جزوه تایپ شده اکولوژی
کشاورزی دکتر جوانشیر دانشگاه پیام نور دانشگاه علمی کاربردی دانشگاه آزاد اسلامی کارشناسی
» بسم اﷲ الرحمن الرحیم «
زمین و کهکشان راه شیري
زمین بخشی () :
:
ً () :
:
مذاب کانیهایی با نقطهي ذوب پایینتر تشکیل میشوند کانیهاي دماي بالا عمدتاً حاوي عناصر آهن ، منیزیم و کلسیم بوده (مانند اولیوین، پیروکسن و پلاژیوکلاز) و با کاهش دما شاهد حضور و افزایش عناصر آلومینیوم . Na وk و Si در ترکیب کانیها هستند و کانی هایی همانند مسکویت، کوارتز و آلبیت تشکیل می شوند.
نکته :
کانیهایی که در دما و فشار بالاتر تشکیل میشوند زمانی که به سطح زمین میرسد و زودتر تحت تأثیر هوازدگی و فرسایش قرار میگیرند به دلیل اختلاف دماي نقطهي تشکیل کانیها با دماي سطح زمین است و همین طور کانی هایی که در دما و فشار جزوه اکولوژی تر تشکیل می شوند در سطح زمین پایداري بیشتري دارند. این قانون به اصل گلدیش معروف است.
سري بوون
1600°C
اولیوین (mg ، Fe) کاهش افزایش
کاهش دما پیروکسن
Si, AL,k ,Na Mg , fe
C°500آمفیبول
مسکویت = 2AL.Na.Sio در ترکیب درترکیب کانیها
کانیها کوارتز 2Sio
تشکیل کانی هاي رسوبی:
این کانیها حاصل اشباح یک سري از عناصر در حوزهي رسوبی و تهنشینی آنها میباشد مانند آهک و نمک و گچ
(کانی هاي رسوبی شیمیایی)
تشکیل کانی هاي دگرگونی:
در این روش کانیها قبلی که حاصل فرآیند آذرین ، دگرگونی یا رسوبی هستند زمانی که تحت تأثیر عوامل دگرگونی قرار میگیرند ( دما ، فشار، سیالات ) با تغییر ترکیب و یا ساختمان بلوري کانی جدیدي شکل میگیرد. به این فرآیند اصطلاحاً دگرگون شدن گفته می شود.
بیش از 90% کانی ها از 8 عنصر زیر تشکیل شده اند:
اکسیژن، سیلیسیم، آلومینیوم، سدیم، منیزیم، کلسیم، پتاسیم، آهن
روش شناسایی کانیها :
1- رنگ
با توجه به عناصر تشکیل دهنده هر کانی رنگ آن هم می تواند متغیر باشد.
2- ترکیب شیمیایی
هرکانی ترکیب شیمیایی تقریبا ثابتی دارد. مثلا گچ با ترکیب 4Ca So، کلسیت با ترکیب4CaSo و … .
کانی ها را از نظر ترکیب شیمیایی به رده هاي مختلفی تقسیم جزوه اکولوژی می کنند. ترکیب شیمیایی کانی :ترکیب اصلی اکثر کانیها سیکیلات میباشد یعنی داراي بنیان 2Sio هستند، مانند اکثر کانیهاي آذرین.
در کنار سیلیکاتها رده هاي کربنات با بنیان 3Co، سولفید 4So، نیترات 3No و … وجود دارد.
3- ساختمان بلوري
تمام کانیها در یکی از 7 شبکهي بلوري ممکن تشکیل میشوند و در تمام مدت ساختمان بلوري کانی ثابت میماند .
اکولوژی
4- بو
5- جلاء
جلا حاصل برخورد نور به سطح کانی و بازتاب آن است. دو دسته اصلی انواع جلا را می توان فلزي و غیر فلزي نامید.
جلاي غیر فلزي خود به انواع صمغی و ابریشمی و … تقسیم می شود.
6- رنگ خاکه
زمانی که کانی را روي چینی بدون لعاب می کشیم از خود رنگی بر جاي می گذارد که به آن رنگ خاکه گفته می شود.
7- سختی
ویژگی مهم کانی ها سختی آنهاست.
براي سختی کانیها معیار مووس جزوه اکولوژی میشود که سختی کانیها به 10 ردهي اصلی تقسیم میشود .
1- تالک
2- ژیپس ( گچ )
3- کلیست ( آهک)
4- فلوریت
5- آپاتیت (تیغه چاقو)
6- اوتوز = شیشه
7- کوارتز
8- قوپاز
9- کروندم
10- الماس
سنگها
سنگها سنگ ها را از نظر تشکیل می توان به 3 دسته اصلی تقسیم کرد.
آذرین
سنگها دگرگونی
رسوبی
سنگ هاي آذرین :
از سرد شدن مذاب درون زمین یا بر روي سطح زمین ، بیرونی – آتشفشانها ایجاد میشوند . سنگ هاي آذرین درونی از متبلور شدن ماگما در درون زمین ایجاد می شوند و سنگ هاي آذرین بیرونی از متبلور شدن ماده مذاب در روي سطح زمین ایجاد می شوند.
بلور هاي ریز دانه بیرونی ریولیت آندزیت بازالت
بلورهاي درشت در حد سانتی متر درونی گرانیت دیوریت گابرو
نوع سنگ اسیدي حد واسط بازیک
میزان سیلیس 60%< 45-60% 45%>
عناصر اصلی Si-Al-K-Na Ca , Mg , Fe
رنگ رنگ روشن خاکستري تا جزوه اکولوژی روشن تیره و سیاه و سبز
توف:
توف ها خاکسترهاي آتشفشانی هستند که عمدتا حاصل آتشفشانهاي اسدي هستند که عمدتا حالت انفجاري دارند و مواد مذاب به صورت خاکستر به هوا پرتاب می شوند. این مواد مذاب پس از ته نشینی روي زمین با یکدیگر جوش خورده و توف ها را تشکیل می دهند. نوف هاي سبز کرج نمونه اي از این نوع است.
پوکه معدنی: پومیس- اسکوري (سنگ پا):
پوکه هاي معدنی سنگ هاي آتشفشانی سبکی هستند که به علت خروج گاز از درون ماده مذاب در هنگام تبدیل به سنگ ، حفره هاي زیادي در آن ایجاد شده است و به همین دلیل چگالی آن بسیار پایین است. اگر ماده مذاب ترکیب بازیک داشته باشد سنگ تشکیل شده را اسکوري و در صورتی که ترکیب مذاب اسیدي باشد آن را پامیس می نامند.
سنگ هاي رسوبی :
این سنگ ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
1- سنگ هاي رسوبی تخریبی
2- سنگ هاي رسوبی تبخیري
سنگ هاي رسوبی تخریبی :
حاصل هوازدگی و فرسایش سنگها قبلی میباشند. هر سنگی می تواند تحت تاثیر عوامل فرسایش (مانند تغیرات دما ،آب، اسید ها و برخورد و …) قرار گیرد و اصطلاحا هوازده شود. مواد هوازده توسط عوامل فرسایش ( آب ، باد ) به سمت حوزههاي رسوبی حمل میشوند و پس از طی کردن مراحل سنگ شدگی به سنگهاي رسوبی تبدیل میشوند .
سنگهاي رسوبی تخریبی از تبدیل رسوبات به سنگ ایجاد می شوند. نامگذاري این سنگ ها بر اساس اندازه و شکل رسوبات تشکیل دهنده آنهاست. بر این اساس در اینجا ابتدا انواع مهم رسوبات و مشخصات آنها را معرفی می کنیم.
سه دسته اصلی رسوبات عبارتند از:
1- شن 2- ماسه 3- رس و سیلیت
رسها و سیلیت به رسوباتی گفته میشود که اندازه آنها کوچکتر از 16/1mm است .
ماسهها ذراتی هستند که اندازهي آنها بین 2 تا 16/1 میلی متر است.
شنها ذراتی هستند که اندازهي آنها بزرگتر از mm2 است .
سنگهاي رسوبی تخریبی براي جزوه اکولوژی شدن میبایست فرآیند سنگشدگی (دیاژنز) را طی کند در این فرآیند دو مرحلهي متراکم شدن و سیمان شدن طی میشود.
متراکم شدن: حاصل قرار گرفتن رسوبات روي یکدیگر و فشار آوردن توسط لایه هاي فوقانی بر روي لایه هاي زیرین است.
سیمانی شدن: در این مرحله یونهاي اشباع در محیط رسوبی یا ذرات ریز رسوبات مانند رس ها فصاهاي خالی بین ذرات را پر کرده و باعث چسباندن ذرات رسوبی به یکدیگر می شوند. سیمانی که بین جزوه جنگلداری ۱ رسوبی را طی میکند میتواند از جنس (سیلیس – آهک –رسوب و یا ترکیبات دیگر ) باشد. در این بین سیمان سیلیسی داراي بیشترین مقاومت و سیمان رسی و کمترین مقاومت را دارند .
خلاصه کتاب اکولوژی
دسته بندي سنگهاي رسوبی تخریبی :
چنانچه گفته شد سنگ هاي رسوبی تخریبی را بر اساس اندازه رسوبات تشکیل دهنده آنها به 3 دسته اصلی تقسیم بندي می کنند:
اگر رسوب تشکیل دهنده سنگ غالبا از نوع شن باشد نام سنگ کنگلومرا خواهد بود.
اگر رسوب تشکیل دهنده سنگ غالبا از نوع ماسه باشد نام سنگ ماسه سنگ خواهد بود.
اگر رسوب تشکیل دهنده سنگ غالبا از نوع رس باشد نام سنگ رس سنگ خواهد بود. یه انواع سنگ هاي رسی که داراي لایه بندي ظریفی هستند شیل گفته می شود.
سنگ هاي رسوبی تبخیري :
این سنگ ها که در حقیقت همان کانی هاي تبخیري هستند که در کنار یکدیگر قرار گرفته و سنگ ها را به وجود آورده اند، یعنی حاصل تهنشینی از یک محلول اشباح در یک حوزهي رسوبی هستند (گچ و نمک و آهک)
مهمترین انواع سنگ هاي رسوبی تبخیري یا شیمیایی:
آهک Caco3 اگر آهک در چشمه هاي ةب سرد تشکیل شود به آن تراورتن و اگر در چشمه هاي آب گرم تشکیل شود به آن آراگونیت گفته می شود.
Ca,Mg (co3)2 دولومیت
CaSo4 گچ
NaCl نمک
سنگ هاي دگر گونی
پیش از این گفته شد که سنگ جزوه اکولوژی دگرگونی از دگر گون شدن سایر سنگ ها به وجود می آیند. مهمترین انواع سنگ هاي دگر گونی بر اساس نوع سنگ مادر آنها عبارتند از:
نام سنگ دگر گونی سنگ مادر(سنگ اولیه)
گنیس گرانیت
کوارتزیت ماسه سنگ
مرمر آهک
اسلیت، فیلیت و شیست رس سنگ (شیل)
خصوصیات مهندسی سنگ ها
خصوصیات سنگ ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
1- خصوصیات فیزیکی مانند دانسیته، تخلخل، جذب آب و …
2- خصوصیات مکانیکی مثل مقاومت فشاري، مدول الاستیسیته، ضریب پواسون و …
• خصوصیات فیزیکی:
دانسیته: به وزن واحد حجم سنگ گفته می شود و آن را با نشان می دهند. براي تعیین دانسیته یک نمونه سنگ وزن را به کمک ترازو بدست آورده و حجم آب را هم از میزان آب خارج شده از ظرف پر از آب که نمونه سنگ را در آن قرار دادیم بدست می آید.
W V
تخلخل: به نسبت حجم فضاهاي خالی یک نمونه به حجم کل نمونه تخلخل گفته می شود و معمولا آن را با n نشان می دهند.
nvv 100 v
درصد جذب آب: به میزان آب جذب شده توسط نمونه سنگ گفته می شود.
• خصوصیات مکانیکی
براي اینکه خصوصیات مکانیکی سنگ ها را بررسی کنیم ابتدا با سنگ بکر آشنا می شویم. سنگ بکر به نمونه سنگی که در آزمایشگاه بررسی میشود و البته دیگر در آن خبري از اشکال ساختمانی بزرگ نیست.
تعیین مقاومت فشاري سنگ (مقاومت تک محوري)
براي تعیین مقاومت فشاري سنگ باید ا زاستاندارد هاي موجود مانند ASTM استفاده کرد. استاندارد ها معمولا شرایطی را براي انجام آزمایش ها در نظر می گیرند تا در نهایت نتیجه بدست آمده از آزمایش قابل استناد و استفاده باشد.
نمونه سنگی که براي آزمایش به کار میرود باید استوانه اي باشد که نسبت طول به قطر آن باید 3- 2برابر باشد.اگر نمونهاي تحت فشار تک محوري قرار گیرد درجهت اعمال بار کاهش طولL( ) و در جهت عمود بر اعمال بار افزایش طول خواهیم داشت(D).
نکته شایان ذکر این است که در
تنش: نیرو بر واحد سطح
F
A
اگر تغییر طولها را به طول اولیه کل جزوه اکولوژی کنیم کرنش به دست میآید.
در این آزمایش میزان کرنش محوري و جانبی اندازه گیري می شود.
L
L 0
– کرنش محوري
D
D 0
– کرنش جانبی
اگر نمودار مربوط به تنش و کرنش را رسم کنیم نموداري بدست میآید که شیب قسمت خطی آن را مدول الاستیسیته میگویند.
E
انواع مدول الاستیسیته عبارتند از:
مدولها براي محاسبه به سه صورت تقسیم بندي میشوند.
روش اول: در نقطه 50% خطی مماس و شیب آنرا محاسبه میکنیم.
روش دوم: شیب خط مماس بر بخش صاف منحنی را تعیین می کنیم.
روش سوم: شیب خطی که ابتداي منحنی را به نقطه شکست متصل می کند را محاسبه می کنیم.
اگر منحنی را به 4 قسمت تقسیم کنیم:
در AB: منحنی تقعر رو به بالا دارد (الاستیک)
در BC: نمودار خطی است (الاستیک)
در C: به آن نقطه تسلیم گویند (الاستیک ← پلاستیک)
در CD: تحدب منحنی رو به بالا (پلاستیک)
در D: نقطه شکست که مقدار تنش در این نقطه برابر مقاومت فشاري تک محوري است.
در DE: رفتار منحنی بعد از گسیختگی را نشان میدهد.
طبقهبندي مهندسی سنگها:
– طبقهبندي سنگ بکر
1- طبقهبندي جزوه اکولوژی دیر و میلر: مقاومت برشی
نسبت مدولی
بر این اساس سنگها به پنج گروه ، ، ، و تقسیم شدهاند.
نشانه گروه شرح Kg/cm2 Lb/in2
A مقاومت خیلی بالا 2250 32000
B مقاومت بالا 1125 -2250 16000 -32000
C مقاومت متوسط 562 -1125 8000 -16000
D پایین 281 -562 4000 -8000
E مقاومت خیلی پایین 281 4000
گروه A :
داراي مقاومت خیلی بالایی هستند سنگهاي کوارتزیت، بازالتهاي متراکم و دیاباز در این گروه سنگها قرار میگیرند.
گروه B:
داراي مقاومت بالایی است که اکثر سنگهاي آذرین در این گروه هستند و سنگهاي دگرگونیهاي مقاوم، ماسه سنگهاي خوب سیمانی شده، شیلهاي بسیار سخت و اکثر آهک دولومیتها میتوانند در این گروه باشند.
گروه C :
شیل ها، ماسه سنگ هاي متخلخل و سنگ آهک ها و شیست ها
گروه D و E :
سنگ هاي خرد شده و هوازده مثل شیل هاي رسی، نمک ها و توف هاي متخلخل در این گروه جاي می گیرند.
نکته:
در بین سنگ هاي مختلف برخی از سنگ ها داراي مقاومت کاملا متغیر می باشند که از جمله آنها می توان به شیست ها و آهک ها اشاره کرد.
شیست
علت مقاومت متفاوت در شیست ها روش آزمایش است. به طوري که اگر محور بارگذاري عمود بر لایه بندي یا در راستاي لایه بندي باشد، مقاومت سنگ بیشتر خواهد بود و اگر محور بارگذاري با لایه بندي حدود 45 درجه زاویه داشته باشد کمترین مقاومت حاصل می شود. علت این موضوع سطح ضعف یا همان لایه بندي است که در برابر فشار تحکل بسیار کمی داشته و به راحتی می لغزند. این موضوع در شکل زیر نشان داده شده است.
آهک
علت :
<
->
:
ً
فهرست مطالب