حفاری

حفاري

كندن چاه و رسيدن به هدف مورد نظر را حفاري مي گويند حفاري يكي از كارهاي پيچيده و گران و طاقت فرسا وتخصصي در صنعت نفت بشمار مي رود. هر كاري كه ما قبل از حفاري انجام داده باشيم در صورتي كه عمل حفاري بدرستي انجام نگيرد بي فايده است.
بنابراين به حفاري خيلي اهميت مي دهند قبل از حفاري ما فقط با تخيل و فرضيات مختلف لايه ها و عمق ها را تعيين مي كنيم ولي در حفاري واقعاً به اينها مي رسيم زمين شناس، مهندس راه و ساختمان، حفار و … همه دست به دست هم مي دهند تا حفاري به طور مداوم انجام شود. چون هزينه دكل و لوازم حفاري خيلي گران است.بنابراين حفاري در سه نوبت و بطور 24 ساعته انجام مي گيرد.
تعيين محل حفاري نيز مهم است مثلاً فاصله آن از مناطق مسكوني، چاههاي مجاور، مسكوني فشار قوي برق و ….. كه اينها همه تخصصي و مخصوص به خود را دارند بعد از تعيين محل مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب كردن وسايل مورد نياز، اتاق ها، جاده و … مي كند سپس دكل به منطقه آورده مي شود و عمل بطور 24 ساعته انجام مي شود. عمل حفاری بوسیله دکل صورت میگیرد . این دکل ابتدا بصورت جدا از هم به محل آورده میشود . سپس آن را در محل سر هم کرده و آمده حفاری میکنند . دکل و وسایل حفاری بصورت کرایه ای و گران قیمت می باشند بنابراین عمل حفاری بصورت 24 ساعته انجام میگیرد .

لوازم و قطعات حفاری عبارتند از :

1) Hook
قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری

2) Swivel
دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج

3) Mud line
لوله قابل انعطاف ( لاستیکی ) جهت انتقال گل حفاری به داخل لوله های حفاری

4) Derrick
دکل حفاری

5) Kelly
لوله با قطع 6 ضلعی یا 4 ضلعی که بوسیله یک رابط به ........ و از طرف دیگر به لوله های حفاری داخل چاه متصل میگردد

6) Stand pipe
لوله انتقال گل از داخل پمپها به لوله لاستیکی

7) Kelly bushing
بوشن که با دواران خود ... را به حرکت در می آورد

8) Rotary table
صفحه دوار

9) Sub-Structure
پایه های زیر دکل

10) Foundation
پی بتونی زیر دکل

11) Seller
چاله ای که جاه در آن حفر میشود

12) Blow out control
دستگاه جلوگیری کننده از فوران چاه

13) Flow line
لوله انتقال گل برگشتی از داخل چاه به مخازن گل حفاری

14) Shale shaker
محل تفکیک گل حفاری از مواد و سنگ ریزه های حفاری شده

15) Screen
توری فلزی یا الک

16) Return tank
مخزن یا محل تجمع گل برگشتی از چاه

17) Mud pump
پمپ های ارسال گاز از .... به داخل چاه

18) Casing
لوله های دیوار بندی در اندازه های مختلف

19) Annulus
مجرای برگشت گل و مواد حفاری شده از چاه به خارج

20) Drill pipe
لوله حفاری که محتوی گل ارسالی به داخل چاه است

21) Bit
مته حفاری

عمل حفاری بصورت 24 ساعته و در 3 نوبت کاری انجام می شود . ولی همه افرادی که برای حفاری استخدام میشوند بصورت اقماری هستند و باید هر زمان که لازم باشد آماده کار باشند . کما اینکه در بعضی موارد حتی تا 3 روز یا بیشتر فرد وقت استراحت ندارد . عمل طاقت فرسا / وقت گیر / پر هزینه / خطرناک /الوده کننده محیط زیست /.... انجام میگیرد تا چاه به نتیجه برسد.

گل حفاري

يكي از حفاري دوراني گل حفاري است گل حفاري نقش مهم و حساسي در حفاري دارد در واقع سرمايه هاي مالي و انساني به اين ماده بستگي دارد و اشتباهي در انتخاب كردن نوع و وزن آن از بسته شدن چاه تا ذوب شدن دكل و نابود شدن انسان هاي بسياري همراه است. مسير حركت گل بصورت مسير بسته واز كناردكل شروع شده از درون لوله هاي حفاري عبور كرده سپس از شكافهاي درون مته خارج و بعد از آن از كناره هي لوله حفاري به محل اوليه خود بر ميگردد در اين مسير گل نقش هاي تعيين كننده اي دارد. كه عبارتنداز:

- خارج كردن خوده سنگهاي كنده شده ازاطراف مته و آوردن آنها به سطح
- خنك كردن وتقليل اصطحلاك مته با زمين
- محافظت ديواره چاه و ممانعت از ريزش طبقات
- ايجاد تعادل بين مايعات طبقه اي و مايعات داخل چاه
- انتقال گاز و يا نفت طبقات زيرزميني به سطح و دستگاههاي اندازه گيري مثل دستگاه شناسي گازها و يا دستگاه تعيين كننده نوع گاز

وظيفه اصلي گل ثابت نگه داشتن فشار هيدروستكي در داخل چاه است اگر فشار گل از فشار مواد موجود در داخل چاه بيشتر باشد در اين صورت گل به داخل سازنده ها نفوذ كرده و باعث كم شدن (loss) گل مي شود. اگر حفار سرچاهي متوجه اين جريان نشود گل به سرعت كم شده و بعد از تمام شدن و يا كم شدن فشار گل چاه فوران (flow rate) مي كند اين موجب مي شود كه دكل حفاري نابود شود در سازنده هايي كه گاز و يا نفت وجود دارد اين جريان با آتش سوزي همراه بوده و موجب گير كردن لوله حفاري در چاه مي شود كه اين موجب اشكال در حفاري مي شود براي سنگين كردن گل از مواد مختلفي همچون نمك و … استفاده مي شود كه اين تركيبات را با آزمايش بدست آورده اند.

مواد مورد استفاده در گل حفاري

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مقر گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص
برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت
به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری
ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

مواد معدنی که در حفاری استفاده می‌شوند.

بنتونیت :
به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.

میکا :
برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.

گرافیت :
هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.

باریت :
برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.

گالن :
به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.

آهک و دولومیت :
جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.

ژیپس :
برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.

آزبست :
به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.

نمک :
در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.

کربنات و بی‌کربنات سدیم :
به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.

پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی :
این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند

حفاري جهت دار

مواقعي پيش مي آيد كه حفاري عمودي غير ممكن است مثلاً مخزن ما زير منطقه مسكوني و ياتجاري و … آنجا غير ممكن است قرار دارد يادر بعضي مواقع قطعه اي درچاه گم شده و عمل حفاري غير ممكن است بعضي از مخازن نيز cllovser آنها بصورتي است كه اگر اقدام به حفاري عمودي كرديم چاه به آب نمك نشسته واز كار مي افتد در اين موقعيت ها تكنولوژي هايي وجود دارد كه حفاران ميتوانند بوسيله آنها اقدام به حفاري جهت دار كنند اين نكته نيز قابل توجه است كه لوله حفاري قادر به خم شدن حتي تا زاويه 90 نيز مي باشد.
حفاري جهت دار روش هاي متفاوتي دارد مثلاً‌ از ابتدا جهت دار حفاري كنيم و يا اينكه مقداري عمودي و مقداري جهت دار. در بعضي موارد زمين شناس تشخيص مي دهد سازنده ي كه به آن حفاري عمودي برخورد مي كنند باحفاري جهت دار برخورد نمي كنند در صورتي كه اين سازنده سخت باشد عمل حفاري كند پيش مي رود بنابراين با برنامه ريزي دقيق و حساب شده به اصطلاح لايه را دور مي زنند در مناطق دريايي هزينه سكوي نفتي گران تمام مي شود بنابراين با يك سكوي نفتي از چندين مخزن مختلف برداشت مي كنند و ابتكار فقط با حفاري جهت دار امكان پذير است

زمین شناسی(عوامل پایداری و ناپایداری دامنه ها)

ضرورت پهنه بندي ناپايداري دامنه ها

چكيده
كشور ايران جزئي از كمربند چين خورده آلپ – هيماليا است و سيماي توپوگرافي آن طي آخرين فعاليتهاي تكتونيكي و كوهزايي اين كمربند شكل گرفته است به طوريكه ناهمواريهاي زمين و سطوح شيب دار پهنه هاي كوهستاني از ويژگيهاي بارز آن محسوب مي شود. در دامنه كوهستان هركجا كه شرايط زيستي مهيا بوده، انسان سكني گزيده و روستاها و شهرها بتدريج شكل گرفته اند بطوريكه اكثر شهرها و روستاهاي ايران يعني بيش از دو سوم مراكز جمعيتي و س***تي در نواحي كوهستاني و كوهپايه اي واقع شده است. بسياري از دامنه ها در نواحي كوهستاني در شرايط ناپايداري قرار دارند و رخداد پديده هايي همچون زلزله، دامنه هاي ناپايدار را مجبور به سقوط مي نمايند بطوريكه اين حركات دامنه اي در برخي مناطق موجب ايجاد تلفات و خسارات گسترده اي مي گردد.
شيت تجريش در طول جغرافياي 30، 15 – 15، 51 شرقي و عرض جغرافيايي 36 تا 45، 35 درجه شمالي در جنوب رشته كوه البرز واقع گرديده است.
روش تحقيق مورد استفاده تركيبي از روش تحليلي و كتابخانه اي مي باشد كه در روش تحليلي ابزار تحقيق نرم افزار نقشه و Arcin Fo بوده و در روش كتابخانه اي، ابزار تحقيق، كتابها، پايان نامه هاي و استفاده از اطلاعات اينترنت بوده است.

سؤالات اصلي كه در اين مقاله در جستجوي آن هستيم عبارتند از:
1-چه عواملي در ايجاد حركت دامنه اي مؤثر هستند؟
2-چه نقاطي در معرض حركات دامنه اي قرار دارد؟
همچنين در اين تحقيق از نظرات و پيشنهادات چند تن از استادان محترم (جناب آقاي دكتر هدايتي و خانم دكتر قهرودي و جناب آقاي دكتر فلاحي نيز استفاده شده است.
نتايج اين تحقيق نشان داد كه منطقه مورد نظر با توجه به كوهستاني بودن محدودة مورد مطالعه خاك كم عمق، فقر پوشش گياهي، شيب نسبتاً تند، ارتفاع بالا، شرايط اقليمي و بارش نسبتاً زياد مستعد حركات دامنه اي بوده و همين امر موجب خطرپذيري منطقه بوده، لذا توجه بيشتري در جهت كاهش خسارت ناشي از اين حوادث را مي طلبد.

مقدمه
از نظر ژئومورفولوژي نواحي كوهستاني از پيوستگي سطوح كم و بيش وسيعي تشكيل شده اند كه اصطلاحاً دامنه ناميده مي شوند كه ميزان شيب ويژگي مهم آن است. به عبارت ديگر ناهمواريها منطبق بر سيستمي از شيب هاي مي باشند كه بوسيله عبارات ساده رياضي قابل درك هستند. (منبع شمارة 14)
شيت تجريش از نواحي كوهستاني ايران است كه فضاي كوههاي آن مي تواند در معرض خطرات ناشي از ناپايداري دامنه ها از جمله لغزش، ريزش، سولي فولكسيون، خزش، جريانهاي گلي و بهمن ها بوده است كه پهنه بندي آن با توجه به عوامل تكنوتيك، سنگ شناسي، شيب، جهت شيب، پوششي گياهي و مرفولوژي دامنه ها صورت گرفته است.

تعريف ناپايداري دامنه و حركات دامنه اي (منبع شمارة 7)
حركات دامنه اي مواد عبارت است از جدانشدگي و حمل رو به پايين مواد منفصل خاكي و سنگي تحت تأثير نيروي جاذبه زمين. معمولاً مواد جابجا شده بر يك زون نسبتاً مشخص يا بر سطح برشي حركت مي كند و بر اساس معيارهايي مانند سطح گسيختگي، مواد لغزشي، عوامل لغزشي، نوع حركت و جابجايي مواد و سرعت حركت و مواردي از اين قبيل به انواع مختلفي طبقه بندي مي شوند.
بدين ترتيب رويداد حركات دامنه اي و انواع مختلف آن به عوامل مختلفي از جمله شيب زمين، جنس مواد، پيوستگي و چسبندگي مواد، نحوه استقرار مواد برروي سنگ بستر، نحوه قرارگيري لايه هاي زمين نسبت به مواد سطحي و ... بستگي دارد. با اين حال فعاليت اين حركات با حضور آب، يخ، شرايط دمايي، نيروهاي تكنوتيكي زمين و مواردي از فعاليت هاي انساني تشديد مي شود. اين تعريف از حركات توده اي، امكان بررسي حركت مواد در همه مقياس ها و نسبت ها را بدست مي دهد. بنابراين حركات دامنه اي پديده هايي را مانند خزش آرام و رو به پايين مواد شامل خاك و خرده سنگها، تا يك حركت سريع به ابعاد بزرگ و مسافت طولاني را شامل مي شود.
بيان مسئله
موضوع مقاله بررسي و تجزيه و تحليل پهنه بندي خطرپذيري شيت تجريش مقابل ريزش و لغزش مي باشد.
محدوده مورد مطالعه در طول جغرافيايي 30، 51 تا 15، 51 درجه شرقي و عرض جغرافيايي 26 تا 45، 35 درجه شمالي واقع است. اكثر محدودة مورد نظر منطقه كوهستاني است و در قسمت جنوب و جنوب شرقي نقشه قسمتي از شهر تهران واقع گرديده است.
فرايندهاي مؤثر بر ناپايداري دامنه ها
1-ارتفاع: استان تهران با توجه به واقع شدن در جنوب رشتة البرز و تأثير از عوامل مختلف از نظر ژئومورفولوژي به سه محدوده كوهستاني، كوهپايه اي و دشت تقسيم شده است كه محدوده شمال استان تهران در ارتفاع نسبتاً بالاتري نسبت به جنوب آن واقع شده است و قرار گرفتن در ارتفاعات سبب تأثير بيشتر از عوامل زمين شناسي و آب و هوايي شده و اين محدوده مستعد حركات دامنه اي بيشتري نسبت به مركز و جنوب استان مي باشد.
2-شيب: شيب يكي از مهمترين عوامل در حركات دامنه اي است. ميزان شيب در ايجاد حركات دامنه اي بستگي به شرايط موجود دارد كه بسته به درجه و شدت ساير عوامل، ميزان درجه شيب مؤثر در اين حركات تعيين مي شود. طبق شواهد موجود منطقه، دامنه هايي با شيبهاي بالاتر از 40 درجه در شرايط ناپايداري بسر مي برند و تكانهايي با قدرت كم در اين مناطق مي تواند اين دامنه ها را مجبور به سقوط نمايد.
3-جهت شيب: جهت شيب به واسطه ارتباطي كه با سرعت زمان جذب و از دست دادن رطوبت دارد به عنوان عامل موثر در حركات دامنه اي محسوب مي شود. دامنه هاي شمالي به دليل دريافت كم تابش خورشيدي معمولاً رطوبت خود را كندتر از دامنه هاي جنوبي از دست مي دهند و معمولاً مرطوبترند و در نتيجه سيستم شكل زايي مستقر در دو دامنه شمالي، شمال غربي – غرب با دامنه هاي جنوب، جنوب شرقي و شرق متفاوت مي باشد و به ترتيب در نوع اول ريزش و در نوع دوم لغزش و سولي فليكسون فعال مي باشد.
4-مورفولوژي دامنه‌ها: اشكال دامنه ها بيانگر عملكرد نيروهاي دروني و بيروني مي باشد كه در طول زمان و بر اثر تأثير ساير عوامل مرفولوژيك به شكل امروزي خود درآمده است.
5-جنس زمين
1-پالئوزوئيك Paleozoic
سازند مبارك = شامل سنگهاي آهكي متوسط
2-مزوزوئيك Mesosoic
شامل رسوبهاي ترياس و كرتاسه
1-2 ترياس
سازند اليكا شامل آهكهاي ورقه اي
سازند شامل سنگهاي دولوميتي و آهك دولوميتي
3- سنوزوئيك
پالئوس – ائوسن
1-3 واحد = اين واحد شامل ماسه سنگ، شيل و كنگلومرا قرمز
2-3 واحد = شامل شيل و ماسه سنگ و توفيت
3-3 واحد = توفهاي سبزرنگ توده اي و شيل
4-3 واحد = توفهاي سيليسي و خاكستر توف
5-3 واحد = گدازه هاي داسيتي – آندزيتي و توف برش
6-3 واحد = گدازه هاي آندزيتي – بازالتي كاوكدار
7-3 واحد = تناوبي از توف سبزرنگ و شيل
8-3 واحد = تناوبي از شيل و توف
9-3 واحد = توفهاي سبزرنگ، توفيت، سيلستون و سنگ آهك
10-3 واحد = توفهاي سبزرنگ به همراه توفيت، توف آهكي سنگ
واحدهاي محدوده كوچكتر توچال
واحد = توفهاي سبز با لايه بندي خوب
واحد = شيل و توفيت
واحد = توف سبزرنگ بحالت توده اي
واحد = شيل با ميانلايه هاي ماسه و توفيت
واحد = ماسه سنگ، ماسه سنگ توفي با ميانلايه هاي كنگلومرا و شيل
واحد = رسوبهاي آبرفتي، پادگانهاي رودخانه و مخروطه افكنه پاي كوه
واحد = واريزه ها
واحد = تراورتن
واحد = كنگلومرا

6-اقليم: اقليم استان تهران را مي توان به سه بخش زير تقسيم كرد.
الف- اقليم ارتفاعات شمالي بر دامنه هاي جنوبي، بلندهاي البرز مركزي، در ارتفاعي بالاي 3000 متر قرار گرفته و آب و هوايي مرطوب، نيمه مرطوب و سردسير با زمستانهاي طولاني بسيار سرد دارد، بارزترين اين اقليم، دماوند و توچال است.)
ب- اقليم كوهپايه: در ارتفاع 2000 تا 3000 متري از سطح دريا و داراي آب و هوايي غيرمرطوب و سردسير، زمستانهاي نسبتاً طولاني است مثل آبعلي، فيروزكوه، دره طالقان
پ- اقليم نيمه خشك و خشك با زمستانهاي كوتاه و تابستانهاي گرم در ارتفاعات كمتر از 2000 متر واقع شده است مثل ورامين و شهريار.
هواي تهران در مناطق كوهستاني داراي آب و هواي معتدل در دشت، نيمه بياياني است تهران در مرز شرايط جوي بري و اقيانوسي قرار گرفته و تمايل به موقعيت بري بيشتر از اقيانوسي است.
7-پوشش گياهي: عملكرد پوشش گياهي در برابر حركات دامنه اي در بعضي موارد نقش كنترل شده يا در برابر ريزش و سقوط بهمن ايفا مي كند و در برخي موارد از جمله در حركات لغزشي، تشديد كننده ناپايداري ها مي باشد. در اين ناحيه پوشش گياهي دامنه ها عمدتاً از نوع مرتعي و يا اراضي برهنه مي باشد.
اهداف تحقيق
هدف از اين تحقيق:
1- بررسي و تعيين مناطق متعدد حركات دامنه اي
2- عوامل مؤثر بر اين حركات
3- عوامل تشديد كننده حركات دامنه اي
4- در نهايت كاربري صحيح در اين اراضي به منظور كاهش ميزان آسيب پذيري و بهره گيري بهينه از منابع موجود
5- در صورت لزوم تعيين نقاط امن جهت امدادرساني.
اهميت پهنه بندي آسيب پذيري
با توجه به روند شكل گيري و تحولات ساختمان زمين شناسي كشور طي دوران مختلف و از انواع حركات دامنه اي و خسارت قابل توجه ببار آمده طي ساليان متمادي گذشته، شكل گيري مراكز جمعيتي و س***تي (اعم از شهرها و روستاها) بدون توجه به اين ويژگي و تهديد آنها به ويژه در مراكز عمده جمعيتي از قبيل تهران تبيين وضعيت آسيب پذيري آنها در برابر حركات دامنه اي به دلايل ذيل بسيار مهم و ضروري است.
-تنوع ويژگي هاي زمين شناختي مناطق از نظر ساختمان زمين شناسي، وضعيت چينه شناسي.
-تبيين موقعيت استقرار مراكز جمعيتي و س***تي و فعاليتي در ارتباط با ويژگي زمين شناختي به ويژه در ارتباط با زونهاي زمين ساخت.
-شناخت وضعيت ناپايداري دامنه ها و حركات دامنه اي مناطق در ارتباط با سوابق حوادث گذشته
-پهنه بندي خطر آسيب پذيري مناطق در برابر زمين لغزش
-تدوين ضوابط و مقررات در زمينه طراحي مناسب سازه اي و فضاي س***تي اعم از شهري و روستايي در برابر خطر حركات دامنه اي
-تدوين سياستها و راهبردهاي لازم جهت مديريت بحران در منطقه و تفكيك وظايف عملكردي سازمانها و ادارات.
-استفاده از نتايج اين مطالعه به عنوان الگويي فرادست جهت ساير طرحها و پروژه ها
-تبين مناطق پرخطر، كم خطر و نسبتاً امن در برابر حركات دامنه اي به منظور الگوي مناسب جهت مكان يابي مراكز جمعيتي و س***تي و فعاليتي جديد.
-شناسايي جهات مناسب رشد و گسترش مراكز جمعيتي و تنظيم ضوابط مناسب شهري در ارتباط با آسيب پذيري مناطق در برابر حركات دامنه اي
روش تحقيق
براي انجام اين مقاله از تركيب دو روش تحقيق تحليلي و كتابخانه اي استفاده شده است.
در روش تحليل از نرم افزار Arcinfo در پهنه بندي شيب و جهت شيب و ناپايداري استفاده شده است.
در روش كتابخانه به بررسي موضوع تحقيق با استفاده از منابع مختلف از جمله كتاب و پايان نامه استفاده شده در انجام اين تحقيق به سراغ سازمانها و ارگانهاي مختلفي از جمله معاونت مسكن و شهرسازي استان تهران، كتابخانه وزارت جهاد كشاورزي حوضه آبخيزداري وزارت جهاد كشاورزي و ... رفتيم.
معرفي محدوده مورد مطاللعه
استان تهران
شهرستان تهران مركز استان با وسعتي حدود 18814 كيلومتر مربع بين 34 تا 5/36 درجه عرض شمالي و 50 تا 53 درجه طول شرقي واقع شده. اين استان از شمال به استان مازندران، از جنوب به استان قم، از جنوب غرب به استان مركزي، از غرب به قزوين و از شرق به استان سمنان محدود است. استان تهران در جنوب شرقي مركز رشته كوههاي البرز كه در شمال ايران از آذربايجان تا خراسان با جهت غربي – شرقي كشيده شده قرار دارد رشته كوههاي البرز به سه ديواره شمالي (ارتفاعات محدودي از اين ديوار در استان تهران و بقيه در استان مازندران است) ديواره مياني (حد شمالي استان را تشكيل مي دهد و مرتفع ترين قسمت رشته كوههاي البرز مركزي است، كوه دماوندي با ارتفاع 5671 متر در اين قسمت قرار دارد. اين ديوار عظيم كوهستاني به صورت كوههاي كندوان و پس از آن كوههاي طالقان در شمال غربي استان، تا محل اتصال رود الموت به طالقان رود ادامه مي يابد) و ديوار جنوبي دومين بخش از ارتفاعات مركزي كه رودخانه هاي جاجرود و كرج را بريده و به سه قسمت جدا از هم شامل كوههاي لواسانات، شميرانات، كهار تقسيم مي شود.
محدوده تجريش
ناحيه مورد بررسي در محدوده طول جغرافيايي 30/50 – 15/51 شرقي و عرض جغرافيايي 36-45،35 شمالي قرار دارد و بخشي از رشته كوه البرز مركزي و دشت تهران را در بر مي گيرد. شهر تهران در جنوب و جنوب شرقي محدوده قرار دارد.
قسمتي از رشته كوه البرز بخش كوهستاني محدوده را تشكيل مي دهد. بلندترين نقطه آن قله توچال با ارتفاع 3957 متر از سطح دريا است كه در شمال تهران قرار دارد.
محدوده مورد نظر داراي گسل هاي متعددي از جمله گسل هاي اصلي نياوران، داووديه، باغ فيض، امامزاده داوود، گسل مع*** آهار و ميگون مي باشد.
تشريح مباني نظري
طبقه بندي حركات دامنه اي
طبقه بندي حركات دامنه اي، منعكس كننده نگرش متخصصين مختلف به اين پديده ها است. طبقه بندي متنوعي براي حركات دامنه اي وجود دارد كه در اين راستا عوامل مورد توجه در طبقه بندي و توصيف انواع حركات دامنه اي شامل شكل هندسي گسيختگي ها، سن گسيختگي، منشاء مصالح موجود، نوع و اندازه مواد گسيل دهنده دامنه ها، سرعت نسبي حركت و شرايط زمين شناسي، وضعيت كنوني پايداري و امكان بروز حركات و ... مي باشد. (منبع شمارة 13)
در اينجا طبقه بندي ارائه شده توسط وازنر (1984)، با توجه به جامعيت آن با تركيب روشهاي فوق صورت گرفته است كه به شرح زير بيان مي شود. (منابع شمارة 8 و 9)

1-ريزش: (Falls) :
ريزش ها به سقوط كم و بيش آزاد و ناگهاني توده هاي خاكي و يا سنگي اطلاق مي شود كه در دامنه هاي پرشيب و پرتگاه‌ها صورت مي گيرد بطوريكه قطعات ريز و درشت همزمان حركت مي نمايد اين پديده در كوههاي ايران بعلت تخريب مكانيكي فعال مي باشد.
2-واژگوني ها (topple):
گسيختگي واژگوني شامل چرخش ستون يا بلوك سنگي در طول يك نقطه محوري در زير مركز ثقل آنها و برروي يك سطح قاعده ثابت. اين پديده علاوه بر سنگ ها در واريزه ها و خاكها نيز ديده مي شود.
3-لغزه (lands lides):
لغزش عبارت است از پايين آمدن توده اي مواد سست و منفصل برروي دامنه ها كه در اثر همراهي دو عامل رطوبت و نيروي ثقل ايجاد مي شود مقياس حركت در اين نوع حركات بزرگتر از پديده هاي ريزش و واژگوني است و بحث ناپايداري دامنه ها را شامل مي شود.
به طور كلي لغزشها بر اساس شكل گسيختگي و حركات مواد به چهار گروه:
1-لغزش چرخشي، 2-لغزش انتقالي يا صفحه اي، 3-حركات با گسترش جانبي،4-لغزش هاي مركب تقسيم مي شوند.
4-جريان ها (flows):
اين نوع حركات شامل حركت توده اي مواد برروي دامنه ها به صورت سيلان. عموماً اين نوع حركت زماني روي مي دهد كه ميزان رطوبت موجود در خاك و مواد هوازده از حد بحراني تجاوز نمايد. جريانها به چند صورت تقسيم مي شوند كه مهمترين آن عبارتند از: خاتك روانه ها، گل روانه ها، جريانهاي واريزه اي، لغزش هاي جرياني.
5-خاكسره (Soil Flution) خزش(Soil Creep) ، بهمن‌ها (evalichment) از ديگر انواع حركات دامنه اي هستند.
عوامل ايجاد ناپايداري دامنه ها و حركات دامنه اي
وقتي مواد برروي دامنه ها نتوانند در برابر نيروهاي جاذبه زمين مقاومت كنند به پايين دامنه جابجا مي شوند. علت اين كاهش مقاومت مي تواند ناشي از برش داخلي مواد و يا عوامل و محرك هاي خارجي باشد. علل داخلي معمولاً شامل بعضي تغييرات فيزيكي و شيميايي مواد و يا محتواي آب آنهاست و نيروهاي خارجي كه موجب افزايش تنش برشي دانه مي شود، معمولاً به نوع به هم ريختگي كه ممكن است، طبيعي يا حاصل كار انسان، بستگي دارد.
به طور كلي عواملي كه موجب ناپايداري دامنه مي شود به دو گروه تقسيم مي‌شوند:
1-عواملي كه سبب افزايش تنش برشي مواد مي شود (زمين لرزه، رودخانه ها و جويبارها، ساختمان سازي و ...)
2-عواملي كه موجب كاهش مقاومت برشي مي گردند (خشك شدن رسها و شيل ها، جهت دامنه، گسل ها، لايه بندي و ...)
به طور كلي پهنه بندي مناطق از نظر احتمال وقوع حركات دامنه اي در سه مرحله صورت مي گيرد كه در ذيل به اختصار هر يك از مراحل تشريح مي شوند.
1-مرحله مقدماتي با دقت كم: (منبع شمارة 13)
در اين مرحله، معمولاً پهنه بندي بر اساس يك عامل صورت مي گيرد به عنوان مثال ممكن است ويژگيهاي سنگ شناسي و يا فاصله از كانونهاي زمينلرزه و گسل هاي فعال و يا بر اساس سوابق حركات دامنه اي قديم در منطقه. اين روش معمولاً كم هزينه بوده و نتايج آن چندان كاربردي در اجراي برنامه ريزي و تبيين كاربري اراضي و نيز عمليات اجرايي به منظور تثبيت دامنه‌ها ندارد و در آن مرز دقيق ناپايداري دامنه ها مشخص مي شود. اين روش براي پوشش دادن مناطق وسيعي از قبيل كشور، ايالت و يا استان ها و شهرستان استفاده مي شود و مقياس نقشه ها در اين پهنه بندي 1:1000000 تا 1:50000 مي باشد روشهاي ارائه توسط تامورا، يا سودا-سوجي تاني، كيفر-ويلسون وايشي ها را تاكومورا در اين گروه قرار مي گيرند.
2-مرحله مياني با دقت متوسط (منبع شمارة 13)
در اين روش، حركات دامنه اي لغزش ها با استفاده از عواملي كه در بروز رويداد آن مؤثرند، طبقه بندي و پهنه بندي مي شوند و بر اين اساس مي توان مناطق مختلف را با خطر نسبي متفاوت پهنه بندي كرد. اين روش با صرف وقت و هزينه بيشتري صورت مي گيرد و دقت پهنه بندي نيز بيشتر است. در اين روش اطلاعات ژئوتكنيكي بيشتري نسبت به روشهاي پيشين مورد نياز است و استفاده از عكس هاي هوايي و تصاوير ماهواره اي جهت شناسايي گسل ها و واحدهاي مختلف زمين شناسي و انجام عمليات صحرايي اجتناب ناپذير است. استفاده از داده هاي آزمايشگاهي، مصاحبه هاي محلي و تنظيم فرم برداشت در اين روش به افزايش دقت پهنه بندي كمك مي نمايد. مقياس مطالعه 1:10000 تا 1:100000 متغير است.
روش ارائه شده توسط موراووارسون جزء روشهاي مياني با دقت متوسط محسوب مي شود.
3-مرحله نهايي با دقت زياد (منبع شمارة 13)
اين روش براي مناطق كوچكتر كه اهميت خاصي دارند مورد استفاده قرار مي گيرد (از قبيل مراكز س***تي و فعاليتي و صنعتي در اين مرحله بايستي از پارامترهاي ژئوتكنيكي مصالح موجود در شيب استفاده نمود و با انجام مطالعات سيستماتيك ژئوفيزيكي و ژئوتكنيكي و استفاده از روشهاي مختلف پايداري سطوح شيبدار را پهنه بندي نمود. هزينه اين مطالعات بسيار زياد است. لذا اين مرحله در مورد نواحي كه فقط پهنه بندي مقدماتي صورت گرفته است، توصيه شود و براي مناطقي كه خطر نسبي زمين تعيين شده است، توصيه مي‌گردد. مقياس مطالعه 1:5000 الي 1:25000 مي باشد روشهاي متعددي براي محاسبه ناپايداري دامنه هاي سنگي و خاكي ابداع شده كه روشهاي ويلسون و سياهي آتشل از اين جمله اند.
پيشينه تحقيق در ايران
تحقيقات در ارتباط با پديده زمين لغزش در مناطق مختلفي از دنيا كه با اين پديده مخرب روبرو هستند با توجه به خسارات مختلف به مناطق مس***ي، تأسيسات، اراضي زراعي و باغي و جنگلها و مراتع و از بين رفتن خاك و توليد رسوب و هم چنين خسارات جاني و ... كه وارد مي نمايد بطور همه جانبه انجام گرفته است. مطالعات پهنه بندي خطر زمين لغزش ابتدا در كشورهاي ايالات متحده آمريكا سال 1977، استراليا سال 1978، اسپانيا سال 1978، ايتاليا سال 1979، فرانسه سال 1987 و چك و اسلواكي سال 1987 انجام پذيرفته است. امروزه بسياري از كشورها داراي موسسات مستقلي جهت مطالعه و بررسي اين پديده مي باشند. در ايران در ارتباط با تهيه نقشه پهنه بندي خطر زمين لغزش پس از وقوع زلزله منجيل (1369) و همچنين بعد از اعلام دهه 1990 ميلادي بعنوان دهه مقابله با بلاياي طبيعي و تشكيل كميته ملي بلاياي طبيعي و كميته فرعي تخصصي كاهش خسارات ناشي از زلزله و لغزش لاپيه هاي زمين اقداماتي آغاز گرديده است. و براي معدودي از استانهاي كشور نقشه هاي پهنه بندي خطر زمين در مقياس 1:250000 به روش سنتي يا دستي تهيه گرديده است. همچنين براي مناطق مختلفي از كشور نقشه هاي پهنه‌بندي خطر زمين لغزش در مقياس 1:50000 بصورت طرحهاي دانشجويي و تحقيقاتي تهيه گرديده است.
مروري اجمالي بر زمين لغزش ها در جهان و تهران
خسارت هاي ناشي از زمين لغزش در بعضي از كشورهاي جهان مورد بررسي قرار گرفته است كه نمونه هايي از آن در جدول آورده شده است.
جدول خسارات ساليانه ناشي از لغزش لايه هاي زمين در كشورهاي مختلف
نام كشور ميزان خسارات ساليانه
(ميليون دلار) مراجع
اسپانيا 220 Ayala and Ferrer. 1989
امريكا 1500 R.L. Shuster 1991
چين 15 Li, Tianch 1996
زلاند نو 12 Hawlcy, 1984
سوئد 20-10 Coto 1982
كانادا 50 Evans, 1989
نروژ 6 Gregcrson and Sandcrscn, 1989
هندوستان 1000 Mathur, 1982
نپال 10000 B. Nupreti 1996
هنگ كنگ 25 Brand, 1989
ايران زمين با توجه به خصوصيات زمين شناسي، اقليم و زمين ريخت شناسي از جمله كشورهايي است كه وقوع زمين لغزش هاي متعددي را تجربه نموده است به طوري كه بزرگترين زمين لغزش شناخته شدة جهان، ابر زمين لغزش سيمره در حدود 10 هزار سال قبل در كبير كوه (ارتفاعات زاگرس) به وقوع پيوسته است. با اين وجود در مورد زمين لغزش هاي موجود در كشور آمار و اطلاعات دقيقي وجود نداشته است.
طرح «تشكيل بانك اطلاعاتي زمين لغزش هاي كشور»
كه با مسئوليت گروه مطالعه امور زمين لغزش ها در معاونت آبخيزداري وزارت جهاد سازندگي و با حمايت كميته ملي كاهش اثرات بلاياي طبيعي (كميته فرعي تخصصي مقابله با خطرات ناشي از زلزله و لغزش لايه هاي زمين) از سال 1375 آغاز گرديده است، اين امكان را فراهم آورده تا بتوان فهرستي از مشخصات و خسارت هاي زمين لغزش ها در كشور ارائه نمود. تا پايان ديماه 1383 تعداد 4143 مورد لغزش مورد بازديد كاشناسان ذيربط قرار گرفته است و اطلاعات فني آنها در بانك اطلاعاتي وارد گرديده است اين تعداد زمين لغزش 185 كشته و بالغ بر 126893 ميليارد ريال خسارت به بار آورده است. اين خسارت شامل 2137 باب منزل مس***ي، 22/6006 هكتار اراضي زراعي، 6941 هكتار جنگل، 42/16886 هكتار مرتع و 57/254 كيلومتر راه ارتباطي مي باشد.
در محدوده استان تهران نيز ما شاهد حركات دامنه اي از گذشته تا به حال بوده ايم.
از جمله حركات دامنه اي مي توان به 1 رانش كوه نسبتاً بزرگ در بخشي از ارتفاعات زرين كوه و ايجاد درياچه تار.
2-لغزش موسوم به مبارك آباد در مسير جاده هراز در گردنه هاي قبل از امامزاده هاشم در حوالي روستاي مبارك آباد مي باشد.
3-لغزش رخداده در دامنه هاي جنوب روستاي افجه كه باعث حركت سنگهاي آذرآواري و شيلي سازند كرج به سمت شرق و جنوب شرق گرديده است.
4-لغزش مجاور روستاي انباج همراه با گسله مشاء – فشم
5-لغزش در دامنه هاي مجاور روستاي هنزا
6-لغزش هاي متعدد در محدوده حوزه آبريز اصلي رودخانه شمشك
7-لغزش در فاصله حدود 5 كيلومتري جنوب لوشان در حاشيه رودخانه
مراحل انجام كار
اين مطالعه به منظور پهنه بندي ناپايداري دامنه ها در محدوده تجريش بر اساس نقشه هاي توپوگرافي زمين شناسي، پوشش گياهي به روش ذيل انجام پذيرفته است.
در ابتدا نقشه هاي پايه به مقياس 1:50000 از منابع ذيل استخراج گرديده است.
-نقشه سطوح ارتفاعي، شيب منطقه، جهت شيب از سوي نقشه توپوگرافي 1:50000 با استفاده از نرم افزار Arcinfo تهيه شده است.
-محدوده ناپايداريها، پايداريها و متعادل با استفاده از نقشه توپوگرافي 1:500000 و نقشه زمين شناسي 1:250000 تهيه گرديده است.
-تلفيق نقشه ناپايداريها و پايداريها با نقشه پوشش گياهي و قابليت اراضي تهران در مقياس 1:250000
-پهنه بندي مناطق متعدد حركات دامنه اي با استفاده از تلفيق نقشه هاي توپوگرافي و پوشش گياهي و نقشه ناپايداريها نرم افزار Arcinfo
در واقع نقشه حاصل حاوي اطلاعاتي از قبيل (نوع سنگها، نوع خاك، پوشش گياهي)، شبكه راهها، شبكه زهكشي گسل هاي موجود در منطقه، جهت شيب، خطوط تراز، موقعيت شهرها و روستاها و از همه مهمتر دامنه هاي ناپايدار، در معرض لغزش، در معرض ريزش، دامنه هاي در حال تعادل و دامنه هاي پايدار، مي باشد.
نتايج تحقيق
نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي دهد كه محدودة مورد مطالعه كه شيت تجريش بوده به غير از نواحي جنوب و جنوب شرقي كه از ارتفاع كمتري نسبت به مناطق شمالي محدوده برخوردار است اكثر مناطق بيشتر در عرض لغزش در درجه بعد در معرض ريزش قرار دارند كه اين لغزش ها در محدوده گسل ها و در دامنه هاي شمالي ميزان لغزش بيشتر از دامنه هاي جنوبي است. ريزش بيشتر در دامنه هاي شرق، جنوب شرقي جنوب و جنوب غربي بيشتر از دامنه هاي ديگر اتفاق مي افتد.
شهرستانك و روستاي رندان و جاده هاي منتهي به اين دو منطقه، در محدوده خطر واقع هستند محدوده امامزاده داوود نيز در كنار گسل امامزاده داوود و يكي از مناطق در معرض خطر مي باشد. روستاهاي سولقان بالا و پايين در دامنه هاي پايدار واقع شده است.
منطقه دربند نيز ممكن است در صورت شرايط مساعد در معرض خطر قرار بگيرد.
راههاي ارتباطي در اكثر مناطق دامنه هاي پايدار عبور كرده و فقط در چند منطقه از اين جاده ها امكان ريزش يا لغزش وجود دارد.
در مجموع مي توان گفت با وجود گسلهاي فراوان (در اين حوزه) بارندگي بالا و برف گير بودن منطقه و خاكهاي كم عمق، وجود پوشش گياهي فقير در اين منطقه يكي از مناطق پرخطر محسوب گشته و لزوم توجه بيشتر به اين محدوده را از سوي مسئولين ذيربط مي طلب.
با تشكر
پايان



پيشنهادات
1-پهنه بندي خطر حركات دامنه بويژه زمين لغزش.
2-كاهش و كنترل خسارات و تلفات ناشي از رويداد و حركات دامنه اي.
3-تدوين سياست ها و برنامه هاي مديريت بحران در زمان وقوع حركات دامنه‌اي.
4-تدوين ضوابط و مقررات ساخت و ساز مناسب فضاي شهري در ارتباط با پهنه بندي حركات دامنه اي.
5-ارائه طرح و الگوي مناسب جهت ساير طرحها اعم از طرحهاي توسعه و عمران، جامع و تفصيلي شهرها و نواحي مختلف.

منابع و مأخذ
1- جداري عيوضي ، ژئومورفولوژي ايران ، انتشارات دانشگاه پيام نور ، 1376 .
2- درويش زاده ، علي و محمدي ، مهين ، زمين شناسي ايران ، انتشارات پيام نور ، 1376
3- سازمان جغرافيايي نيروهاي مسلح ، نقشه هاي توپوگرافي مقياس 1:50000 .
4- سازمان زمين شناسي كشور ، نقشه هاي زمين شناسي مقياس 1:250000
5- مركز تحقيقات آب و خاك ، نقشه پوشش گياهي و قابليت اراضي مقياس 1:250000
6- هدايي ـ علي اصغر ، جزوه شناخت انواع سوانح ، مؤسسه آموزش عالي علمي ـ كاربردي هلال ايران 1380 .
7- وزارت جهاد كشاورزي ، معاونت آبخيزداري ، دفتر مطالعات و ارزيابي آبخيزها گروه بررسي زمين لغزشها .
8- جمعيت هلال احمر ، مؤسسه علمي ـ كاربردي هلال ايران ، مجموعه مقالات اولين همايش مديريت امداد و نجات ، اسفند 1381 .
9- سفيدگري ـ رضا ، ارزيابي روشهاي پهنه بندي خطر زمين لغزش در مقياس 1:50000 (مطالعه موردي حوضه آبخيز دماوند ) پايان نامه مقطع كارشناسي ارشد مهندسي آبخيزداري دانشگاه تهران .
10ـ نيك انديش ـ نسرين ، زمين لغزش ( تعريف ، طبقه بندي ، انواع و علل وقوع ) ، 1372 .
11ـ مجموعه سخنراني هاي اولين گردهمايي كارشناسان معاونت آبخيزداري پيرامون پديده زمين لغزش ها .
12ـ حائري ـ محسن ، اهميت برنامه ريزي جهت جلوگيري از خسارات ناشي از زمين لغزشها ، 1372 .
13ـ درياخاك ، مهندسين مشاور طرح مجموعه شهري تهران و شهرهاي پيرامون ، بخش چهارم ، جلد اول ، 1378 .
14- محمودي ـ فرج الله ، ژئومورفولوژي اقليمي ، جلد دوم ، انتشارات دانشگاه تهران ، 1375 .
15ـ محمدي ـ شهرام ، پهنه بندي ناپايداري دامنه ها در شهرستان سنندج با تكيه بر GIS ، پايان نامه كارشناسي ارشد دانشگاه تربيت معلم ، 1381 .




ضرورت پهنه بندي ناپايداري دامنه ها



رخداد پديده هايي با شهرت كم اگرچه در مناطق و نواحي هموار بالقوه خطرزا نيستند ليكن در نواحي كوهستاني سوانح ناگواري را ايجاد مي نمايند بطور مثال مهار آبهاي سطحي يا زيرزميني اگرچه براي دشتها نعمت به همراه دارد اما در نواحي كوهستاني سبب روان شدن جريانهاي گلي و فعال شدن سولي فولكسيون مي گردد. احداث جاده ها در نواحي كوهستاني اگرچه سبب ايجاد ارتباط مي گردد اما ناپايداري دامنه ها، توسط بهمن ها، ريزش كوهها، در نتيجه مدفون شدن س***تگاههاي نواحي كوهستاني در زير خروارها سنگ و خاك و برف مي شود كه گاهي اين پديده‌ها باعث ايجاد تلفات و خسارت گسترده اي مي گردد و شناخت ناپايداري و حركات دامنه اي و عوامل سبب ناپايداري و طبقه بندي حركات توده اي به منظور پهنه بندي دامنه ها و تعيين نقاط امن جهت امدادرساني بسيار مهم و ضروري مي نمايد. بر اين اساس در اين پژوهش، ناپايداري دامنه ها در شهرستان تهران شيت تجريش مورد مطالعه قرار گرفته و پهنه بندي ناپايداري دامنه ها با درجات مختلف تعيين گرديده است.


مراحل انجام كار







بدين ترتيب پايداري دامنه ها بوسيله عواملي مانند شرايط و ويژگي زمين شناسي دامنه ها، وضعيت هيدروليكي ساختار توپوگرافي و مورفولوژيكي دانه ها و و نيز متغيرهاي اقليمي كنترل مي شود. مكانيزم و فرآيند حركات دانه اي بدين نحو است كه توده مواد منفصل واقع برروي دامنه كه در معرض تنش برشي ثقلي مي باشد معمولاً با مقاومت برشي مواد در حالت تعادل است، چنانچه اين تنش برشي مواد از مقاومت برشي آن برروي سطحي افزايش يابد، گسيختگي برشي يا حركت رخ مي دهد. بنابراين برهم خوردن تعادل يا به افزايش تنش يا به كاهش مقاومت برشي يا هر دو عامل مربوط مي شود. بدين ترتيب پايداري كلي يك دامنه را در برابر حركات توده اي تحت عنوان ضريب اطمينان يا ضريب ايمني بيان مي كند و با استفاده از رابطه زير بيان مي شود.


اين رابطه 1=F دامنه در حال تعادل است. با افزايش نيروهاي محرك و يا كاهش نيروهاي مقاومتي F كمتر از يك خواهد شد در نتيجه دامنه ناپايدار، ولي با افزايش نيروي مقاومت برشي دامنه در شرايط پايدار قرار خواهد گرفت.
پهنه بندي خطر رويداد حركات دامنه اي
همانطور كه گفته شد، وقتي رويداد حركات دامنه اي در ارتباط با انسان و ساخت و سازهاي وي واقع شود، به عنوان بلاياي طبيعي تلقي مي گردد. در اين راستا به طور كلي هدف از بررسي و مطالعه و طبقه بندي حركات دامنه اي را مي توان يافتن راههايي براي كاهش خسارات ناشي از آنها ذكر كرد. اين امر ممكن است به طرق مختلفي صورت گيرد. پهنه بندي خطر زمين لغزش براي تعيين مناطق حساس و آسيب پذير و تهيه ضوابط و مقررات در زمينه كاربرد و استفاده از اراضي و دوري از مناطق حساس و نيز ارائه روشهاي كنترل مكانيكي حركات دامنه اي از اين جمله اند.
پهنه بندي دانه ها از نظر خطر احتمال وقوع و يا عدم احتمال وقوع حركات دامنه اي بسته به اهداف و برنامه هاي متفاوت و نيز اهميت منطقه در سطوح مختلفي از دقت و مقياس صورت مي گيرد. با توجه به عوامل گوناگوني كه در رويداد حركات دامنه اي مؤثر مي باشد. شناسايي و نحوه دخالت آنها در روش هاي مختلف پهنه بندي با دقت متوسط به ويژه سيستم اطلاعات جغرافيايي (G.I.S) از اهميت ويژه اي برخوردار است. با اين وصف دستورالعمل مشخصي كه در مناطق جغرافيايي بتوان مورد استفاده قرار دارد وجود ندارند و محققين و متخصصين مختلف نظرات متفاوتي در زمينه امتيازدهي به عوامل دخيل و مؤثر حركات دامنه اي به عنوان مثال فاصله طبقات شيب را برخي 10 درجه و برخي ديگر بيشتر يا كمتر درنظر مي گيرند يا امتيازهاي مختلفي به واحدهاي سنگ شناسي و گونه هاي گياهي و ... مي دهند. با اين وصف در اغلب موارد شيب زمين، هندسه دامنه كاربري زمين، وضعيت پوشش گياهي، وضعيت آبهاي زيرزميني و ضخامت خاك از اهميت بيشتري برخوردارند

مبانی زمین شناسی ساختمانی

فصل اول - ساختمان های گنبدی
بطور کلی، ساخت های گنبدی را می توان بعنوان ساختهایی تعریف کرد که در نتیجه نیرو های قائمی – که از پایین به بالا اثر می کنند – تشکیل می شوند. بدیهی است که در اینجا، مقصود آن دسته از ساختمان های گنبدی شکلی است که تشکیل آنها، غیر از عوامل تکتونیکی بوده است و از جمله مهم ترین آنها، می توان گنبد های نمکی را نام برد.

مقطع این ساختمانها دایره ای است و در مواردی که محیط اطراف انها متجانس نباشد، میدان تنش حاصله نیز متجانس نبوده و ممکن است مقاطع انها غیر دایره ای باشد. در مجموع می توان گفت که این ساختمانها زمانی تشکیل می شوند که در زیر طبقات ناحیه ای، لایه ای که خاصیت تغییر شکل پلاستیک عالی دارد که ( مثل نمک، گچ و بعضی انواع رس ها) موجود است. هرگاه این طبقه پلاستیک، به علتی تحت فشار واقع شود، به علت وضعیت خمیری، این فشار را به حالت هیدرواستاتیک به تمام نقاط منتقل می کند و در حالتی که در قسمتی از لایه ها نقطه موجود باشد. به سمت بالا حرکت کرده و ساخت گنبدی را بوجود می اورد. عامل تنش متفاوت است و در مورد نمک، اختلاف وزن مخصوص قابل توجه بین نمک و سنگهای اطراف سبب حرکت نمک به سمت بالا می شود.
ساختمان گنبد های تبخیری ( گنبد های نمکی)
گنبد های تبخیری عموما از جنی نمک است و ندرتا ممکن است از ژیپس یا انیدریت تشکیل شوند. این ساختمان ها به شکل گبند های مجزا و یا به صورت هسته تاقدیس ها دیده می شوند. این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند زیرا این ساخت ها عموما نفت گیر ها رابوجود می اورند و از سوی دیگر منابع گوگرد و نمک نیز قابل توجه است.
شکل گنبد های نمکی
هسته گنبد های نمکی از نمک تشکیل و تزریق ان به زیر سنگهای اطراف سبب تغییر شکل انها می شود. هسته گنبد، کم و بیش دایره ای و در بعضی موارد بیضوی طویل است.
بعضی از گنبد های نمکی در سطح زمین بیرون زدگی دارند و گنبد های انها مشخص است بطوری که ارتفاع انها نسبت به زمین های اطراف به 13 متر و در مواردی نادر به 25 متر می رسد.
عمق گنبد های نمکی هم متفاوت است. بر اساس اطلاعات حاصله از تحقیقات ژیوفیزیکی و گمانه های اکتشافی دربسیاری حالات، عمق انها بر چند کیلومتر می رسد. شکل خارجی توده نمک، همواره مخروطی و گنبدی نیست و در بعضیموارد شکل توده های دیواره مانند است. گاهی نیز به شکل توده های استوانه ای است.
ترکیب گنبد ها
معمولاً قسمت اصلی گنبد های تبخیری را نمک تشکیل می دهد و چند در صدی نیز ممکن است از انیدریت باشد.
ساختمان داخلی گنبد ها
ساختمان داخلی دارای شکل های متفاوتی است و به صورت لایه لایه تا توده های نامنظم دیده می شود. عموما چین خوردگی در همی دارد. در قسمت هایی که لایه ها مشخص اند، شیب زیادی دارند و در پاره ای حالات نیز قائم است.
پوشش رسی
بعضی از گنبد های مکی توسط پوششی از شیل و یا سایر سنگهای رسی احاطه شده است. در بعضی موارد قشر های کنگلومرا نیز ممکن است دیده شود.
ساختمان سنگهای رسوبی اطراف گنبد های نمکی
این سنگها به شکل گنبد یا تاقدیس در مایند. در بعضی موارد، لایه بندی سنگها رسوبی رونی توده نمک، به موازات فصل مشترک نمک و سنگهای درونگیر است که این قبیل گنبد های سوراخ نکننده معروف است. علت ایجاد وضعیت بدین خاطر است که گنبد های نمکی، قبل از رسوب سنگهای رویی بوجود امده و در معرض فرسایش قرار گرفته است و بدین ترتیب این گنبد ها نیر در اعماق لایه های اطراف خود متقاطع اند.
تکامل ساختمان گنبد ها
در بعضی موارد با بررسی وضعیت طبقات درونگیر گنبد ها زمان تشکیل انها را مشخص کرد.
ناودیس حاشیه ای گنبد های نمک
یکی از پدیده هایی که معمولاً همراه با گنبد های نمکی دیده می شود، ناودیس حاشیه ای انهاست. بطوری که ذکر شد مکی که گنبد های نمکی را بوجود می اورد، از نزدیکترین قسمت های لایه اصلی نمک به گنبد تامین می شود. این امر سبب نازک شدن لایه نمک در اطراف توده و در مرحله بعد باعث فرونشینی طبقات رویی و در این قسمت و ایجاد ناودیس حاشیه ای می شود.
اهمیت اقتصادی گنبد های نمک
این گنبد ها از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارند. و در بسیاری موارد، ساختمان تاقدیس سنگهای روی گنبد های نمکی، نفتگیر های اقتصادی را تشکیل مدهد و گاهی نیز این امر در پوشش سنگ گنبد ها به چشم می خورد بعلاوه در بسیاری حالات، کانسار های ارزشمند گوگرد در داخل پوشش سنگها دیده شده است.
فصل دوم – مشخصات تکتونیکی زمین
پوسته زمین همواره تحت تأثیر عوامل تکتونیکی است.
حرکات کوهزایی و خشکی زایی
حرکات پوسته زمین را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد :
حرکات کوهزایی و خشکی زایی
حرکات کوهزایی به ان دسته از حرکات پوسته اطلاق می شود که سبب تغییر شکل سریع توده های عظیم سنگها می شود و مدت زمان تأثیر ان در مقیاس زمین شناسی، کوچک و شدت ان زیاد است، این گونه حرکات یبب گسل ها، چین ها و کوها می شود.
حرکات خشکی زایی حرکاتی از پوسته زمین را شامل می شود که مدت تأثیر شان زیاد و شدت انها کم است از جمله این حرکات می توان پایین رفتن پوسته و تشکیل حوضه ها و نیز بالا امدن قسمت هایی را نام برد. حرکات خشکی زایی سبب پیشروی و پسروی دریا ها می شود.
در مورد حرکات کوهزایی اصطلاحات زیر وجود دارد :
الف ) فاز کوهزایی : تغییر شکل هایی که طی فاصله زمانی محدود و معینی انجام می گیرد بدین نام خوانده می شود.
ب ) پریود کوهزایی : چند فاز کوهزایی متوالی، بنام پریود کوهزایی نامیده می شود.
ج ) کوهزایی با سلسله جبالی : این نام به منطقه نسبتا باریکی که تغییر شکل پیدا کرده اطلاق می شود.
د ) کمربند کوهزایی : به مجموعه چند سلسه جبال که از نظر تکتونیکی به هم وابسته و طی یک کوهزایی چین خوردگی پیدا کرده اند، کمر بند کوهزایی گفته می شود.
بطور کلی تغییر شکل پوسته زمین را می توان در نتیجه تجمع تنش دانست که به مرور در سنگ ذخیره می شود و هنگامی که میزان تنش از حد الاستیک سنگ تجاوز کند، تغییر شکل دایمی ان را سبب می شود. بدین ترتیب لحظه شروع تغییر شکل سنگها به نحوه اعمال نیروها و نیز به مشخصات مکانیکی انها بستگی دارد.
حرکات خشکی زاییبه حرکات ارام پوسته که در طول مدت زمان طولانی تأثیر می کند، اطلاق می شود. بطور کلی این حرکات به پایین رفتن تدریجی کف حوضه ها و یا بالا امدگی ارام قسمت هایی از پوسته گفته می شود.
بنا به عقیده بعضی از دانشمندان این دو دسته حرکات یاد شده را نبایستی از یکدیگر جدا کرد بلکه حرکات خشکی زایی نیز دسته دیگری از حرکات کوه زایی، منتها با شدت کم است.
ایزوستازی
اجزای مختلف پوسته زمین مثل کوهها، دشت ها و دریا ها، به صورت فرو رفتگی های نامنظمی که در قسمت بالایی پوسته قرار گرفته، نیستند بلکه تمام این اجزا به حالت تعادل نسبی قرار دارند که این امر به کاهش یا افزایش وزن مخصوص و نیز تغییر ضخامت انها حاصل می شود. مطابق نظریه ایزوستازی در زیر سطح زمین، سطحی به موازات زمین سطح زمین وجود دارد که فشار وارده از کوهها، دشتها و دریا ها در ان سطح مساوی است. این سطح بنام سطح تعادل یا سطح ایزوستازی نامیده می شود.
توزیع قاره ها و اقیانوس ها در زمین
بیش از 70% سطح زمین بوسیله اقیانوس ها پوشیده شده و هر یک از سه اقیانوس عمده (کبیر،اطلس، هند ) به تنهایی از وسعت قاره اوراسیا بزرگتر است.
توزیع قاره ها در سطح زمین یکنواخت نیست و قسمت اعظم انها در قسمت خاصی از ان متمرکز شده است بطوری که اگر قطری از زمین را که اسپانیا و نیوزلند را بهم وصل می کند در نظر بگیریم بیش از 81% تمام خشکی های زمین و نیمکره ای قطب ان اسپانیا است قرار می کند. 47% نیمکره یاد شده را خشکی و 53 % ان را دریا تشکیل می دهند. در صورتی که نیمکره مقابل ان حاوی 11% خشکی و 89% اب است.
ساختمان سطح زمین
یکی دیگر از مسایل مهم تکتونیکی زمین، وضعیت پستی و بلندی های سطح زمین و نحوه توزیع انها ست. از نقطه نظر تکتوکنیکی، سطح زمین را می توان به واحد های مختلفی تقسیم کرد که این واحد را در فصل بعدی بررسی خواهیم کرد.
سطح زمین را می توان به سه قسمت کلی قاره ها، حوضه اقیانوس ها و حاشیه قاره ها تقسیمکرد.
هر چند در وحله اول به نظر می رسد که سواحل دریا ها را بایستی فصل مشترک حوضه اقیانوس ها و قاره ها در نظر گرفت، اما این فصل مشترک، مرز واقعی دریا هاو قاره ها نیست. در حقیقت قسمت قابل توجهی از قاره ها در ناحیه فلات قاره ای و شیب قاره ای – که وسعت انها بالغ بر 10. 9% درصد کل سطح زمین و 25% سطح قاره هاست – در زیر اب قرار دارد. بدین ترتیب، مرز واقعی قاره ها و حوضه اقیانوسها را بایستی در محل شیب قاره ای در نظر گرفت.
فصل سوم – واحد های مهم تکتونیکی زمین
در سطح زمین واحد های تکتونیکی مهمی وجود دارد که می توان انها را به سه دسته زیر تقسیم کرد :
الف ) واحد های مربوط به قاره ها مثل کراتن ها، پلاتفرم ها و کمربند های چین خورده.
ب ) ژیوسینکلین ها.
ج ) ویژگی های تکتونیکی اقیانوس ها مثل سلسه جبال های کف اقیانوس و تراشه های ان.
در این فصل این قسمتها را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
واحد های تکتونیکی قاره ها
از نظر تکتونیکی، قاره ها را می توان به دو قسمت عمده بنام های مناطق ارام و پیدار و مناطق فعال تقسیم کرد.
منطق ارام عبارتند از قدیمی ترین و پایدارترین قسمت قاره ها هستند که تقریبا در تمام قاره ه وجود دارند و پس از پر کامبرین به جز فرسایش، تغییرات عمده دیگری را متحمل نشده اند.
قسمت پیدار قاره ه تحت عناوین مختلفی نامگذاری شده است. بعضی ها این قسمت ها را بنام کراتن می خوانند. عده ای دیگر، این مناطق را بنام پهنه های قدیمی نامگذاری کرده اند. قسمت مرکزی نواحی پایدار سپر نام دارد. سنگهای این قسمت از قاره ها، مرکب از شیست و سنگهای دگرگونی پر کامبرین است. که بوسیله گرانیت و سنگهای اذرین پوسته زمین در نظر گرفت که بوسیله لایه نازکی از سنگهای رسوبی اتشفشانی، پوشیده شده است.
زمان تشکیل پی سنگهای نواحی ارام زمین (3. 8 تا 3. 5 میلیارد سال قبل ) و سنگهای جوانتری که مربوط به 2تا1. 8 میلیارد سال هم باشد نیز وجود دارد.

براساس مطالعات انجام شده، پی سنگهای نواحی پایدار را می توان مرکب از دو قسمت مجزا در نظر گرفت. قسمت اول، توده های عظیم سنگهای اذرین، دگرگونی و رسوبی متعلق به ارکین است و قسمت دوم، توده های چین خورده جوانتر متعلق به الگونکین را شامل می شود که در لابه لای قسمت اول به صورت نوارهایی به چشم می خورد.
نواحی فعال قاره ها
برای بررسی نواحی فعال قاره ها نحوه توزیع اتشفشان ها، زلزله ها، کمربند های چین خورده و سلسله جبال ها را مورد بررسی قرار می دهیم.
الف ) توزیع اتشفشان ها – تاکنون در حدود 800 اتشفشان، که در گذشته و حال فعال بوده یا هستند، شناخته شده است. بیش از 75% این اتشفشان ها در منطقه اطراف اقیانوس کبیر، که بنام کمربند اتش معروف است، متمرکز شده اند. این منطقه بر سلسله جبال های جوان غرب امریکا و قوسهای جزیره ای اتشفشانی موجود در غرب اقیانوس کبیر، منطبق است.
ب ) توزیع زلزله ها – بطوری که می دانیم، زلزله ها را از نقطه نظر کانون به دسته کم عمق،متوسط و عمیق که عمق انها به ترتیب کمتر از 70 کیلومتر، بین 70تا 300 کیلومتر و بین 300 تا 700 کیلومتر، تقسیم می کنند.
بطوری که دیده می شود، نواحی زلزله خیز، منطبق بر مناطقی است که در انجا فعالیت اتشفشانی انجام می شود. بیش از 80% زلزله های کم عمق در اقیانوس کبیر اتفاق می افتد. همین منطقه بیش از 90% زلزله های متوسط و تقریبا تمام زلزله های عمیق را در بر می گیرد. از جمله منطق دیگر زلزله خیز، می توان کمربند سلسه جبال های مدیترانه اسیا را نام برد.
ج ) کوه ها – نواحی از سطح زمین که از مناطق اطراف خود مرتفع تر هستند. کوه ها بر اساس شیب، ارتفاع و مشخصات نظیر اینها به اسامی مختلفس تقسیم می شوند.


انواع کوهها :
. 1. کوهای ناشی از چین خوردگی
. 2. کوهای ناشی از فعالیت اتشفشانی
. 3. کوه های گسلی
ژیوسنکلین ها
میزان نشیت کف حوضه 12 متر به ازای هر میلیون سال است.
ساختمان ژیو سنکلین ها
قسمت های اصلی ژیو سنکلین ها نواحی گود ان است که معمولاً در همه جا به شکل گودی طویل می باشد. در یک ناحیه ژیو سنکلین ممکن است که چندین گودی وجود داشته باشد که معمولاً تمام انها در جهت طویل اند و به وسیله گسله هایی محدود شده اند. کف قسمت اصلی ژیو سنکلین ممکن است از جنس اقیانوسی و لایه ها ی بازالت که بوسیله سنگهای رسوبی پوشیده شده، و یا از جنس پوسته قاره های باشد که در این حالت قسمت اصلی ان از سنگهای ضخیم، اذرین و دگرگونی چین خورده تشکیل شده و در زیر ان قشر بازالتی قرار دارد.
در حاشیه ژیو سنکلین ها، ممکن است قطعات به سمت بالا حرکت کنند و ژیو انتی سنکلین را بوجود اورد. در چنن مواردی، مواد رسوبی و اتشفشانی که در گود های رسوب کرده اند. چین خوردگی پیدا می کنند وبدین ترتیب گودی ژیوسنکلین به شکل ناودیس شکنجی، در می آید. از جمله دیگر قسمت های مهم ژیو سنکلین ها، حوضه های کوهزایی آنهاست.
انواع ژیو سنکلین ها
الف ) میوژیوسنکلین - این نام به آن دسته از ژیو سنکلین ها اطلاق می شود که تقریبا تمام نهشته های آن را سنگ های رسوبی تشکیل می دهند. از جمله سنگهایی که در این دسته ژیو سنکلین ها دیده می شود می توان از آهک، شیل، ماسه سنگ کوارتزی و کنگلومرا نام برد. وجود بعضی از مشخصات از جمله ترک های گلی، اوولیتها، آثار آلگ ها و مشخصات مشابه ان، موید این مطلب است که رسوبگذاری در ابهای کم عمق انجام گرفته است. ندرتا ممکن است سنگ های اذرین نفوذی یا آتشفشانی نیز در داخل رسوبات این دسته مشاهده می شود.
ب ) ایوژیوسنکلین – ایوژیوسنکلین، به نوعی ژیوسنکلین اطلاق می شود که در آن، بطور متناوب سنگهای رسوبی و آتشفشانی قرار گرفته اند. ضخامت این رسوبات به مراتب بیشتر از رسوبات میوژیوسنکلین است. سنگهای رسوبی این دسته، عموما آواری و شامل شیل، گریواک و کنگلومراست. سنگهای آتشفشانی آن نیز معمولاً جریان های گدازه، توف، سیل و دایک های کم عمقی است که جنس انها غالبا آندزیت و ندرتا بازالت یا ریولیت است.
ج ) پارالیاژیوسنکلین – این نام به ان دسته از ژیو سنکلین ها گفته می شود که در حاشیه ارام قاره ها قرار دارند. رسوبات این حوضه ها، گسترش وسیعی دارند و سرعت رسوبگذاری در انهابه 34 متر در سال می رسد. و معمولاً در بین رسوبات ان مواد اتشفشانی وجود ندارد.
مراحل مختلف ژیوسنکلین
الف ) مرحله اصلی – فاز اولیه از مرحله اصلی ژیو سنکلین معمولاً توام با تشکیل بعضی گسل های است که کف ان را قطع می کند. بعضی از قطعات کف ژیو سنکلین، از اطراف به توسط گسلها محدود شده و فرونشینی انها سبب ایجاد گودی ژیو سنکلین می شود. مطالعه رابطه بین گسل ها و قطعات موجود نشان دهنده این است که عامل اصل بوجود اورنده انها، حرکات افقی یا قائمی است که در فواصل متفاوتی ادامه داشته است.
از جمله ویژگی های مهم گودی سنکلین ها، سیستم گسل های عمیق و نیز نواحی ای است که فاقد پوسته قاره ای اند. که بعد ها در طی توسعه ژیو سنکلین ها حقیقی، سنگهای گسل های عمیق مربوط به قشر های بازالتی و یا حتی قسمت های بالای گوشته، ممکن است و در امتداد گسله ها به سطح زمین رانده شده و در انجا نمایان شود. در فاز نهایی مرحله اصلی، تقریبا تمام گودی ژیو سنکلین از رسوبات متناوب رس و ماسه سنگ موسوم به فلیش پر می شود. در داخل این رسوبات، لایه های مارلو و کربن های مختلف نیز مشاهده می گردد.
ب ) مرحله کوهزایی پس از خاتمه چین خوردگی در مرحله اصلی در اثر فرونشینی، گودیهای دیگری موسوم به گودیهای کوهزایی بوجود می اید و در همین زمان، بالا امدگی کوهزایی نیز تشکیل می شود. گر چه در بعضی موارد، این گودیها عمیق ترین قسمت ژیو سنکلین ها را تشکیل می دهد ولی این امر در تمام موارد صادق نیست، گودیهای موجود در حواشی کراتن ها از جمله معروفترین گودیهای کوهزایی به شماره می ایند. این گودیها معمولاً با رسوبات ضخیمی از مواد رسوبی و اتشفشانی پر می شود.

فصل چهارم - درزه ها
درزه شکستگی است که در ان هیچ گونه جابجایی در بخش های طرفین شکستگی نسبت به هم رخ نداده است و یا به قدری کم است با چشم غیر مسلح دیده نمی شود. در صورتی که در طرفین شکستگی رخ دهد گسل نامیده می شود. ابعاد درزه از چند سانتی متر تا چند صد متر متفاوت است. درزه راهی برای دخول اب در سنگها بوجود می اورد و عمل فرسایش را تسریع می کند. دهانه بسیاری از درزه ها بسته است ولی در اثر هوازدگی وسیعتر شده و در نهایت به یک شکاف باز تبدیل می گردد.
تقسیم بندی هندسی درزه ها
الف ) درزه امتدادی – نوعی درزه استه که امتداد ان موازی یا تقریبا موازی امتداد لایه بندی یا شیستوزیته طبقات اطراف می باشد.
ب ) درزه شیبی – درزه ای است که امتداد ان موازی یا تقریبا موازی جهت شیب سطح لایه بندی یا شیستوزیته طبقات اطراف می باشد.
ج ) درزه مایل - اگر امتداد درزه نسبت به امتداد یا جهت شیب سطح لایه بندی یا شیستوزیته سنگهای اطراف به حالت غیر مشخص باشد بدین نام خوانده می شود.
د ) درزه طبقه ای – اگر سطح درزه موازی سطح لایه بندی سنگها باشد بنام درزه طبقه ایخوانده می شود.
طبقه بندی بر اساس وضعیت درزه ها نسبت به هم
در این تقسیم بندی وضعیت درزه ها نسبت به هم مورد مطالعه قرار گرفته و بر اساس ان می توان انواع درزه های زیر را تشخیص داد :
الف ) درزه های منظم – اگر درزه های یک منطقه با هم موازی یا تقریبا موازی باشند درزه های منظم خوانده می شوند معمولاً امتداد مشترک این درزه ها امتداد محور چین خوردگی اصلی ناحیه و یا امتداد گسل های اصلی می باشد.
ب ) درزه های نامنظم - این درزه ها وضعیت مشخصی نداشته و بطور نامنظم پراکنده اند. معمولاً مجموعه درزه های موازی موجود در یا ناحیه بنام یک دسته درزه نامیده می شود و اجتماع دو یا چند دسته درزه بنام سیستم درزه خوانده می شود.
اهمیت مطالعه درزه ها
مطالعه درزه ها در بسیاری از کار های مهندسی ضرورت دارد. مثلاً هنگام استخراج سنگهای ساختمانی، بخصوص سنگهایی که بایستی به قطعات بزرگ استخراج شود (مثل مرمر و تراورتن)، شناسایی درزه ها محل ضروری است.
هنگام انتخاب محل تونل های راهسازی و معدنی، بایستی قبلا وضعیت درزه های محا را بررسی کرد زیرا وجود انها، از طرفی مسایلی در امر حفر تونل بوجود می اورد و از طرف دیگر، نگهداری انرا مشک می سازد. قبل از احداث سد ها نیز مطالعه درزه های منطقه ضروری است.
هنگام پی جویی منابع معدنی نیز وقوف به وضعیت درزه های محل ضروری است زیرا بسیاری از رگه ها معدنی، از شکستگی های سنگها و از جمله درزه ها تبعیت می کنند. از نظر زمین شناسی ساختمانی نیز مطالعه درزه ها اهمیت شایان دارد زیرا با مطالعه اماری انها، می توان مشخصات تنش های وارده به سنگهای ناحیه را مشخص کرد.
نتایج تحقیقات تجربی
برای تجزیه و تحلیل رابطه بین نیروهای خارجی اعمالی و درزه های حاصله، نمونه های مختلف سنگها را تحت ازمایش های کششی، فشارش، کوپل و پیچش قرار می دهند.
عوامل بوجود اورنده درزه ها
الف ) عوامل تکتونیکی
ب ) تنش های باقی مانده در زمین
ج ) انقباض
د ) حرکات سطحی زمین
فصل پنجم – گسله
تعریف گسل – گسل ها، شکستگی هایی همراه با تغییر مکان نسبی هستند که به موازات سطح گسل انجام گرفته اند. . بعضی از گسل ها فقط چند سانتی متر طول دارند و جابجایی انها در حدود سانتی متر است، در صورتی که گسل هایی هم با صد ها کیلومتر جابجایی در حدود چند کیلومتر و حتی دهها کیلومتر دیده می شوند.
عناصر و ویژگی های گسل
الف ) شیب و امتداد گسل
در حالت کلی سطح گسل را می توان به صورت یک سطح مستوی در نظر گرفت، لذا شیب و امتداد ان را همانند شیب و امتداد طبقات اندازه گیری می نمایند. در حالت کلی، امتداد گسل، امتداد یک خط افقی در سطح گسل است، که مقدار ان نسبت به شمال بیان می شود.
زاویه بین سطح افق و سطح گسل را شیب گسل می نامند.
ب ) کمر بالا و پایین
قطعه ای واقع در بالای سطح گسل بنام کمر بالا و قطعه پایین ان بنام کمر پایین نامیده می شود. بدیهی است این تعاریف در مواردی صادق است که گسل قائم نباشد زیرا در این حالت بالا و پایین صفحه گسل مفهومی نخواهد داشت.
ج ) اثر گسل
محا تقاطع صفحه گسل با سطح زمین بنام اثر گسل یا خط گسل نلمیده می شود. خط گسل در بسیاری حالات یک خط مستقیم است اما در مواردی که شیب صفحه کم بوده و پستی و بلندی سطح زمین زیاد باشد، ممکن است به حالت نامنظم دیده شود.
د ) زاویه ریک یا پیچ
این زاویه عبارت است از زاویه بین خطی که اثر حرکت گسل را در روی صفحه ان نشان می دهد یا خط افقی که در صفحه گسل قرار دارد.

ه ) زاویه میل
زاویه های بین خط موجود در صفحه گسل با صفحه افقی را زاویه میل نامند.
تقسیم بندی هندسی گسل ها
الف ) گسل امتداد لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی به موازات امتداد گسل می باشد در این حالت لغزش کلی گسل معادل لغزش امتدادی بوده و در جهت شیب، مولفه لغزش وجود نخواهد داشت. همچنین زاویه ریک لغزش کلی در این حالت معادل صفر خواهد بود.
ب ) گسل شیب لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی در جهت شیب سطح گسل می باشد به عبارت دیگر در مورد این گسل ها. لغزش کلی و شیبی با یکدیگر مساوی بوده و مولفه لغزش امتدادی معادل صفر خواهد بود زاویه ریک لغزش کلی در مورد این دسته از گسل ها معادل 90 درجه است.
ج ) گسل مورب لغز
در این دسته از گسل ها، لغزش کلی نسبت به امتداد یا شیب به سطح گسل مورب می باشد. بدیهی است در این گسل ها لغزش کلی دارای هر دو مولفه امتدادی و شیبی خواهد بود. زاویه ریک لغزش کلی در این حالت از صفر بیشتر و از 90 درجه کمتر می باشد.
تقسیم بندی بر اساس زاویه شیب گسل
در این روش، زاویه شیب گسل مبنا قرار گرفته می شود :
الف ) گسل های پر شیب
گسل هایی پر شیب انهایی هستند که زاویه شیبشان از 45 درجه بیشتر است.
ب ) گسل های کم شیب
هرگاه زاویه شیب کل کمتر از 45 درجه باشد، بدین نام خوانده می شود.

تقسیم بندی بر اساس حرکت ظاهری
الف ) گسل عادی یا مستقیم
گسلی که در ان کمر بالا نسبت کمر پایین به طرف پایین حرکت کرده باشد.
ب ) گسل رانده یا معکوس
گسل معکوسی که در ان کمر بالا به طرف بالا حرکت کرده باشد. در حالت کلی شیب گسل بیشتر از 45 درجه است.
تقسیم بندی زایشی گسل ها
معیار تقسیم بندی در این جا حرکت ظاهری گسل است :
الف ) گسل رانده
گسلی که در ان کمر بالا نسبت به کمر پایین به سمت بالا حرکت کرده باشد. معمولاً گسلهای رانده را بر حسب زاویه شیب به سه دسته تقسیم می کنند. اگر زاویه شیب بیش از 45 درجه باشد گسل، بنام گسل معکوس و اگر کمتر از 45 درجه باشد بنام رانده خوانده می شود. اگر زاویه شیب این گسل ها کمتر از 10درجه و لغزش کلی انها زیاد باشد گسل بنام رورانده موسوم است تشکیل گسل های رانده با کوتاه شدن لایه ها و طبقات همراه است.
ب ) گسل عادی
هرگاه کمر بالا به کمر پایین بطرف پایین حرکت کرده باشد، گسل حاصل بنام گسل عادی یامستقیم موسوم است این گسل ها بنام گسل های وزنی نیز خوانده می شوند.
ج ) گسل مورب
گسلی است که امتداد ان نسبت به امتداد لایه بندی یا شیستوزیته سنگهای اطراف به حالت مورب می باشد.
د ) گسل طولی
هر گاه امتداد گسل تقریبا موازی امتداد عمومی ساختمانهای زمین شناسی منطقه باشد، بنام گسل طولی خوانده می شود.
ر ) گسل عرضی
هرگاه امتداد گسل، عمود یا تقریبا عمود بر امتداد عمومی ساختمانهای زمین شناسی منطقه باشد، بنام گسل عرضی خوانده می شود.
تقسیم بندی بر اساس وضعیت گسل ها نسبت به هم
الف ) گسل های موازی
در بعضی موارد گسل های موجود در یک منطقه دارای شیب و امتداد یکسان یا تقریبا یکسانند که به مجموعه انها گسل های موازی اطلاق می کنند. اگر امتداد عمومی گسل های منطقه یکسان بوده شیب انها متفاوت باشد، می توان انها را به دو یا چند دسته گسل های موازیتقسیم کرد.
ب ) گسل های پوششی
گسل های نسبتا کوچکی که یکدیگر را می پوشانند بدین نام خوانده می شوند.
ج ) گسل های محیطی
این دسته گسل های دایره ای یا قوسی شکل هستند که یک منطقه دایره ای شکل یا قسمتی از منطقه دایره ای شکل را محدود می کند.
د ) گسل های شعاعی
این به گروه گسل هایی اطلاق می شود که تقریبا همگی از یک منطقه منشعب می شوند. گسل جدا شونده نوعی خاص از گسل های عادی است که در ان زاویه شیب گسل کم است.
ح ) گسل امتداد لغز
گسلی است که در ان لغزش کلی به موازات امتداد گسل می باشد به عبارت دیگر در این دسته گسل ها، لغزش شیبی در مقایسه با لغزش امتدادی ناچیز است.

پرتگاه ها
پرتگاه به قسمت های نسبتا پر شیبی از سطح زمین گفته می شود که ارتفاع انها از چند سانتی متر تا چندین صد متر تغییر می کند.
بایستی توجه داشت که پرتگاه ها نیز مشخصه قطعی گسله نیستند و ممکن است منشا دیگری، بجز گسله داشته باشد. پرتگاه ها به انواع زیر تقسیم می شوند :
. 1. پرتگاه های گسلی – این پرتگاه ها، مستقیما در اثر گسله ها بوجود می اید و اختلاف ارتفاع انها مربوط به حرکت نسبی گسله است. بعبارت دیگر، پایین رفتن یا بالا امدن یکی از قطعات گسله، باعث تشکیل این پرتگاه ها شده است.
در بعضی موارد، که گسله امتداد یک رودخانه را قطع می کند، در پایین پرتگاه گسلی، ممکن است در اثر تجمع اب، یک دریاچه یا باتلاق کوچک بوجود می اید.
. 2. پرتگاه های خط گسله – در این نوع پرتگاه ها، ارتفاع پرتگاه مربوط به اختلاف فرسایش طبقات در طرفین سطح گسله است. مثلاً هرگاه گسله ای باعث شود کهدو طبقه با مقاومت مختلف – مثل ماسه سنگ و شیل – در مجاورت یکدیگر قرار گیرد، پس از مدتی، در اثر فرسایش بیشتر طبقات شیلی، اختلاف ارتفاعی بین انها بوجود خواهد امد. بعدها، طبقه ماسه سنگ نیز فرسوده می شود و این بار، ممکن است اختلاف ارتفاعی در جهت عکس حالت اول، بوجود اید.
. 3. پرتگاه های مرکب – در این نوع پرتگاه ها، قسمتی ار اختلاف ارتفاع مربوط به لغزش اولیه گسله و قسمتی از ان نیز، به علت اختلاف در قابلیت فرسایش طبقات طرفین گسله است.
. 4. پرتگاه های کوهپایه ای – این پرتگاه ها که بنام اسکار پلت نیز نامیده می شوند، در پای سلسله کوهها تشکیل می شوند.
این گونه پرتگاه ها، بیشتر در نواحی که گسله های فعال دارند، مشاهده می شود و ارتفاع انها از چند سانتی متر تا چندین ده متر در تغییر است.
پرتگاه های کوهپایه ای، معمولاً مستقیم نیستند و در انها فرسایش تأثیری ندارند و یا به طورخفیف موثر بوده است. به عبارت دیگر، سطح پرتگاه در حقیقت همان سطح گسله است. بعضی از این پرتگاه ها، در سنگهای بستر نیز تأثیر کرده اند. در صورتی که عده ای دیگر، تنها به طبقات نامتحجر رویی محدوداند. گاهی نیز پرتگاه های گسلی حاصله در سنگهای رویی، در نتیجه وجود گسله های اصلی در سنگهای بستر، بوجود می ایند.
. 5. پرتگاه های مثلثی – در بعضی موارد، سطح پرتگاه در اثر عوامل فرسایش مثل رودخانه یا یخچال فرسوده می شود و بریدگی های مثلث شکلی در ان به وجود می اید که در نهایت، باعث می شود که سطح پرتگاه به قطعات مثلثی شکلی، تقسیم شود.
سایر نشانه های تشخیص گسله
علاوه بر نشانه هایی که گفته شد، در پاره ای موارد پدیده های دیگری نیزهمراه گسله ها بوجود می اید که به کمک انها، می توان گسله ها را تشخیص داد این پدیده عبارتند از :
. 1. چشمه ها – چشمه هایی که در پای کوهها دیده می شود، غالبا ناشی از وجود گسله در ان محل است و به خصوص اگر اب چشمه ها گرم باشد به احتمال زیاد می توان انها را با گسله ها در ارتباط دانست. در حقیقت در چنین حالاتی گسله معبر عبور اب و بخصوص ابهای گرم در اعماق زمین است.
. 2. تغییر ناگهانی مسیر رودخانه ها – هرگاه گسله ای، امتداد رودخانه را طی زاویه نسبتا بزرگی قطع کند، باعث تغییر ناگهانی مسیر ان شود.
. 3. تغییر ناگهانی در نیمرخ بستر رودخانه – اگر در حوالی بستر رودخانه، گسلی بوجود اید،باعث بالا امدن یا پایین رفتن زمین می شود. و اگر فرسایش رودخانه با بالا امدن یا پایین رفتن متناسب نباشد، در حوالی گسله، شیب بستر رودخانه با سایر نقاط تفاوت پیدا می کند که این امر، می تواند نشانه ای برای تشخیص گسله باشد.
فصل ششم - چین
بطور کلی چین ها را می توان بعنوان پیچ و موج های حاصله در سنگها تعریف کرد. بعبارت دیگر، چین ها ان دسته از تغییر شکل های سنگها هستند، که فقط باعث تغییر وضعیت سنگ می شوند، بدون انکه در ان گستگی بوجود اورند.

مشخصه های چین
. 1. لولای چین – لولای چین خط فرضی است که نقاطی از یک لایه را که دارای حداکثر انحنا هستند، به یکدیگر وصل می کند. لولای چین می تواند افقی، قائم و مایل باشد.
. 2. سطح محوری چین – سطح فرضی که تمام لولا های چین را در برداشته باشد، بنام سطح محوری چین خوانده می شود. این سطح، حتی المقدور چین را به دو قسمت متقارت تقسیم می کند.
. 3. محور چین – محور چین خطی است که به موازات لولای ان است و در حقیقت می توان ان را بصورت خط مستقیمی تعریف کردکه هرگاه به موازات خود در فضا حرکت کند، چین را بوجود می اورد. در بعضی از کتاب ها محور و لولای چین را بعنوان دو مفهوم مترادف بکار می برند.
. 4. دامنه های چین – طرفین چین، بنام دامنه های ان خوانده می شود.
. 5. اثر محوری چین – فصل مشترک سطح محوری با یک سطح افقی یا قائم بنام اثر محوری ان نامیده می شود. معمولاً سطح افقی را، سطح زمین در نظر گرفته می شود.
. 6. خط الراس یا ستیغ – خط الراس چین، خط فرضی ای است که بالاترین نقاط یک چین را بهم وصل می کند. بایستی توجه داشت که اگر چه در بعضی موارد خط الراس و لولای چین خط واحدی هستند ولی این امر الزامی نیست و در پاره ای اوقات باهم متفاوت هستند.
. 7. خط القعر – خط القعر هر چین، خط فرضی است که پایین ترین نقاط ان را به یکدیگر وصل می کند.
. 8. قله – بالترین نقطه یک چین بنام قله ان نامیده می شود.
. 9. زاویه میل چین – وضعیت هر چینی را می توان با لولای ان مشخص کرد. در حالت کلی، لولای چین مورب است و بنابراین، برای مشخص کردن ان بایستی ازیموت و شیب ان را مشخص کرد.

تاقدیس و ناودیس
تاقدیس – در حالت کلی، تاقدیس را می توان به صورت چینی که تحدب ان رو به بالاست. از انجا که در بسیاری موارد، خط الراس چین فرسایش می یابد و نمی توان حالت یاد شده را در ان مشاهده کرد، لذا در تعریف جامع تر، تاقدیس به صورت چینی تعریف می شود که طبقات قدیمی تر در مرکز ان قرار دارند.
شیب دو دامنه تاقدیس در جهت خلاف یکدیگر است.
ناودیس – در حالت کلی، ناودیس عبارت از چینی است که تحدب ان به طرف پایین است. در اینجا تعریف جامع تر ان، عبارت از چینی است که طبقات جوانتر در مرکز ان قرار دارند.
شیب دو دامنه به سوی یکدیگر است.

تقسیم بندی هندسی چین ها
. 1. چین متقارن – چین متقارن چینی است که سطح محوری ان قائم باشد و چین را به دو قسمت متقارن تقسیم کند.
. 2. چین نا متقارن – در حالتی که سطح محوری چین قائم نبوده و ان را به دو قسمت قرینهتقسیم نکند. دو دامنه این نوع چین دارای شیب زیاد است.
. 3. چین برگشته - چین برگشته. چینی است که سطح محوری ان مایل و هر دو دامنه ان در یک جهت شیب داشته باشد. شیب دو دامنه این چین ها مختلف و یکی از انها برگشته است.
. 4. چین خوابیده – در حالتی که سطح محوری چین افقی یا تقریبا افقی باشد، بنام چین خوابیده خوانده می شود.
. 5. چین هم شیب - این نام به چین هایی اطلاق می شود که در یک جهت شیب داشته و شیب انها مساوی باشد. دامنه های این چین ها ممکن است قائم، و مایل و یا افقی باشد.
. 6. چین جناغی – اگر دو دامنه چین طی زاویه تندی نسبت بهم قرار گرفته باشند، چین حاصله بنام چین جناغی نامیده می شود.
. 7. چین جعبه ای – اگر قسمت لولای چین مسطح باشد، ان را بنام چین جعبه ای می خوانند.
. 8. چین بادبزنی – چین بادبزنی چینی است که هر دو دامنه ان برگشته است. در چین بادبزنی تاقدیسی، هر دو دامنه به سوی یکدیگر است در صورتی که در چین بادبزنی ناودیسی، شیب دو دامنه از هم دور می شوند.
. 9. چین از دو سو متمایل – اگر لولای چین، از هر دو سو، شیب داشته باشد، به نام چین از دو متمایل خوانده می شوند.
. 10. گنبد – عبارت است از تاقدیس که امتداد مشخصی ندارد. به عبارت دیگر، شیب طبقات در تمام قسمت ها، به طرف خارج متوجه است.
. 11. تشتک – ناودیسی است که امتداد و محور معینی ندارد و شیب طبقات در تمام قسمت ها، به طرف مرکز ان، متوجه است.

تقسیم بندی چین ها بر اساس عمق انها
الف ) چین های موازی – چینی که در ان ضخامت لایه ها ضمن چین خوردگی ثابت می ماند.
ب ) چین های مشابه - چین مشابه چینی است که وضعیت ان نسبت به عمق ثابت مانده و تغییری نکند. بطوری که دیده می شود، در این چین ها، ضخامت لایه ثابت نیست بلکه اندازه ان در قسمت های بالا و پایین چین به مراتب بیشتر از ضخامت لایه در دامنه های ان است.
ج ) چین های هماهنگ و ناهماهنگ – در بسیاری موارد، طبقات رویی و زیرین، در مراحل مختلف چین خوردگی پیدا می کنند. اگر وضعیت عمومی چین خوردگی سنگها بالا و پایین یکسان باشد، یعنی یک تاقدیس در قسمت های پایین هم چنان تاقدیس باقی بماند، چین خوردگی، بنام هماهنگ و در غیر این صورت بنام ناهماهنگ نامیده می شود.
د ) چین های سوراخ کننده – ممکن است چندین لایه روی هم قرار گرفته و طبقات زیرین، ازجنس مواد شکل پذیری مانند نمک، گچ و مواد نظیر انهاباشد. ممکن است این مواد شکلپذیر، در نقطه ای جمع شوند و طبقات رویی را به صورت گنبد در اورند.

سیستم چین ها
طول موج چین - بطوری که گفتیم چین ها منفرد نیستند. فاصله بین دو قله دو تاقدیس یا ناودیس متوالی، بنام طول موج چین خوانده می شود.
طول موج چین ممکن است از چند سانتی متر تا چندین کیلومتر تغییر کند.
دامنه چین – نصف فاصله عمودی بین خط الراس یک تاقدیس و خط القعر یک ناودیس مجاور، بنام دامنه چین خوانده می شود.
ناودیس شکنجی – در بسیاری موارد ناودیس بزرگ، خود از چین های کوچک و متعددی تشکیل یافته است که در این حالت بنام ناودیس شکنجی نامیده می شود.
تاقدیس شکنجی – تاقدیس شکنجی نیز تاقدیس بزرگی است که از چین های کوچک متعدد تشکیل یافته است. پهنای تاقدیس شکنجی نیزدرحدودچندکیلومتر است. دررشته
جبال البرز نمونه های متعددی از ناودیس و تاقدیس های شکنجی رامی توان مشاهده کرد.
ژیوسینکلینال – گرچه از نظر لغوی ژیوسینکلینال به معنی ناودیس زمین است اما نبایستی ان را به جای ناودیس بزرگ بکار برد. ژیو سیکلینال حوضه رسوبی وسیعی است که ضخامت رسوبات ان به چند هزار متر می رسد. علیرغم ضخامت زیاد رسوبات ژیوسیکلینال ها، محیط رسوبگذاری انها عمیق نیست و علت اصلی تجمع رسوبات، فرورفتن تدریجی کف ژیو سیکنلینال می باشد.
ژیو آنتی کلینال – ژیو انتی کلینال، یک بالا امدگی وسیع است که ابعاد ان در مقایسه با ابعاد ژیو سیکلینال است. چنین پدیده ای ممکن است در داخل یا خارج ژیو سینکلینال دیده شود.
چین های پوششی - در موارد، چین های منفرد و مجزایی دیده می شوند که توسعه چندانی ندارند ولی روی یکدیگر می پوشانند. این چین ها بنام چین های پوششی نامیده می شود.

تک چین و پادگانه ساختمانی
اگر در ناحیه ای سنگ ها، نسبت به سنگهای مجاور خود، بدون ایجاد شکستگی بالاتر قرار گیرند، سنگ های بین انها از حالت افقی خارج شده و به حالت شیب دار قرار خواهند گرفت، این چین خوردگی که در ان،لایه ها در ناحیه ای بطور ملایم شیب دار می شوند، به نام تک چین نامیده شود. بنابراین، تک چین به طبقات شیب داری گفته می شود که شیب انها در یک جهت باشد. اگر طبقات تک چین را در امتداد شیب ان تعقیب کنیم، در منطقه محدودی شیب لایه ها کمتر شده و به طبقات اولیه قبل از تغییر شکل، تبدیل می شود. این گونه طبقات بنام پادگانه ساختمانی نامیده می شود.

ریز چین
هر گاه دو لایه مقاوم یک لایه نامقاوم را احاطه کند که این لایه بر اثر (تکتونیک) حرکتی انجام دهد زیر چین در لایه نامقاوم حاصل خواهد شد.

[
فصل هفتم – ساخت های اولیه سنگهای اذرین خروجی

گدازه – هنگامی که ماگما به سطح زمین راه می یابد، در سطح زمین جریان یافته و پس از سرد شدن، گدازه ها را بوجود می اورد.
گدازه ها، توده های اذرین لایه شکلی هستند که ضخامتشان در مقایسه با گسترش عرضی انها ناچیز است. حالت گدازه تابع مشخصات زمینی است که در ان جریان می یابد. مثلاً در مواردی که زمین تقریبا مسطح باشد، گدازه نیز قشر کم و بیش افقی خواهد بود، در صورتی که در دامنه اتشفشانها، گدازه ها به حالت شیب دار مشاهده می شود.
مشخصات گدازه ها – ضخامت گدازه ها معمولاً در حدود چند متر است و گدازه های باضخامت بیش از 100 متر، فوق العاده نادر است. گسترش عرضی گدازه ها تا حد زیادی به جنس انها بستگی دارد. گرانروی گدازه های بازی و متوسط کم است، بنابراین، این دسته از گدازه ها، بهاسانی جریان افتاده و سطح وسیعی را در بر می گیرند. ضخامت این دسته از گدازه کم وبیش در سرتاسر ان یکسان است. گدازه های اسیدی، لزج ترند و بنابراین، گسترش چندانی ندارند و غالبا به صورت توده های عدسی شکل اند.
ساخت گدازه ها
الف ) ساخت منشوری
ب ) ساخت بالشی
ج ) تغییرات داخلی قشر گدازه
آتشفشان ها
اتشفشان ها نیز اشکال دیگری از ساخت های اولیه سنگهای اذرین خروجی اند که در اثر خروج ماگما، بوجود می ایند.
مهم ترین قسمت های یک اتشفشان از نظر زمین شناسی ساختمانی، مخروط و دهانه اتشفشان است که اینک به بررسی انها می پردازیم.
. 1. مخروط آتشفشانی – مخروط اتشفشانی در اثر سرد شدن و تجمع مواد خروجی اتشفشان به وجود می اید این گونه ساختمانها را از نظر های مختلف می توان تقسیم بندی کرد. مثلاً اساس تقسیم بندی سنگ شناسی، جنس سنگهای تشکیل دهنده مخروط و اساس طبقه بندی فیزیوگرافی، مرحله فرسایش ان است اما در زمین شناسی ساختمانی، مخروط ها را از نظر ساختمان داخلی طبقه بندی می کنند. در این تقسیم بندی، می توان انواع مخروط های زیر را تشخیص داد :
الف ) مخروط گدازه ای – این مخروط ها از گدازه های خیلی سیال تشکیل شده و به همین جهتدارای دامنه های کم شیب اند. این مخروط ها تماما از جنس گدازه اند. و در مورد انها قسمت اعظم ماگما از درون دهانه اصلی اتشفشان، خارج شده است.
در مواردی که ماگماهنگام خروج از اتشفشان سرد و لزج باشد، در فاصله کمی پس از خروج از دهانه، منجمد می شود و مخروط پر شیبی را به وجود می اورد که بنام هورنیتو موسوم است.
ب ) مخروط های اذر اواری – این مخروط ها در نتیجه تجمع مواد اذر اواری که از اتشفشان خارج می شود تشکیل شده و در بعضی موارد ممکن است دارای دامنه های پر شیب باشد.
ج ) مخروط مرکب – این مخروط ها از قشر های متناوب گدازه و مواد اذر اواری تشکیل می شود. در این گونه مخروط ها، قسمت اعظم ماگما از دهانه های فرعی اتشفشان خارج می شود.
. 2. دهانه – قسمت بالایی مخروط اتشفشان، بنام دهانه خوانده می شود بسته به وضعیت دهانه، حالات زیر را می توان تشخیص داد :
الف – کرارتر
کرارتر فرورفتگی موجود در انتهای مخروط اتشفشان است که در حالت کلی، به صورت یک مخروط ناقص در بالای ان قرار دارد. قطر قسمت پایین کرارتر معمولاً کم است و ندرتا از 300 متر تجاوز می کند اما قطر قسمت بالای ان، در اثر ریزش دیواره، ممکن است خیلی زیاد باشد.
کرارتر معمولاً در اثر انفجار در قسمت های بالایی دود کش اتشفشان، بوجود می اید.
ب – کالدرا
کالدرا فرورفتگی بسیار بزرگی است که در قسمت های بالایی اتشفشان به وجود می اید. مقطع این فرورفتگی، معمولاً دایره و در بعضی موارد نامنظم است. قطر کالدرا ممکن است به جندین کیلومتر برسد.
کالدرا در نتیجه تخریب دیواره دهانه اتشفشان به وجود می اید.


فصل هشتم – ساخت های اولیه سنگهای اذرین نفوذی

تقسیم بندی توده های نفوذی
در زمین شناسی ساختمانی، توده های نفوذی را بسته به وضعیت انها نسبت به سنگهای مجاور، به دو دسته توده های هم شیب و ناهم شیب تقسیم می کنند. هر یک از این گروه ها، بسته به شکل و ابعاد توده خود به گروه های کوچک تر تقسیم می کنند.
معمولاً در مجاورت توده نفوذی، طبقات رسوبی یا سنگهای دگرگونی حاوی شیستوزیته وجود دارد. اگر توده نفوذی با سطح لایه بندی طبقات رسوبی یا شیستوزیته سنگهای دگرگونی مجاور موازی باشد، ان را توده نفوذی هم شیب و در غیر این صورت، ناهم شیب می گویند.
توده های نفوذی هم شیب
. 1. سیل ها – سیل ها، که بنام ورقه نیز خوانده می شوند، توده های نفوذی لایه ای شکلی اند که به موازات لایه بندی یا شیستوزیته طبقات مجاور، تشکیل می شوند. گسترش سیل ها در بعضی موارد فوق العاده زیاد و ممکن است به چندین هزار کیلومتر مربع برسد. نکته جالب ان است که در بسیاری حالات، ضخامت سیل نیز تقریبا ثابت باقی می ماند. بدیهی است سن سیل همواره از سن سنگهای درون گیر خود، کمتر است.
از نظر وضعیت، سیل ممکن است به حالت افقی، قائم و یا مایل دیده می شود. و بدیهی است در هر حالت، تابع مشخصات لایه های اطراف خود باشد. ضخامت سیل از چند سانتیمتر تا چند صد متر ممکن است تغییر نماید.
. 2. لاکولیت ها - لاکولیت ها توده های نفوذی عدسی مانندی هستند که در فصل مشترک لایه ها نفوذ کرده و طبقات رویی را به صورت گنبد در می اورند. باتوجه به این تعریف،در می یابیم که لاکولیت مشابه سیل ها هستند با این تفاوت که گسترش عرضی لاکولیت ها فقط چند برابر ضخامت انها ست در صورتی که در مورد سیل ها، ممکن است به چندین برابر برسد. سنگهای اذرین تشکیل دهنده لاکولیت معمولاً از نوع متوسط و بازی ( مثل آندزیت نفلین سنییت) می باشد.
. 3. لوپولیت ها – لوپولیت ها توده های نفوذی وسیعی اند که در نتیجه نفوذ ماگما در ساختمان های تشتکی شکل به وجود می ایند. ماگما تشکیل دهنده لوپولیت معمولاً از نوع بازی می باشد.
. 4. فاکولیت ها – فاکولیت ها توده های نفوذی کوچکی هستند که به شکل عدسی، در خط الراس تاقدیس ها و یا در خط القعر ناودیس ها، تشکیل می شوند. بایستی توجه داشت که تنها در حالاتی فاکولیت ها جزو ساختمانهای اولیه سنگهای اذرین به شمار می ایند که سنگها، قبلا به صورت تاقدیس یا ناودیس چین خورده باشند و در حالتی که یک توده نفوذی مثل سیل، همراه با طبقات درون گیر خود چین بخورد، ساختمان حاصله را بایستی در گروه ساخت های ثانوی، طبقه بندی کرد.

توده های نفوذی ناهم شیب
. 1. دایک ها – دایک ها توده های نفوذی لایه ای شکلی اند که طبقات اطراف خود را قطع می کنند. دایک ها غالبا در نتیجه تزریق ماگما در داخل شکستگی سنگها به وجود می ایند. در حقیقت فرق دایک و سیل، تنها درنحوه قرار گرفتن این توده ها نسبت به طبقات اطراف است و در مورد انها نیز همانند سیل ها، می توان انواع ساده مکرر، مرکب و تفریق شده راتشخیص داد.

کانی

کانی ماده‌ی طبیعی، غیرآلی، بلوری و جامد است که در ترکیب سنگ‌های پوسته‌ی زمین یافت می‌شود. برخی کانی‌ها از یک عنصر خالص و بسیاری از آن‌ها از دو یا چند عنصر درست شده‌اند. در هر صورت، کانی‌ها ترکیب شیمیایی معینی دارند. واژه‌ی کانی از واژه‌ی فارسی کان گرفته شده است که در زبان عربی به آن معدن گفته می‌شود. بنابراین، کانی به ماده‌ای گفته می‌شود که به طور طبیعی از معدن(کان) به دست می‌آید و معدن بخشی از پوسته‌ای زمین است که در آن‌جا به اندازه‌ی چشم‌گیری، کانی یافت می‌شود. موادی مانند شیشه، چینی، آلیاژ‌های گوناگون، که انسان‌ آن‌ها را ساخته است، و موادی مانند مروارید صدف، استخوان، عاج و بسیاری دیگر، که جان‌داران می‌سازند، کانی نیستند.

ویژگی‌های کانی‌ها

کانی‌ها چیزهای همگنی هستند؛ یعنی، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی همه‌ی ذره‌های سازنده‌ی آن‌ها، یکسان است. برای مثال، اگر یک قطعه هالیت(نمک خوراکی) را به ذره‌های بسیار کوچکی بشکنیم، همه‌ی ذره‌های به دست آمده، مزه‌ی شوری دارند، به سادگی در آب حل می شوند و دیگر ویژگی‌های نمک را نشان می‌دهند.

کانی‌ها مواد بلوری و جامدی هستند؛ یعنی، ذره‌های سازنده‌ی آن‌ها بر اساس نظم و قانون معینی کنار هم قرار گرفته‌اند؛ به نحوی که، همه‌ی سطح‌های بیرونی یک کانی، صاف است. شکل بلوری و منظم کانی‌ها از آرایش اتم‌ها و مولکول‌های درونی آن‌ها ناشی می‌شود.

هر کانی ترکیب شیمیایی ثابتی دارد. برای مثال، پیریت همیشه FeS₂ و کلسیت CaCO₃ همواره است. البته، در برخی کانی‌ها ممکن است نسبت برخی عنصرها تغییر کند. برای مثال، در کانی الوین( FeMgSiO₄ ) ممکن است درصد آهن و منیزیم از بلوری به بلوری دیگر، از صفر تا صد درصد تغییر کند.

برخی کانی‌ها، مانند طلا، از یک عنصر درست شده‌اند. البته، طلا کم‌تر به صورت خالص یافت می‌شود. بلورهای مکعبی و زرد رنگ طلا، اگر با نقره همراه باشند، روشن‌تر و اگر با مس همراه باشند، قرمزتر به نظر می‌رسند. بسیار از کانی‌ها از دو یا چند عنصر متفاوت هستند که با هم مخلوط شده و ماده‌ی مرکبی به وجود آورده‌اند. برای مثال، فراوان‌ترین کانی، یعنی کوارتز، ترکیبی از سیلیسیم و اکسیژن است.

شکل‌گیری کانی‌ها

کانی‌ها از پیوندهای گوناگون بین اتم‌های عنصرها به وجود می‌آیند. تا کنون 92 عنصر در طبیعت شناسایی شده است. از بین این 92 عنصر طبیعی، 8 عنصر اکسیژن، سیلیسیوم، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم، و منیزیم، حدود 5/98 درصد کانی‌ها را می‌سازند. از ترکیب‌شدن این عنصرها با هم، کانی‌ها گوناگونی به وجود می‌آید. برای مثال، از ترکیب شدن اکسیژن با سیلیسیوم، اکسید سیلیسیوم SiO₂ (کوارتز) و از ترکیب‌شدن اکسیژن، سیلیسیوم، منیزیم و آهن، الوین( FeMgSiO₄ ) به دست می‌آید.

کانی‌ها علاوه بر این که از نظر ترکیب شیمیایی با هم تفاوت دارند، از نظر شکل ظاهری، رنگ، اندازه و دیگر ویژگی‌ها نیز تفاوت‌های زیادی با هم دارند. این تفاوت‌ها از چگونگی شکل‌گیری آن‌ها برمی‌خیزد. برخی کانی‌ها از سرد شدن ماده‌ی مذاب به دست می‌آیند. همه‌ی کانی‌های سنگ‌های آذرین، مانند کوارتز، فلدسپات، میکا و الوین، این گونه به وجود می‌آیند.

برخی دیگر از کانی‌ها از سرد شدن بخار در سطح سنگ‌ها یا شکاف‌های موجود در آن‌ها به وجود می‌آیند. سرد شدن گاز گوگرد در قله‌های آتش‌فشانی دماوند و تفتان، نمونه‌ای از این فرایند است. کانی‌ها دیگری از بخار شدن محلول‌هایی به وجود می‌ایند که به اندازه‌ی اشباع رسیده‌اند. برای مثال، از بخار شدن آرام‌ دریاچه‌های مرکزی ایران، نمک و گچ به دست می‌آید.

برخی کانی‌ها از واکنش‌های شیمیایی یون‌ها در آب به وجود می‌آیند. برای مثال، در دریاهای گرم، یون کلسیم(⁺² Ca) با یون کربنات(⁺CO₃²)ترکیب می‌شود و کانی کلسیت(CaCO₃) ته‌نشین می‌شود. برخی کانی‌ها نیز پیامد تخریب شیمیایی کانی‌ها دیگر هستند. برای مثال، از تجزیه‌ی شیمیایی فلدسپات‌ها، کانی‌های رستی(کانی‌های تشکیل‌دهنده‌ی خاک) به وجود می‌آیند.

شناسایی کانی‌ها

زمین‌شناسان برای شناسایی کانی‌ها از روش‌های گوناگونی، مانند رنگ‌ شعله، طیف نوری، میکروسکوپ‌های پلاریزان، میکروسکوپ الکترونی و پرتو ایکس، بهره می‌گیرند.

رنگ‌شعله. در این روش تکه‌ای از کانی یا پودر آن را روی شعله نگه می‌دارند و با دستگاهی به آن می‌دمند. با تغییر رنگی که در شعله پدید می‌آید، می‌توان برخی از کانی‌ها را شناسایی کرد. سدیم رنگ زرد، پتاسیم رنگ نارنجی، منیزیم رنگ قرمز، کلسیم رنگ نارنجی، باریم رنگ سبز مایل به زرد و مس رنگ سبز درخشان، به وجود می‌آورد.

طیف نور. در این روش مقدار اندکی از یک کانی را در دستگاهی، که با جرقه‌ی الکتریکی و در فشار زیاد کار می‌کند، قرار می‌دهند تا کانی بخار شود. در این حالت، اتم‌های عنصرهای سازنده‌ی کانی، طول موج ویژه‌ای تولید می‌کنند که پس از عکس‌برداری می‌توان با کمک آن‌ها به عنصرهای سازنده‌ی کانی پی ‌برد.

میکروسکوپ پلاریزان. در این روش، ضخامت یک قطعه سنگ را که دارای کانی‌های گوناگون است، به اندازه‌ای کم می‌کنند تا شفاف شود و نور از آن بگذرد. سپس آن را زیر میکروسکوپ پلاریزان بررسی می‌کنند. اکنون از روی شکل ظاهری، نوع شکستگی، ضریب شکست نور، رنگ و دیگر ویژگی‌ها، کانی را شناسایی می‌کنند.

میکروسکوپ الکترونی. لایه‌ی نازکی از کانی را با این میکروسکوپ مطالعه می‌کننند. باریکه‌ی الکترونی به کانی برخورد می‌کند و بخشی از آن به کانی جذب می‌شود که سایه‌ای از کانی روی صفحه‌ی ویژه‌ای به وجود می‌آورد. بررسی این سایه از نظر شکل ظاهری، شکستگی‌ها و ساختمان درونی کانی‌ها، به شناسایی کانی می‌انجامد.

پرتو ایکس. این روش در شناسایی کانی‌ها، به‌ویژه کانی‌هایی که ترکیب شیمیایی مشابهی دارند، بسیار کارآمد است. پرتوهای ایکس را به بلور کانی می‌تابانند. بخشی از این پرتوها از کانی می‌گذرد و بخشی پس از برخورد با ذره‌هایی که در گوشه‌های شبکه‌ی بلور کانی قرار دارند، بازتاب می‌یابد. با برسی عکس به دست آمده از اثر این پرتوها بر فیلم عکاسی، می‌توان کانی مورد نظر را شناسایی کرد.

شناسایی کانی‌های آشنا

به کمک ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی کانی‌ها، می‌تـوان به روش‌های ساده‌تری برخی از کانی‌های بسیار شناخته شده را شناسایی کرد.

شکل بلور. اندازه‌ی بلورها ممکن است بسیار بزرگ یا بسیار کوچک باشد. در حالی که وزن کانی بریل ممکن است تا 200 تن هم برسید، برخی کانی‌ها تنها با پرتوهای ایکس دیده می‌شوند. شکل کانی‌ها نیز بسیار گوناگون است. با وجود این، زاویه‌های بین سطح‌های مشابه در همه‌ی بلورهای یک کانی همواره یکسان است. برای مثال، بلور نمک، چه بزرگ و چه کوچک، همواره مکعبی شکل است و بین سطح‌های خود، زاویه‌ 90 درجه دارد.

سختی. دانشمند اتریشی به نام فردریش موهس(1839-1773) مقیاسی برای درجه‌ی سختی کانی‌ها وضع کرد. مقیاس او از درجه‌ی یک برای تالک(نرم‌ترین کانی) تا درجه‌ی 10 برای الماس (سخت‌ترین کانی) است. بر اساس این مقیاس، سختی ناخن انسان، 5/2، سکه‌ی مسی 5/3 و چاقوی فولادی قلم‌تراش، 5/5 است. اکنون با توجه با این که در اثر کشیدن این چیزها بر سطح کانی، در آن خراش ایجاد می‌شود یا نه، سختی کانی را اندازه می‌گیرند و با توجه با سختی، کانی را شناسایی می‌کنند.

رَخ(کلیواژ). رخ به شکستگی کانی‌ها در راستای سطح صاف، پس از وارد شدن ضربه‌ای شدید، مانند ضربه‌ی چکش، گفته می‌شود. میکا در یک جهت می‌شکند و ورقه ورقه می شود؛ کوارتز خورد می‌شود؛ نمک خوراکی رخ سه جهتی قائم و کلسیت رخ سه جهتی غیر قائم دارد.

رنگ. برخی کانی‌ها همیشه به یک رنگ دیده می‌شوند. برای مثال، طلا همواره زرد، مالاکیت، گرافیت همیشه سیاه و مالاکیت به رنگ سبز فیروزه‌ای است. رنگ را باید در سحی که به تازگی شکسته شده است، مشاهده کرد. زیرا هوازدگی رنگ سطح رویی را تغییر می‌دهد.

اثر بر چینی بدون لعاب. در این روش کانی را بر چینی بدون لعاب( پشت نعلبکی بخشی که لعاب ندارد) می‌کشند تا لایه‌ی نازکی از آن بر سطح چینی بماند. کانی‌های نافلزی اثر بی‌رنگ یا به رنگ روشن دارند و کانی‌های فلزی رنگ‌های تیره‌تری پدید می‌آورند. برای مثال، کانی زرد رنگ پیریت، رنگ سیاه برجای می‌گذارد و اثر هماتیت، که بیش‌تر به رنگ خاکستری و ساه است، قرمز قهوه‌ای دیده می‌شود.

جلا. جلو یا درخشندگی سطح کانی نیز در شناسایی آن سودمند است. کانی‌های فلزی نور را به‌خوبی بازمی‌تابانند و به اصطلاح جلای فلزی دارند. هالیت و کوارتز، جلای شیشه‌ای و اوپال و اسفالریت، جلای صمغی دارند.

چگالی(جرم‌حجمی). برای به دست آوردن چگالی کانی‌ها، جرم آن‌ها را با ترازو و حجم را با استوانه‌ی درجه‌بندی شده دارای آب، اندازه می‌گیرند تا با تقسیم کردن جرم بر حجم، چگالی کانی به دست آید. چگالی بیش‌تر کانی های سیلیکاتی، که بخشی زیادی از پوسته‌ی زمین را می‌سازند، حدود 5/2 تا 5/3 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. کانی‌هایی که در ساختمان خود عنصرهای سنگینی مانند سرب و باریوم دارند، دارای چگالی بالایی هستند. برای مثال، چگالی گالن(PbS)، حدود 5/7 گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

نام‌گذاری کانی‌ها

بیش‌تر کانی‌ها نام‌های کهنی دارند و اثر واژگان یونانی و رومی را بر خود دارند. برخی کانی‌ها نیز به نام کاشفشان یا برای سپاس‌گذاری از کوشش‌های دانشمندان بزرگ نام‌گذاری شده‌اند. به‌طور کلی نام کانی‌ها به روش‌های زیر برگزیده شده است:

1. نام برخی کانی‌ها بسیار کهن است و هنوز دلیل نامیده شدن به چنین نام‌هایی را به‌درستی نمی‌دانیم؛ مانند کوارتز.

2. نام برخی از کانی‌ها از نام کاشفشان گرفته شده است؛ مانندکوولیت از کوولی، کانی‌شناس ایتالیایی.

3. نام برخی کانی‌ها از نام جایی گرفته شده که نخستین‌بار در آن‌جا پیدا شده‌اند؛ مانند آرگونیت از آرگون در اسپانیا.

4. برخی کانی‌ها نام‌های افسانه‌ای دارند؛ مانند مارتیت از مارس(خدای جنگ).

5. نام برخی کانی‌ها از ترکیب شیمیایی آن‌ها گرفته شده است؛ مانند سیدریت از سیدروس به معنای آهن.

6. نام برخی از کانی‌ها از ویژگی‌های فیزیکی آن‌ها گرفته شده است؛ مانند باریت از باروس به معنای سنگین.

7. نام برخی از کانی‌ها از نوع کاربرد آن ها گرفته شده است؛ مانند نفریت از نفرون کلیه‌ها، زیرا این کانی برای درمان آسیب‌ها کلیه سودمند است.

8. نام برخی از کانی‌ها از رنگ آن‌ها گرفته شده است؛ مانند الوین به معنای کانی سبز زیتونی.

9. برخی کانی‌ها نام محلی دارندکه جنبه‌ی جهانی پیدا کرده است؛ مانند کرندوم و سافیر که نام هندی این کانی‌هاست.

کانی‌هایی با نام‌های ایرانی

1. بیرونیت( Birunite ): سیلیکات کلسیم و کربنات کلسیم آب‌دار

این کانی در سال 1957 میلادی کشف و به افتخار دانشمند ایرانی، ابوریحان بیرونی نام‌گذاری شد تا بزرگ‌داشتی بر پژوهش‌های وی درباره‌ی کانی‌ها و سنگ‌ها باشد.

2. آویسنیت( Avicennite ): اکسید تالیوم و آهن

این کانی در سال 1958 میلادی کشف شد و به افتخار دانشمندایرانی، ابن سینا، نام‌ گذاری شد. ابن سینا نخستین طبقه‌بندی کانی‌ها را در کتاب شفا آورده است.

3. تالمسیت( Talmessite ): آرسنات آب‌دار کلسیم، منیزیم و باریوم)

این کانی را باریان و هرپن در سال 1960 در معدن قدیمی تالمسی در کنار دهی به همین نام در انارک یزد کشف کردند و نام این معدن را بر آن گذاشتند. این کانی ویژگی فاوئورسان دارد و رنگ آن بی‌رنگ تا سبز می‌شود.

4. ایرانیت( Iranite ): کرومات سرب آب‌دار

این کانی را باریان و هرپن در سال 1963 در یکی از معدن‌های قدیمی سه‌برز در شمال غربی انارک کشف کردند و نام ایرانیت را بر آن نهادند. این کانی زرد زعفرانی و دارای جلای شیشه‌ای، در پیرامون نایبندان نیز یافت می‌شود.

5. خونیت( Khuniite ): کرومات سرب، روی و مس

این کانی را ادیب و اتمان در سال 1970 میلادی در معدن قدیمی خونی در شمال انارک کشف کردند. این کانی به کانی ایرانیت شباهت زیادی دارد، اما رنگ زرد آن به قهوه‌ای گرایش دارد.

6. انارکیت( Anarakite ): کلرید بازی روی و مس

این کانی را ادیب و اتمان در سال 1972 در انارک کشف کردند و نام همین بخش را بر این کانی سبز رنگ نهادند.

7. خادمیت( Khademite ): سولفات بازی و آب‌دار آلومینیوم

این کانی را باریان، برتلون و صدرزاده در ساغند یزد کشف کردند و به افتخار نصرالله خادم، ریاست آن زمان سازمان زمین‌شناسی ایران، نام‌گذاری کردند.

طبقه‌بندی کانی‌ها

طبقه‌بندی کانی‌ها ممکن است برپایه‌ی چگونگی شکل‌گیری آن‌ها انجام شود. بر این اساس، آن‌ها را به کانی‌های ماگمایی، رسوبی و دگرگونی طبقه‌بندی می‌کنند. روش دیگر برای طبقه‌بندی کانی‌ها، توجه به ترکیب شیمیایی آن‌هاست که در این‌جا مورد توجه است.

1. سلیکات‌ها: از ترکیب شدن سیلیسوم، اکسیژن و یک یا چند فلز به دست می‌آیند. به دو دسته‌ی سیلیکات‌های تیره(دارای آهن و منیزیم) و سیلیکات‌های روشن(بدون آهن و منیزیم) تقسیم می‌شود. الوین، پیروکسین، آمفیبول، میکای سیاه، تورمالین، تالک، سرپانتین و آزبست، نمونه‌هایی از دسته‌ی نخست، کوارتز، فلدسپات، میکای سفید و کائولینیت، نمونه‌هایی از دسته‌ی دوم هستند.

2. سولفات‌ها: از ترکیب شدن اکسیژن، گوگرد و یک یا چند فلز به دست می‌آیند. حدود 150 کانی از این گونه وجود دارد که انیدریت، ژیپس، باریت و آلونیت از آن‌ها هستند.

3. کربنات‌ها: از حل شدن دی‌اکسیدکربن در آب باران، اسیدکربنیک به دست می‌آید و این اسد یون بی‌کربنات را به وجود می‌آیورد. از ترکیب شدن این یون با یون‌ها مثبت فلزی، حدود 70 گونه کانی کربناتی به وجود آمده است. کلسیت، دولومیت، منیزیت، سیدریت، اسمیت‌ سونیت، سروزیت و مالاکیت از آن‌ها هستند.

4. فسفات‌ها: از ترکیب شدن فسفر، اکسیژن و یک یا چند فلز به دست می‌آیند. آپاتیت و فیروزه نمونه‌هایی از این دسته هستند.

5. هالیدها: ترکیب‌های گوناگونی از هالوژن‌ها، یعنی کلر، فلئور، برم و ید با یک فلز هستند. هالیت، سیلویت و فلئوریت از این دسته‌اند.

6. سولفیدها: ترکیبی از گوگرد با یک فلز هستند. بیش از 200 نوع سولفید در طبیعت پیدا شده که گالن، پیریت، اسفالریت وکالکوسیت از آن‌ها هستند.

7. اکسیدها: از ترکیب شدن اکسیژن با یک فلز به دست می‌آیند. یخ، هماتیت، مانیتیت، لیمونیت و کورندوم از این دسته‌اند.

8. عنصرها: از بین همه‌ی عنصرهایی که در زیمن پیدا می‌شود، فقط حدود 20 عنصر به صورت خالص می‌تواند سازنده ی کانی باشند. طلا، نقره، مس، کربن و گوگرد از این دسته‌اند.

کاربرد کانی‌ها

کانی‌ها در آغاز به همان صورت که از پوسته‌ی زمین به دست می‌آمدند، به کار می‌رفتند. برخی از این کانی‌ها که بلورهای ظریف و پایدار در برابر فرسایش داشتند، پس از صیقل‌کاری و تراش خوردن، به عنوان آرایش به کار می‌رفتند. به این کانی‌ها سنگ‌های قیمتی یا جواهر می‌گوییم. الماس، فیروزه، یاقوت کبود، زمرد، زبرجد، لعل، چشم گربه، عقیق، مروارید، و درّکوهی از مهم‌ترین کانی‌های گران‌بها هستند.

از زمانی که بشر به فن‌آوری ذوب کردن فلز، قالب‌ریزی و تولید آلیاژ دست یافت، کاربرد کانی‌ها نیز گسترش یافت. امروزه بیش از 40 نوع کانی و صدها ترکیبی که از آن‌ها به دست می‌آید، در صنعت کاربرد دارند. در ادامه به برخی از این کاربردها اشاره می شود.

الیوین: جواهر و مواد دیرگداز

پیروکسن‌ها: جواهر، به دست آوردن فلزهای کمیاب

آمفیبول‌ها: جواهر، پارچه‌ی مقاوم به آتش و مواد دیرگداز

میکاها: عایق الکتریکی در رادیو، تلویزیون و دیگر دستگاه‌های الکتریکی، شیشه‌ی دریچه‌ی کوره‌های ذوب فلز، کاغذ دیواری، لاستیک‌سازی، کاغذ معمولی، رنگ‌روغن نسوز، طلق سماور و چراغ آشپزخانه

تورمالین: الکترونیک، به دست آوردن بُر، جواهر

تالک: کاغذسازی، نساجی، لاستیک سازی، صابون خیاطی، صفحه کلید برق، سرامیک‌سازی، حشره‌کش، عایق پشت‌بام، پودر بچه و مواد آرایشی

سرپانتین: سنگ‌ روکار ساختمان، مواد دیرگداز، به دست آوردن منیزیم

آزبست: پارچه‌ی نسوز، توری چراغ، عایق حرارتی، لنت ترمز، لوله و ورقه‌های سیمانی. کاربرد آن به دلیل نقش آن در بروز بیماری در شش‌ها، ممنوع شده است.

کوارتز : ساعت‌سازی، ابزارهای نوری و اخترشناسی، کاغذ، شیشه، سمباده و جواهر

ارتوزها: لعاب چینی و کاشی

پلاژیوکلازها: جواهر و نمای ساختمان

کائولینیت: ظرف چینی، کاغذ، رنگ‌ و پلاستیک

ژیپس: ساختمان‌سازی، مجسمه‌سازی، کاغذ، کند‌کننده در سیمان پورتلند، افزایش باروری خاک، بتونه‌ی نقاشی و برای رشد مخمرها در صنعت غذا.

باریت: دارو، عکس‌برداری از لوله‌ی گوارش، رنگ، پلاستیک، مواد عایق، کاغذ و گل حفاری

کلسیت: سنگ نمای ساختمان، مجسمه‌سازی، سیمان، تصفیه‌ی آب، شیشه‌سازی، چرم‌سازی، ابزارهای نوری برای ایجاد نور پلاریزه، کاغذ سازی، کشاورزی و ذوب فلزها

دولومیت: ساختن آجر برای آستر کوره‌های حرارتی و سیمان پورتلند

منیزیت: آجر نسوز، به دست آوردن منیزیم

زرنیخ: پزشکی، رنگ‌سازی، حشرهکش و تهیه‌ی ارسنیک

آپاتیت: کودهای شیمیایی و اسیدفسفریک

مالاکیت: مواد آرایشی، نمای درونی ساختمان و تهیه‌ی مس

هالیت : سدیم و کلر، شوینده‌ها، پارچه بافی، چوب‌بری، رنگرزی، چرم‌سازی، کودسازی، نگهداری مواد غذایی و خنک کننده‌ی موتور یخچال

سیلویت: به دست آودرن پتاسیم و کلر و کود شیمیایی

فلوئوریت: ذوب فلزها و ابزارها نوری

گوگرد: اسیدسولفوریک، لاستیک‌سازی، نساجی، دباغی، رنگ‌سازی، کاغذسازی، مواد منفجره، کبریت‌سازی، سم دفع آفت، کود و حشره‌کش

طلا: جواهر، سکه، دندان، ترانزیستورها و دیودها، هواپیماسازی، صنعت فضا وکاتالیزور فرایندهای شیمیایی

نقره: جواهر، سکه، کاغذسازی و کاتالیزور فرایندهای شیمیایی

مس: صنعت الکتریکی و الکترونیک، لوله‌سازی، سکه، ظرف، آلیاژ، رنگ آب و سبز، آبکاری، مواد آرایشی، فرایندهای شیمیایی و محلول شوایتزر(حلال سلولز پنبه)

الماس: جواهر، ابزار برنده و سایند و سرمته‌ی حفاری

گرافیت: ساختن بوته‌ی کوره‌های فولادسازی، رنگ‌سازی، صنعت برق، نیروگاه‌های هسته‌ای، واکس و مدادسازی

از بسیاری از کانی‌ها نیز فلزهای مهمی به دست می‌آید یا در فرآیند تولید فلز به کار می‌روند:. سیدریت، مانیتیت، هماتیت و لیمونیت(آهن)، اسمیت سونیت و اسفالریت(روی)، سروزیت و گالن(سرب)، کالکوسیت، کالکوپیریت و کوپریت(مس).