دانلود مقاله تاریخچه زمین

مراحل آغازین شکل گرفتن زمین به دوره پره کامبرین یعنی در حدود ۶/۴میلیارد سال پیش باز می گردد.

اولین موجوداتی که بر روی زمین بوجود آمدند تنها دارای یک سلول بودند وسپس میلیونها سال طول کشید تا اولین گیاهان و سپس اولین جانوران که دایناسورها بودند بوجود بیایند.اما اگر بخواهیم به دید زمین شناسی نگاه کنیم انسان جزء موجودات جدیدی است که بر روی زمین بوجود آمده اند.

چرا که در مقایسه با این زمان عظیم از پیدایش انسان زمان زیادی نمی گذرد.

زمین شناسی فیزیکی: زمین شناسی فیزیکی شامل شامل علوم مختلفی در رابطه با فیزیک زمین مانند:« هیدرولوژی-پترولوژی-تکتونیک و ...

» می شود.

به دلیل گسترده بودن این علوم از شرح آنها صرفنظر می کنم و نظرتان را به دیدن چند تصویر در رابطه با زمین شناسی فیزیکی جلب مینمایم.

سنگ شناسی رسوبی ریشه لغوی سنگ شناسی رسوبی از دو کلمه Sedimentary به معنی رسوبی و Petrology به معنی سنگ شناسی گرفته شده است.

دید کلی سنگهای رسوبی به دلیل داشتن منابع مهم نظیر نفت ، گاز ، ذغال ، آهن ، اوارنیم و نیز مواد مورد نیاز در مصالح ساختمانی مانند آهک ، گچ و غیره از اهمیت خاصی برخوردارند لذا سنگ شناسی رسوبی یکی از مهمترین شاخه‌های علوم زمین محسوب می‌گردد.

در حدود 70٪ از سنگهای سطح زمین ، دارای منشا رسوبی هستند، و این سنگها عمدتا از ماسه سنگها ، سنگهای آهکی ، شیل ها و به مقدار کمتری اما با همان معروفیت از رسوبات نمک ، سنگهای آهندار ، ذغال و چوب تشکیل شده است.

تاریخچه و سیر تحولی مطالعه سنگهای رسوبی از نظر مشخصات ساختی ، بافتی و ترکیب شیمیایی آنها ، اولین بار در سال 1879 توسط سوربی انگلیسی انجام گرفت.

وی مطالعه سنگهای رسوبی در مقاطع نازک را برای اولین بار ابداع نمود.

بعدها در 1899 ، کایوی فرانسوی پاره‌ای از مشخصات میکروسکوپی و مشخصات ماکروسکوپی بعضی از سنگهای رسوبی در کشور فرانسه را ، به صورت مصور تشریح و تفسیر کرد.

از آن تاریخ به بعد ، به پیروی از کایو ، بررسیهای سنگهای رسوبی و کوشش اکثر سنگ شناسان ، عمدتا بر کانی شناسی و تشخیص کانی‌های تشکیل دهنده این سنگها متمرکز گردید.

که در این میان ماسه سنگها و رسوبات ماسه‌ای و از میان کانی‌ها هم ، کانیهای سنگین (دارای وزن مخصوص بیش از 2.85) ، بیشتر مورد توجه قرار گرفتند.

در سال 1919 ، ونت ورث آمریکایی برای سنجش اندازه ذرات و دانه های تشکیل دهنده رسوبات تخریبی مقیاسی ارائه داد و به کمک مقیاس ونت ورث مطالعه دانه سنجی و تجزیه‌های کمی و مکانیکی رسوبات بر مبنای اندازه دانه ها و فراوانی آنها ، میسر گردید.

سرانجام در 1933 ، آدن و کرمباین ، مقیاس‌های جدیدتری برای اندازه گیری دانه‌های رسوبی ارائه دادند و در مکانیسم تجزیه‌های مکانیکی رسوبات تخریبی ، تسهیلات زیادتری ایجاد کردند.

امروز هم ، مقیاسهای اندازه گیری متداول برای مطالعات رسوب شناسی و سنگهای رسوبی ، به نام همین افراد معروف بوده و مورد استفاده سنگ شناسان و رسوب شناسان قرار دارد.

گروههای اصلی سنگهای رسوبی رسوبات سیلیسی آواری : رسوبات سیلیسی آواری (همچنین تحت عنوان رسوبات تریجنوس یا اپی کلاستیک خوانده می‌شوند) آنهایی هستند که از خرده سنگهای قبلی که توسط فرآیند فیزیکی حمل و رسوب کرده‌اند، تشکیل شده‌اند.

این گروه شامل سنگها زیر می‌باشد: کنگلومراها : در این سنگها ، مواد دانه درشت گرد شده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

برش‌ها : مواد دانه درشت گرد نشده در زمینه‌ای از مواد دانه ریز قرار دارند.

ماسه سنگها : اندازه دانه‌ها در ماسه سنگها ، کمتر از 2 میلیمتر است.

گلسنگها : اندازه دانه‌ها کمتر از 2 میکرون می‌باشد.

رسوبات بیوژنیک ، بیوشیمیای و آلی : رسوباتی هستند که بیشتر منشا بیو ژنیکی ، بیو شیمیایی و آلی دارند و شامل: سنگهای آهکی : سنگهای آهکی می‌توانند هم از طریق ته نشست مستقیم CaCo3 از آب دریا و هم از طریق رسوب کردن اسکلت‌های کربناتی موجودات به وجود آید.

چرت‌ها : چرت ، یک واژه خیلی کلی برای رسوبات سیلیسی دانه ریز ، با منشا شیمیایی ، بیو شیمیایی یا بیوژنیکی است.

فسفاتها : یکی از مهمترین کانی‌های رسوبی فسفاتها ، آپاتیت می‌باشد.

ذغال و شیل نفتی : ذغال و شیلهای نفتی که از بقایای موجودات زنده قدیمی می‌باشند، انعکاسی از فرآیندهای دیانژ و دگرگونی دارند.

رسوبات شیمیایی : این رسوبات منشا شیمیایی دارند و شامل موارد زیر می‌باشند: تبخیر‌ی‌ها: تبخیری‌ها عمدتا رسوبات شیمیایی هستند که پس از تغلیط نمک‌های محلول در آب (بر اثر تبخیر) رسوب کرده‌اند.

سنگهای آهن‌دار : آهن ، عملا بر اندازه چند در صد در تمام سنگهای رسوبی وجود دارد، ولیکن بطور غیر معمول ، در جایی که مقدار آهن بیش از 15٪ باشد، سنگهای آهن‌دار را تشکیل می‌دهد.

رسوبات آذر آواری : رسوبات آذر آواری رسوباتی هستند که عمدتا از دانه‌های با منشا ولکانیکی ، که از فعالیت‌های آتشفشانی همزمان سرچشمه گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند.

و شامل موارد زیر می‌باشند: رسوبات اتوکلاستیک : سنگهای ولکانوژیکی هستند که توسط برشی شدن در جای لاوا تشکیل شده‌اند.

رسوبات پیروکلاستیک – ریزشی : این رسوبات به راحتی از طریق خرده‌های آتشفشانی خارج شده از یک مجرا یا یک شکاف ، بر اثر انفجار ماگماتیکی ، تشکیل می‌شوند.

رسوبات ولکانی کلاستیک – جریانی : این رسوبات توسط انفجارات فورانی در محیط‌های خشکی ایجاد می‌شوند.

هیدروکلاستیک‌ها : هنگامی که لاوای خارج شده ، با آب تماس پیدا کند، سرد شدن و خاموشی سریع ، باعث قطعه قطعه شدن لاوا می‌شود.

این قطعات پس از حرکت در آب و دانه دانه شدن رسوبات هیدروکلاستیک را تشکیل می‌دهند.

رسوبات اپی کلاستیک : رسوباتی هستند که از حرکت و ته نشست مجدد رسوبات ولکانی کلاستیک ایجاد شده‌اند.

اهمیت مطالعه سنگهای رسوبی سنگهای رسوبی در ادوار گذشته زمین شناسی در محیطهای طبیعی متفاوتی که امروزه وجود دارد، رسوب کرده‌اند.

مطالعه این محیطهای عهد حاظر و رسوبات و فرآیندهای آنها به درک بیشتر معادل قدیمی آنها کمک می‌کند.

دلایل زیادی برای مطالعه سنگ های رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد.

سوخت‌های نفت و گاز از پختگی مواد آلی در رسوبات مشتق شده و سپس این مواد به یک سنگ مخزن مناسب ، که عمدتا یک سنگ رسوبی متخلخل است، مهاجرت می‌کند.

ذغال ، سوخت فسیلی دیگری است که البته در توالی‌های رسوبی نیز وجود دارد.

روشهای رسوب شناسی و سنگ شناسی به طور گسترده در پی جویی ذخایر جدید این منابع سوختی و سایر منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنگهای رسوبی بیشتر آهن ، پتاس ، نمک و مصالح ساختمانی و بسیاری دیگر از مواد خام ضروری را تامین می‌کنند.

دلایل زیادی برای مطالعه سنگهای رسوبی وجود دارد زیرا ارزش اقتصادی کانی‌ها و مواد موجود در آنها کم نمی‌باشد.

محیطها و فرآیندهای رسوبی و جغرافیای قدیمی و آب و هوای قدیمی ، همگی را می‌توان از مطالعه سنگهای رسوبی استنباط کرد.

اینگونه مطالعات به شناسایی و درک تاریخ زمین شناسی زمین کمک فراوانی می‌کند.

سنگهای رسوبی حاوی زندگی گذشته زمین ، به فرم فسیل‌ها هستند که اینها مفاهیم اصلی انطباق چینه شناسی در فازوزوئیک می‌باشند.

سنگ شناسی دگرگونی ریشه لغوی واژه دگرگونی ، که از کلمه لاتین Metamorphic به معنای تغییر شکل گرفته شده است، به این اشاره دارد که سنگ اولیه ، شکل اصلی خود را تغییر داده و به شکل جدید در آمده است.

دید کلی سنگهای دگرگونی ، سنگهایی هستند که از تغییر شکل سنگهای قبلی به علت تغییر شرایط فیزیکی ( فشار ـ دما ) یا شیمیایی و در حالت جامد به‌وجود می‌آیند.

پدیده دگرگونی به محو و ناپدید شدن یک یا مجموعه‌ای از کانیهای متبلور سنگ تعبیر می‌شود.

این تغییرات ممکن است بر روی سنگهای رسوبی که در شرایط سطحی به وجود آمده‌اند یا در سنگهای آذرین که از ماگما متبلور گردیده و یا حتی در سنگهای دگرگونی حادث شود.

در حالت اخیر ، شرایط دگرگون شدگی سنگ قبلی تغییر می‌نماید و این پدیده با ظهور و پیدایش یک یا مجموعه‌ای از کانیهای جدید همراه می‌باشد.

بنابراین دگرگونی عبارت از پاسخی است که هر سنگ در مقابل تغییرات محیط شیمیایی یا فیزیکی از خود بروز می‌دهد و این پاسخ به صورت تجدید تبلور کانیهای قدیمی به دانه‌های جدید و یا پدیدار شدن کانیهای نو ظهور و تخریب بعضی دیگر تجلی می‌کند.

تاریخچه واژه متامورفیسم برای اولین بار در سال 1820 توسط A.Boue عنوان گردید و جیمز هاتن اولین کسی بود که در کتاب خود به نام فرضیه کره زمین به مفاهیم کلی دگرگونی اشاره نمود.

سیر تحولی و رشد Elie de Beament و A.

Daubre که در اواسط قرن نوزدهم می‌زیسته‌اند، اولین کسانی بودند که دگرگونی ناحیه‌ای و دگرگونی مجاورتی را از هم متمایز کردند و اصطلاح دگرگونی ناحیه‌ای توسط A.Daubre وارد این علم گردید.

با عنوان شدن واژه ژئوسنکلینالها توسط J.D.Dana ، James Hall و E.Haug در فاصله سالهای بین 1859 و 1910 ، سنگهای دگرگونی ناحیه‌ای معنی و مفهوم دیگری پیدا کرد.

این دانشمندان دما و فشار بالا و همچنین حرکات زمین ساختی حاکم بر اعماق این ژئوسنکلینالها را عامل اصلی دگرگونی ناحیه‌ای دانستند.

اصطلاح دینامومتامورفیسم در سال 1886 توسط H.Rosenbusch پیشنهاد شد و بعدها دانشمندان دیگری واژه Dynamic را برای دگرگونی کاتاکلاستیک بکار بردند.

در فاصله سالهای بین 1870 و 1900 ، سنگ نگاری میکروسکوپی به وجود آمد.

Grubenmann ( 1924 ـ 1850 ) و Niggli سنگهای دگرگونی ، ناحیه‌ای را بر حسب ترکیب شیمیایی تقسیم‌بندی نمودند که بعضی از زمین شناسان اروپایی هم از آن نامها استفاده می‌کنند.

جورج بارو با بررسی زمین شناسی سنگهای دگرگونی در اسکاتلند ، نشان داد که سنگهای دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید.

بررسی زونهای مختلف کانیهای دگرگونی به کرات و در نواحی مختلف توسط تیلی ( 1925 ) و هارکز ( 1932 ) و Barth ( 1936 ) صورت گرفت ولی در هیچکدام از این مطالعات مساله پیوند بین فرایندهای زمین شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

اقسام دگرگونی دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک دگرگونی ناحیه‌ای یا دیناموترمال متامورفیسم دگرگونی انباشتی یا دگرگونی ترفینی یا دگرگونی استاتیک دگرگونی زیر کف اقیانوسها دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال اقسام فابریک‌های دگرگونی سنگهایی که فاقد جهت یافتگی برتر می‌باشند.

سنگهایی که دارای جهت یافتگی برتر و شخصی هستند.

اقسام رخساره‌های دگرگونی رخساره‌های دگرگونی مجاورتی رخساره‌های دگرگونی بر اثر وزن یا رخساره‌های ترفینی رخساره‌های دگرگونی ناحیه‌ای سنگ شناسی آذرین بافت Texture بافت سنگهای آذرین به اندازه، شکل ،چگونگی قرار گرفتن و رابطه فیزیکی کانیهای موجود در سنگ اشاره می کند.

برخی سنگها از بلورهای بسیار دانه درشت ساخته شده اند ، بلورهای سازنده برخی دیگر بسیار ریز بوده و گروهی مخفی بلور و یا فاقد بلور می باشند.

به طور کلی سنگ‌های آذرین دارای یکی از بافت‌های درشت بلور،ریز بلورو یا شیشه‌ای هستند.

بافت پورفیری بافت پورفیری یکی از معمولی‌ترین و فراوانترین بافتهای سنگهای آتشفشانی است.

در این سنگها بلورهای درشت در یک زمینه‌‌ی ریزدانه و یا شیشه‌ای قرارگرفته‌اند.

این اختلاف اندازه‌‌ی بین بلورها و زمینه سنگ ناشی از تغییر شرایط تبلور ماگما است.

بلورهای درشت در اعماق زمین به آرامی شکل می‌گیرندو در اثر خروج ناگهانی مواد مذاب و سردشدن سریع آن در سطح زمین، زمینه‌ دارند ریزبلور یا شیشه‌ای شکل می‌گیرد.

این بافت معمولاً در سنگهای آتشفشانی، دایکها، سیلها، و یا توده‌های نفوذی کوچک دیده می‌‌شود.

بافت درشت بلور در اثر انجماد آرام مواد مذاب در اعماق زمین،بلورها فرصت کافی برای رشد پیدا می کنند و گاهی طولشان به چندین سانتی متر نیز می رسد.

این نوع بافت فاقد بخش شیشه‌ای و غیر متبلور بوده و کانی‌های سازنده آن دارای شکل بلورشناسی مشخصی هستند.

بافت‌های درشت بلور انواع مختلفی چون بافت دانه‌ای،بافت پگماتیتی ،بافت کروی و ...

دارند.

بافت ریز بلور این نوع بافت مخصوص سنگ‌های آذرین بیرونی (آتشفشانی)،دایکها،سیلها و سطح خارجی توده‌های نفوذی است.

در این نوع بافت که در اثر انجماد سریع ماگما پدید آمده است گاهی بلورهای دانه ریز با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نمی‌باشند.

از انواع بافت ریز بلور می‌توان به بافت دانه‌ای ریز بلور اشاره کرد که مشخصات بافت دانه‌ای درشت بلور را در مقیاس کوچکتر دارا می‌باشد.

در این نوع بافتها فضای بین بلورها را شیشه و یا خمیره‌ای با بلورهای بسیاردانه ریز پر نموده است.

بافت شیشه‌ای Hyaline در این نوع بافت تقریبا تمامی سنگ غیر متبلور و شیشه‌ای است.

این بافت بیانگر سرد شدن بسیار سریع ماگما است و در ماگماهای بازالتی بیشتر از ماگماهای اسیدی و خنثی دیده می‌شود.

شکل و ساخت توده‌های ماگمایی مواد آتشفشانی بر اساس انجماد در اعماق و یا سطح زمین اشکال متنوعی پدید می‌آورند.

توده‌های آذرین بیرونی عمدتاً مخروط آتشفشانی، گدازه‌ و مواد تخریبی یا آذرآواری را ایجاد می‌کنند.

توده‌های آذرین درونی نسبت به سنگ‌های اطراف خود (سنگ‌های درونگیر) اشکال متفاوتی ایجاد می‌نمایند که بر حسب وضعیت نسبت به لایه‌بندی سنگ‌های رسوبی و یا شیستوزیته (تورق) سنگ‌های