مروری بر نحوه تشکیل منابع شن وماسه
مروری بر نحوه تشکیل منابع شن وماسه
مروري بر نحوه تشكيل منابع شن و ماسه:
رسوبات آبرفتي جوان،مهم ترين منابع تأمين شن و ماسه ساختماني‌اند. اين رسوبات از يك طرف به دليل رخنمون وسيعشان در سطح و از طرفي به دليل ناچيز بودن پيوند ذراتشان به يكديگر به سادگي قابل بهره برداري‌اند. حدود نيمي از سطح كشور ما را رسوبات جوان متعلق به كواترنر با سني كمتر از 2 ميليون سال پوشانده است. منشأ اين رسوبات متفاوت است و تنها گروه هاي بخصوصي از آنها مي‌توانند منبع تأمين شن و ماسه ساختماني باشند.
آبرفتهاي رودخانه‌اي:
پس ازآن که ذرات سنگي بر اثر هوازدگي از سنگ مادر جدا شدند.توسط عوامل مختلفي كه مهم ترين آن آب است به پايين دست حمل مي‌شوند. مقدار و اندازه ذرات حمل شده به انرژي محيط بستگي دارد.جا به جايي مواد در رودخانه به يكي از سه صورت محلول،معلق ( لاي و رس) يا غلتيدن و جهيدن در بستر جريان ( ماسه و شن و ذرات درشتر تر)است.
برخورد دانه‌ها به يكديگر و به بستر رود باعث سائيدگي «گرد شدگي» هر چه بيشتر آنها مي‌شود. مقدار گرد شدگي عمدتاً به جنس ذره و فاصله حمل آن بستگي دارد.افزايش مقدار آب وسرعت جريان دو عامل موثر در بالا بردن ظرفيت حمل رودخانه‌است.از اين رو در هرنقطه انرژي رود كاهش پيدا كند آنچه را كه ديگر قادر به حملش نيست در بستر خود بر جاي خواهد گذارد. واضح است كه در چنين شرايطي ابتدا ذرات درشت تر و بعد به تدريج ذرات ريزتر ته نشين مي‌شوند. در نتيجه ممكن است ذراتي كه در يك نقطه ته نشين مي‌شوند،يك اندازه( جور شده) بوده و يا از دامنه اندازه‌هاي متفاوتي برخوردار باشند. بخشي از بار رودخانه كه در خشكي ته نشين مي‌شود «آبرفت» نام دارد.
در نواحي كوهستاني حجم مواد راسب شده توسط رودخانه كم و ذرات،درشت و گوشه دارند .اين رسوبات ممكن است از هر نوع سنگ وبا هر درجه مقاومت مكانيكي و خواص ژئوتكنيكي باشند. آبرفت هاي قسمت هاي پاياني رود، به علت انرژي كمي كه آب در اين نواحي دارد، عمدتاً از لاي و رس درست شده است. با توجه به نكات فوق بهترين مصالح خرده سنگي را مي‌توان در محدوده مياني يك رودخانه پرآب و پر انرژي جستجو كرد در اين نواحی آبرفت هاي بستر رودخانه معمولاً از شن و ماسه و ذرات درشت تر از آن درست شده و به دليل مقاومت مكانيكي بالا،دانه بندي معمولاً مناسب،عاري بودن از دانه‌هاي سست،ذرات ريز و زيان آور مناسب ترين منبع تأمين شن و ماسه‌اند. قسمت اعظم شن و ماسه مصرفي كشور ما از منابع آبرفتي بستر رودها تأمين مي‌شود. ويژگي ديگر اين آبرفت ها قابل ترميم بودن آنها است به اين نحو كه بخشهاي استخراج شده در فصل سيلاب،توسط رود جايگزين مي‌شود.
هر جا كه از انرژي جنبشي آب به سرعت كاسته گردد،رودخانه بار خود را بر جاي ميگذارد. از اين پديده به منظور رسوب و تجمع مصنوعي شن و ماسه استفاده مي‌شود. به اين نحو كه در مسير جريان رود و در جاهاي مناسب گودال هايي ايجاد مي‌كنند تا ضمن كاهش سرعت جريان، رسوبات شن و ماسه شسته شده،در آن انباشته گردد.آبرفت هاي بستر رود را علاوه بر كف رودهاي فعلي مي‌توان در شعب قديمي رود كه امروزه كاملاً خشك شده‌اند نيز يافت.
رسوبات مخروطه افكنه:
وقتي رودخانه‌اي از دره‌اي پر شيب به طور ناگهاني وارد دره‌اي كم شيب يا منطقه‌اي مسطح و يا دشت مي‌شود، بخشي از بار خود را بر جاي ميگذارد. گسترش افقي اين رسوبات معمولاًپهن و نسبتا كوتاه و به شكل مخروط باز شده‌اي است كه راس آن متوجه بالا رود است. رسوبات اين مخروط هاي آبرفتي، كه به آن « مخروطه افكنه » هم مي‌گويند، از راس به سمت قاعده نوعي جور شدگي را نشان مي‌دهد. به اين ترتيب كه در سمت كوهستان دانه‌ها درشت تر بوده و به سمت دشت ريزتر مي‌شوند و البته ممكن است در ميان رسوبات درشت تر لايه ها و عدسي هايي از لاي و رس ديده شود،كه معرف فعاليت رودخانه در دوره‌هاي مختلف است. مخروطه افكنه‌ها در نواحي خشك و نيمه خشك كه پوشش گياهي به صورت پراكنده و شديد است، توسعه بيشتري دارند. در دامنه پاره‌اي از كوه ها مخروطه افكنه‌هاي دره‌هاي مجاور به يكديگر مي‌پيوندند و به صورت نوار ممتدي در مي‌آيند.به طور كلي دانه‌هاي رسوبات مخروطه افكنه‌اي بسته به فاصله حمل و بزرگي رودخانه ممكن است گرد شده يا گوشه دار باشند.به دليل دامنه ی گسترده ی اندازه ی دانه‌ها و وجود ذرات ريز و آلوده كننده در شن و ماسه‌هاي مخروط افكنه‌اي، توليد مصالح مرغوب از اين آبرفت ها و وجود ذرات ريز و آلوده كننده در شن و ماسه‌هاي مخروط افكنه‌اي، توليد مصالح مرغوب از اين آبرفت ها معمولاً به دانه آرايي و گاه شست وشو دارد.در فصول پر باران و زمان طغيان هاي فصلي، حجم آب رود به طور ناگهاني افزايش مي‌يابد و آب محدوده وسيع تري از بستر طبيعي رودخانه را در بر مي گيرد. آبرفت هايي كه در اين زمان در خارج از بستر اصلي رود بر جاي گذارده مي‌شود معمولاً ريزدانه‌اند ( رس،لاي و گاه ماسه )گسترش آبرفت هاي « دشت سيلابي» به بزرگي رود و توپوگرافي منطقه بستگي دارد. رسوباتي كه در زمان سيل در دشت هاي سيلابي بر جاي گذارده مي‌شوند، علاوه بر جورشدگي كم و ريزي دانه‌هايشان حاوي مواد آلي حاصل از فرسايش و شست وشوي خاك هاي نواحي بالا دست‌اند. از اين رو ، نياز به دانه آرايي و شست وشو فراوان دارند.بايد توجه داشت كه رودي كه فعلاً از قدرت زيادي برخوردار نيست ممكن است در گذشته پر انرژي و پر آب تر بوده و لذا ذرات درشت تري را در محدوده بستر گسترده تر قبلي خود ( دشت سيلابي فعلي) بر جاي گذارده باشد. دست يابي به چنين رودخانه‌اي قديمي مستلزم برداشتن رسوبات دانه ريز دشت سيلابي است.در پاره‌اي از رودخانه‌ها علاوه بر رسوبات دشت سيلابي ،آثار ديگري از آبرفت ها ديده مي‌شود كه در سطح بالاتري نسبت به دشت سيلابي فعلي قرار دارند. اين اشكال كه « پادگانه آبرفتي » نام دارند معرف رسوبات دشت سيلابي يا آبرفت هاي قديم بستر روخانه‌اند كه به دليل افزايش قابليت تخريب بعدي رود قسمتي از آنها فرسايش يافته‌اند. بهره برداري از رسوبات پادگانه‌هاي آبرفتي، به دليل آنكه در سطح بالاتر از رود فعلي و سطح ايستايي آب هاي زير زميني قرار دارند، معمولاً ساده تر است. نقطه ضعف اين ذخاير آن است كه از يك طرف غير قابل ترميم‌اند و از طرف ديگر به دليل سن نسبتاً بيشترشان، امكان وجود مصالح تركدار و هوازده در آنها بيشتر است.علاوه بر آن ممكن است آب هاي زير زميني سطح دانه‌ها را با مواد نا مناسبي پوشانده باشد.پهن‌تر شدن بستر رودخانه‌ها در پايين رود كه شيب رودخانه كم است با تشكيل پيچ و خم هايي همراه است كه به آن ها اصطلاحاً « مئاندر» گفته مي‌شود. در طرف محدب بخش خميده رود به دليل سرعت كمترجريان، آبرفتهايي بر جاي گذارده مي‌شود اين رسوبات بيشتر از ماسه ريز و گاه ذرات درشت‌تر‌اند. از آن رسوبات مئاندرها كه از گسترش زياد و مشخصات مناسب برخوردار باشند مي‌توان مصالح خرده سنگي ريزدانه، مخصوصاً براي تهيه ملات، به دست آورد.
رسوبات مخروط واريزه:
در دامنه كوه ها ذرات و قطعاتي كه بر اثر هوازدگي از ديواره كنده مي‌شوند، قبل از هر چيز بر اثر نيروي گرانشي به پايين مي‌افتند. دانه‌ها و خرده سنگهايي كه به اين ترتيب به پايين پرتگاه جمع مي‌شوند پوشش مخروطي يا مداومي از ذرات را درست مي‌كنند. اين مواد به دليل مسافت نسبتاً كوتاه جا به جايي، گوشه دار بوده و جنس و مقاومتشان وابسته به سنگ مادر است. در جاهايي كه تنها منبع در دسترس واريزه‌هاست، اگر ذرات ضمن دارا بودن ديگر مشخصات، سالم و بدون هوازدگي نيز باشند، مي‌توان آنها را پس از دانه آرايي و در صورت نياز شست وشو، به كار گرفت.واريزه‌ها قابليت تراكم زيادي دارند و باربر خوبي نيستند، لذا بر اثر وزن پي به شدت نشست كرده و ممكن است گسيخته شوند.
رسوبات بادي:
اين رسوبات معمولاً در حد ماسه و ريزتر از آن بوده و به اشكال مختلفي از جمله تپه‌هاي ماسه‌اي ( تلماسه ) بر جاي گذارده مي‌شوند. ته نشست ذراتي كه به صورت معلق در هوا جا به جا مي‌شوند. رسوبات « لس» را مي‌سازد. رسوبات بادي در بخش های وسيعي از كشور، از جمله در كویر‌ها و سواحل درياي مازندران و خليج فارس و حاشيه برخي از رودها يافت مي‌شود و اين رسوبات گرچه از جور شدگي خوب و مقاومت بالايي برخوردارند ولي به دليل ريزي دانه ها مصرف چنداني ندارند.
رسوبات يخچالي:
رسوباتي كه پس از ذوب شدن یخچال ها بر جاي گذارده شده‌اند يخرفت ناميده مي‌شوند. يخرفت ها به دو دسته تقسيم مي‌شوند. يخرفت هاي درهم به دليل تنوع مقاومت مكانيكي و اندازه دانه هايشان ( از ذرات رسي تا قطعات بزرگ سنگ ) منابع مناسبي براي تأمين شن و ماسه ساختماني نيستند و در صورتي كه به ضرورت مورد استفاده قرار گيرند محتاج دانه آرايي و شست وشوی مفصل‌اند.
رسوبات ساحلي:
به مجموعه موادي كه بين دو جزر و مد دريا ته نشين مي‌شوند،رسوبات ساحلي گفته مي‌شود. در اين حركت متواتر امواج، ذرات را به سمت ساحل برده و باز مي‌گرداند كه در نتيجه آن ذرات نامقاوم متلاشي شده و حركت امواج، ذرات ريزتر را از ميان ذرات درشت تر مي‌شويد.در نتيجه اين عمل رسوبي با جورشدگي، گرد شدگي و مقاومت مكانيكي خوب بر جاي مي‌ماند. به همين جهت است كه سواحل رسوبي اغلب از جنس ماسه شسته و اغلب جورند. گاهي نيز رسوبات ساحلي درشت‌تر از ماسه ، يعني از شن يا ماسه يا قلوه سنگ‌اند. اين رسوبات از خشكي حمل شده يا حاصل تخريب ساحل توسط امواج‌اند. جنس و مشخصات رسوبات ساحلي گاه در فواصل كوتاه به شدت تغيير مي‌كند. جنس آبرفت هاي ساحلي بيشتر كانيهاي مقاومي مثل كوارتز و فلدسپات، يا كانيهاي سنگين است. در برخي از سواحل بخش قابل توجهي از رسوبات در حد ماسه را پوسته آهكي و گاه سيليسي جانوران تك سلولي دريايي تشكيل مي‌دهد.
رسوبات قاره اي:
در آخرين عصر يخبندان، به دليل تجمع حجم زيادي از آب اقيانوس ها به صورت پهنه‌هاي يخي در نواحي قطبي، آب درياها به مراتب پايين‌تر از سطح فعلي قرار داشت ودر نتيجه بخشي از سواحل كم عمق ( تا عمق 100 متر) كه امروزه فلات قاره ناميده مي‌شود از آب دريا خارج بوده است. رودهايي كه در آن زمان از خشكي ها به سمت درياها در جريان بوده‌اند، در بستر خود و در روي فلات قاره جريان داشته،آبرفت هاي مناسبی را بر جاي گذارده‌اند. امروزه اين رسوبات منابع زير دريايي شن و ماسه را مي‌سازند، با وجود احتمال حجم زيادي از اين گونه منابع، تنها بخش كوچكي از آنها در اعماق كم قرار داشته و در شرايط فعلي قابل بهره برداري اند.
رسوبات به هم پيوسته:
البته در برخي نقاط ممكن است به رسوبات قديمي‌تري برخورد كنيم كه علي رغم سن زيادشان كم و بيش ناپيوسته مانده‌اند. اين رسوبات که اغلب قسمت هايي از آنها سخت و سيمانی شده‌اند را مي‌توان منابع شن و ماسه فسيل نام نهاد. در برخي از نقاط دنيا به دليل كمبود منابع شن و ماسه طبيعي اين نوع منابع نيز مورد بهره برداري قرار مي‌گيرند. به عنوان مثال در اين مورد مي‌توان(ماسه سنگ هاي سرخ جديد)در انگلستان را نام برد كه متعلق به زمان پرمين تا ترياس است.
پيوند سست بين دانه ها، هوازدگي كم، فقدان سيمان نا مناسب و ضخامت كم مواد روباره از مواردي است كه مي‌تواند يك نهشته رسوبي قديمي را قابل بهره برداري نمايد.
باطله هاي معدني:
باطله‌ها و پس مانده‌هاي فرايند پر عيار كردن مواد معدني، در برخي موارد، مي‌تواند به عنوان منبع شن و ماسه به كار آيد. شاخص‌ترين مثال در اين مورد عمليات پر عيار كردن طلا در آبرفت هاست كه معمولاً حجم بسيار زيادي شن و ماسه شسته را بر جاي ميگذارد.
منابع سنگي :
در جاهايي كه منابع طبيعي شن و ماسه در دسترس نباشد يا اينكه منابع موجود از حداقل مشخصات لازم بي بهره باشند از سنگ شكسته استفاده مي‌شود.درکاربردهایی که زبری وگوشه داری ذرات موردنظر است سنگی که به طورمصنوعی شكسته و دانه بندي شده است، بهترين عملكرد را نشان مي‌دهد. به طور كلي، كنترل كيفيت سنگ شكسته به مراتب آسانتر از شن و ماسه طبيعي است.
