نگاهی به تاریخچه و خصوصیات سنگ تراورتن

[XMEHRDADX 7,514]

چکيده:

 

استفاده از سنگ‌هاي ساختماني به‌خصوص سنگ‌هاي تزئيني در ساختمان‌ها و بناهاي عمومي در سال‌هاي اخير رونق زيادي يافته است. تنوع اين سنگ‌ها باعث شده است که تنها جنبه انتخاب سنگ، رنگ يا قيمت آن باشد که کشور ايران داراي معادن بسيار فراوان سنگ‌هاي ساختماني است به‌طوري‌که تنوع، ساخت، رنگ اين سنگ‌ها و تفاوت‌هاي آنها غناي زيادي به اين معادن داده است، که وجود چنين معادني مصرف داخلي را جوابگو است و فقط هنوز در زمينه صادرات توفيق آن چنان نداريم و عمده صادرات اين معادن فروش به‌صورت سنگ کوپ است که در کنار اين معادن محلات نيز يکي از قطب‌هاي سنگ ايران است که با وجود معادن متعدد و کارخانه‌هاي فراواني بستر مناسبي از قطب سنگ در اين منطقه فراهم شده است. به‌طوري‌که به‌عنوان يک صنعت از کارهاي اصلی اين شهرستان است و باعث رونق اقتصادي شده است به‌طوري‌که معادن حاجي‌آباد و آتشکوه اين منطقه از نظر ژنز سنگ در دنيا بي‌نظير است که در مقاله به شرح تراورتن در محلات مي‌پردازيم.

 

کليد واژه‌ها: محلات، تراورتن، سنگ‌نما و تزئيني، سنگ‌شناسي، کاني‌شناسي

 

 

1. موقعيت جغرافيايي محلات:

 

شهرستان محلات که در گذشته قسمتي از ناحيه عراق عجم بوده است با 2133 كيلومترمربع مساحت جزيي استان مرکزي و در جنوب اين استان بين 33 درجه و 38 دقيقه تا 34 درجه و 18 دقيقه عرض شمالي و 50 درجه و 12دقيقه و 50 درجه و 29 دقيقه طول شرقي واقع شده است. اين شهرستان از شمال به قم و آشتيان و از شرق به دليجان و قم و از غرب به اراک و خمين و از جنوب به گلپايگان و ميمه در استان اصفهان محدود شده است.

 

شهرستان محلات در دامنه شرقي کوه‌هاي زاگرس واقع شده است. به همين جهت در اين شهرستان مخصوصا در نيمه غربي کوه‌هاي نسبتا بلندي به چشم ميخورند. در مجموع نواحي جنوب و شمال‌شرقي اين شهرستان به‌صورت دشت و نواحي مرکزي و غربي شهرستان کوهستاني است کم‌ارتفاع‌ترين نقطه شهرستان در شمال شرقي منطقه و در دره رودخانه قم رود واقع شده است. ارتفاع متوسط شهرستان محلات 1600m از سطح دريا است.

 

در شمال شهرستان، کوه سخت حصار با بلندترين ارتفاع 2756m قرار دارد و در جنوب کوه غار قرار دارد. در مجموع نواحي کوهستان شهرستان محلات را در زير مي‌توان برشمرد:

 

در شمال و شمال غرب کوه‌هاي سخت حصار، هفتاد قله، کوه غار و در مرکز کوه‌هاي سوراخ گاو، خورزين سروا، دره فراخ، فيروزکوه عيسي‌آباد و کوه کهون و در جنوب نيز کوه‌هاي باباجابر، گدار شاهزاده اسور، قبله، ناقر، رشياوند، لدراز، سياه تير، يوخلوو پلنگي واقع شده‌اند.

 

در دامنه شمالي کوه سخت حصار معدن زيادي از سنگ ساختماني تراورتن وجود دارد که قسمت عمده اين معادن تاکنون استخراج و مورد بهره‌برداري قرار گرفته اند و با توجه به اين که بيش از نيمي از شهرستان را کوه‌هاي بلند و تپه‌ها تشکيل داده‌اند اين نتيجه حاصل مي‌شود که ميزان شيب زمين در اين شهرستان بالا و زياد است.

 

 

2. زمين‌شناسي عمومي منطقه: [1]

 

منطقه محلات قسمت کوچکي از زون ايران مرکزی و در حد فاصل کمربندآتشفشاني اروميه ـ کرمان زون سنندج ـ سيرجان قراردارد. رسوبات موجود در منطقه که به رخساره بالئوزوئيک محلات معروف هستند به ترتيب شامل دولوميت‌هاي سلطانيه، زاگون، لالون، ميلاوپرمين است. در اطراف محلات دولوميت‌هاي خاکستري رنگ سلطانيد توسط تشکيلات شيلي سبز تا قرمز کمي ماسه‌اي و ميکادار که به‌طور محلي به ماسه سنگ‌هاي دانه ريز تبديل مي‌شود ضخامت اين شيل‌ها بين 100 تا 200 متر متغير است. روي اين شيل‌ها را حدود 50m ماسه سنگ کوارتزيتي متراکم و سخت با رنگ روشن پوشانده که شيل‌هاي ميکادار به تشکيلات زاگون و ماسه سنگ‌هاي روي آن به لالون و کوارتزيت آن به قاب کوارتزيت نسبت داده مي‌شوند.

 

سپس تشکيلات مذکور توسط دولوميت‌هاي تيره تا سفيد و بدبو با آثاري از کربنوئيد و مرجان‌هاي بدوي که حدود 100m ضخامت دارد پوشيده مي‌شوند.

 

به طرف بالا دولوميت‌ها تدريجا به آهک‌هاي سفيد خاکستري تا سبز روشن حاوي قطعاتي از تريلوبيت مي‌رسند اين مجموعه دولوميت و آهک به تشکيلات ميلا نسبت داده مي‌شوند. به‌دنبال اين رسوبات با يکسان بودن در رسوبگذاري شامل رسوبات مربوط به دوره اردوويسين، دونين وکربوينفر، رخساره‌هاي مختلف پرمين مستقيما بر روي تشکيلات قديمي‌تر قرار گرفته است. رسوبات پرمين در اطراف محلات بيشتر دولوميتي است و در بعضي نقاط ماسه سنگ کوارتزيتي در قاعده آن مشاهده مي‌شود. در بالايي از نقاط شيل‌هاي آهکي قرمز رنگ همراه با ماسه سنگ‌هاي قرمز رنگ و کنگلومرا رخساره‌هاي پرمين را تشکيل مي‌دهد.

 

ليتولوژي پرمين در منطقه عمدتا شامل دولوميت‌هاي ضخيم لايه است که بيشتر به رنگ خاکستري روشن و به علت هوازدگي به رنگ زرد متمايل مي‌‌شود.

 

 

3. تراورتن: [2][4]

 

تراورتن سنگي است آهکي که در طي دوره اي حدود 600 هزار سال بر اثر ته‌نشيني در چشمه‌هاي آب گرم معدني شکل مي‌گيرد. در مقايسه با مرمر نر متر ولي بر حسب قدمت و جهت برش از خود سختي نشان مي‌دهد.

 

تراورتن بافت اسفنجي و حفره‌هاي حداکثر تا 25/1 سانتيمتری دارد. اين حفره‌ها را معمولا با سيمان پرکننده پرتلند مي‌پوشانند.

 

انجمن آزمون و مواد آمريکا استاندارد 119 G تراورتن را اينچنين تعريف مي‌کند:

 

کلسيت متخلخل يا سلولي لايه‌اي و تاحدي بلورين با منشا شيميايي.

 

تراورتن از ته نشست در محلول‌هاي عموما داغ چشمه‌هاي کربناتی معمولا در کف حوضچه‌هاي کم عمق تشکيل مي‌شود. فرآيند ته‌نشيني که در اثر طوفان و تلاطم آب افزايش مي‌يابد ممکن است در نتيجه ازدياد يا تبخير گياهان آبزي به‌وجود آيد.

 

تراورتن معمولي رسوب مواد آهکي در آب راکد است در آب جاري نوعي تراورتن اسفنجي‌تر تشکيل مي‌شود که ناشي از سرعت جريان ته‌نشيني است.

 

انجمن استاندارد ايتاليا مستقر در ميلان تراورتن را اينچنين تعريف مي‌کند:

 

سنگ آهکي رسوبي که به‌صورت شيميايي ته‌نشين مي‌شود و ساختي اسفنجي دارد براي کارهاي ساختماني و تزئيني مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

 

تراورتن به‌صورت پهنه‌هاي نسبتا وسيعي ديده مي‌شود در اغلب موارد لايه‌ها در ذخاير تراورتن افقي‌اند و يا با شيب ملايمي که تابع مورفولوژي سطح زمين است قرار گرفته‌اند.

 

به‌طوري‌که در بعضي موارد ذخاير عظيمي را در پهناهاي وسيع تشکيل مي‌دهند مانند معادن عظيم آذرشهر و شهرستان محلات.

 

تراورتن در صورتي‌که رنگ آن به‌صورت يکنواخت سفيد بوده و رگچه‌هاي رنگي يکنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري برخوردار است. معادن محلات که از نظر مرغوبيت بي‌نظير از اين‌گونه هستند البته وجود رگچه‌هاي رنگي ناشي از آلودگي به اکسيدهاي آهن در تراورتن‌هاي سفيد ممکن است به سنگ زيبايي خاصي بدهد.

 

تراورتن‌هاي کرم رنگ که ناشي از وجود رنگيه‌هاي PIGMENTS پراکنده اکسيد آهن در متن سنگ است از مرغوبيت کمتري برخوردارند.

 

تراورتن‌هاي رنگي که ممکن است برحسب درصد آلودگي به رنگيه‌هاي اکسيد آهن به رنگ‌هاي قرمز، گردويي، ليمويي و غيره ديده مي‌شوند به‌دليل نقش و نگارهايي که ناشي از اختلاف ميزان آلودگي اکسيد آهن در لايه‌هاي مختلف تراورتن است ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند. در حال حاضر ايران تنها توليدکننده تراورتن قرمز است معدن تراورتن قرمز، گردويي و ليمويي آذرشهر در آذربايجان‌شرقي و تراورتن‌هاي قرمز اردستان و نطنز از ديگر معادن تراورتن رنگي ايران هستند. تراورتن‌هاي رنگي در شرايط فعلي داراي قيمت خوب و بازار مناسبي در بازارهاي جهاني هستند.

 

 

3ـ1). منشاء تراورتن: [2][4]

 

تراورتن وقتي تشکيل مي‌شود که بي‌کربنات کلسيم در آب چشمه به گاز دي اکسيدکربن، آب و کربنات کلسيم، سخت شود. پديده‌هاي فيزيکي، شيميايي و بيوشيميايي در نحوه رسوب تراورتن مستقيما دخالت دارند. در جايي مانند محلات پديده‌هاي فيزيکي، شيميايي و يا تبخير نقش بيشتري دارند و تراورتن چشمه‌اي به‌وجود آمده است. گردش آب باعث مي‌شود دی اکسيد کربن با آب‌هاي جوي از درون شکستگي‌ها و درزه‌ها به سطح زيرين زمين راه يابد و سنگ‌هاي مسير خود را حل و به‌صورت چشمه‌هاي آهک‌ساز در سطح بيروني زمين رسوب دهد.

 

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ---> Ca(HCO₃)₂

 

گسل‌هاي محلي با راستاي شمال‌غربي ـ جنوب‌شرقي مانند کوه احمد و گسل‌هاي شمال‌شرقي ـ جنوب‌غربي يا گسل‌هاي ديگر چون جمال‌آباد و غيره در تشکيل تراورتن نقش مهمي داشته‌اند و همه تراورتن‌ها در مسير آنها قرار دارند.

 

 

4. سنگ‌شناسي و کاني‌شناسي:[3]

 

سنگ‌هاي تراورتن از کاني‌هاي متبلور کلسيت بادبزني شکل با اندازه‌هاي متفاوت تشکيل شده است. بافت سنگ دانه ريز است و تخلخل زياد لايه‌بندي نازک دارد. رنگ آن نيز سفيد، کرمي تا خاکستري است. ناخالصي سنگ به‌صورت دانه‌هاي اکسيد آهن و آثاري از کوارتز و کاني‌هاي رسي است. کاني متداول اين‌گونه سنگ‌ها کلسيت با مقدارکمي fe,mg است و در بعضي موارد با آراگونيت همراه است که در آب‌هاي گرم بيشتر ديده مي‌شوند.

 

کاني‌هاي فرعي شامل کوارتز به ميزان 5 درصد ليمونيت و کاني‌هاي رسي است و همين مواد فرعي باعث تغيير خصوصيات فيزيکي سنگ مانند مقاومت و رنگ آن مي‌شود.

 

تراورتن به‌صورت سنگ رسوبي شيميايي (شيميايي، فيزيکي) است که در محيط‌هاي گوناگون خشکي مانند حفره‌هاي غارها و کف رودخانه پيرامون چشمه‌هاي سرد يا گرم تشکيل شده و هم‌اکنون نيز در حال تشکيل است.

 

براي به‌وجود آوردن سنگ تراورتن دو عامل طبيعي و يک ماده اصلي ضروري است. اين دو عامل و ماده اصلي جدا از خاستگاه و بنياد آنها عبارتند از:

 

آب، گازکربنيک، سنگ آهک که در کنار هم بر يکديگر اثر کرده و با هم ترکيب ناپايداري به‌وجود مي‌آورند. درصد تغيير فشار تعادلي، گاز کربنيک باعث مي‌شود که کربنات کلسيم رسوب کند.

 

فرآيندهايي چون تبخير يا اشباع شدن محلول از کربنات، اين حالت تعادلي را برهم زده و سرعت رسوب‌گذاري را افزايش مي‌دهد.

 

بدين ترتيب افزايش مقدار هر يک از اين 3 ماده به تنهايي نمي‌تواند موجب گسترش تراورتن شود. هر چند که اين موضوع ضروري است.

 

چنانچه تعداد چشمه‌هاي زياد باشد و ماده محلول نيز افزايش يابد نتيجه آن گسترش تراورتن خواهد بود. بنابراين گريزگاه محلول بي‌کربنات يعني چشمه اهميت ويژه‌اي دارد.

 

 

5. مشخصات فيزيکي و مکانيکي: [4][5]

 

کيفيت سنگ تراورتن در همه جاي معدن يکسان نيست. در بعضي جاها سنگ تخلخل کمتري دارد و متراکم است و مقاومت بيشتري نشان مي‌دهد. اين تغييرات باعث شده از سنگ کوپ و پلاک درجه‌بندي مختلف به‌دست آيد که از رده صادراتي تا درجه 4 متغيير است.

 

رنگ سنگ مهمترين عامل رده‌بندي است و هر چه سنگ سفيدتر و يکنواخت‌تر باشد درجه مرغوبيت آن بيشتر است. پس رنگ ميزان ناخالصي و تخلخل و شکل و قواره در رده‌بندي اهميت دارد. هر جا ضخامت تراورتن و باطله رويي بيشتر باشد سنگ زيرين به‌دليل فشارهاي بيشتر، تخلخل کمتري دارد و مرغوبتر است.

 

 

6. ماهيت نام تراورتن:[2]

 

تراورتن سنگي است که از رسوب آهک از چشمه‌هاي آهک‌زا حاصل مي‌شود.

 

ترکيب شيمايي آن ca3co است و نام آن از شهر تريولي واقع در ايتاليا گرفته شده است. به‌علت فراواني تراورتن در ايران اين سنگ به‌عنوان سنگ نما به‌وفور به‌کار مي‌رود. انواع مختلف تراورتن براساس رنگ نامگذاري مي‌شوند به‌عنوان مثال مي‌توان از انواع تراورتن‌هاي قرمز، ليمويي، گردويي، سفيد و کرم نام برد.

 

سنگ‌آهک به رنگ عاج يا قهوه‌اي طلايي که طي دوره‌اي حدود 600 هزار سال بر اثر ته‌نشيني در چشمه‌هاي آب گرم معدني شکل مي‌گيرد در مقايسه با مرمر نسبتا نرم‌تر است ولي بر حسب قدمت و جهت برش از خود سختي نشان مي‌دهد. بافت اسفنجي مانند حفره‌هاي حداکثر 25/1 سانتيمتر دارد. اين حفره‌ها را معمولا با سيمان پرتلند مي‌پوشانند.

 

 

7. سابقه معماري تراورتن:[5]

 

استفاده از سنگ تراورتن در دهه دوم قبل از ميلاد مسيح توسط روميان اين سنگ را به مثابه يک ماده ساختماني عالي تثبيت کرد.

 

پس از کاربرد گسترده و فراوان تراورتن در روم قديم بحران فرهنگي و اقتصادي قرون وسطي به عدم کاربرد عمومي سنگ‌هاي تزئيني منجر شد. بعد‌ها در دوره هنرگوتيک بود که مجددا سنگ تراورتن مورد توجه قرار گرفت.

 

در فاصله رنسانس و عصر نئوکلاسيک، همانند ساير مصالح سنگي، تراورتن نيز بار ديگر در مرکز توجه طراحان معماري واقع شد.

طراحان معماري رم درعصر رنسانس سنگ تراورتن را به فراواني در طرح‌هاي خود بکار بردند.

 

به نظر معماران سنگ تراورتن ماده‌اي عالي براي نماي ساختمان‌هاست زيرا به‌آساني کتيبه و قرنيز مي‌شود. ظاهر بسيار دلپذير و خواص فني تراورتن آن را به‌عنوان يک ماده تزييني ايده‌آل براي مجموعه‌اي از کاربرد‌ها متنوع مطرح مي‌کنند.

 

تراورتن چه به‌عنوان يکي از مصالح ساختاري و چه مشابه ماده‌اي براي زيباسازي نما و کف و تزيين‌هاي داخلي قابليت انعطاف و شکل‌پذيري بسيار دارد.

 

 

8. نتيجه‌گيری:[5]

 

تراورتن به‌دلايل ذيل پرمصرف‌ترين و ايده‌آل‌ترين سنگ ساختماني است:

 

ـ مقاومت قابل قبول

 

ـ برش‌پذيري و صيقل‌پذيري ايده‌آل

 

ـ شرايط استخراج ايده‌آل. به‌دليل اينکه اغلب با لايه‌بندي افقي، شيب کم و در نقاط کم ارتفاع و قابل دستيابي مي‌شوند.

 

ـ عدم وجود ساختارهاي تکنونيکي بر روي اين ذخاير تراورتن‌ها به‌دليل جوان بودن بعد از فارهاي کوهزايي مختلف زمين‌شناسي تشکيل يافته‌اند.

 

ـ زيبايي ظاهر

 

ـ وجود تخلخل جهت چسبيدن کامل به ملات

 

ـ ارزاني نسبت به ساير سنگ‌ها

 

منابع:

 

1) دکتر درويش‌زاده ـ زمين‌شناسی ايران ـ سازمان زمين‌شناسی

 

2) برادران محمود ـ1376 ـ سنگ‌های ساختمانی و نما ـ معاونت اکتشاف معدنی

 

3) پورمقدم مجيد ـ1382 ـ معدن از اکتشاف تا بهره‌برداری

 

4) پارسايی محمد ـ 1382 ـ کتاب طلايی معدن

 

5) فاضل بسطامی کاوه ـ 1383ـ راهنمای سنگ ايران ـ انتشارات روشان روز

 

 

 

عليرضا اميري / کارشناسي ارشد معدن

[saxara 0]

ساخارا و آژیانه مجموعه ای بزرگ و فعال با چند ده تجربه در زمینه تولید و استخراج سنگ های ساختمانی مانند تراورتن، سنگ مرمر، سنگ گرانیت  و سنگ چینی  فعالیت می کنند. معادن این مجموعه بزرگ در شهر های مانند  شهر قروه در استان کردستان، شهر الیگودرز و شهر درود در استان لرستان و... قرار دارد.