انواع سنگ‌های آذرین: گرانیت

سنگها از نظر منشأ و طرز تشکیل به سه دسته سنگ‌های آذرین(Igneous rocks)، رسوبی(Sedimentary rocks)  و دگرگونی(Metamorphic rocks)  تقسیم‌بندی می‌شوند.

شناخت و تشخیص سنگ‌ها به مطالعه دقیق سنگ‌شناسی و گاه به بررسی مقاطع میکروسکوپی نیاز دارد با وجود این روش‌های ساده‌ای برای تشخیص انواع سنگ‌ها در محل وجود دارد که بر مبنای ساخت و سختی آنها استوار است.

از دیدگاه ساخت،  سنگ‌ها را می‌توان به بلورین و آواری رده‌بندی کرد. سنگ‌های بلورین مثل گرانیت، بازالت و مرمریت،  بافت در هم فرو رفته‌ای دارند و به همین سبب فضای خالی بین دانه‌ها بسیار اندک است، البته ممکن است وجود ترک‌های ریز در بین بلورها موجب کاهش مقاومت شود ولی در هر صورت ساخت سنگ مقاوم است.

 در سنگ‌های آواری سنگ از قطعات و دانه‌های کانی در اندازه‌های مختلف تشکیل شده است و بین دانه‌ها را فضاهای خالی که کم و بیش با یکدیگر پیوستگی دارد تشکیل می‌دهد .

برحسب نوع و میزان سیمان‌شدگی و وجود فضاهای خالی مقاومت سنگ تغییر می‌کند بعضی از سنگ‌ها ظاهراً مقاوم و محکم هستند ولی به علت پر بودن فاصله دانه ها از رس مقاومت آنها در مجاورت با آب به کمترین مقدار می‌رسد.

مشخصه دیگر سنگ همسانی یا عدم همسانی بافت و ساخت آن است. سنگ‌های دگرگونی مثل سنگ لوح، شیست و گنایس بعضی از سنگ‌های رسوبی مانند سنگ‌های آهکی، ماسه‌سنگ، شیل و چرت دارای لایه‌بندی هستند.

بسیاری از سنگ‌ها مثل ماسه‌سنگ‌ها، سنگ‌های آهکی و بازالت‌ها دارای ساخت توده‌ای هستند هر چند در اندازه‌های بزرگ می‌توان اثر لایه‌بندی‌های ضخیم را در آنها مشاهده کرد.

سنگ‌های بسیار سخت با ظاهر ناهمسان مثل (گنایس و آمفیبولیت)، معمولاً سنگ‌های محکم را تشکیل می‌دهند و سنگ‌های ناهمسان با سختی کم، مانند شیست‌ها به علت وجود کانی‌های ورقه‌ای از قبیل کلریت، مسکویت، بیوتیت و سنگ‌های متبلور همسان که به آسانی خراش برمی‌دارند مانند( سنگ نمک‌ها، سنگ آهک‌های نرم، سنگ گچ و سنگ‌های تبخیری و سنگ‌های آذرین هوازده مقاومت قابل اعتمادی ندارند.

سنگهای آذرین

سنگ‌های آذرین سنگ‌هایی هستند که مستقیماً از سرد شدن و تبلور مواد مذاب ایجاد شده‌اند. مواد مذاب که خود از ذوب سنگ‌های پوسته یا گوشته زمین به وجود می‌آیند، ترکیب سیلیکاتی دارند و ماگما(Magma) نامیده می‌شوند.

ماگما ممکن است در اعماق زمین یا در شکستگی‌ها، به تدریج منجمد شود در این حالت به سطح زمین نمی‌رسد و سنگ آذرین درونی به وجود می‌آید که دارای بلورهای دانه متوسط تا دانه درشت است.

ماگمایی که به سطح زمین می‌رسد، بیشتر گازهای خود را از دست می‌دهد که در این حالت به آن گدازه(Lava) می‌گویند؛ از انجماد گدازه در سطح زمین سنگ‌های آذرین بیرونی، سنگ‌های آتش‌فشانی به وجود می‌آیند که دارای بافت شیشه‌ای و خرد شده هستند.

گابرو، دیوریت، گرانودیوریت و گرانیت نمونه‌هایی از سنگ‌های آذرین درونی و بازالت، آندزیت و ریولیت نمونه‌هایی از سنگ‌های آذرین بیرونی هستند.

بافت دانه دانه، ساخت توده ای و ترکیب کانی شناسی نسبتاً یکنواخت از ویژگی‌های سنگ‌های آذرین است.

این سنگها اگر سالم و بدون هوازدگی باشند، معمولاً مستحکم و با دوام هستند و به عنوان مصالحی مناسب در بسیاری از کارهای مهندسی قابل استفاده هستند. وجود و قرار گرفتن در مجاورت گرما و از همه مهمتر شرایط سخت جوی از مقاومت آنها می کاهد.

بررسی ترکیب شیمیایی سنگ‌های آذرین و گدازه‌ی آتش‌فشان‌های فعال، نشان داده است که ماگما یک ترکیب سیلیکاتی با اندکی اکسیدهای فلزی،  بخار آب و مواد گازی است.

سنگ‌های آذرین را بر اساس درصد سیلیس آنها به چهار گروه تقسیم بندی میکنند

• الف – اسیدی مقدار Sio2 بیشتر از ۶۶ درصد مانند گرانیت و ریولیت
• ب- حدواسط مقدار Sio2 بین ۵۲ تا ۶۶ درصد مانند دیوریت و آندزیت
• ج بازی مقدار Sio2 بین ۴۵ تا ۵۲ درصد مانند گابرو و بازالت
• فوق بازی مقدار Sio2 کمتر از ۴۵ درصد مانند پریدوتیت و کماتیت

از بین انواع متعدد سنگ‌های آذرین در ایران،گرانیت،سینیت، گنایس و گابرو به علت گستردگی بیشتر، رنگ جذاب‌تر، یکنواختی بافت، نظم بیشتر، ساخت و دوام بیشتر به طور گسترده‌تری به عنوان سنگ ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

سایر سنگ‌های آذرین درونی گاهی اوقات به علت در دسترس بودن یا زیبایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. نکته قابل توجه آن است که در بازار نه تنها گرانیت حقیقی بلکه سنگ‌هایی مانند سینیت، کوارتز پورفیری، گنایس، شیست و حتی گابرو به نام عمومی گرانیت عرضه می‌شود.

سنگ‌های آذرین بیرونی(سنگ‌های آتش‌فشانی) نسبت به انواع سنگ‌های درونی مصرف محدودتری دارند. برخی از آنها نسبتاً سست و متخلخل‌اند، لذا تنها در شرایط اقلیمی مناسب، می‌توانند مصرف شوند.

گرانیت

گرانیت (Granum) یکی از شناخته‌شده‌ترین سنگ‌های آذرین درونی و یکی از رایج ترین سنگ‌های ساختمانی است که فراوانی و زیبایی آن پس از صیقل یافتن باعث شده است که در معماری مورد توجه باشد.

در دهه اخیر منابع با ارزشی از گرانیت‌های بسیار عالی با رنگ‌های متنوع قرمز، سیاه، سبز تیره، سبزروشن، سفید و صورتی همراه با دانه‌های مشکی کوچک و بزرگ کشف شده است.

اصولاً نام گرانیت در قرن شانزدهم توسط یکی از دانشمندان ایتالیایی به سنگ‌های دانه درشت داده شد و کلمه گرانیت از کلمه گرانوم به معنی دانه گندم مشتق شده است زیرا بیشتر کانی‌های آن به اندازه دانه گندم است.

تعریف علمی گرانیت با آن چه که در تجارت و بازار استفاده می‌شود تفاوت دارد.

از نظر علمی گرانیت از گروه سنگ‌های آذرین درونی بلوری بوده که دانه‌های آن درشت و تقریباً مساوی و بافتی در هم پیچیده‌ای دارد این سنگ از فلدسپات‌های قلیایی و کوارتز تشکیل شده است و میکا، هورنبلند و پیروکسن از کانی‌های فرعی آن به شمار می‌روند.

همچنین مقادیر متفاوتی از کانی‌های فرعی و غیر عادی نیز وجود دارند که تنها تعداد اندکی از آنها با چشم غیر مسلح قابل رؤیت بوده و یا به وسیله افراد غیر متخصص قابل شناسایی هستند.

وجود مقدار کمی میکا در ترکیب سنگ گرانیت مضر نیست ولی اگر مقدار آن زیاد باشد، باعث ورقه ورقه شدن سنگ می‌شود معمولاً نقاطی که شروع به تخریب میکنند همان نقاطی است که در آن میکا وجود دارد این سنگ تا زمانی که مقدار میکای موجود در آن زیاد نباشد، بسیار سخت و محکم است.

از دیدگاه تجارتی واژه گرانیت تمام انواع سنگهای آذرین قابل برش و صیقل‌پذیر را شامل می‌شود این سنگها عمدتاً عبارتند از گرانیت(به معنای علمی) گنایس، گنایس گرانیتی، سینیت، مونزونیت، گرانودیوریت و دیوریت و حتی تمام نمونه‌هایی که در حد واسط این سنگ‌ها قرار می‌گیرند.

هنگامی که سنگ‌های گابرو، دیاباز، آنورتوزیت و پیروکسنیت به عنوان سنگ ساختمانی پرداخت شده مورد مصرف قرار گیرند اصطلاحاً به آنها گرانیت سیاه (Black Granite) گفته می‌شود.

ویژگیهای گرانیت

در بین سنگ‌های آذرین انواع گرانیت به علت مصرف گسترده آنها، بیش از دیگر سنگ‌های آذرین مورد بررسی قرار گرفته است.

البته بسیاری از سایر سنگ‌های درونی با بافت دانه‌ای و انواع گنایسها از نظر جذب آب، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، پایداری در برابر آتش و … شبیه به گرانیت‌ها هستند.

بافت گرانیت معمولاً یکنواخت و دانه‌ای است، اما گاهی اوقات پورفیری است.

انواع بافت‌های دانه‌ای، می‌توانند ریزدانه، متوسط‌دانه یا درشت‌دانه باشند.

در صورت مشابه بودن سایر شرایط، سنگ‌های ریزدانه با دوام تر از انواع درشت دانه است. وزن مخصوص گرانیت زیاد و درصد تخلخل آن کم است این سنگ با وجود آن که در مقابل سایش و سایر عوامل بسیار مقاوم است وجود چند بلور کوچک پیریت در آن باعث می‌شود که اگر در معرض بارش باران نصب شود در اثر زنگ آهن زیبایی خود را از دست دهد.

رنگ سنگ‌های گرانیتی به رنگ مواد سازنده آن بستگی دارد، ولی رنگ‌های قرمز تیره، خاکستری و سیاه بیشتر دیده می‌شود.

سنگ گرانیت نسبت به سایر سنگها مقاومت بیشتری در مقابل عوامل موجود در محیط زیست از جمله باران‌های اسیدی، آلودگی‌ها، یخ‌بندان، سرما، گرما، مواد شوینده، ضربه و سایش عبور و مرور وسایل نقلیه و عابرین دارد.

ویژگیهای گرانیت در جدول شماره 1 و ویژگیهای مطلوب سنگهای گرانیتی طبق استاندارد آمریکا (ASTM) در جدول شماره 2  درج شده است.

طبقه بندی گرانیت

گرانیت‌ها را می‌توان بر اساس کانی‌های تشکیل دهنده، بافت رنگ و برخی ویژگی‌ها مانند وزن مخصوص، مقاومت فشاری، مقاومت در برابر یخبندان، یا حتی کاربرد طبقه بندی کرد اما هیچ یک از اینها به عنوان یک مبنای کاربردی رضایت بخش نیست

جدول شماره 1- ویژگی‌های گرانیت

جدول  شماره 2 – ویژگیهای مطلوب سنگهای گرانیتی طبق استاندارد آمریکا (ASTM)