گابرو چه سنگی است و چگونه شکل می گیرد؟

گابرو (Gabbro) یک سنگ آذرین درونی مافیک (غنی از آهن و منیزیم) و درشت بلور به رنگ تیره (مشکی تا خاکستری) است و از نظر شیمیایی معادل بازالت می‌باشد. پیروکسن، آمفیبول و پلاژیوکلاز، کانی‌های اصلی تشکیل دهندۀ gabbroها هستند؛ الیوین نیز ممکن است به مقدار اندک وجود داشته باشد. چگالی این سنگ 2.7. تا 3.50 گرم بر سانتیمتر مکعب است. از انواع گابرو می‌توان به نوریت، تروکتولیت و گابرو نوریت اشاره کرد. راه‌ شناسایی gabbro توجه به رنگ، بافت سنگ و ترکیب کانی شناسی آن است. ترکیب کانی شنایی را می‌توان با دیدن مقطع نازک سنگ در زیر میکروسکوپ‌های الکترونی مشاهده و شناسایی کرد. اما زمین شناسان معمولاٌ در نمونه‌های دستی نیز قادر به شناسایی این سنگ هستند. بیشترین کابرد گابرو، استفاده  از آن به عنوان سنگ ساختمانی مشکی رنگ است. برخی گابروها حاوی مقادیر اقتصادی برخی از فلزات نسبتا کمیاب مثل نیکل و ایلمنیت هستند.

گابرو چیست؟

گابرو یک سنگ آذرین درونی تیره رنگ است و به طور عمده، حاوی عناصر منیزیم، آهن و کلسیم می‌باشد. حضور این عناصر قلیایی، سبب تیره شدن رنگ این سنگ و گرایش آن به سمت مشکی، خاکستری تیره و سبز مایل به سیاه می‌شود. پیروکسن، آمفیبول و پلاژیوکلاز سه کانی اصلی تشکیل دهندۀ گابروها هستند. در این سنگ، این سه کانی وجود دارد. پلاژیوکلازها عمدتاً ازنوع کلسیم دار هستند. Gabbro معادل درونی بازالت است؛ به این معنا که همان ترکیب شیمیایی بازالت را دارد، اما ماگمای آن، بجای آنکه در سطح زمین سرد شود، در زیر زمین سرد می‌شود. سرد شدن ماگما در زیر زمین، آهسته صورت می‌گیرد. سرد شدن آهسته، شرایط را برای رشد بهتر و بیشتر کانی‌ها فراهم می‌آورد. از این رو، gabbro یک سنگ درشت بلور است. مقدار کوارتز در گابروها کم است (کمتر از 30 درصد).

همانطور که بیان شد، گابرو و بازالت معادل هم هستند؛ با این حال، بازالت از نظر کانی شناسی و ترکیب به طور قابل ملاحظه‌ای همگن است، اما گابروها بسیار متغیر هستند. کانی‌سازی‌های اولیه مگنتیت (آهن) و ایلمنیت (تیتانیوم) اغلب با کمپلکس‌های گابروئی ارتباط نزدیکی دارند. gabbro می‌تواند حاوی مقادیر با ارزشی از کروم، نیکل، کبالت، طلا، نقره، پلاتین و سولفید مس باشد. به عنوان مثال، مرنسکی ریف (Merensky Reef) مهمترین منبع پلاتین در جهان است.

با توضیحاتی که در بالا داده شد، نتیجه می‌گیریم که یک سنگ آذرین نفوذی است؛ بدین معنا که ماگمای گوشته به سمت بالا فشار داده شده و در شکستگی‌های موجود در زیر زمین به دام افتاده و سرد شده است.

خصوصیات گابرو و نحوه شناسایی آن

هر سنگی خصوصیات منحصر به خود را دارد که به واسطۀ آن شناخته می‌شود. خصوصیات و ویژگی های گابرو که به شما در شناخت آن کمک می‌کند، به صورت زیر است:

• کانی‌های تشکیل دهنده: عمدتاً از پیروکسن (مخصوصاً اوژیت)، فلدسپات پلاژیوکلاز (لابرادوریت یا بای تاونیت) و گاهی اوقات الیوین یا هورنبلند تشکیل شده است.
• رنگ: معمولاً خاکستری تیره تا سیاه است. دلیل آن، حضور مقادیر زیاد کانی‌های تیره رنگ مانند پیروکسن و آمفیبول است.
• بافت: درشت دانه (فانریتیک) به طوری که بلورها و کانی‌ها با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است.
• سختی: گابرو سنگی سخت و مستحکم با سختی 6-7 موس است. می تواند شیشه را خراش دهد، اما فولاد را نه.
• ترکیب شیمیایی: سرشار از آهن، منیزیم و کلسیم بوده و سیلیس آن نسبتاً کم (45-52%) است.
• چگالی: گابرو سنگی متراکم با وزن مخصوص 2.9-3.1 است؛ یعنی تقریباً سه برابر سنگین تر از آب است.
• مغناطیس: گابرو به دلیل وجود کانی‌های حاوی آهن مانند مگنتیت و ایلمنیت می‌تواند کمی مغناطیسی باشد. اما شدت مغناطیسی بودن آن بالا نیست.

ترکیب gabbro

مقدار سیلیس در ترکیب گابروها، کمتر از 52 درصد و بین 45 تا 52 درصد است. کانی‌های اصلی این سنگ، پیروکسن و پلاژیوکلاز هستند. پیروکسن می‌تواند ترکیبی از اوژیت، هیپرستن و دیوپسید یا دیالاژ باشد. پلاژیوکلاز به ساختار اشاره دارد نه ترکیب، بنابراین نوع اولیه فلدسپات در گابروها، فلدسپات پلاژیوکلاز کلسیمی است که گاهی به اختصار فلدسپات کلسیم نیز نامیده می‌شود. فلدسپات کلسیم سرشار از لابرادوریت است که بای تاونیت و آنورتیت ساختار پلاژیوکلاز را تشکیل می‌دهند.

بجز این دو کانی اصلی (پیروکسن و پلاژیوکلاز) gabbro می‌تواند حاوی هورنبلند نیز باشد. چنانچه مقدار هورنبلند زیاد باشد، آن را گابرو هورنبلند می‌نامند.

برای شناسایی gabbro، می‌توانید از روش آنالیز XRF استفاده کنید. در این روش، تمامی اکسیدهای موجود در سنگ مورد آنالیز قرار می گیرد و نتیجۀ آن به صورت درصد بیان می‎‌شود. درصد اکسید سیلیسیم در gabbro‌ها، بین 45 تا 52 درصد است.

انواع گابرو

بر اساس اینکه درصد کانی های اصلی موجود در سنگ gabbro، اندکی و یا به میزان قابل توجهی نسبت به حالت استاندارد خود، کم و زیاد شود، انواع مختلفی از این سنگ ایجاد می‌شود.

1. گابرو معمولی:تقریباً به طور کامل از پلاژیوکلاز و کلینوپیروکسن (معمولا اوژیت) تشکیل شده است. مقدار هورنبلند، الیوین یا ارتوپیروکسن هر کدام کمتر از 5% است.
2. کوارتز گابرو: حاوی مقدار کمی کوارتز است که نشان‌دهنده ماگمای تکامل‌یافته‌تر در مقایسه با گابرو معمولی است.
3. نوریت: تقریباً به طور کامل از پلاژیوکلاز کلسیم و ارتوپیروکسن تشکیل شده است. میزان هورنبلند، کلینوپیروکسن یا الیوین موجود در نوریت، هر کدام کمتر از 5 درصد است.
4. تروکتولیت: تقریباً به طور کامل از پلاژیوکلاز تشکیل شده است. مقدار الیوین و یا پیروکسن و هورنبلند کمتر از 5٪ است.
5. گابرو هورنبلند: تقریباً به طور کامل از پلاژیوکلاز و هورنبلند تشکیل شده است. مقدار پیروکسن یا الیوین آن کمتر از 5 درصد است.

حالات زیر نیز وجود دارد:

1. گابرو ارتوپیروکسن: سنگی شبیه به گابرو معمولی اما حاوی ارتوپیروکسن بیشتر.
2. کلینوپیروکسن نوریت: سنگی شبیه به نوریت اما حاوی کلینوپیروکسن بیشتر.
3. الیوین گابرو: گابرویی که حاوی میزان قابل توجهی الیوین است؛ اما تقریباً بدون کلینوپیروکسن یا هورنبلند است.
4. گابرو نوریت: یک gabbro حد واسط بین gabbro معمولی و نوریت است که مقادیر تقریباً مساوی کلینوپیروکسن و ارتوپیروکسن دارد.

گابرو قلیایی و توله ایتی

همانند بازالت، گاه گابروها را نیز به صورت قلیایی یا تولئیتی طبقه‌بندی می‌کنند.

• گابرو قلیایی: معمولاً حاوی الیوین، نفلین یا آنالسیم تا 10 درصد از محتوای معدنی است.
• گابرو تولئیتی: حاوی کلینوپیروکسن و ارتوپیروکسن است که آن را به یک گابرو نوریت تبدیل می‌کند.

سنگ گابرو در کجاها شکل می گیرد؟

گابرو جزء اصلی پوسته پایینی و گوشته بالایی زمین است. این سنگ فراوان‌‌ترین سنگ در پوسته اقیانوسی زمین است و در گوشته بالایی نیز یافت می‌شود. گابرو را می‌توان در سایت‌های زمین شناسی زیر یافت:

1. در پشته های میان اقیانوسی پوسته اقیانوسی.
2. کوه های قدیمی.
3. مناطقی که پوسته اقیانوسی بالا رفته است.
4. در آتشفشان‌های قلیایی شکافی.

تشکیل گابرو در پوسته اقیانوسی

اغلب گفته می‌شود که پوسته اقیانوسی زمین از بازالت تشکیل شده است. کلمه “بازالت” به این دلیل به کار می‌رود که سنگ های پوسته اقیانوسی دارای ترکیب “بازالتی” هستند. با این حال، تنها یک روکش سطحی نازک از پوسته اقیانوسی بازالت است. سنگ‌های عمیق‌تر پوسته اقیانوسی معمولاً گابروهای درشت‌تر هستند. بازالت در سطح پوسته ایجاد می‌شود زیرا سنگ‌های سطح، به سرعت سرد شده‌اند. در عمق بیشتر، سرعت خنک‌سازی کندتر است و بلورها زمان مناسبی برای رشد دارند. (به تصویر مراجعه کنید.)

شکل: مرز واگرا: در پوسته اقیانوسی، بازالت در نزدیکی سطح در یک مرز واگرا تشکیل می‌شود، اما gabbro در عمق از سرد شدن آهسته تشکیل می‌شود.

Gabbro بخشی اصلی پوسته اقیانوسی است و می‌توان آن را در بسیاری از مجموعه‌های افیولیتی به صورت گابروهای لایه‌ای زیر مجموعه دایک‌های ورقه‌ای و سنگ‌های اولترامافیک پوشانده شده از گوشته زمین یافت. این گابروهای لایه‌ای ممکن است از اتاقک‌های ماگمایی نسبتاً کوچک اما بسیار قدیمی در زیر برآمدگی‌های میان اقیانوسی تشکیل شده باشند. gabbroهای  لایه‌ای مشخصه لوپولیت‌ها هستند. لوپولیت به نفوذهای بزرگ و نعلبکی شکلی گفته می‌شود که اغلب سن پرکامبرین دارند. مهمترین و معروف‌ترین لوپولیت‌ها عبارتند از:

• مجموعه بوشولد آفریقای جنوبی
• نفوذی‌های ماسکوکس در سرزمین‌های شمال غربی کانادا
• نفوذی‌های لایه‌ای رام در اسکاتلند
• مجموعه استیل واتر مونتانا
• گابروهای لایه‌ای در نزدیکی استاوانگر، نروژ.

تشکیل گابرو در قاره ها

در قاره‌ها، gabbro را می‌توان در موارد زیر یافت:

• در بخش‌های زیرین جریان‌های گدازه‌ای ضخیم بازالتی که سرد شدن آهسته اجازه می‌دهد تا کریستال‌های بزرگ تشکیل شوند.
• در توده‌های عمیقی که هنگام متبلور شدن اتاق‌های ماگمایی که فوران‌های بازالتی را تغذیه می‌کنند.
• ذخایر مرتبط با آتشفشان‌های قلیایی ناشی از ریفت‌های قاره‌ای (شکافتن قاره) نیز وجود دارند.

گابرو در تمام قاره‌ها و در زیر اقیانوس‌های جهان یافت می‌شود. اما قابل توجه‌ترین مکان‌های زمین که این سنگ در آنجا وجود دارد عبارتند از:

• قارۀ آسیا: کوه‌های اورال و تله‌های دکن هند.
• اروپا: کالدونیدهای اسکاندیناوی، ارتفاعات اسکاتلند.
• آمریکای شمالی: باتولیت‌های نوادا (Sierra Nevada Batholith).
• اقیانوسیه: سواحل غربی نیوزیلند.
• آفریقای جنوبی: مجموعۀ بوشولد.

گابرو به چه حالت هایی وجود دارد؟

یک ماگما با جنس گابرو، می‌تواند به حالت‌های زیر در زیر زمین سرد شود:

1. باتولیت: محفظه‌های ماگمایی بزرگ و زیرزمینی جامد شده هستند و اغلب از طریق فرسایش لایه‌های رویی خود، در معرض دید قرار می‌گیرند. یک مثال از باتولیت گابرو، می توان به بتولیت سیرا نوادا در کالیفرنیا اشاره کرد.
2. دایک: نفوذ ماگما از اعماق به سمت بالاتر اگر به صورت عمودی باشد، دایک ها را به وجود می‌آورد. نمونه‌هایی از آن عبارتند از Whin Sill در انگلستان و Palisades Sill در نیوجرسی.
3. لاکولیت: نفوذهای گنبدی شکل ماگما که به سنگ های رویی فشار آورده و آن‌ها را بالا می‌برد. به عنوان مثال می‌توان به قله‌های اسپانیایی در کلرادو اشاره کرد.

کاربردها

گابرو یک سنگ مهم برای مصارف مختلف اقتصادی است. مهمترین و اصلی‌ترین کاربرد آن، استفاده در ساختمان سازی و عمران است. در تجارت سنگ، حدأقل در ایران، متأسفانه اسمی از این سنگ برده نمی‌شود و با اینکه استفاده‌های زیادی دارد، از آن با نام گرانیت مشکی یاد می‌شود. این در حالی است که گرانیت و gabbro به لحاظ ترکیب شیمیایی، متفاوت هستند و رنگ بندی متفاوتی هم دارند. همچنین به عنوان منبع فلزاتی مانند آهن، نیکل و کروم محسوب می‌گردد. از گابرو در تولید مواد معدنی صنعتی مانند آزبست نیز استفاده می‌شود. از دیگر موارد استفاده این سنگ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• رنگ تیره و بافت درشت gabbro، جذابیت زیبایی شناسی منحصر به فردی را ایجاد کرده و آن را برای استفاده به عنوان سنگ نما ایده آل می‌کند.
• استفاده به عنوان سنگ کف سالن‌های پذیرایی، لابی‌ها، بیمارستان‌ها و غیره.
• استفاده به عنوان سنگ پله و سنگ آسانسور.
• استفاده به عنوان سنگ اپن و کابینت آشپزخانه.
• استفاده به صورت سنگ مالون.
• به عنوان بالاست راه آهن و هر جایی که به سنگ خرد شده بادوام به عنوان پر کننده نیاز باشد.
• اصلاح خاک: از گابرو خرد شده می‌توان برای بهبود زهکشی خاک و افزودن مواد معدنی ضروری به زمین‌های کشاورزی استفاده کرد.
• تحقیقات علمی: مطالعه گابرو بینش‌های ارزشمندی در مورد ترکیب و تکامل پوسته و گوشته زمین ارائه می‌کند و به درک فرآیندهای زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کمک می‌کند.
• استحکام و مقاومت gabbro در برابر سایش و پارگی، آن را برای زیرسازی جاده‌ها، فونداسیون‌ها و سیستم‌های زهکشی ایده آل کرده است.

گابرو سنگی بسیار محبوب و مطلوب است؛ زیرا مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش و عوامل جوی دارد. از این رو، بسیار با دوام است و نقش مهمی به عنوان یک سنگ ساختمانی دارد. به همین خاطر، همواره بالاتر از قیمت بازالت و قیمت مرمریت مشکی که از جمله سنگ‌های ساختمانی مشکی هستند، است.

آیا gabbro به عنوان سنگ معدن محسوب می شود؟

برخی از گابروها حاوی مقادیر اقتصادی برخی از فلزات نسبتا کمیاب هستند. گابروهای حاوی مقادیر قابل توجهی از ماده معدنی ایلمنیت به دلیل محتوای تیتانیوم استخراج می‌شوند. برخی از این سنگ‌ها نیز حاوی مقادیر مناسبی عنصر نیکل هستند و برای تولید نیکل، کروم و یا پلاتین استخراج می‌شوند.

آیا گابرو همان گرانیت است؟

گابرو گرانیت نیست. گرچه در تجارت سنگ به آن گرانیت مشکی می‌گویند؛ اما واقعیت این نیست. گرانیت سرشار از کوارتز است اما کوارتز در Gabbro بسیار اندک است. گرانیت یک سنگ اسیدی است اما Gabbro قلیایی می‌باشد. تنها وجه تشابه این دو سنگ، نفوذی بودن‌شان است.

گابرو و بازالت با هم مرتبط هستند؟

gabbroها از نظر ترکیبی معادل بازالت است. تفاوت این دو نوع سنگ در اندازه دانه آنهاست. بازالت‌ها سنگ‌های آذرین بیرونی هستند که به سرعت سرد شده‌اند و کانی‌های آن ریزدانه است. گابروها سنگ‌های آذرین نفوذی هستند که به آرامی سرد می‌شوند و کانی‌های درشت دانه دارند.