سنگ‌های دگرگونی

سنگ‌ها و کانی‌ها تحت شرایطی که در آن شکل ‌گرفته‌اند پایدار می مانند؛ اما با تغییر در شرایط، سنگ‌ها نیز تغییرمی‌کنند. 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 مجموعه‌ایی از کانی‌های متبلور سنگ تعبیر می‌شود. این تغییرات ممکن است 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 به وجود آیند.

این گروه از سنگ‌ها، سنگ‌های ثانویه هستند که از دگرگون شدن دیگر سنگ‌ها تشکیل می‌شوند. عامل دگرگونی می‌تواند فشار لایه‌های بالایی، گرما، اثر سیال‌ها و جانشینی باشد. به طور كلی می‌توان گفت كه اگر سنگ‌های آذرین ، رسوبی و یا حتی دگرگونی مدت زیادی در اعمــاق زمیــن بماننـد، بدون آنكه ذوب‌شده یا خـُــرد شـوند، در اثر فشار و گرمای زیادی كه بر آن‌ها وارد می‌شود، تغییر پیدا می‌کنند. این سنگ‌ها مانند آجر پخته ‌شده و شکل قبلی خود را از دست می‌دهند، به طوری كه دیگر شباهتی به سنگ‌های اولیه ندارند؛ سنگ‌هایی كه بدین گونه تشكیل می‌شوند، به سنگ دگرگونی یا دگرگون‌شده موسوم‌اند.

از جمله سنگ‌های دگرگونی می‌توان ماربل، گنــایس، سنگ لوح، كوارتزیت و الماس را نام برد. از آنجایی كه این سنگ‌ها در زیرزمین و دور از چشم ما و در زمانی بسیار طولانی به وجود می‌آیند، مطالعه روی آن‌ها كمی دشوارتر از مطالعه سنگ‌های آذرین و رسوبی است. با این وجود، مطالعات بسیاری در مورد انواع سنگ‌های دگرگونی و نحوه تشكیل آن‌ها صورت گرفته است.

جورج بارو با بررسی زمین‌شناسی سنگ‌های دگرگونی در اسکاتلند، نشان داد که سنگ‌های دگرگونی این مناطق یک تغییر تدریجی در بافت و ترکیب کانی‌شناسی دارند و نتیجه این مطالعات باعث کشف زون دگرگونی تدریجی گردید. بررسی زون های مختلف کانی‌های دگرگونی در نواحی مختلف توسط تیلی (1925)، هارکز (1932) و بارس (1936) صورت گرفت ولی در هیچ‌کدام از این مطالعات مسئله پیوند بین فرایندهای زمین‌شناسی و فرایندهای دگرگونی تدریجی به دقت مورد نظر قرار نگرفت.

انواع دگرگونی

دگرگونی دینامیکی یا دگرگونی کاتاکلاستیک:

دگرگونی کاتاکلاستیک مربوط به تغییر شکل مکانیکی است. مثلاً زمانی که دو بلوک سنگی در یک زون گسلی از کنار هم عبور می‌کنند، این نوع دگرگونی رخ می‌دهد. بر اثر لغزشی که در زون گسلی روی می‌دهد و بر اثر اصطکاک ایجادشده، گرما تولید می‌شود. سنگ‌ها در این قسمت خرد و ساییده می‌شوند. دگرگونی کاتاکلاستیک چندان معمول نیست و اغلب در زون های باریکی که در آن‌ها لغزش روی می‌دهد، اتفاق می‌افتد.

دگرگونی مجاورتی یا دگرگونی حرارتی:

دگرگونی مجاورتی در نزدیکی توده‌های نفوذی رخ می‌دهد. دگرگونی مجاورتی با دمای بالا همراه است و این گرما از توده‌های نفوذی حاصل می‌شود. از آنجایی که محدوده کوچکی از اطراف توده نفوذی تحت تأثیر قرار می‌گیرد، دگرگونی مجاورتی محدود به یک زون کوچک است که به آن هاله دگرگونی گفته می‌شود. خارج از محدوده هاله دگرگونی، دگرگونی اتفاق نمی‌افتد.

دگرگونی ناحیه‌ایی:

این نوع دگرگونی در محدوده وسیعی اتفاق می‌افتد و میزان تغییر شکل در آن بسیار است؛ بنابراین، دگرگونی ناحیه‌ایی سبب تشکیل شدن سنگ‌های دگرگونی با فولیاسیون بالا می‌شود. این سنگ‌ها شامل اسلیت ها، شیست ها و گنیس ها هستند. به عنوان مثال، زمانی که صفحه‌ی دو قاره با یکدیگر برخورد می‌کنند، فشاری بر سنگ‌ها وارد می‌شود. سنگ‌های دگرگونی ناحیه‌ایی در مرکز مناطق کوه زایی تشکیل می‌شوند. فشار باعث چین‌خوردگی شده و سبب افزایش ضخامت پوسته می‌گردد. چین‌خوردگی و ضخیم شدگی سنگ‌ها، آن‌ها را به سمت اعماق با فشار و دمای بالا سوق می‌دهد.

دگرگونی انباشتی یا دگرگونی استاتیک:

زمانی که سنگ‌های رسوبی در اعماق چند صد متری دفن می‌شوند، دماهای بیشتر از 300 درجه سانتی‌گراد ایجادشده و کانی‌های جدید تشکیل می‌شوند؛ اما به نظر می‌‌رسد که سنگ‌ها دگرگون نمی‌شوند. عمده‌ترین کانی‌هایی که در دگرگونی دفنی تولید می‌شوند، زئولیت ها هستند. دگرگونی دفنی بسیار شبیه دیاژنز بوده و از لحاظ افزایش دما و فشار با درجات دگرگونی ناحیه‌ایی قابل مقایسه است.

دگرگونی زیر کف اقیانوس‌ها دگرگونی هیدروترمال یا دگرسانی هیدروترمال:

این نوع دگرگونی نتیجه جریان سیال‌های داغ و فعال شیمیایی در داخل سنگ‌هاست و باعث دگرگونی درجه پایین و تشکیل شدن سرپانتین و اسکارن می‌شود.

دگرگونی اصابتی یا دگرگونی ضربه‌ای:

این نوع دگرگونی زمانی اتفاق می‌افتد که شهاب‌سنگ‌ها با سرعت بالای خود به سنگ‌ها برخورد می‌کنند و باعث شوک حرارتی و فشاری شدید در سنگ می‌شوند.

نمونه‌ایی از سنگ‌های دگرگونی

سنگ ماربل:

سنگ ماربل بر اثر دگرگون شدن سنگ آهک یا دولومیت ایجاد می‌شود. ماربل اغلب دارای بلورهای درشت است که وجه تمایز آن با سنگ‌های کربناتی رسوبی می باشد. کانی اصلی تشکیل‌دهنده‌ی اغلب ماربل‌ها، کلسیت است؛ البته دارای کانی‌هایی مانند کوارتز، گرافیت، هماتیت، لیمونیت، پیریت و چند كانی دیگر نیز هستند. در ایران، در برابر کلمه ماربل به اشتباه از واژه مرمر استفاده می‌شود. در حقیقت ماربل یک سنگ دگرگونی است، اما سنگی که برای تجارت در ایران به عنوان مرمر شناخته می‌شود معادل واژه اونیکس ماربل بوده و عبارت است از یک سنگ لایه لایه نیمه شفاف و ریزبلور (متشكل از کلسیت).

سنگ لوح:

یک نوع سنگ از دگرگونی آرژیلیت، شیل و در موارد خاصی از سنگ‌های آذرین خیلی ریزبلور - نظیر توف‌ها - به وجود آمده است. ارزش اقتصادی این سنگ به طور اهم به وجود صفحات جدایش، که کلیواژ نامیده می‌شود، بستگی دارد. این خاصیت در سنگ‌های لوح متفاوت است. برخی از آن‌ها را می‌توان به سادگی به صفحات نازک تقسیم کرد و در برخی دیگر این کار، خیلی به دشواری صورت می‌گیرد. یخبندان اثر خیلی بدی روی قابلیت جدایش لایه‌ها دارد، لذا سنگ را باید در معدن تا تازه است استخراج کرد.

کوارتزیت:

کانی اصلی این سنگ را کوارتز تشکیل می‌دهد. گاهی اوقات به طور ناچیز میکا، فلدسپات، آپاتیت و گارنت نیز در آن دیده می‌شود. رنگ کوارتزیت معمولاً سفید و اگر ناخالصی داشته باشد، رگه‌هایی از خاکستری در آن دیده می‌شود، که معمولاً ناشی از دگرگون شدن ماسه‌سنگ‌های کوارتزیتی است. این سنگ از مقاومت نسبتاً خوبی برخوردار بوده و جهت استفاده برای کف و پله، به کار می‌آید.