مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

سنگ ها و كاني ها

 

تعريف

سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته اند، درست شده است.

 

سنگ یا خاک

از نقطه نظر زمین شناسی، سنگ به موادی از پوسته زمین اطلاق می‌شود که از یک یا چند کانی که با یکدیگر پیوند یافته اند، درست شده است. در مقابل خاک توده‌ای از ذرات با دانه‌های منفصل یا دارای پیوند سست است که بر اثر هوازدگی سنگ‌ها و به طور برجا تشکیل شده است. لیکن در مهندسی و کارهای ساختمانی قابلیت حفاری مصالح زمین شناسی به عنوان شاخصی در طبقه بندی آنها به دو گروه سنگ و خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

منشا شکل گیری سنگ‌ها و خرده سنگ‌ها

دو فرایند کوه زایی و کوه سایی در زمین موجب پدید آمدن محصولات سنگی می‌شود.

 

عوامل کوه زایی

فشارهای کره مذاب درون زمین را که به پوسته جامد سطح آن وارد می‌شود را می‌توان عامل فرایند کوه زایی و خشکی زایی نامید.

 

عوامل هوازدگی یا کوه سایی

هر یک از چند روندی را که باعث خرد شدن و تغییر شکل مواد سخت سطح زمین و موادی که با جو در تماس هستند، هوازدگی می نامند. عوامل فرسایش یا هوازدگی به دو گروه فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند.

 

هوازدگی شیمیایی

محصول هیدراتاسیون، انحلال، آبکافت، اکسیداسیون و یا عکس العمل آب‌های اسیدی با املاح تشکیل دهنده سنگ هاست.

 

هوازدگی فیزیکی

این پدیده توسط عواملی چون یخبندان، تغییرات حرارت در جو و در نتیجه انبساط و انقباض، نیروی جاذبه زمین، رشد گیاهان، باد، جریان آب و عمل جانوران و مانند اینها شکل می‌گیرد و باعث خرد شدن سنگ‌ها و تغییر شکل آنها به دانه‌های ریزتر می‌شود.

 

ساختمان شیمیایی سنگ‌ها

سنگ‌ها خود از قسمت‌های ساده تری به نام کانی ساخته شده اند. کانی‌ها مواد جامد، طبیعی، معمولا متبلور، غیرآلی، همگن و با ترکیبات شیمیایی مشخص اند. تاکنون بیش از ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده که تنها حدود ۲۴ کانی در سنگ‌های پوسته زمین فراوان هستند و آنها را کانی‌های سنگ ساز می نامند.

 

طبقه‌بندی شیمیایی سنگ‌ها

چون کانیهای تشکیل دهنده سنگ‌ها متنوع هستند، بسته به میزان وجود بعضی دیگر از ترکیبات شیمیایی که در آنها است سنگ‌ها را به چهار دسته تقسیم می‌کنند:

کربنات‌ها

سولفات‌ها

اکسید‌ها

سیلیکات‌ها

 

طبقه‌بندی سنگ‌ها از نظر نحوهٔ تشکیل

سنگ‌ها از نظر نحوهٔ تشکیل به سه گروه زیر تقسیم می‌شوند:

سنگ‌های رسوبی

سنگ‌های آذرین

سنگ‌های دگرگون شده

سنگ‌های رسوبی

بعضی از سنگ‌ها بر اثر ته نشین شدن مواد داخل آب به وجود می‌آیند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچه‌ها می‌برند. این مواد به دلیل سنگینی به ته دریا می‌روند. روی هم قرار می‌گیرند و پس از سفت شدن سنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها سنگ‌های رسوبی گفته می‌شود. سنگ‌های رسوبی لایه لایه‌اند که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر متفاوت است. سنگ‌های رسوبی در کوه‌های البرز و زاگرس به فراوانی یافت می‌شوند. ریگ، شن و سنگ‌های آهکی نمونه‌هایی از سنگ‌های رسوبی هستند.

 

سنگ‌های آذرین

گروه دیگری از سنگ‌ها بر اثر سرد شدن مواد بسیار داغ به وجود آمده‌اند که قبلاً در زمین بوده‌اند. دمای اعماق زمین زیاد است و بعضی سنگ‌ها را ذوب می‌کند. این سنگ‌ها در زیر یا سطح زمین دوباره سرد می‌شوند و سنگ‌هایی را به وجود می‌آورند که به آنها آذرین می‌گویند. سنگ‌های کوه‌هایی مانند دماوند و الوند از نوع آذرین است. سنگ‌های آذرین از بلورهای ریز یا درشت تشکیل شده‌اند.

 

سنگ‌های دگرگون شده

بعضی از سنگ‌های رسویی یا آذرین اگر مدت زیادی در اعماق زمین بمانند، باید فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگ‌ها مانند آجر پخته می‌شوند و شکل قبلی خود را از دست می‌دهند و به همین دلیل به آنها سنگ‌های دگرگون شده می‌گویند. (مانند سنگ مرمر)

 

استفاده

سنگ‌ها و کانی‌ها در ساختمان سازی، صنایع، پزشکی و غیره به کار می‌روند.

 

انواع سنگ‌های ساختمانی

این سنگ‌ها در دسته‌های گوناگون و متنوعی نام گذاری می‌شوند که بعضا نام معدن سنگ به عنوان اسم آن استفاده می‌شود.رایج ترین سنگ‌های ساختمانی عبارتند از:

گرانیت

ماسه سنگ ها

سنگ‌های آهکی

کوارتزیت

سنگ‌های رسی

تراورتن

 

مشخصات کلی انتخاب سنگ برای مصارف ساختمانی

سنگ‌های مورد استفاده در کارهای ساختمانی باید دارای مشخصات زیر باشند:

۱- بافت سنگ باید ساختمانی سالم داشته باشد، یعنی بدون شیار، ترک و رگه‌های سست باشد (کرمو نباشد)

۲- بدون هرگونه خلل و فرج باشد

۳- پوسیدگی نداشته باشد

۴- یکدست، یکنواخت و همگن باشد

۵- سنگ ساختمانی نباید آب زیاد جذب کند، لذا نباید:

الف- در آب متلاشی یا حل شود

ب- تمام یا قسمتی از آن بیش از ۸ درصد وزن خود آب بمکد

۶- سنگ ساختمانی نباید آلوده به مواد طبیعی و مصنوعی باشد

۷- سنگ باید شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط را تحمل کند، لذا باید:

الف- در برابر باد، یخبندان، تغییرات دما و در صورت وجود جریان آب در مقابل آن و کلیه عوامل فرسایش مقاومت کند

ب- در برابر محیط‌های شیمیایی اسیدی و قلیایی و همچنین عمل آبکافت و اکسیداسیون مقاومت کند

۸- مقاومت فشاری برای قطعات باربر نباید کمتر از ۱۵۰ کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد

۹- در مقابل سایش مقاوم باشد

 

فساد در سنگ

عامل اصلی فساد در سنگ‌ها اثر نمک‌های محلول بر آنها می‌باشد. آلودگی محیط، یخبندان و پوسیدگی در قطعات فلزی و وجود رگه‌های ضعیف و همچنین عملیات اجرایی ضعیف نیز موجب تخریب سنگ‌ها می‌شود.

 

اثر نمک‌های محلول

چنانچه رطوبتی که به همراه خود نمک‌های محلول دارد از سطح سنگ تبخیر شود مقداری نمک در سطح آن به صورت شوره و لایه‌ای هم در خلل و فرج سنگ باقی می‌گذارد. تداوم دور رطوبت-تبخیر موجب افزایش حجم بلور‌ها و پوسته شدن سطح سنگ می‌گردد. لذا سنگ هایی که متخلخل ترند در برابر نمک‌های محلول حساس ترند.

 

آلودگی محیط

سنگ‌های دارای کانی کربنات کلسیم به خصوص در برابر محیط‌های اسیدی حساس هستند. اکسید گوگرد در محیط مرطوب و اکسیژن موجود در هوا تولید اسید سولفوریک می‌کند که بر سنگ‌های آهکی اثر می‌گذارد و تولید سولفات کلسیم می نماید. سنگ‌های آهکی و ماسه سنگ‌های آهکی در این مورد حساس ترند.

در مورد سنگ‌های آهکی، سولفات کلسیم حاصل شده در سطح، به وسیله آب شسته می‌شوند. ولی در سطوحی که قابل شستشو نیستند، سطح به وسیله دوده سیاه می‌شود و مبدل به پوسته‌های سخت و برآمدگی هایی می‌شود که گرد آهکی در اطراف آن وجود دارد.

در انواع سنگ‌های آهکی منیزیم دار، ایجاد سولفات منیزیم روند فساد را تسریع می‌کند.

در ماسه سنگ‌ها خلل و فرج توسط گچ (سولفات کلسیم) پر می‌شوند، پوسته‌های سخت ایجاد شده اغلب به علت تفاوت انبساط حرارتی فرو می ریزند. ماسه سنگ‌های سیلیسی گرچه مستقیما بر اثر تهاجم اسیدهای موجود در هوا آسیب نمی بینند ولی سنگ گچ تولید شده توسط سنگ آهک موجب خرابی در آنها می‌شود که به علت تبخیر حاصل از تبلور در سطح آنها به وجود می‌آید.

مرمر که اساسا کربنات کلسیم است مورد هجوم اسیدهای موجود در هوا قرار می‌گیرد و سطح صیقلی آن در مرور زمان زبر می‌شود. ولی به علت بافت متراکم و چگال آن کمتر تحت تاثیر عمل تبلور قرار می‌گیرد.

 

اثر یخبندان

تخریب بر اثر یخبندان در قسمت هایی از ساختمان نظیر محل درپوش ها، سایه بان ها، کرسی بنا و کف پنجره‌ها بیشتر دیده می‌شود. عموما سنگ آهک و دولومیت بیش از ماسه سنگ در معرض تهاجم اثر یخبندان هستند.

مرمر، شیت و گرانیت به علت تخلخل اندک تحت تاثیر اثر یخبندان واقع نمی‌شوند.

پوسیدگی فلزات

آب بارانی که از سطوح مس و آلیاژهای آن به سطح سنگ آهکی می ریزد باعث ایجاد لکه‌های سبزرنگی می‌شود. زنگ زدگی حاصل از مواد آهنی و فولادی بسیار سخت و دشوار از روی سطوح متخلخل سنگ‌ها پاک می‌شوند. بیشترین آسیب دیدگی ناشی از انبساط زنگ زدن قطعات آهنی و فولادی داخل سنگ کاری نما رخ می‌دهد. به این منظور کلیه قطعات فلزی مورد استفاده در نصب سنگ نما باید ضدزنگ باشند.

 

آتش

آتش به ندرت موجب تخریب کلی در کارهای سنگی شود. ولی سطح نمای گرانیت، مرمر و ماسه سنگ‌ها ممکن است در اثر آتش سیاه یا خرد شوند.

سنگ‌های آهکی عموما تحت تاثیر آتش قرار نمی‌گیرند، فقط سنگ‌های با رنگ روشن به علت اکسید شدن آهن موجود در آنها برای همیشه صورتی رنگ می‌شوند.

 

سنگ‌های قیمتی

نام گوهر و گوهرها یا سنگ های گرانبها و نیمه قیمتی معمولا برای دسته ای کانی ها بکار برده می شود که با داشتن برخی ویژگی ها از سایر معدنی ها و سنگ ها متمایزند ، از آن جمله می توان برخی مواد آلی را نیز که پایداری و زیبایی ویژه دارند و در زنیت بکار برده می شوند نام برد. به غیر از مروارد ، مرجان ، کهربا ، شبق و چند ماده دیگر که جز گوهرها و سنگ های بهادار آلی به شمار می روند ، بیشتر گوهرها از جمله مواد متبلور معدنی اند. ویژگی هایی که باعث می شود یک سنگ و یا به طور کلای یک ماده معدنی یا غیر معدنی در رده سنگ های گرانبها جای گیرد عبارتند از:

1- سرشت زیبایی و درخشش و جلای دلپسند

2- استحکام

3- کمیاب بودن

4- رنگ

5- قابلیت حمل و نقل

 

سرشت زیبایی و درخشش و جلای دلپسند:

عامل زیبایی خواه به عنوان شکوه و جلال (زرق و برق) ، خلوص ، جذابیت یا جنبه های دیگر به طور عمده تابع واکنش های افراد نسبت به عوامل بصری همچون رنگ ، شفافیت و شاخص هایی از انکسار و تفرق می باشد. رفع عیوب ظاهری برای ثبت سنگهای شفاف از اهمیت بسزایی برخوردار است. در برخی موارد ، زیبایی به ستاره سانی ، تابش قوسی و قزحی و بافت و ساخت ظاهری و یا سایر مشخصات ویژه نیز بستگی دارد.

 

استحکام یا دوام:

این ویژگی از جهت ارزیابی قیمت هر سنگ از اهمیت زیادی برخوردار است. دوام و پایداری در برابر فرسایش ، ایجاد حفره ، تورق و ایجاد شکاف تعیین می کند که کدام سنگ پرداخته شده ، خواص خود را از لحاظ شکل و زیبایی و طول دوران استفاده ، حفظ می کند. دوام زیاد ، مورد توجه ترین خاصیت در مرغوبیت سنگ های نصب شده در گوهرهای شخصی (مانند انگشتر) می باشد پایداری و دوام به طور عمده به سختی ، درجه های مختلف سختی و وقوع رخ های طبیعی و وجود میان لایه و یا نیروهای کششی درونی مواد بستگی دارد.

 

کم یاب بودن و رنگ:

کم یابی یک ویژگی اساسی است و برای برخی سنگ ها این خاصیت از هر ویژگی فیزیکی دیگر آن مهم تر است. هر چند زمرد سبز نسبت به سایر سنگ ها و گوهرها ارزش بیشتری دارد ،بریل های گوناگون معمول نیز که دوام مشابه ای دارند در نظر بسیاری از بازید کنندگان ، زیبایی یکسانی دارند. همچنینی اسپینل ارغوانی از گارنت ارغوانی که فراوانی بیشتری نیز نسبت به اسپینل ارغوانی دارد ، مطلوب تر است. در حالی که گارنت سبز نسبت به اسپینل سبز که فراوان تر است از ارزش بیشتری برخوردار است.

گاهی کمیابی می تواند نامطلوب واقع گردد ؛ به طوری که اگر این کم یابی به صورت زیاد باشد ، باعث عدم توانایی خریداران در تهیه ، شناسایی و ارزش گذاری صحیح جواهر به صورت بالقوه می شود. به عنوان مثال آندالوزیت شفاف ، ارتوکلاز ، فناکیت و استارلیت بسیار کمیاب هستند ولی با وجود این که با دوام هستند و برخی از نمونه های آنها بسیار زیبا می باشند ، توجه کمی را در تجارت به سوی خود جلب می کنند.

 

قابلیت حمل و نقل

قابلیت حمل و نقل اگر چه در انگیزه های ظاهری مطلوب می باشد ، در تعیین گوهرها ، کم اهمیت است. سنگ هایی که شرایط ذکر شده را به بهترین شکل دارا می باشند ، عموما در اندازه های کوچک می باشند ، بنابراین بلافاصله از مکانی به مکانی دیگر انتقال می یابند. آنهایی که به صورت بلورهای درشت یا توده وجود دارند (مانند کوارتز و فلدسپات) از لحاظ زیبایی ، دوام و کم یابی ارزش کمتری دارند.

 

فهرستی از گوهرها، جواهرات و سنگ‌های قیمتی:

الماس

در کوهی

زبرجد هندی (توپاز)

زمرد

سنگ ماه (حجرالقمر)

شبق (کهربای سیاه)

طلای کاذب

عقیق

عقیق سلیمانی (سنگ باباقوری)

فیروزه

کهربا

لاجورد

لعل (نارسنگ، حجر سیلان)

مرمر سبز (مالاکیت)

مروارید

یاقوت

یاقوت کبود

تاثیرات درماني سنگ ها

سنگ درمانی که دیرباز در زمره درمانهای طبیعی بوده، امروزه تحت نام (Gem Therapy) به عنوان یکی از رشته های طب مکمل معرفی و طبقه بندی می شود. استفاده از خواص درمانی سنگ های نیمه قیمتی وگوهرها برخلاف استقبال گسترده مردم جهان طی سالهای اخیر،موضوعجدیدی نیست، بلکه هزاران سال قدمت دارد. شواهد کاربرد سنگهای طبیعی برای درمان بیماریهای مختلف در قدیمی ترین تمدنهای بشری به چشم می خورد. بر اساس این شواهد، در طول تاریخ از سنگهای قیمتی ونیمه قیمتی برای مقاصد درمانی، محافظت افراد در برابر بلایهای طبیعی وتاثیرات نامطلوب محیطی استفاده می شده است.

قدیمی ترین گزارشها در مورد خواص درمانی گوهرها به هزاره 4 پیش از میلاد باز می گردد. چنین به نظر می رسد که کتیبه های سومری و متون علوم ودایی مربوط به هند باستان، کهن ترین آثار بر جای مانده از این دانش قدیمی می باشند. در طب سنتی هند (آیورادا)، دستورات دقیقی در مورد تهیه پودر، خمیر و الگزیر (مخلوط حاوی الکل) با سنگهای شفابخش وجود دارد. متون و دستورات این طب تا به امروز حفظ شده وتوسط پزشکان آن در سراسر دنیا و بخصوص در آمریکا، اروپا وهند بکار گرفته می شود.

در چین باستان نیز درمانگران از خواص ارتعاشی سنگها آگاه بوده اند. کتاب امپراطور زرد (حدود 500 سال قبل) که توسط پی یو نگاشته و گردآوری شده دارای توضیحات فراوانی در مورد گوهرها و تاثیر آنها بر بدن انسان است. امروزه نیز کشور چین یکی از بزرگترین عرضه کنندگان گوهرها و سنگهای شفابخش در سراسر دنیا است.

ارسطو فیلسوف مشهور یونانی نیز از قدرت ویژه ومنحصر به فرد سنگهای شفابخش صحبت کرده است.

رومیان نیز تحت تاثیر آموزه های یونان و سایر تمدنهای باستانی، همواره سنگهای صیقل داده شده را برای رفع بیماری و بد شانسی با خود حمل کرده و در جنگ ها در زره و سپر و شمشیر خود از آنها استفاده می کردند.

در دین مبارک اسلام نیز استفاده از انگشتر با نگین عقیق، فیروزه، و حجرالشمس به مومنین توصیه شده و با استناد به کتب دینی، ائمه اطهار غالباً نگین انگشتری بر دست داشته اند.

دانشمندان ایرانی در دوره پس از اسلام نیز توجه وعنایت ویژه ای به گوهرها و سنگهای شفابخش داشته اند که از این میان می توان به صباح بن عمران از جواهر شناسان عهد هارون الرشید خلیفه عباسی وعطاربن محمد، منجم و مولف کتاب منافع الاحجار اشاره نمود. ابن سینا، حکیم عالیقدر پارسی نیز، در درمان تمایل به خودکشی از سیترین استفاده می کرده است.

شاید به جرات بتوان گفت پرارزشترین و مهمترین کتب گوهر شناسی ایران، کتاب " الجماهر فی الجواهر" تالیف ابوریحان بیرونی به زبان عربی و رساله " تنسوخنامه ایلخانی " (معروف به رساله جوهریه) تالیف خواجه نصیرالدین طوسی به زبان فارسی است. تنسوخنامه ایلخانی که در عهد پادشاهی هلاکوخان (663- 653ه. ق.) و به امر اوتوسط خواجه نصیرالدین طوسی به رشته تجریر درآمده است، شامل منافع وخواص وصفات گوهرها و سنگهای بیش بها است.

یک درمانگر زن مشهور به نام هلیدگارد، در قرن دوازدهم میلادی (اروپای قرون وسطی) در کتاب معروف خود به نام "فیزیکا" به طور مفصل به توضیح خواص درمانی سنگهای نیمه قیمتی پرداخته است". یک از این درمانهای طبیعی شامل قراردادن سنگهای خاص بر روی نقاطی از بدن ونوشیدن آب از ظرفی بوده که سنگهای شفابخش به مدت یک شبانه روز در آن قرار داده شده باشد.

چارسلسوس، پرآوازه ترین پزشک اروپا در دوران رنسانس، در مورد ویژگیهای شفابخش سنگها ومواد معدنی وارتباط این خواص با ساختمان فیزیکی وفرمول شیمیایی آنها به بررسی ومطالعه پرداخته است. او پس از سالها مطالعه و به دنبال کسب تجربیات متعدد، به این نتیجه رسیده است که از سنگهای ساییده شده و یا خرد شده می توان نه تنها برای درمان علایم بیماریها، بلکه برای علاج دلایل عمیق بیماری هم استفاده کرد.

 

منبع

برگرفته از سايت www.daneshnamehroshd.ir