فصل سوم سنگها و ناهمواری های حاصل از آنها

1. فصل سومسنگها و ناهمواری های حاصل از آنها

2. کانیها: مواد جامد طبیعی ، معدنی و با ترکیب شیمیایی ثابت با دو صورت متبلور و بی شکل هستند. کانیها تشکیل دهنده سنگها هستند و سختی سنگ و حساس بودن آن در برابر هوازدگی را بیان میکنند. • درجه هوازدگی کانی بستگی به: • ساختمان یونی: اگر شبکه بلوری ورقه ای باشد مقاومت کمتر است • ترکیب شیمیایی: هر چه ترکیبات فلزی در بلور بیشتر باشد مقاومت در برابر هوازدگی کمتر است. • عوامل محیطی: درجه حرارت، نوسانات درجه حرارت، رطوبت و نوسانات رطوبت در هوازدگی کانی موثر هستند. • مکانیسم تخریب کانیها: • قرار گرفتن در معرض رطوبت ، جذب هیدروژن و خروج یون سدیم و در آلبیت • تجزیه شدن در فلدسپات ها: خارج شدن یونهای قلیایی و سیلیس، خروج کامل یونهای قلیایی و تبدیل به کائولینیت، ورود اکسید های آهن و منیزیم محلول در آب به کانیها • میکای سفید: خروج یونهای قلیایی و تبدیل به رس ورمیکولیت • کوارتز: مقاومترین کانی در برابر تخریب شیمیایی، باقی میماند و بصورت تپه های ماسه ای تبدیل میشوند.

3. طبقه بندی سنگها: • سنگهای رسوبی • سنگهای متبلور • سنگهای آتشفشانی در این بخش به تشریح سنگهای رسوبی پرداخته میشود. سنگهای رسوبی وناهمواری های حاصل از آنها: در سطح خارجی پوسته تشکیل میشوند، به آنها سنگهای خارجی هم گفته میشود. مواد تخزیبی حمل شده توسط فرسایش بادی یا آبی به دریا ها و در یاچه ها حمل شده و تشکیل رسوب را میدهند. - سنگهای رسوبی درجا یا دگر جا هستند. تشکیل آنها شامل مراحل زیر است: -تهیه و برداشت -حمل و انتقال -رسوبگذاری - دیاژنز

4. طبقات رسوبی : هم شیب : دارای شیب یکسان و موازی دگرشیب : دارای شیب غیر همسان و متقاطع سری : مجموعه ای از طبقات متوالی و موازی رخساره: سری رسوبی که از نظر سنگ شناسی همگن باشد دوران های مختلف زمین شنا سی : بیوستازی: در عوامل زمین شناسی و آب و هوایی تعادل بر قرار بوده، تخریب مکانیکی کم و تخریب بیو شیمیایی است. رسوب های شیمیایی و رسو بات دانه ریز ته نشین میشود. رگزیستازی : دوره عدم تعادل ، عدم تعادل در عوامل آب و هوایی و زمینی، تخریب مکانیکی حاکم است و مواد درشت دانه ته نشین شود، پوشش گیاهی کم و تخریب فیزیکی شدید است

5. طبقه بندی سنگهای رسوبی بر اساس منشاء تشکیل: • الف- محیط تجمع رسوب • محیط رسوبی دریاچه ای یا دریایی ، گل و لای ته نشین شده در اعماق دریا ها ( گاهی شامل رسوبات ساحلی مثل رسوبات بادی، تپه های ماسه ای، رسوبات مردابی و ...) • رخساره آب شیرین: تورب، آهک آب شیرین، گل های دیاتومه، گل سفید • رخساره های دریایی برحسب عمق دریا: گل های آهکی، گل های سیلیسی، رسوبهای قرمز اعماق زیاد که شامل رس های معلق هستند. • محیط رسوبی خشکی یا قاره ای، مواد کوهرفتی و آبرفتی در اثر ریزش و لغزش مواد • محیط رسوبی حد فاصل دریا و خشکی : رسوب های کولابی یا مردابی ازجمله رسوبات تبخیری مانند کربنات کلسیم، آهن، سولفات آهن، نمک طعام، نمکهای پتاسیم و کلسیم • ب- فرآیند تجمع رسوب: • رسوب های تخریبی: از تخریب سنگها بوجود می آید • رسوب های شیمیایی: در اثر ته نشین شدن مواد محلول موجود در آب بوجود می آیند • رسوب آلی: در اثر تجمع بقایای جانوران و گیاهان بوجود می آیند مانند رسوبات مرجانی • ج- ترکیب معدنی : • سنگهای سیلیسی : شن، ماسه سنگ، کوارتزیت • سنگهای رسی: ماسه، شیست • سنگهای کربناته: آهک، دولومیت • سنگهای نمک دار: ژیپس، نمک ریز، سیلونیت

6. رس و ناهمواری های آن: رس ها حساس به فرسایش هستند. شیل ها، مارن ها، سیلت استون (لای سنگ) دارای رس هستند. اشکال مختلف در سازند های رس دار بستگی به حساسیت سازند رس دار به فرسایش دارد. و مهمترین عواملی که حساسیت سازند به فرسایش را تعیین میکنند نوع رس، اندازه ذرات آن، ترکیب کانی رسی ، ESP (Exchangeable Sodium Percentage)، قابلیت هدایت الکتریکی محلول، تورم، پراکندگی (انتشار) و فولکوله (گلوله، منعقد ) شدن رس، هستند. مونتموریلونیت نسبت به کائولینیت قدرت تبادل یون سدیم وتورم پذیری بیشتری داشته و باعث ایجاد حرکت های توده ای میشود. آب وهوای مرطوب باعث شستشوی رس و خروج نمک ها و سدیم از آنها و باقی ماندن کلسیم در آنها گلوله شدن آنها شده و تخلخل رس بیشتر شده و برای تخریب و فرسایش نیاز به آب بیشتری دارد. و در این موارد فرسایش تونلی بیشتر امکان رخداد دارد. سازند های رس دار رسوبات زیادی تولید میکنند که مسافت طولانی را طی کرده به مخزن دریاچه و سد ها میرسد. انواع رس ها: Kaoliniteتناوب لایه های سیلیس و آلومین است. آلومین در محیط زیاد است. در اثر شسته شدن منیزیم و کلسیم Montmorilloniteآب بین لایه های رسی قرار گرفته و فلز های کم ظرفیت تر بجای آلومینیم و سیلیس نشتسته و بار منفی زیاد است و جاذب یونهای فلزی است. در مناطق خشک بوجود می آیند Illiteمیکای آبدار است و در لایه آلومین آهن بجای آلومینیوم مینشیند. أر آب و هوای معتدل ساخته میشود. Vermiculite Chloriteساختمانی شبیه به میکا دارد. آلومینیم جایگزین سیلیس در لایه سیلیس شده است.

7. Kaolinite illite Montmorillonite

9. ویژگی های رس و کاربرد آن در فرسایش: 1- بار الکتریکی رس ها: جایگزینی یونهای فلزی در شبکه بلوری و ایجاد بار منفی و جذب آب و یونهای فلزی در بین لایه ها، تورم خاک و پراکندگی خاک 2- آماس یا تورم رس: جذب آب در بین لایه های رس در اثر وجود بار الکتریکی و خاصیت مویینگی است. و مقدار آماس بستگی به نوع رس، ظرفیت تبادلی، غلظت املاح در خاک، در خاکهای کلسیم دار آماس باعث پاشیده شدن ذرات خاک نمیشود. آماس با افزایش سطح ویژه کانی های رسی افزایش میابد.در آبشویی فراوان سیلیس کم شده و 1:1 شده و مانند کائولینیت که آماس آن بسیار کم است. اگر رس در کنار آهک باشد که یون کلسیم فراوان شود، تورم کاهش میابد که به آن پایداری خاک میگویند. 3- حالت خمیری یا پلاستیسیته: توانایی خاک برای تغییر شکل دائم در مقابل نیرو های وارده و حفظ شکل جدید پس از برداشته شدن نیرو ها 4- حد سیلان یا حد روانی : رطوبتی که در آن خاک تحت اثر وزن خودش حرکت خواهد کرد یا جاری خواهد شد. در رس مونتموریلونیت از 50% معمولا بیشتر است. 5- حد خمیری: حد رطوبتی است که در کمتر از آن خاک دیگر حالت خمیری ندارد. 6- شاخص خمیری: اختلاف بین رطوبت های حد خمیری و حد روانی را شاخص خمیری میگونید. 7- اهمیت ضرایب خمیری خاک: در حالت خمیری است که خاک میتوان در شیب در اثر نیروی وزن خود حرکت کند. در حالت خمیری خاک غیر اشباع است و تنش کششی حدود 600 تا 2000 سانتیمتر در بین ذرات خاک وجود دارد. در حد روانی خاک تقریبا اشباع است و مکش آب در حدود چند سانتیمتر آب است. شاخص خمیری بالا یعنی خاک رطوبت زیادی در خود نگه داشته و زهکشی آن به کندی صورت میگیرد و این مسیله عامل اصلی در حرکت های توده ای بشمار می آید.

10. سازند های حساس به فر سایش در ایران • سازند های مارن و رس میوسن در زاگرس سازند های گروه فارس : • گچساران : شامل مارن خاکستری، آهک ژیپسی، ژیپس توده ای ، مارن و لایه های نازک آهک، ضخامت حدود 458 متر، رخساره های فرسایش ابی آن عبارتست از : • رخساره های دامنه شمالی: فرسایش سطحی ، فرسایش شیاری و آبراهه ای ، حرکت های توده ای، دامنه منظم، بیرون زدگی سنگی، انحلال • رخساره دامنه جنوبی : فرسایش سطحی ، فرسایش شیاری و آبراهه ای ، هزار دره یا بد لند، دریابار فرسایشی، رخساره واریزه ای ، بیرون زدگی سنگی ، توده سنگی • میشان : 710 متر مارن های خاکستری ، دارای بخش آهک گوری 111 متر با بین لایه ای های مادستون • رخساره های فرسایش آبی (سطحی، شیاری، آبراهه ای)، برون زد سنگی، دامنه منظم • آغاجاری : 2965 متر ماسه سنگهای آهکی قهوه ای رنگ تا خاکستری همراه با مارن های قرمز ژیپس دارو سیلتستون • رخساره های فرسایش ابی ( سطحی، شیاری، آبراهه ای، هزار دره)، حرکت های توده ای، فرسایش خندقی، فرسایش بالا رونده یا کناری، رخساره دامنه منظم • سازند های مارن و رس نئوژن (میوسن) در البرز جنوبی بیشتر در منطقه طالقان مطالعه شده است • تیپ NgC: ماسه سنگ قرمز نسبتا مقاوم، همراه با عناصر گوشه دار با سیمان آهکی • تیپ NgM مارن آهکی با املاح گچ و نمک، رخساره ها فرسایش سطحی شیاری، آبراهه ای، بدلند و لغزش • تیپ gY1مارن با املاح گچ ونمک کم یا متوسط، رخساره ها شبیه به قبلی همراه با فرسایش خندقی • تیپ gY2 مارن با املاح گچ و نمک نسبتا زیاد

11. سنگهای دانه ای سیمان شده • کنگلومرا: کلا در برابر فرسایش آبی مقاوم هستند و بعضی از آنها که سیمان آهکی دارند رخساره های انحلالی در آنها مشاهده میشود مانند دره های باریک و عمیق، ستون های باریک • برش • تکتونیکی • رسوبی • پودنگ • سیلابی • کوهپایه ای • قاعده ای • بین تشکیلاتی • ماسه سنگ : معمولا دانه های آن از کوارتز، فلدسپات یا میکای سفید است که در مقابل هوازدگی مقاوم بوده و تا این حد توانسته اند ریز شوند و باقی بماند. • با سیمان سیلیسی: مقاوم در برابر فرسایش • با سیمان پلیتی: سیمان در واقع مواد واریزه ای ریز دانه هست که همزمان با دانه های اصلی ته نشین میشود (ماسه سنگ فلیش) • با سیمان آهکی : مقاومت چندانی در برابر عوامل تخریب مخصوصا شیمیایی ندارد (در شرایط دریایی بوجود می آید) • با سیمان آهن دار: در اثر ورود اکیسد های آهن با نیروی شعریه بوجود می آید • با سیمان گلوکونی : دانه های سیلیس و گلوکونی با سیمان آهک و حاوی بقایای آلی.

12. سنگهای آهکی یا همگن تشکیل شده کربنات کلسیم.، از تجزیه سایر سنگها بوجود می آیند. بافت آنها بسیار متغیر است. مکانیسم تشکیل سنگهای آهکی الف – مکانیسم فیزیکی شیمیایی رسو ب آهک این رابطه بستگی به مقدار گاز کربنیک محلول در آب ، دما ، فشار و عمق آب ، مواج بودن آب دارد. حل شدن گازکربنیک هوا در قطرات باران، تجزیه مواد آلی موجود در خاک تولید گازکربنیک میکند ب- مکانیسم زیست شناسی رسوب آهک گیاهان یا جانورانی که در اسکلت یا پوسته خود دارای آهک هستند پس از مرگ آنها رسوب آهکی باقی میماند. مانند: پروتیست ها یا تک یاختگان (Protistes)، جلبکها (Algues)، روزن داران (Foraminifers)، نرم تنان (Mollusques)، مرجانها (Coraux)، خارپوستان (Echinodermes)، جاقویان (Annelids)، مغزه شکلان (Bryozoaires)

13. سنگهای آهکی و ناهمواری های آن • سنگهای آهکی غیر کارستی • سنگ آسیاب : سنگ اهکی سیلیسی است. سخت و مقاوم در برابر فرسایش و تخریب. • گل سفید : از گلهای آهکی قدیمی بوجود می آید. تبلور مجدد در آن نیست ، بافت ریز متخلخل و سریع خرد میشود • فلیش: تناوب لایه های آهک و مارن است. در ژئو سین کلاین ها تشکیل میشود و در البرز ضخامت زیادی دارد. • سنگهای آهکی کارستیKarstic Limestones سنگ آهکی که در آن آثار انحلال دیده میشود. برای اینکه انحلال در سنگ آهک رخ دهد باید آهک خالص، ضخیم لایه، سختی بالایی داشته و حالت توده ای یا صخره ای داشته باشند یعنی زیاد خرد نشده باشد. جریان آب باید وجود داشته باشد. درزه و شکاف دار بودن سنگ عامل مهمی است . در مناطقی وجود دارد که بارندگی 250 تا 300 میلیمتر باشد. و دارای تناوب دوران خشک و تر باشد. توسعه کارست در ارتفاعات بیشتر از مناطق کم ارتفاع مشاهده میگردد. در سنگ های نمکی و گچی نیز آثار انحلال دیده میشود. ولی بشکل کارست در نمی آیند ولی در دولومیت و آهک کارست مشاهده میشود. چگونگی تشکیل: اینگونه است که آب به داخل درزه و شکاف های سنگ نفوذ کرده و موجب توسعه درزه و شکاف ها میشود.

15. اشکال مختلف کارست • کانیون Canyon • لاپیه یا لاپیز Lapiez • آون Aven • دولین Doline • اوولا Ouvala • پلژه Polje • دره کارستی • غار Cave

16. کانیون: دره های عمیق و طویل ، با دیواره های پر شیب، معمولا در بستر آنها آب جاری است. در رشته کوه زاگرس در سازند آسماری به وفور دیده میشود. فرسایش فقط در کف دره بسیار فعال است. محل عبور رودخانه ها از مناطق کارستی هستند. رودخانه های زیرزمینی قدیمی هستند که سقف آنها ریزش کرده است. لازمه ایجاد آن لایه های آهکی بسیار ضخیم است. اگر ضخامت آهک کم و در زیر آن لایه مارنی باشد دره U شکل تشکیل میشود. در بالادست آنها چشمه ها هستند . یعنی در انتهای کانیون های بن بست چشمه هایی وجود دارند.

17. Canyon

18. لاپیه: شیار یا بریدگی هایی که بر روی سنگهای آهکی بوجود می آید و ممکن است نامرئی و پوشیده در زیر خاک باشد. این بریدگی ها در اثر آب موجود در خاک که دارای اسید کربنیک است بوجود می آید. ابعاد این شیار ها از چند میلیمتر تا 10 متر میرسد.

19. Lapiez

20. Lapiez

21. Lapiez

22. Lapiez

23. Lapiez Limestone Pavement

24. آون: شکل آن بصورت قیف وارونه است و در سطح زمین بصورت منافذی راه پیدا میکند. توسعه آن در سطح زمین فراوان است. برای تشکیل آن آب از درزه و شکاف ها نفوذکرده و در اثر انحلال درزه و شکاف ها را گسترش میدهد. و دیواره اش ریزش کرده و فضا توسعه مییابد. در مناطقی که بارندگی زیاد است این ها مسیر رودخانه های زیرزمینی بوده اند. در داخل آن استالاکتیت و استالاگمیت بوجود می آید.

25. دولین: حفره های بیضی شکل با دیوار های نامنظم ، ناهموار و با شیب تندو پرتگاهی که کف این گودی ها اغلب با خاکهای رسی پر شده که از تخریب سنکهای آهکی بوجود آمده است. این خاکها برای کشاورزی مناسب است. چون آبهای اطراف هم بطرف آنها سرازیرمیشوند. دولین اغلب در نیمرخ بصورت تشت و یا بصورت قیف است. در آب و هوای مرطوب بوجود میآیند.عمق و قطر آنها حدود چند متر تا دویست متر یا بیشتر میباشد. در شمال که بارندگی زیاد است دولین ها دارای پوشش گیاهی است. آب به تدریج از سطح نفوذ میکندو ایجاد انحلال میکند. انحلال زیاد و تخریب باعث ایجاد فرو رفتگی عمق در سطح میگردد. با وسعت یافتن فرورفتگی آب بیشتری از اطراف به طرف آن جاری میشود.

26. انواع دولین: • بر حسب چگونگی تشکیل به جهار دسته تقسیم میشوند • دولین انحلالی • دولین آبرفتی • دولین فروریخته • دولین فروریخته انحلالی

27. دولین انحلالی: بر اساس انحلال سنگهای آهکی بوجود می آید. آب از درزه ها و شکافهای باریک نفوذ کرده و در سنگ ایجاد انحلال میکند. شکاف ها وسیع شده، سطح فروکش میکند و چاله های بسته ای را در سطح بوجود می آورد.

28. دولین آبرفتی: وقتی سنگ آهکی بوسیله آبرفت یا دیگر رسوبات پوشیده شده، در آهک حفره هایی ایجاد میشود که شیب آن با شیب رسوب های بالایی مشخص میشود. انحلال در زیر لایه آبرفتی بوجود می آید.لایه های سطحی آبرفت فرومینشیتد و بداخل حفره های انحلالی آهک وارد میشود. چاه دریای منطقه رفسنجان شاید یک دولین آبرفتی باشد.

29. دولین فروریخته: در اثر فروریختن سنگهای آهکی در مقیاس بزرگ بوجود می آید . دیوار ها با شیب تند و صخره مانند هستند. حفره ها بیضوی شکل یا دایره ای نامنظم. در اثر ریزش سقف حفره های نزدیک سطح زمین ایجاد میشوند.

30. دولین فرو ریخته انحلالی: وقتی روی سنگ آهک سنگهای نفوذ ناپذیر مثل شیل و یا ماسه سنگ باشد. در اثر انحلال آهک لایه های بالایی نشست کرده و دولین های حفره مانندی در سنگهای بالایی بوجود میآید.

31. اوولا Ouvala: اگر پدیده انحلال شدید شود و چندین دولین به هم متصل شوند اوولا بوجود میآید.

32. Doline

33. Doline

34. Doline

35. Doline

36. Doline

37. Doline

38. Doline

39. پلژه در لاتین به دشت قابل کشاورزی گفته میشود. در ژئو مورفولوژی به دشت های کارستی کفته میشود که عرض و طول از چند متر تا چندین کیلومتر داشته باشند.در مناطق خشک واحد سبز و خرمی را در داخل منطقه نشان میدهد. کناره های پرشیب، کف مسطح، خاکهای قهوه ای و قرمز، کف پلژه رود جریان دارد ولی به خارج راه نمیابد مگر از طریق راهرو زیرزمینی یا غار که به آن Ponor میگویند. آب زیرزمینی در آن بالاست و در تر سالی دریاچه موقت ایجاد میگردد (اقلید، دشت ارژن).

40. پلژه در کف پلژه ممکن است ناهمواری سنگی Hum (تپه شاهد) وجود داشته باشد. کف معمولا مسطح است. معمولا دیواره ها در امتداد خط گسل است. دیواره ها دارای چشمه هستند و زهکشی آب زیرزمینی را بعهده دارند. نحوه ساخته شدن: ابتدا فرورفتگی منطقه ای وجود داشته که در آن آبهای سطحی و زیرزمینی جمع میشده اند. در اثر انحلال کناره ها به شدت تخریب یافته و فرو افتادگی توسعه یافته است.

41. پلژه دشت ارژن فارس دارای دریاچه موقت است و بصورت یک گرابن است که توسط دو گسل ایجاد شده است. رخداد چشمه در قسمت شرقی بخاطر در کنار هم قرار گیری سازند های گچساران و پابده گورپی است. کف از آبرفت با ضخامت حدود 30 متر پوشیده شده است. آبها در قسمت شرقی دشت تجمع یافته و از طریق آبرفت به آهکها نفوذ کرده و از منطقه خارج میشود.

42. Polje

43. Polje

44. Polje

45. Polje

46. Ponor

47. دره های کارستی : شکل دیگر ناهمواری های کارستی هستند و به چهار گروه تقسیم میشوند دره های باریک و عمیق دره های حفره ای دره های کور دره های خشک

48. دره های کارستی : دره های باریک و عمیق: در سازند های آهکی فراوان است. در اثر انحلال ایجاد میشوند. عمیق و با دیواره های عمودی هستند . بین شیراز و جهرم نمونه های زیادی از آن مشاهده میشود. معمولا دره ها در امتداد شکستگی های اصلی سنگ هستند. ابتدا راهرو زیرزمینی ساخته شده و سپس سقف ریزش کرده است. دره های کور: انحلال از محل شکستگی ها و ضعف سنگ بوجود می آید. ممکن است در بعضی از قسمت های مسیر آب به داخل زمین از طریق شکاف یا دولین فرو رود و در پایین دست تر دوباره ظاهر شود. در محدوده ای که جریان ناپدید میشود دره کور بوجود می اید. در مناطقی این دره وجود دارد که ناهمواری ها زیاد و منطقه پر باران است. در مناطق با آهک ضخیم و یا وقتی سیلاب زیاد از مناطق غیر آهکی بالادست وارد میشوند. دره های حفره ای: آب بجای فرورفتن در آهک در سطح جاری میشود. دره U شکل وبا دیواره های تند است. در جایی بوجود می آید که زیر آهک سازند های نفوذ ناپذیر وجود دارد. دره های خشک: مانند دره های آبرفتی فقط در مواقع سیلابی آب دارند. منشاء آب سطحی دارند و جزء شبکه سطحی هستند.

49. غار: • یک راهرو زیرزمینی که معمولا از یک مجرای تقریبا افقی و دارای مجاری فرعی تشکیل شده است. در اثر عمل انحلال بوجود می آیند. نفوذ آب از طریق درز ه و شکافهای سنگ انجام میگیرد. مهمترین عوامل در تشکیل غار: • نوع سنگ آهک • درزه و شکاف ها تا حد طبقات آهک ادامه داشته باشند • درزه و شکاف ها در بین لایه ها محدود باشد • نوع جریان آب • شرایط جغرافیایی منطقه • شرایط آب و هوایی

50. نوع سنگ آهک: • آهک باید ردارای درزه و شکاف باشد. شروع تشکیل غار معمولا در محل تماس لایه های آهک خالص و ناخالص است. بسته به وسعت و توسعه درزه وشکاف ها دو نوع غار قابل تشخیص است: • درزه و شکاف ها تا حد طبقات ادامه داشته باشد. در این حالت غار های به شکل مثلثی تشکیل میشود که قاعده آنها به طرف پایین است • درزه و شکاف ها در بین لایه ها محدود است. که غار های با مقاطع ذوزنقه ای و یا مستطیلی شکل میگیرد