منشورهای بازالتی چگونه شکل گرفته اند؟

روانه های گدازه بازالتی غالباً به صورت منشورهای کم و بیش منظم انجماد می‌یابند. این منشورها معمولاً شش‌گوش‌اند ولی گاهی ممکن است دارای ۴ یا ۵ و حتی ۷ ضلع باشند. درازای منشورها از چند دسیمتر تا ۲۵ متر هم رسیده است و پهنای آنها نیز در حدود ۳۰ تا ۱۲۰ سانتیمتر است. اگر چه بسیاری از آنها شش‌گوش هستند ولی تقارن هندسی ندارند. جدار قائم آنها مسطح و غالباً موج‌دار است. در طول منشور،شکستگیهای عرضی دیده می‌شود که بر محور قائم منشور عمودند. هرگاه، ارتفاع منشور کم‌ یعنی در حدود کمتر از ۱۰ سانتیمتر باشد به آن‌ دبی‌سنگفرشی می‌گویند.

حد فاصل بین دو منشور که روی هم قرار داشته باشند سطح صاف نیست، این سطح عموماً در وسط صاف و به سمت خارج دارای اشکال مقعر و محدب‌است. سطح فوقانی منشورهای بازالتی از یک قشر اسکوری که ضخامت آن گاه تا ۴۰ سانتیمتر هم رسد پوشیده شده است. این قشر در هر گدازه در حال سرد شدن نیز بوجود می‌آید که ناشی از خروج و تجمع گازها در سطح فوقانی و در حال خروج است. در زیر این قشر، منشورهای فوقانی با ستون‌بندی نامنظم و در هم بر هم دیده می‌شود، ولی در بخش تحتانی ستون‌ها منظم و تا حدی موازی و ضخیم‌ترند.

شکاف های بین ستون های منشوری منشاء اولیه دارند یعنی در زمان سرد و سنگ شدن روانه های گدازه اتفاق می افتند. این شکاف ها با درزه ها و شکاف هایی که در اثر فعالیت ها و نیروهای تکتونیکی و بعد از تشکیل سنگ ها در آنها ایجاد می شوند تفاوت دارند.

شایع‌ترین شکافها در سنگها به شرط آنکه عوامل تکتونیکی در آن دخالت نداشته باشند عبارتند از:
الف ـ در رس‌ها: همه ما مسئله خشک شدن رسها،به خصوص هنگامی که آب سطحی آنها خشک شده باشد دیده‌ایم. این عمل نتیجه خشک شدن و انقباض است. در اینجا، حجم کانیها با از دست دادن آب به سرعت کاهش می‌یابد.

ب ـ بمب‌های قشر نانی: در آتشفشان‌های نوع استرومبولی که شیب دامنه آتشفشان نسبتاً تند است، قطعات گدازه در حال انجماد که در امتداد شیب دامنه به پایین می‌غلطد و اشکال مدور با شکاف‌ها ۳ تا ۵ سانتیمتر ایجاد می‌کند. در گذشته به آن بمب قشر نانی می‌گفتند. در واقع این اشکال به خصوص اگر از نوع بازالتی باشد، بمب نبوده بلکه قطعات جریانی Block Flow می‌باشند که نمونه‌ای از آن در دماوند به قطر ۴۰ سانتیمتر هم دیده‌ شده است. در هنگام انجماد شکافهای ناشی از انقباض در سطح این بمب ها بوجود می‌آید و چون بخش درونی هنوز حالت خمیری دارد، لذا پس از توقف شکل آن تغییر می‌کند و کوتاه می‌شود. ترکها در قطعات جریانی، فقط در سطح تماس با هوا بوجود می‌آید و در محل تماس با زمین یا ترک دیده نمی‌شود یا آنکه بسیار ریز و میلیمتری است. این نکته خود در تشخیص این قطعات سرخورده از دامنه وسیله خوبی بشمار می‌آید.

ج ـ اگنیمبریت‌ها: یکی از موارد تشخیص روانه‌های ایگنیمبریتی، ستون‌بندی منشوری در آنها است. خاطر نشان می‌کنیم که ایگنیمبریت روانه‌های نیمه جامد و بسیار داغ و دمایی نزدیک به نقطه سولیدوس دارند. ستون های منشوری در ایگنمبریت ها تشکیل می شود زیرا قطعات شیشه زیاد دارند و بسیار روان هستند.

د ـ در بازالتها و آندزیت‌ها به خصوص هنگامی که بسیار روان و داغ باشند.

به طور کلی ستون‌بندی منشوری در شرایط زیر امکان‌پذیر است:
۱ـ گدازه باید دارای جریان صفحه‌ای باشد.
۲ـ دمای آن زیاد و در حدود دمای سولیدوس باشد
۳ـ سرد شدن سریع باشد زیرا هر قدر مقدار شیشه سنگها زیادتر باشد شکاف بارزتر و مشخص‌تر است.
۴ـ واجد گاز اندک باشد. به همین دلیل در ستون‌ها، حباب گاز بسیار ناچیز است.

تمام عوامل فوق به هم وابسته‌اند. چنانکه وقتی دما زیاد باشد ویسکوزیته آن کم، گازها به آسانی خارج می‌شوند و اختلاف درجه حرارت با محیط زیادتر خواهد بود.

نحوه تشکیل ستون‌های بازالتی
اسپری، پک و میناکامی ۱۹۷۵، نحوه تشکیل ستون‌های بازالتی در دریاچه گدازه‌ها و اپی را مورد بررسی قرار دادند. آنها نشان دادند با انجماد گدازه، پوسته‌ای در سطح دریاچه به وجود می‌آید. هنگامی که ضخامت پوسته به حدود ۰/۵ سانتیمتر می‌رسد شکافهایی عمود بر سطح گدازه پدید می‌آید. در این حالت دمای پوسته در حدود ۹۰۰ درجه سانتیگراد است. در حالی که دمای بخش زیرین کمی بالاتر از دمای سولدوس یعنی حود ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد است. با کاهش بیشتر دما در بخش درونی، شکافها به سمت داخل گسترش می‌یابند. اگر چه برای تشکیل ستون‌بندی بازالتها، نظریه‌های مختلف ابراز شده است، ولی با توجه به شرایط تشکیل که در بالا ذکر شد می‌توان نتیجه گرفت که عامل اصلی جمع‌شدگی و انقباض است.

مسلماً در حالت مذاب، ماده فاقد شکاف است و شکاف تنها در حالت جامد حاصل می‌شود. در حالت انجماد، وزن حجمی زیاد می‌شود و در نتیجه حجم کاهش می‌یابد. این عمل با جمع‌شدگی و انقباض توأم است. حال فرض می‌کنیم که یک توده نیمه جامد از قسمتهای سطحی در حال سردشدن باشد، انقباض سبب کاهش سطح از نقطه مرکزی می‌شود. در این نقطه بین هم چسبی (Cohesion) ماده و انقباض تعادل برقرار است با ادامه سرد شدن، نیروی انقباض بیشتر از نیروی هم چسبی می‌شود و در نتیجه شکاف به طرف بخش زیرین گسترش می‌یابد. بنابراین در دمای معین، در سطح گدازه شکافهایی با زاویه به وجود می‌آید. باز شدن این زاویه در ترازهای مختلف موجب پیدایش نوعی لغزش متفاوت با مقیاس کوچک می‌شود که ادامه آن موجب تغییر شکل در سطح سنگ می‌گردد. مقدار این تغییر شکل بسیار محدود است. زاویه در اینجا تابع صلبیت Rigidity سنگ است. هر قدر صلبیت سنگ بیشتر باشد زاویه کوچکتر می‌شود.

اگر سرد شدن خیلی سریع باشد، انقباض به سرعت در سطح گسترش می‌ یابد و با توجه به دما و ضخامت گدازه به درون کشیده می‌شود و زاویه شروع به باز شدن می‌نماید و سریعاً به مقدار ماکزیمم خود می‌رسد. در این حالت لازم است شکاف دیگری با فاصله معین در سنگ ایجاد شود میزان این فاصله به استحکام سنگ و درجه حرارتی که مقدار انقباض را مشخص می‌کند وابسته است. چون این دو عامل (استحکام سنگ و دما) در یک سطح افقی مشابه هم تغییر می‌کند، لذا شکافها متساوی الفاصله خواهند بود و فواصل نقاطی که نقش مرکز را بازی می‌کنند مساوی خواهد بود (یعنی فاصله خط المرکزین آنها با هم یکسان است). بنابراین از به هم وصل شدن مرکز شکافها یک مثلث متساوی‌الاضلاع به وجود می‌آید که محل شکافها عمود منصف اضلاع این مثلث است.
اگر سرعت سرد شدن زیاد باشد انقباض سریعتر انجام می‌شود و زاویه با سرعت رشد می‌کند. این عمل موجب شکافهای متعدد می‌شود و به این ترتیب منشورهایی با ابعاد کوچکتر به وجود می‌آید. این واقعیت را می‌توان از مقایسه منشورهای کوچک فوقانی نسبت به ستون بزرگتر اعماق و یا ستون‌های حاشیه‌ای به ستون‌های داخلی سنجید.

در ۲۵ کیلومتری ماکو در کنار جاده ماکو -چالدران ذخیرگاه نادری از منشورهای بازالتی زیبا در ایران وجود دارد که زمان تشکیل آن به دوران سوم زمین شناسی (دوران سنوزوئیک) بر می گردد .ستون های منشوری بازالتی ماکو ، یکی از نمونه های کم نظیر جهان است که از انجماد گدازه های آتش فشانی در عهد حاضر یعنی دوره ی کواترنزی پدید آمده است. انقباض ناشی از انجماد گدازه و نیروی کششی در سه جهت موازی با سطح گدازه و با فاصله زاویه ای ۱۲۰ درجه از یکدیگر اثر می کنند.

منبع: پایگاه ملی داده های علوم زمین

تصاویر منشورهای ماکو از خبرگزاری مهر

0 پاسخ

ثبت دیدگاه

مایل به ملحق شدن به بحث هستید ؟
به ما بپیوندید !

پاسخ دهید