سنگ آذرین چیست و انواع آن کدامند؟

سنگ آذرین (Igneous rock) به سنگ هایی گفته می‌شود که از سرد شدن و انجماد ماده مذابی که از گوشتۀ زمین نشأت گرفته، در سطح زمین و یا لایه‌های زیرین سطح زمین ایجاد شده‌اند. سیلیسیم، اکسیژن و آلومینیوم عناصر اصلی سنگهای آذرین محسوب می‌شوند. کوارتز، فلدسپات، پلاژیوکلاز، آمفیبول، پیروکسن، الیوین و فلدسپاتوئیدها، کانی‌های سازندۀ آذرین‌ها هستند. مهمترین انواع سنگ‌ آذرین عبارتند از گرانیت، ریولیت، گابرو، بازالت، دیوریت، آندزیت و پگماتیت؛ گرانیت و بازالت از معروف ترین سنگ‌ های آذرین هستند. آذرین‌ها را بر اساس مکان تشکیل‌شان به سنگ‌های آذرین بیرونی، درونی و ساب ولکانیک طبقه‌بندی می‌کنیم. همچنین بر اساس درصد وزنی SiO₂ موجود در سنگ، به آذرین فلسیک، حدّ واسط، مافیک و الترامافیک طبقه‌بندی می‌شوند. استحکام عالی در برابر فشار و سایش، مهمترین مزیت سنگهای آذرین است. به همین دلیل، یکی از بهترین انتخاب‌ها به عنوان سنگ ساختمانی محسوب می‌شوند. قیمت سنگ آذرین، بسته به نوع آن متفاوت است.

سنگ آذرین چیست؟

از سرد شدن و انجماد ماگمای مذاب در سطوح زیرین نزدیک به سطح زمین و یا سرد شدن آن بر روی سطح زمین، سنگ‌هایی زیبا، مقاوم و سخت تشکیل می‌شوند که سنگ آذرین نام دارند. این سنگ ها به رنگ های خاکستری، طوسی، مشکی، صورتی، کرم و شیری وجود دارند. دمای مذاب مادری که سنگ های آذرین از آن به وجود می آیند، 600 – 1300 درجۀ سانتیگراد است. ماگمای سازندۀ سنگ های آذرین و در نتیجه خود این سنگ ها، سیلیکاته هستند؛ یعنی ساختار و چهارچوب سازندۀ تمامی سنگ های آذرین از عناصر Si O و Al تشکیل شده است. منیزیم، آهن، کلسیم، سدیم و پتاسیم از عناصر اصلی و کوارتز، فلدسپات‌ها، میکاها، پیروکسن و الیوین، کانی‌ های اصلی Igneous rockها هستند.

انواع سنگ آذرین

مهمترین انواع سنگ های آذرین عبارتند از:

1. گرانیت
2. ریولیت
3. دیوریت
4. آندزیت
5. گابرو
6. بازالت
7. پگماتیت
8. سینیت
9. اُبسیدین

ترکیب شیمیایی Igneous rocks

ترکیب شیمیایی سنگهای آذرین، سیلیکاته است؛ به این معنی که ماگماهای سازندۀ این سنگ ها، از چهار چوب یا داربست هایی تشکیل شده است که سیلیسیم [Si] و اکسیژن [O] در گوشه های این چهارچوب ها جای دارند. استثنایی هم وجود دارد که در آن، سنگ آذرین بجای ترکیب سیلیکاته، ترکیب کربناتی دارد.

ترکیب شیمیایی سنگ آذرین سیلیکاتی

ترکیب شیمیایی سنگ های آذرین شامل اکسیدهای زیر است:

1. SiO₂
2. Al₂O₃
3. Na₂O
4. K₂O
5. CaO
6. FeO (Fe₂O, Fe₂O₃)
7. MgO
8. P₂O₅

اگر در یک سنگ آذرین، مقدار سیلیس یا اکسید سیلیسیم (SiO₂)‌ کم باشد، مقدار اکسید سدیم (Na₂O) و اکسید پتاسیم (K₂O) نیز کم خواهد شد. در مقابل، مقدار اکسید منیزیم (MgO) و اکسیدهای آهن (FeO, Fe₂O, Fe₂O₃) بالا خواهد بود.

به همین ترتیب، آذرین هایی که محتوای سیلیس زیاد دارند، غنی از سودا (Na₂O) و پتاس (K₂O) هستند و اکسید منیزیم و اکسیدهای آهن شان اندک است.

اگر مقدار Si کمتر از حدود 45 درصد وزنی باشد، اکسید کلسیم (CaO) و آلومینا (Al₂O₃) وجود ندارد، یا بسیار اندک و قابل چشم پوشی است. در سنگ آذرینی که مقدار Si بالای 45 درصد وزنی است، می‌توان تا 10 درصد CaO داشت؛ به تدریج با افزایش سیلیس، مقدار اکسید کلسیم کاهش می‌یابد.

سنگ آذرینی که بیش از 45 درصد وزنی سیلیس دارد، مقدار Al₂O₃ عموماً بالای 14 درصد وزنی است. بیشترین فراوانی آلومینا در سنگ آذرینی است که مقدار سیلیس آن در حد متوسط (حدود 56 درصد وزنی) باشد.

ترکیب شیمیایی آذرین های کربناتی

سنگ‌های آذرین غنی از کربنات بسیار کمیاب و محدود هستند. ترکیب شیمیایی این‌ها شامل کلسیم، منیزیم، سدیم و کربنات (CO) است. یک مثال از سنگ آذرین کربناتی، می‌توان به سنگ های آتشفشانی Ol Doinyo Lengai، در شمال تانزانیا، در آفریقا اشاره کرد که در سال 1960 از یک گدازه کربنات سدیم (Na₂CO₃) با تنها 0.05 درصد وزنی سیلیس (SiO₂) فوران کرد.

کانی شناسی سنگ آذرین

همانطور که در بالا بیان شد، ترکیب شیمیایی سنگ های آذرین، عمدتاً سیلیکاته است. بنابراین، کانی های تشکیل دهندۀ این سنگ ها نیز کانی های سیلیکاته هستند. کانی شناسی سنگ های آذرینی که ترکیب شیمیایی کربناتی دارند، شامل کانی های کربناتی است.

کانی شناسی سنگ های آذرین سیلیکاتی

1. کوارتز شامل کوارتز تری دیمیت و کوارتز کریستوبالیت.
2. فلدسپات ها شامل فلدسپات های قلیایی و پلاژیوکلازها.
3. فلدسپاتوئیدها شامل نفلین و لوسیت.
4. مسکویت.
5. کروندوم.
6. بیوتیت.
7. آمفیبول‌ها.
8. پیروکسن‌ها.
9. الیوین.

به طور کلی، کانی‌شناسی سنگ‌های آذرین را می‌توان به دو گروه فلسیک (فلدسپات و سیلیس) و مافیک (منیزیم و آهن آهن) تقسیم کرد.

از بین کانی های بالا، الیوین، پیروکسن‌ها، آمفیبول‌ها و بیوتیت‌ در گروه کانی های مافیک قرار می‌گیرند. کانی های مافیک به طور کلی به کانی هایی گفته می‌شود که تیره رنگ هستند. رنگ تیرۀ این کانی‌ها ناشی از وجود آهن و منیزیم است.

کوارتز، فلدسپات ها، فلدسپاتوئیدها، مسکوویت و کروندوم، در گروهِ کانی های فلسیک قرار می‌گیرند. این‌ها کانی‌هایی با رنگ های روشن هستند. کانی‌های فلسیک، آهن و منیزیم ندارند. نبود آهن و منیزیم باعث می‌شود تا رنگ این کانی‌ها روشن باشد.

رنگ سنگ آذرین

رنگ سنگ های آذرین رابطه مستقیم با ترکیب شیمیایی آن ها دارد. در واقع وجود عناصر یا نبود آن ها، تعیین کنندۀ رنگ سنگ است. رنگ بندی سنگ های آذرین به صورت زیر است:

1. طوسی روشن
2. طوسی تیره
3. خاکستری
4. مشکی
5. سبز
6. سفید
7. کرم
8. صورتی / هلویی

به طور کلی، به سنگ های آذرین با رنگ روشن، لوکوکراتیک می‌گویند. وجود کانی‌های فلسیک، به سنگ رنگ روشن می‌بخشد. مثال: فلدسپات آلکالن یک کانی فلسیک است و مقادیر زیاد آن در سنگ آذرین، موجب رنگ سفید و یا هلویی / صورتی در سنگ می‌گردد.

برای سنگ‌های آذرین تیره رنگ، واژۀ ملانوکراتیک استفاده می‌شود. وجود کانی‌های مافیک، به سنگ آذرین رنگ تیره می‌بخشد. مثال: پیروکسن یک کانی مافیک است و مقادیر زیاد آن در سنگ آذرین، موجب رنگ خاکستری تیره، مشکی و طوسی تیره می گردد.

درصد کل اشغال سنگ توسط کانی‌های مافیک با اصطلاحی به نام شاخص رنگ مشخص می شود. به عبارت دیگر، اصطلاح شاخص رنگ به درصد کل اشغال سنگ توسط کانی های مافیک اشاره دارد. شاخص رنگ در سنگ‌های فلسیک کمتر از 50 و در سنگ‌های مافیک بالای 50 است. سنگ‌هایی که دارای شاخص رنگ بالای 90 هستند، اولترامافیک نامیده می‌شوند.

طبقه بندی سنگ های آذرین

دو طبقه بندی اصلی برای سنگ های آذرین وجود دارد:

1. طبقه بندی سنگ های آذرین به لحاظ محل تشکیل.
2. طبقه بندی سنگ های آذرین به لحاظ میزان اکسید سیلیسیم (SiO₂).
3. طبقه بندی سنگ های آذرین بر اساس اشباع بودن یا نبودن.

1- طبقه بندی Igneous rocks به لحاظ محل تشکیل

یک طبقه بندی اصلی و کلی برای سنگ‌های آذرین، طبقه بندی بر اساس محل تشکیل آن‌ها است. محل تشکیل سنگ آذرین می‌تواند در سطح زمین، زیر سطح و یا در اعماق زمین باشد. به این ترتیب، سه نوع کلی سنگ آذرین ایجاد می‌شود:

1. آذرین های درونی / نفوذی.
2. آذرین های بیرونی / آتشفشانی.
3. آذرین های نیمه نفوذی یا ساب ولکانیک.

1-1- سنگ آذرین نفوذی

ماگمای مذاب موجود در گوشتۀ زمین، از طریق گسل‌ها و شکستگی‌ها به سمت لایه‌های بالایی نفوذ کرده و راه پیدا می‌کند. در این حرکت نفوذی، ماگما ممکن است پیش از خارج شدن از لایه‌های بالایی و رسیدن به سطح زمین، به یک مانع برخورد کند و در همانجا محبوس بماند. در این صورت، سنگ آذرین درونی یا نفوذی شکل می‌گیرد. مثال: گرانیت، دیوریت و گابرو.

1-2- آذرین بیرونی

اگر ماگمای مذاب داخل زمین، از طریق گسل‌ها، شکاف و شکستگی‌ها به سطح زمین راه پیدا کند و در سطح زمین سرد و منجمد شود، سنگ آتشفشانی یا همان‌ آذرین بیرونی تشکیل می‌شود. مثال: ریولیت، آندزیت، بازالت.

1-3- آذرین ساب ولکانیک

دسته دیگری از سنگ های آذرین وجود دارد که به عنوان ساب ولکانیک (نیمه آتشفشانی) شناخته می‌شوند. این سنگ‌ها در عمق زیاد تشکیل نشده‌اند. بلکه تا نزدیکی سطح زمین، جایی که دمای پایین‌تر منجر به فرآیند خنک‌سازی سریع‌تر می‌شود، راه پیدا کرده‌اند. اینها معمولاً نهان بلورین هستند و به آنها سنگهای نفوذی هایپ آبیسال (hypabyssal intrusive rocks) نیز می‌گویند.

2- طبقه بندی آذرین ها بر اساس میزان SiO₂

مقدار سیلیس (Si) در سنگ‌های آذرین بسیار مهم است و معیاری برای طبقه بندی Igneous rocks به انواع مختلف زیر می‌باشد:

1. سنگ آذرین فلسیک یا اسیدی: این سنگها بیش از 66 درصد SiO₂ دارند.
2. آذرین حد واسط: این سنگها 55 تا 66 درصد SiO₂ دارند.
3. سنگهای آذرین مافیک: حاوی 45-55 درصد SiO₂ هستند.
4. اولترامافیک: مقدار SiO₂ در این سنگ‌ها کمتر از 45 درصد است.

به سنگ های مافیک و الترامافیک، سنگ های ساب سیلیس گفته می‌شوند. به عبارت دیگر، سنگ های مافیک و الترامافیک، ساب سیلیس هستند؛ یعنی مقدار اکسید سیلیسیم (SiO₂) در آن‌ها کمتر از 55% است.

سنگ های ساب سیلیسی غنی از عناصر آهن و منیزیم، فمیک (femic) نام دارند. اما در کل، از اصطلاح مافیک برای آن استفاده می‌شود.

یک ماگما با ترکیب فلسیک، بسته به اینکه سریع سرد شود یا آهسته سرد شود، می‌تواند به ترتیب به ریولیت و یا گرانیت تبدیل شود. به عبارت ساده تر، ریولیت همان گرانیت است؛ ریولیت در سطح زمین و به سرعت شکل می گیرد؛ اما گرانیت در زیر زمین و به آرامی شکل می‌گیرد.

یک ماگما با ترکیب حدّ واسط، بسته به اینکه سریع سرد شود یا آهسته سرد شود، می‌تواند به ترتیب به آندزیت و یا دیوریت تبدیل شود. آندزیت همان دیوریت است؛ آندزیت در سطح زمین و به سرعت شکل می‌گیرد؛ اما دیوریت در زیر زمین و به آرامی شکل می‌گیرد.

یک ماگما با ترکیب مافیک، بسته به اینکه سریع سرد شود یا آهسته سرد شود، می‌تواند به ترتیب به بازالت و یا گابرو تبدیل گردد. بازالت همان گابرو است؛ اما بازالت در سطح زمین و به سرعت شکل گرفته؛ ولی گابرو در زیر زمین و به آرامی تشکیل شده است.

3- آذرین های اشباع و فوق اشباع

کانی‌هایی مانند اولیوین منیزیم، نفلین و لوسیت را اشباع نشده و سنگ‌های ساب سیلیسی (مافیک و الترامافیک) که حاوی این کانی‌ها هستند را نیز اشباع نشده می‌نامیم.

سنگ‌های آذرینی که سیلیس اضافی دارند، همچنین سنگ‌های سیلیسی دارای کوارتز و پیروکسن ارتورومبیک کم کلسیم، سنگ‌های فوق اشباع نامیده می‌شوند.

در فرایند تبلور ماگما و شکل گیری سنگ آذرین، کانی های فوق اشباع نمی‌توانند همراه با کانی‌های اشباع نشده شکل گیرند. به عبارت دیگر، سنگ آذرین، نمی‌تواند هم دارای کانی اشباع باشد و هم کانی غیراشباع داشته باشد. بنابراین، کوارتز و پلی مورف‌های آن و پیروکسن ارتورومبیک کم کلسیم هیچ گاه با فلدسپاتوئیدها (مثل لوسیت و نفلین) و الیوین غنی از منیزیم همزمان در یک سنگ آذرین وجود نخواهند داشت.

مزیت ها

• سنگ‌های آذرین سنگ‌های بسیار مقاوم، سخت و بادوام هستند و مقاومت فشاری و مکانیکی بسیار خوبی دارند.
• سال‌های سال برای شما کار می‌کنند و از این نظر، صرفۀ اقتصادی خوبی دارند.
• میزان جذب آب این سنگ ها پایین است؛ از این رو، در زمرۀ سنگ‌های ساختمانی مرغوب جا دارند.
• زیبا هستند و استفاده از آن‌ها در ساختمان، بر جلوه و شکوه ساختمان و قیمت آن می‌افزاید و حس لوکس بودن به آن می‌بخشد.

کاربرد سنگ آذرین چیست؟

حال که اطلاعات جامعی در مورد سنگ‌های آذرین به دست آورید و با انواع آن آشنا شدید، خوب است با کاربردهای این سنگ‌های جالب نیز آشنا شوید. برخی از مهمترین کاربردهای سنگ‌ها و کانی‌های آذرین در ادامه بیان شده است.

• استفاده به عنوان سنگ ساختمانی جهت سنگ نما، سنگ کف، سنگ پله، سنگ سرویس بهداشتی، سنگ لاشه و غیره.
• به صورت لوح برای روی میزهای پذیرایی لوکس، کانترها و سنگ اُپن و کابینت آشپزخانه.
• استفاده به عنوان سنگ‌ قیمتی زینتی در تزئین و معماری داخلی.
• استفاده به عنوان سنگ‌ و کانی قیمتی در جواهر سازی (کوارتز، آمتیست، زیرکن و غیره)
• ساخت مصنوعات سنگی.
• ساخت میلگرد بازالت.

قیمت سنگ آذرین

قیمت سنگ آذرین بسته به نوعِ آن متفاوت است. رنگ سنگ، میزان ساب خوردگی و صیقل داده شدن سنگ و تمیز بودن برش سنگ نیز بر قیمت آن مؤثر است. همچنین کاربری سنگ بر قیمت سنگ آذرین تأثیر اساسی دارد. به عنوان مثال، قیمت سنگ بازالت ساختمانی بیشتر از قیمت پوکه معدنی است. زیرا پروسه های فنی و صنعتی برای تولید بازالت برای استفاده از آن به عنوان سنگ ساختمانی لازم است. اما چنین پروسه‌ای برای آماده‌سازی پوکه معدنی لازم نیست. حتی ممکن است یک سنگ خاص قیمت‌های متفاوتی در برندهای خود داشته باشد. مثلاً قیمت گرانیت برند مشهد ارزان‌تر از قیمت گرانیت نطنز است.