دسته بندی | زمین شناسی |
بازدید ها | 14 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 194 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 16 |
ساختار بلوری جامدات
دید کلی
از لحاظ ترمودینامیکی پایدارترین الگوهای انباشتگی متعاق به گونه ای است که انرژی آزاد آن در دما و فشار مورد نظر حداقل باشد.ارزیابی انرژی آزاد معمولا مشکل است،اما تجزیه و تحلیل سهم های مر بوط بر حسب اندر کنشهای کولمبی بین یونهاکاملا ممکن می باشد.از آنجائیکه فاکتورهایی که یک ساختمان را بر دیگری مطلوب می کنند نهایتا بایکدیگر متعادل میشوند،بسیاری از جامدات بلوری در فرمهای متفاوت وجود دارندیا اصطلاحا پلی مورف می باشند.پلی مورفیسم خاصیتی از تمام جامدات و نه تنها تر کیبات یونی است.مثالی از این خاصیت ،وجود فازهای سفید وسیاه از فسفر عنصری و فازهای کلسیت و آرگونیت و از کربنات کلسیم است.
تقسیم بندی پیوند ها
نیروهای بین اتم ها را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:
1-پیوند کوالانسی:
زمانی این پیوند ایجاد می شود که اوربیتال لایه ظرفیت در اتم های غیر فلز به گونه ای هم پوشانی کنند که دانسیته الکترون بین اتم ها افزایش یابد (همپوشانی مثبت ) چون این اتم ها جاذبه مشابه یا یکسانی برای الکترونها دارند انتقال الکترون از یک اتم به اتم دیگر صورت نمی گیرد بلکه الکترونها بین آنها به اشتراک گذاشته می شود . یک پیوند کوالانسی مشتمل بر یک جفت الکترون با اسپین های مخالف است و دو اتم در آن نیز سهیم هستند این نیرو در حقیقت نیروی نگهدارنده بین اتم ها در یک مولکول است.
2-پیوند یونی :
پیوند حاصل از نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی (کولمبی ) بین یک فلز و یک غیر فلز است. در پیوند های یونی خالص بین اتم ها اشتراک الکترون وجود ندارد مثلاً در واکنش بین سزیم وفلوئور یک الکترون از یک اتم سزیم به یک اتم فلوئور منتقل می شود و ذرات بارداری به نام یون تولید می شود.
3-پیوند اندروالس:
این پیوند را نیروی پراکندگی لندن می نامند و در مولکولهای فاقد دو قطبی دائمی موجب می شود به صورت مایع درآیند منشاء این نیرو حرکت الکترونها است از واپیچش ابر الکترونی مولکول دو قطبی لحظه ای به وجود می آید و در هر لحظه موقعیت قطبهای مثبت و منفی به دلیل حرکت الکترونها تغییر می کند. در نتیجه مولکول در کل فاقد گشتاور دو قطبی است.نیروی لندن شامل جاذبه بین این دو قطبی های لحظه ای است. این نیرو در مولکولهای بزرگ و پیچیده ای که دارای ابر الکترونی بزرگی هستند و به راحتی قطبیده (پلاریزه )می شوند به سرعت افزایش می یابد نیروی اصلی افزایش می یابد نیروی اصلی در آرگون و تتراکلرید کربن جامد همین نیرو است
4-پیوند فلزی:
این نوع پیوند شبکه های منظم از اتم هایی که کمبود الکترون دارند یا گروهی از اتم ها مانند فلز است و آلیاژها را در کنار یکدیگر نگه می دارند بارزترین خصوصیت این پیوند این است که الکترونهای پیوندی در تمام سطوح کریستال به طور نسبتاً سستی به اتم وابسته اند و آزادانه در سراسر بلور فلزی حرکت می کنند زیرا پتانسیل یونیزاسیون و الکترونگاتیوی فلزات بسیار کم است . یونهای مثبت فلزی نقاط شبکه ای ثابت را در بلور اشغال می کنند و ابر منفی الکترونهای آزاد بلور را به هم نگه می دارد .
تقسیم بندی بلور ها :
بهترین تقسیم بندی بلور ها بر حسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگهدارنده آنهاست:
کوالانسی، یونی، و اندوالسی، فلزی
1-بلورهای کوالانسی ،(مشبک):
ذرات تشکیل دهنده این بلور اتم ها هستند که با شبکه ای از پیوند های کوالانسی به یکدیگر متصل هستند این مواد بسیار دیر گداز و سخت بوده و برای از بین بردن ساختار بلوری باید تعداد زیادی پیوند کوالانسی شکسته شود الماس که در آن اتم های کربن به وسیله پیوند های کوالانسی به یکدیگر متصل شده و ساختار سه یعدی به وجود می آورد. نمونه ای از این نوع بلورها است.شکل زیر یک نوع بلور کوالانسی را که مربوط به کوارتز (سیلسیم دیوکسید sio2
بلورهای یونی: عامل نگهدارنده یونهای مثبت و منفی در ساختار بلورها وجاذ به الکترواستاتیکی است و به دلیل قوی بودن این نیرو ها نقطه ذوب بالایی دارند سخت و شکننده اند در حالت مذاب یا محلول رسانای خوبی برای جریان الکتریسیته اند اما در حالت جامد یونها آزادی حرکت ندارند. و نارسانا هستند.شکل زیر بلور یونی فلورئوریت را نشان می دهد.
3-بلورهای مولکولی_: ذرات تشکیل دهنده این بلور ها مولکول هستند و قدرت نگهدارنده آنها به اندازه نیروهای الکترواستاتیکی در بلورهای یونی نیست و در نتیجه بلورهای مولکول نرم هستند و دمای ذوب پایین تر از300 دارند.
نیروهای پراکندگی لندن مولکول های غیر قطبی را در ساختار بلوری نگه می دارد و بلور مولکولهای قطبی نیروهای دو قطبی_ دو قطبی و همچنین نیروهای لندن وجود دارند و دمای ذوب این ترکیبات بیش تر از ترکیبات غیر قطبی با ساختمان یکسان است.
در صورت وجود مشکلی در خرید و دانلود این فایل به صورت 24 ساعته با من در ارتباط باشید @wwwlonoirآی دی تلگرام 09214087336شماره تماس پشتیبانی این فایل :
دسته بندی | زمین شناسی |
بازدید ها | 11 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 26 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 22 |
مقدمه
سنگ از نظر زمینشناسان به مادهی سازندهی پوسته و بخش جامد سستکرهی زمین گفته میشود. سنگها از یک یا چند کانی درست شدهاند و از نظر چگونگی پدید آمدن در سه گروه سنگهای آذرین، سنگهای رسوبی و سنگهای دگرگونی جای میگیرند. سنگهای آذرین از سرد شدن گدازهی آتشفشانها به وجود میآیند. سنگهای رسوبی پیامد فرسایش سنگها و انباشته شدن رسوبها در دریاها هستند. هنگامی که سنگی در فشار و گرمای زیاد قرار گیرد، سنگ دگرگونی پدید میآید.
سنگها و کانیها
کرهی زمین از نظر ویژگیهای فیزیکی ساختار لایهای دارد. بخش مرکزی آن جامد است، بیشتر از آهن و نیکل درست شده و هستهی درونی نامیده میشود. پیرامون هستهی درونی را لایهی مایعی از آهن و نیکل فراگرفته که هستهی بیرونی نام دارد. پیرامون هستهی بیرونی را لایهای به نام گوشته در بر میگیرد که خود از لایهای جامد و سخت به نام گوشتهی زیرین و لایهای نرمتر و خمیری به نام سستکره درست شده است. پیرامون گوشته را لایهی نازک و جامدی به نام پوسته فراگرفته که بیشتر از سیلیس، اکسیژن و آلومینیوم درست شده است. زمینشناسان به مواد طبیعی و بی جان سازندهی پوسته سنگ میگویند و بیرونیترین لایهی زمین را سنگکره مینامند.
سنگها از یک یا چند کانی درست شدهاند. کانی به موادی بیجان، جامد و بلوری گفته می شود که ترکیب شیمیایی به نسبت ثابتی دارند. بیش از 3 هزار گونه کانی در طبیعت یافت شده است که نزدیک 20 تا 25 گونه از آنها در ساختمان بسیاری از سنگها وجود دارند. بیشتر سنگها از چند کانی درست شدهاند، مانند گرانیت که بخش زیادی از آن از سه کانی کوارتز، فلدسپات و بیوتیت است. هر گروه از سنگها نیز دارای کانیهای مشخصی هستند که در گروه سنگهای دیگر وجود ندارند یا بسیار اندک هستند. برای نمونه، کانی هالیت فقط در سنگهای رسوبی دیده می شود و در سنگهای آذرین یا دگرگونی دیده نمی شود. کانی ولاستونیت نیز فقط در سنگهای دگرگونی یافت می شود. با این همه، برخی از کانی ها، مانند کوارتز، ممکن است در هر گونه سنگی وجود داشته باشند.
سنگها و کانیهای آنها
گونهی سنگ
کانیهایی که در آن یافت میشود
سنگهای آذرین
ارتوز، پرتیت، میکروکلین، پلاژیوکلاز، کوارتز، نفلین،
لوسیت، هورنبلند، اوژیت، بیوتیت، مسکوویت، الیوین
سنگهای رسوبی
کانیهای رسی، کلسیت، دولومیت، کوارتز، هالیت، سیلوین،
ژیپس، انیدریت،گلوکونیت، اکسیدها(بهویژه آهن)،کربناتهای دیگر
سنگهای دگرگونی
استرولیت، کیانیت، آندالوزیت، سیلیمانیت، گرونا، ولاستونیت،
ترومولیت، کلریت، گرافیت، تالک
سنگهای آذرین
هرچه بیشتر به ژرفای زمین برویم، دما بالاتر می رود و در ژرفای زیاد به اندازهی میرسد که برای ذوب شدن سنگها کافی است. با این همه، مواد درونی زمین به حالت مذاب نیستند و فشار زیادی که از لایههای بالایی بر لایههای زیرین وارد میشود، از ذوب شدن سنگها جلوگیری میکند. اما در جاهایی از ژرفای زمین که به دلیلی(برای نمونه، در پی جایهجایی ورقههای سنگ کره) از فشار کاسته میشود یا سنگهای سطحی زمین به زیر سطح فرو میروند، سنگها ذوب میشوند. هر جایی که سنگها ذوب شوند، مادهی مذاب، که ماگما نام دارد، به سوی بالا راه پیدا میکند و آرام آرام دمای آن کاهش مییابد و سنگهای آذرین را پدید میآورد.
ماگما ممکن است به بخشهای بالایی پوسته نفوذ کند یا از راه شکافها و سوراخها به سطح پوسته راه یابد. ماگمایی که از سطح پوسته بیرون نمیزند به آهستگی و طی سالها سرد میشود و سنگهای آذرین درونی را میسازد. به ماگمایی که از دهانهی آتشفشان بیرون میآید و به سطح زمین میرسد، گدازه میگویند. همهی حجم گدازهای که به سطح زمین میآید، به حالت مذاب نیست و قطعههای ذوب نشدهی سنگ و کانیهای بلوری را نیز در خود دارد. گدازه طی چند روز سرد میشود و سنگهای آذرین بیرونی را میسازد.
بررسی ترکیب شیمیایی سنگهای آذرین و گدازهی آتشفشانهای فعال نشان داده است که ماگما یک ترکیب سیلیکاتی با اندکی اکسیدهای فلزی، بخار آب و مواد گازی است. سنگهای آذرین را بر پایهی درصد این مواد در سه گروه گرانیتی(اسیدی)، بازالتی(بازی) و آندزیتی(میانه) جای میدهند. سنگهای آذرینی مانند ریولیت و داسیت را که محتوای سیلیس آنها بالاست، یعنی بیش از 63 درصد 2 SiO دارند، از گروه سنگهای آذرین اسیدی به شمار میآورند. سنگهای آذرینی مانند آندزیت که بین 52 تا 63 درصد 2 SiO دارند، از سنگهای آذرین میانه و سنگهایی مانند بازالت و گابرو را که محتوای سیلیسی کمتری دارند، از سنگهای آذرین بازی هستند. برخی از سنگهای آذرین، مانند پریدوتیت، را که محتوای سیلیسی آنها بسیار پایین است، فرابازی می دانند.
بافت سنگهای آذرین
زمینشناسان در بررسیهای صحرایی، که ابزارهای پیچیدهی آزمایشگاهی در دسترس نیست، از اندازه و آرایش بلورهای سنگ، که بافت سنگ نام دارد، برای توصیف سنگها بهره میگیرند. اصطلاح بافت سنگ هنگام بررسی سنگ زیر میکروسکوپ نیز به کار می رود. بافت سنگ آذرین علاوه بر این که آن را از سنگها دیگر جدا میکند، ما را از درونی بودن یا بیرونی بودن آن و حتی ژرفایی که سنگ در آنجا از ماگما پدید آمده است، آگاه میسازد.
1. بافت نهانبلورین. بلورها را نمیتوان با چشم غیرمسلح دید. اگر بلورها به اندازهای کوچک باشند که فقط با میکروسکوپ پولاریزان دیده شوند، اصطلاح میکروکریستالین و اگر فقط با میکروسکوپ الکترونی یا پرتوهای ایکس شناسایی شوند، اصطلاح کریپتوکریستالین را به کار میبرند.
2. بافت آشکاربلورین. بلورها درشت و از 2 تا 5 میلی متر هستند. این بافت زمانی پدید میآید که ماگما به آهستگی درون زمین سرد شود.
3. بافت پگماتیتی. گونهای از بافت آشکاربلورین است که اندازهی بلورهای آن بزرگتر از 5 سانتیمتر و حتی چند متر است.
4. بافت پرفیری. گونهای از بافت آشکاربلورین است که دارای بلورهای درشت در زمینهای از بلورهای ریز است. این بافت نتیجهی سرد شدن آهسته زیر سطح زمین و آمدن ناگهانی ماگما به سطح زمین است که نخست با پدیدآمدن بلورهای درشت و سپس با بلورهای ریز همراهی میشود.
5. بافت سوراخدار. در پی سرد شدن تند گدازهای که گاز فراوان در خود دارد، بر سطح زمین پدید میآید. سنگپا نمونهای از این بافت است.
6. بافت شیشیهای. در برخی فورانهای آتشفشانی، گدازه به درون آب ریخته میشود و بسیار تند سرد میشود. این گونه سنگها بلور ندارند و بافتی مانند شیشه دارند.
7. بافت آذرآواری. هنگامی که گدازه به صورت ذرههای خاکستر به هوا پرتاب میشود و آن ذرهها به صورت لایهای تهنشین میشوند، سنگهایی را میسازند که ذرههای سازندهی آنها آذرین، ولی تهنشینی آنها شبیه سنگهای رسوبی است.
8. بافت آگلومرا. اگر اندازهی ذرههای پرتابی از دهانهی آتشفشان بزرگ باشد، پس از تهنشین شدن به یکدیگر جوش میخورند و سنگ یکپارچهای را میسازند که آگلومرا نامیده میشود.
خانوادههای سنگهای آذرین
سنگهای آذرین را بر پایهی بافت، درصد سیلیس، رنگ، چگالی، ترکیب شیمیایی و در نظر داشتن ویژگیهای دیگر، طبقهبندی میکنند.
1. خانوادهی گرانیت- ریولیت. گرانیت از شناختهشدهترین سنگهای آذرین درونی است که فراوانی و زیبایی آن پس از صیقل یافتن، باعث شده است که در معماری مورد توجه باشد. نام این سنگ از واژهی لاتین گرانوم به معنای دانهی گندم گرفته شده است، زیرا بیشتر کانیهای آن به اندازهی دانهی گندم است. بافت آن از نوع آشکاربلورین است و بیشتر از فلدسپات پتاسیمدار، پلاژیوکلاز سدیمدار و کوارتز درست شده است. کانیهای بیوتیت، آمفیبول، هورنبلند و گاهی میکای سفید نیز در ساختمان آن دیده میشود.گرانیتها به رنگهای سفید، خاکستری و صورتی د
یده میشوند که برخاسته از نوع فلدسپات آنهاست.
در صورت وجود مشکلی در خرید و دانلود این فایل به صورت 24 ساعته با من در ارتباط باشید @wwwlonoirآی دی تلگرام 09214087336شماره تماس پشتیبانی این فایل :
دسته بندی | زمین شناسی |
بازدید ها | 26 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 448 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 21 |
سنگ شناسی رسوبی
پیشگفتار
سنگ های رسوبی بیش ازهفتادوپنج درصدسطح زمین را می پوشانند. یک توده رسوبی شامل موادی است که در سطح یا نزدیک سطح زمین ودر محیطی که دارای فشار و حرارت پایین می باشد، انباشته میگردد. معمولاً مواد رسوبی از مایعی که آن ها را در بر می گیرد، در محیط های مختلف رسوبی ته نشین می گردند ، رسوبات به روش های مختلفی تشکیل می شوند. رسوبات در برخی از مواقع از هوازدگی و فرسایش سنگ های قدیمی تر تشکیل می شوند که در این شرایط به رسوب تخریبی یا آواری می گویند. گاهی اوقات رسوبات در اثر فرایند های بیولوژیکی ، شیمیایی و یا بیو شیمیایی ، نیز تشکیل می شوند.
بعنوان مثال تشکیل رسوبات تبخیری نظیر نمک و گچ یک فرایند شیمیایی محض و تشکیل بافیمانده صدف جانداران آب زی یک فرایند بیوشیمیایی است. مواد رسوبی هرگاه تحت تاُثیر فرایندهای سنگ زدایی قرار گیرند تبدیل به سنگ رسوبی می شوند . مطالعه سنگ های رسوبی برای ما بسیار حائز اهمیت است ، زیرا اطلاعات ما دربارهی چینه شناسی و بسیاری از معلومات ما درباره تاریخ گذشته زمین در این سنگ ها نهفته است. بخش مهمی از ذخایر معدنی که دارای ارزش قابل توجهی می باشند از سنگ های رسوبی بدست می آیند. بعنوان مثال همه یا قسمت عمده نفت ، گاز طبیعی ، زغال ، نمک ، گوگرد، املاح پتاسیم، سنگ گچ ، سنگ اهک ، فسفات، اورانیوم ، منگنز، و همچنین موادی مانند : ماسه، سنگ های ساختمانی، رس های سفال سازی، از سنگ های رسوبی بدست می آیند. بدلیل ارزش اهمیت مطالعه این گونه سنگ ها در کشورهای پیشرفته ،دین رشته های تخصصی بررسی این سنگ ها در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری دایر شده است، در کشور ما نیز بعد از انقلاب پرشکوه اسلامی توجه خاصی بر زمین شناسی خصوصاً رسوب شناسی و سنگ شناسی رسوبی شده است و این رشته تخصصی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری تدریس شده است.
سنگ های رسوبی
سه جزء اصلی بافتی سنگ های رسوبی تخریبی عبارتند از
1- دانه ها که در حد گراول ، ماسه ، و سیلت میباشند
2- ماتریکس یا ماده زمینه که از ذرات دانه ریز در حد سیلت و رس تشکیل شده و دانه های رسوبی را در بر میگیرد.
3- سیمان که به صورت شیمیایی تشکیل شده وعمدتاً از جنس سیلیس و یا کربنات کلسیم می باشد، البته برخی از اوقات سیمان از جنس اکسید آهن نیز دربین دانه ها تشکیل می شود. سیمان دانهها را به یکدیگر می چسباند. در بسیاری از مواقع بین دانه ها فضاهای خالی باقی می ماند که بعداً ممکن است توسط آب های زیرزمینی و یا نفت و گاز اشغال شود که برخی از رشته های تخصصی زمین شناسی نظیر آب شناسی و زمین شناسی نفت وظیفه بررسی این فضاهای خالی را که اصطلاحاً تخلخل نامیده میشوند را دارند.
1_ اندازه دانهها
یکی از مهمترین شاخصه های بافتی رسوبات و سنگ های رسوبی اندازه دانه های تشکیل دهنده آن می باشد. زیرا توسط بررسی اندازه دانه ها میتوان انرژی عامل حمل ونقل و دوری و نزدیکی رسوب نسبت به ناحیه فشار را تعیین نمود و به واسطه اندازه دانه ها تقسیم بندی رسوبات و سنگ های رسوبی مطابق جدول زیر انجام می شود. طبقه بندی دانه ها از روی بلندترین قطر آنها صورت می گیرد که برای اولین بار توسط ونثورث واودرن ارایه شد. این مقیاس لگاریتمی بوده و در آن ، هر درجه ای برابر بزرگتر از درجه قبلی است. امروزه این مقیاس میلی متری نیز معروف است.
2_شکل دانه grain shape
شکل دانه عبارت از توصیف فرم هندسی دانه در رسوب یا سنگ است که توسط فرم، کروپت ، گردشدگی و بافت سطح دانه مورد بررسی قرار میگیرد.
الف ) فرم form : فرم عبارت است از رابطه بین سه قطر اصلی تشکیل دهنده یک دانه می باشد ( اقطار بلند، کوتاه، متوسط) که براساس آن دانه ها ممکن است به اشکال زیر دیده شوند.
در صورت وجود مشکلی در خرید و دانلود این فایل به صورت 24 ساعته با من در ارتباط باشید @wwwlonoirآی دی تلگرام 09214087336شماره تماس پشتیبانی این فایل :