نحوه تشکیل منشورهای بازالتی

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری اولین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده علی درویش زاده -عباس آسیابانیها- علی کنعانیان
تاريخ برگزاری ۰۴ شهریور ۱۳۷۶
گدازه روانه های بازالتی غالباٌ بصورت منشورهای کم و بیش منظم انجماد می یابند. این منشورها معمولاٌ شش گوشه اند ولی گاهی ممکن است دارای 4 یا 5 و حتی 7 ضلعی باشند. درازای منشورها از چند دسیمتر تا 25 متر هم رسیده است و پهنای آنها نیز در حدود 30 تا 120 سانتیمتر است. اگرچه بسیاری از آنها شش گوش هستند ولی تقارن هندسی ندارند جدار قائم آنها مسطح و غالباٌ موج دار است. در طول منشور، شکستگیهای عرضی دیده می شود که بر محور قائم منشور عمودند هرگاه، ارتفاع منشور کم یعنی در حدود کمتر از 10 سانتیمتر باشد در این حال به آن دبی سنگفرشی می گویند.
اصولاٌ قطر منشور در حدود یک سوم طول آن است حد فاصل بین دو منشور که روی هم قرار داشته باشند سطح صاف نیست، عموماٌ در وسط صاف و به سمت خارج دارای اشکال مقعر و محدب اند. در حالت اخیر از قاعده خاصی تبعیت نمی کند و انحنا ممکن است به سمت بالا یا پایین باشد. سطح فوقانی منشورهای بازالتی از یک قشر اسکوری که ضخامت آن گاه تا 40 سانتیمتر هم میرسد، پوشیده شده است. این قشر در هر گدازه در حال سرد شدن نیز بوجود می آید که ناشی از خروج و تجمع گازها در سطح فوقانی و در حال خروج است. در زیر این قشر، منشورهای فوقانی با ستون بندی نامنظم و درهم و برهم دیده می شود ولی هرقدر به ستون بندی بخش تحتانی توجه کنیم ستون ها منظم و تا حدی موازی و ضخیم ترند.
ایجاد شکاف در سنگها
شایع ترین شکافها در سنگها به شرط آنکه عوامل تکتونیکی در آن دخالت نداشته باشند عبارتند از:
الف- در رس ها - همه ما مسئله خشک شدن رسها، به خصوص هنگامی که آب سطحی آنها خشک شده باشد دیده ایم. این عمل نتیجه خشک شدن و انقباض است به خصوص برگشتگی های لایه های سطحی خود تاییدی بر این نکته است. در اینجا، حجم کانیها است که با از دست دادن آب به سرعت کاهش می یابد.
ب- بمب های قشر نانی- در آتشفشانهای نوع استرومبولی که شیب دامنه آتشفشان نسبتاٌ تند است. قطعات گدازه در حال انجماد که در امتداد شیب دامنه به پایین می غلطد و اشکال مدور با شکاف های 3 تا 5 سانتیمتر ایجاد می کند در گذشته به آن بمب قشر نانی می گفتند در واقع این اشکال به خصوص از اگر از نوع بازالتی باشد بمب نبوده بلکه قطعات جریانی Block Flow می باشند که نمونه ای از آن در دماوند به قطر 40 سانتیمتر هم دیده ایم. در هنگام انجماد شکافهای ناشی از انقباض در سطح آن بوجود می آید و چون بخش درونی هنوز حالت خمیری دارد لذا پس از توقف شکل آن تغییر می کند و کوتاه می شود. ترکها در قطعات جریانی، فقط در سطح تماس با هوا بوجود می آید و در محل تماس با زمین یا ترک دیده نمی شود یا آنکه بسیار ریز و میلیمتری است این نکته خود در تشخیص این قطعات سرخورده از دامنه وسیله خوبی بشمار می آید.
ج- در ایگنیمبریت ها- یکی از موارد تشخیص روانه های ایگنیمبریتی، ستون بندی منشوری در آنها است. خاطر نشان می کنیم که ایگنیمبریت روانه های نیمه جامد و بسیار داغ و دمایی نزدیک به نقطه سولیدوس دارند. زیرا اولاٌ قطعات شیشه زیاد دارند، ثانیاٌ بسیار روان هستند.
د- در بازالتها و آندزیتها به خصوص هنگامیکه بسیار روان و داغ باشند.
بطور کلی ستون بندی منشوری در شرایط زیر امکان پذیر است:
1- گدازه باید دارای جریان صفحه ای باشد
2- دمای آن زیاد و در حدود دمای سولیدوس باشد.
3- سرد شدن سریع باشد زیرا هر قدر مقدار شیشه سنگها زیادتر باشد شکاف بارزتر و مشخص تر است.
4- واجد گاز اندک باشد. به همین دلیل در ستونها، حباب گاز بسیار ناچیز است تمام عوامل فوق به یکدیگر وابسته اند. چنانکه وقتی دما زیاد باشد ویسکوزیته آن کم، گازها به آسانی خارج می شوند و اختلاف درجه حرارت با محیط زیادتر خواهد بود.
نحوه تشکیل ستونهای بازالتی
اسپری، پک و میناکامی 1975، نحوه تشکیل ستونهای بازالتی در دریاچه گدازه ها و اپی را مورد بررسی قرار دادند نامبردگان نشان دادند با انجماد گدازه، پوسته ای در سطح دریاچه به وجود می آید. هنگامی که ضخامت پوسته به حدود 0/5 سانتیمتر می رسد شکافهایی عمود بر سطح گدازه پدید می آید. در این حالت دمای پوسته در حدود 900 درجه سانتیگراد است درحالیکه دمای بخش زیرین کمی بالاتر از دمای سولیدوس یعنی حدود 1050 درجه سانتیگراد است. با کاهش بیشتر دما در بخش درونی،
شکافها به سمت داخل گسترش می یابد. اگرچه برای تشکیل ستون بندی بازالتها، نظریه های مختلفی ابراز شده است ولی با توجه به شرایط تشکیل که در بالا ذکر شد می توان نتیجه گرفت که عامل اصلی جمع شدگی و انقباض است.
مسلماٌ در حالت مذاب، ماده فاقد شکاف است و شکاف تنها در حالت جامد حاصل می شود. در حالت انجماد، وزن حجمی زیاد می شود و در نتیجه حجم کاهش می یابد. این عمل با جمع شدگی و انقباض توام است حال فرض می کنیم که یک توده نیمه جامد از قسمتهای سطحی در حال سرد شدن باشد. انقباض سبب کاهش سطح از نقطه O می شود. در این نقطه بین هم چسبی Cohesion ماده و انقباض تعادل برقرار است با ادامه سرد شدن، نیروی انقباض بیشتر از نیروی هم چسبی می شود و در نتیجه شکاف به طرف بخش زیرین گسترش می یابد. بنابراین در دمای معین، در سطح گدازه شکافهایی با زاویه 2 آلفا بوجود می آید. باز شدن این زاویه در ترازهای مختلف موجب پیدایش نوعی لغزش متفاوت با مقیاس کوچک می شود که ادامه آن موجب تغییر شکل در سطح سنگ می گردد مقدار این تغییر شکل بسیار محدود است. زاویه آلفا در اینجا تابع استحکام Rigidity سنگ است. هرقدراستحکام سنگ بیشتر باشد زاویه آلفا کوچکتر می شود.
اگر سرد شدن خیلی سریع باشد انقباض به سرعت در سطح گسترش می یابد و با توجه به دما و ضخامت گدازه به درون کشیده میشود و زاویه آلفا شروع به باز شدن می نماید و سریعاٌ به مقدار ماکزیمم خود می رسد. در این حالت لازم است شکاف دیگری با فاصله معین در سنگ ایجاد شود میزان این فاصله به استحکام سنگ و درجه حرارتی که مقدار انقباض را مشخص می کند وابسته است چون این دو عامل (استحکام سنگ و دما) در یک سطح افقی مشابه هم تغییر می کند لذا شکافها متساوی الافاصله خواهند بود و فواصل نقاطی مانند c که نقش مرکز را بازی می کنند مساوی خواهند بود (یعنی فاصله خط المرکزین آنها با هم یکسان است). بنابراین از بهم وصل شدن مرکز شکافها یک مثلث متساوی الاضلاع بوجود می آید که محل شکافها عمود منصف اضلاع این مثلث است.
اگر سرعت سرد شدن زیاد باشد انقباض سریعتر انجام می شود و زاویه آلفا با سرعت رشد می کند این عمل موجب شکافهای متعدد می شود و به این ترتیب منشورهایی با ابعاد کوچکتر بوجود می آید این واقعیت را می توان از مقایسه منشورهای کوچک فوقانی نسبت به ستون بزرگتر اعماق و یا ستون های حاشیه ای به ستون های داخلی سنجید.

کلید واژه ها: سایر موارد