر (بین دو انحنای ماکزیمم در چین ها) متغیر باشد. توجه داشته باشید که چون سطوح محوری عمود بر جهت استرس اصلی فشاری قرار گرفته اند، تورق اسلیتی ویا فولیاسیون نیز باید در طول این جهات رشد کنند. بنابراین تورق اسلیتی و فولیاسیون اغلب تورق سطح محوری (Axial Plane Cleavage) یا فولیاسیون می نامند.

deformmeta

تفریق دگرگونی

همانطور که قبلاً(در بالا) بحث شد گنیس ها و تعداد زیادی از شیت ها ساختار نواری یا لایه ای ترکیبی دارند که نوارهای (لایه های) کانی های تیره وروشن به صورت متناوب و منفصل در طول سنگ آشکار هستند.

نوارهای تیره شامل آهن ومنیزیم(Ferromagnesian Minerals)و نوارهای روشن شامل کوارتز و فلدسپات هستند. گسترش این نوارهای (لایه های) ترکیبی به تفریق دگرگونی بستگی دارد. که با توجه به تاریخچه سنگ شناسی دگرگونی چندین مکانیسم برای توضیح (تشریح) تفریق دگرگونی پیشنهاد شده است.

1-  حفظ لایه بندی ترکیبی اولیه(اصلی): در بعضی سنگها، لایه بندی ترکیبی نمی تواند به هیچ وجه بیانگر تفریق دگرگونی باشد اما در عوض می تواند نتیجه لایه بندی اصلی (اولیه) باشد. برای مثال در طول مراحل اولیه دگرگونی و تغییر شکل ماسه سنگها و شیل های میان لایه ای، لایه بندی ترکیبی محفوظ می ماند حتی اگر جهت استرس فشاری ماکزیمم با یک زاویه خاص (بطور مورب) به لایه بندی اصلی (اولیه) وارد شود.

در چنین حالتی فولیاسیون به خاطر تبلور مجدد کانی های رسی یا تبلور صفحات سیلیسی دیگر در لایه های شیل گسترش یافته و در جهت استرس ماکزیمم، جهت یافته شوند.

notranspos

 اکنون نتیجه گرفتن این مطلب که لایه بندی اصلی،لایه های ترکیبی را تداعی می کنند آسانتر می شود.

 

 در سنگهایی که به شدت تغییر شکل یافته اند و دستخوش چین خوردگی و برش  (لغزش)شده اند، تعیین کردن اینکه لایه بندی ترکیبی این سنگها همان لایه بندی اولیه است مشکل تر می شود چون لغزش باعث می شود که لایه بندی کشیده شود و لایه های منفرد چین خورده در اثر کشیدگی زیاد شکسته شوند و چین خوردگی های اولیه به راحتی قابل مشاهده نباشند.

 بطور مشابه اگر دایک ها یا سیل ها قبل از دگرگونی به سنگ تزریق شوند این لایه های ترکیبی متفاوت لزوماً با لایه بندی اولیه موازی نیستند و می توانند در سنگ دگرگونی محفوظ بمانند.

sheartranspos

۲ـ جابه جایی لایه اصلی: لایه بندی ترکیبی اصلی یک سنگ در طی دگرگونی می تواند در یک جهت یافتگی جدید، جابه جا شود. شکل های زیر نحوه این کار را نشان می دهند.در مراحل ابتدایی یک فولیاسیون جدید شروع به رشد می کند که دلیل آن استرس فشاری وارده در زاویه ای خاص نسبت به لایه بندی اصلی است. کانی هایی که این فولیاسیون را تشکیل می دهند همزمان با رشد، شروع به جدایش لایه های اولیه و ایجاد محفظه هایی کوچک با اشکال آیرودینامیکی می کنند. بعدها چون این محفظه های (غلاف های) آیرودینامیکی توسط تبلور مجدد کانیهای اطراف متحمل فشاری شوند، کشیده شده و دوباره به هم می رسند تا اینکه نوارهای ترکیبی موازی با فولیاسیون جدید را تشکیل دهند.

transposbed

۳ـ انحلال و رسوب گذاری مجدد: در سنگهای دگرگونی ریز دانه چین های کوچک مقیاس را " کینک باند" (Kink Band) گویند که اغلب در نتیجه اعمال استرس فشاری بوجود می آیند. فولیاسیون جدید در طول صفحات محوری چین ها شروع به رشد می کند. کوارتز و فلدسپات در اثر فشار وارده، حل می شوند (انحلال بر اثر فشار)و در نقاط ماکزیمم چین ها رسوب می کنند(جایی که فشار کمتر است). همزمان با اینکه فولیاسیون جدید در جهت عمود بر 1δ جهت یافته می شود، نتیجه بعدی بوجود آمدن نوارهای میکا (یا صفحات سیلیسی)و کوارتز(یا فلدسپات) موازی با لایه بندی فولیاسیون جدید است.

tansposcrenulation

۴ـ آرایش هسته ای مطلوب(پایدار): سیال های موجود، در طول دگرگونی توانایی حل کردن کانی ها و جابه جایی یونها را از جایی به جایی دیگر در سنگ را دارند. بنابراین کانیهای تیره بعد از انحلال در قسمت دیگری از سنگ رشد می کنند و آرایش هسته ای جدیدی را به شکل لایه های منفصل و متناوب، فلسیک(روشن) و مافیک(تیره) ایجاد می کنند.

diffusion

۵ـ میگماتیتی شدن: همانطور که قبلاً بحث شد میگماتیت ها، اشکالی هستند که بشکل عدسی و یا غلاف های آیرودینامیکی در حوزه های دگرگونی شدید بوجود می آیند و بیان کننده این مطلب هستند که گدازه هایی در اطراف سنگهای دگرگونی بوده اند. وارد شدن گدازه های مذکور به غلاف های آیرودینامیکی و لایه های داخل سنگ نیز می تواند باعث لایه بندی منفصلی شود که گاهاًدر سنگهای دگرگونی درجه بالا دیده می شود. این فرآیند شبیه به فرآیندی است که در شماره 4 توضیح داده شد. بجز این مطلب که در این نوع گدازش(ذوب) قسمتی(جزئی) سنگ اصلی صورت می گیرد تا گدازه های فلسیک تولید شوند و بعدها به داخل غلاف های آیرودینامیکی و لایه های داخل سنگ دگرگون و در آنجا متبلور شوند. شکل گیری ثانوی سنگ بعد ها می تواند کشیده و چین خورده که این موضوع باعث می شود با میگماتیت ها اشتباه نشوند.

دانلود همین مطلب با فورمت PDF (فارسی)

دانلود همین مطلب با فورمت PDF (انگلیسی)