زمین شناسی عمومی

 

زمین شناسی عمومی    

به همراه تست ۴ گزینه ای در پایان هر فصل

مقدمه

«آشنایی با زمین­»

«هوا کره»

«آبکره»

«سنگ کره (قسمت سنگی زمین)»

«کانی»

«سنگ ها»

«فرایندهای ساختمانی»  

شایان ذکر است، در مطالب فوق(متاسفانه)تصاویر حذف شده است که امید است بزودی کل مطالب اصلاح شده و تصاویر نیز جایگزین شوند.

مقدمه

مطالعات در زمین

با توجه به نوع ساده و پیچیدگی آن و ساختار زمین شناسی منطقه می­توان سه مرحله کلی داشت.

1.      بررسی های مقدماتی: به منظور مطالعه اولیه پروژه انجام می­گیرد که این بررسی های مقدماتی شامل بررسی های زمین شناختی از روی نقشه های توپوگرافی و نقشه های زمین شناسی و عکس های هوایی و گزارش های منتشر شده و قسمت دیگر از بررسی های مقدماتی بازدید مقدماتی از منطقه برای شناختن پدیده های زمین شناختی بررسی زمین شناختی از تمام رخ نمودها جمع آوری اطلاعات از چاه­ها و قنات ها و معادن و ساختمان هایی که از محل پروژه احداث شده است صحت این فرضیات باید توسط کارهای پی جویی و ثابت شود. مثل تشخیص عمق لایه های هوازده و ضخامت رسوبات سطحی به کمک تراشه ها و چاله های آزمایشی.

2.      بررسی های تکمیلی: با توجه به چهارچوب کار پروژه و نتیجه های حاصل از مرحله اول بررسی های تکمیلی از موقعیت محل پروژه انجام می گیرد. این بررسی ها معمولا شامل: نقشه برداری، مطالعه زمین شناسی مهندسی محل پروژه و اطراف آن و اکتشاف لایه های زیرین زمین با استفاده از روش های مناسب حفاری است.

3.      بررسی های مرحله ساخت: در تمام سازه های مهندسی بزرگ مثل سدها و پل ها در طول ساخت آزمایش ها مورد بررسی قرار می گیرد تا نتیجه های بررسی اولیه و تکمیلی تاثیر شود.

نقشه های توپوگرافی: نوعی نقشه است که در آن پستی و بلندی های روی زمین به کمک تصویر افقی آن قسمت از زمین با مقیاس معین بر روی کاغذ ترسیم می شود. در این نقشه ها هر نقطه در روی زمین با طول و عرض جغرافیایی آن نقطه مشخص شده است که از آن برای تهیه نقشه های زمین شناسی نیز استفاده می کنیم. در نقشه های توپوگرافی با پیوستن نقاطی که دارای ارتفاع مساوی هستند منحنی هایی به نام منحنی میزان یا منحنی تراز را رسم می کنند که به کمک آنها پستی و بلندی های زمین مشخص می شود. در واقع با دیدن فاصله تراز یعنی اختلاف ارتفاع بین دو منحنی متوالی می توان نتیجه گرفت که وضعیت پستی و بلندی منطقه چگونه است که اگر فاصله آنها به هم نزدیک شود یعنی شیب تند می شود. (حداکثر آن وقتی که روی هم منطبق می شوند یعنی محل پرتگاه است) و زمانی که فاصله دو منحنی زیاد شود یعنی شیب کند شده و در محل هایی که منحنی تراز دیده نمی شود یعنی مسطح است.

 

 

مقیاس: مقیاس در نقشه در واقع نسبت فاصله دو نقطه در نقشه بر فاصله افقی حقیقی همان دو نقطه روی زمین از روی نقشه توپوگرافی نیمرخ منطقه به کمک منحنی های میزان رسم می شود و روش کار به این صورت است که با رسم یک خط فرضی در محدوده مورد نظر که همه منحنی های میزان را قطع کند عبور داده و تصویر آن را روی محور طول ها از محورهای مختصات رسم می کنیم و به کمک محور yها ارتفاع نقاط را مشخص کرده که با رسم کردن نقاط معین نیمرخ مربوط رسم می شود.

نقشه های زمین شناسی: نوعی نقشه است که در آن اطلاعات به دست آمده از شناسایی های منطقه ای با در نظر گرفتن خصوصیات ژئوتکنیکی مواد و زمین شناسی محل به نمایش گذاشته می شود. در نقشه های زمین شناسی مشخصات سنگ ها و خاک ها زئو مورفولوژی و پدیده های ژئودینامیکی به طور مشروح دیده می شود که البته متناسب با منطقه و وسعت و همچنین نوع کاربری متفاوت خواهد بود.

در مطالعات زمین شناسی برای درک تغییرات و تحولات در طول سن زمین که5/4 میلیارد سال تخمین زده شده است از موارد زیر کمک می گیریم.

1- سنگواره (فسیل)آثار و بقایای موجودات زنده مربوط به دوران های گذشته زمین شناسی را فسیل یا سنگواره می گوییم. در تشخیص مقاطع زمین شناسی از سنگواره راهنما استفاده می کنیم که مشخصات زیر را داراست:

الف: تشخیص آنها از دیگر فسیل ها آسان است. ب: انتشار جغرافیایی وسیعی دارند. ج: متعلق به جانداران ساده هستند. د: دارای دوره زندگی محدود و کوتاهی می باشند.

2- نمونه شاهد

الف: ردپا ب: حفرات (لوله هایی که توسط موجوداتی مثل کرم ها به وجود آمده اند) ج: کاسترولیت ها. معده بعضی حیوانات مثل خزندگان هستند. د: کوپرولیت ها، مدفون جانوران و محتویات شکم آنها.

3- تعیین سن مطلق زمین توسط مواد رادیواکتیو: می دانید طی فرایند رادیواکتیو بر اثر نیروهایی که ماهیت آنها شناخته شده نمی باشد پیوند پروتون و نوترون­های یک عنصر شکسته شده و موجب تبدیل شدن آن به عنصر دیگری می شود زمان تلاشی نیمی از اتم های هسته را نیمه عمر آن عنصر می نامند نیمه عمر کربن 5730 سال می باشد. نیمه عمر اورانیم 5238/4 میلیاردسال است.

 

گاهی اتمها در تعداد پروتون برابر اما در تعداد نوترونها متفاوت هستند. به این اتم ها ایزوتوپ می گویند.

فصل اول : آشنایی با زمین

پروژه­ها و ساختمانهای عمرانی، اعم از فرودگاهها، سدها، سیلوها، جاده­ها، مساجد، مناره، گنبد و غیره بر روی زمین ساخته می­شوند، لذا اطلاعات زمین­شناسی علاوه بر اینکه پاسخ افراد کنجکاو و پرسشگر را تأمین می­کند مورد نیاز مجریان و طراحان همه سازه­ها نیز می­باشد و همه نیازها ایجاب کرده است که انسان همانطوری که سفر به فضا را دوست داشته، تمایل داشته باشد که از زمین و اعماق آن نیز اطلاع پیدا کند.

اطلاعات از زمین گاهی میتواند به مقاومت خاک و نفوذپذیری و امثال آن ارتباط پیدا کند و گاهی هم به معادن بزرگ نفت و غیره در اعماق پائین­تر و بعضی اوقات به جوّ و اطراف کره زمین و نزولات جوّی.

امروزه تعدادی معادل تقریباً یک میلیارد کهکشان قابل مطالعه برآورده شده است که احتمالاً چندین برابر این رقم کهکشان ضعیف­تر وجود دارد. یکی از این کهکشانها، کهکشان راه شیری است که بصورت مارپیچ و به درازای 000,100 سال نوری می­باشد ( یکسال نوری برابر 10¹²×5/9 کیلومتر می­باشد) و قطر کهکشان راه شیری در مرکز برابر 000,20 سال نوری و در بازوها 000,3 سال نوری است. خورشید که ما بدور آن در گردش هستیم در فاصله 000,32 سال نوری از مرکز این کهکشان واقع شده است (ستاره­هایی که شب با چشم غیر مسلح می­بینیم همه متعلق به کهکشان راه شیری است)

اگرچه زمین بعنوان سومین سیاره منظومه شمسی است و 000,333 برابر از خورشید کوچکتر است ولیکن همین سیاره برای انسان فعلاً تنها محل سکونت و زندگی است، لذا ما به دانشهای آن برای بهتر زندگی کردن نیازمندیم.

مشخصات جغرافیایی زمین:

امروزه به کمک پروازهای فضائی از زمین عکسبرداری شده و کرویت آن حتی به کمک دید چشم نیز محرض گشته است البته کرویت زمین کامل نیست بلکه در قطبین کمی فرورفتگی داشته و شعاع استوائی آن 6328 کیلومتر و شعاع قطبی آن 6356 کیلومتر می­باشد.

در سال 240 قبل از میلاد ارتو ستنس Erato Sthenes رئیس کتابخانه اسکندریه برای اولین بار شعاع زمین را اندازه­گیری کرد. روش کار او چنین بود که در شهر اسوان ( syeneسین سابق) وقتی در اواسط تابستان نور آفتاب را بطور قائم دید (یعنی امتداد شاغولی بدون سایه بود) و در همان روز در شهر اسکندریه که تا سین فاصله 772 کیلومتر داشت امتداد شاغولی دارای سایه بود و این سایه طوری بود که زاویه 7 درجه و 12 دقیقه ایجاد می­کرد.

 

شکل

در نتیجه با بدست آوردن محیط دایره شعاع دایره نیز محاسبه می­گردد.

قطب: قطب شمال و قطب جنوب در دو انتهای محور زمین قرار دارند.

استوا: دایره عظیمه­ای است که فاصله­اش از دو قطب یکسان است.

مدارات: دوایر کوچکتری هستند که با استوا موازیند.

نصف النهارات: دوایر عظیمه­ای هستند که از قطبین زمین می­گذرند و یکسان می­باشند.

برای مشخص کردن موقعیت نقاط در روی کره زمین از دو مختصات طول و عرض جغرافیائی استفاده می­کنند.

طول جغرافیائی: طول جغرافیائی هر نقطه زاویه بین نصف النهارات آن نقطه و نصف النهاری است که به عنوان مبدأ انتخاب شده است نصف النهار گرینویچ بعنوان نصف النهار مبدأ فرض شده است که طول جغرافیائی را به 180 درجه شرقی و 180 درجه غربی تقسیم می­کند.

عرض جغرافیائی: عرض جغرافیائی هر نقطه زاویه بین خط قائم آن نقطه و سطح استواست و بسته به اینکه نقطه در بالا یا پائین سطح استوا باشد عرض نقطه شمالی یا جنوبی خواهد بود.

 

زمین در فضا

سیارات به ترتیب دور شدن از خورشید عبارتند از: عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون.

انواع سیارات:

1. سیاره­های داخلی (زمین مانند): چهار سیاره نزدیک خورشید می­باشند.

2. سیاره­های خارجی (مشتری مانند): چهار سیاره مشتری، زحل، اورانوس، نپتون می­باشند.

سیارات از لحاظ حجم و چگالی متفاوتند (مثل چگالی زمین که 5برابر آب است و چگالی مشتری و زحل بترتیب 5/1 و 7/0 برابر آب)

عطارد: داخلی­ترین سیاره که شباهت زیادی به کره ماه دارد و چون فاقد آتمسفر می­باشد حدود 94% نور خورشید را جذب می­کند.

زهره: نزدیکترین سیاره به زمین که بعد از غروب آفتاب به روشنی در نزدیکی افق مغرب نمایان می­شود و در سپیده­دم نیز بعد از همه ستارگان در مشرق ناپدید می­شود و با توجه به شباهت آن به زمین زهره را دوقلوی زمین می­دانند.

مریخ: سیاره قرمز رنگی است که از زمین به راحتی میتوان بر روی آن مطالعه کرد. عکسهای هوائی، آتشفشان طوفان و کلاً فرسایش را بر روی آن نشان داده و فعال بودن آن را ثابت می­کند.

مشتری: بزرگترین سیاره منظومه شمسی است و گردش وضعی این سیاره یکبار در کمتر از 10 ساعت می­­باشد.

زحل: بعلت وجود تعداد حلقه­های جالب توجه این سیاره که شاید به هزاران عدد نیز برسد آن را سیاره زیبا نامیده­اند.

اورانوس و نپتون: هر دو آبی کمرنگ مایل به سبز بنظر می­آیند. البته اطلاعات در مورد اورانوس بیشتر بود، و اورانوس هم صاحب تعدادی حلقه­های زیبا از نوع حلقه­های زحل می­باشد.

سیارکها به هزاران عدد می­رسند و قطرشان بین چند کیلومتر تا حدود چند هزار کیلومتر متفاوت است و محل استقرار سیارکها فاصله مریخ و مشتری است.

دنباله­دارها: مجموعه­ای از سنگریزه­ها، غبار و گازهای منجمد معلق در فضا هستند. مدار حرکت آنها بیضی بسیار کشیده می­باشد که گاهی نیز از حاشیه منظومه شمسی خارج می­گردد. معروفترین دنباله­دار بنام هالی می­باشد که هر 75 سال یکبار ظاهر می­شود.

حرکت وضعی زمین: زمین در هر 24 ساعت یکبار به دور محورش که نسبت به سطح مدار آن 23 درجه و 27 دقیقه زاویه دارد می­چرخد.

حرکت انتقالی زمین: زمین که بر اساس جاذبه در گردش است در هر 365 روز و 6 ساعت یکبار روی مدار بیضی شکلی که قطر بزرگ آن 930 میلیون کیلومتر طول دارد بدور خورشید می­چرخد، مایل بودن محوری که از دو قطب زمین می­گذرد (5/23 درجه از خط عمود دورتر است) سبب پیدایش فصلها و تغییر طول شب و روز است.

زمین در زمستان 5/2 میلیون کیلومتر به خورشید نزدیکتر از تابستان می­باشد و طولانی­ترین روز آن آخر خرداد ماه و کوتاهترین روزش آخر آذر ماه است.

 

یوهان کپلر ستاره­شناس آلمانی پس از مشاهداتی طولانی موفق شد سه قانون زیر را برای حرکت سیارات کشف کند:

1. مدار حرکت همه سیارات به دور خورشید بیضی است و خورشید در یکی از دو کانون بیضی قرار دارد.

 

 

2. هر سیاره، چنان به دور خورشید می­گردد که خطی که سیاره و خورشید را به هم وصل می­کند، در زمانهای مساوی، مساحتهای مساوی ایجاد می­کند.

 

3. زمان یک دور گردش سیارات بدور خورشید با افزایش فاصله آنها از خورشید زیاد می­شود و میان ایندو رابطه  برقرار است. (P زمان یک دور گردش سیاره بر حسب سال زمینی و d فاصله این سیاره از خورشید به واحد نجومی.)                                      P² = d³

توجه 2 :دلیل روشن بیضی بودن مدارها، قانون جاذبه غمومی نیوتن و فرمول معروف او

 می­باشد. (نیرو= F و ضریب ثابت جاذبه عمومی = G و M₁ و M₂ جرم دو جسم و d فاصله بین آن دو جسم می­باشد)

توجه 3 :برای اثبات حرکت انتقالی زمین، چندین دلیل وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

 الف) اثر دوپلر (بر اساس طیف­های متفاوت)

ب) پارالاکس (اختلاف منظر)

خشکیها و دریاها:

از نظر جغرافیائی زمین را میتوان به دو قسمت خشکیها و دریاها تقسیم­بندی کرد. بر اساس آخرین اندازه­گیریها تقریباً 71% زمین از آب پوشیده شده است. با توجه به تقسیم خشکیها که البته بطور غیر مساوی می­باشد می­توان نیمکره شمالی را نیمکره خشکیها و نیمکره جنوبی را نیمکره دریائی نامگذاری نمائیم.

(مساحت خشکیهای نیمکره شمالی 116 و نیمکره جنوبی 29 میلیون کیلومتر مربع می­باشد.)

خشکی­ها از نظر پستی و بلندی:

الف) کوهها: مناطقی مرتفع از سطح زمین­اند که وسعت سطح بالائی آنها خیلی کم است و مرتفع­ترین قله اورست با ارتفاع 8848 متر می­باشد.

ب) فلاتها: به قسمتهائی مرتفع زمین که سطح بالائی آنها وسعت زیادی داشته باشد گفته می­شود (به عبارتی دیگر دشتهایی هستند که در ارتفاعات قرار گرفته­اند)

ج) دشتها: قسمتهای مسطح و کم ارتفاع زمین دشت نامیده می­شوند (قابل توجه است که بیش از نیمی از خشکیهای زمین کمتر از 500 متر ارتفاع دارند)

بر مبنای جدا  بودن خشکیها از یکدیگر آنها را به پنج قاره به شرح زیر تقسیم­بندی می­کنند:

1. آسیا به وسعت 3/44 میلیون کیلومتر مربع

2. آمریکا به وسعت 39 میلیون کیلومتر مربع

3. آفریقا به وسعت 1/30 میلیون کیلومتر مربع

4. اروپا به وسعت 1/10 میلیون کیلومتر مربع

5. اقیانوسیه به وسعت 9 میلیون کیلومتر مربع

5/8 درصد خشکیها و 4/2 درصد سطح زمین (که بالغ بر 5/12 میلیون کیلومتر مربع) در سرزمینهای قطبی قرار دارند.

 

 

دریاها:

عمیق­ترین نقطه اقیانوسها در محلی بنام میندانائو(Mindanao) در اقیانوس کبیر به عمق 10793 متر می­رسد.

قابل توجه است که تنها اقیانوسها بیش از 4000 تا 5000 متر عمق دارند و بقیه قسمتهای کم­عمق را تشکیل می­دهند.

خلاصه اینکه سطح زمین بطور یکنواخت از آب یا تنها یک ماده دیگر پوشیده نشده است که همین عامل شرایط متفاوتی را بر روی زمین حاکم نموده است.

بطور کلی زمین را میتوانیم به قسمتهای زیر تقسیم کنیم (البته این تقسیم­بندی بنام قشرهای زمین هم معروف می­باشد)

1. آتمسفر که بصورت قشری سرتاسر زمین را احاطه نموده است.

2. لیتوسفر (سنگ کره) که مهمترین واحد زمین بوده و خود از قسمتهای پوسته و گوشته و هسته تشکیل شده است.

3. ئیدروسفر (هیدروسفر = آبکره) شامل آبهای زمین می­باشد.

البته در یک نوع تقسیم­بندی بیوسفر بعنوان یک قسمت مجزا و جداگانه مطرح گردیده است که شرح آن در کتاب زیست­شناسی می­باشد.

تذکر: قشرها و قسمتهای یاد شده بالا بصورت مجزا نیستند مثلاً در پوشش گازی زمین همیشه مقداری بخار آب و ذرات ریز گرد و غبار موجود است و یا آبهای زمین محتوی ذرات ریز جامد و نیز مقدار زیادی هوا می­باشد که بصورت ناخالصی بیان می­شود.

 

 

 

نمونه سؤالات فصل یک

1- مفاهیم زیر را به اختصار توضیح دهید:

الف) قطب              ب) استوا          ج) مدارات             د) نصف النهارات

2- طول وعرض جغرافیایی را شرح دهید.

3- توضیح دهید ارتوستنس چگونه برای اولین بار شعاع زمین را اندازه­گیری کرد؟

4) سیارات را به ترتیب دور شدن از خورشید نام ببرید و مشخص کنید سیاره­های داخلی و خارجی کدامند.

5) سه قانون یوهان کپلر را توضیح دهید.

6) حرکت انتقالی زمین را شرح دهید.

7) پنج قاره زمین را به ترتیب وسعت نام ببرید و عمیق­ترین نقطه جهان و مرتفع­ترین قله زمین را نیز بنویسید.

8) وسعت خشکیها و آبهای کره زمین را توضیح دهید.

9) حضیض خورشید و نقطه اوج خورشیدی را تعریف کنید.

10) حرکت وضعی و حرکت انتقالی را مقایسه کنید.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نمونه تست­های فصل یک

1- کدام گزینه صحیح است.

الف) زمین به عنوان چهارمین سیاره منظومه شمسی است و 333000برابر از خورشید کوچکتر است.

ب) عطارد، زهره، مریخ و زمین را سیاره­های داخلی می­نامند.

ج) سیارات به ترتیب نزدیک شدن به خورشید عبارتند از نپتون، اورانوس، زحل، مریخ، مشتری، زمین، زهره و عطارد.

د) تعداد سیارات منظومه شمسی هشت عدد بوده و به ترتیب چهار سیاره نپتون، اورانوس، زحل، مشتری نزدیکترند.

 

2) کدام گزینه صحیح است.

الف) استوا دوایر عظیمه­ای هستند که محور قطبین را قطع می­کند.

ب) نصف النهار دایره عظیمه­ای است که از قطبین با زاویه 5/23 درجه عبور می­کند.

ج) شعاع زمین را برای اولین بار ارتوستنس محاسبه نمود و نصف النهارات موازی را نام گذاری کرد.

د) نصف النهار مبدأ (نصف النهار گرینویچ) یکی از دوایر عظیمه­ای است که بطور یکسان از دو قطب زمین می­گذرند.

 

3- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) طول جغرافیایی دو نقطه زاویه بین نصف النهار آن نقطه و نصف النهاری است که به عنوان مبدأ انتخاب شده است.

ب) عرض جغرافیایی هر نقطه زاویه بین خط قائم آن نقطه و سطح استواست.

ج) نصف النهارات دوایری هستند که از قطبین می­گذرند و یکسانند و همچنین مدارات هم دوایری هستند که موازیند و بر خط فرضی عبور کرده از قطبین عمودند.

د) همانطور که عرض جغرافیایی هر نقطه زاویه بین خط قائم آن نقطه و سطح استواست. طول جغرافیائی نیز زاویه بین خط عمود آن نقطه با سطح استواست.

 

4- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) کرویت زمین کامل نیست بلکه در قطبین کمی فرورفتگی دارد و شعاع استوائی کمتر از شعاع قطبی است.

ب) برای اولین بار شعاع زمین را ارتوستنس و بر اساس قائم بودن نور خورشید در شهر اسوان با مقایسه نور آفتاب در شهر اسکندریه که با امتداد شاغولی زاویه 7 درجه و 12 دقیقه می­ساخت محاسبه نمود.

ج) کرویت زمین کامل نیست و در قطبین کمی فرورفتگی مشاهده می­شود و استوا دایره عظیمه­ای است که فاصله آن از همین قطبین یکسان می­باشد.

د) برای اولین بار شعاع زمین را ارتوستنس و بر اساس قائم بودن نور خورشید در شهر اسوان با مقایسه با شهر اسکندریه بدون در نظر گرفتن کرویت زمین محاسبه نمود.

 

5- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) نصف النهار مبدأ طول جغرافیائی زمین را به 180 درجه شرقی و غربی تقسیم می­کند.

ب) عرض جغرافیائی زمین با توجه به سطح استوا به دو قسمت شمالی و جنوبی تقسیم می­شود و در هر نقطه زاویه فرضی بین خط قائم آن نقطه و سطح استواست.

ج) نصف النهارات دوایر عظمیه موازی می­باشند که از قطبین زمین گذشته و طول جغرافیائی 180 درجه غربی و شرقی را به وجود آورده­اند.

د) دوایر عظیمه­ای که از قطبین می­گذرند و یکسان هستند طول جغرافیائی زمین را معین می­کنند که به کمک یک دایره عظیمه فرضی مبدأ قرار گرفته به 180 درجه شرقی و غربی تقسیم می‌شود.

 

6- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) مریخ : سیاره­ای است که گردش وضعی آن یکبار کمتر از 10 ساعت بوده و به رنگ قرمز با فعالیت ثابت است.

ب) عطارد : داخلی­ترین سیاره که شباهت زیادی به کره ماه دارد و چون فاقد اتمسفر می­باشد حدود 94% نور خورشید را جذب می­کند.

ج) زهره : نزدیکترین سیاره به زمین بوده و بعد از غروب آفتاب به روشنی در نزدیکی افق مغرب نمایان می­شود و در سپیده­دم بعد از همه ستارگان در مشرق ناپدید می­شود.

د) زحل : بعلت وجود تعداد حلقه­های جالب توجه این سیاره که به هزاران عدد نیز شاید برسد آن را زیبا نامیده­اند.

 

7- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) سیارات منظومه شمسی از لحاظ حجم و چگالی متفاوتند مثل چگالی زمین که پنج برابر آب است و چگالی مشتری و زحل به ترتیب 5/1 و 7/0برابر آب است.

ب) دنباله­دارها مجموعه­ای از سنگریزه­ها، غبار و گازهای منجمد معلق در فضا هستند که در خارج از منظومه شمسی بوده و معروفترین آن دنباله­دارهایی است که هر 75 سال یکبار ظاهر می­شود.

ج) سیارکها به هزاران عدد می­رسند و قطرشان بین چند کیلومتر تا حدود چند هزار کیلومتر متفاوت است و محل استقرار سیارکها فاصله مریخ و مشتری است.

د) سیارات منظومه شمسی به ترتیب دور شدن از خورشید عبارتند از عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون.

 

8- کدام گزینه غلط است؟

الف) باعث وجود شب و روز حرکت انتقالی زمین است.

ب) زمین در زمستان به خورشید نزدیکتر از فصل تابستان است و این اختلاف 5/2 میلیون کیلومتر می­باشد.

ج) حرکت وضعی زمین همان حرکتی است که طی 24 ساعت حول محوری می­چرخد که آن محور با سطح مدار زمین زاویه 23 درجه و 27 دقیقه را می­سازد.

د) حرکت انتقالی زمین باعث تغییر در طول روز و شب است.

 

9- هر سیاره، چنان به دور خورشید می­گردد که یک خط فرضی وصل کننده به خورشید و آن سیاره در زمانهای مساوی، مساحتهای مساوی ایجاد می­کند و این .... است.

 الف) اثر دوپلر                                                         ب) قانون دوم کپلر             

 ج) قانون اول پارای کس                                             د) قانون دوم نیوتن

 

10- کدام از قوانین کپلر نیست.

الف) زمان گردش روی مدار بیضی شکل 365 روز و 6 ساعت است که خورشید در یکی از دو کانون آن بیضی قرار دارد.

ب) زمان یک دور گردش سیارات بدور خورشید با افزایش فاصله آنها از خورشید زیاد می­شود و میان ایندو رابطه p²=d³ برقرار است ( p زمان یک دور گردش سیاره بر حسب سال زمین و d فاصله این سیاره از خورشید به واحد نجومی)

ج) مدار حرکت همه سیارات به دور خورشید بیضی شکل است و خورشید در یکی از دو کانون بیضی قرار دارد.

د) هر سیاره، چنان به دور خورشید می­گردد که خطی که سیاره و خورشید را به هم وصل می­کند در زمانهای مساوی، مساحتهای مساوی ایجاد می­کند.

 

11- کدام گزینه صحیح است.

الف) مساحت خشکیهای نیمکره جنوبی 116 و نیمکره شمالی 29 میلیون کیلومتر مربع است.

ب) 71% زمین از آب پوشیده شده است با توجه به تقسیم خشکیها که بطور غیر مساوی می­باشد که بنا به وسعت خشکیها نیمکره خشکیها و نیمکره دریائی نامیده شده‌اند.

ج) بطور کلی قشرهای زمین به دو قسمت آتمسفر و لیتوسفر تقسیم شده است که لیتوسفر خود شامل قسمتهای پوسته، گوشته و هسته می­باشد.

د) فلاتهای مسطح کم ارتفاع و کوهها مرتفع از سطح زمین بیش از نیمی از سطح زمین را پوشانده­اند.

 

12- کدام مفهوم صحیح نیست.

الف) آتمسفر بصورت قشری سرتاسر زمین را احاطه نموده است.

ب) لیتوسفر (سنگ کره) مهمترین واحد زمین بوده و خود از قسمتهای پوسته، گوشته و هسته تشکیل شده است.

ج) ئیدروسفر (هیدروسفر = آبکره) شامل مجموعه آبهای زمین است که فقط شامل اقیانوسها و دریاچه­ها می­گردد.

د) قشرهای آتمسفر و لیتوسفر و ئیدروسفر بصورت مجزا نبوده و در بعضی از تقسیم­بندی­ها دانشمندان یک قسمت مجزا بنام بیوسفر به این سه قسمت اضافه می­کنند.

 

13- سیارکها بیشتر در فاصله بین کدام سیارات دیده می­شوند؟

الف) زمین و مشتری

ب) مریخ و زحل

ج) مشتری و مریخ

د)‌ زحل و مشتری

 

14) کهکشان ما جزء کدام نوع کهکشانها است؟

الف) بیضوی

ب) عدسی شکل

ج) مارپیچی

د) نامنظم

 

15) نامساوی بودن طول شبانه روز در اوقات مختلف سال به کدام عامل مربوط است؟

الف) حرکت وضعی زمین

ب) حرکت انتقالی زمین

ج) انحراف محور زمین نسبت به سطح مداری آن

د) متفاوت بودن فاصله زمین و خورشید در فصول مختلف و انحراف محور زمین نسبت به سطح مداری آن

 

 

 

 

 

فصل دوم: هواکره

اقیانوسی از هوا بنام آتمسفر زمین را احاطه کرده است که در واقع ته این اقیانوس جائی است که ما در آن زندگی می­کنیم و سطح معینی از آن معلوم نیست چون هر چه از زمین فاصله می­گیریم ترکیب این جو تغییر می­کند و رقیق می­شود ولیکن به کلی خالی نمی­شود.

اینک از پائین یعنی سطح زمین لایه­ها را بترتیب بررسی می­کنیم.

90 کیلومتر اول که هوموسفر نام دارد و با وجود کاهش فشار و رقیق شدن هوا ترکیب شیمیائی و نسبت در صد اختلاط گازهای موجود در آن ثابت می­باشد.

گازهای ثابت موجود در هوا:

1. گاز ازتN

2. گاز اکسی‍ژنO

3. گاز آرگن

که بترتیب ازت (نیتروژن) تقریباً 78% و اکسیژن 21% و آرگن 94/0% هوا را تشکیل می­دهند. گاز نیتروژن از گازهای غیر فعال هوا محسوب می­شود (تعدادی از باکتریهای مخصوص موجود در خاک آنرا پس از تبدیل به ترکیبات نیتراتی وارد گیاهان می­کنند)

گاز اکسیژن از گازهای فعال و برای سوختن لازم می­باشد.

گاز آرگن در مجموع گازهای بی­اثر قرار گرفته است (گازهای بی­اثر عبارتند از: آرگن، نئون، هلیوم، هیدروژن، گزنون و کریپتن.)

گازهایی هم در هوا هستند که نسبت آنها تغییر می­کند مثل بخار آب و دی اکسید کربن.

گازهایی نیز وجود دارند که فقط در بعضی قسمتهای هوا دیده می‌شوند. مثل اکسیدهای گوگرد و ترکیبات آمونیاک. هوا همواره حاوی ذرات بسیار ریز گرد و غبار نیز هست که درصد آن نسبت به محل و ارتفاع، تفاوت می­کند.

از ارتفاع 90 کیلومتری به بالا نسبت اختلاط گازها ثابت نمی­ماند و هرچه به سمت بالا برویم گازهای سبکتر فراوانتر می­شوند. (قابل ذکر است که: لایه ها کاملاً مجزا نیستند.)

تقسیم بندی لایه‌های هوا بر اساس ترکیب شیمیایی

لایه اوزن: اگرچه مقدار این لایه کم است ولی در ارتفاع 30 تا 35 کیلومتری زمین دیده می­شود، و با توجه به اینکه مانع از رسیدن تشعشعات ماوراء بنفش خورشید به سمت زمین می­گردد از اهمیت زیادی برخوردار است و به آن اوزونسفر هم می­گویند.

عموماً ابرها در تروپوسفر تشکیل میشود و تغییرات وضع هوا همه مربوط به این لایه است و لایه تروپوسفر سنگین­ترین قشر هواست.

تقسیم بندی هوا بر اساس دما

تقسیم­بندی هوا بر اساس هدایت الکتریکی:

از ارتفاع 65 تا 1000 کیلومتری سطح زمین را بر اساس هدایت الکتریکی یونوسفر نامیده­اند. یونوسفر هوائی بسیار رقیق دارد بطوری که در آغاز آن فشار هوا شاید  مقدار فشار در سطح دریا می­باشد. در واقع اشعه ماورای بنفش خورشید اتمهای نیتروژن و اکسیژن را بمباران می­کند و باعث خروج الکترون از آنها می­گردد. این یونها و الکترونهای آزاد در ارتفاعات مختلف لایه­هایی ایجاد می­کند که آنها را با حروف اختصاری D و E و F₁ و F₂ نامگذاری نموده­اند که سه لایه E و F₁ و F₂ امواج را منعکس می­کنند (مثل آینه).

لایه D به جای انعکاس، امواج رادیوئی را جذب می­کند ولی در شب از بین می­رود و لایه E هم ضعیف می­شود لذا در شب ایستگاههای رادیوئی دور دست را بهتر میتوان دریافت کرد. البته انفجاراتی که گاهی در سطح خورشید رخ می­دهد به میزان یونیزه بودن گازهای لایه D می­افزاید و بدین صورت باعث اختلال در ارتباط رادیوئی می­شود.

ماگنتوسفر: خارجی­ترین لایه هوا است که حاوی ذرات پروتون بوده و عمدتاً تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین قرار می­گیرد.

دمای هوا: منبع اصلی دمای یا بهتر است بگوئیم گرمای هوا، خورشید است و مقدار آن بر حسب ارتفاع، تغییرات شبانه­روزی و تغییرات سالیانه و تغییرات مکانی متغییر است.

دمای هوا (در هوای صاف) ساعت 2 بعد از ظهر به حداکثر می­رسد و حدود 4 صبح در حداقل قرار می­گیرد. گرمترین محل در دره مرگ واقع در کالیفرنیا با ˚57 و کمترین دما یا سردترین در سیبری برابر˚69- می­باشد. اگرچه حرارت خورشید تا به زمین برسد کاهش پیدا می‌کند ولی در نهایت آن را گرم می­کند و 35% گرما از آن منعکس می­شود.

اثر گلخانه‌ای زمین: زمین پس از گرم شدن، انرژی حرارتی خود را بصورت تشعشع حرارتی (یا تشعشع با طول موج بالا) به اطراف پخش می کند ولی بخار آب و گاز CO₂ که نسبتاً‌ در برابر امواج حرارتی کمتر قابل نفوذ هستند آنرا جذب و مانع از خروج این تشعشعات به سمت خارج جو می­شوند که وجود ابر و رطوبت زیاد آنرا تشدید می­کند و این در واقع اثر گلخانه­ای می­باشد.

 

 

 

 

 

فشار هوا: فشار هوا در هر نقطه عبارت از نیروئی است که هوا به واحد سطح در آن نقطه اعمال می­کند. فشار هوا در سطح دریا برابر است با 76 سانتی­متر جیوه که معادل یک کیلوگرم بر سانتی­متر مربع است و به آن یک آتمسفر می­گویند. البته مقصود از فشار هوا فشار هوای ساکن است.

فشار در طول شبانه روز تغییراتی دارد. از ساعت 4 تا 10 صبح اضافه و از 10 تا 16 کاهش و دوباره از 16 تا22 افزایش و از 22 تا 4 صبح کاهش می­یابد. همچنین در طول فصول در قاره­ها فشار در زمستان افزایش و در تابستان کاهش یافته و در اقیانوسها عکس این حالت اتفاق می­افتد.

بخار آب در اتمسفر: وقتی آب تبخیر می­شود، مولکولهای آب خود به صورت جزئی از ترکیبات اتمسفر درمی­آیند و هر چه مقدار آنها در واحد حجم هوا زیادتر باشد می­گوئیم فشار بخار آب بیشتر است و هرگاه مقدار آنها با مقدار فشاری که از درون آب مولکولها را به خارج می­فرستد برابر شود می­گوئیم به حد اشباع رسیده و عمل تبخیر متوقف می­شود. درجه اشباع بخار آب در هوای گرم دیرتر حاصل می­شود.

چنانچه قبلاً گفتیم بخار آب موجود در هوا باعث گرم نگاه داشتن هوای اطراف می­شود که با توجه به این نکته جاهایی مثل کویرها چون بخار آب کمتری دارند تفاوت هوای روز و شب آنها بسیار زیاد است.

 رطوبت مطلق: جرم بخار آب موجود در واحد حجم مشخص را رطوبت مطلق می­گویند.

رطوبت نسبی: نسبت بین مقدار رطوبت در هوا را بر حداکثر مقدار رطوبتی که در آن دما هوا می­تواند در خود نگه­ دارد، رطوبت نسبی می­گویند.

توده هوا: قسمت بزرگی از ترپوسفر است که در آن دما و رطوبت در قسمتهای مختلف مقاطع افقی آن یکنواخت توده هوا نامیده می‌شود. توده­های هوایی که اغلب در کشور ما ملاحظه می­شوند عبارتند از سرد و مرطوب، سرد و خشک، گرم و مرطوب یا گرم و خشک است که از قسمتهای مختلف اروپا یا آسیا به این منطقه می­رسند.

جبهة هوا: از برخورد توده هوای سرد و گرم جبهه تشکیل می­شود.

ابر و مِه: ابر و مه را میتوان بعنوان قطرات ریز آب یا یخ معلق تعریف کرد. البته زمانی که میزان بخار آب موجود در هوا نسبت به درجه حرارت ممکن به حد اشباع رسید تولید مه می­شود و به همین علت با وجود خورشید میزان دما تغییر کرده پس مِه محو  می­شود ضمناً ابر در قسمت بالا و مه در قسمت پائین تشکیل می­شود.

ابرها از نظر شکل به سه گروه لایه­ای (استراتوس)، توده­ای (کومولوس) و پر مانند (سیروس) تقسیم می­شوند. ابری که مشخصات دو گروه را داشته باشد بنام دو گروه خوانده می­شود. مثل سیروکومولوس همچنین اگر ابری در ارتفاعی بیش از ارتفاع معمولی دیده شود در جلو نام آن پیشوند آلتو قرار می­دهند و اگر قدرت بارندگی داشته باشد در جلو آن پسوند نیمبوس را بکار می­برند.

برف: اگر بخار آب موجود در هوا در دمای زیر صفر درجه به مایع تبدیل شود یخ می­زند و بلور کوچک برف را تشکیل می­دهد.

تگرگ: عبارت از ذرات آب متبلوری است که گاهی دارای شکل منظم است. تگرگ معمولاً‌ از ابرهای کومولونیمبوس می­بارد.

 

 

 

 

نمونه سؤالات فصل دو

1. هوا کره را تعریف کنید و گازهای ثابت موجود در هوا را نام ببرید.

2. تقسیم بندی لایه­های هوا را بر اساس ترکیب شیمیایی شرح دهید.

3. تقسیم بندی لایه­های هوا را بر اساس هدایت الکتریکی شرح دهید.

4. لایه اوزن چیست و اهمیت آن را توضیح دهید.

5.  اثر گلخانه­ای را بطور خلاصه توضیح دهید.

6. تغییرات فشار هوا در یک نقطه و در طول شبانه روز چگونه است؟

7. تقسیم­بندی ابرها را از نظر شکل شرح دهید.

8. رطوبت نسبی هوا چیست؟

9. انواع توده­های هوا که اغلب در کشور ما وجود دارد را نام برده و بنویسید اگر بخار آب موجود درهوا کم باشد در مقدار برودت و گرما چه اثری می­گذارد؟

10. بنویسید چرا امواج رادیوئی دوردست در هنگام شب، بهتر دریافت می­شوند؟

 

 

 

نمونه تست­های فصل دو

1- اولین لایه هوا که نزدیک سطح زمین است، کدام است؟

الف) هوموسفر (کره همگن)

ب) تروپوسفر

ج) هتروسفر (کره ناهمگن)

د) استراتوسفر

 

2- گازهای ثابت موجود در هوا عبارتند از:

الف) گاز ازت، گاز آرگن، گاز فرئون

ب) گاز ازت، گاز اکسی‍‍‍‍ژن، گاز آرگن

ج) گاز فرئون، گاز اکسیژن، گاز آرکن

د) گاز اکسیژن، گاز ازت، گاز فرئون

 

3- گازهائی که نسبت آنها در هوا متغیر است، کدامند؟

الف) ازت، بخار آب، دی اکسیدکربن

ب) ازت، بخار آب

ج) بخار آب، دی اکسیدکربن

د) دی اکسیدکربن وازت

 

4- اثر گلخانه­ای چیست؟

الف) انعکاس اشعه گرمایی زمین توسط ابرها

ب) انعکاس

ج) جذب نمودن گرمای منعکس شده از زمین، توسط بخار آب و گاز دی اکسیدکربن(CO₂) موجود در هوا

د) مانع شدن از رسیدن تشعشات ماوراء بنفش خورشید به زمین و جذب گرمای خورشید توسط اوزونسفر

5- سطح جدا کننده استراتسفر و مزوسفر، چه نام دارد؟

الف) ترومسفر

ب) استراتوپوز

ج) مزوپوز

د) تروپوپوز

 

6-لایه­های هوا بر اساس تقسیم­بندی مبتنی بر دما، به ترتیب از سطح زمین بطرف ارتفاع بیشتر عبارتند از:

الف) هوموسفر، تروپوسفر، استراتوسفر، تروموسفر

ب) تروپوسفر، استراتوسفر،مزوسفر، ترموسفر

ج) تروپوسفر، مزوسفر، ترموسفر

د) هوموسفر، تروپوسفر، استراتوسفر

 

7- کدام گزینه صحیح نیست؟

الف) اشعخ ماورای بنفش خورشید اتمهای نیتروژن و اکسیژن را بمباران می­کند و باعث خروج الکترون از آنها می­گردد که این یونها و الکترونهای آزاد در ارتفاعات مختلف لایه­هایی را ایجاد می­کنند.

ب) لایه­های ایجاد شده توسط بمباران اشعه ماورای بنفش خورشید از اتمهای نیتروژن و اکسیژن ایجاد می­شوند به نامهای D و E وF₁ و₂ F که نسبت به جذب و انعکاس امواج رادیوئی در روز به یک شکل عمل می­کنند.

ج) انفجاراتی که در سطح خورشید رخ می­دهد با افزایش خاصیت یونیزه بودن لایه D باعث اختلال در ارتباط رادیوئی می­شود.

د) در شب لایه D از بین می­رود و لایه E هم ضعیف می­شود لذا دریافت امواج رادیوئی دوردست بهتر است.

 

8- وقتی تفاوت دو دماسنج در رطوبت سنج خشک و تر زیاد باشد نشانه چیست؟

الف) رطوبت نسبی 100 درصد است.

ب) رطوبت نسبی صفر است.

ج) هوا خشک است.

د) دما به نقطه شبنم رسیده است.

 

9- براساس کدام گزینه لایه­های هوا را به دو قسمت هوموسفر و هتروسفر تقسیم­بندی می­کنند؟

الف) تغییر دما

ب) تغییر ترکیب شیمائی

ج) تغییرات فشار

د) ویژگیهای مغناطیسی

 

10- فشار در کنار دریا معادل ......... و به آن اتمسفر می­گویند.

الف) یک کیلوگرم بر سانتی­متر مربع

ب) 9800 نیوتن

ج) 760 سانتی­متر جیوه

د) 6/7 سانتی­متر جیوه

 

11- کدام گزینه درست نیست.

الف) ابرها از نظر شکل به سه گروه لایه­ای (استراتوس)، توده­ای (کومولوس) و پر مانند (سیروس) تقسیم می­شوند.

ب) در نامگذاری ابرها اگر ابری مشخصات دو گروه را داشته باشد به نام دو گروه خوانده می­شود.

ج) در نامگذاری ابرها اگر ابری در ارتفاع بیش از ارتفاع معمولی باشد جلوی نام آن پیشوند آلتو و اگر قدرت بارندگی داشته باشد در جلوی آن پسوند بیمبوس بکار می­برند.

د) تگرگ عبارت است از ذرات آب متبلوری که همیشه شکل منظم دارد و معمولاً از ابرهای کومولوسیروس می­بارد.

12- این تعریف کدام رطوبت می­باشد؟ جرم بخار آب موجود در واحد حجم مشخص هوا

الف) رطوبت مطلق

ب) رطوبت نسبی                                                                  

ج) رطوبت عمقی

د) رطوبت سطحی

 

13- خارجی­ترین لایه هوا که حاوی ذرات بروتون می­باشد چه نام دارد؟

الف) تروموسفر

ب) هتروسفر

ج) ماگنتوسفر

د) یونوسفر

 

14- لایه اوزونسفر:

الف) همان لایه اوزون است.

ب) در ارتفاع 30 تا 35 کیلومتری زمین دیده می­شود.

ج) مانع از رسیدن تشعشعات ماوراء بنفش خورشید است.

د) هر سه مورد صحیح است.

 

15- کدام گزینه صحیح نیست.

الف) مه که قطرات ریز آب یا یخ معلق در هواست وقتی میزان بخار آب در هوا نسبت به درجه حرارت ممکن به حد اشباع رسید تولید می­شود و با شدت یافتن گرمای نور خورشید محو می­شود.

ب) توده هوا، قسمت بزرگی امترپوسفر است که در آن دما و رطوبت در قسمتهای مختلف از مقاطع افقی آن یکنواخت است و بر خورد توده­های هوای سرد و گرم جبهه به وجود می­آورد.

ج) مه همان توده­ی هواست که درهوای خشک بر اثر تبخیر و اثر گلخانه­ای ایجاد می­شود و به نور خورشید ارتباطی ندارد بلکه با ارتفاع مرتبط است.

د) توده­های هوائی که اغلب در کشور ما ملاحظه می­شود عبارتند از: سرد و مرطوب، سرد و خشک، گرم و مرطوب.

 

 

فصل سوم: آبکره

هیدروسفر (آبکره): به طور کلی به مجموعه آبهای موجود در کره زمین «هیدروسفر» گویند. دریاها و اقیانوسها نزدیک به  سطح زمین را اشغال می کنند. 2/97 درصد آبکره را اقیانوسها و دریاها و حدود 2 درصد یخچالها و بقیه را آبهای زیر زمینی و رودخانه­ و دریاچه­ها تشکیل می دهند.

آب در طبیعت چرخه مشخصی دارد که آنرا چرخه آبشناسی یا چرخه آب در طبیعت می‌نامند که بصورت تصویر زیر نمایش داده می­شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1-3 چرخه آب

براساس شکل نزولات جوی تبدیل می شود به:

1.آبهای جاری

2.نفوذ آبهای زیرزمینی

3.تبخیر

4.تعرق

 

 

رودخانه: از مجموع چند جویبار، جویبارهای بزرگ ایجاد می­شود که از الحاق آنها به یکدیگر رودخانه تشکیل می­شود. هرچه از سرچشمه رودخانه دورتر می­شویم مقطع آن عریض­تر و شدت جریان بیشتر می­شود.

شدت جریان (دبی) مقدار آبی است که در واحد زمان از آن عبور می­کند که معمولاً بصورت متر مکعب در ساعت یا لیتر در ثانیه بیان می­شود.

عرض× سرعت متوسط× عمق متوسط = دبی رودخانه

سرعت: هر جریانی از آب در مجاری روباز به دو صورت دیده می­شود:

1. آرام                      2. مغشوش

سرعت آب در جریان رودخانه که جریان مغشوش است از بستر تا سطح آب مساوی نمی­باشد و منحنی تغییرات آن به شکل روبه­رو می­باشد.

شکل 2-3 سرعت آب در جریان رودخانه

سرعت در کف رودخانه صفر است.

بستر رودخانه: به محلی گفته می­شود که رودخانه در آن جریان دارد.

مسیر رودخانه: مسیر رودخانه­ها پیچ و خم دارد که هرچه سرعت حرکت رودخانه کم باشد مقدار آن پیچ و خم آن نیز بیشتر است. به پیچ و خمهای مسیر رودخانه «مه‌آندر» گفته می­شود.

مراحل تشکیل دریاچه «شاخ گاو» از مه‌آندر

شکل 3-3 تغییرات تدریجی بستر رود و تشکیل برکه هلالی شکل از رشد جانبی یک مه‌آندر

انواع دریاچه: 1. آب شور       2. آب شیرین          3. قلیائی

ترکیب مواد آب رودخانه به منابع تأمین کننده آب رودخانه و نیز مشخصات مسیر حرکت رودخانه بستگی دارد.

 

انواع رودخانه:

1. عادی (در امتداد شیب طبیعی زمین ایجاد می­شود.)

2. تعقیبی (مسیر آنها از قسمتهای نرم زمین تبعیت می­کند.)

3. پیشین یا قدیمی (قبل از یک ساختمان زمین­شناسی ایجاد شده است.)

4. تطبیقی (شکل آنها مطابق وضعیت طبقات زیرین بودن و با طبقات بالا متفاوت است.)

اقیانوسها: منبع عظیم آب در سطح زمین که در فرورفتگیها سطح زمین قرار داشته و بیشتر در نیمکره جنوبی هستند.

از نظر عمق می‌توان اقیانوسها را بشرح زیر تقسیم­بندی نمود:

1. فلات قاره­ای (عمق m200-0)

2. شیب قاره­ای (m 2500 -200)

3. ناحیه کف اقیانوس (m 6000-2500) که 75% سطح مناطق اقیانوسها را تشکیل می­دهد.

4. نواحی عمیق اقیانوسها (بیشتر از m 6000)

عمق متوسط اقیانوسها 3800 متر می­باشد.

 

املاح آب دریا:

درصد نمک آب دریا 35 در هزار می­باشد. اگر تمامی املاح را در دریا ته­نشین کنند ضخامت 56 متر در دریا و روی خشکی هم 200 متر ضخامت را می­پوشاند.

قابل ذکر است در مورد قدمت اقیانوسها بعضی معتقدند چون ابتدای تشکیل اقیانوسها آب، نمک نداشته یا مقدار آن ناچیز بوده است لذا از روی مقدار آن با توجه به اینکه سالیانه چه مقدار نمک به آب اقیانوسها اضافه می­شود میتوان عمر اقیانوسها را محاسبه نمود.

املاح دریا بیشتر به کلر (2/55 درصد) و سدیم (4/30 درصد) و سولفات (7/7 درصد) و منیزیم ( 7/3درصد) و کلسیم (2/1 درصد) و پتاسیم (1/1 درصد) تعلق داشته و تنها 7/0 درصد بقیه مربوط به 60 عنصر دیگر می­باشد.

جریانهای دریائی را میتوان به نهرهایی عظیم تشبیه کرد که در داخل آب ساکن اقیانوسها به حرکت درمی­آیند مثل: گلف استریم در اقیانوس اطلس و کروشیو در کنار ژاپن و لابرادور در ساحل شرقی کانادا که اینها هر سه از جریانهای افقی اقیانوس هستند.

جریانهای دیگری هم در دریا براساس اختلاف درجه شوری و وزن حجمی پدید می­آید این جریانها رو به پائین صورت گرفته و تا زمانی که آب سنگین­تر در زیر آب سبکتر قرار گیرد ادامه پیدا می­کند.

نوعی جریان در محل تنگه جبل الطارق میان مدیترانه و اقیانوس اطلس برقرار است که علت آن گرم بودن مدیترانه و در نتیجه میزان تبخیر بیش از بارندگی و لذا حرکت آب و از طرفی آب در مدیترانه 9/3 درصد شوری و اقیانوس اطلس 5/3 درصد و این نیز دلیلی دیگر برای جابجایی و سنگینی آب می­باشد.

جانداران دریا

نکته جالب این است که از آنجا که آب دریا محیط مساعدی برای پرورش و رشد جانداران است در درون آن جانداران ذره‌بینی فراوانی یافت می‌شود. گفته می‌شود که زندگی از دریا منشأ گرفته شده است و تحولات حیات را هم در محیط آب مطالعه می‌کنند.

مواد محلول دریا میان بدن جانداران دریا و حتی خون انسان نسبتی دارد که با نسبت همان مواد در دریا مطابقت دارد. جانداران تک سلولی ذره­بینی، تک­سلولیهای کلروفیل­دار اساس زنجیره­های غذائی محیط دریا هستند و تک­سلولیها با استفاده از نور خورشید و دی اکسید کربن، مواد آلی ساخته و در اختیار دیگر جانداران دریا می­گذارند.

در اعماق تاریک دریا تولید کننده نیست و موجودات مردارخوارند یا همدیگر را می­خورند.

آغازیان: آغازیان ساکن دریا پلانکتون نام دارند و آزادانه در دریا شناورند که به دو گروه تقسیم می­شوند:

الف) فیتوپلانکتونها:

1. دیاتومه­ها (قاب­های سیلیسی دارند که قاب­ها، پس از مرگ گلهای سیلیسی را تشکیل و از سخت شدن گلهای سیلیسی سنگی به نام «تریپولی» تشکیل می‌شود که از آن خاک «منباد» تهیه شده است)

2. کوکولیتوفرها ( زردرنگ، پوشش آهکی داشته و از تجمع گلهای آهکی آنها گل سفید ساخته    می­شود.

3. دسته­ای هم در میان گلهای بستر دریاها یافت می­شوند که بعضی بی­هوازی هستند.

ب) زوئوپلانکتونها: در اندازه­های متفاوت از یک سلول تا 5/1 سانتی­متر طول قد دیده می­شوند و البته هرچه جثه آنها بزرگتر باشد تعداد آنها کمتر خواهد بود و انواع آن در زیر آمده است. البته باید توجه داشت که زوئوپلانکتونها نه تنهااز لحاظ جثه بلکه از لحاظ ساختمان بدنی هم متفاوتند.

1. شعاعیان (تک سلولی هستند. پوسته سیلیسی اطراف پروتوپلاسم آنها را فرا گرفته و شبیه دیاتومه­ها هستند.)

2. روزنداران (تک سلولی هستند. شبیه شعاعیان هستند فقط جنس پوسته اطراف بدنشان آهکی است.)

3. کوپه پورها (دارای پوسته سخت آهکی همراه با کتین است و در ضمن مصرف کننده می­باشد.)

(باکتریها فاقد کلروفیل هستند و به همین دلیل نمیتوانند فتوسنتز انجام دهند. امروزه دانشمندانی هستند که جلبکها را جزء آغازیان قرار می­دهند.)

زندگی در دریا برای گیاهان ساده­تر است، نور و دی اکسیدکربن در دسترس بوده و تغییر دما شدید نیست لذا پیچدگی کمتری دارند ولی جانوران دریا از شکل و ساختمان پیچیده­ای برخوردارند.

 

شکل

 

 

 

دمای آب اقیانوسها:

یکی از عواملی که باعث تعادل حرارتی محیط می­شود آب است و میزان دمای آب اقیانوسها به حرارت دریافتی آنها از خورشید و همچنین حرارت زمین بستگی دارد. حد متوسط دمای آب اقیانوسها در استوا حدود 27 درجه ولیکن در مناطق قطبی به سه درجه زیر صفر کاهش پیدا می­کند.

فشار آب دریا و جرم مخصوص آن:

می­دانیم به ازای هر 10 متر عمق حدود یک اتمسفر به فشار آب دریا اضافه می­شود که با توجه به افزایش فشار در اعماق زیاد، قدرت انحلال نیز افزایش می‌یابد.

(اگر فشار آب نمیتوانست آب را متراکم کند سطح آب دریاها 30 متر بالاتر از حد فعلی بود.)

حرکات آب دریا (جریانها و امواج)

موج آب همان حرکات منظم ذرات آب به طرف بالا و پائین است که بصورت چین­هایی در سطح آب دیده می­شود که این امواج بر اثر جزر و مد یا زلزله­های زیردریائی و یا بر اثر باد ایجاد  می­شود. البته ممکن است در محل ورود رودخانه­ها نیز بر اثر فشار درون آب، موج ایجاد شود.

وقتی باد از روی سطح آب می­گذرد در اثر اصطکاک این دو با هم چین کوچکی در سطح آب پدیدار می­شود. این چین، بزرگ شده و موج بوجود می­آید.

Lλ طول موج

h   ارتفاع موج

 

 

 

فاصله بین پائین­ترین نقطه موج و بالاترین نقطه آن ارتفاع موج است و فاصله دو نقطه فرو رفته یا برجسته متوالی طول موج نامیده می‌شود.

امواج از نیرومندترین عوامل فرسایش می­باشد که شدت آن در مکانهای متفاوت مختلف است.

 

 

 

حرکات هر ذره در آب جاری بصورت دایره می باشد

 

 

ارتفاع موج = قطر دایره

دایره با افزایش عمق کوچکتر می­شود.

جزر و مد یکی از عوامل ایجاد کننده موج بوده و خود حاصل تأثیر نیروی جاذبه ماه و خورشید بوده می باشد که سبب می­شود سطح آبهای آزاد زمین در طول شبانه روز،‌ بالا و پائین برود البته علیرغم بزرگی خورشید نسبت به ماه که فاصله کمتری تا زمین دارد، ماه در جزر و مد اثر بیشتری می­گذارد. وقتی آبهای سطحی زمین، مقابل کره ماه قرار می­گیرند بصورت مد بالا می­آیند و همزمان در 180 درجه آنطرف کره زمین نیز چنین اتفاقی می­افتد.

خورشید نیز کلیه ذرات زمین و آبها را بطرف خود می­کشد لذا در اول ماه و نیمه ماه که خورشید و ماه در یک راستا قرار می­گیرند. ما کزیمم جزر و مد را داریم و در تربیع اول و آخر ماه که خورشید و ماه در وضعیت عمود بر یکدیگر قرار می­گیرند مینیمم جزر و مد را خواهیم داشت. البته مسیر حرکت ماه بیضوی است که خود 20% تفاوت ایجاد می­کند.

آبهای زیرزمینی:

سه منشأ برای آبهای زیرزمینی ذکر شده است:

1. باران و برفی که بر خشکیها می­بارد.

2. آبی که از سرد شدن بخار آب ماگما، پدید می­آید.

3. و مقدار آبی که هنگام رسوبگذاری در دریا منافذ و لابه­لای مواد رسوبی محبوس می­شود. (درصد آن بسیار کم بوده و بیشتر در معادن نفت مشاهده شده و بسیار شور است.)

قابل ذکر است منظور از آب زیرزمینی، نقاطی است که اشباع از آب می­باشد نه محلهایی که مقداری رطوبت دارد و غیر اشباع است و همچنین سرعت حرکت آب در زمین به نوع محل و تخلخل و نفوذپذیری سنگ مخزن بستگی دارد.

 

قنات :

 

یکی از راههایی که برای بهره­برداری از آبهای زیرزمینی در کشور ما، معمول بوده است قنات می­باشد. اولین قنات در ایران، در حدود 3000 سال پیش ساخته شده است و عبارت است از یک مجرای زیرزمینی با شیب کم همراه با تعدادی چاه قائم بنام میله که در زمین حفر می­شود تا آب زیرزمینی خود به خود، بدون نیاز به تلمبه یا وسایل مصنوعی دیگر در سطح زمین جریان پیدا کند. قناتها را در رسوبات آبرفتی بخصوص در مخروط افکنه­ها حفر می­کنند. در سری چاههای قائم قنات آخرین میله که عمیق­ترین آنهاست مادرچاه قنات نامیده می­شود که بیش از همه در زیر سطح ایستابی قرار دارد. بدین ترتیب آب چند منبع زیرزمینی به درون مجرای مذبور راه می یافت و از محلی بنام مظهر قنات برسطح زمین جاری می‌شد.

مادرچاه

مظهر قنات

                  

 

قناتها لایروبی و نگهداری از یک طرف با حفر میله‌ها برای آسانتر کردن لایروبی اقدام نموده دارند (یعنی حفار خفه نشود) و از طرف دیگر دور میله­ها خاکریزی می­شود که از ریزش به درون آنها جلوگیری شود.

سطح آب زیرزمینی یا سطح ایستابی: سطح آب در داخل چاهی که به داخل سفره نفوذ کرده است بنام سطح ایستابی خوانده می­شود. قابل ذکر است وقتی آب لابه­لای ذرات خاک را پر کرد و دیگر هوایی در آنجا نماند (اشباع می­شود) سطح فوقانی این منطقه را آبشناسان سطح آزاد آب (Water table) می­گویند.

چاهها: گودالهایی هستند که تا زیر سطح آزاد آب حفر می­شوند و اگر این سطح، به سطح زمین نزدیک باشد چاه را سطحی و کم­عمق و در غیر اینصورت عمیق می­نامند.

نوعی چاه وجود دارد (=Artois استانی در فرانسه) بنام آرتزین که طبق قانون ظروف مرتبطه حالت جهنده دارد در این چاه منبع آب بالاتر از سطح دهانه چاه می­باشد.

آبهای فرورو با عمل انحلال خود، تغییرات بزرگی را در زمینهای آهکی پدید می­آورند که در امتداد خودشان انحلال، رسوبگذاری و سیمان­سازی در فاصله دانه­های مواد تخریبی و تشکیل ماسه سنگ و کنگلومرا و برش را سبب می­شوند.

گاهی هم جمع شدن املاح حاصل از انحلال در بین سنگها ایجاد رگه می­کند مثل رگه­های کلیست، کوارتز و بعضی فلزات مثل مس و سرب و روی و نقره.گاهی نیز اکسید منگنز بطور ناقص در روی سنگهای دیواره شکافها رسوب می­کند و تصویر خزه مانند بنام دندریت ((Dendrite را بر روی سنگ ظاهر می­سازد.

وقتی که عمل انحلال و ته­نشین شدن به طور همزمان صورت می­گیرد، ممکن است که یک کانی حل شود و جای آن را کانی دیگری بگیرد. مثلاً ممکن است سولفید آهن حل شود و جای آن را اکسید آهن پر کند. در این حال بلورهای اکسید آهن به شکل بلورهای سولفید آهن قالب ریزی می­شود. از آنجا که در طبیعت چنین شکلی برای بلورهای اکسید آهن شناخته نشده است شکل حاصل را دروغین (Pesudomorphe) می­نامند.

در اطراف چشمه­ها هم رسوباتی وجود دارد. این املاح بیشتر عبارتند از بیکربناتها و سولفاتهای کلسیم، منیزیم و سدیم و مقدار کمی کلرید، سیلیکات و فسفات این عناصر و همچنین عناصر دیگر.

بعنوان مثال تراورتن سنگی است که حاصل رسوبگذاری کربنات کلسیم است. از جمله فراوانترین املاحی است که در چشمه­های سرد و گرم وجود دارد و این سنگ را در نمای ساختمان مورد استفاده قرار می­دهند. اگر شدت انحلال آبهای نفوذی زیاد باشد، حفره­های افقی و تونل مانند بنام غار تشکیل می­شود همچنین آب، پاره­ای از مواد به ویژه مواد آهکی را که به همراه دارد، در درون غارها رسوب می­دهد این رسوبات آهکی اغلب به شکل ستونهایی درمی­آیند.

استالاکتیت: از تبخیر آب و رسوب کردن آهک محلول در سقف غار بوجود می آید.

استالاکمیت: از رسوب آهک محلول در آبی که به کف غار می‌چکد حاصل می‌شود.

 

 

نمونه سؤالات فصل سوم

1. چرخه آبشناسی را با ترسیم شکل توضیح دهید.

2. مفاهیم زیر را توضیح داده و مراحل تشکیل مئاندر را بنویسید. (به کمک شکل)

الف) دبی یا شدت جریان رودخانه     ب) مه‌آندر      ج) جریان مغشوش

3. انواع رودخانه را بنویسید.

4. املاح دریا بیشتر دارای چه عناصری می­باشد؟

5. آغازیان چند نوع هستند؟ هر کدام را به اختصار تعریف کنید.

6. جریانهای دریایی را توضیح داده و دو مثال بزنید.

7. حرکات آب دریا را توضیح دهید و بگویید شدت امواج دریا و رودخانه در کدام قسمت بیشتر است.

8. اصطلاحات و مفاهیم زیر را توضیح دهید.

الف) طول موج آب    ب) ارتفاع موج    ج) جزر و مد

9. اصطلاحات زیر را توضیح دهید.

الف) دندریت   ب) پزودومورف   ج) مظهر قنات و مادرچاه

10. تراورتن چگونه سنگی است و کجا تشکیل می­شود؟

11. جزر و مد چیست و حداقل و حداکثر آن چه موقع است. با ذکر علت توضیح دهید.

12. آبهای سخت کدامند؟

13. انواع پلانکتونها را بنویسید.

14. اصطلاحات زیر را توضیح دهید.

الف) دندریت   ب) طول موج   ج) پزودومورف   د) چاه آرتزتن   هـ) قنات

15. بنویسید منشأ آبهای زیرزمینی چیست؟ و نفوذ آب نزولات جوی در زمین به چند عامل بستگی دارد؟

 

 

 

 

 

نمونه تست­های فصل سوم

1- نزولات جوی تبدیل می­شود به:

الف) آبهای خارجی، آب دریاچه­ها           ب) تبخیر و تعرق

ج) آبهای نفوذی                                  د) همه موارد

 

2- سرعت و جریان آب در.....رودخانه صفر می­باشد و از بستر تا سطح آب..... است.

الف) کف /آرام                  ب) کنار بستر / نامساوی

ج) کنار بستر / آرام             د) کف / نامساوی

 

3- کدام گزینه غلط است؟

الف) دبی رودخانه همان مقدار آبی است که در واحد زمان از آن عبور می­کند.

ب) مئاندر همان پیچ و خمهای مسیر رودخانه است.

ج)رودخانه دارای جریانی است که همیشه بصورت مغشوش است.

د) بستر رودخانه همان محلی است که رودخانه در آن جریان دارد.

 

4- انواع رودخانه عبارتند از:

الف)عادی، تعقیبی، آرتزین، تطبیقی.

ب) عادی، تعقیبی، پیشین، تطبیقی.

ج) پیشین، تعقیبی، آرتزین، تطبیقی.

د) تطبیقی، تعقیبی، عادی، آرتزین.

 

5- املاح دریا بیشتر عبارتند از:

الف) کلر، سدیم، سولفات، کلسیم، پتاسیم.

ب) کلر، منیزیم، سولفات، کلسیم، پتاسیم.

ج) کلر، سدیم، منیزیم، پتاسیم.

د) کلر، سدیم، پتاسیم، اورانیوم.

 

6- کدام جریان دریایی رو به پایین است؟

الف) گلف استریم در اقیانوس اطلس    

ب) محل جبل الطارق میان مدیترانه و اقیانوس اطلس

ج) کروشیو در کنار ژاپن

د) لابرادور در ساحل شرقی کانادا

 

7- جریانهای رو به پایین به چند علت است؟

الف) اختلاف درجه حرارت.        ب) اختلاف درجه شوری

ج) اختلاف وزن حجمی             د) هر سه مورد

 

8- کدام گزینه صحیح است؟

الف) جانداران تک سلولی ذره­بینی، تک سلولی­های کلروفیل­دار اساس زنجیره­های غذایی محیط دریا هستند.

ب) تک سلولی­ها با استفاده از نور خورشید و دی­اکسیدکربن مواد آلی را ساخته و در اختیار دیگر جانداران دریا می­گذارند.

ج) در اعماق تاریک دریا تولیدکننده وجود ندارد و موجودات مردار خوارند یا همدیگر را     می­خورند.

د) هر سه مورد

 

9- کدامیک از زوئوپلانکتونها هستند؟

الف)‌شعاعیان، کوپه پودها، دیاتوم­ها

ب) دیاتوم‌ها، کوپه پودها، کوکولیتوفرها

ج) ‌شعاعیان، روزنداران، کوپه پودها

د) کوکولیتوفرها، روزنداران، کوپه پودها

 

10- پلانکتونها به دو گروه زیر تقسیم می­شوند:

الف) فیتوپلانکتونها/ زوئوپلانکتونها.   

ب) دیاتومه­ها/ کوکولیتوفرها.

ج) شعاعیان / کوپه­پودها.

د) هیچکدام.

 

11- کدام گزینه غلط است؟

الف) زندگی در دریا برای گیاهان ساده­تر است و در اعماق دریا گیاهان به راحتی فتوسنتز انجام می­دهند.

ب) یکی از عواملی که باعث تعادل حرارتی محیط می­شود آب است و میزان دمای آب اقیانوسها به حرارت دریافتی از خورشید و حرارت زمین بستگی دارد.

ج) می­دانیم به ازای هر 10 متر عمق حدود یک آتمسفر به فشار آب دریا اضافه می­شود و به ازای آن قدرت انحلالی هم افزایش پیدا می­کند.

د) هیچکدام

 

12- کدام گزینه صحیح است؟

الف) جزرومد حاصل نیروی جاذبه ماه و خورشید بوده و سبب موج می­شود و خورشید در جزرومد اثر بیشتری دارد.

ب) فاصله بین پایین­ترین نقطه موج و بالاترین نقطه آن ارتفاع موج و فاصله دو نقطه فرورفته یا برجسته شدت موج را نشان می­دهد.

ج) جزرومد در نیمه اول ماه و در وضعیت عمود بر هم ماکزیمم و در تربیع که ماه و خورشید در راستای هم قرار می­گیرند ماکزیمم جزرومد را داریم.

د) هیچکدام

 

13- نفوذ آب نزولات جوی در زمین به چند عامل بستگی دارد؟

الف) شیب زمین، تخلخل سنگها و خاکها، طرز قرار گرفتن لایه­های سنگ، رطوبت اتمسفری.

ب) نفوذپذیری سنگها، مقدار و نوع بارندگی، مقدار و نوع پوشش گیاهی.

ج) نفوذپذیری سنگها، شیب زمین، مقدار و نوع بارندگی، تخلخل سنگها و خاکها.

د) موارد الف و ب

 

14- کدام گزینه غلط است؟

الف)  وقتی که عمل انحلال و ته­نشینی بطور همزمان صورت بگیرد و یک کانی جایگزین کانی دیگر شود و بلور کانی بصورت کاذب به شکل کانی اولیه درآید اصطلاحاً دندریت می­گویند.

ب) به آبهایی که یونهای کلسیم و منیزیم بالایی دارند آبهای سخت گفته می­شود.

ج) آبهای فرورو با عمل انحلال خود تغییرات بزرگی را در زمینهای آهکی پدید می­آورند.

د) هیچکدام

 

15- در .... آب زیرزمینی خود بخود، بدون نیاز به تلمبه یا وسائل مصنوعی دیگر در سطح زمین جریان پیدا می­کند.

الف) قنات    ب) چشمه     ج) چاه آرتزین   د) هر سه مورد

 

16- از جمله فراوانترین املاحی که حاصل رسوبگذاری کربنات کلسیم است:

الف) دندریت    ب) گرانیت    ج) تراورتن    د) پزودرومورف

 

17- کدامیک از منابع زیر منشأ آبهای زیرزمینی محسوب نمی­شوند؟

الف) باران و برف                            ب) بخار ماگما

ج) چشمه و چاه                               د) آب دریا

 

 

فصل چهارم: سنگ کره

 

قسمت سنگی زمین از نظر حجم و وزن مهمترین قسمت زمین می­باشد که به ترتیب از سطح به طرف عمق، بخشهای زیر در آن دیده می­شود.

1- پوسته با ضخامت متوسط 33 کیلومتر

2- گوشته تا عمق 2900 ادامه دارد که خود از سه بخش تشکیل شده است و عبارتند از:

الف) گوشته بالائی از 33 تا 413 کیلومتر

ب) گوشته میانی از 413 تا 984 کیلومتر

ج) گوشته پائینی از 984 تا 2900 کیلومتری

3- هسته که آن نیز به دو قسمت زیر تقسیم می‌شود:

الف)‌ هسته خارجی 2900 تا 4980 کیلومتر

ب) هسته داخلی: شامل پوسته مغزه از 4980 تا 5121 کیلومتر و مغزه از 5121 تا 6378 کیلومتر

چگونگی شناخت درون زمین:

1. به کمک ترکیبات شیمائی: از ترکیبات درونی زمین شواهدی داریم که بطور مستقیم و غیر مستقیم در شناخت انواع آن ما را یاری می­کند از آن جمله نمونه­هایی هستند که از حفاری­ها بدست می­آیند. (البته اینها عموماً مربوط به پوسته زمین می­باشد.) و همچنین ترکیباتی از ماگماها که براساس آتشفشانها از بخش­های عمیقتر پوسته و بخشهای بالایی گوشته به سطح زمین می­رسند و گاهاً حتی ماگماهایی که با منشأ گوشته بوده و در حال صعود می­باشند قطعات گوشته را که هنوز ذوب نشده با خود به بالا می­آورند. به کمک این قطعات که سرد شده و به سنگ تبدیل می­شوند و سنگ میانبار نام دارند میتوان مقداری به نوع ترکیبات زمین پی برد.

سنگهایی که از عمیقترین خاستگاه ماگما منشأ می­گیرند سنگهای آلترابازیک (خیلی بازیک) گویند که حاوی الماس موسوم به کیمبرلیت هستند که عمق منشأ آنها را 200 کیلومتری از سطح زمین تشخیص داده­اند و به صورت تنوره­های آتشفشانی در قاره­ها یافت می­شوند. در همین سنگهای الترابازیک و سنگهای بازیک و افیولتیها که در قاره­ها هم دیده می­شوند نمونه­هایی از گوشته فوقانی نیز یافت می­شوند.

افیولیتها مجموعه درهمی از رسوبات دریائی و سنگهای آلترابازیک و بازیک­اند که اساساً زیر اقیانوسها تشکیل می­شوند.

البته گرچه سنگهای یادشده بالا در مجاورت عوامل فرسایش تغییر می­کنند و این تغییر سریع می­باشد ولیکن با بازسازی و آزمایشات به روی آنها می‌توانند به ترکیبات اعماق زمین پی ­برند.

   2. بررسی در کهکشان:

در این روش با استفاده از ترکیب ستارگان از روی طیف های آنها و طول موج نورشان و اینکه اکثر ستارگان، حداقل از نظر عناصر اصلی کاملا شبیه یکدیگرند و 90 درصد آنها نیز شبیه به خورشید هستند و به کمک آزمایشات روی شهاب سنگ ها حدسیاتی بزنند و نتایج مفیدی کسب کنند که به این روش مطالعه غیر مستقیم می گویند.

   3. مطالعات لرزه­نگاری:

می‌دانیم زمین لرزه، هنگام آزاد شدن انرژی زمین، ایجاد می شود و از منبع آن که کانون زلزله نام دارد امواج لرزه ای با سرعت معینی منتشر می شوند که به مقدار و خواص فیزیکی محیط انتشار بستگی دارد و این امواج وسیله اصلی، در این روش مطالعه زمین می‌باشد. (البته امروزه برای مطالعه زمین از زمین لرزه مصنوعی که به وسیله انفجار بمب به وجود می آید نیز استفاده می شود.)

امواج زلزله که به امواج الاستیک هم معروف است دو نوع می باشد. یکی موج سطحی که در مجاورت سطح زمین منتشر می شود و دیگری موج درونی است که به دو شکل موج درونی طولی(فشاری)و  موج درونی عرضی(برشی) می باشد و سرعت انتشار در آنها به ترتیب طولی بیشتر از عرضی و امواج عرضی، بیشتر از امواج سطحی می باشد.

موج طولی (که با حرفP نمایش داده می شود) در جهت انتشار موج و موج عرضی )که با حرفS  نمایش داده می شود) در جهت عمود بر انتشار موج، سبب ارتعاش می شوند و به علت زودتر رسیدن موج طولی آن را موج اولیه و موج عرضی را موج ثانویه نامیده اند. همان طور که امواج نوری می تواند منعکس یا منکسر شده و یا مستقیم عبور کند امواج زلزله هم در مرز تغییر مواد، ممکن است منکسر و یا منعکس شود یا به تدریج تغییر سرعت و تغییر جهت بدهد.

   مسیر امواج درونی در کره زمین نیز به طور کلی منحنی شکل است و در جایی که سنگ هایی با خصوصیات فیزیکی، کاملاً متفاوت در کنار هم قرار گرفته اند سرعت امواج لرزه ای ناگهان تغییر می کند(کاهش یا افزایش شدیدی پیدا می کند) در نتیجه، مسیر امواج، شکستگی مشخصی نشان می‌دهد چنین مرزهایی را در داخل زمین انفصال یا ناپیوستگی می گویند. از جمله مرزهای ناپیوستگی انفصال موهورویچ یا به طور مختصر مرز موهو می باشد که پوسته را از گوشته جدا می کند منطقه تغییر ناپیوستگی موهو در محل قارّه‌ها در عمق 20 تا 60 کیلومتری زیر پوسته و در محل اقیانوسها در عمق حدود 6 کیلومتری مشاهده می‌گردد و از دیگر مرزهای ناپیوستگی می توان انفصال لِهمان را نام برد که در عمق 5121 کیلومتری در هسته داخلی، پوسته مغزه را از مغزه جدا می سازد.

   در عمق 2900کیلومتری زمین ناپیوستگی (گوتنبرگ _ وی شرت) بین گوشته و هسته زمین قرار دارد. همچنین یک نا پیوستگی به نام رپتی گوشته میانی را از گوشته پایینی جدا می سازد.

   براساس بررسی به عمل آمده به کمک امواج زلزله پی برده‌اند که در فاصله بیش از 103 درجه از مرکز سطحی زلزله امواجS مستقیماً قابل دریافت نیستند. یعنی یک منطقه سایه برای موجS از حدود 103 درجه به بعد در آن سوی زمین ایجاد می شود. لذا نتیجه گرفته اند که یک توده سیال در درون زمین، راه عبور امواجS را می بندد که این توده سیال هسته خارجی و از جنس مایع می باشد و در عمق 4980 کیلومتری تغییر ناگهانی در سرعت امواج P دیده می شود که در واقع سرعت کاهش می­یابد و پس از آن در عمق 5121 ناگهان سرعت افزایش پیدا کرده و بدین صورت می توان نتیجه گرفت هسته داخلی جامد می باشد و از دو قسمت پوست مغزه و مغزه تشکیل شده است.منطقه سایه موجP: امواج هم که از درون هسته خارجی عبور می‌کنند، به علت تغییر حالت ماده می‌شکنند و در نتیجه وقتی در کانونی واقع در یک نقطه از زمین(O) زلزله‌ای رخ می دهد در فاصله 103 تا 143 درجه نسبت به آن نقطه مستقیماً هیچ نوع موجی از درون زمین دریافت نمی‌شود. این فاصله را منطقه سایه موج P می‌گویند.

   قابل ذکر است در اعماق 100 تا 350 کیلومتری عمق زمین سرعت به آرامی از حدود 8 به 3/8 کیلومتر در ثانیه می رسد. آنگاه به آهستگی شروع به افت می کند و به زیر 8 می­رسد و تا عمق 350 کیلومتری در حد کمی باقی می ماند. این منطقه را لایه کم سرعت می­گویند که در این لایه چون سرعت موج کم می شود ولی عبور می کند و از طرفی با توجه به اینکه موج S از مایعات عبور نمی کند بنابراین می توان نتیجه گرفت سنگ ها در منطقه کم سرعت جامد هستند ولی خیلی نزدیک به ذوب می باشند.

E مرکز سطحی زلزله

F کانون زلزله

کانون زلزله: نقطه ای است که امواج زلزله از آن نقطه منتشر می شوند و منطقه تجمع انرژی است و محلی که شکستگی از آنجا شروع و انرژی رها می‌شود.

مرکز سطحی زلزله: نقطه ای است که در سطح زمین درست روی کانون زلزله بوده و امواج زلزله نخست به آنجا می‌رسد و بیشترین خرابی زلزله نیز به همان نقطه مربوط می باشد.

شدت یا بزرگی زلزله: عبارت است از لگارتیم دامنه ماکزیمم نوسان آن زلزله (برحسب میکرون) که به وسیله لرزه سنجی که در فاصله یکصد کیلومتری مرکز زلزله، نصب گردیده و روی لرزه نگاشت رسم می شود.

برای توصیف زلزله نوع زلزله از دو روش استفاده می‌شود.

1-   مقیاس 12 درجه‌ای بنام مقیاس مرکالس می‌باشد که زلزله را از نظر شدت زلزله و توصیف اثرات تخریبی آن به 12 درجه تقسیم می‌نماید. که با توجه به سه عامل مورد پذیرش قرار نگرفت:

الف) نقاط مختلف زمین از نظر ساختمان زمین‌شناسی و خواص فیزیکی سنگها یکنواخت نیست.

ب) نیروهای بوجود آورنده زلزله‌ها از لحاظ کمّیت و کیفیت، جهت و نحوه عمل بسیار متفاوتند.

ج) آزاد شدن انرژی و بخصوص موقعیت کانون برای هر زلزله خاص آن زلزله است. لذا مداخله این عوامل غالب اوقات ما را در ارزیابی دقیق زلزله با ترتیبی که برای شدت ذکر شد ناموفق می‌دارد.

2- درجه بندی ریشتر: که به جای اصطلاح شدت از اصطلاح بزرگی استفاده نمود. بزرگی یک زلزله با تعداد انرژی که آزاد می‌کند اندازه‌گیری می‌شود و نسبت به شدت اندازه‌گیری دقیق‌تری است. بزرگی شدیدترین زلزله در جهان 6/8 ریشتر در کلمبیا در سال 1906 بود که شدت معارش در مقیاس مرکالی 12 است.

ضمناً تفاوت درجات بزرگی، حسابی نیست بلکه لگاریتمی است. بدین معنی که افزایش یک واحد، ؟؟؟

یادآوری: با مقایسه نتایج حاصل از تجربیات آزمایشگاهی و ویژگی­های امواج زلزله در هسته زمین حدس می زنند که در هسته زمین عمدتاً مخلوطی از آهن و نیکل همراه با مقداری کم از عناصر فرعی دیگر می باشد.

   توزیع جغرافیایی زلزله: به طور کلی می توان مناطق ایتالیا، یونان، ترکیه، ایران، قسمت شمالی هندوستان، هندوچین، نیوزلند، فیلیپین، ژاپن، حواشی شمالی و جنوبی امریکاو امریکای مرکزی را از نواحی زلزله خیز نام برد. یکی از نواحی زلزله خیز شدید کمر بندی است که از کامچاتکاتا جزیره هوکائیدو (ژاپن) گسترش دارد و غالبا امواج شدید (تسونامی) در آنجا به وجود می آید که در برخی موارد خسارات شدیدی را باعث شده است. ایران نیز از مناطق زلزله خیز است و هرچند وقت یک بار زلزله باعث بروز خسارات مادی و جانی فراوان می شود.

   عمق زلزله: فاصله کانون و مرکز سطحی زلزله را عمق زلزله می‌نامند.

زلزله براساس عمق به سه دسته تقسیم می شود:

1. کم عمق(کمتر از 70 کیلومتر)  

2. متوسط (بین 70 تا 300 کیلومتر)

3. عمیق ( بیش از 300 کیلومتر)

زلزله کم عمق یا سطحی بسیار مخربتر می باشد.

 

4. میدان مغناطیسی زمین:

   میدان مغناطیسی زمین بر اثر حرکات سیال در هسته ایجاد می شود. شدت آن بر اثر نوساناتی که در حرکات جریانی پیش می آید، می تواند تغییر کند و چون میدان مغناطیسی زمین قابل اندازه گیری می باشد لذا می توان اطلاعاتی به وسیله آن به دست آورد. اگرچه تمام مواد مغناطیسی در نقطه ای به نام نقطه کوری خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند(و آهن را هم در کمتر از 800 درجه نقطه کوری گفته اند) امّا هرچه بیشتر درباره خاصیت مغناطیسی مطالعه می‌شود، اسرار آن پیچیده‌تر می‌شود. البته نظریاتی هست که بعنوان مثال گفته می­شود جریانهای کنوکسیونی در منطقه بین انفصال موهو و هسته جامد داخلی با جریانهای ناشی از چرخش زمین در هم تداخل می­کند و هسته خارجی را وادار به حرکات پیچیده­ای می­نماید که میدان مغناطیسی ضعیف را به میدان الکتریکی تبدیل می­کند و این میدان را اصطلاحاً دیناموی خود انگیخته می­گویند.

5. جرم زمین:

 وسیله­ای دیگر، برای مطالعه زمین است که جرم مخصوص کلی زمین 52/5 گرم بر سانتی­متر مکعب می­باشد و با توجه به جرم مخصوص کم (حدود 7/2) در سطح زمین، می‌توان نتیجه گرفت اعماق زمین از مواد سنگین­تری تشکیل شده است.

6- فشار:

  فشار در مرکز زمین به بیش از5/3میلیون برابر فشار آتمسفر در سطح زمین می­رسد.

7- دما:

   دما در پوسته به ازای هر 100 متر عمق، 3 درجه افزایش پیدا می­کند ولی در اعماق پائین روند بدین صورت نمی­باشد. دما در مرز هسته داخلی- هسته خارجی 6300 درجه سانتیگراد و در مرکز زمین بیش از 6600 تخمین زده شده است.

نمونه سؤالات فصل چهار

1- تقسیم­بندی قسمتهای مختلف زمین از سطح تا عمق را بنویسید.

2- چگونگی شناخت درون زمین را نوشته و هر کدام را بطور مختصر شرح دهید.

3- اصطلاحات زیر را توضیح دهید.

الف) انفصال موهورویچ                                                     

ب) انفصال لهمان

ج) امواج طولی و عرضی          

د) ناپیوستگی (گوتنبرگ/ وی شرت)

هـ) ناپیوستی رپتی

4- منطقه سایه موج  Sو موج P را شرح دهید.

5- شدت و بزرگی زلزله چیست؟

6- مرکز سطحی زلزله و کانون زلزله را توضیح دهید.

7- نواحی زلزله­خیز کدامند؟

8- تغییرات جرم، فشار و دما را در قسمتهای مختلف زمین مقایسه کنید.

9- میدان مغناطیسی زمین را شرح دهید.

10- انواع زلزله از نظر عمق کدامند؟

11- سنگ میانبار چیست؟

12- افیولیت­ها را توضیح دهید.

13- تقسیم­بندی گوشته را با ذکر عمق توضیح دهید.

14- تقسیمات هسته را با ذکر عمق آنها بنویسید.

15- امواج سطحی و امواج درونی زلزله را مقایسه کنید.

16- سنگ کیمبرلیت را توضیح دهید.

 

 

 

نمونه تست­های فصل چهار

1- ساختمان درونی کره زمین شامل:

الف) پوسته جامد، جبه و سست کره است.

ب) پوسته جامد، جبه (گوشته) و هسته است.

ج) پوسته جامد و سست کره است.

د) پوسته جامد و هسته است که خود شامل دو بخش بیرونی و درونی است.

 

2- ضخامت پوسته زمین بطور متوسط برابر چند کیلومتر است؟

الف) 60               ب) 5               ج) 100                     د) 33

 

3- هر چه رشته ارتفاعات روی قاره­ها بلندتر باشد، ضخامت بیشتر است زیرا:

الف) رشته ارتفاعات ریشه دارند و خود ارتفاع کوه هم سبب ضخامت می­شود.

ب) پوسته در این نواحی منبسط می­شود.

ج) گوشته به رشته ارتفاعات فشار می­آورد و سبب بلندی آن می­شود.

د) هسته منبسط می­شود.

 

4- کدام گزینه در رابطه با تقسیم ­بندی ساختمان کره زمین از درون به بیرون است.

الف) هسته درونی ، لیتوسفر، استنوسفر، لایه موهو

ب) هسته داخلی، هسته بیرونی، جبه، هسته

د) جبه، پوسته، هسته بیرونی، هسته داخلی

د) لیتوسفر، استنوسفر، هسته درونی، لایه موهو

 

5- کدام جمله درست است؟

الف) افیولیت یعنی مجموعه­ای از سنگهای لایه لایه به ضخامت حدود 5000متر که ترکیب شیمایی آن را معادل پوسته قاره­ای زمین می­دانند.

ب) میانبازها (زینولیت) قطعات ذوب نشده و جامدی از گوشته یا قسمت­های زیرین پوسته زمین می­باشند که همراه مواد مذاب از اعماق زمین بالا آمده­اند.

ج) امواج لرزه­ای P نمی­توانند از درون جامدات و مایعات عبور کنند.

د) علت وجود ناهنجاری­های گرانش زمین تفاوت در دمای درونی زمین است.

6- کدام گزینه صحیح است؟

الف) مرز ناپیوستگی، انفصال موهورویچ در عمق 5121 کیلومتری در هسته داخلی، پوسته مغزه را از مغزه جدا می­سازد.

ب) آنچه مسلم است ریشتر بزرگی زلزله را نشان می­دهد که در واقع دو ریشتر دو برابر یک ریشتر است.

ج) یک منطقه سایه برای امواج P از حدود 103 درجه به بعد در آن سوی زمین ایجاد می­شود که در واقع از حدود 103 درجه از مرکز سطحی زلزله این امواج مستقیماً قابل دریافت نیستند.

د) امواج طولی  P در جهت انتشار موج و امواج عرضی S در جهت عمود بر انتشار موج سبب ارتعاش می­شوند.

7- گسستگی موهو زمین در عمق تقریبی.....

الف) 50000 کیلومتری و در حد فاصل دو بخش هسته بیرونی و هسته درونی قرار دارد.

ب) 2900 کیلومتری و در حد فاصل بین جبه و هسته قرار دارد.

ج) 50 کیلومتری و در حد فاصل پوسته قاره­ای وپوسته اقیانوسی قرار دارد.

د) 33 کیلومتری و در حد فاصل بین پوسته و جبه قرار دارد.

8- فشار در مرکز زمین بیش از .... برابر فشار آتمسفر در سطح زمین می­رسد.

الف)5/3 میلیون                                          ب) 5 میلیون                      

ج) 5/2  هزار                                            د) 5/3هزار

9- دما در پوسته به ازای هر 100 متر عمق ...... افزایش پیدا می­کند ولی در اعماق پایین­تر روند بدین صورت است که دما در مرز هسته داخلی/ هسته خارجی .....  درجه سانتیگراد تخمین زده شده است.

الف) 30-630                                                      ب) 30-6300

ج) 3- 6300                                                       د) 3-630

10- وزن مخصوص مواد سازنده کره زمین نسبت به عمق........

الف) کاهش می­یابد.                                    ب) نظم کلی و ثابتی دارد.

ج) افزایش می­یابد.                                      د) همه جا ثابت است.

11- کدام گزینه صحیح است؟

الف) چون میدان مغناطیسی زمین قابل اندازه­گیری می­باشد لذا میتوان اطلاعاتی بوسیله آن بدست آورد.

ب) تمام مواد مغناطیسی در نقطه­ای به نام نقطه کوری خاصیت مغناطیسی خود را از دست می­دهند.

ج) میدان مغناطیسی بر اثر حرکات سیال در هسته ایجاد می­شود اما شدت آن میتواند تغییر کند.

د) هر سه مورد

12- مجموعه درهمی از رسوبات دریایی و سنگهای آلترا بازیک و بازیک زیر اقیانوسها چه نامیده می­شوند؟

الف) افیولیت                                                 ب) کیمبرلیت                  

ج) سنگ میانبار                                            د) هیچکدام

13- علت تشکیل منطقه سایه چیست؟

الف) مایع بودن هسته خارجی

ب) یک توده در سیال در درون زمین راه عبور امواج را می­بندد.

ج) الف و ب

د) هیچکدام

14- سنگهایی که از عمیقترین خاستگاه ماگما منشاء می­گیرند سنگهای آلترا بازیک و حاوی الماس هستند که به آنها..... می­گویند.

الف) افیولیت                                                      ب) گرانیت

ج) کیمبرلیت                                                    د) سنگ میانبار

15- مرزی که پوسته را از گوشته جدا می­کند ناپیوستگی ..... نام دارد.

الف) لهمان                                                 ب) موهو

ج) رپتی                                                   د) گوتنبرگ / وی شرت

16- مرزی که در هسته داخلی پوسته مغزه را از مغزه جدا می­سازد ناپیوستگی...... نام دارد.

الف) موهو                                                               ب) رپتی

ج) لهمان                                                  د) گوتنبرگ / وی شرت

 

فصل پنجم: کانی ها

خواص عمومی کانیها: به واحدهای ساختمانی سنگها کانی گفته می شود که در پوسته زمین نزدیک به 3000 نوع از آن دیده شده است و در تعریف کانی میتوان گفت: مواد طبیعی و جامد، غیر زنده، معمولا متبلور و با ترکیب شیمیائی که یا ثابت است و یا در حدود معینی تغییر می‌کند. اگر مواد همگن در حین انجماد از لحاظ هدایت الکتریکی، حرارتی، سختی یا مقاومت در برابر خراش، فشار، صفات مشابه آنها در تمام جهات یکسان باشد و همچنین در محیط تشکیل بلور این اجسام، مانعی وجود نداشته باشد شکل نهایی بصورت کره در می آید که به این اجسام ایزوتروپ یابی شکل می گویند و لیکن معمولا چنین نیست یعنی بیشتر آنها متبلور بوده و اتمها و مولکولهایشان طبق نظم خاصی در کنار یکدیگر قرار می گیرند و در نتیجه کانی شکل هندسی منظم پیدا می کند که به این اجسام اصطلاحاً انیزوتروپ می‌گویند.

اشکال کانی ها گاهی می تواند مثل بلور نمک بصورت ساده و یا مثل بلور کانی دیستن، بصورت پیچیده تر باشد. بلورها معمولاً زمانی تشکیل می شوند که یا مایعی به حالت جامد در آید و یا محلولی به حالت فوق اشباع برسد بدیهی است که زمان، نقش مهمی در تشکیل بلور داشته و هر چه جدا شدن مولکولهای ماده حل شده از محیط حلال بیشتر طول بکشد بلور درشت تری بوجود می‌آید.

شکل بلور یعنی آرایش اتمها بر خواص فیزیکی آن اثر زیادی دارد بعنوان مثال در مقابل الماس که بسیار سخت، شفاف و متراکم است و دارای چگالی 5/3 می باشد گرافیت بصورت خیلی نرم و سیاه ظاهر می شود که وزن مخصوص 2/2 داشته و انعطاف پذیر می باشد جالب اینکه هر دوی اینها تقریبا از کربن خالص تشکیل شده اند.

سیستم های تبلور:

اجسام متبلور به هفت سیستم تقسیم بندی شده اند و هر کدام از سیستمهای آن خود به دسته های کوچکتر تقسیم می شوند که ما به معرفی هفت سیستم یاد شده اکتفا می کنیم:

1– سیستم مکعبی Cubic

2– سیستم ارتورمبیک orthorhombic 

3– سیستم منو کلینیکMonoclinic 

4– سیستم تری کلینیکTriclineic 

5– سیستم تری گونالTrigonal 

6– سیستم تتراگونالTetragonal 

7– سیستم هگزاگونالHexagonal 

شناسائی کانی ها

رنگ کانی: علیرغم اینکه رنگ کانی بعلت وجود ناخالصی ممکن است مختلف باشد و لیکن از مشخص ترین خصوصیات بیشتر کانیها می تواند باشد مخصوصا کانیهائی که همیشه به یک رنگ مشخص دیده می شوند مثل مالاکیت که همیشه سبز است.

رنگ کانیها یکی از عواملی است که توجه هر بیننده را بطرف خود جلب می کند و طبیعی است که این توجه ممکن است باعث انتخاب نام آنها بر پایة رنگشان بشود مثلا هماتیت از کلمه یونانی  Hematicos به معنی خون آلود و کانی آلبیت از کلمة Albus لاتین به معنی سفید گرفته شده است.

البته برای تشخیص رنگ باید قطعه کوچکی از کانی را شکست و مقطع جدید را مورد توجه قرار داد همچنین لازم به یاد آوری است که رنگ خاکه کانیها غیر از رنگ خود کانیها است بنابراین رنگی که در نتیجه کشیدن کانی بر روی چینی بدون لعاب حاصل می شود برای هر کانی معین و ثابت است این رنگ خیلی بهتر و مطمئن تر از رنگ اصلی کانی می تواند معرّف کانی باشد. رنگ خاکه کانی‌های غیر فلزی معمولاً بی‌رنگ یا به رنگ‌های بسیار روشن است و در عوض کانیهای فلزی رنگ‌های تیره بسته به نوع خود، پدید می‌آورند. گاهی رنگ پودر و رنگ اصلی کانی یکسان است مانند کانی سینابر در حالیکه در کانی پیریت رنگ کانی زرد و رنگ پودر آن سیاه است همچنین در هماتیت و مانیتیت که رنگ هر دو کانی سیاه می باشد، رنگ پودر اولی قرمز آلبالوئی و رنگ دومی سیاه است.

جلا(Luster)

جلای کانی:  توانائی آن در منعکس ساختن نور یا متفرق کردن و یا جذب نمودن آن است که در ذیل به چند نمونه از آن اشاره می کنیم.

1– جلای فلزی (منکعس می سازد) مانند گالن و لبریت

2– جلای صمغی (شبیه به ضمع است) مانند سولفید روی

3– جلای چرب (گویا سطح کانی چرب است) مانند نفلین و تالک

4– جلای شیشه ای (مثل شیشه نور را عبور می دهد) مانند کوارتز و هالیت

5– جلای ابریشمی (ظاهری رشته رشته دارد) مانند سرپانتین یا پنبه نسوز

6– جلای صدفی (ظاهری مثل پوست صدف از خود نشان می­دهد) مانند ژیپس

کلیواژ یا رخ (سطح شکست = سطح تورق)

با توجه به اینکه در بیشتر کانیها، قدرت پیوند میان اتمها در جهات مختلف، یکسان نبوده و بلورهای کانیها به تبع آن وضعیت ساختمان داخلی و اتمی‌شان به هنگام شکسته شدن در امتداد سطوح و یا سطح معینی شکسته می شود، به این سطوح سطح تورق می‌گویند.

ورقه ورقه شدن و خرد شدن کانی، در امتداد سطوح کلیواژ، گاهی بطور کامل و بدون زحمت صورت می گیرد مانند بلورهای میکاها و در برخی اوقات، بلورها با وارد آوردن ضربه یا فشار میتوانند در امتداد سطوح رخ (که محلهای سست تر هستند و شکستن کانیها از آن قسمتها شروع می شود) بطور کامل از هم جدا شوند مانند بلورهای کلیسم و نمک طعام طرز شکسته شدن کانیها را با اصطلاحاتی مثل صدفی، رشته ای، صاف، ناصاف و نامنظم بیان می کنند

درجه سختی کانیها:

درجه سختی هر کانی عبارت است از مقدار مقاومت آن در برابر خراشیده شدن.

سختی کانیها امری نسبی است و هرگز واحد معینی و مشخصی برای آنها انتخاب نشده است. امروزه متداولترین وسیله برای سنجش سختی کانیها استفاده از جدول موس (Mohs) می باشد. در جدول موس، نرم ترین کانیها تالک و سخت ترین آنها الماس انتخاب شده است. در این جدول افزایش سختی کانیها تصاعدی نیست بدین نحو که تعیین اعداد از یک تا ده کاملا قرار دادی بوده و به هیچ وجه سختی مطلق کانیها را نشان نمی دهد. در جدول موس سختی کوارتز 7 و کروندوم 9 و الماس 10 فرض شده است در حالیکه سختی مطلق الماس هزار برابر بیشتر از سختی کوارتز و 150 برابر بیشتر از سختی کرندوم می باشد.

جدول موس

کانی	تالک	ژیپس	کلیست	فلورین	آپاتیت	اورتوز	کوارتز	پوتاز	کرندوم	الماس
درجه سختی	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

در اندازه گیری سختی کانیها از دو نمونه کانی جدول موس به نحوی انتخاب می کنند که یکی از آنها کانی مورد آزمایش را خط می‌اندازد و دیگری بوسیله کانی مورد آزمایش خراش بردارد. در این شرایط سختی کانی مورد نظر بین سختی دو نمونه کانی جدول موس خواهد بود بعنوان مثال تیغه فولادی چاقو از کوارتز (با سختی 7) خط بر می دارد ولی روی اورتوز با سختی 6 خط می اندازد پس تیغة فولادی چاقو دارای سختی حدود 5/6 خواهد بود. در ضمن شیشه معمولی دارای سختی برابر 5/5 و ناخن دارای سختی برابر 5/2 می باشد.

خواص نوردهی: هرگاه دسته‌ای اشعه نورانی به یک جسم تابیده شود معمولا قسمتی از آن جذب و تبدیل به حرارت می شود ولی در بعضی از کانیها قسمتی از انرژی تبدیل به انرژی نورانی با طول وج بزرگتر شده و معمولا درخشنده می شوند یا رنگ آنها عوض می شود. این خاصیت بنام خاصیت نوردهی یا لومی نسانس خوانده می شود و دو حالت می تواند داشته باشد.

1 – اگر خاصیت نوردهی با رفع علت از بین برود و درخشندگی زایل شود خاصیت نوردهی بنام فلورسانس نامیده می شود.

2 – اگر پس از رفع علت اثر امواج محرک دوام داشته باشد بنام فسفر سانس نامیده می شود لازم به یاد آوری است کانیهائی مثل زیرکن، اسفالریت، آپاتیت و کلسیت در مقابل اشعه های آلفا و بتا و گاما و همچنین اشعة ماوراء بنفش حاصل از لامپ Wood  تحریک شده از خود نور پخش می‌نمایند که به رادیو لومنیسانس معروف هستند.

برای شناسائی کانیها از خواص دیگری نیز استفاده می شود مثل:

خواص مغناطیسی (استفاده از آهن ربا یکی دیگر از طرق شناسائی کانیها بشمار می رود)

خواص شیمیائی (بعنوان مثال اسید کلریدریک بر روی بسیاری از کربناتها اثر می گذارد)

خواص رادیو اکتیو (عده ای از کانیها خاصیت رادیو اکتیو دارند که با مطالعه آن میتوان تا حد زیادی کانی را شناسائی کرد.)

خواص نورانی (میتوان بلورها را در معرض اشعه ایکس قرار داد و سیستم آنها را از روی منحنی های تشکیل شده تشخیص داد)

همچنین از خواص دیگری مثل وزن مخصوص و قابلیت ذوب و قابلیت هدایت الکتریکی و قابلیت انحلال و بو یا طعم و غیره هم میتوان استفاده نمود که بعنوان مثال:

وزن مخصوص طلا 20 و وزن مخصوص گالن 7 می باشد.

تقسیم بندی کانیها از نظر تشکیل:

1 – کانیهای درون زاد یا کانیهای اولیه که خود مستقیما از ماگما (Magma) تشکیل شده اند.

2 – کانیهای ثانویه یا برون­زاد که از تغییر و تبدیل کانیهای اولیه بوجود آمده اند.

3 – کانیهای دگرگونی که از دگرگون شدن دو گروه یاد شده حاصل می شوند.

تعریف ماگما: یک ترکیب سیلیکاتی با مقدار زیادی اکسیدهای فلزی، بخار آب و دیگر مواد فرّار است که از اعماق به قسمتهای بالایی پوسته راه می‌یابد و به تدریج دمای خود را از دست داده و سنگهای آذرین درونی را تشکیل می‌دهند که این سنگها غالباً از کانیهای اولیه تشکیل شده‌اند.

بخشی از ماگما قبل از رسیدن به سطح زمین، منجمد می شود که به آن توده های آذرین درونی می گویند و در واقع سنگهای آذرین درونی را تشکیل می دهند بخشی از ماگما نیز که سیال تر است به حرکت خود به سمت بالا ادامه می دهد و بالاخره به صورت آتشفشان در سطح زمین ظاهر می‌شود ماگمائی که از دهانة آتشفشان در سطح زمین جاری می شود گدازه نامیده می شود. سنگهای آذرین بیرونی مانند بازالت یا سنگ پا از سرد شدن سریع گدازه ها به وجود می آیند.

با توجه به نحوه تشکیل کانیهای مختلف (از نوع کانیهای اولیه) از ماگما، میتوان مراحل مختلفی برای آن قائل شد.

الف) مراحل ماگمائی اولیه:

 تعدادی از کانیهای مهم مثل الماس، پلاتین، کرومیت،  مس و آهن مربوط به این نحوه تشکیل هستند همچنین در سنگهایی مثل گرانیت کانیهای اصلی آن (مثل کوارتز – فلوسپات و میکا) و حتی در بعضی سنگها کانیهای فرعی نیز در مراحل ماگمائی اولیه تشکیل می شود.

در ابتدای این مرحله که ماگما آکنده از انواع یونها است به علت فراوانی یونهای اکسیژن و سیلیسیم، کاملترین پیوند بین آندو بوجود می آید این گروه از سیلیکاتها را که از چهار وجهی های منفرد تشکیل شده اند بنام سیلیکاتهای منفرد (نزو سیلیکاتها) می نامند که در مرکز این چهار وجهی یک اتم سیلسیم و در رأس‌های آن چهار اتم اکسیژن قرار دارند و الیوین به فرمول (mg.Fe)₂ [Sion] از این گروه است.

در قسمت بعدی از مرحلة ماگمائی اولیه چون تعداد یونها کمتر شده لذا هر چهار وجهی در یک یون اکسیژن با زنجیر مجاور مشترک است. این سیلیکاتها بنام سیلیکاتهای زنجیری (اینو سیلیکات) نامیده می شود . در بخش بعدی از این مرحله، چون تعداد یونها باز هم کمتر می شود در نتیجه، چهار وجهی‌های تشکیل شده در سه رأس با هم مشترک می شوند و حالت صفحه ای پیدا می‌کنند که معروف به سیلیکاتهای صفحه‌ای یا فیلو سیلیکاتها می‌باشند. و در  آخر این مرحله، نه تنها صفحات در تمام رئوس مشترکند و تشکیل سیلیکاتهای دار بستی را می دهند بلکه گاهاً هم یون آلومنییم به جای قسمتی از سیلسیم جایگزین می شود و گروهی بنام تکتو سلیکاتها را بوجود می‌آورند.

ب) مرحله پگماتیتی (Pegmatite)

ماگماهایی  که مرحله اول را گذرانده و اینک جسم سیال و مذابی است که مقداری از عناصر خود را هم در مرحله قبلی از دست داده است امّا همین ماگما هنوز عناصر کمیابی مثل فلوئور، کلر و بُر فراوانی دارد که به طرف بالا رانده می شوند و شکستگی ها و فضاهای خالی سنگها را پر می کنند. البته کانیهای اصلی موجود در این محلول (پگماتیت گفته می شود) همان کانیهای ماگمای گرانیتی یعنی کوارتز و فلد سپات و میکا است اما مقداری رقیق‌تر و همچنین در حضور گازهای بیشتر و در نتیجه آن فضای کانی در اطراف دارای نطفه‌های بلور بیشتر و بلورهای حامله درشت‌تر خواهد بود که این از ویژگیهای مهم مرحله پگما تیتی است.

ج ) مرحله گازی (پنوماتولیتیکی  Peneubatditic )

گازها ضمن حرکت با یکدیگر و سنگهای اطراف محل عبور خود، فعل و انفعالاتی انجام می دهند و بدین ترتیب ترکیب آنها و سنگهای اطرافشان تغییر می کند که اگر محصولات گازی در اعماق زمین از ماگما جدا شود و کانیهایی تشکیل دهد. آن را نفوذی می گویند و اگر در سطح زمین یا در مجاورت آن انجام گیرد آنرا خروجی یا آتشفشانی می خوانند.

د) مرحله گرمایی (Hydrothermal)

محلولهای گرمایی، آبهای داغ محتوی تعداد زیادی کانی هستد که در مرحله آخر تبلور ماگما، از آن جدا می شوند، که بخش عمده‌ای از کانیهای ماگما را نیز با خود حمل می کنند و از سوی دیگر، محلولهای مزبور، ضمن حرکت از درون سنگها، با آنها نیز فعل و انفعالاتی انجام می دهند و برخی از عناصر خود را در آنها وارد کرده و پاره ای از عناصر سنگها را به خود جذب می کنند

گاهاً محلول گرمایی ضمن حرکت از لابه‌لای سنگها، بعضی از عناصر آنها را جدا کرده و به جای آنها عناصر دیگر را جایگزین می کند این فرایند (جانشینی گرمایی) به نحوی انجام می گیرد که در تمام مدت، سنگ حالت جامد خود را حفظ کرده است و در حالی که ممکن است در نتیجه این عمل، ترکیب شیمیائی و کانی شناسی سنگ تغییر کند و کانیها، و سنگهای جدیدی را تشکیل دهد که به نام محصولات جانشینی معروف هستند.

کانیهای ثانویه:

این کانیها معمولاً در شرایط فشار و درجه حرارت بالا تشکیل می شوندو با شرایط سطح زمین سازگاری چندانی نداشته و لذا از فرایندهای هوازدگی، رسوبی و حیاتی متأثر می شوند.

فرایندهای هوازدگی: بافت سنگ تغییر می کند و تغییراتی در کانیهای آن ایجاد می شود و خرد می شود و طی عوامل مختلف مثل آفتاب و باران و ... تغییر کرده یا حل می شوند و در نهایت کانیهای جدید ایجاد می شود.

فرایندهای رسوبی: آب از جسمی اشباع می شود آنگاه ته نشین شده (مثل دریاچه ارومیه) حاصل این رسوب در حوضچه ها، که آب آن‌ها تبخیر شده، ایجاد یک کانی با منشاء رسوبی است. نحوه تشکیل کانی ژیپس (سنگ گچ) و نمک معمولی و بسیاری از دیگر کانیها به همین نحو می‌باشد.

فرایندهای حیاتی: مواد اولیه تشکیل زغال سنگ همان درختان بوده و نفت و مواد نفتی، حاصل بقایای موجودات ریز دریائی و تخمیر آنها هستند و همچنین حیوانات میکروسکپی دریا در تشکیل کانیهای آهن و منگنز در کف دریا نقش عمده ای را بعهده دارند. اینها همه اشاره به اثر موجودات زنده در تشکیل کانیها دارند.

کانیهای دگرگونی:

کانیها و سنگها در اثر حرارت و فشار شکل بلور و مشخصات اولیه خود را از دست می دهند که به این تغییر دگرگونی می گویند.

الف) دگرگونی همبری یا مجاورتی: هنگامی که ماگما در اعماق زمین تشکیل می شود بخشهای مختلف آن ضمن حرکت خود به سمت بالا در تماس با سنگهای دیگر قرار می گیرد در این حالت در اثر حرارت و فشار زیاد ماگما یا محصولات آن، سنگهای اطراف دگرگون می شود و در کانیهای آنها تغییر به وجود می‌آید و در نتیجه به کانیهای دگرگونی تبدیل می شوند. مثال: توده مذاب گرانیتی در تماس با سنگهای آهکی مقداری سیلیسیم از ماگما به سنگ آهک نفوذ می کند. (در مقابل کلسیم از سنگ آهک خارج می شود) و کانی جدید ولاستونیت  (Wollastonite)  Ca₃(si₃ o₉) تشکیل می­شود.

ب) دگرگونی عمومی یا ناحیه ای: مواد مختلفی که در دریاها رسوب می کنند و لایه های رسوبی را تشکیل می دهند به مرور به سمت پائین حرکت می کنند و گاهی هم در اثر حرکات دیگر پوسته زمین مثل چین خوردگی به اعماق زمین فرو می روند و در اثر تغییر فشار و دما حجم بزرگی، دگرگون می شوند. میتوان بطور مثال از انواع میکاها، گروناها و دیستن را نام برد و گاهی در اثر این نوع دگرگونی کانسارهای بزرگ آهن نیز ایجاد می شوند.

ج)دگرگونی حرکتی: (این نوع دگرگونی: از نظر تشکیل کانیها از انواع دیگر آن اهمیت بیشتری دارد)

هنگامی که قسمتی از پوستة زمین شکسته شود و قطعات شکسته شده نسبت به هم بلغزند، در نتیجه فشار و درجه حرارت، در محل لغزش، مواد موجود تغییر می یابد و بعضی از انواع کانیهای دگرگونی را بوجود می آورد. کانی سبز اپیدوت (Epidot) یکی از محصولات این نوع دگرگونی می باشد.

تقسیم بندی کانیها از لحاظ ترکیب شیمیائی:

الف) کانی های سیلیکاته  ]از ترکیب بنیان سیلیس Sio₄) (+ عناصر دیگر بوجود می آید[

انواع کانی های سیلیکاته:

کانی های سیلیکاته رنگ روشن که فاقد Fe  و  Mg می باشد (مثل کوارتز، فلدسپات، ارتوکلاز، پلاژیو کلاز، میکای سفید)

کانی های سیلیکاته تیره رنگ که دارای Fe  و Mg می باشد (مثل هوربنلاند – اوژیت – اولیوین – میکای سیاه)

ب) کانی های غیر سیلیکاته (که در آنها ترکیب بنیان سیلیس وجود ندارد)

انواع کانی های غیر سیلیکاته:

1- سولفاتها: از ترکیب So₄ + عناصر دیگر

مثل: سنگ گچ Caso₄ , 2H₂ O

ایندرید Caso₄ 

باریتینBaso₄ 

2- کربناتها: از ترکیب  Co₃ + عناصر دیگر

مثل: کلیستCaco₃ 

دولومیت (کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم)   Ca,Mg(Co₃)₂   

منیزیتMgco₃ 

3- فسفاتها: از ترکیب Po_A  + عناصر دیگر

مثل: آپاتیت

فیروزه

4- کلریدها: از ترکیب بنیان CL + عناصر دیگر

مثل: هالیت  Nacl 

سیلویت

5- اکسیدها: از ترکیب بنیان O₂ + عناصر دیگر

مثل: هماتیتo₃     Fe₂  اکسید فریک بدون آب (رنگ قرمز)

مانیتیتo₄         Fe₃     اکسید مغناطیسی آهن (رنگ سیاه)

لیمونیت  , 2H₂ o o₃ Fe₂    اکسید فریک آبدار (زرد رنگ)

کروندم  Al₂ O₃         

6- سولفیدها: از ترکیب بنیان S  + عناصر دیگر

مثل: گالنPbs  

پیریت  Fes₂ 

اسفالریتZns 

7- اجسام ساده:  C (الماس – گرافیت) ،  S (گوگرد) ،   Fe (آهن) ،  Ag (نقره) ،  ،Au،Pt،Cu

نمونه سؤالات فصل پنجم

1- کانی را تعریف کنید.

2- اجسام ایزوتروپ و انیزوتروپ را مقایسه کنید.

3- سیستم­های تبلور را نام برده و شکل کانی را توضیح دهید.

4- شناسایی کانی از روی رنگ آنرا بطور کامل توضیح دهید.

5- سختی کانی چیست؟ جدول موس را توضیح دهید.

6- رخ یا گلیواژ را به اختصار بنویسید.

7- جلای کانی را با ذکر چند مثال توضیح دهید.

8- خواص نوردهی را در کانیها مقایسه کنید.

9- شناسایی از روی خواص زیر را به اختصار با مثال بنویسید.

خواص نورانی، خواص مغناطیسی، خواص شیمیایی، رادیواکتیو، وزن مخصوص

10- انواع کانیها از نظر شکل را نام برده و مختصر توضیح دهید.

11- مراحل ماگمایی اولیه در تشکیل کانیهای درون­زا (اولیه)را شرح دهید.

12- مرحله پگماتیتی را بنویسید. (مربوط به تشکیل کانیهای اولیه)

13- مرحله گازی را در تشکیل کانیهای درون­زا بطور کامل شرح دهید.

14- مرحله گرمایی در تشکیل کانیهای ­درون­زاچیست؟

15- کانیهای ثانویه از چه فرآیندهایی متأثر می­شوند توضیح دهید.

16- تغییرات در کانیهای دگرگونی چگونه است. بطور کامل شرح دهید.

17- تقسیم­بندی کانیها از لحاظ ترکیب شیمیایی را بطور کامل بنویسید.

 

 

 

 

 

 

نمونه تستهای فصل پنجم

7- جلای کانی می‌تواند ... باشد .

الف)چرب          ب)صمغی ، صدفی      ج)فلزی ،شیشه ای ،ابریشمی     د) همه موارد

8-کلیواژ یا رخ  عبارت است از :

الف) سطوحی که به علت سست تر بودن مواد در آن محلها، شکستنی کانی‌ها از آنجا شروع می‌شود.

ب) در بیشتر کانی‌ها قدرت پیوند میان اتمها در جهان مختلف یکسان نیست لذا بلورهای کانی‌ها به تبع از ساختمان داخلی و اتمی در امتداد سطوح معینی شکسته می‌شوند.

ج) سطوحی که ورقه ورقه شدن و خرد شدن کانی در امتداد آن سطوح گاهی بدون زحمت صورت می‌گیرد.

د) هر سه مورد صحیح است. 

9- کدام گزینه صحیح است؟

الف) اگر خاصیت نور دهی با رفع علت از بین برود و درخشندگی زایل شود خاصیت نور دهی بنام فسفر سانی است.

ب) اگر پس از رفع علت اثر امواج محرک دوام داشته باشد خاصیت نور دهی فلور سانس است.

ج) اگر قسمتی از اشعه نورانی تابیده شده به جسم به انرژی نورانی با طول موج بزرگتر تبدیل شود و جسم درخشنده تر شده یا رنگش تغییر کند خاصیت نور دهی لومی نسانی خوانده می‌شود.

د) فسفر سانی همان خاصیت نورانی است که از کانیهائی مثل زیرکن ، اسفالریت در مقابل اشعه های الفا،تبا ، گاما و ماوراء بنفش حاصل از لامپ  وود (wood) تحریک شده و نور پخش می‌نمایند.

10-جزء تقسیم بندی کانی‌ها از نظر تشکیل نمی‌باشند:

الف) کانی های ثانویه یا برون زا که که از تغییر و تبدیل کانی های اولیه به وجود آمده است.

ب) کانی‌های واسطه که از تبدیل کانی‌های اولیه به کانی‌های ثانویه به وجود می‌آید.

ج) کانی‌های درون زا یا اولیه که در سدد مستقیما از ماگما تشکیل شده است.

د) کانی‌های دگرگونی که از دگرگون شدن دو گروه کانی‌های اولیه و ثانویه به وجود آمده است.  

11- تقسیم بندی مراحل مختلف تشکیل کانی های اولیه عبارتند از:

الف) پگماتیتی، پنوماتیکی، گرمایی، دگرگونی

ب) ماگمایی اولیه، گلماتیکی، پنوماتیکی، گرمایی

ج) ماگمایی اولیه، گازی، گرمایی، مجاورتی

د) پگماتیکی، پنوماتیکی، گرمایی، همبری

12-کدام گزینه صحیح است؟

الف) زمانی که به علت فراوانی یون های اکسیژن و سیلیم کامل ترین پیوند بین آن دو ایجاد می شود سیلیکان های منفرد ایجاد می شود.

ب) اگر تعداد یون ها کم شده و هر چهار وجهی در یک یون اکسیژن مشترک شود .....به وجود می آید.

ج) اگر در سه راس چهار وجهی با هم مشترک شوند معروف به سیلیکان های داربستی مشهورند.

د) هر سه مورد صحیح است.

13- از ویژگی های مرحله پگماتیتی است:

الف) در مرحله پگماتیتی محلول های داغ ضمن عبور از درون رنگ ها با آنها فعل و انفعالات انجام داده و بعضی از عناصر خود را در آنها وارد کرده و بعضی را جذب می کند.

ب) ماگما حرکت با یکدیگر و سنگ های اطراف معبر فعل و انفعالات انجام داده و عناصر جایگزینی به وجود می آید.

ج) فضای کانی در اطراف سطح های بلورها بیشتر و بلورهای در حال رشد درشت ترند.

د)همه موارد صحیح است.

14- کدام گزینه صحیح است؟

الف) کانی های اولیه تشکیل شده در شرایط فشار و درجه حرارت بالا با شرایط زمین سازگاری نداشته لذا تغییراتی را متحمل می شوند و کانی های ثانویه به وجود می آید.

ب) طی فرایند رسوبی از مواد مذاب و ماگما تغییراتی در کانی ایجاد شده و کانی های اولیه شکل می گیرد.

ج) طی فرایند دگرگونی ماگما تبدیل به کانی های اولیه شده که به این تغییر دگرگونی می گویند.

د) همه موارد.

15- انواع دگرگونی در کانی های دگرگونی عبارتند از:

الف) همبری یا مجاورتی، حرکتی، گرمایی

ب)حرکتی،عمومی یا ناحیه ای، گرمایی

ج) پگماتیتی، مجاورتی، حرکتی، گرمایی

د) همبری یا مجاورتی، عمومی یا ناحیه ای، حرکتی

16-هنگامی که قسمتی از پوسته زمین شکسته شود و قطعات شکسته شده نسبت به هم بلغزند در نتیجه فشار و درجه حرارت در محل لغزش مواد موجود تغییر می یابد و بعضی کانی های دگرگونی به وجود می آید. مثل:

الف) اسفالریت

ب) اپیدوت

ج) میکا

د) دیستن

17- کانی های سیلیکاته:

الف) در بنیانشان سیلیس وجود ندارد.

ب) به رنگ تیره و روشن هستند که رنگ آنها به علت شدت حرارت تشکیل آنهاست.

ج) از ترکیب بنیان s و عناصر دیگر به وجود آمده است.

د) هیچ کدام.

18- تقسیم بندی کانی ها از لحاظ شیمیایی عبارتند از:

الف) کانی سیلیکاته، غیر سیلیکاته، تزوسیلیکات ها، فروسیلیکات ها

ب) کانی سیلیکاته، کانی های دگرگونی،

ج) کانی های غیر سیلیکاته، سیلیکاته، سیلیکات های روشن، سیلیکات های تیره

د) اولا کانی سیلهاتهای روشن و تیره، ثانیا غیر سیلیکات ها یعنی یکی از بنیان های_h soو co₃و  po_hو  clو o₂ و sو c به علاوه عناصر دیگر.

19- چرا سختی الماس بیشتر از گرافیک است؟

الف) تفاوت ترکیب شیمیایی

ب) منشا تشکیل

ج) طرز استقرار اتم ها

د) همه موارد صحیح است

20- درجه سختی کدام کانی بیشتر است؟

الف) کوارتز

ب) کلسیت

ج) ارترز

د) توپاز

21- درجه سختی کانی های تالک و ژیپس به ترتیب کدام است؟

الف) 1و2

ب) 2و3

ج) 3و4

د) 4و5

22- کدام کانی جزو خانواده سولفات هاست؟

الف) پیرست

ب) دولومیت

ج) ژیپس

د) کلسیت

23- رنگ گرد کدام کانی قهوه ای است؟

الف) گرافیک

ب) هماتیت

ج) مانیتیت

د) پیریت

24- کدام گروه از کانی های زیر فاقد آهن و منیزیم است و به رنگ روشن دیده می شود؟

الف) باریت، بیوتیت، گرافیک

ب) فلدسپات، کوارتز، موسکویت

ج) الیوین، پیروکسن، آمفیبول

د) بیوتیت، ارتوکلاز، پلاژیوکلاز

25-سیلیکات های آلومین معمولا ویژه سنگ های ...

الف) آذرین درونی هستند

ب) آذرین بیرونی هستند

ج) دگرگونی هستند

د) مشخص کننده سنگ خاصی نیستند

26- پلاژیوکلاز :

الف) نوعی کانی سیلیکاته از گروه فلدسپات ها است

ب) نوعی سنگ دگرگونی است

ج) نوعی کانی سیلیکاته از گروه کانی های آهن و منیزیم دار است

د) نوعی کانی سیلیکاته از گروه سیلیکات های آلومین است

27- کدام کانی بر روی شیشه اثر خراشیدگی دارد؟

الف) آپاتیت

ب) کلسیت

ج) توپاز

د) فلوئوریت

 

 

فصل ششم:سنگ ها

سنگها:

پوسته جامد زمین از مواد سختی تشکیل شده است که به آن سنگ می­گویند. سنگهای پوسته زمین را به سه دسته اصلی تقسیم می­کنند.

1- سنگهای آذرین: این نام به سنگهایی اطلاق می­شود که از انجماد ماگما و یا سرد شدن یک سیال داغ نتیجه شده­اند.

2- سنگهای رسوبی: سنگهای رسوبی در نتیجه رسوب موادی که از فرسایش قسمتهای مختلف زمین حاصل شده تولید بوجود می‌آیند که به سه دسته بیولوژیکی و شیمیایی و آواری تقسیم می­شوند.

3- سنگهای دگرگونی: در حقیقت همان سنگهای رسوبی یا آذرین هستند که از نظر فیزیکی و شیمایی تحت تأثیر سه عامل فشار، دما و محلولهای گرمایی قرار گرفته و تغییراتی در آنها صورت یافته است. (البته گاهی سنگهای دگرگونی نیز دستخوش دگرگونی می­شوند.)

طی فرآیند دگرگونی، کانیها ذوب نمی­شوند و حالت جامد سنگ پیوسته محفوظ می­ماند لیکن ترکیب سنگهای قبلی بر اثر دخالت عوامل دگرگون ساز دستخوش تغییر می­شود و در راستای این تغییر، بافت سنگ نیز عوض می­شود یعنی شکل، اندازه دانه و رابطه بین دانه­های مجاور تغییر می­کند به علاوه، به علت تأثیر فشار جهت­دار ممکن است کانیها جهت یافتگی صفحه­ای پیدا کنند.

تبلور دوباره: عموماً  در طی دگرگونی، کانیهای دانه­ریز با هم یکی می­شوند و کانی درشت­تر بوجود می­آورند. به این عمل تبلور دوباره گفته می­شود. (لازم به ذکر است در ایجاد دگرگونی، مخصوصاً دگرگونی جنبشی دانه­های درشت سنگ گاهی خرد می­شوند و به دانه­های ریزتری تبدیل می­شوند.)

تورق یافتگی یا فولیاسیون‌(Foliation): به وقتی که کانیهای ورقه­ای در جهت عمود بر فشار جهت­دار قرار گرفته­اند در طی دگرگونی، هم اندازه آنها بزرگتر شده و هم شکل و نحوه قرار گرفتن آنها تغییر می­کند که مجموعاً سنگ، منظره لایه­ای یا نواری به‌خود می­گیرد به آن فولیاسیون گفته می­شود. اگر تنها با رشد و جهت یافتگی کانیهای ورقه­ای سنگ، منظرة ورقه ورقه یا فلس مانند داشته باشد به آن شیستوزیته می­گویند.

در طی دگرگونی و تغییر بافت سنگ، با تبلور و رشد دانه­های دیواره بین دو کانی مجاور حالت دندانه­ای و مضرّس به خود می­گیرد. این قبیل بافت را مضرسی یا در هم رفته می­گویند.

سنگهای دگرگونی به دو گروه عمده زیر تقسیم­بندی می­شوند:

1- انواعی که دارای جهت یافتگی­اند. از این گروه سنگ لوح، فیلیت، شیست و گنایس را میتوان نام برد.

سنگ لوح (اسلیت Slate): سنگی است که به آسانی به صورت ورقه­های نازک متورق می­شود. رنگ آن خاکستری تا سیاه است. کانیهای این سنگ بسیار دانه ریز است و با چشم قابل تشخیص نیست. صفحات نازک آن در اثر ضربه صدای زنگ فلزی می­دهد.

فیلیت: نوعی اسلیت است و به علت وفور میکا در سطح شیستوزیته، جلای براق دارد که وسیله خوبی برای تشخیص آن است. صفحات آن را به سهولت میتوان خم کرد. در سطح سنگ میتوان ذرات گرونا و سایر کانیها را دید. این سنگها از دگرگونی شیلها، در درجات ضعیف بوجود می­آیند.

شیست: این سنگ نیز از دگرگونی شیلها بوجود می­آید ولی درجه دگرگونی آن شدیدتر از سنگ لوح است. کانی اساسی آن میکاست. شیست­ها اقسام مختلف دارند و معمولاً از روی کانی­ای که به فراوانی در آن یافت می­شود آنها را نامگذاری می­کنند. مثلاً میکا شیست داری میکای سفید، میکای سیاه و کوارتز است. یا گرافیت شیست که گرافیت زیاد دارد و یا تالک شیست که حاوی تالک است. شیست­ها دارای تورق خوبی هستند.

گنایس (Gneiss): معمولاً دانه درشت و دارای تورق محسوس ولی غیر کامل است. معمولاً از دگرگونی گرانیت­ها و ماسه سنگهای فلدسپات­دار بوجود می­آید. کانیهای اصلی آن همان انواعی است که در گرانیت یافت می­شود (کوارتز، فلدسپات و میکا) ولی واجد فولیاسیون است. یعنی کانیهای غیر ورقه­ای آن نیز در امتداد خاصی طویل یا پهن شده­اند. این مسئله باعث تشکیل منظره متناوبی از لایه­های سفید (فلدسپات و کوارتز) و لایه­های سیاه (غالباً میکای سیاه)در سنگ می­شود.

2- انواعی که فاقد جهت یافتگی­اند. از این گروه مرمر، کوارتزیت و هورنفلس را میتوان نام برد.

مرمر: تماماً از آهک یا دولومیت متبلور تشکیل شده است. در اثر اسید کلریدریک می­جوشد در این سنگ بلورهای ریز کلسیت، مجدداً متبلور شده و بصورت بلورهای دانه درشت در می­آید رگه­های موجود در سنگ مرمر مربوط به ناخالصی­ها در سنگ آهک اولیه است. غالباً منظره دانه قندی دارد. بعلت رنگ زیبا و داشتن بافت موزاییکی (استحکام خوب) به عنوان سنگهای تزیینی، آن را استخراج کرده و مورد استفاده قرار می­دهند.

کوارتزیت: تماماً از کواتز و ذرات ماسه­ای که توسط کوارتز، سیمانی شده­اند تشکیل ­شده است. رنگ کواتزیت مشابه رنگ ماسه سنگها است و اکثراً سفید تا خاکستری رنگ است و چون از سیلیس تقریباً خالص تشکیل یافته در شیشه­سازی از آن استفاده می­کنند.

هورنفلس: از دگرگونی مجاورتی سنگهایی مانند شیلها و یا شیست­ها بوجود می­آید. اصولاً به علت دمای زیاد در هاله دگرگونی، سنگهای سخت، دانه ریز، متراکم و غالباً سیاه رنگی با بافت مضرسی و فاقد هر نوع جهت یافتگی بوجود می­آید. معمولاً ذرات متبلور گرونا، آندالوزیت، استرولیت و سایر کانیهای دگرگونی مجاورتی را میتوان در آن دید. هورنفلس سنگ تزیینی سیاه رنگ است که درخشندگی خوبی دارد.

سنگهای آذرین:

سنگهای آذرین انجماد مواد مذاب درونی زمین هستند. مواد مذاب که خود از ذوب سنگهای پوسته یا گوشته بوجود می­آیند، ترکیب سیلیکاتی داشته و «ماگما» نامیده می­شوند. ترکیب شیمایی ماگما متفاوت است. (ماگمای اسیدی که سیلیس زیاد دارد و ماگمای بازیک که سیلیس کمتر ولی در عوض عناصر آهن، منیزیم و کلسیم بیشتری دارد.)

دمای ماگما بیش از 700 درجه سانتیگراد است. در این مواد مذاب جوشان، گازها، قطعات بلور در حال رشد و قطعات سنگی کنده شده از سنگهای درونگیر وجود دارد.

ماگمایی که به سطح زمین رسیده باشد بیشتر گازهای خود را از دست می­دهد در این حال به آن گدازه می­گویند. از انجماد گدازه در سطح زمین سنگهای آتشفشانی بوجود می­آید. (و لکانیسم) ماگما ممکن است در اعماق زمین یا در شکستگیهاو یا در آشیانه­های ماگمایی تدریجاً انجماد یابد. در این حال به سطح زمین نمی­رسد و سنگ آذرین درونی بوجود می­آید. این فرآیند را پلوتونیسم می­گویند.

ترکیب و انواع ماگماها:

در ترکیب ماگماها، همان 8 عنصر اکسیژن، سیلیسیم، آلومینیم، آهن، کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم یافت می­شوند که در ترکیب پوسته زمین نیز فراوان­ترین عناصر محسوب می­شوند. اگر آنها را بصورت اکسید در نظر بگیریم ملاحظه می­کنیم که(سیلیس) از همه فراوانتر است. لذا سنگهای آذرین بر حسب مقدار سیلیس تقسیم بندی شده است.

1-     Sio₂ بیشتر از 66 درصد: سنگهای آذرین اسیدی

 2-  Sio₂ بین 52 تا 66 درصد: سنگهای آذرین خنثی یا حد واسط

3- Sio₂بین 45 تا 52 درصد: سنگهای آذرین بازیک

4- Sio₂کمتر از 45 درصد: سنگهای آذرین خیلی بازیک

 

آتشفشان: وقتی که ماده مذاب به سطح زمین برسد می­گوییم عمل آتشفشانی رخ داده است که میتواند به حالت آرام و یا حالت انفجاری باشد که معمولاً در آتشفشانهای انفجاری معمولاً گدازه وجود ندارد یا گدازه روانی کمتری داشته و در روی زمین فوراً جامد می‌شود. ولی در کل مواد خارج شده از دهانه آتشفشانها به سه حالت جامد، مایع و گاز دیده می­شود.

1- مواد جامد:

الف) غبار آتشفشانی: ذرات سبک و پودر مانند که از دهانه آتشفشان خارج می­شود.

ب) خاکستر آتشفشانی: مواد دانه درشت تا حدود 4 میلیمتر که از دهانه آتشفشان خارج می­شود.

ج) لاپیلی: به ذرات و دانه­هایی در اندزه بین 4 تا 32 میلیمتر می­گویند.

د) بمب آتشفشانی: قطعاتی حجیم که گاهاً تا چند متر مکعب هم می­رسد و از نوع گدازه بوده و در هوا بر اثر چرخش به شکل دوک در می­آیند.

2- مواد مایع: بطور کلی گدازه­ها دارای سیلیس زیاد (اسیدی) غلیظ و یا دارای آهن و منیزیم زیاد (بازیک) و بصورت روان می­باشند.

3- گازها: از دهانه اغلب آتشفشانها مقادیر زیادی گازها مثل دی‌اکسیدکربن مونوکسیدکربن و سولفید ئیدروژن، به همراه بخار آب و بخارهای دیگر از قبیل بخار اسید کلریدریک و اسید فلوئوریک خارج می­شود که در میان آنها مقدار بخار آب از همه بیشتر است.

تقسیم بندی آتشفشانها (برحسب شکل و نوع مواد مخروط آنها):

1- آتشفشانهای سپری شکل: که مخروط پهن و کم شیب آنها منحصراً از گدازه­های جامد شده تشکیل یافته و بیشتر از جنس سنگهای بازیک است. خروج مواد در این نوع آتشفشان آرام می­باشد.

2- آتشفشانهای مخروطی شکل: که جنس مخروط پر شیب آنها بیشتر از گدازه، خاکستر و مواد پرتاب شده است. خروج مواد در این نوع آتشفشانها با انفجار همراه است.

3- آتشفشانهای مرکب: که مخروط آنها شامل گدازه­های جامد شده و خاکستر است. این مواد بطور متناوب قرار دارند و مربوط به زمانهای انفجار و یا خروج آرام موادند. مخروط این آتشفشانها نسبتاً مرتفع است.

یک کوه آتشفشان دارای مراحل زیر است:

1- جوانی: مدت آن کوتاه است و در طول این مدت عمل ساخته شدن سریعتر از عمل تخریب است. و آتشفشان مخروط را بوجود می­آورد.

2- بلوغ: با خاموش شدن آتشفشان شروع می­شود و عوامل فرسایش شیارها و دره­هایی در بدنه آن ایجاد می­کنند. چون موادی که دهانه را پر کرده­اند محکمترند دیرتر ساییدگی پیدا می­کنند.

3- پیری: پس از مدتی که از مرحله بلوغ گذشت، قسمت برجسته محکم که کمتر ساییده شده باقیمانده (اصطلاحاً نِک بوجود آورده) و از این پس مرحله پیری آغاز شده است.

لازم به یادآوری است برای بیان میزان فعالیت آتشفشانها از سه اصطلاح فعال، نیمه فعال و خاموش استفاده می­شود و بد نیست بدانید اغلب آتشفشانهای فعال دنیا در حاشیه اقیانوس کبیر و در وسط اقیانوسها قرار گرفته­اند و آتشفشانها هم مثل زلزله­ها در امتداد گسلهای بزرگ پوسته زمین یعنی جایی که عوامل داخلی، فعالیتهای خود را متمرکز کرده­اند اتفاق می­افتند.

فعالیت­های درونی(پلوتونیسم):

فعالیت­های پلوتونیسم شامل حرکت مواد مذاب به درون پوسته زمین و تزریق آن به میان لایه­های رسوبی است. وقتی مواد مذاب به طرف بالا حرکت می­کند به اشکال مختلف بین سنگها قرار می­گیرد که انواع آنها عبارتند از:

الف) توده­هایی که سنگهای مجاور خود را قطع می­کنند.Discordant Intrusiv

ب) توده­هایی که موازی با سنگهای همجوار خود می­باشند. Concordant Intrusiv

توده نفوذی هم شیب:

1- سیل­ها: ضخامت آنها گاهی از صد متر هم تجاوز می­کند و هم شیب، نسبت به سنگهای مجاور بوده و امتداد آنها به دهها متر می­رسدو نوع سیل­ها بیشتر بازیک است. در داخل سیلها عموماً تفریق ماگمایی انجام می­گیرد. بنابراین توده­های ناهمگن هستند. سن آنها همیشه از سنگهای درونگیر خودشان کمتر است.

   2- لاکولیت­ها (Lacolit): عبارت است از توده­های نفوذی عدسی شکل که طبقات رویی خود را بصورت گنبدی در آورده­اند قطر آنها نیز حدود 3 الی 6 کیلومتر و طول آنها یک کیلومتر است.

  3- فاکولیت­ها(Phacolit): که در خط الرأس طاقدیسها و یا در خط القعر ناودیسها قرار گرفته­اند.

  4- لوپولیت­ها‌(Lopolit): توده­های بشقاب مانند که عموماً سطح فوقانی آنها مقعر است.

توده­های نفوذی متقاطع:

1- دودکشهای آتشفشانی: کانالهایی هستند که مواد مذاب را به سطح زمین هدایت کرده و پس از اتمام فعالیت­های و لکانیسم، در داخل دودکش باقی می­مانند. توده­های آذرین نفوذی یا سنگهای آذرین را می­سازند که لایه­ها را قطع نموده است.

2- دایک­ها: توده­های نفوذی لایه شکلی هستند که طبقات مجاور خود را قطع می­کنند و اکثر دایک­ها بر اثر نفوذ ماگما در شکافها بوجود آمده­اند. ضخامت بعضی از دایک­ها حدود چند میلی­متر و طول آنها هم از چند سانتی­متر بیشتر نیست ولی اکثر دایک­ها دارای ضخامت سه تا شش متر و طول آنها به 10 تا 100 کیلومتر می­رسد.

3- باتولیت­ها: به توده­های نفوذی بزرگی اطلاق می­شود که معمولاً دارای این شرایط باشد:

الف) وسعتی بیش از 100 کیلومتر مربع را اشغال کرده باشد.

ب) وسعت آنها با عمق بیشتر می‌شود.

ج) سطح تحتانی آنها به هیچ وجه ظاهر نمی‌شود و در صورت ظاهر شدن چند کیلومتر و شاید دهها کیلومتر از سطح فوقانی فاصله دارد.

د) سطح فوقانی آنهاممکن است کاملاً متغییر و نامنظم باشد.

ق) اکثر باتولیت­ها طبقات درونگیر خود را قطع می­کنند.

ک) اغلب باتولیت­ها در نتیجه نفوذ مکرر ماگما هستند که ممکن است دارای ترکیبات مختلفی باشند و در زمانهای متفاوت تشکیل شده باشند.

و یابه عبارت دیگر باتولیت­ها بزرگترین و وسیعترین توده­های نفوذی آذرین هستند که حداقل وسعتی معادل یک صد کیلومتر مربع دارند و هسته بسیاری از کوههای عالم را تشکیل می­دهند و در اعماق 10 تا سی کیلومتر پوسته قرار گرفته­اند و گاهی در اثر فرسایش لایه­های رسوبی در سطح زمین پدیدار می­شوند.

4- استوکها: توده­های نفوذی مشابه باتولیتها هستند که وسعتی کمتر از 100 کیلومتر مربع را پوشانده باشد و شیب دامنه آنها زیادتر از باتولیتها است و نوع سنگها هم می­تواند گرانیت و یا گرانودیوریت باشد.

قابل ذکر است که ماگما یک ترکیب شیمایی است که تشکیل شده از:

Sio₂،Al₂o₃، Fe₂o₃، Feo، CQO، NQ₂o، K₂o، Mgo، Mno، Tio₂، P₂o₃

که این عناصر اصلی تشکیل دهنده سنگهای آذرین می­باشند و عناصر فرعی دیگری نیز مانند آب و گاز ممکن است در سنگهای آذرین وجود داشته باشد که در حد P.P.M است.

 بافت سنگهای آذرین: بافت سنگ به اندازه، شکل و آرایش کانیهای موجود در هر سنگ بستگی دارد. بطور کلی سنگهای آذرین را به انواع درشت بلور، ریز بلور و شیشه­ای (فاقد بلور) طبقه­بندی می­کنند. البته بافتی بنام پورفیری هم وجود دارد که در آن بلورهای درشت در زمینه­ای فاقد بلور یا ریز بلور قرار دارند. وجود این بافت حاکی از آن است که سنگ در دو مرحله سرد شده است. نیلی ماگمایی که در حال سرد شدن در اعماق بوده ناگهان به بیرون ریخته شده و منجمد گشته است. بافت درشت بلور در اعماق، بافت ریز بلور در مسیر حرکت و نزدیک شدن به سطح زمین (ریز بلورها) و سرانجام در سطح زمین که شیشه (خمیره سنگ)، سریعاً انجماد یافته است.

در بعضی از سنگها هیچ بلوری دیده نمی­شود مانند ابسیدین که شبیه شیشه سیاه شکسته و یا منظره قیر مانند دارد. بافت این سنگ تماماً شیشه­ای است بافت حفره­دار و اسفنجی نیز در سنگ یا و پوکه معدنی دیده می­شود که بعلت خروج گازها از گدازه در حال انجماد چنین سنگهای حفره­دار بوجود می­آید.

شکل

 

سنگهای رسوبی:

حدود 5 الی 7درصد حجم پوسته جامد زمین و بیش از 70% سطح کره زمین را رسوبات و سنگهای رسوبی اعم از ماسه سنگها، آهکها، سنگهای رسی و برخی سنگهای نسبتاً کمیاب تر مانند رسوبات نمکی، آهن دار و امثال آن تشکیل می دهند. این سنگها بطور عمده از روی هم انباشته شدن مواد حاصل از تخریب سنگهای موجود در سطح زمینی اعم از آذرین، دگرگونی و رسوبی قدیمتر بوجود می آیند. بخشی از رسوبات نیز در اثر فعالیت حیاتی موجودات زنده (مثل ریف ها) حاصل می شوند.

با صرف نظر از ارزشهای اقتصادی سنگهای رسوبی که خود جای سخن بسیار دارد در اهمیت سنگهای رسوبی می توان گفت آنها حاوی اطلاعات زیادی در مورد حوضه رسوبی محل تشکیل خود هستند که با مطالعه آن میتوان فرآیندهای مؤثر بر جریان رسوبگذاری و شرایط محیطی حاکم بر حوضه تشکیل آنها را شناسائی کرد و از روی مجموعه اطلاعات بدست آمده شرایط جغرافیایی و آب هوایی را در دورانهای گذشته زمین تعیین و تفسیر نمود و بالاخره بسیاری از رسوبات و سنگهای رسوبی حاوی مقادیر زیادی بقایای فسیلی هستند که میتوانند برای تعیین سن لایه ها و طبقه بندی استراتیگرافیکی آنها مورد استفاده قرار گیرند.

 

چگونگی تشکیل سنگهای رسوبی:

رسوبات عبارت از حاصل تخریب و تجزیه سنگهای موجود در سطح زمین اعم از آذرین، دگرگونی و رسوبی قدیمی تر هستند که پس از حمل و ته نشین شدن روی هم انباشته می شوند و در صورت سفت و سنگی شدن، سنگهای رسوبی را بوجود می آورند. چگونگی مراحل تشکیل سنگهای رسوبی را در طبیعت میتوان بطور کلی مطابق زیر خلاصه کرد:

تخریب (فرسایش)

     سنگ اولیه

                                                        حاصل تخریب

حمل

 

                                                                            تشکیل رسوب

ته نشین شدن

 

دیاژنز

                                     

 

 

                                                                             و تشکیل سنگ رسوبی

 

همانگونه که از نمودار بالا مشاهده می‌گردد، سنگهای رسوبی حاصل عمل چهار پدیده کلی در طبیعت هستند که عبارتند از فرسایش، حمل، ته نشین شدن و دیاژنز.

 

فرسایش:

تمامی تغییرات و فعل و انفعالاتی را که در سطح زمین و در مجاورت آب و هوا بر روی سنگها و کانیها رخ می دهند تحت عنوان فرسایش جمع بندی می کنند. عمل فرسایش در طبیعت بطور عمده به هر صورت فیزیکی(مکانیکی) و شیمیائی انجام می گیرد و البته در تخریت سنگها هر دو نوع با هم، ولی بسته به شرایط محیط به نسبتهای متفاوت دخالت دارند. عوامل فرسایش بسیار متعدد و متنوع می‌باشند که می توانیم آنها را به سه دسته اساسی تقسیم کنیم:

الف) عوامل فیزیکی: این عوامل را میتوان در دو گروه دینامیک یا پویا (مانند باد، باران، زلزله، جریانهای آب، دریاها، یخچالها و غیره...) و گروه استاتیک یا ساکن (مانند تغییرات درجه حرارت و یخبندان و غیره...) تقسیم نمود که در زیر به شرح مختصری از مهمترین عوامل فیزیکی می‌پردازیم.

1– تغییرات درجه حرارت: اختلاف درجه حرارت شب و روز که در بعضی از صحراها به 50 الی 60 درجه سانتیگراد می رسد، موجب انبساط و انقباض متوالی کانی های سنگ می شود و با در نظر گرفتن اینکه سنگها معمولا فاقد صفات ارتجاعی می باشند ابتدا درزهای میکروسکپی در سنگ ایجاد می شوند و در اثر تکرار انقباض و انبساط های متوالی، پس از چندی ساختمان تبلوری کانیها بهم می خورد.

2– باد: در مناطق گرم و خشک باد یکی از مهمترین عوامل فرسایش مکانیکی محسوب می شود. اگر چه باد چیزی جز حرکت سریع هوا نیست و لیکن این سرعت ممکن است از 30 الی 50 کیلومتر در ساعت (باد معمولی) تا 100 الی 150 کیلومتر درساعت (طوفان) تغییر نماید.

عمل فرسایش باد بخصوص در مناطق خشک و بدون پوشش گیاهی شدت بیشتری دارد اما بطور کلی عمل فرسایش باد بدو صورت انجام می گیرد یکی عمل جارو کردن (Deflation)  و دیگری عمل سایش و خوردگی  (Corrosion)

3– آب: آب در هر سه حالت جامد، مایع و بخار یکی از مهمترین عوامل تشکیل و تکوین رسوبات است. نقش آب از یک طرف بعنوان عامل تجزیه و تخریب های فیزیکی و شیمیائی مهم است و از طرف دیگر بعنوان عامل مهم حمل و نقل.

آبهای سطحی، در مواقع سیلابی و طغیان رودخانه‌ها، قطعه سنگ‌ها را به مناطق دور و نزدیک حمل می‌کنند. هنگام حمل و نقل قطعات سنگ‌ها به هم خورده و موجب سائیدگی زوایای سنگ می‌شوند و در صورت ادامه آنها را به قطعات کوچکتر تبدیل می کنند . آب موجود در خلل و فرج سنگهای متخلخل، هنگام یخبندان موجب ترک خوردن آنها می شود و در سنگهایی که دارای درز و شکاف هستند، آب مایع نفوذ کرده، و پس از منجمد شدن موجب توسعه درز و شکافها می‌گردد و بالاخره به متلاشی شدن آنها می­انجامد.

ب ) عوامل شیمیائی: تجزیه وتخریب های شیمیائی بسیار متعدد و پیچیده می باشند و بصورتهای گوناگون اعمال می شوند و از اختصاصات سنگها (نامتجانس بودن سنگها ، ساختمان میکروسکپی، درجه تراکم ، درز و شکاف سنگها و ...) نیز تأثیر می گیرند. از جمله عوامل شیمیائی به شرح مختصری از آنها می پردازیم.

1 – انحلال: تجزیه و تخریب شیمیائی سنگها اغلب بعلت انحلال بخشی از مواد تشکیل دهنده آنها صورت می گیرد این انحلال گاهی پس از پاره ای از تغییرات شیمیائی واقع می‌شود. آب خالص تأثیر زیادی ندارد مگر در مورد سنگهای نمکی که دیر یا زود آنها را در خود حل می کند. آب باران بیش از 2 درصد گاز کربنیک بصورت محلول در خود دارد و همین امر قدرت انحلال آب باران را بیشتر می کند.

آب گاز کربنیک دار باعث انحلال کربنات کلسیم شده و آنرا به بیکربنات محلول تبدیل می کند.

همچنین آب حاوی گاز انیدرید سولفورو(SO₂) عامل فرسایش مهمی است زیرا چنانچه می‌دانیم این گاز در مجاورت آب و اکسیژن، تولید اسید سولفوریک می کند و باعث خوردگی و پوسیدگی سنگها و ابنیه می گردد

2– هیدرولیز: همیشه بخشی از آب در حالت طبیعی بصورت یونیزه در می آید یعنی به یونهای (H⁺) و (OH^-) تفکیک می گردد یون هیدروژن بعلت کوچکی و بار الکتریکی مثبتش می تواند به آسانی کاتیونهای فلزی سنگها مانند Fe⁺⁺  ،  Mg⁺⁺،  Ca⁺⁺  ، Na⁺  ، K⁺ و غیره ... بشود. کاتیونهای آزاد شده (OH^-) تولید هیدارتهای محلول را می کند این پدیده را هیدرولیز می نامند که در مناطق مرطوب بیش از مناطق خشک عمل میکند.

3-اکسیداسیون و احیاء: عده ای از کانیها در مجاورت اکسیژن هوا بخصوص در حضور آب، اکسیده شده و به کانی دیگری تبدیل می‌شوند. پدیده زنگ زدگی در سنگهای رسوبی و آذرین که عبارت است از اکسید شدن املاح آهن دار و تشکیل اکسید آهن که بعلت اکسیژن محلول در آب باران می باشد. مقدار اکسیژن که بصورت محلول در آب باران موجود است 50 % بیشتر از اکسیژن موجود در هوا می باشد.

بعنوان مثال تغییرات رنگ آهن در خاک بستگی به درجات اکسید شدن آهن و حالات مختلف آن دارد.

طبق فرمول، اکسید آهن دو ظرفیتی، در مجاورت آب و اکسیژن هوا اکسید شده و به لیمونیت که اکسید آهن 3 ظرفیتی است تبدیل می شود.

4– آب‌گیری (هیداتاسیون): برخی از کانیها هنگامیکه در مجاورت آب قرار می گیرند مقداری آب جذب نموده و آن را در ترکیب خود وارد می کنند، بدون آنکه تغییری در فرمول شیمیایی کانی اولیه داده شود. هیداتاسیون پدیده ای است که معمولاً متعاقب اکسیداسیون انجام می گیرد و تقریباً همیشه با افزایش حجم کانی اولیه همراه است.

بعنوان مثال انیدریت یعنی سولفات کلسیم بدون آب، در مجاورت آب، مقداری آب جذب می کند و به سولفات کلسیم آبدار (ژیپس) تبدیل می شود.

بعضی از کانیها مانند نمک طعام بسیار جاذب رطوبت هستند و در مجاورت با آب باران یا آبهای سطحی، یا آبهای زیر زمینی، به سرعت و به مقدار زیادی، برحجمشان افزوده می شود. بدین ترتیب است که گنبدهای نمکی تغییر شکل­های عمده ای در زمینهای مجاور خود ایجاد می کنند.

ج) عوامل بیولوژیکی

موجودات زنده و بقایای آنها هم بطور مستقیم و غیر مستقیم در تجزیه و تخریب سنگها مؤثر هستند. باکتریها بعلت ترشح و یا سنتزهای مختلف و گاز کربنیکی که تولید می کنند، مواد و املاح غیر محلول را بصورت محلول در می آورند.

بعنوان مثال باکتریهای فرومانیزی، آهن و منیزیم را بصورت اکسید در می­آورند. یکی از مهمترین نقش های باکتریهای تولید مواد هوموسی در خاک است که هموس (Humus) خود در تجزیه و تخریب سیلیکاتهای ثانوی و عناصر غیر محلول نقش مهمی را بعهده دارد.

تجزیه وتخریب های بیولوژیکی بیشتر در سنگهایی که قبلا تجزیه و تخریب شده اند (البته بوسیله عوامل دیگر) اثر می گذارد و باعث تشدید انواع تجزیه و تخریب های شیمیائی و فیزیکی می شوند و بخصوص در پیدایش و تکامل خاکها نقش مهمی دارند.

فرسایش به وسیله انسان نیز انجام می گیرد که برای ایجاد بناها، باعث تخریب زمین و ایجاد تغییرات در آن می شود یا برای برداشت از معادن و استفاده اقتصادی دست به تخریب و تغییر شکل زمین می زنند و گاهی اوقات با دخالت خود مثل بریدن درختان جنگلهای طبیعی اثر تخریبی عوامل فرسایش را تشدید می کند که بحث در خصوص این موارد فرصت مناسبی را طلب می‌کند.

حمل و ته نشین شدن:

ذرات و مواد حاصل از فرسایش می توانند بوسیله محیط های حمل کننده (آب، باد و در شرایطی هم یخچالها) جابجا شده و به محلهای دیگر منتقل شوند. حمل مواد بوسیله آب بسته به قطر ذرات و قابلیت انحلال به سه صورت انجام می گیرد.

1– بصورت ذرات و دانه های ریز و درشت که حرکتشان تابع انرژی آب و نیروی وزنی خود ذرات است.

2– بصورت ذرات معلق و به شکل کلوئیدهای ناپایدار

3– بصورت محلول های حقیقی

مواد حمل شده در شرایط مناسب ته نشین گردیده و روی هم انباشته می شوند. ته نشست مواد بسته به نوع حمل آنها بصورت های مختلف انجام می گیرد دانه­های درشت­تر از اندازه ماسه های خیلی ریز (.063 mm 10) تا حد قلوه سنگ و قطعه سنگ، بسته به نیروی محیط حمل کننده تا جایی که قابل انتقال باشند حمل شده و بعد بترتیب ریزی و درشتی و وزن خود در مسیر بجا گذاشته می­شوند که این عمل باعث یک نوع جورشدگی نسبی در بین دانه­ها می­گردد. اما در مورد ذراتی که اندازه آنها در حد سیلت ورس است عمل ته نشین شدن به آسانی صورت نمی­گیرد. ذراتی که بصورت معلق حمل می شوند ممکن است بعلت داشتن ابعاد بسیار ریز مدتها پس از ورود به حوضه رسوبی همچنان بصورت معلق در آب باقی بمانند و فقط در شرایط کاملا آرام آب امکان ته نشست اینگونه مواد طی زمان بسیار طولانی میسر می باشد.

عوامل مهم حمل و نقل مواد رسوبی عبارتند از نیروی جاذبه زمین، آب، باد و یخ.

دیاژنز:

در ادامه ته‌نشین شدن، رسوبات نرم در اثر دیاژنز به سنگهای رسوبی سخت تبدیل می شوند. دیاژنز عبارت از تمامی تغییرات و فعل و انفعالاتی است که در فاصله زمانی بین ته نشین شدن و دگرگونی بر روی رسوبات انجام می­گیرد این تغییرات بطور کلی بدو دسته تقسیم می شوند و شامل انواع زیر می­باشد:

1– دیاژنز مکانیکی

2– دیاژنز شیمیائی

1- دیاژنز مکانیکی که عبارت از بهم فشرده شدن دانه ها و ذرات رسوبی در اثر فشار لایه های بالائی است که بیشتر بر روی رسوبات نرم عمل می کند و نتیجه آن کاهش فضاهای بین دانه ها و متراکمتر شدن رسوب می باشد عمل متراکم تر شدن رسوبات در اثر فشار لایه های بالائی را اصطلاحا کمپکش Compantian (تراکم) نیز می گویند

2- دیاژنز شیمیائی: در اثر تغییرات درجه حرارت و تغییر ترکیب شیمیائی آب درون خلل و فرج سنگ و هم چنین در اثر فشار لایه های بالائی صورت می گیرد و شامل انحلال، سیمانی شدن، جایگزینی، تبدیل کانیها به یکدیگر، کاهش یا افزایش تخلخل و برخی تغییرات دیگر در سنگ می باشد.

چگونگی عمل و تغییرات دیاژنز بر روی گروههای مختلف سنگی متفاوت است که جداگانه در مورد أن بحث خواهیم کرد ولی در این قسمت به دو حالت (سیمان شدگی) و (انحلال و تبلور مجدد) اشاره می کنیم.

1– سیمان شدگی: آبهای زیرزمینی ضمن عبور از لایه های رسوبی، مواد جامدی به نام سیمان را در فضاهای خالی بین دانه های رسوبی ته نشین می کنند که آنها را به هم چسبانده و در یک شبکه محکمی نگهداری و سپس تبدیل به سنگ می کند که به آن اصطلاحاً سیمان شدگی گویند.

2– انحلال و تبلور مجدد: رسوباتی که منشاء آلی(صدف نرم تنان یا پوسته سیلیسی دیاتمه ها) دارند سنگهای شیمیائی یا آلی را بوجود می آورند و بدین شکل است که رسوبات دچار انحلال شده و دوباره متبلور می‌شوند و سنگهای رسوبی متبلور، سیمان ندارند و در واقع این سنگها به علت رشد بلورها ، فاقد فضای خالی اند به همین دلیل نفوذ ناپذیرند. مسلماً درزها یا شکستگیهایی که بعد از تشکیل آنها بوجود می آید از این امر مستثنی است.

طبقه بندی سنگهای رسوبی: سنگهای رسوبی از سنگ شدگی رسوبات آواری، ته نشست محلولهای اشباعی، و یا اجتماع بقایای گیاهان و جانوران تشکیل شده اند، لذا آنها را با توجه به منشاء به سه گروه آواری، شیمیائی و زیستی تقسیم بندی می کنند.

1– سنگهای  رسوبی آواری: بیشترین نوع سنگهای رسوبی هستند که اغلب از سیمان شدگی رسوبات که آنها نیز خرده سنگهای حاصل از سنگهای قبلی اند بوجود می آیند. خرده سنگها شامل قطعات قابل تشخیص سنگها مثل ریگ ، قلوه سنگ یا دانه های کانیهای مشخص مثل کوارتز و فلدسپات هستند که بوسیله هوا زدگی و فرسایش از سنگها جدا شده اند

2– سنگهای رسوبی شیمیائی: در اثر ته نشست کانیهایی از محلولهای اشباعی، مثل لایه های نمک و ژیپس یا در نتیجه تغییر شیمیایی آب دریا با دخالت و فعالیت جانداران ایجاد می شوند

3– سنگهای رسوبی زیستی (آلی): از تجمع باقی مانده موجودات زنده مثل صدفها و اسکلت آنها تشکیل شده اند مثل سنگ آهک ، تورب و زغال سنگ که از تراکم و تغییر باقیمانده گیاهان در بین رسوبات تشکیل شده‌اند.

انواع سنگهای رسوبی آواری:

کنگلومرا: از سیمان شدگی ذرات درشت رسوبی (بزرگتر از 2 میلی متر) با گردشدگی خوب و ماده زمینه ای از ماسه و رس تشکیل شده است. قلوه سنگها و ریگهای موجود در کنگلومرا ممکن است از جنس هر کانی یا سنگی باشد ولی اغلب از مواد مقاوم مثل کوارتز هستند.

بِرِش: از سیمان شدگی ذرات درشت و زاویه دار با زمینه ای ازذرات ریزتر تشکیل شده است ذرات برش جور شدگی ضعیف دارند و از آنجا که ذرات زاویه‌دار هستند می‌توان نتیجه گرفت فاصله حمل آن ها کم بوده است. (البته بعی در تقسیمات خود بِرِش را نوعی کنگلومرا می‌دانند.)

ماسه سنگها: از به هم پیوستن و سیمان شدگی ذرات ماسه، تشکیل شده اند. سیمان اصلی ماسه سنگها، کربنات کلسیم و سیلیس است. اغلب ماسه سنگها لایه لایه بوده و با توجه به نوع سیمان و وجود ناخالصی ها به رنگهای متفاوت دیده می شوند نهشته های ماسه سنگی در محیطهای مختلف از جمله ساحل دریا، تلماسه، دشت سیلابی و دلتا تشکیل می شوند. انواع مهم ماسه سنگها عبارتند از :

1– ماسه سنگ کوارتزی: بیش از 90 درصد کوارتز دارند اغلب در محیطهایی تشکیل شده اند که هوازدگی شیمیائی به مدت طولانی ادامه داشته و کانیهای کم مقاومت تجزیه شده و کانیهای مقاوم مثل کوارتز باقیمانده است و از آنجا که مسافت طولانی حمل شده است جورشدگی و گردشدگی ذرات خوب است.

2– آرکوز: ماسه سنگی که حداقل 25 درصد ذرات آن فلدسپات می باشد و کوارتز از ذرات اصلی دیگر آن است. اندازه ذرات در آرکوز اغلب بزرگ و شکل آن زاویه‌دار است پس می‌توان گفت ذرات مسافت کمی حمل شده‌اند.

3– شیل: از تراکم و گاهی سیمان شدگی ذرات ریز رسوبی (در حد سیلت و رس) که اغلب از کانیهای رسی کوارتز و میکا هستند تشکیل شده است. فشردگی و استحکام زیادی ندارند و به همین جهت به سهولت خرد می شوند. رنگ شیل‌ها بستگی به ناخالصی های آن دارد.

سیلت سنگ: اغلب از ذرات سیلت که درشت تر از ذرات رس است تشکیل شده است.

گلسنگ: از ذرات تقریباً مساوی لای و رس تشکیل شده است مثل شیل‌ها دانه ریز بوده و لمس صاف دارد و همچنین تورق پذیر نبوده و بصورت توده ای یافت می شود.

نمونه‌ای از سنگهای رسوبی شیمیایی و زیستی

سنگ نمک (بلورین): اغلب بی رنگ یا به علت وجود اکسیدهای آهن، قرمز روشن دیده می شود (مزه آن شور است)

سنگ گچ آبدار (ژیپس): سفید رنگ با سختی کم که با ناخن خط بر می دارد.

تراورتن ، نوعی سنگ آهک است و بعنوان سنگ نما مورد استفاده قرار می گیرد از ویژگیهای آن نوارهای تیره و روشن است که به علت وجود مقدار کمی اکسید آهن در مجموعه آهکی زمان رسوبگذاری و تشکیل آن می‌باشد.

سنگ آهک بلورین: این سنگها به طریقه شیمیائی و از بلورهای بزرگ و به هم پیوسته کانی کلسیت تشکیل می‌شوند. این عمل یا با دخالت جانداران و یا به طور مستقیم با پوسته مرجانها و جلبکها آبهای کم ژرف دریا، که ته نشست شده‌اند بوجود می‌آیند (بیو شیمیایی) در این حالت معمولاً بافت سنگ‌ها بلوری، محتوی فسیل و دارای سطوح لایه بندی مشخص است یکی از اقسام این سنگها کوکینا است که از اجتماع صدف نرم تنان با سیمان آهکی بوجود می آید. از جمله راههای شناسائی سنگهای آهکی آن است که با چاقوی معمولی خط بر می دارند و با اسید  کلریدریک رقیق می جوشند و قطعات شکسته شده آنها لبهء تیز دارند

سنگ دولومیت: بر اثر عبور محلولهای غنی از منیزیم در سنگهای آهکی، منیزیم جانشین قسمتی از کلسیم کلسیت شده، دولومیت CaMg(Co₃)₂ تشکیل می شود این فرایند جانشینی باعث تبلور دوباره سنگهای آهکی می شود:

 

دولومیتها شبیه به سنگ آهک معمولی اند با این تفاوت که کمی تیره ترند، و اسید کلریدریک رقیق و سرد بر آن بی تاثیر بوده ولی در اسید غلیظ می جوشد.

سنگهای سوختنی (سوختهای فسیلی)

تورب (پیت) – زغال سنگ – نفت

تورب ، بوسیله تجزیه ناقص یا متلاشی شدن گیاهان در کولابها و مردابها تشکیل شده‌است و زغال سنگ در اثر متراکم شدن توربهای دفن شده در زیر رسوبات و نفت عمدتاً بقایای موجودات ریز و شناور دریاست که در رسوبات دریایی تشکیل می‌شود.

چند نمونه از موارد استفاده سنگ های رسوبی

اغلب سنگ های رسوبی به صورت های مختلف به کار گرفته می شوند و از این نظر بسیار با ارزش هستند. سنگ آهک به مقدار زیاد در ساختمان سازی و جاده سازی به کار می رود و همچنین ماده اولیه در ساختن سیمان است. در تهیه سیمان مخلوطی از 75 درصد آهک و 25 درصد رس را در کوره حرارت می دهند. سنگ مارن کم و بیش دارای چنین ترکیبی است از این نظر به آن سنگ سیمان می گویند. زغال سنگ به عنوان ماده مهم و منبع انرژی در تولید برق و ذوب آهن می‌باشد ژیپس در صنعت و تهیه گچ بنّائی و همچنین سنگ نمک در صنایع شیمیایی و به عنوان ماده خوراکی مورد استفاده دارد. رس حاصل از شیلها بعنوان ماده اولیه در ساختن انواع سرامیک، کاشی و آجر استفاده می‌شود. گوگرد نیز در ساختن کبریت مورد استفاده قرار می‌گیرد و فسفاتها و نیتراتهای موجود در برخی از سنگهای رسوبی، می‌تواند در تهیه کود شیمیایی مصرف شود و پتاسیم حاصل از تبخیر و سدیم در ساختن صابون کاربرد داشته باشد.

کوارتز و ماسه سنگ کوارتزی در کارخانه های شیشه سازی مورد مصرف دارند. علاوه بر موارد مصرفی سنگ‌های رسوبی که اشاره شد، می‌توان گفت منشاء برخی از کانسارهای فلزی مثل آهن در سنگهای رسوبی بوده و همینطور نفت خام و گاز طبیعی در فضای خالی بین سنگهای رسوبی ذخیره می شوند. که از این جهت رسوبات اهمیت زیادی دارند.

 

 

نمونه سؤالات فصل ششم

1-     انواع سنگ ها را به طور اختصار توضیح دهید.

2-     فولیاسیون را شرح دهید و چند نوع را مثال بزنید.

3-     سیستوزیه را توضیح دهید.

4-     مشخصات سنگ های زیر را بنویسید: سنگ لوح، شیت، گیاس، فیلیت

5-     انواع سنگ هایی که فاقد جهت یافتگی هستند بنویسید و خصوصیات مرمر، کوارتزیت و هورنفلس را بنویسید.

6-     سنگ های آذرین بیرونی و درونی را مقایسه کنید/

7-     ترکیب و انواع ماگماها را بنویسید.

8-     آتشفشان را توضیح دهید و انواع مواد خارج شده از دهانه آتشفشان را نام ببرید.

9-     مواد جامد خروجی از آتشفشان را نام برده و برای هر کدام توضیح مختصری بدهید.

10-    تقسیم بندی آتشفشان ها برحسب شکل و نوع مواد مخروط آنها بنویسید.

11-    مراحل کوه آتشفشان را توضیح دهید.

12-    فعالیت های درونی (پلوتونیسم) را با فعالیت های بیرونی مقایسه کنید.

13-    توده های نفوذی هم شیب و توده های نفوذی متقاطع را در فعالیت های درونی مقایسه کنید.

14-    اصطلاحات زیر را توضیح دهید: الف) فاکولیت ها    ب) لوپولیت ها     ج) لاکولیت ها

15-    اصطلاحات زیر را توضیح دهید: الف) باتولیت ها   ب) دایک   ج) دودکش آتشفشانی    د) التوک

16-    ترکیب شیمیایی ماگما چیست؟

17-    بافت سنگ های آذرین را توضیح دهید.

18-    در مورد سنگ های رسوبی توضیح دهید و انواع آن را به اختصار بگویید.

19-    مراحل تشکیل سنگ های رسوبی را بنویسید.

20-    چگونگی تشکیل سنگ های رسوبی را به طور کامل بنویسید.

21-    فرسایش و عوامل آن را به طور کلی توضیح دهید.

22-    عوامل فیزیکی و شیمیایی را مقایسه کنید.

23-   انحلال چه نوع فرسایشی است با مثال توضیح دهید.

24-    هیدرولیز ار توضیح دهید.

25-    اکسیداسیون و احیاء چگونه در فرسایش موثرند؟

26-    اثر عوامل بیولوژیکی در فرسایش چگونه است؟

27-    حمل و ته نشین شدن در سنگ ها را توضیح دهید.

28-    دیاژنز چیست و انواع آن کدام است؟ توضیح داده و مثال بزنید.

29-    مشخصات سنگ های زیر را بنویسید و برای هر کدام مثال بزنید: ماسه سنگ ها، سیلت سنگ ها، گلسنگ ها، سنگ نمک.

30-    طبقه بندی سنگ های رسوبی را نوشته و برای هر کدام با ذکر مثال توضیح دهید.

31-    انواع سنگ های رسوبی آواز را نوشته، با مثال توضیح دهید.

32-    مشخصات سنگ های زیر را بنویسید: تراورتن، سنگ دولومیت، سنگ های سوختی

33-    موارد استفاده پنج نوع از سنگ های رسوبی را با قید نام آنها بنویسید.

 

 

 

نمونه تست‌های فصل ششم

1-     کدام یک از مراحل زیر در عمل دیاژنر سنگ های رسوبی دخالت دارد؟

الف) انحلال و تبلور مجدد

ب) سیمانی شدن

ج) تراکم

د) همه موارد

2- فرایندهای رسوبی عبارتند از:

الف) تبلور دوباره و هوازدگی

ب) هوازدگی، حمل و ته نشست

ج) تراکم و از دست رفتن آب

د) تبلور دوباره و سیمانی شدن

3- کدام دو سنگ از نظر ساختمان شیمیایی و کانی شناسی شبیه به هم ولی از نظر بافت با هم متفاوتند؟

الف) گابرو و بازالت

ب) آندزیت و بازالت

ج) گرافیت و گابرو

د) پریدوتیت و گرانیت

4- فرق سنگ مرمر و گرانیت چیست؟

الف) مرمر از گرانیت سخت تر است و هر دو سنگ رسوبی هستند.

ب) مرمر از دگرگونی سنگ آهک و گرانیت از تبلور مواد مذاب در اعماق زمین حاصل می شود.

ج) گرانیت مرمر دگرگون شده است.

د) مرمر، گرانیت دگرگون شده است.

5- مهم ترین و فراوان ترین سنگ رسوبی که به عنوان مصالح ساختمانی کاربرد فراوان دارد چیست؟

الف) ماسه سنگ ها

ب) سنگ های آهکی

ج) توف ها

د) کنگلومرا

6- به ساختمانی از رگه های آذرین که لایه های رسوبی را قطع کرده باشد، چه می گویند؟

الف) ستوک

ب) دایک

ج) کالدرا

د) لوکولیت

7- تراورتن چیست؟

الف) نوعی سنگ اهکی است.

ب) کربنات مضاعف کلسیم و منیزیم است.

ج) کربنات کلسیم یا سنگ آهکی است که دگرگون شده است.

د) نوعی سنگ آهکی است که در چشمه های آهک ساز رسوب می کند.

8- سنگ بازالت جزو کدام دسته از سنگ هاست؟

الف) رسوبی شیمیایی

ب) دگرگونی

ج) آذرین

د) رسوبی

9- وقتی مواد مذاب درونی زمین به صورت لایه رگه ای لایه های رسوبی را قطع کند ساختمانی را به وجود می آورند که به آن...

الف) باتوکیت می گویند

ب) استوک می گویند

ج) سیل می گویند

د) دایک می گویند

10- به بافت سنگ آذرین که بلورهای درشت در متن شیشه ای قرار گرفته اند... می گویند.

الف) پورفیری

ب) گرونو (دانه ای)

ج) میکرولیتی

د) شیشه ای

11- شیل جزو کدام دسته از سنگ هاست؟

الف) رسوبی

ب) آذرین درونی

ج) آذرین بیرونی

د) دگرگونی

12- مواد اولیه آجر ماسه آهکی چیست؟

الف) گچ و آهک

ب) ماسه و خاک رس

د) خاک رس الک شده

د) آهک سیلیس

13- ماسه سنگ جزو کدام گروه از سنگ هاست؟

الف) آهکی

ب) رسوبی

ج) دگرگونی

د) آذرین

14- کدام سنگ برای پختن آهک آبی مصرف می شود؟

الف) سنگ مرمر

ب) آهک دولومیتی

ج) گل آهک (مارن)

د)  سنگ های آراگونیتی و تراورتن

15- کدام سنگ رسوبی تخریبی است؟

الف) ماسه سنگ

ب) آهکی

ج) کنگلومرا

د) شیل

16- از خصوصیات کنگلومرا است؟

الف) قطعات آن یک شکل و یک اندازه اند

ب) قطعات آن تیز و لبه دارند

ج) دارای هر دو نوع قطعات گرد و لبه دارند

د) قطعات آن گرد و بدون زاویه اند

17- کدام سنگ از جمله سنگ های رسوبی تبخیری شیمیایی نیست؟

الف) سنگ آهک

ب) سنگ گچ

ج) سنگ نمک

د) سنگ رس

18- تفاوت سنگ های آذرین بیرونی و درونی از لحاظ شکل ظاهری در این است که سنگ های آذرین بیرونی ...

الف) اغلب تیره هستند

ب) بلورهای بسیار ریز دارند

ج) فاقد بلور هستند

د) بلورهای درشت تر دارند

19- دولومیت از کدام نوع سنگ هاست؟

الف) سیلیس

ب) تخریبی

ج) تبخیری

د) آهکی

20- کدام سنگ از لحاظ منشا تشکیل با بقیه فرق دارد؟

الف) دولومیت

ب) بازالت

ج) ابسیدین

د) سنگ پا

21- کدام گزینه از ساخت های آذرین درونی صفحه ای هستند؟

الف) باتولیت و لاکولیت

ب) باتولیت و سیل

ج) لاکولیت و دایک

د) سیل و دایک

22- سخت ترین ماسه سنگ ها آنهایی هستند که دارای خمیر ... هستند.

الف) آهکی

ب) سیلیسی

ج) دولومیتی

د) پیریتی

23- کدام سنگ پلاژیوکلاز سدیم دار بیشتری دارد؟

الف) گابرو

ب) ریولیت

ج) بازالت

د) پریدوتیت

24- معادن بیرونی دیوریت کدام است؟

الف) گرانیت

ب) گابرو

ج) آندزیت

د) ریولیت

25- کدام سنگ دارای شیستوزیته است؟

الف) هورنفلس

ب) مرمر

ج) کوارتزیت

د) سنگ لوح 

26- هورنفلس در کدام دگرگونی تشکیل می شود؟

الف) حرکتی

ب) هیدروترمال

ج) مجاورتی

د) دفنی

27- کدام سنگ دارای مقدار زیادی رس و کربنات کلسیم است؟

الف) کلسیت

ب) دولومیت

ج) سیلت سنگ

د) مارن

28- تفاوت در سنگ های برش و کنگلومرا در ... است.

الف) شکل قطعات

ب) نوع کانی

ج) بافت

د) قطر دانه ها

29- کدام گزینه صحیح است؟

الف) وقتی کانی های ورقه ای در جهت موازی بر فشار جهت دار قرار گرفته باشند یا تغییر اندازه و شکل فولیاسیون ایجاد می شود.

ب) عموما طی دگرگونی کانی های دانه ریز باهم یکی شده و کانی درشت تر ایجاد می شود که فولیاسیون می گویند.

ج) عموما طی دگرگونی کانی های درشت تر تخریب شده دوباره و با هم یکی می شوند که به آن فولیاسیون می گویند.

د) وقتی کانی های ورقه ای در جهت عمود بر فشار جهت دار قرار گرفته اند در طی دگرگونی هم اندازه آنها بزرگتر شده و هم شکل و نحوه قرار گرفتن آنها تغییر می کند که به آن فولیاسیون می گویند.

30- شیستوزیته عبارت است از:

الف) رشد و جهت یافتگی کانی های ورقه ای سنگ منظره ورقه ورقه داشته و این در طی دگرگونی اتفاق می افتد.

ب) دگرگونی کانی های دانه درشت که تخریب می شوند و دوباره باهم یکی می شوند.

ج) نوعی رشد و جهت یافتگی است که کانی ها از ریز به درشت تبدیل می شوند.

د) دگرگونی کانی های دانه ریز که دوباره با هم یکی می شوند و دانه های درشت را به وجود می آورند.

31- فیلیت عبارت است از:

الف) به آسانی به صورت ورقه های نازک متورق می شود، رنگ آن خاکستری تا سیاه است و این سنگ بسیار دانه ریز بوده و صفحات نازک آن در اثر ضربه صدای زنگ فلزی می دهد.

ب) نوعی اسلیت است و به علت وفورمیکا در سطح شیستوزیته جلای براق دارد صفحات آن به سهولت خم می‌شوند و در سطوح آن ذرات گرونا دیده می‌شود.

ج) این نوع سنگ از دگرگونی شیل ها به وجود می‌آید ولی درجه دگرگونی آن شدیدتر از سنگ لوح است و کانی اساسی آن میکاست.

د) معمولا دانه درشت و دارای تورق محسوس ولی غیر کامل است و معمولا از دگرگونی گرانیت ها و ماسه سنگ های فلدسپات دار به وجود می آید.

32- کدام گزینه صحیح است؟

الف) sio₂ در سنگ های آذرین بیشتر از 40 درصد است.

ب) sio₂ در سنگ های آذرین بازیک بیشتر از 66 درصد است.

ج) sio₂ در سنگ های آذرین خیلی بازیک بیشتر از 66 درصد است.

د) sio₂ در سنگ های آذرین اسیدی بیشتر از 66 درصد است.

33- جزو مواد جامد آتشفشانی است:

الف) لاپیلی، بمب آتشفشانی، غبار و خاکستر آتشفشانی

ب) لاپیلی، لاکولیت، غبار و خاکستر آتشفشانی

ج) بمب آتشفشانی، غبار و خاکستر آتشفشانی، لاکولیت

د) غبار و خاکستر آتشفشانی، لاکولیت، بمب آتشفشانی

34- به طور کلی گدازه ها دارای سیلیس زیاد غلیظ و یا دارای آهن و منیزیم زیاد از مواد... می باشند.

الف) لاپیلی

ب) بمب آتشفشانی

ج) مواد مایع آتشفشانی

د) همه موارد

35- نک neck در چه مرحله ای از آتشفشان ایجاد می شود؟

الف) بلوغ

ب) جوانی

ج) پیری

د) هر سه مورد

36- کدام گزینه جزو توده نفوذی هم شیب هستند؟

الف) سیل، لاکولیت، فاکولیت

ب) لاکولیت، فاکولیت، لاپیلی

ج) لوپولیت، سیل، لاکولیت

د) دایک، لاکولیت، لوپولیت

37- کدام گزینه جزو توده های نفوذی متقاطع اند؟

الف) دایک، لاکولیت، استوک

ب) دایک، باتولیت، استوک

ج) استوک، باتولیت، لوپولیت

د) باتولیت، لوپولیت، استوک

38- مراحل تشکیل سنگ های رسوبی را بنویسید.

الف) حمل، ته نشین شدن، فرسایش، دیاژنز

ب) دیاژنز، ته نشین شدن، تشکیل رسوب

ج) ته نشین شدن، تخریب، دیاژنز

د) تخریب، حمل، ته نشین شدن، دیاژنز

 

فصل هفتم:فرایندهای ساختمانی

فرآیند ساختمانی

در روی پوسته زمین ساختارهای گوناگون ایجاد شده است که حاصل از تغییر شکل سنگها و اصطلاحاً فرایندهای تکتونیکی است. به مجموعه فرایندهایی که باعث تغییر شکل فیزیکی سنگها و ایجاد ساختارهای مختلف در زمین می شوند فرایندهای ساختمانی می گویند.

تنش (STRESS)

یک کمیت برداری است و عبارت است از نیرو بر واحد سطح که سبب تغییر شکل سنگها می گردد.

نیرو عاملی است که بر ذرات مادی و اجسام اثر کرده آنها را جابجا می کند و به حرکت در می‌آورد ضمنا تأثیر نیروها به مجموعه ذرات و یا اجسام مادی سبب می گردد که شکل ظاهری آنها نیز عوض شود چین خوردگی لایه های زمین بعلت نیروئی است که بر آنها وارد گشته است پس نیروها همواره از روی تأثیری که بر ذرات و اجسام می گذارند شناسائی و اندازه گیری می شوند.

انواع نیروها:

1– کششی: در این حالت نیروی وارد بر جسم سبب کشیدگی و دراز شدگی آن در جهات مختلف می گردد.

 

2– نیروی فشارشی (فشاری): در این حالت نیروهای وارد بر جسم سبب فشردگی در آن می‌شوند.

 

3– نیروهای مزدوج: از ترکیب دو نیرو که در دو جهت مخالف در امتداد یک سطح بر جسم اثر کند بوجود می آیند فرق اساسی بین این نیرو و نیروهای قبلی در این است که نیروی مزدوج در امتداد یک سطح اثر می کنند ولی نیروهای کششی و فشارشی در امتداد یک خط عمل می نمایند.

 

4– نیروهای خمشی:این نیرو به طور جانبی بر اجسام اثر می کند و سبب خمش ها آنها می‌شود.

 

5– نیوری چرخشی: این نیرو در نتیجه عمل دو نیروی دورانی که در جهت عکس هم عمل می‌کنند ایجاد می گردند.

تکتونیک: (زمین ساخت ورقه ای)

طبق این نظریه که در زمین شناسی بسیار جدید می باشد لیتوسفر قطعه قطعه بوده و هر قطعه یک صفحه نامیده می شود در واقع معتقدند در زیر لیتوسفر ، است کره وجود دارد که خمیری شکل بوده و قطعات لیتوسفر که هر کدام به شکل عرقچین می باشند روی این سست کره در حال حرکتند.

سست کره در اثر عوامل دما و فشار دارای یکسری حرکات کند می گردد و این حرکات باعث جابجائی لیتوسفر می شوند.

Plate tectonic

انواع حرکات لیتوسفر:

1- ورقه­ها از هم دور می شوند. از محل بین آنها که ایجاد شکاف گردیده ماگما بطرف بالا حرکت می کند و روی سطح زمین سرد می شود و پوسته جدیدی را بوجود می آورد که به آن پشته های بین اقیانوسی می گویند و یکی از عوامل کوهزائی بوده و کوههای اقیانوس را بوجود می آورد.

2 – ورقه ها به هم نزدیک می شوند و لبه یکی از آنها زیر صفحه دیگری می رود که به علت گرما و فشار ایجاد شده باعث تخریب لبه فرو رفته میگردد و بر اثر این حرکت زلزله و آتشفشان ایجاد می شود.

3 –  نه به هم نزدیک می شوند و نه از هم فاصله گرفته و دور می شوند بلکه در امتداد هم می لغزند که باعث زمین لرزه های شدید می گردد.

- شش ورقه بزرگ و شش ورقه کوچک در کره زمین تشخیص داده اند که بزرگترین آنها ورقه آرام (اقیانوس آرام روی آن قرار دارد) و کوچکترین ورقه، ورقه عربستان (شامل عربستان و یمن و قسمتی از ایران می باشد)

کشور ایران روی دو ورقه قرار گرفته است، یک قسمت بالای چین خوردگی زاگرس که قسمتی از ورقه اوراسیا می باشد و قسمت جنوب زاگرس مربوط به ورقه عربستان است. (در نتیجه در قسمت جنوب زاگرس، اقیانوس وجود داشته که حدود 30 الی 40 میلیون سال پیش بر اثر به هم رسیدن ورقه اوراسیا و عربستان، چین خورده و چین خوردگی زاگرس بوجود آمده است و این حرکت هنوز هم ادامه دارد یعنی زاگرس در حال ارتفاع گرفتن است.)

درزه: نوعی شکستگی است که در آن هیچگونه جابجائی در بخشهای طرفین شکستگی نسبت به هم رخ نداده است و یا مقدار آن به قدری کم است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شود.

تقسیم بندی هندسی درزه­ها:

از نظر هندسی، درزه­ها را میتوان بر اساس موقعیت نسبی آنها به سطوح طبقه بندی سنگها و یا سایر ساختمانهای موجود در چینه­هایی که بوسیله درزه­ها قطع شده­اند مانند: شیستوزیته، لایه بندی، تورق، ... تقسیم نمود.

1 – درزه های امتدادی: به درزه هایی اطلاق می شود که امتدادشان موازی یا تقریبا موازی لایه بندی سنگ رسوبی و یا شیستوزیته طبقات اطراف باشد (مثل سطوح Fed  و Fed)

2 -  درزه­های شیبی: در این حالت، امتداد درزه موازی یا تقریبا موازی جهت شیب تقسیم بندی است (مثل سطوح (abc ,  abc

3 – درزه های مورب یا مایل : درزه های هستند که امتدادشان موازی امتداد و شیب طبقات نباشد ( مثل سطوح gbG     gBG در شکل پایئن صفحه )

4 – درزه­های طبقه­ای (موازی لایه بندی): سطح این درزه ها به موازات سطح چینه بندی سنگها است. در این حالت ها معمولا تعداد زیادی از درزه­های موازی وجود دارد و یک دسته درز را تشکیل می دهند. (مثل سطح gkl)

 

چینها:

چینها امواجی هستند که در سنگهای پوسته زمین دیده می شوند ، وقتی که طبقات سنگی تحت تأثیر نیروهای تکتونیکی قرار گیرند. تدریجا خمیدگی پیدا  کرده و چین می خورند. این امر در طبقات رسوبی ، سنگهای آذرین و دگرگونی لایه لایه بهتر می توان مشاهده نمود. ابعاد چینها از چند سانتی متر تا چند کیلومتر در تغییر است . یک چین توسط امتداد و شیب طبقه تعریف می‌شود.

امتداد طبقه: امتداد یک طبقه ، جهت فصل مشترک سطح طبقه با سطح افق است که معمولا آن را نسبت به یک امتداد معین می سنجند (مثلا با امتداد شمال جغرافیایی یا مغناطیسی می سنجند)

شیب طبقه: شیب یک طبقه زاویه­ای است که بین سطح طبقه و سطح افق تشکیل می­شود و در یک سطح قائم در جهت عمود بر امتداد لایه (شیب حقیقی) اندازه گیری می شود.

 

عناصر چین، جهت شناسائی و مطالعه چینها، بررسی و شناخت عناصر آن ضروری است. مهمترین مشخصه یک چین عبارتند از:

1– لولای چین: محل حداکثر خمیدگی در چین را اعم از تاقدیس و ناودیس، لولای چین می‌نامند (بعضی از مؤلفین محور و لولا را بعنوان دو مفهوم مترادف به کار می برند)

2– سطح محوری چین: سطح محوری در چین سطحی فرضی است که از تمام طبقات چین گذشته (تمام لولاهای چین را در برداشته باشد) و حتی المقدور آن را به دو بخش قرینه تقسیم نماید در مواردی که این سطح به صورت یک صفحه مسطح باشد. آن را صفحه محوری چین می نامند.

 

3– پهلوی چین: هر یک از بخشهای طرفین سطح محوری (صفحه محوری) چین را پهلو یا یال چین گویند.

4– محور چین: محل تقاطع سطح محوری با سطح افق ، محور چین را بوجود می آورد

5– اثر محوری چین: فصل مشترک سطح محوری چین با یک سطح قائم یا افقی را اثر محوری چین نامند

6– خط الرأس (ستیغ) خطی فرضی است که بالاترین نقاط چین را به یکدیگر وصل می کند.

7– خط القعر: در یک چین، خط فرضی است که پایین ترین نقاط چین را به یکدیگر متصل می‌نماید.

8– قله: بالاترین نقطه یک چین را قله گویند.

9– زاویه میل چین: زاویه شیب لولای چین را زاویه میل آن چین می نامند.

10– طول موج چین: فاصله بین دو قله متوالی دو تاقدیس یا دو ناودیس به نام طول موج چین معروف است.

11- دامنه چین: نصف فاصله عمودی بین خط الرأس چین و خط القعر مجاور آن را دامنه چین می نامند.

انواع چین:

برای چینها در قالب بندیهای گوناگون انواع مختلفی بیان شده است که به چند نمونه از آنها اشاره می کنیم:

1– چین تک شیب یا تک چین: در بعضی قسمتها از لایه های افقی ، بدون ایجاد شکستگی شیب بندی پیدا می کنند و از سنگهای مجاور خود بالاتر قرار می گیرند

2– تاقدیس: چینی که تحدب لایه ها در آن به سمت بالا قرار گرفته باشد (طبقات قدیمتر در مرکز آن قرار دارند)

3– ناودیس: چینی که تحدب لایه ها در آن به سمت پائین قرار گرفته باشد (طبقات جوانتر در مرکز آن قرارر دارند)

4– پادگانه ساختمانی: اگر طبقات تک شیب آن ادامه دهیم در منطقه محدودی شیب لایه ها کمتر شده و به طبقات اولیه قبل از تغییر شکل تبدیل می گردند اینگونه طبقات را پادگان ساختمان می نامند

5– چینهای مرکب

تقسیم بندی چینها بر اساس وضعیت محوری و یالها (تقسیم بندی هندسی):

1– چین متقارن

2– چین نامتقارن

3– چین خوابیده

4– چین برگشته

5– چین هم شیب

6– چین جناغی

7– چین جعبه ای

8– چین بادبزنی

 

گسلها:

شکستگیهایی همراه با تغییر مکان نسبی هستند که به موازات سطح گسل انجام گرفته اند که می تواند از چند سانتی متر تا صدها کیلومتر طول و همچنین چند سانتی متر تا دهها کیلومتر جابجائی داشته باشد.بر روی گسل فعال ساختن ساختمان خطرات بسیار زیادی دارد و همچنین احداث بنا بر روی نقاط گسل خورده مشکلاتی مثل نشست نا مساوی پی ها، جریان شدید آب زیرزمینی از سطح گسل را می تواند ایجاد کند.

ساختمان و اجزاء گسل:

1– امتداد گسل (امتداد یک خط افقی در سطح گسل است که مقدار آن نسبت به شمال بیان می شود.)

2– شیب گسل (زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می نامند.)

3– سطح گسل (سطحی است که جابجائی طبقات روی آن انجام می گیرد.)

4– زاویه میل گسل (زاویه بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل آن می نامند.)

5– کمر بال (فرا دیواره = قطعه روی سطح گسل را به این نام می خوانند.)

6– کمر پائین (فرو دیواره = قطعه زیر آن را کمر پائین می خوانند.)

توضیح اینکه اصطلاح کمر بالا و کمر پائین در مورد گسلهای قائم صادق نیست

انواع گسل:

1– گسل عادی: کمر بالا نسبت به کمر پائین به سمت پائین حرکت می کند.

2– گسل معکوس (رانده): کمر بالا نسبت به کمر پائین به سمت بالا حرکت می کند.

3– روراندگی: نوعی گسل معکوس که شیب صفحه گسل از 10 کمتر بوده و لغزش کلی آنها از یک کیلومتر بیشتر است.

4– گسل امتداد لغز: این نوع گسل که معمولا جابجائی بصورت افقی است و شیب زیادی دارد و لغزش به موازت امتداد صحفه گسل می باشد.

5– بالا راندگی و پائین افتادگی

بالای رانگی (هورست)

پائین افتادگی (گرابن)

طبقه بندی گسل بر اساس وضعیت گسل نسبت به طبقات اطراف :

1– گسل امتدادی         2– مورب        3– طولی

4– عرضی                5– شیبی        6- چرخشی

مطالعات در زمین

با توجه به نوع ساده و پیچیدگی آن و ساختار زمین شناسی منطقه می­توان سه مرحله کلی داشت.

1.     بررسی های مقدماتی: به منظور مطالعه اولیه پروژه انجام می­گیرد که این بررسی های مقدماتی شامل بررسی های زمین شناختی از روی نقشه های توپوگرافی و نقشه های زمین شناسی و عکس های هوایی و گزارش های منتشر شده و قسمت دیگر از بررسی های مقدماتی بازدید مقدماتی از منطقه برای شناختن پدیده های زمین شناختی بررسی زمین شناختی از تمام رخ نمودها جمع آوری اطلاعات از چاه­ها و قنات ها و معادن و ساختمان هایی که از محل پروژه احداث شده است صحت این فرضیات باید توسط کارهای پی جویی و ثابت شود. مثل تشخیص عمق لایه های هوازده و ضخامت رسوبات سطحی به کمک ترانشه ها و چاله های آزمایشی.

2.     بررسی های تکمیلی: با توجه به چهارچوب کار پروژه و نتیجه های حاصل از مرحله اول بررسی های تکمیلی از موقعیت محل پروژه انجام می گیرد. این بررسی ها معمولا شامل: نقشه برداری، مطالعه زمین شناسی مهندسی محل پروژه و اطراف آن و اکتشاف لایه های زیرین زمین با استفاده از روش های مناسب حفاری است.

3.     بررسی های مرحله ساخت: در تمام سازه های مهندسی بزرگ مثل سدها و پل ها در طول ساخت آزمایش‌هایی مورد بررسی قرار می گیرد تا نتیجه های بررسی اولیه و تکمیلی تاثیر شود.

نقشه های توپوگرافی: نوعی نقشه است که در آن پستی و بلندی های روی زمین به کمک تصویر افقی آن قسمت از زمین با مقیاس معین بر روی کاغذ ترسیم می شود. در این نقشه ها هر نقطه در روی زمین با طول و عرض جغرافیایی آن نقطه مشخص شده است که از آن برای تهیه نقشه های زمین شناسی نیز استفاده می کنیم. در نقشه های توپوگرافی با پیوستن نقاطی که دارای ارتفاع مساوی هستند منحنی هایی به نام منحنی میزان یا منحنی تراز را رسم می کنند که به کمک آنها پستی و بلندی های زمین مشخص می شود. در واقع با دیدن فاصله تراز یعنی اختلاف ارتفاع بین دو منحنی متوالی می توان نتیجه گرفت که وضعیت پستی و بلندی منطقه چگونه است که اگر فاصله آنها به هم نزدیک شود یعنی شیب تند می شود. (حداکثر آن وقتی که روی هم منطبق می شوند یعنی محل پرتگاه است) و زمانی که فاصله دو منحنی زیاد شود یعنی شیب کند شده و در محل هایی که منحنی تراز دیده نمی شود یعنی مسطح است.

 

 

مقیاس: مقیاس در نقشه در واقع نسبت فاصله دو نقطه در نقشه بر فاصله افقی حقیقی همان دو نقطه روی زمین می‌باشد. از روی نقشه توپوگرافی نیمرخ منطقه به کمک منحنی های میزان رسم می شود و روش کار به این صورت است که با رسم یک خط فرضی در محدوده مورد نظر که همه منحنی های میزان را قطع کند عبور داده و تصویر آن را روی محور طول ها از محورهای مختصات رسم می کنیم و به کمک محور yها ارتفاع نقاط را مشخص کرده که با رسم کردن نقاط معین نیمرخ مربوط رسم می شود.

نقشه های زمین شناسی: نوعی نقشه است که در آن اطلاعات به دست آمده از شناسایی های منطقه ای با در نظر گرفتن خصوصیات ژئوتکنیکی مواد و زمین شناسی محل به نمایش گذاشته می شود. در نقشه های زمین شناسی مشخصات سنگ ها و خاک ها زئو مورفولوژی و پدیده های ژئودینامیکی به طور مشروح دیده می شود که البته متناسب با منطقه و وسعت و همچنین نوع کاربری متفاوت خواهد بود.

دوران پالئوزوئیک Paleozoic به معنی زندگی دیرین است. معروفترین فسیلهای آن تریلوبیتها، فوزولین‌ها، گراپتولیت‌ها و آرکئوسیاتیدها می‌باشند.

دوران مزوزوئیک Mesozoic که به معنی زندگی میانه است و فسیلهای معروف آن آمونیت‌ها، بلمنیت‌ها و اوربیتولین‌ها می‌باشند.

دوران سنوزوئیک Cenozoic که به معنی زندگی تازه است و شامل دو دوره بنام ترشیاری که با فسیل نومولیت‌ها مشخص است و شامل دو دوره بنام ترسیاری که با فسیل نومولیت‌ها مشخص است و دوره کواترنری که گسترش و عقب نشینی یخچالها و خلقت اجداد انسانها آنرا معروف کرده است.

در مطالعات زمین شناسی برای درک تغییرات و تحولات در طول سن زمین که5/4 میلیارد سال تخمین زده شده است از موارد زیر کمک می گیریم.

1- سنگواره (فسیل)آثار و بقایای موجودات زنده مربوط به دوران های گذشته زمین شناسی را فسیل یا سنگواره می گوییم. در تشخیص مقاطع زمین شناسی از سنگواره راهنما استفاده می کنیم که مشخصات زیر را داراست:

الف: تشخیص آنها از دیگر فسیل ها آسان است. ب: انتشار جغرافیایی وسیعی دارند. ج: متعلق به جانداران ساده هستند. د: دارای دوره زندگی محدود و کوتاهی می باشند.

2- نمونه شاهد

الف: ردپا ب: حفرات (لوله هایی که توسط موجوداتی مثل کرم ها به وجود آمده اند) ج: کاسترولیت ها. معده بعضی حیوانات مثل خزندگان هستند. د: کوپرولیت ها، مدفون جانوران و محتویات شکم آنها.

3- تعیین سن مطلق زمین توسط مواد رادیواکتیو: می دانید طی فرایند رادیواکتیو بر اثر نیروهایی که ماهیت آنها شناخته شده نمی باشد پیوند پروتون و نوترون­های یک عنصر شکسته شده و موجب تبدیل شدن آن به عنصر دیگری می شود زمان تلاشی نیمی از اتم های هسته را نیمه عمر آن عنصر می نامند نیمه عمر کربن 5730 سال می باشد. نیمه عمر اورانیم 5238/4 میلیاردسال است.

گاهی اتمها در تعداد پروتون برابر اما در تعداد نوترونها متفاوت هستند. به این اتم ها ایزوتوپ می گویند.

 

مقیاس زمانهای دیرین :

 

گذشته زمین را به واحدهای زمانی معین بشرح زیر تقسیم می‌نمایند:

 

بزرگترین واحد زمانی را دوران می‌نامند. هر دوران به چند دوره تقسیم می‌شود و دوره‌ها را نیز می‌توان به بخشهای کوتاهتری به نام عمر تقسیم کرد. وقتی اسن واحدها را به به طور منظم بدنبال هم قرار دهیم نوعی تقویم زمین‌شناسی حاصل می‌شود.

 

شواهدی که نشان می‌دهد یک دوران پایان یافته و دوران بعدی آغاز می‌شود بشرح زیر می‌باشد.

 

1- قطع شدگی در عمل رسوب‌گذاری برای مدتی طولانی

 

2- وجود تشکیلات سنگی متفاوت (تغییر در نوع سنگها ضخامت آنها و غیره)

 

3- پیدایش تغییرات چشمگیر در نوع فسیلها

 

تقسیم بندی اشکوب­های زمین­شناسی

دور	دوره	دوران
هولوسن(Ho)	کواترنری	سینوزوئیک     (عصر حد واسط نوزیستی)
پلئیستوسن(Ps)
پلیوسن(Pl)	نئوژن (Ng)
میوسن(Mi)
الیگوسن(Ol)	پالکوژن (Pg)
ائوسن(E)
پالئوسن(Pc)
بالایی(KU)	کرتاسه (K)	مزوزوئیک (میان زیستی)
میانی(KL)
بالایی (مالم)(JU)	ژوراسیک (J)
میانی (دوگر)((JM
پایینی (لیاس)(JL)
بالایی(RU)	تریاس (TR)
میانی(RM)
پایینی(RI)

 

 

 

ساختمانهای رسوبی

یکی از مهم ترین ساختمان ها در سنگ های رسوبی که متأثر از عوامل حین رسوب گذاری و همچنین فرایندهای بعد از آن می باشد ساختمان های رسوبی است که در ابعاد کوچک و بزرگ و در اشکال مختلف دیده می شود.

واحدهای چینه شناسی:

چینه شناسان برای بررسی زمان و همچنین چینه ها و فسیلها از مقیاسهایی استفاده می کنند که عبارتند از:

1- واحدهای زمانی زمین شناسی

2- واحدهای زمانی چینه شناسی

3- واحدهای زیستی چینه شناسی

4- واحدهای سنگی چینه شناسی

واحدهای زمانی زمین شناسی: بر اساس بررسی هایی که بر روی فسیلها، تعداد و تنوع جانداران انقراض آنها در مدتی کوتاه حوادث کوهزایی و نابیو ستگیهای صورت گرفته عمر زمین را به بخشهایی که از نظر زمانی نامساواند تقسیم می کنند این بخشها را واحدهای زمانی زمین شناسی گویند که به ترتیب شامل ائون، دوران، دوره، دور یا عهد است. هر واحد قسمتی از تاریخ عمر زمین است. نام دوره ها اغلب از روی نام یک ناحیه یا جنس رسوبات یا نام فسیلها تعیین شده است. تقسیم بندی عمر زمین طی چند جدول از نظرتان گذشت.

واحد های سنگی چینه شناسی: در واحدهای سنگی چینه شناسی، ویژگی های انواع سنگ های  تشکیل دهنده چینه ها مورد تأکید است. بنابراین هر واحد سنگی چینه شناسی مجموعه ای از چینه ها است که قسمت عمده آن از یک نوع سنگ معین یا مجموعه ای از سنگها مشخص تشکیل شده باشد هر واحد سنگی چینه شناس ممکن است از یکی از گروههای سنگهای رسوبی ، آذرین و دگرگونی یا مجموعه ای از دو یا هر سه نوع از این گروهها تشکیل شده باشد ، این واحدها عبارتند از:

1–  لایه: کوچکترین واحد سنگی چینه شناسی است و به واسطه داشتن ویژگیهای مشخص سنگ شناسی از لایه های بالا و پائین خود تمیز داده می شود

2–  بخش: شامل چند لایه که از نظر ویژگیهای سنگ شناسی مشخص است و در بین قسمتهای دیگر به آسانی تمیز داده می شود.

3 – سازند: واحد سنگی اصلی چینه شناسی و عبارت از مجموعه لایه هایی است که دارای صفات سنگ شناسی مشخص باشد. بالا و پائین یک سازند مشخص ، ولی ضخامت آن حد معینی ندارد یک سازند ممکن است یک یا چند بخش داشته باشد.

4 – گروه: واحد بزرگتر از سازند است و از دو یا چند سازند پیاپی تشکیل می شود. واحدهای سنگی چینه شناسی را به ترتیب بزرگی میتوان به صورت زیر نوشت.

 

ستون چینه شناسی:

مجموعه ای از توالی لایه های سنگی (سازندها) یک منطقه را که بر اساس سنگواره­های راهنما، از قدیم به جدید مرتب کرده باشند ستون چینه شناسی گویند. زمین شناسان با توجه به مشاهدات و تحقیقات خود از ستون چینه شناسی در سراسر جهان، نمایانگر زمان در طی تاریخ گذشته زمین از ابتدا تا به امروز است هر لایه سنگی در ستون چینه شناسی با توجه به نوع سنگواره­ها و ترکیب سنگ شناسی موجود در آن قابل تشخیص است ستون چینه شناسی یک مقیاس نسبی زمانی برای مقایسه لایه های سنگی و همچنین گسترش حیات و تغییر و تحول آن در طی عمر زمین را نشان می­دهد.

 

 

 

 

 

 

 

نمونه سؤالات فصل هفتم

1-     انواع نیروها که در صفحات زمینی می تواند باشد کدامند؟ شرح دهید.

2-     در تکتونیک زمینی لایه لیتوسفر چگونه است؟ انواع حرکات آن را بنویسید.

3-     پلیت عربستان چیست؟ ایران روی کدام قطعه واقع شده است؟

4-     درزه را توضیح دهید و انواع آن را بنویسید.

5-     چین را توضیح داده و انواع آن را بنویسید.

6-     اصطلاحات زیر را توضیح دهید.

الف- سطح محوری چین    ب- لولای چین    ج- زاویه میل چین     د- طول موج چین

7-     گسل را توضیح دهید و انواع گسل را بگویید.

8-     اصطلاحات زیر را توضیح دهید.

الف- امتداد گسل      ب- شیب گسل      ج- سطح گسل       د- کمر بالا و پایین گسل

9-     نقشه توپوگرافی چیست؟ منحنی تراز و مقیاس نقشه را توضیح دهید.

10- نقشه زمین شناسی چیست؟ و چه فایده ای دارد؟

11- سنگواره و نوعاً راهنما را توضیح دهید.

12- نمونه شاهد چیست؟

13- سن مطلق زمین چگونه تعیین می شود؟ بنویسید و نیمه عمر کربن را توضیح دهید.

14- تقسیمات پالئوزوئیک را تا دوره بنویسید.

15- واحدهای زمانی زمین شناسی را توضیح دهید.

16- واحدهای سنگی چینه شناسی را توضیح دهید.

17- ستون چینه شناسی را توضیح دهید.

 

نمونه تست‌های فصل7

1-     نوع گسل در شکل مقابل چیست؟

الف- گسل امتداد لغز       ب- گسل عادی          ج- گسل رورانده            د-گسل معکوس

2-     نیروئی که در دو جهت مخالف در امتداد یک سطح بر جسم اثر کند کدام است؟

الف- کششی          ب- فشارشی          ج- مزدوج          د- همه موارد

3-     طبق نظر تکتونیک صفحه ای ایران روی کدام ورقه قرار دارد؟

الف- ورقه عربستان     ب- ورقه اوراسیا   ج- روی هر دو روقه الف و ب         د- هیچکدام

4-     بر اساس نظریه تکتونیک صفحه ای کدام صحیح است؟

الف- وقتی دو ورقه از هم دور می شوند از شکاف میان آنها ماگما خارج شود پشته های بین اقیانوسی حاصل آن است.

ب- با نزدیک شدن دو ورقه و حرکت یکی زیر دیگری موجب زلزله و آتشفشان می شود.

ج- از لغزیدن دو ورقه کنار هم می تواند ایجاد لرزه نماید.

د- هر سه مورد

5-     اگر شکستگی اتفاق بیافتد ولی هیچگونه جابجائی در بخش های طرفین شکستگی نسبت به هم رخ ندهد می تواند درزه .... باشد.

الف- شیبی   ب- مورب یا مایل     ج- طبقه ای   د- شیبی، درزه مورب یا مایل و درزه طبقه­ای

6-     .... امواجی هستند که در سنگهای پوسته زمین بر اثر نیروهای تکتونیکی اتفاق افتاده و می‌تواند در طبقات .... باشد.

الف- گسلها – رسوبی                           ب- گسلها – رسوبی، آذرین و دگرگونی        

ج) چین­ها – رسوبی                             د- چین­ها – رسوبی، آذرین و دگرگونی

7-     چینی که تحدب لایه ها در آن به سمت بالا قرار گرفته باشد ....

الف- پادگانه ساختمانی است   ب- چین تک شیب است   

ج- ناودیس است                 د- تاقدیس است.

8-     گسلی که معکوس است و شیب صفحه گسل از 10 درجه کمتر بود و لغزش کلی آن بیشتر از یک کیلومتر است

الف- امتداد لغز است      ب- روراندگی است     ج- هردو آنها است        د- هیچکدام نیست

9-     مقیاس نقشه ای که دو نقطه معین در روی نقشه یک سانتی متر فاصله دارند و در روی زمین همان دو نقطه یکصد متر فاصله حقیقی ایشان است چند می باشد؟

الف-                      ب-                          ج-                          د-   

10- از مشخصات سنگواره راهنما نمی باشد.

الف- تشخیص آن ها از دیگر فسیل ها آسان است           ب- انتشار جغرافیایی وسیعی دارد

ج- متعلق به جانداران ساده هستند              د- دارای دوره زندگی محدود و کوتاه نمی­باشد

11- جزء نمونه شاهد می باشد.

الف- ردپا، حفرات         ب- کوپرولیت، گاسترولیت         ج- هیچکدام       د- الف و ب

12- اگر در یک نقشه توپوگرافی فاصله منحنی های میزان بتدریج در یک جهت افزایش داشته باشد علامت این است که:

الف- شیب زیاد می شود     ب- مسطح است       ج- شیب کم می شود     د- پرتگاه است

13- کدام دوره با بقیه در یک دوران قرار نمی گیرد؟

الف- تریاس                   ب- ژوراسیک                   ج- کرتاسه                د- پرمین

14- کدامین روش برای تعیین سن دقیقتر می باشد؟

الف- رادیو اکتیویته                                 ب- محاسبه مقدار نمک دریا      

ج- اندازه گیری سرعت فرسایش                 د- اندازه گیری ضخامت رسوبات

15- قطعات بالا آمده در گسل مرکب .... نامیده می شود.

الف- گرابن         ب- هورست                 ج- روراندگی                   د- پایین افتادگی

16- موقعیت قرار گرفتن سنگ­ها در تاقدیس چگونه است؟

الف- سنگ قدیمی تر در مرکز چین قرار دارند    

ب- سنگ های جوانتر در مرکز چین قرار دارند

ج- سنگ­های قدیمیتر در طرفین چین قرار دارند

د- سنگ­های قدیمی در زیر و سنگ­های جوان در رو قرار دارند

17- شکل مقابل چه نوع گسلی است؟

الف- معکوس        ب- مورب          ج- امتدادی        د- گرابن

18- برآمدگی حاصل از اجتماع چند گسل را در یک محل که ممکن است به صورت کوه درآید چه می نامند؟

الف- گرابن          ب- تاقدیس              ج- ژئوسنکینال                د - هورست

19- بر اثر چین خوردگی با سرعت زیاد در لولای چین ممکن است ...

الف- شکافهای کششی ایجاد شود                ب- گسل خوردگی های کوچک ایجاد شود

ج- درزه های کششی ایجاد شود                  د- شکاف های برشی ایجاد شود

20- مهمترین عامل شکسته شدن سنگها:

الف- تنش حداکثر است                           ب- تنش حداقل است

ج- تنش متوسط است                              د- اختلاف بین تنش حداقل و حداکثر است

21- به شکستگی های بزرگ پوسته جامد زمین که با جابجایی همراه است:

الف- شکاف می گویند       ب- درز می گویند        ج- گسل می گویند       د- هیچکدام

22- در شکل مقابل محور چین کدام است؟

الف- 1               ب- 2                      ج- 3                    د- 4

23- اگر در یک گسل خوردگی جابجایی در امتداد قائم مکان صورت گیرد چه نوع گسلی ساخته می شود.

الف- امتداد لغز            ب- عادی                ج- رانده                  د- هیچکدام

24- واحد اصلی و بزرگترین واحد سنگی چینه شناسی به ترتیب کدامند؟

الف- گروه-سازند          ب- لایه-بخش         ج- سازند-گروه          بخش- لایه

25- واحدهای زمانی زمین شناسی به ترتیب عبارتند از:

الف- ائون- دوران- عهد- دوره                         ب- دوران- دوره- ائون- عهد

ج- ائون- دوره- دوران- دور                            د- ائون- دوران- دوره- عهد

26- نیمه عمر کربن کدام گزینه است؟

الف- 6/4 میلیارد سال                                     ب- 5730 سال

ج- 1000سال                                               د- هیچکدام

27- دوران مزوزوئیک به ترتیب به دوره های .... تقسیم می شود.

الف- تریاس، ژوراسیک، کرتاسه                      ب- ژوراسیک، کرتاسه، تریاس

ج- کرتاسه، ژوراسیک، تریاس                        د- ژوراسیک، تریاس، کرتاسه     

28- واحدهای زمانی زمین شناسی که به دو قسمت عمده یا ائون تقسیم می شود عبارت است از:

الف- مزوزوئیک- سنوزوئیک                         ب- پالئوزوئیک و مزوزوئیک

ج- پرکامبرین و پالئوزوئیک                          د- پرکامبرین و فائروزوئیک

29- کوچکترین و بزرگترین واحد سنگی چینه شناسی به ترتیب:

الف- لایه و گروه است                                ب- بخش و طبقه است

ج- گروه و سازند است                                د- سازند و بخش است

30- کربونیفر از دوره های کدام دوران است؟

الف- پرکامبرین            ب- پالئوزوئیک         ج- سنوزوئیک           د- مزوزوئیک                  

 

 

 

در پایان از همکاران محترم جناب آقای مهندس .......... که از مشاورت و راهنمایی بی شائبه ایشان بهرمند شدیم کمال تشکر را دارم.