رسوبات آهن دار

رسوبات آهن دار

   

تمام سنگهاي رسوبي تا حدودي داراي مقداري آهن هستند ولي اگر اين مقدار از 15 درصد تجاوز کند آن را رسوبات يا سنگ هاي آهن دار نامگذاري مي کنند .

گرچه تمام سنگهای رسوبی تا حدودی دارای مقداری آهن هستند ولی اگر این مقدار از 15 درصد تجاوز کند آن را رسوبات یا سنگ های آهن دار نامگذاری می کنند . کانیهای آهن دار بیشتر اکسیدها ( هماتیت و مگنتیت ) ، هیدرواکسیدها ( گوتیت و لیمونیت ) ، کربناتها ( سیدریت ) ، سیلیس دارها ( شاموزیت و گرینالیت و گلاکونیت ) و سولفیدها ( پیریت و مارکاسیت ) می باشد .
آهن بیشتر از تجزیه سنگهای رسوبی و آذرین آهن دار نتیجه می شود. این سنگها در مناطق گرمسیری با آب و هوای مرطوب و ارتفاع کم تجزیه می شوند و یون آهن آزاد می گردد . این یون های آزاد شده توسط جریان آب رودخانه به دریا حمل می شود . سپس یون آهن در اثر ترکیب با عناصر دیگر رسوب کرده و تشکیل رسوبات آهن دار را می دهد و یا اینکه به اعماق برده شده و تشکیل کنکرسیون های آهن را می دهد . ضمناً امکان ته نشست آهن در بین رسوبات در سطح زمین وجود دارد که باعث تشکیل رنگ قرمز در آنها می شود . منشأ دیگری که برای آهن در محیطهای دریایی در نظر گرفته شده است ، انحلال کانیهای آهن داری است که قبلاً در روی کف دریاها رسوب کرده اند . همچنین فعالیتهای ولکانیکی در دریا می تواند منشأ دیگری برای آهن باشد . ضمناً برای تشکیل رسوبات آهن دار در محیطهای دریایی باید میزان رسوبگذاری آهسته باشد . این احتمال وجود دارد که یون های آهن توسط فرآیند جابجایی آب همراه با بالا آمدگی آن از مناطق عمیق دریا به طرف فلات قاره ، برای تشکیل رسوبات آهن دار ، آورده شده باشند .


اکسید آهن بخش مهم تشکیل دهنده رسهای انباشته شده در دریاهای عمیق است آنها به عنوان آریخت یا بلور ضعیف قهوه ای مایل به قرمز به صورت لایه ای روی رس را پوشانده اند و دیگر مواد معدنی به صورت دانه های ریز موجود در رسوبات هستند.ذخیره های بنیانی پر آهن در محیط اکسید کننده راس و طرفین پشته های بسیار گسترده اقیانوس یافت می شوند. در اینجا لجنهای کربنی با لکه های قهوه ای ممکن است دارای 14% Fe2O3 باشد. کانیهای آهن –منگنزی در این رسوبات معمولا وابسته به فعالیتهای گرمابی مربوط به پشته های اقیانوسی آتشفشانی هستند. این ارتباط نتیجه نفوذ آب دریا در سنگهای داغ آتشفشانی است یعنی جاییکه آب دریا به خاطر واکنشهای زمین شناسی با گدازه های تازه بسیار گرم شده و اسیدی و حل کننده می شوند. وقتیکه این محلول داغ با آب سرد دریا مخلوط می شود سولفیدها قبل از همه رسوب می کنند. با مخلو ط شدن بیشتر آهن و منگنز رسوبات را اکسید کرده و رسوبات بنیانی پر آهن تولید می کنند

توده هاي تبخيري يا ته نشست هاي نمکي

 توده هاي تبخيري يا ته نشست هاي نمکي

   

اين سنگها در اثر تبخير آب و بالا رفتن درجه شوري آن تشکيل مي شوند .

همانطور که از نامشان پیداست ، این سنگها در اثر تبخیر آب و بالا رفتن درجه شوری آن تشکیل می شوند . مهمترین رسوبات تبخیری که در طبیعت به مقدار زیادی یافت می شوند ، کلریدها و سولفاتهای سدیم ، پتاسیم ، منیزیم و کلسیم هستند . از عمده ترین نوع سنگهای تبخیری می توان ژیپس یا گچ ( سولفات کلسیم آبدار ) ، انیدریت ( سولفات کلسیم ) و نمک طعام یا هالیت را نام برد . کانیهای سولفات کلسیم در طبیعت به صورت بلورهای منفرد یا مجزا و یا خوشه ای در سنگهای میهمان از قبیل کربناتها و آواریها یافت می شوند . علاوه براین ، غالباً این کانیها به صورت رسوبات لایه ای با ضخامت زیاد در طبیعت وجود دارند که حاوی مقدار کمی کربنات ، سیلیکات و یا کانیهای کربن دار هستند .
انیدریت و ژیپس ممکن است به صورت نودول ، توده ای و یا لامینه دیده شوند . بطور کلی بر اثر بالا رفتن درجه حرارت ، میزان تبخیر افزایش پیدا می کند و آب از مواد محلول در خود اشباع شده و باعث رسوبگذاری کانیهای تبخیری می گردد . این چنین محیطهایی هم در مناطق غیر دریایی و هم در محیطهای دریایی وجود دارد

رسوب شناسی

ریشه لغوی

Sedimentologg یا رسوب شناسی نام خود را از واژه لاتین Sedimentum گرفته است که به معنای رسوب کرده است.

دید کلی

سنگهای رسوبی ، از انباشت ذرات ناشی از خرد شدن انواع سنگهای دیگر بوجود آمده‌اند. این ذرات ، معمولا به کمک نیروی گراویته ، آب ، باد و یا یخ به محل جدید خود منتقل شده و در آنجا به ترتیبی جدید نهشته می‌شوند. برای مثال ، امواجی که به ساحل صخره‌ها برخورد می‌کنند، ممکن است که از این طریق ، ذرات ریگ و شن دریا کنار دیگری را در همان نزدیکی فراهم آورند. این نهشته‌های ساحلی اگر سخت می‌شدند، سنگی رسوبی تشکیل می‌یافت. یکی از مهمترین خاصه‌های سنگهای رسوبی ، لایه بندی رسوبات تشکیل دهنده آنهاست.

 

ادامه نوشته

نحوه تجمع رسوبات

نحوه تجمع رسوبات

تجمع رسوبات به تعادل میان انرژی محیط و اینرسی ذرات رسوبی بستگی دارد. برای نمونه رسوبات جابجا شده به دهانه رودخانه ها بوسیله امواج و جریان های دریایی به مکان دیگری با انرژی کمتر از حد انرژی رسوب گذاری ذرات جابجا می شود. برای جابجایی ذرات رسوب شده به انرژی بیشتری نسبت به کمترین حد انرژی حرکتی رسوبات نیاز است. این مفهوم به عنوان تراز پایدار مطرح است. رسوبات با اندازه و چگالی مشخص در ناجیه های در تراز پایدار انرژی خود نهشته می شوند ولی مواد کوچکتر در آنجا نهشته نشده و بصورت معلق به مکان دیگری با انرژی کمتری جابجا می شوند. این فرایند باعث ایجاد عمل سورت شدن (Sorting) می شود. بدین معنی که مکان نهشته شدن ذرات ماسه ای، ذرات سیلت و رس، وذرات درشت دانه در مکان های متفاوتی صورت می گیرد. تراز پایدار در ماکن مشخص با زمان تغییر می کند، بنابراین در حین یک دوره ممکن است ذرات ماسه ای در ابتدا نهشته شوند. سپس ذرات کوچکتر سیلت و رس بر روی آنها نهشته شوند. با اتفاق این سکانس بطور متوالی در چند مرتبه، تناوب شیل و ماسه در لایه های رسوبی دیده می شود که به عنوان مکان مناسبی برای تجمع هیدروکربن ها مطرح می باشند.
پیرسون (Pirson) سه نوع منطقه فیزیوگرافی را مطرح می سازد. در این مناطق رسوبات کوارتزی، گری وکی و آرکوزی نهشته می شوند. هر کدام بسته به شیب زمین زمان لازم برای فرسایش شیمیایی رسوبات در حین حرکت به سمت حوزه متفاوت می باشد.
در حین دوره های فعالیت کوهزایی ضعیت در زمین های صاف محاط شده بوسیله دریاهای کم عمق، فرسایش مکانیکی زمین در کمترین حد خود می باشد. در صورتیکه فرسایش شیمیایی با بیشترین سرعت خود بر روی رسوبات اعمال می شود زیرا زمان ایستایی آب نفوذی در نزدیک سطح زمین بطور نسبی زیاد می باشد. در این شرایط فرایند فرسایش باعث کامل شدن و ایجاد ترکیبات پایداری از سنگ های آذرین و دگرگونی مانند کوارتز و زیرکون در رسوبات آواری می شود. این موارد به گودی های موجود در دریا منتقل شده و بصورت رسوبات یکدست و سورت شده نهشته می شوند. رسوبات مکمن است بصورت سازند های ماسه ای ناپیوسته باقی بمانند و یا بوسیله کربنات، سیلیس، رس و ترکیبات آهن دار جدا شده از آب دریا، محلول های نفوذی و یا آب های آهن دار جدا شده از آب هایی که در مراحل بعدی وارد محیط رسوبی شده اند، سیمانی شده و حالت یکپارچه به خود بگیرند (تصویر 1). تغییرات وضعیت آب و هوای منطقه فیزیوگرافی باعث تغییر نوع تجمع رسوبات در حوزه از مواد دانه دانه خالص تا ترکیبات سیلت، رس و مواد آلی خواهد شد. این مواد باعث تشکیل شدن لایه های شیلی شده که در نهایت به سنگ منشا و پوش سنگ مناسبی تبدیل می شوند.
مخازن کوارتزی دانه دانه سورت شده دارای تراوایی عمودی Kv نسبتا بالایی هستند. با توجه به بالا بودن نسبی تراوایی عمودی، تراویی افقی بیشتر از آن می باشد. بنابراین بردداشت اولیه از نفت نسبتا زیاد خواهد بود، در حالی که بردداشت ثانویه بخاطر ایجاد پدیده fingering و آب زدگی چاه کم خواهد شد.
پیرسون ماسه سنگ های Oriskamy در پنسیلوانیا، ماسه سنگ های S.t.Peter در Illinois، ماسه سنگ های Wilcox در Oklahama و ماسه سنگ های Tensleep در Wyoming را به عنوان نمونه ای از مخازن کوارتزی نام برده است.

تصویر 1) تجمع رسوبات کوارتزی در حوزه قلات قاره با شیب کم. در سطح کم شیب، فرسایش مکانیکی در کمترین حد خود ولی تجزیه شیمیایی برای ایجاد کوارتز در بیشترین حد خود قرار دارد.

در شرایطی نواحی بالا آمده زمین دارای شیب کافی برای جلوگیری از فرسایش شیمیایی سنگ های سطحی و تبدیل آنها به کانی های پایداری مانند کوارتز می باشد، رسوبات آواری در حوزه بصورت قطعه سنگ های مختلف و یا رسوبات گری وکی نهشته می شوند. قطعات رسوبی در شکل های نامنظم و با سورت شدگی ضعیفی بهمراه مقادیر زیادی مواد رسی مشاهده می شوند. تغییرات آب و هوایی منطقه فیزیوگرافی باعث تجمع ذرات با اندازه های گوناگون (رسوبات کوچک بر روی رسوبات درشت) و تشکیل سنگ های پوششی سنگ مخزن می شوند (تصویر 2). تراوایی این مخازن در مسافت های کوتاه متفاوت می باشد و تراوایی عمودیشان معمولا خیلی خیلی کمتر از تراوایی افقیشان می باشد. اختلاف زیاد در تراوایی یکی از دلائل ظاهر نشدن مخازن گری وکی بخوبی مخازن کوارتزی در بردداشت اولیه می باشد. ولی این مخازن در بردداشت ثانویه بخوبی عمل می کنند. بخاطر اینکه رسوبات گری وکی متخلخل دارای کانی های رسی می باشند، مخازن معمولا به آب حساس (تورم رس ها و حرکت قطعات رسی) می شوند. ماسه سنگ های بردفورد (Bradford) در پنسیلوانیا و ماسه سنگ های بارتلسویل در اکلاهاما نمونه هایی از سازند های ماسه سنگ گری وکی می باشند.

سومین دسته از آواری ها، رسوبات آرکوز می باشند که در حوزه ها Denderitic نزدیک به نواحی پر شیب نهشته می گردند. بخاطر شیب زیاد، فرسایش شیمیایی رسوبات بصورت کامل انجام نمی شود و سبب نهشته شدن رسوبات با اندازه های متفاوت خواهد شد. رس های فعال و کانی های غیر پایداری مانند فلدسپار ها با ذرات دیگر مخلوط شده و باعث ایجاد عوامل سیمانی بسیاری می شوند. شرایط آب و هوایی فیزیوکرافی منطقه باعث نهشته شدن آواری های بزرگ دانه بهمراه رسوبات کوچک دانه خواهد شد که این ترکیب مناسبی برای تشکیل پوش سنگ می باشد (تصویر 3).

تصویر 2) تجمع رسوبات گری وکی در حوزه ژئوسینکلاین کنار زمین هایی با شیب ملایم.

 

تصویر 3) شرایط ایده آل که باعث تجمع رسوبات آرکوز شده است. شیب زیاد زمین باعث ناکامل بودن فرسایش شیمیایی و در نتیجه ایجاد رسوبات آرکوز خواهد شد.

در این شرایط مخازن با ضخامت زیاد تشکیل شده ولی تراوای افقی و عمودی آنها به شدت متفاوت و متغیر می باشد. بنابراین بردداشت اولیه و ثانویه پایینی خواند داشت. وجود رس های حساس به آب در مخازن نیز مزید بر این کاهش بردداشت می شود. سازند رودخانه Kern در کالیفرنیا و گرانیت واش در اکلاهامای تکزاس از نوع آرکوز می باشند.