وجود چنين معادني مصرف داخلي را جوابگو می باشد و فقط هنوز در زمينه صادرات توفيق آن چنان نداريم.و عمده صادرات اين معادن فروش به صورت سنگ کوپ مي باشد. که در کنار اين معادن محلات نيز يکي از قطبهاي سنگ ايران است که با وجود معادن متعدد و کارخانجات فراواني بستر مناسبي از قطب سنگ در اين منطقه فراهم گرديده است. بطوريکه بعنوان يک صنعت از کارهاي اصلی اين شهرستان مي باشد و باعث رونق اقتصادي گرديده است بطوريکه معادن حاجي آباد و آتشکوه اين منطقه از نظر ژنز سنگ در دنيا بي نظير است که در مقاله به شرح تراورتن در محلات مي پردازيم.
1- موقعيت جغرافيايي محلات:
شهرستان محلات که در گذشته قسمتي از ناحيه عراق عجم بوده است با km22133 مساحت جزئ 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 شمال شرقي اين شهرستان بصورت دشت و نواحي مرکزي و غربي شهرستان کوهستاني است کم ارتفاع ترين نقطه شهرستان در شمال شرقي منطقه و در دره رودخانه قم رود واقع شده است. ارتفاع متوسط شهرستان محلات m 1600 از سطح دريا است.
در شمال شهرستان،کوه سخت حصار با بلندترين ارتفاع m 2756 قرار دارد و در جنوب کوه غار قرار دارد
در مجموع نواحي کوهستان شهرستان محلات را در زير مي توان بر شمرد :
در شمال و شمال غرب کوههاي سخت حصار،هفتادقله،کوه غار و در مرکز کوههاي سوراخ گاو،خورزين سروا،دره فراخ، فيروزکوه عيسي آباد و کوه کهون و در جنوب نيز کوههاي بابا جابر،گدار شاهزاده اسور، قبله، ناقر، رشياوند، لدراز، سياه تير، يوخلوو پلنگي واقع شده اند.
در دامنه شمالي کوه سخت حصار معدن زيادي از سنگ ساختماني تراورتن وجود دارد که قسمت عمده
اين معادن تاکنون استخراج و مورد بهره برداري قرار گرفته اند و با توجه به اين که بيش از نيمي از شهرستان را کوههاي بلند و تپه ها تشکيل داده اند اين نتيجه حاصل مي شود که ميزان شيب زمين در اين شهرستان بالاو زياد است.
2- زمين شناسي عمومي منطقه :
منطقه محلات قسمت کوچکي از زون ايران مرکزی و در حد فاصل کمربندآتشفشاني اروميه _کرمان زون سنندج _سيرجان قراردارد. رسوبات موجود در منطقه که به رخساره بالئوزوئيک محلات معروف مي باشند به ترتيب شامل دولوميت هاي سلطانيه،زاگون،لالون،ميلاوپرمين مي باشد. در اطراف محلات دولوميت هاي خاکستري رنگ سلطانيد توسط تشکيلات شيلي سبز تا قرمز کمي ماسه اي و ميکادار که بطور محلي به ماسه سنگ هاي دانه ريز تبديل مي گردد پوشيده مي شود ضخامت اين شيل ها بين 100 تا 200 متر متغير است. روي اين شيل ها را حدود m 50 ماسه سنگ کوارتزيتي متراکم و سخت با رنگ روشن پوشانده که شيل هاي ميکادار به تشکيلات زاگون و ماسه سنگهاي روي آن به لالون و کوارتزيت آن به قاب کوارتزيت نسبت داده مي شوند.
سپس تشکيلات مذکور توسط دولوميت هاي تيره تا سفيد و بدبو با آثاري از کربنوئيد ومرجانهاي بدوي که حدود m 100 ضخامت دارد پوشيده مي شوند.
به طرف بالا دولوميتها تدريجا" به آهکهاي سفيد خاکستري تا سبز روشن حاوي قطعاتي از تريلوبيت مي رسند اين مجموعه دولوميت و آهک به تشکيلات ميلانسبت داده مي شوند. بدنبال اين رسوبات با يکسان بودن در رسوبگذاري شامل رسوبات مربوط به دوره اردوويسين،دونين وکربوينفر،رخساره هاي مختلف پرمين مستقيما" بر روي تشکيلات قديمي تر قرار گرفته است. رسوبات پرمين در اطراف محلات بيشتر دولوميتي است و در بعضي نقاط ماسه سنگ کوارتزيتي در قاعده آن مشاهده مي شود. در بالايي از نقاط شيل هاي آهکي قرمز رنگ همراه با ماسه سنگهاي قرمز رنگ و کنگلومرا رخساره هاي پرمين را تشکيل مي دهد.
ليتولوژي پرمين در منطقه عمدتا" شامل دولوميتهاي ضخيم لايه است که بيشتر به رنگ خاکستري روشن و به علت هوازدگي به رنگ زرد متمايل مي گردد
3- تراورتن :
تراورتن سنگي است آهکي که در طي دوره اي حدود 600 هزار سال براثر ته نشيني در چشمه هاي آب گرم معدني شکل مي گيرد. در مقايسه با مرمر نر متر ولي بر حسب قدمت و جهت برش از خود سختي نشان مي دهد.
تراورتن بافت اسفنجي و حفره هاي حداکثر تا 25/1 سانتي متری دارد. اين حفره ها را معمولا" با سيمان پرکننده پرتلندمي پوشانند.
انجمن آزمون و مواد امريکا استاندارد 119 G تراورتن را اينچنين تعريف مي کند :
کلسيت متخلخل يا سلولي لايه اي و تاحدي بلورين با منشاشيميايي.
تراورتن از ته نشست در محلولهاي عموما" داغ چشمه هاي کربناتی معمولا" در کف حوضچه هاي کم عمق تشکيل مي شود. فرايند ته نشيني که در اثر طوفان و تلاطم آب افزايش مي يابد ممکن است در نتيجه ازدياد يا تبخير گياهان آبزي بوجود آيد.
تراورتن معمولي رسوب مواد آهکي در آب راکد است در آب جاري نوعي تراورتن اسفنجي تر تشکيل مي شود که ناشي از سرعت جريان ته نشيني است.
انجمن استاندارد ايتاليا مستقر در ميلان تراورتن را اينچنين تعريف مي کند:
سنگ آهکي رسوبي که بصورت شيميايي ته نشين مي شود و ساختي اسفنجي دارد براي کارهاي ساختماني و تزئيني مورد استفاده قرار مي گيرد.
تراورتن بصورت پهنه هاي نسبتا" وسيعي ديده مي شود در اغلب موارد لايه ها در ذخاير تراورتن افقي اند و يا با شيب ملايمي که تابع مورفولوژي سطح زمين است قرار گرفته اند.
بطوريکه در بعضي موارد ذخاير عظيمي را در پهناهاي وسيع تشکيل مي دهند مانند معادن عظيم آذرشهر و شهرستان محلات.
تراورتن در صورتيکه رنگ آن به صورت يکنواخت سفيد بوده و رگچه هاي رنگي يکنواخت داشته باشد از مرغوبيت بيشتري برخوردار است. معادن محلات که از نظر مرغوبيت بي نظير از اينگونه مي باشند البته وجود رگچه هاي رنگي ناشي از آلودگي به اکسيدهاي آهن در تراورتن هاي سفيد ممکن است به سنگ زيبايي خاصي بدهد
تراورتن هاي کرم رنگ که ناشي از وجود رنگيه هاي) (PIGMENTS پراکنده اکسيد آهن در متن سنگ مي باشد از مرغوبيت کمتري برخوردارند.
تراورتن هاي رنگي که ممکن است برحسب درصد آلودگي به رنگيه هاي اکسيد آهن به رنگهاي قرمز،گردوئي،ليموئي و غيره ديده مي شوند به دليل نقش و نگارهايي که ناشي از اختلاف ميزان آلودگي اکسيد آهن در لايه هاي مختلف تراورتن است ظاهر بسيار زيبا و جذابي دارند. در حال حاضر ايران تنها توليد کننده تراورتن قرمز است معدن تراورتن قرمز،گردوئي و ليموئي آذرشهر در آذربايجان شرقي و تراورتن هاي قرمز اردستان و نطنز از ديگر معادن تراورتن رنگي ايران هستند. تراورتن هاي رنگي درشرايط فعلي داراي قيمت خوب و بازار مناسبي در بازارهاي جهاني مي باشند.
3-1)منشاء تراورتن : [2][4]
تراورتن وقتي تشکيل مي شود که بي کربنات کلسيم در آب چشمه به گاز دياکسيدکربن،آب و کربنات کلسيم، سخت شود. پديده هاي فيزيکي،شيميايي و بيوشيميايي در نحوه رسوب تراورتن مستقيما" دخالت دارند. در جائي مانند محلات پديده هاي فيزيکي،شيميايي و يا تبخير نقش بيشتري دارند و تراورتن چشمهاي بوجود آمده است. گردش آب باعث ميشود دی اکسيد کربن با آبهاي جوي از درون شکستگيها و درزه ها به سطح زيرين زمين راه يابد و سنگهاي مسير خود را حل و بصورت چشمه هاي آهک ساز در سطح بيروني زمين رسوب دهد.
Ca (hco3)2 Caco3+co2+h2o
گسل هاي محلي با راستاي شمال غربي-جنوب شرقي مانند کوه احمد و گسل هاي شمال شرقي- جنوب غربي يا گسل هاي ديگر چون جمال آباد و غيره در تشکيل تراورتن نقش مهمي داشته اند و همه تراورتن ها در مسير آنها قرار دارند
4_ سنگ شناسي و کاني شناسي :
سنگهاي تراورتن از کانيهاي متبلور کلسيت بادبزي شکل با اندازه هاي متفاوت تشکيل شده است. بافت
سنگ دانه ريز است و تخلخل زياد لايه بندي نازک دارد. رنگ آن نيز سفيد،کرمي تا خاکستري است. ناخالصي سنگ بصورت دانه هاي اکسيد آهن و آثاري از کوارتزو کاني هاي 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 مي شوند.
کانيهاي فرعي شامل کوارتز به ميزان 5% ليمونيت و کانيهاي رسي است و همين مواد فرعي باعث تغيير خصوصيات فيزيکي سنگ مانند مقاومت و رنگ آن مي شود.
تراورتن بصورت سنگ رسوبي شيميايي ( شيميايي،فيزيکي ) است که در محيط هاي گوناگون خشکي مانند حفره هاي غارها و کف رود خانه پيرامون چشمه هاي سرد يا گرم تشکيل شده و هم اکنون نيز در حال تشکيل است.
براي بوجود آوردن سنگ تراورتن دو عامل طبيعي و يک مادة اصلي ضروري است. اين دو عامل و مادةاصلي 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 بوجود
ميآورند. در صد تغيير فشار تعادلي،گاز کربنيک باعث مي شود که کربنات کلسيم رسوب کند.
فرايندهايي چون تبخير يا اشباع شدن محلول از کربنات،اين حالت تعادلي را برهم زده و سرعت رسوب گذاري را افزايش ميدهد.
بدين ترتيب افزايش مقدار هر يک از اين 3 ماده به تنهايي نمي تواند موجب گسترش تراورتن شود. هر چند که اين موضوع ضروري است. چنانچه تعداد چشمه هاي زياد باشد و مادة محلول نيز افزايش يابد نتيجة آن گسترش تراورتن خواهد بود. بنابراين گريزگاه محلول بي کربنات يعني چشمه اهميت ويژه اي دارد
5_ مشخصات فيزيکي و مکانيکي :
کيفيت سنگ تراورتن در همه جاي معدن يکسان نيست. در بعضي جاها سنگ تخلخل کمتري دارد و متراکم است و مقاومت بيشتري نشان مي دهد. اين تغييرات باعث شده از سنگ کوپ و پلاک درجه بندي مختلف بدست آيد که از رده صادراتي تا درجه 4 متغيير است.
رنگ سنگ مهمترين عامل رده بندي است و هر چه سنگ سفيد تر و يکنواخت تر باشد درجه مرغوبيت آن بيشتراست. پس رنگ ميزان ناخالصي و تخلخل و شکل و قواره در رده بندي اهميت دارد. هر جا ضخامت تراورتن و باطله روئي بيشتر باشد سنگ زيرين بدليل فشارهاي بيشتر،تخلخل کمتري دارد و مرغوبتر است.
6_ ماهيت نام تراورتن :
تراورتن سنگي است که از رسوب آهک از چشمه هاي آهک زا حاصل مي شود.
ترکيب شيمايي آن ca3co است و نام آن از شهر تريولي واقع در ايتاليا گرفته شده است. به علت فراواني تراورتن در ايران اين سنگ به عنوان سنگ نما به وفور بکار مي رود. انواع مختلف تراورتن براساس رنگ نامگذاري مي شوند به عنوان مثال مي توان از انواع تراورتن هاي قرمز، ليموئي، گردوئي، سفيد و کرم نام برد.
سنگ آهک به رنگ عاج يا قهوه اي طلايي که طي دوره اي حدود 600 هزار سال براثر ته نشيني در
چشمه هاي آب گرم معدني شکل مي گيرد. در مقايسه با مرمر نسبتا" نرم تر است ولي بر حسب قدمت و جهت برش از خود سختي نشان مي دهد. بافت اسفنجي مانند حفره هاي حداکثر 25/1 سانتي متر دارد. اين حفره ها را معمولا" با سيمان پرتلند مي پوشانند.
7_ سابقه معماري تراورتن :
استفاده از سنگ تراورتن در دهه دوم قبل از ميلاد مسيح توسط روميان اين سنگ را به مشابه 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. بعد ها 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 ماده اي عالي براي نماي ساختمانها ست. زيرا به آساني کتيبه وقرنيز مي شود. ظاهر بسيار دلپذير و خواص فني تراورتن آن را به عنوان يک ماده تزئيني ايده ال براي مجموعه اي از کاربرد ها متنوع مطرح مي کنند.
تراورتن چه به عنوان يکي از مصالح ساختاري و چه به مشابه ماده اي براي زيباسازي نما و کف و تزئينهاي داخلي قابليت انعطاف و شکل پذيري بسيار دارد.
8_ نتيجه گيری :
تراورتن بدلايل ذيل پر مصرف ترين و ايده آل ترين سنگ ساختماني است :
مقاومت قابل قبول
برش پذيري و صيقل پذيري ايده آل
شرايط استخراج ايده آل. بدليل اينکه اغلب با لايه بندي افقي، شيب کم و در نقاط کم ارتفاع و قابل دستيابي مي گردند.
عدم وجود ساختارهاي تکنونيکي بر روي اين ذخاير تراورتن ها بدليل جوان بودن بعد از فارهاي کوهزائي مختلف زمين شناسي تشکيل يافته اند
زيبائي ظاهر
وجود تخلخل جهت چسبيدن کامل به ملات
- ارزاني نسبت به ساير سنگها