• چرت، یک سنگ رسوبی است که عمدتاً از اسکلت پلانکتون‌های ریز تشکیل شده است.
• این سنگ طی فرآیندهای دگرگونی آهسته، از لجن‌های سیلیسی تا سنگ‌شدگی و دیاژنز شکل می‌گیرد.
• چرت، سنگی سخت و غیرشفاف است که به دلیل وجود رس یا مواد آلی، اغلب رنگ‌های متنوعی دارد.

چرت نامی است که به نوع گسترده‌ای از سنگ رسوبی اطلاق می‌شود که از سیلیس (دی‌اکسید سیلیسیوم یا SiO2) ساخته شده است. آشناترین کانی سیلیسی، کوارتز است که به صورت کریستال‌های میکروسکوپی یا حتی نامرئی (کوارتز میکروکریستالی یا کریپتوکریستالی) وجود دارد. در این مطلب با نحوه شکل‌گیری و ترکیبات این سنگ بیشتر آشنا خواهید شد.

مواد تشکیل‌دهنده چرت

مانند سایر سنگ‌های رسوبی، چرت نیز با تجمع ذرات آغاز می‌شود. این تجمع معمولاً در بسترهای آبی رخ می‌دهد. این ذرات در واقع اسکلت (که تست نامیده می‌شود) پلانکتون‌ها هستند؛ موجودات میکروسکوپی که زندگی خود را معلق در آب می‌گذرانند. پلانکتون‌ها، این اسکلت‌ها را از طریق ترشح دو ماده محلول در آب، کربنات کلسیم یا سیلیس، می‌سازند. پس از مرگ این موجودات، اسکلت‌های آن‌ها به ته آب فرورفته و در لایه‌ای از رسوبات میکروسکوپی به نام لجن (Ooze) تجمع می‌یابند.

لجن معمولاً مخلوطی از اسکلت پلانکتون‌ها و کانی‌های رسی بسیار ریزدانه است. لجنی که عمدتاً از رس تشکیل شده باشد، به مرور زمان به سنگ رسی تبدیل می‌شود. لجنی که عمدتاً از کربنات کلسیم (آراگونیت یا کلسیت) تشکیل شده باشد (لجن آهکی)، معمولاً به سنگی از گروه سنگ‌های آهکی تبدیل می‌شود. چرت از لجن سیلیسی به دست می‌آید. ترکیب لجن به عوامل جغرافیایی مانند جریان‌های اقیانوسی، میزان مواد مغذی موجود در آب، آب و هوای جهانی، عمق اقیانوس و سایر عوامل بستگی دارد.

لجن سیلیسی بیشتر از اسکلت دیاتومه‌ها (جلبک‌های تک‌سلولی) و رادیولاریاها (موجودات تک‌سلولی شبیه به حیوانات یا آغازیان) تشکیل شده است. این موجودات اسکلت‌های خود را از سیلیس کاملاً غیرکریستالی (آمورف) می‌سازند. منابع فرعی دیگر اسکلت‌های سیلیسی شامل ذرات ساخته شده توسط اسفنج‌ها (اسپیکول‌ها) و گیاهان خشکی (فیتولیت‌ها) است. لجن سیلیسی بیشتر در آب‌های سرد و عمیق تشکیل می‌شود، زیرا اسکلت‌های آهکی در این شرایط حل می‌شوند.

تشکیل چرت و پیش‌سازهای آن

لجن سیلیسی طی یک فرآیند دگرگونی آهسته و متفاوت با سایر سنگ‌ها، به چرت تبدیل می‌شود. سنگ‌شدگی (Lithification) و دیاژنز (Diagenesis) چرت، فرآیندی پیچیده است.

در برخی محیط‌ها، لجن سیلیسی به اندازه‌ای خالص است که مستقیماً به یک سنگ سبک و کم‌تغییر به نام دیاتومیت (اگر از دیاتومه‌ها تشکیل شده باشد) یا رادیولاریت (اگر از رادیولاریاها تشکیل شده باشد) تبدیل می‌شود. سیلیس آمورف اسکلت پلانکتون‌ها، در خارج از موجود زنده پایدار نیست و تمایل به تبلور دارد. با دفن شدن لجن در عمق بیش از ۱۰۰ متری و افزایش اندک فشار و دما، سیلیس شروع به حرکت می‌کند. فضای خالی و آب کافی برای این فرآیند وجود دارد، و انرژی شیمیایی زیادی نیز از طریق تبلور و تجزیه مواد آلی موجود در لجن آزاد می‌شود.

اولین محصول این فعالیت، سیلیس آبدار (اپال) به نام اپال-CT است، زیرا در مطالعات اشعه ایکس شبیه به کریستوبالیت (C) و تری‌دیمیت (T) است. در این کانی‌ها، اتم‌های سیلیسیم و اکسیژن با مولکول‌های آب در آرایشی متفاوت از کوارتز قرار می‌گیرند. نوع کم‌تر فرآوری شده‌ی اپال-CT، اپال معمولی را تشکیل می‌دهد. نوع بیشتر فرآوری شده‌ی اپال-CT اغلب اپال-C نامیده می‌شود، زیرا در اشعه ایکس بیشتر شبیه به کریستوبالیت به نظر می‌رسد. سنگی که از اپال-CT یا اپال-C سنگ شده تشکیل شده باشد، پرسلانیت (Porcellanite) نام دارد.

دیاژنز بیشتر باعث می‌شود که سیلیس بیشتر آب خود را از دست داده و فضای خالی موجود در رسوبات سیلیسی را پر کند. این فعالیت، سیلیس را به کوارتز واقعی، در شکل میکروکریستالی یا کریپتوکریستالی، تبدیل می‌کند که به نام کانی کلسدونی نیز شناخته می‌شود. در این مرحله، چرت تشکیل می‌شود.

ویژگی‌ها و نشانه‌های چرت

چرت به سختی کوارتز بلوری است و سختی آن در مقیاس موس، ۷ است. البته اگر هنوز مقداری سیلیس آبدار در آن وجود داشته باشد، ممکن است کمی نرم‌تر و حدود ۶.۵ باشد. علاوه بر سختی، چرت سنگی مقاوم است. در مناطق سنگی به صورت برآمدگی‌هایی دیده می‌شود که در برابر فرسایش مقاومت می‌کنند. حفاران نفت از آن هراس دارند زیرا نفوذ به آن بسیار دشوار است.

چرت دارای شکستگی صدفی منحنی شکلی است که صاف‌تر و کم‌تر خرد شونده‌تر از شکستگی صدفی کوارتز خالص است. ابزارسازان باستانی به آن علاقه داشتند و سنگ با کیفیت بالا، کالایی تجاری بین قبایل بود.

برخلاف کوارتز، چرت هرگز شفاف نیست و همیشه نیمه شفاف هم نیست. جلای آن مومی یا صمغی است، برخلاف جلای شیشه‌ای کوارتز.

رنگ‌های چرت از سفید تا قرمز و قهوه‌ای و سیاه متغیر است و بستگی به میزان رس یا مواد آلی موجود در آن دارد. اغلب نشانه‌هایی از منشأ رسوبی خود دارد، مانند لایه‌بندی و سایر ساختارهای رسوبی یا میکروفسیل‌ها. این نشانه‌ها ممکن است به اندازه‌ای فراوان باشند که به چرت نام ویژه‌ای بدهند، مانند چرت رادیولاریای قرمز که توسط زمین‌ساخت صفحه‌ای از کف اقیانوس مرکزی به خشکی منتقل شده است.

انواع خاص چرت

چرت اصطلاحی نسبتاً کلی برای سنگ‌های سیلیسی غیرکریستالی است و برخی از زیرشاخه‌های آن نام‌ها و داستان‌های خاص خود را دارند.

در رسوبات آهکی و سیلیسی مخلوط، کربنات و سیلیس تمایل به جدا شدن دارند. بسترهای گچی، معادل آهکی دیاتومیت‌ها، ممکن است گرهک‌های توده‌ای از چرت به نام فلینت (Flint) ایجاد کنند. فلینت معمولاً تیره و خاکستری است و جلای بیشتری نسبت به چرت معمولی دارد.

عقیق (Agate) و جاسپر (Jasper) انواع چرت هستند که در خارج از محیط دریای عمیق تشکیل می‌شوند. آن‌ها در مناطقی یافت می‌شوند که شکستگی‌ها به محلول‌های غنی از سیلیس اجازه ورود داده و کلسدونی را رسوب‌گذاری می‌کنند. عقیق خالص و نیمه شفاف است، در حالی که جاسپر مات است. هر دو سنگ معمولاً به دلیل وجود کانی‌های اکسید آهن، رنگ‌های مایل به قرمز دارند. سازندهای آهن نواری باستانی خاص از لایه‌های نازک چرت و هماتیت جامد تشکیل شده‌اند.

برخی از مناطق مهم فسیلی در چرت یافت می‌شوند. چرت‌های راینی (Rhynie Cherts) در اسکاتلند حاوی بقایای قدیمی‌ترین اکوسیستم خشکی از حدود ۴۰۰ میلیون سال پیش در اوایل دوره دونین است. چرت گان‌فلینت (Gunflint Chert)، واحدی از سازند آهن نواری در غرب انتاریو، به دلیل فسیل‌های میکروبی خود که قدمت آن‌ها به دوران پرکامبرین اولیه یعنی حدود دو میلیارد سال پیش می‌رسد، مشهور است.