دگرگونی - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

دستگاههای بلورشناختی

در طبیعت شکل سلول اولیه در بلور کانیهای مختلف تفاوت دارد . به طور کلی شش نوع سلول اولیه در نتیجه شش نوع بلور کانی وجود دارد . هر یک از این شش نوع بلور متعلق به یک دستگاه بلور شناختی است . دستگاههای بلور شناختی عبارتند از مکعبی ٬مربعی ٬راست لوزی ٬تک شیب ٬سه شیب ٬. شش وجهی .
در دستگاه مکعبی هر سه محور ( سه جهت فضایی ) یا هم مساوی و بر هم عمود هستند مانند بلورهای نمک طعام و سولفید آهن .

دستگاه مربعی
:فقط دو محور با هم مساوی هستند اما اندازه محور سوم با آنها یکی نیست . این سه محور نیز بر هم عمود هستند . در این دستگاه ساده ترین بلور به شکل منشور است که سطح قاعده آن مربع است مانند بلورهای اکسید قلع و اکسید تیتان .

دستگاه راست لوزی
:محورها نا مساوی اما بر یکدیگر عمود هستند . ساده ترین بلور در این دستگاه منشوری است که قاعده آن به شکل لوزی یا مستطیل است . مانند بلورهای گوگرد و کربنات کلسیم .

دستگاه تک شیب
:سه محور نابرابرند و دو تا از آنهابر هم عمودند مانند بلورهای میکا٬ تالک و گچ آبدار.

دستگاه سه شیب
:سه محور نابرابرند و هیچیک بر هم عمود نیستند . در بلور ساده سه شیب همه وجه ها متوازی الاضلاع هستند . مانند بلورهای گروهی از فلدسپاتها .

دستگاه شش وجهی
:چهار محور وجود دارد که طول سه محور آن برابر است . این سه محور در یک صفحه قرار دارندو با هم زاویه ١٢٠ درجه می سازند . محورچهارم عمود بر آنهاست مانند بلورهای کوارتز .

در هر یک از دستگاهها ٬ بلورها را بر اساس تقارن موجود در آنها به رده هایی تقسیم
می کنند . در شش دستگاه بلور شناختی ٣٢ رده بلوری تشخیص داده شده است .
هنگام تشکیل بلورها ٬ اگر فضا و زمان و شرایط مناسب وجود داشته باشد بلورهای درشتی بوجود می آیند . این بلورها را بصورت تک بلور می توان مشاهده و بررسی کرد و رده و دستگاه بلور شناختی آنها را مشخص کرد . اگر شرایط مناسب نباشد ٬ بلورها به اندازه های کوچکتر و بصورت مجموعه ها و توده های ریز تشکیل می شوند . گاهی بلورها به قدری ریزهستند که نمی توان آنها را با چشم دید و برای مطالعه آنهاازذره بین ٬
میکروسکوپهای نوری و الکترونی و اشعه ایکس استفاده می شود .

خواص بلورها
مقدمه
در بلورها پراکندگی و فاصله اجزا ٬ دارای نظم هندسی ویژه‌ای است که معمولا” در تمام جهتها یکسان نیست. برخلاف بلورها در جامدهای بی شکل یا غیر بلورین پراکندگی و فاصله اجزای سازنده آنها در همه جهتها یکسان است. از اینرو بعضی از خواص فیزیکی جامدهای غیر بلورین ٬ مانند رسانایی گرمایی ٬ انتشار نور و رسانایی الکتریکی نیز در همه جهتها یکسان است. به این جامدهای غیر بلورین همسانگرد (ایزوتروپ) می‌گویند. چون خواص فیزیکی بیشتر جامدهای بلورین در جهتهای مختلف متفاوت است به آنها ناهمسانگرد می‌گویند. تنها بلورهایی که در دستگاه مکعبی متبلور می‌شوند مانند اجسام غیر بلورین عمل می‌کنند، چون در سه جهت فضایی دارای ابعاد مساوی هستند.

 

کاربرد ناهمسانگردی
پدیده ناهمسانگردی سبب پیدایش خواصی در بلورها می‌شود که کاربردهای مختلف و مهمی در صنعت دارند. مثلا” اگر بلورهایی مانند کوارتز و یا تورمالین را از دو طرف بکشیم و یا فشار دهیم در جهت عمود بر فشار یا کشش دارای بار الکتریکی مخالف یکدیگر می‌شوند. اگر جهت این فشار یا کشش را عوض کنیم نوع بار الکتریکی تغییر می‌کند، به این پدیده پیزوالکتریک می‌گویند.
گرما در بعضی از بلورها الکتریسته ایجاد می‌کند و سبب می‌شود یک سوی آنها بار مثبت و سوی مقابل بار منفی بیابد. در نتیجه میان این دو سو اختلاف پتانسیل الکتریکی بوجود می‌آید. همچنین اگر به این بلور جریان الکتریکی متناوب وصل کنیم، بلورها به تناوب منبسط و منقبض می‌شوند و بر اثر ارتعاش ٬ صوت تولید می‌کنند. از این خاصیت برای تولید صوت ٬ ماورای صوت ٬ نوسانهای الکتریکی ٬ ساختن میکروفونهای بلوری و سوزن گرامافون استفاده می‌شود.
خواص نیم رسانایی
بعضی از بلورها مانند بلور عنصرهای ژرمانیم ٬ سیلیسیم و کربن خاصیت نیم رسانایی دارند و تا اندازه‌ای جریان الکتریکی را از خود عبور می‌دهند. اگر بلورهای نیم رسانا را گرما دهیم و یا در مسیر تابش نور قرار دهیم٬ مقاومت الکتریکی آنها کم می‌شود و الکتریسیته را بهتر عبور می‌دهد. نیم رساناها در صنایع الکترونیک و مخابرات بصورت دیود و ترانزیستور و قطعه‌های دیگر الکترونیکی بکار می‌روند. دیود یا یکسو کننده از دو قطعه بلور نیمه رسانا ساخته می‌شود و برای یکسو کردن جریانهای متناوب بکار می‌رود. ترانزیستور از سه قطعه بلور نیم رسانا تشکیل می‌شود و برای تقویت جریانهای ضعیف و یکسو کردن جریان متناوب بکار می‌رود. دیودها و ترانزیستورها از قسمتهای اصلی گیرنده‌ها و فرستنده‌های رادیو و تلویزیون هستند.
پدیده دو شکستی
بعضی از بلورها نور را به دو دسته پرتو تقسیم می‌کنند، بر اثر این پدیده در کانیهای شفاف ٬ مانند کربنات کلسیم شکست مضاعف ایجاد می‌شود. اگر نوشته‌ای را زیر کربنات کلسیم قرار دهیم بصورت دو نوشته دیده می‌شود.
بعضی از بلورها خاصیت جذب انتخابی دارند. مانند بلور تورمالین که پرتوهای نور را به دو دسته تقسیم می‌کند. یک دسته آنها را جذب می‌کند و دسته دیگر را از خود عبور می‌دهد. از این خاصیت برای ساختن فیلمها و عدسیهای قطبنده (پلاریزان) و برای کاهش شدت نور چراغهای اتومبیل استفاده می‌شود. عدسیهای قطبنده را در ساختن ابزارهای نوری مانند میکروسکوپهای قطبنده (پلاریزان) را از ورقه نازک پولاروید (ورقه شفاف و نازک نیترات سلولز) می‌پوشانند.

 

خواص ساختاری
بعضی از ویژگیهای بلورها به نوع و موقعیت پیوند بین مولکولهای آنها بستگی دارد. مثلا” هر چه پیوند اجزای یک بلور قویتر باشد نقطه ذوب آن بالاتر و سختی و مقاومت آن بیشتر است، مانند بلورهای الماس و گرافیت که از نظر ترکیب شیمیایی یکسان هستند و هر دو از کربن تشکیل شده‌اند، اما به دلیل تفاوت در پیوند شیمیایی میان اتمهای آنها سختی و مقاومت گرافیت کم ، اما سختی و مقاومت الماس بسیار زیاد است. بعضی از بلورها به سبب شکل پیوندهای داخلی ٬ در امتدادهای معینی به آسانی می‌شکنند، مانند بلور نمک طعام و بعضی به آسانی ورقه ورقه می‌شوند، مانندبلورهای میکا. از خاصیت سختی و مقاومت بلورها در ساختن انواع کاغذها و تیغه‌های سمباده و همچنین در ساعت سازی استفاده می‌کنند.

بلور شناسی
نگاه اجمالی
بلور شناسی ، علم مطالعه بلورهاست. با ارائه روشی برای توضیح چگونگی تعیین خواص فیزیکی ماده از روی سطح آن ، یعنی اصل تقارن بلور شناسی بصورت علمی مستقل در آمد. در دهه ۱۸۸۰ ، فیزیکدانان شواهد کافی گرد آورده بودند که پدیده‌های مختلفی از قبیل در شکستگی ، انبساط گرمایی ، وقف الکتریسیته و پیزو الکتریسیته را باید با استفاده از شکل بلور توضیح داد. برای مطالعه بلورها روشهای مختلفی وجود دارد که از مهمترین آنها بلور شناسی توسط اشعه ایکس و روشهای پراش الکترون.
سیر تحولی و رشد
مطالعه بلورها به دوران یونانیها و رومیها و مطالعات کوارتزهای گوناگون ، توسط ننوفراستو و پلینیو ، باز می‌گردد. در سده هفدهم نخستین تلاشها برای توصیف نظم ساختاری بلورها به عمل آمد. رابرت هوک اظهار داشت که مشکل کوارتز را با فرض این که کوارتز از آرایش تناوبی کره‌هایی تشکیل شده باشد، می‌توان توضیح داد. کریستیان هویگنس به منظور توصیف پدیده دو شکستی نور ، فرض کرد که کلسیت از آرایش تناوبی بیضیهای دوار تشکیل شده است. در سال ۱۷۸۴ ، ژنه ژوست هادی این فرض را مطح کرد که در بلورها مولکولها در گروههایی به شکل متوازی السطوح قرار گرفته‌اند. در آرایش فضایی این گروهها می‌تواند شکل بلوری ماکروسکوپیکی مشاهده شده را توضیح دهد.

در سال ۱۸۲۷ اوگوست کوشی معادله مربوط به کشسانی را بدست آورد و با این مطالعات و با استفاده از بیست و یک پارامتر توانست شرح دهد، چگونه جسم جامد تحت اثر کنش خارجی معلوم کرنش می‌کند. او به مطالعات خود ادامه داد و دریافت که برای توصیف بلورها با توجه به طبیعت شبکه‌ای‌ آنها به پارامترهای کمتری نیاز است. پنج سال بعد توانست ارنست نویمن این نتیجه‌ها را برابر مطالعه برهمکنش میان نورد ماده بر اساس مکانیک بکار برد. او فرض کرد که نور از ذرات خردی درست شده است. دانشجوی وی والدر سار فوگست که بعدها استاد دانشگاه کوتینگتون شد، نخستین کسی بود که تمام اطلاعات و دستاوردهای مربوط به ارتباط میان خواص فیزیکی و ساختار بلورها را در تناوبی گرد آورد.

بلورشناسی نوین
در سال ۱۹۱۲ ، بلورشناسی نوین متولد یافت. در آن سال ماکس و گروهش تصویری از پراش پرتوهای ایکس توسط بلور ۳ns بدست آوردند. این آزمایشها سرشت موجی پرتوهای ایکس را ، که ویلهم کنراد رونتگن در اواخر سده نوزدهم کشف کرده بود و همچنین آرایش تناوبی خوشه‌های اتمها را در دوران بلور به اثبات رساند. ویلیام لارش براک و پدرش ، ویلیام هنری براگ در همین زمینه به پژوهش پرداختند و معادله مشهور زیر را بدست آوردند:

۲sinӨ = nλ

که در آن d فاضله میان صفحه‌ای خانواده معینی از صفحه‌های بلوری ، n که مرتبه بازتاب نامیده می شود، عدد طبیعی λ طول موج ایکس مورد استفاده و Ө زاویه فرود و زاویه بازتاب باریکه است. این معادله می‌گوید که کدام زاویه برای بازتاب با طول موج و خانواده صفحه‌های خاص مناسب است، بازتابهایی که از لحاظ هندسی مجازند در طبیعت یافت می‌شوند.

بلور شناسی با پرتو ایکس
اگر نمونه‌ای از تک بلور را با استفاده از پرتوهای سفید ایکس ، پرتوهایی که نه یک طول موج ، بلکه گستره‌ای از طول موجها را در بردارد مورد مطالعه قرار دهیم. نقش خون لاوه بدست می‌آید تحت این شرایط در معادله ۲dsinӨ = nλ می‌تواند مقادیری زیاد داشته باشد. اما Ө زاویه‌ای میان پرتو فرودی و صفحه ، برای یک خانواده صفحات خاص مقداری ثابت است. معمولا طول موجی مانند λ وجود دارد که در معادله براگ صدق می‌کنند و بازتاب رخ می‌دهد.

اگر نمونه‌ای را با فیلم عکاسی یا آشکارسازی جدید دیگری احاطه کنیم. در نقاط مختلف روی فیلم لکه‌هایی بدست می آوردیم که به پرتوهای بازتابیده از خانواده‌های مختلف صفحات بلور مربوط می‌شوند. با پردازش این داده‌ها به طریق ریاضی به آنچه نقش پراشی را بوجود می‌آورد می‌توان پی برد. در نتیجه ، ساختار میکروسکوپی بلور را معین می‌کند، یعنی می‌توان فهمید شبکه بلوری این ساختار چگونه است و چه اتمهایی در تلاقی شبکه‌ای قرار دارند.
روش پودری
برای مطالعه بلور شناسی توسط اشعه ایکس روشهای استاندارد دیگری هم وجود دارند که در این میان روش پودر از همه رایجتر است. در روش پودر بجای تک بعدی از نمونه‌ای استفاده می‌شود که بصورت بلورهای کوچکی به ابعاد ۱µm یا کمتر خرده شده است. در این روش باریکه تک فام از پرتوهای ایکس به نمونه تابیده می‌شود. و در این حال برای هر خانواده خاصی از صفحات تعداد زیادی بلورک با سمتگیری مناسب پیدا می‌شوند که بازتاب براگ فرودی است. اما تند چتری که هر تکه از پارچه آن با دسته چتر زاویه‌ای یکسان می‌سازند. باریکه‌های بازتابیده روی مخروطی قرار می‌گیرند که گشودگی آن دو برابر گشودگی مخروط قبلی است. زیرا باریکه بازتابیده نسبت به باریکه اولیه زاویه ۲Ө می‌سازد و این در حالی است که زاویه بین صفحه و باریکی اولیه برابر Ө است.

اگر فیلم عکاسی را در راه باریکه خروجی قرار دهیم، از تلاقی مخروط اخیر با صفحه عکاسی یک دایره بدست می‌آید: فیلم عکاسی را معمولا به شکل نوار باریک دایره‌ای در می‌آوردند و آنرا روی صفحه‌ای که شامل باریکه خروجی است قرار می‌دهیم. فیلم را سوراخ می‌کنند تا باریکه بتواند به نمونه برسد. از تلاقی مخروطهای بازتابشی مربوط به صفحه‌های مختلف بلور فیلم نقش پراشی خطی بدست می‌آید.
بلور شناسی به روش پراش الکترون
در آغاز دهه ۱۹۹۰ روشهای جدیدی پیدا شدند که مشاهده مستقیم سطحهای بلورین را امکان می‌سازند. درک تغییرات ریخت شناسی که هنگام رویاندن بلور برای کاربردهای الکترونیک روی می‌دهند. با استفاده از پراش الکترون بجای پرتو ایکس و تحت زاویه‌ای کم از سطح بلورها حاصل شده است. با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی برای نخستین بار ، امکان مشاهده مستقیم ساختار شبکه‌ای بلورها از طریق مشاهده اتم منفرد فراهم شد.
ساختار بلوری
!مقدمه
با نگاه کردن به ساختار داخلی بلورها ، دانشمندان امروزه می‌دانند که بلورها به این دلیل همیشه شکلهای منظم و قابل شناسلیی دارند که اتمهای داخل آنها همیشه به شکل الگوهای مشخصی که شبکه نام دارند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. خواص یک بلور به شبکه آن بستگی دارد. به عنوان مثال الماس به این دلیل بسیار سخت است که اتمهای آن با پیوندهای بسیار قوی به هم متصل شده‌اند و یک شبکه مستحکم را بوجود آورده‌اند. دانشمندان شبکه بلورها را با استفاده از اشعه ایکس مطالعه می‌کنند. این مطالعات آشکار ساخته است که همه بلورها را می‌توان فقط به هفت ساختار پایه طبقه بندی کرد، که با ساختار شبکه هر بلور تعیین می‌شود.

 

تاریخچه
در پی کشف پراش اشعه‌های ایکس توسط رونتگن و انتشار یک رشته محاسبات و پیش‌بینیهای ساده و موفقیت آمیز در مورد ویژگیهای بلورین ، بررسی ساختارهای بلوری بصورت دقیقتر شروع گردید. ناظرهای اولیه با توجه به نظم شکل خارجی بلورها به این نتیجه رسیدند که بلورها از تکرار منظم سنگ بناهای همانند بوجود می‌آیند. زمانی که بلوری در شرایط محیطی ثابت رشد می‌کند، شکل آن در حین رشد تغییر نمی‌کند، گویی سنگ بناهای همانند بطور پیوسته به آن افزوده می‌شوند. این سنگ بناها ، اتمها یا گروههایی از اتمها هستند، که بلور یک آرایه متناوب سه بعدی از اتمهاست. این موضوع با این کشف کانی شناسان در قرن هیجدهم که اعداد شاخص جهتهای تمام وجوه بلور اعداد درستند، آشکار شد.

درجات دگرگونی
در واقع اصطلاحی است که به منظور مشخص کردن شدت دگرگونی در یک منطقه بکار می‌رود.
دما و فشار معرف شرایط فیزیکی و دگرگونی و درجه دگرگونی معرف اثر آنها می‌باشد.
در دگرگونی، مجموعه‌های مختلف کانیهایی با ترکیب شیمیایی یکسان ولی در شرایط دمایی متفاوت به وجود می‌آید. و این مجموعه‌های متفاوت نشانگر درجات دگرگونی از قبیل درجات ضعیف، متوسط و شدید می‌باشد. مثلاً در درجات دگرگونی ضعیف، مجموعه کانیها عمدتاً آبدار بوده و کانیهای کربناته نیز دیده می‌شود. ولی در مجموعه‌های درجات شدیدتر آب و CO2 هم وجود دارد. هرقدر سنگ، درجات دگرگونی بیشتری را تحمل کند اندازه کانی درشت‌تر می‌شود. چون در دمای زیاد، انتشار مواد در حد بین دانه‌ها به سرعت بیشتری انجام می‌شود.
به سه روش در تعیین درجات دگرگونی بکار می‌رود:
۱) تعیین درجه دگرگونی بر حسب عمق
در این روش پوسته زمین را به سه منطقه دارای عمق کم، عمق متوسط و عمق زیاد تقسیم می‌کنند:
الف) منطقه عمق کم: که دما و فشار به ترتیب کم تا متوسط و کم است.
ب) منطقه عمق متوسط: که دما و فشار از منطقه قبلی بیشتر است.
ج) منطقه عمق زیاد: که در آن هم دما و هم فشار بالا است.
(۲  تعیین درجه دگرگونی بر حسب مناطق دگرگونی: که در آن به مناطق دگرگونی و حد مرزهای آنها توجه می‌شود.
۳) تعیین درجه دگرگونی بر اساس رخساره‌ای دگرگونی:
در این روش تعیین درجات دگرگونی به دلیل تعدد رخساره‌ها و زیر رخساره‌ها آسان نیست و تا حدی با استفاده از نمودارها و دیاگرامهای مختلف و مطالعات آزمایشگاهی و تحقیقاتی ممکن می‌شود

سنگ شناسی دگرگونی
 
تغییر شکل کانیها در سنگهای دگرگونی
در سنگهای دگرگونی، تغییر شکلهای مختلفی به وجود می‌آید. سنگی که تحت تأثیر دما و فشارهای همه‌جانبه قرار بگیرد ممکن است به صورت‌های زیر تغییر شکل دهد.
 
الف) در اثر فرآیندهای فیزیکی جهت یافتگی اتفاق می‌افتد.
اگر نیروی اعمال شده بر یک در یک جهت و بیشتر از قدرت شکستگی باشد، دانه‌های بزرگتر به کوچکتر تبدیل شده و بر روی سطوح لغزشی جابه‌جا می‌شوند. و انتقال ماده و جهت یافتگی اتفاق می‌افتد.
در این فرآیند کانیهایی که حالت صفحه‌ای دارد مانند میکاها و یا آندسته که حالت منشور مانند دارند مانند آمفیبولها در امتداد محور طویلشان جهت‌دار می‌شود و به حالت موازی کنار یکدیگر قرار بگیرند:
هر گاه استرس و فشار روی یک قسمت از یک سنگ داده شود کانیها در جهت جایی که فشار کمتر است اجتماع می‌کند و در آن قسمت رشد می‌کنند. که این فرآیند یا به وسیله سیالاتی که دانه‌ها را احاطه کرده‌اند، یا از طریق منتشر شدن از طریق منتشر خارجی دانه‌ها و یا انتقال درون شبکه تبلور آنها صورت خواهد گرفت.
رشد بلورها :
در محیطهایی که پدیده دگرگونی اتفاق می‌افتد و انرژی حرارتی و شیمیایی تغییر می‌کند. باعث رشد بلورها در حالت جامد هم می‌شوند که این فرآیند به صورت رشد کانیهای قبلی و یا رشد کانیهای جدید و تغییر در کانیهای قدیمی و ظهور اشکال جدید است.

سنگ شناسی دگرگونی
عوامل‌ دگرگون‌ساز
مهمترین عوامل فیزیکی فشار و درجه حرارت است که باعث فعل‌انفعالاتی مانند چند شکلی (پلی‌مورفیسم ) تبلور دوباره و تبادل یونی می‌شود. هر کانی در فشار و درجه حرارت معینی تشکیل می‌گردد و اگر شرایط دما و فشار تغییر کند ناپایدار گشته و برای رسیدن به حالت تعادل با این شرایط به کانیهای دیگری تبدیل      می‌شود.
 
به غیر از عوامل فیزیکی فوق می‌توان به زمان، سیالات، آب، حتی مواد فرار گازها نیز اشاره نمود.
حال نگاهی کوتاه به تأثیرات این عوامل در فرآیند دگرگونی می‌اندازیم.
وقتی شرایط حالت بحرانی داشته باشد سیال‌های گازی مثل مایعات عمل می‌کنند. آنها در شکاف سنگها نفوذ کرده در آنها باقی مانده و بر سنگ تأثیر می‌گذراند. این تأثیرات ممکن است که یا به صورت جذب در سنگ تبادل یونی و یا دگرسان کردن سنگ و تجزیه آن جلوه کند.
حضور آب باعث سرعت در فرآیند تبلور دوباره بوده و حالت کاتالیزور در ‏فرآیندهای دگرگونی دارد.
حتی اگر تمام شرایط مورد لزوم فراهم باشد زمان هم مثلاً کانیها در کنار برخی سیالهای فعال در حالت تبادل باشند باز هم در اثر گذر زمان در این سیستم بسته نیز به عنوان مثال حتی اگر شرایط دگرگونی ایجاد شده و فعل انفعالاتی چون دگرسانی و یا تعادل یونی صورت می‌گیرد همچین گذر زمان باعث آزاد شدن و ایجاد گازهایی چونCO2و H2O می‌باشد که فشار این گازها خود عاملی برای ایجاد ترکهایی در سنگ می‌گردد.
بسته به عوامل مؤثر در دگرگونی درجات دگرگون شدن سنگها متفاوت است.
حال به شرح عوامل می‌پردازیم:
فشار مؤثر در دگرگونی :
می‌دانیم که فشردگی هر جسم باعث کاهش حجم و در نتیجه کاهش فضاهای خالی، خروج آب و تغییر در وضعیت قرارگیری کانیها می‌شود.
این فشارها انواع مختلفی دارد که به ذکر آن اشاره می‌کنیم.
الف) فشار همه جانبه : باعث متراکم شدن سنگها و در نتیجه تبلور مجدد آنها می‌شود.
ب) فشار جهت دار : باعث بروز چین خوردگی و شکستگی شده و همچنین باعث جهت یافتگی کانیها در سنگها گردیده که خود سبب سبب گسیختگی و شکستگی سنگ در امتداد، جهت یافتگی می‌شود.
ج) فشار سیالات : مواد فرار موجود در بین منافذ یا شکافها هم‌ به نوبه‌ی خود فشاری را ایجاد می‌کنند که تأثیر آنها را در دگرسانی‌ها شاهدیم.
علاوه بر موارد فوق می‌دانیم که فشار موجب انحلال بسیاری از کانیها را می‌گردد که این فرآیند را به اسامی متعددی چون جریانهای تراوشی، انحلال بر اثر فشار، انتقال محلولها و غیره نامگذاری می‌کند. و در طی این فرآیند تغییر شکل ساختمان بلورین وقوع می‌پیوندد.
در دگرگونی فشار به صورت لیتواستاتیک یا فشار همه‌جانبه (مانند فشار طبقات سنگی) و فشار جهت‌دار (مانند نیروهای تکتونیکی) عمل می‌کند: از سوی دیگر می‌داینم که فشار در جهت ازدیاد عمق بالا می‌رود. مثلاُ در عمق ده کیلومتری زمین فشار همه جانبه بین
دو هزارو ششصدتاسه هزارو دویست کیلوگرم بر سانتی‌‌مترمربع است. معمولاً در فرآیندهای دگرگونی تأثیر هر دو نوع فشار با هم ایجاد دگرگونی می‌کند و هر کدام به تنهایی تأثیر زیادی ندارند.
اثر فشار در قعل و انفعالات شیمیایی :
ا) فشار موجب پایین آمدن نقطه ذوب کانیها می‌گردد.
۲) فشار علت اساسی نمو کانیها و طویل شدگی آنها است.
۳)فشار باعث ایجاد کانیهای سنگین‌تر بدون تغییر در ترکیب شیمیایی می‌نماید.
حرارت:
بسیاری از واکنشهای شیمیایی در اثر الا رفتن درجه حرارت شدت می‌یابد. حرارت زمین بر حسب درجه زمین گرمایی در نواحی مختلف متغیر می‌باشد. می‌دانیم که درجه زمین گرمایی به ازای هر کیلومترسی درجه افزایش می‌یابد. ولی در مناطق مختلف این تغییر دما متفاوت خواهد بود مثلاً در مناطق آتشفشانی در هر صد مترسی درجه افزایش دما خواهیم داشت.
منشاء حرارت در زمین:
۱‌) حرارت هسته مرکزی زمین (حرارت زمین گرمایی)
۲) حرارت حاصل از واکنش رادیواکتیو
۳) حرارت ناشی از فرآیندهای تکتونیکی
۴) حرارت حاصل از انجماد و تفریق تود‌ه‌های آذرین در پوسته زمین
شاید جالب باشد که بدانید جریان حرارتی در نقاط مختلف متفاوت است.
۱) حرارت اقیانوسها بیشتر از قاره‌ها است.
۲) محور برآمده اقیانوس‌ها جریان حرارتی بیشتری نسبت به دیگر نواحی اقیانوسها دارد.
۳) در اعماق زیاد زمین تفاوت دمایی بین قاره‌ها و اقیانوسها بشدت کاهش می‌یابد.
سنگها در چند کیلومتری از سطح زمین داغ هستند. دمای آنها در نتیجه منجربه صرف انرژی است و این انرژی در اثر تغییرات فشار و دما تأمین می‌گردد.
سیالها :
برای اثبات نقش سیالات در دگرگونی می‌توان به کانیهای آبداری چون به میکا و آمفیبول اشاره نمود که تحت تأثیر دگرگونی شدید هم آب خود را به طور کلی از دست نداده و به کانیهای دیگر تبدیل نشده‌اند پس سیالات آبداری در فرآیندهای دگرگونی نقش دارند.
با توجه به وضعیت غیرعادی آب و ب توجه به اینکه اینکه هر چه فشار بالاتر برود نقطه جوش آب هم بالاتر می‌رود، با بالا رفتن نقطه جوش آب تبدیل آب به بخارآب توأم با تغییر حجم کمتری خواهد بود و اگر فشار وارد بر آب ازدویست وبیست کیلوگرم بر سانتی‌مترمربع تجاوز کند آب در هیچ دمای به جوش نخواهد آمد. این خصوصیت منحصر‌به‌فرد آب روی بافت و نوع سنگهای دگرگونی تأثیر می‌گذارد.
منشاء سیالها
۱) آب جوی
۲) آب ماگمایی
۳) آب همزاد (آب فسیلی)
۴) آب آزاد شده از کانیهای در حین دگرگونی
سنگ‌های دگرگونی
برخی سنگ‌ها در پی فشار و گرمای زیاد، بی‌آن‌که ذوب شوند، دگرگونی‌های فیزیکی و شیمیایی پیدا می‌کنند و سنگ‌های دیگری به نام سنگ‌های دگرگونی را پدید می‌آورند. سنگ دگرگونی ممکن است نسبت به سنگ مادر، شکل، اندازه، نوع کانی‌ها و در نتیجه بافت و ترکیب شیمیایی بسیار تازه‌ای داشته باشد. هر چه گرما و فشاری که به سنگ‌ها وارد می شود، کم‌تر باشد، دگرگونی آن‌ها کم‌تر است که از آن به دگرگونی ضعیف یاد می‌شود. به وجود آمدن گرافیت و برخی زغال‌سنگ‌ها از این گونه است. اما هر چه گرما و فشاری که به سنگ وارد می ‌شود، بیش‌تر باشد، دگرگونی‌ها نیز بیش‌تر خواهد بود که از آن به دگرگونی شدید یاد می‌شود. به وجود آمدن الماس نمونه‌ی از دگرگونی بسیار شدید است.
علاوه بر فشار و گرما، برخی سیال‌ها نیز در فرایند دگرگونی دخالت دارند. بررسی‌ها نشان داده است که همه‌ی سنگ‌ها به طور میانگین ۵/۳ درصد دی ‌اکسیدکربن و ۵/۵ درصد آب دارند. طی دگرگونی، آب و دی‌اکسید کربن سیال فعالی را به وجود می‌آورند که البته نقش آب پر رنگ‌تر است. بررسی‌ها نشان داه است که فشار و گرمای زیاد در بسیاری از سنگ‌ها هیچ گونه دگرگونی به وجود نمی‌آورند، اما اگر به سنگی که در فشار و گرمای زیاد است، اندکی آب افزوده شود، برخی کانی‌ها با تندی بیش‌تر رشد می‌کنند و حتی کانی‌های جدیدی در سنگ به وجود می‌آید. چرا که آب به جدا شدن برخی یون‌ها از کانی‌ها و جابه‌جا شدن آن‌ها در سنگ کمک می‌کند.
سنگ‌های دگرگونی به روش‌های زیر پدید می‌آیند:
۱٫ دگرگونی مجاورتی. گاهی سنگ مادر در کنار توده‌ی آذرین قرار می‌گیرد. در این صورت، در جای برخورد آن با توده‌ی داغ، بلوری‌شدن دوباره و دگرگونی شدید رخ می‌دهد. اما با زیاد شدن فاصله از توده‌ی آذرین از شدت دگرگونی کاسته می‌شود.
۲٫ دگرگونی جنبشی. این نوع دگرگونی در پی فشار جهت‌دار و گرمای فراهم شده از انرژی مکانیکی هنگام شکستن سنگ‌ها رخ می‌دهد. در جای گسل‌ها، که شرایط این دگرگونی را دارند، سنگ دانه ریز و سیاه‌رنگی به نام میلونیت پدید می‌آید.
۳٫ دگرگونی دفنی. این نوع دگرگونی در پی انباشته شدن پیوسته‌ی رسوب‌ها در کف محیط‌های رسوبی به وجود می‌آید. لایه‌های زیرین در پی فشار وزن رسوب‌ها فشرده می شوند و سنگ‌های رسوبی را پدید می‌آورند. اما لایه‌های بسیار پایین‌تر، در پی فشار و گرمای زیاد رفته‌رفته دگرگون می‌شوند.
۴٫ دگرگونی گرمابی. در این دگرگونی آب بسیار داغ نقش مهمی دارد. این آب ممکن است از ماگما یا آب‌ها زیرزمینی باشد. در این دگرگونی گاهی موادی به سنگ مادر افزوده یا از آن برداشت می شود.
۵٫ دگرگونی برخوردی. در پی برخورد سنگ‌های آسمانی بزرگ بر سطح زمین رخ می‌دهد. این نوع دگرگونی در زمین کمیاب است، اما در سطح ماه و مریخ به فراوانی رخ می‌دهد.
۶٫ دگرگونی ناحیه‌ای. این نوع دگرگونی نتیجه‌ی همه‌ی عامل‌هایی است که در دگرگونی سنگ‌ها از آن‌ها نام بردیم. بیش‌تر سنگ‌های دگرگونی نیز به همین روش به وجود می‌آیند. این نوع دگرگونی اغلب در فرورانش ورقه‌های سنگ‌کره رخ می‌دهد. در ایران در راستای رشته کوه زاگرس از سنندج تا حاجی‌آباد(شمال بندر عباس)این نوع دگرگونی دیده می ‌شود و بخش زیادی از سنگ‌های دگرگونی که در کارهای ساختمانی کاربرد دارند، از معدن‌های همین ناحیه به دست می‌آید.
بافت سنگ‌های دگرگونی
سنگ‌های دگرگونی به دلیل فشار همه‌سویه‌ای که به آن‌ها وارد می‌شود، بسیار متراکم هستند و حجم فضاهای خالی در آن‌ها بسیار پایین است. دگرگونی جنبشی بیش از همه باعث بر هم ‌خوردن بافت اولیه‌ی سنگ می‌شود. طی دگرگونی کانی‌های دانه‌ریز با هم یکی می‌شوند و کانی‌های دانه‌درشت‌تری به وجود می‌آورند. گاهی نیز، به‌ویژه در دگرگونی جنبشی، دانه‌ها شکسته می‌شوند و دانه‌های ریزتری به وجود می‌آید. با بلوری شدن دوباره و رشد دانه‌ها، دیواره‌ی بین دو کانی کنارهم، حالت دندانه‌ای و مضرس به خود می‌گیرد. این بافت را مضرسی یا درهم و گاهی دانه‌قندی می‌گویند. فشار جهت‌دار عمودی نیز باعث جهت‌یافتگی کانی ‌ها به صورتی می‌شود که سنگ نمای لایه‌ای یا نواری پیدا می‌کند که از آن به فولیاسیون یاد می‌شود.
خانواده‌های سنگ‌های دگرگونی
سنگ‌های دگرگونی را بر پایه‌ی جهت‌یافتگی در دو گروه دارای جهت‌یافتگی و بدون جهت‌یافتگی جای می‌دهند.
۱٫ سنگ‌هایی که کانی‌ها آن‌ها جهت‌یافتگی دارند: این سنگ‌ها مانند سنگ‌های رسوبی نمای لایه‌ای دارند.
الف) اسلیت، در پی دگرگون شدن ضعیف شیل‌ها پدید می‌آید. کانی‌های رسی،کوارتز، مسکوویت و کلریت از کانی‌های اصلی آن هستند.
ب) فیلیت، در پی دگرگون شدن ضعیف شیل‌هایی پدید می‌آید که کانی‌ها ورقه‌ای بزرگ‌تری دارند. این سنگ با داشتن سطح براق از اسلیت بازشناخته می‌شود.
ج) شیست، از دگرگون شدن شدید شیل‌ها پدید می‌آید. بیش از نیمی از کانی‌های آن را کانی‌های ورقه‌ای مانند مسکوویت و بیوتیت تشکیل می‌دهند. دوگونه از شیست‌ها، تالک‌شیست و کلریت‌شیست، از دگرگونی سنگ‌های بازالتی پدید می‌آیند.