دانلود مقاله آتشفشان

مقدمه

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یاهر 3)از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید.

آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.

تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست.آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان  بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.

همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است.

فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد. زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود.

علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.

 (2)

آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.
   تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست. آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.

  همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است.

 فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد.
 زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود.

   علم آتشفشان شناسی به مباحثی نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی، رسوب شناسی، ژئوفیزیک، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک، آمار و ریاضی کمک می گیرند

 آگاهی از علم آتشفشان شناسی و شناخت آتشفشان ها در بسیاری از موارد نظری و کاربردی اهمیت شایان توجهی دارد که از آن جمله:

   1- با کمک علم آتشفشان شناسی می توان تا حدودی از ساختمان و ترکیب داخلی زمین (حداقل پوسته و گوشته فوقانی) اطلاعاتی را کسب نمود.

   2- هر چند مواد آتشفشانی که به سطح زمین می رسند، نماینده واقعی قسمت ذوب شده آن نیستند (به دلیل ذوب درصدی، تفریق، آلایش و...) ولی بخشی از انکلا وهای موجود در آنها که قطعاتی از سنگ های ذوب نشده قسمت های ژرف هستند و توسط آتشفشان ها به سطح زمین می رسند، می توانند نماینده قسمت ذوب شده باشند.

   بررسی این سنگهای بیگانه Olistolite و مواد آتشفشانی ما را در شناخت درون زمین یاری می دهد.

   3- امروز استفاده از انرژی ژئوترمال در بسیاری از کشورها مرسوم است و جزء انرژی های ارزان محسوب می شود.

   سرزمین های نزدیک به آتشفشان های فعال، نیمه فعال و جوان که به تازگی آرامش یافته اند، دارای منابع

           (3)

انرژی خوبی هستند. این انرژی همچنین بعنوان یک منبع تجدیدپذیر و بدون آلودگی زیست محیطی در واقع یکی از امیدهای بشری است. در کشور ما نیز منابع زمین گرمایی غیرعادی بسیاری وجود دارد که توجه به شناخت و چگونگی استفاده از انرژی آنها راهی است که به تازگی آغاز شده است و با کمی حفاری و ایجاد تاسیسات نسبتا ارزان می توان به منابع انرژی ارزشمندی دست یافت.

   4- با عنایت به علم آتشفشان شناسی درباره فعالیت مجدد آتشفشان ها و خطرات احتمالی آنها آگاهی کافی در اختیار مجامع قرار می گیرد.

   5- شناخت مسائل وابسته به آتشفشان هاو سنگ های آتشفشانی نظیر تفریق ماگمایی در آشیانه ماگمایی و محلول های گرمابی وابسته، جایگاه سنگ های آتشفشانی و خاستگاه آنها بسیاری از مسائل ژنتیکی کانه ها را حل می کند زیرا بسیاری از کانسارهای فلزی و غیر فلزی بطور مستقیم یا غیرمستقیم حاصل آتشفشان ها هستند.

   از طرف دیگر برای پیش بینی هر گونه فعالیت مجدد آتشفشانی در کشور می بایست برای هر یک از آتشفشانهای خاموش با سن کواترنر، یک شناسنامه تهیه شود تا تمامی ویژگی ها و رفتارهای گذشته آتشفشانی را داشته باشد تا بتوانیم با هر گونه تغییر در رفتار آنها، هشدارهای لازم را به جامعه داده و اطلاعات مفیدی را در اختیار مردم قرار دهیم.

   در کشور ما فعالیت ها و پدیده های وابسته به آتشفشان بسیار چشمگیر می باشند. شناخت آتشفشانها و پدیده های وابسته و نقشی که آتشفشان ها در زمین شناسی ایران، کانسار سازی و تامین انرژی دارند، قابل تعمق است.

   آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب، گاز، قطعات جامد یاهر از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید. ساختمان آتشفشان شامل 3 بخش است:
   1- دودکش آتشفشانی مجرایی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی از درون زمین به سطح آن راه می یابند. نک (Neck) مجرای آتشفشانی قدیمی است که اکنون از گدازه های قدیمی پرشده است و چون از سنگ های پیرامون خود مقاوم تر است، به صورت برجستگی ستون مانند باقی مانده و سنگهای اطراف آن که مقاومت کمتری دارند، فرسایش یافته اند.
   2- دهانه آتشفشان: پایانه بالایی مجرای آتشفشان که اغلب از قسمتهای دیگر مجرا وسیع تر است، دهانه آتشفشان گفته می شود که شامل انواع مختلف ذیل می باشد:
   الف – دیاترم (Diatreme) عبارت است از دهانه های انفجاری که براثر انفجار ناشی از وجود گازهای آتشفشانی تشکیل گردیده است. این گازها خاستگاه ماگمایی و غیر ماگمایی دارند.    ب – مآر (Maar) دهانه های نسبتا وسیع آتشفشانی که اغلب به وسیله بخار آب حاصل از گرمای ایجاد می شوند. مآرها اغلب در مناطق مرطوب و دریایی رخ می دهند.

   ج – کالدرا (Caldera) دهانه های خیلی وسیع آتشفشانی که قطر آنها به چندین کیلومتر    می رسد و شامل انواع ذیل می باشد:                                  

 کالدرای انفجاری:این نوع کالدرا بر اثر انفجار حجم عظیم از مواد آتشفشانی و پی سنگ در اثر گازهای تحت فشار حاصل می شود و دهانه های وسیعی را تشکیل می دهد بالتدکالدرای آتشفشانی باندائی سان در ژاپن (فوران در سال 1888).

   به طور نمونه وابستگی کانسارهای ذیل با پدیده ها و سنگ های آتشفشانی ذکر شده است:
   - اغلب کانسارهای مس در ایران به طور مستقیم یا غیرمستقیم با سنگ های آتشفشانی مرتبط می باشند.

   - تمام کانسارهای Mn ایران با سن ترشیاری با سنگ های اتشفشانی و محلول های گرمابی وابسته به آنها ارتباط دارند. مانند کانسارهای منگنز ایالت قم – نائین و آذربایجان
   - تمامی کانسارهای آنتیموان – آرسنیک، جیوه و طلای اپی ترمال وابسته به سنگ های آتشفشانی و محلول های گرمابی آنها هستند مانند کانسارهای زرشوران – آق دره – شوراب – داشکستن

   - تقریبا تمامی کانسارهای بنتونیت – کائولن (ترشیاری) و زئولیت های ایران با توف های اسیدی آتشفشانی در ارتباط می باشند

   - برخی از کانسارهای سرب و روی نیز با سنگ های آتشفشانی ارتباط دارند.چ
   یک کوه آتشفشان دارای مراحل تولد، کودکی – جوانی (فعال)، پیری و مرگ (غیرفعال – نیمه فعال) است که می تواند با ایجاد کانسارها و منابع انرژی و با فعالیت های انفجاری، ساختار اقتصادی و اجتماعی یک کشور را تحت الشعاع قرار دهد. فعالیت آتشفشانی در عصر حاضر مانند زلزله در گروه بالایای طبیعی و ناگهانی محسوب می شود.

   بهترین راه برای مقابله با چنین پدیده های طبیعی شناخت هر چه بیشتر آنها می باشد.
   خوشبختانه در کشور ما در چند هزار سال اخیر آتشفشانی رخ نداده است.
   اما این واقعیت را نباید فراموش کنیم که سرزمین ایران در گذشته نه چندان دور (از نظر زمین شناسی)، پدیده های آتشفشانی بسیار فعالی را پشت سر گذاشته است که شواهد آنها به صورت صدها آتشفشان خاموش و نیمه خاموش نمایان است. البته این احتمال وجود دارد که فعالیت آتشفشانی دیگری در ایران رخ ندهد اما به هر حال با قاطعیت نمی توان گفت که تمام فعالیت های آتشفشانی در این سرزمین برای همیشه به خاموشی گرائیده است.

  کالدرای ریزشی: متداولترین نوع کالدرا می باشد می باشد که عمل فرونشست و یا ریزش1، 1- Collap se   در اثر انفجار و خارج شدن حجم زیادی از مواد ماگمایی و نیز سنگینی بخشهای بالایی آتشفشان اتفاق می افتد که با ایجاد شکستگی های همراه است. ممکن است این شکستگی ها توسط مواد مذاب به صورت دایک پرشود و یا از طریق آنها مواد فرار یابد احتمالا مواد گدازه ای جدید به سطح کالدرا برسد.

   اگر دایک ها به صورت حلقوی پیرامون مخروط آتشفشان ظاهر شوند به آنها دایک های حلقوی می گویند. در حالی که اگر دایک ها به سمت درون زمین به صورت همگرا یا متقارب باشند و یک نوع شکل مخروطی مانند ایجاد نمایند که راس آنها به طرف درون زمین باشد به آنها صفحات مخروطی گفته می شود.

   در مواردی نیز دایک ها نسبت به مخروط آتشفشان آرایش شعاعی دارند که به آنها دایک های شعاعی گفنه می شود.

  ? – کالدراهای فرسایشی بر اثر فرسایش دهانه آتشفشان قدیمی و گسترش آنها به وسیله عوامل جوی، یخچالی و بادی حاصل می شوند. کراترهالکا کالا در جزیره ماوی هاوایی است.
   3- مخروط آتشفشانی: برجستگی های مخروطی شکل که از انباشتگی مواد آتشفشانی در پیرامون دهانه آتشفشان حاصل می شود و بر حسب این که کدام مواد آتشفشانی تشکیل شده است تحت نام های مختلفی است:

   ? – مخروط های تغرایی که فقط از مواد آذرآواری تشکیل شده است.
   ? – مخروط های گدازه ای که فقط از گدازه تشکیل شده است.
   ? – مخروط های چینه ای که تناوبی از گدازه و مواد آذر آواری (پیروکلاستیک است)

تعاریف

   ? ماگما Magma: ماده طبیعی، داغ و سیال که عمدتا سیلیکاته بوده و ماده اصلی سازنده سنگ ها به شمار می رود

   ? گدازه Lava: ماگمایی است که به سطح زمین راه یافته است. گدازه می تواند در سطح زمین مانند رودخانه جریان یابد یا تشکیل دریاچه را بدهد.

   ? گرانروی ماگما ( ویسکوزیته (Viscosity :
   هر چه میزان Sio2 در ماگما بیشتر باشد، گرانروی ماگما بیشتر شده و سیالیت کاهش می یابد.
   گرانروی ماگما، میزان مقاومت ماگما در مقابل جریان یافتن است یا میزان اصطحکاک داخلی ماگما که به ترکیب شیمیایی، دما و فشار حاکم بر ماگما بستگی دارد. واحد گرانروی NS/m2 که به آن پواز می گویند و با u نشان داده می شود.

   ? آشیانه های ماگمایی:

   شواهد ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی و پترولوژیکی نشان دهنده آن است که در زیر اغلب آتشفشانها آشیانه های ماگمایی وجود دارد. اشیانه های ماگمایی دارای اشکال و اندازه های متعددی می باشد (از 001/0 تا 1000 کیلومتر مکعب یا بیشتر) و به صورت منفرد تا شبکه ای پیچیده که توسط دایک ها و سیل ها برهم مرتبط می شوند. زرفای آشیانه های ماگمایی متغیر می باشد ولی به طور کلی آشیانه های ماگمایی در ژرفای کم، بهتر تشکیل می شوند.
   آشیانه های ماگمایی در اعماق بیشتر از نظر حرارتی گرم تر و از نظر شیمیایی مافیک تر و دارای بلورهای درشت تری می باشند.

   ?دیاپیر Diapirs: وازه دیاپیر از دو کلمه Dia به معنی ( از ئسط یا از میان ) و Peiro به معنی ( سوراخ کردن یا رخنه کردن ) اقتباس شده است. تصور بر این است که معمولا ماگماها از گوشته ( اغلب استنوسفر منشاء می گیرد و به صورت دیاپیر حرکت می کند.
   دیاپیرها توده های سنگی یا ماگمایی شناوری هستند که ضمن حرکت به سمت بالا، سنگ بالائی را سوراخ می کنند.

   در زون زاکرس، به ویژه در جنوب ایران و در مناطق بندرعباس – داراب و شهرکرد گنبدهای نمکی با چگالی و گرانروی کمتر به سن کامبرین زیرین وجود دارند که سنگ های رسوبی بالایی خود را با چگالی و گرانروی بیشتر قطع کرده اند و از میان آنها خود را به سطح زمین رسانده اند. به نظر می رسد که سنگ هایی که توسط این گنبدها قطع شده اند، اغلب بیش از 15 کیلومتر ضخامت دارند.

   توده های نفوذی شکل توده های نفوذی با توجه به سنگ های دربرگیرنده (میزبان) به 2 دسته تقسیم می شوند:

   الف – توده های نفوذی که سنگ میزبان و سنگ های مجامد را قطع می کنند مانند باتولیت – ایتوک و دایک

   ب – توده های نفوذی که با سنگ میزبان حالت موازی مانند سیل – لاکولیت و فاکولیت
   ? – دایک: توده های آذرین نفوذی تخته ای یا دیواره مانند که شیب تندی داشته و لایه بندی یا فولیاسیون سنگ های دربرگیرنده را قطع می کند.

   ? – سیل: توده های آذرین نفوذی تخته ای که به موازات ساختمان های صفحه ای سنگ در برگیرنده نفوذ می نماید.

   ? – باتولیت: توده های نفوذی بزرگ و معمولا متقاطع با سنگ های درونی که وسعت بیرون زدگی های آنها بیش از 100 کیلومتر مربع می باشد.

4-استوک : توده های کوچک و متقاطع سنگ های درونی، با بیرون زدگی کمتر از 100 کیلومتر مربع.

   5-لاکولیت: مجموعه وسیعی از سنگ های آذرین در بین لایه های رسوبی را لاکولیت گویند که به صورت عدسی شکل می باشد. لاکولیت ها معمولا از سیل ها ستبرتر ولی در ازای آن کمتر است. که لویولیت، فاکولیت و بیسمالیت حالات خاصی از آن می باشند.
  6-بیسمالیت: لاکولیتی است که قسمتی از سقف آن بر اثر شکستگی ها به طرف بالا رانده شده است.

7- فاکولیت: اشکالی از مواد گداخته که به صورت هم شیب باتاق تاقدیس یا ناو ناودیس لایه های رسوبی، انجماد می یابد. فاکولیت می تواند بی ریشه باشد و از ذوب موضعی سنگ های رسوبی به هنگام چین خوردن به وجود آید.
8- لوپولیت: توده های بزرگ و معمولا هم شیب با سنگ های درونی بوده و به شکل عدسی شکل یا با سطح محدب می باشد.

    مواد پیروکلاستیک   I-                  

پیروکلاست: به صورت تک بلور یا دارای قطعات بلورین – شیشه و قطعات سنگی است که در نتیجه انفجار ایجاد می شود و مستقیما مرتبط با فعالیت های آتشفشانی است.
9-آگلومرا: به صورت سنگ های پیروکلاستیک که متوسط اندازه پیروکلاست های آن ها بیش از 64 میلی متر بوده و قطعات پیروکلاست مزبور اغلب مدورند.
10-خاکستر (غبار): به صورت پیروکلاست های با قطر میانگین کمتر از 0625/0 میلی متر است.
  11-بلوک یا قطعه سنگ: پیروکلاست های با قطر بیش از 64 میلی متر که عموما زاویه دار یا تقریبا زاویه دار است.

  12-بمب: پیروکلاست هایی که قطر آنها معمولا بیش از 64 میلی متر بوده و شکل یا بافت سطحی آنها نشان گر فوران در حالت مذاب یا نیمه مذاب می باشد.
13-تفرآ: نام کلی برای نهشته های ناپیوسته ای از پیروکلاست ها بکار می رود.
14-اپی کلاست: بلورها، قطعات بلورین و قطعات سنگی که بر اثر هوازدگی یا فرسایش و انتقال تحت اثر نیروی ثقل، باد، آب یا یخ از یک سنگ اولیه با منشاء پیروکلاستیک جدا شده اند.
15--توف: سنگ پیروکلاستیکی که اندازه میانگین پیروکلاست های آن، کمتر از 2 میلی متر باشد.