علم الجيولوجيا الصخور نقدم لكل متابعينا فى هذا الموضوع الهام كل مايخص علم الجيولوجيا الصخور وتعريفها الصحيح من خلا السطور التالية .
علم الصخور
علم الصخور هو العلم الذي يهتم بدراسة الصخور ودراسة خصائصها،صفاتها، دورتها في التشكل ، ومعرفة المعادن المكونه لكل صخر. ويتناول هذا العلم أصل الصخور والحالة التي توجد عليها وعلاقاتها بالعمليات الجيولوجيه ،فهو جزء اساسي من علم الجيولجيا.وهو تطبيق لمبادىء الكيمياء الفزيائيه في دراسة المواد الارضيه التي توجد بصورة طبيعيه.
الصخر
هي عبارة عن تشكيلات صلبة تتكون بصورة طبيعيه من مجموعه من المعادن وتكون جزء أساسي في تركيب القشرة الأرضية فتختلف الصخور عن بعضها البعض من حيث أنواع المعادن المكونه لها وعلاقتها مع بعضها البعض في الصخر الواحد.
تصنيف الصخور
بغض النظر عن الاحتمالات والنظريات التي تفسر أصل الأرض الا أنه هنالك شيء يتفق عليه الجميع ،هو ان جميع المواد الصلبة الأولى التي وجدت في ما بعد قد اشتقت من الماده المنصهرة او الصهارة فتسمى الصخور الناشئه عن الصهارة بالصخور الاوليه أو الصخور النارية. بعد تصلب القشرة الأرضية وتكن الغلاف المائي والغلاف الجوي بدأ كل منهما مهاجمة الصخور الاوليه فنتج منهما تفكك لتلك الصخور وتكدست هذه الحطام بالماء والرياح لتتجمع في النهاية في تجاويف القشرة الأرضيه ومن ثم حدث لها ترسيب وتماسك وتحولت إلى صخر صلب وتمسى هذه الصخور بالصخور الثانوية او الصخور الرسوبيه . ثم تتعرض الصخور الأوليه والثانويه للحركات الأرضيه التي تذهب بها إلى اعماق القشرة حيث الضغط والحراره الشديدان ، فيعاد تكوينها جزيئا او كليا فتظهر لها صفات اخرى جديده وتسمى هذه الصخور بالصخور المتحوله.
العوامل التي يعتمد عليها تصنيف الصخور
عندما قام علماء الصخور بتصنيف الصخور وتحديد أنواعها فإنهم قد اعتمدوا على العديد من العوامل ذات التأثير المهم عليها، ومن أبرز هذه العوامل:
التركيب المعدني
يمتاز كل صخر بأنه يمتلك تركيباً معدنياً خاصاً به وهذا ما يجعله فريداً ومميزاً عن غيره من أنواع الصخور الأخرى.
يعتبر تحديد نسبة كل معدن في الصخر أحد الوسائل التي يتم الاعتماد عليها بشكل أساسي لتحديد نوع الصخر.
اللون السائد
يعرف اللون السائد على أنه ذلك اللون الغالب على الصخر بحيث يظهر الصخر ويميزه بهذا اللون.
غالباً ما يتكون الصخر من مزيج من الألوان إلا أن بعضها يطغى ظهوره على الألوان الأخرى.
النسيج
يمثل النسيج وصف لكل من الحبيبات المكونة للصخر وحجم تلك الحبيبات.
يمكن تقسيم النسيج المكون للصخر بحيث يكون إما بلورياً ذات حبيبات كبيرة، أو بلورياً ذات حبيبات دقيقة الحبيبات.
في حالات نادرة جداً قد يكون النسيج زجاجياً غير متبلور.
البُنية
تعتبر البنية هي المسؤولة عن إظهار مظهر قطعة إضافة إلى تحديد علاقة الأجزاء مع بعضها البعض.
قد تكون بنية الصخر إما كثيفة أو طبقية أو نافذة، وتمتاز الكثيفة بأن حبيبات الصخر فيها تكون متلاصقة ومتجانسة ومتراصة، أما الطبقية فإنه يتواجد اتجاه معين أو اتجاهات لتراص المعادن فيها، أما البنية النافذة فإنه تطلق على الصخر الغني بالمسامات.
الصخور
ترتبط معظم البحوث الجيولوجية بدراسة الصخور، حيث أن الصخور هي السجل الأساسي للتأريخ الجيولوجي للأرض، وذلك لكون الصخور هي الوحدة الأساسية في بناء الأرض حيث تتكون من تشكيلات تحتوي على مجموعة من المعادن المتواجدة في الطبيعة، وتكون جزءا أساسيا في تركيب القشرة الأرضية. وعلى هذا يكون الصخر ذو خاصية مميزة تفرقه عن صخر آخر وتجعله وحدة قائمة بذاتها. وكما أن الصخر هو الوحدة الأساسية في بناء الأرض، فالمعدن هو وحدة الصخر نفسه. وتختلف الصخور عن بعضها البعض من حيث أنواع المعادن المكونة لها وعلاقة هذه المعادن ببعضها البعض في الصخر الواحد، وهناك ثلاث أنواع من الصخور وهي الصخور النارية والصخور الرسوبية والصخور المتحولة، وهناك عمليات بيئية توثر على الصخور تؤدي إلى تغير نوع الصخر من ناري إلى متحول أو العكس، أو من رسوبي إلى ناري أو العكس أو من متحول إلى رسوبي أو العكس؛ وتعرف هذه العمليات بالدورة الصخرية.
تتكون الصخور النارية بشكل مباشر من عمليات التبريد التي تحدث للماغما وذلك بعد تبلورها، حيث توجد الماغما داخل القشرة الأرضية في مكان يدعى حجرة الماغما، وعندما تبدأ عملية تبريد الماغما يستقر أولا المعدنان الأكثر كثافة من غيرهما وهما معدن الأوليفين والبلاجيوكليس الكلسي إلى قاع حجرة الماغما، فيتكون البيريدوتايت وهو صخرة نارية جوفية غنية بالحديد والمغنيسيوم والكالسيوم وفقيرة بالسليكون والألمنيوم والصوديوم، ثم تخرج الماغما المتبقية من حجرة الماغما عبر الشقوق ويمكن أن تستقر في حجرة جديدة حيث يتبلور معدنا البايروكسين والبلاجيوكليس الكلسي الصودي، وبتراكمهما في قاع الحجرة يتبلور صخر الغابرو، وإذا استمرت عملية انتقال الماغما إلى أماكن أخرى في القشرة الأرضية وتبلورها فيها يمكن أن يتبلور صخر الديورايت وصخر الغرانيت في نهاية العملية.
أما الصخور الرسوبية فتتكون بفعل عمليات الترسيب لفتات الصخر ودفنه وتصخره، حيث تحمل الأنهار عند سريانها أجزاء من صخور مكسورة تصل إلى بحر أو بحيرة، وتستقر الحمولة المنقولة في قاع البحر أو البحيرة، ثم تتراكم على شكل طبقات، فتسمى رسوبيات، وزن الرسوبيات التي في القمة يؤدي إلى هرس الرسوبيات التي في القاع، فيؤدي ذلك إلى عصر الماء وخروجه من قطع الصخور وبلورات الأملاح، تقوم البلورات بتكوين نوع من الصمغ يلصق أجزاء الصخور ببعضها، فينتج الصخر الرسوبي، وتتميز الصخور الرسوبية عن الصخور النارية بأنها تنشأ فوق سطح الغلاف الصخري نتيجة لتأثير العوامل الظاهرة (عوامل التعرية) وفعل الكائنات العضوية.
الصخور المتحولة تتكون بفعل الضغط والحرارة المؤثرَين في أنواع الصخور المختلفة سواء نارية أو رسوبية حيث تكون تحت أطنان من الضغط مما يؤدي إلى ارتفاع ضخم في الحرارة، وهذا ما يؤدي بها إلى التغير في السمات الأصلية للصخر، وهذه العملية تحدث أيضا للصخور المتحولة مسبقا.
أقسام الصخور
تقسم الصخور إلى ثلاثة أنواع هي: الصخور النارية ، الصخور الرسوبيه والصخور المتحوله. وسنتحدث عنها بشيء من التفصيل.
الصخور النارية
الصخور النارية هي الصخور التي تشكلت بفعل البراكين وهي التي تتكون من برودة وتصلب الصهارة خارج سطح الأرض وتسمى بالصخور الخارجيه أو البركانية (ذات معدل تبريد سريع ) نتيجة لتعرضها لبرودة الغلاف الجوي ،أوهي التي تتكون من برودة الصهارة داخل الأرض (الطبقات الأولية لسطح الأرض)وتسمى بالصخورالداخلية (ذات معدل تبريد بطئ نتيجة للضغط وقربها من حرارة باطن الأرض ) ويعتمد تصنيف الصخور بعد معرفة إذا كانت داخلية او خارجية على عدة عوامل وهي:
التركيب الكيميائي لصخور النارية
أجريت مجموعه من التحاليل الكيمائية على الصخور النارية فتبين انها تحتوي على نوعين من العناصر؛ عناصر رئيسية وتضم ثمانيه عناصر ( الأكسجين، السيليكون، الألمنيوم، الحديد ، المغنسيوم، الكالسيوم، الصوديوم والبوتاسيوم) وعناصر ضئيلة المقدار وتضم (التيتانيوم، الهيدروجين، الفوسفور، المنجنيز والكربون) وتقسم حسب توفرها بالصخور إلى مجموعات ؛ المجموعه الحمضيه (felsic)غنية بالفيلدسبار والسليكا تحتوي على أكثر من 60% سليكا، المجموعه المتوسطه تحتوي على 54-64% سليكا ، والمجموعه القاعديه(mafic) غنية بالمغنيسيوم والحديد تحتوي على 45-53% سليكا ، والمجموعه فوق القاعديه (ultrabasic) غنية جدا بالمغنيسيوم والحديد وتحتوي على اقل من 45% سليكا
التركيب المعدني لصخور النارية
المعادن هي الوحده الاساسية المكونه لكل صخر ، وكذلك الصخور النارية حيث تتكون من مجموعه من المعادن النارية، اي ان لكل صخر تركيب معين من المعادن تميزه عن غيره فهو أساس تنوعه.
تشكل المعادن السليكاتيه الجزء الأعظم حجما من الصخور النارية وتسمى بالمعادن الرئيسه وأكثر المعادن السلكاتيه شيوعا هي مجموعات الكوارتز، الفلسبارات، الأولفين، البيروكسين، الأمفيبول، الميكا والفلسباثويدات .
أمثلة على الصخور النارية
صخور نارية داخلية: الجرانيت، الديوريت، الغابرو، والبيريدوتيت.
الصخور الرسوبيه
هي أحد أنواع الصخور التي تتكون بفعل عوامل التعرية الميكانيكيه والكيمائية على الصخور الأوليه ومن ثم تنقل بفعل عوامل النقل مثل المياه والرياح وتترسب بفعل قوة الجاذبيه الأرضيه تحت ظروف الضغط والحراره العاديه.تعتبر الصخور الرسوبية أرشيف لتاريخ الأرض فهي تعطي معلومات عن نوع الصخر الأصلي ومكانه الذي اتى منه فهي دليل لنوع البيئه والظروف التي تم ترسيب ذلك الصخر في نطاقها، وتشكل الصخور الرسوبيه نسبة ضئيلة لا تتجاوز 5% من حجم القشرة الأرضيه ولكن تشكل المساحة الظاهرة للرسوبيات 75-80% من مساحة سطح الأرض وتعتبر معرفتها اساسا لدراسة علم الطبقات وعلم الجيولوجيا البنائية.
التركيب المعدني لصخور الرسوبيه
المعادن المشكلة للصخور الرسوبية قليله وتتميز بوجودها على اشكال متعدده فتنقسم إلى قارية، معادن ناتجه عن حت وتعرية المصدر الاصلي للصخر وتشكل 60-80% ، ومعادن كيميائة وتكون إما كيمائية نقية (تكونت ولم تنقل) أو كيمائية غير نقية (نقلت داخل حوض الترسيب).
حجم الحبيبات :
الحجم هو البعد الذي الذي يمثل الصخر فقطر الحبيبة هو نفسه البعد الممثل لها وبالتالي هو مقدار حجمها. تعتمد المسافة التي تمشيها الصخور في تحديدشكل وفرز واستدارة حبيبات الرواسب فالحبيبات البعيده عن المصدر تكون ذات فرز جيد (بحيث ينقص النقل من حجم الحبيبات بتكسيرها ومسحها ) وترسب حمولتها بالتدريج بدئا من الثقيله(حجمها كبير) وحتى الأخف حجم وتكون ذات استدارة على عكس الحبيبات القريبه من المصدر بحيث تكون ذات فرز ضعيف وحبيبات غير منتظمه لها زوايا
خواص تنتج بسبب الاختلاف بشكل الحبيبات:
– التعبئه درجة تباعد العناصر المكونه لصخر عن بعضها البعض تكون اما أكثر تماسك او اقل تماسك
– المساميه، نسبة الفراغات إلى الحجم الكلي لصخر ممكن ان تكون أصلية او ثانويه.
– النفاذية، درجة السهولة التي تتحرك بها السوائل خلال مسام الصخر بدون ان يحدث تغيير لشكل الصخر او ازاحة لاي من اجزائه.
امثلة على الصخور الرسوبية
بريشيا، كونغلوميرات، كوارتزيت،أركوز،صخر الغرين والحجر الطيني ….
الصخور المتحولة
هي نوع من أنواع الصخور تغيرت خصائصها عن الصخر الأصلي بفعل عوامل التحول ( الضغط، الحرارةوالنشاط الكيمائي لسوائل)؛ فالتحول هو استجابة الصخر لتغيرات كبيره في الضغط والحرارة والبيئة الكيميائيه فيتم فيها اعادة تبلور جزئي أو كلي لصخر وتكوين بنيات جديده أكثر ثباتا.
عوامل التحول
ينتج التحول في الأعماق بفعل ثلاث عوامل هي الحرارة، الضغط والسوائل النشطه كيمائيا بحيث يعتمد تأثير الضغط والحرارة مجتمعين والنشاط المتزايد لسوائل .
يحدث ارتفاع في درجات الحرارة اما نتيجة لزيادة العمق او من الصهارة المجاورة للصخر، أما الضغط فهو نتيجة طبيعة، فيمكن أن يكون ضغط منتظم يعمل على تغيير الحجم وثبات الشكل أو موجه يعمل على تغيير الشكل ، ولعل من أهم عوامل التحول هو النشاط الكيميائي لسوائل لأن التفاعلات لا تحدث الا أثناء الذوبان الكلي أو الجزئي للمعادن الموجوده والعامل الناقل لهذه المعادن المذابة هي السوائل .
أنواع التحول
تعتمد أنواع التحول على العوامل الأربعه الحرارة، الضغط المنتظم ، الضغط الموج، السوائل النشطة كيمائيا
– التحول بالحرارة تعبتر الحرارة هي العامل السائد في هذا النوع الا أن الضغط يدخل ثانويا، ويحدث التحول حول الكتل النارية في درجة حرارة منخفضة نسبيا ويسمى التحول بالتلاصق
-التحول بالضعط الموجه يحدث بوجود حرارة قليلة او عدمها حيث يعمل الضعط الموجه على تهشيم الصخور ويسمى بالتحول الحطامي
– التحول بالضغط الموجه والحرارة هذا النوع هو أقوى الأنواع في احداث التحول بحيث يؤدي إلى اعادة تبلور الصخر بالكامل وتكوين بنيات جديده ويسمى بالتحول الحراري الديناميكي
-التحول بالضعط المنتظم والحرارة يحدث هذا التحول في الأعماق بحيث يختفي تأثير الضغط الموجه بسبب لدانة الصخر ولكن لا يتكون في هذا النوع بنيات جديده ويسمى بالتحول الجوفي
تصنيف الصخور المتحولة
العوامل التي يؤخذ بها في التصنيف هي التركيب الأصلي للصخور المتحولة والأنواع المختلفة لتحول ومرتبة قوة التحول وبالتالي يمكن تميز ثلاث مجموعات أساسية:
-صخور ناتجة من عمليات ميكانيكية مع كمية بسيطه من اعادة التبلور ،
– صخور ناتجة من عمليات اعادة التبلور حيث لا توجد اضافه للمواد
-وصخور ناتجة من اتحاد عمليتي اعادة التبلور والاضافة وهي صخور مشبعة ومركبة مع اضافة مواد من أصل ناري
