الصخور و انواعها
يمكن تقسيم الصخور حسب نشأتها إلى ثلاثة أقسام هي:
أولا - الصخور النارية :
وهي الصخور التي تكونت من تجمد وتبلور المادة المصهورة سواء أكان تجمدها في باطن الكتلة الصلبة للأرض (ماجما)، أم بعد خروجها إلى سطح الكتلة الصلبة على شكل حمم (لافا).
وتعتبر هذه الصخور الأساس الذي تكونت منه جميع أنواع الصخور.
ومن أنواعها الشائعة: صخر الجرانيت وصخر البازلت.
ثانيا - الصخور الرسوبية :
وهي الصخور التي تكونت نتيجة تك*ير وتفتيت صخور قديمة (نارية أو رسوبية أو متحولة) بفعل النشاط الميكانيكي لعوامل التعرية والتجوية ثم ترسيبها وتماسكها كما في الصخور الرملية والطينية.
وتوجد أنواع أخرة من الصخور الرسوبية تتكون بعمليات كيميائية وبالنشاط العضوي للكائنات الحية.
ثالثا - الصخور المتحولة :
وهي صخور كانت في الأصل نارية ورسوبية، ثم تأثرت بالحرارة الشديدة أو بضغط كبير وحرارة معاًَ مما حولها إلى صخور ذات صفات جديدة ليست لأي نوع من أنواع الصخور الأصلية أي أنها تحولت من الحالة الأصلية (نارية أو رسوبية) إلى حالة جديدة (متحولة).
ومن أمثلة الصخور المتحولة: صخر الرخام، والاردواز، والكوارتزيت.
دورة الصخر في الطبيعة :
بالنظر الى الشكل، نلاحظ أنه بمرور الزمن، ويتغير الظروف المحيطة بأنواع الصخور المختلفة، فإن هذه الأنواع تتغير باستمرار من نوع لآخر، وهذا التغير يتم ضمن حلقة مقفلة تعرف بدورة الصخر في الطبيعة.
ويتضح من دورة الصخر هذه أن سطح الكتلة الصلبة للأرض في تغير مستمر وأن التغير يحدث نتيجة التفاعل المستمر بين أقسام الأرض الثلاثة وهي الغلاف الجوي والغلاف المائي والكتلة الصلبة.
تابع الصخور الرسوبية:
كيف تتحول الرواسب المفككة إلى صخور رسوبية:
مما سبق لاحظنا أن الصخور الرسوبية في بداية تكوينها، تكون على هيئة رواسب مفككة غير متماسكة، وهذا يظهر واضحا في الرواسب الحديثة التي تغطي سطح الأرض، أو منتشرة على قاع البحر، ولكن من دراسة الصخور الرسوبية التي تكونت قديما - وهي عادة مدفونة تحت الرواسب السطحية - نجد أن هذه الصخور متماسكة الحبيبات صلبة إلى حد كبير.
أن العوامل التي ساعدة على تماسك هذه الرواسب المفككة لتصبح صخورا رسوبية:
أ- ترسيب مواد لاحمة بين الحبيبات:
تتماسك الرواسب كبيرة الحجم أو الخشنة كـ الرمل والحصى وتتحول إلى صخور نتيجة لترسيب مادة لاحمة بين حبيباتها. ويقوم الماء الجوفي الذي يمر في المسامات الموجودة بين الحبيبات بدور كبير في ترسيب المادة اللاحمة.
ومن المعادن الشائعة التي تعمل كـ مادة لاحمة في الصخور الرسوبية: معدن الكالسيت (كربونات الكالسيوم)، والدولوميت (كربونات الكالسيوم والمغنسيوم)، والكوارتز (السيليكا)، وأكاسيد الحديد.
فرواسب الرمال الخشنة مثلا تتماسك حبيباتها لتكون الحجر الرملي Sandstone، ويختلف لون هذه الصخر باختلاف المادة اللاحمة. فيكون لونه أبيضاً مصفرا إذا كانت المادة اللاحمة عبارة عن كربونات الكالسيوم، ويعرف في هذه الحالة بالحجر الرملي أو الجيري.
أما الحجر الرملي الأحمر اللون، فإن المادة اللاحمة فيه عبارة عن أكاسيد للحديد، ويعرف بالحجر الرملي الحديدي.
وإذا كانت السيليكا هي المادة اللاحمة فإن الحجر الرملي يعرف بالحجر الرملي السليسي SandstoneSilicous، وعندما تتماسك حبيبات الحصى نتيجة لترسيب مادة لاحمة بينها، يتكون الصخر المعروف باسم كونجلوميرات أو بريشيا.
ب- الضغط والتجفيف:
تتماسك الرواسب الدقيقة الحبيبات كالرواسب الطينية والجيرية بفعل الضغط الواقع عليها نتيجة لتراكم الرواسب بعضها فوق بعض، أو بفعل الضغط الناتج عن الحركات الأرضية فإن هذا الضغط يعمل على تقارب حبيبات الرواسب نتيجة لخروج أكبر كمية من الماء الذي كان يملأ المسافات بين هذه الحبيبات أثناء ترسيبها.
ونتيجة لخروج الماء تقل المسافات بين هذه الحبيبات فتتماسك، وتصبح على هيئة صخور صلبة.
ومما هو جدير بالذكر أن مثل هذه الرواسب يقل حجمها بشكل واضح نتيجة الضغط، فقد وجد أن الصخور الطينية المدفونة على عمق يقارب 1000 متر من سطح الأرض يقل حجمها نتيجة للضغط الواقع عليها من ثقل الرواسب التي تعلوها بنسبة 60% من حجمها الأصلي تقريبا.
الصخور الرسوبية:
بعض المظاهر المميزة للصخور الرسوبية
تتميز الصخور الرسوبية عن غيرها من الصخور ببعض الصفات أو المظاهر مثل:
1- التغير الجانبي في الطبقاتLateral Variation:
قد نجد في الطبيعة طبقة يغلب عليها التركيب الرملي في أحد أجزائها، وإذا تتبعنا هذه الطبقة مع امتدادها الأفقي نلاحظ أنها تتغير في تركيبها المعدني والكيميائي لتصبح طينية أو جيرية مثلا، أو قد تحافظ على تركيبها المعدني والكيميائي ولكن تتغير في حجم الحبيبات والمسامية والنفاذية.
المعروف أن البحر هو بيئة الترسيب الرئيسية حيث يستقبل الرواسب التي تحملها الأنهار، ونظرا لأن سرعة النهر تقل إلى حد كبير عند مصبه، فإن عوامل أخرى تعمل على توزيع الرواسب حسب حجم الحبيبات. وعلى هذا يبدأ النهر بتفريغ حمولته بحيث تتراكم الرواسب الخشنة أولا، بينما تبقى حبيبات الطين الدقيقة عالقة، وتترسب على عمق أكبر بعيدا عن الشاطئ. أما في المناطق الأكثر عمقا من البحار حيث لا تصل كل رواسب اليابسة، فإن طبيعة الرواسب تقتر على الغبار والرماد البركاني المحمولين بالرياح، وهياكل وأصداف الحيوانات البحرية الدقيقة التي تتراكم مكونة فيما بعد حجرا جيريا.
وينشأ نتيجة لذلك تكون طبقة يختلف تركيبها في الاتجاه الجانبي، وتسمى هذه الحالة بالتغير الجانبي في الطبقات. والتغير في مسامية ونفاذية الطبقة جانبيا قد يؤدي إلى تجمع النفط في الجزء المسامي المنفذ من الطبقة مكونة محبسا بتروليا يعرف بالمحبس الترسيبي.
2- التخطيOverlap:
يحدث أحيانا أنا يغطي البحر على اليابسة نتيجة لهبوطها مما يؤدي إلى تكون رواسب رملية في منطقة متقدمة عن الرواسب الرملية السابقة، حيث أن المياه قد غمرت جزءا جديدا من اليابسة. أما الرواسب الطينية والجيرية فإنها تتقدم نحو الشاطئ لتغطي الرواسب الرملية التي ترسبت قبل هبوط اليابسة وتسمى هذه الظاهرة التخطي Overlap.
وتنشأ هذه الظاهرة أيضا إذا ما حدث انحسار لمياه البحر لارتفاع نسبي في اليابسة، مما ينشأ عن تكون رواسب رملية فوق الرواسب الطينية المتكونة سابقا، ورواسب طينية فوق الرواسب الجيرية السابقة.
ونستطيع من خلال مشاهدتنا لتتابع الطبقات في القطاع الرأسي أن نقرر ما إذا كان قد حدث طغيان البحر أثناء الترسيب أو حدث انحسار له.
فإن كان تتابع الرواسب يبدأ من أعلى بالرواسب الدقيقة وينتهي بالخشنة كان التخطي نتيجة لطغيان البحر، واذا كان العك* ((من الخشن إلى الدقيق)) كان التخطي نتيجة لانحسار البحر.
3- التطبق Bedding:
ينتج التطبق نتيجة لعملية التخطي ولذلك توجد الصخور الرسوبية في الطبيعة في هيئة طبقات متتابعة، وتختلف هذه الطبقات عن بعضها البعض في السمك واللون والتركيب المعدني درجة المسامية وغيرها من الصفات ويفصل بين كل طبقة وأخرى حدود فاصلة تعرف بـ مستويات التطبق.
وتأخذ الطبقات الرسوبية أثناء ترسيبها وضعا أفقيا، وفي حالات كثيرة تتعرض لقوى مختلفة تعمل على تغيير الوضع، وينشأ عن ذلك تراكيب صخرية مختلفة. بينما نجد بعض الطبقات تبلغ سمكا يزيد عن عدة أمتار نجد طبقاته أخرى لا يتجاوز سمكها سنتيمترا واحدا وتسمى هذه الحالة بـ الرقائق Laminae.
4- التطبق المتقاطع Cross Bedding:
في بعض الحالات تبدو الطبقات على شكل رقائق مائلة بالنسبة لمستويات التطبق الرئيسية، ويعرف مثل هذا التركيب بالتطبق المتقاطع أو الكاذب، وتعرف هذه الرقائق بـ الطبقات الكاذبة.
وينشأ مثل هذا التركيب بفعل التيارات المائية أو الهوائية. ففي الرواسب الشاطئية تكون التيارات المائية متغيرة الاتجاه، ومتغيرة السرعة. وتزداد أو تقل تبعا لذلك كمية الرواسب التي تحملها المياه. كما يتغير وضع الطبقات بتغير اتجاه التيار. وتوجد الطبقات المتقاطعة أيضا في رواسب دلتات الأنهار حيث توجد الطبقات في أوضاع مختلفة وهي طبقات القمة وطبقات الواجهة وطبقات القاع.
5- التطبق المتدرج Graded Bedding:
يمثل نوعا من التطبق وفيه يتغير حجم الحبيبات في الطبقة الواحدة تدريجيا من حبيبات خشنة ((عند السطح السفلي للطبقة)) إلى حبيبات دقيقة ((عند السطح العلوي للطبقة)) وهي خاصية تمثل الترسيب السريع من ماء يحتوي على قطع فتاتيه من الصخور مختلفة الحجم بفعل التيارات المائية. فعندما تفقد هذه التيارات طاقتها فجأة ترسب الحبيبات الكبيرة أولا ثم يتبعها الحبيبات الأقل حجما وهكذا.
6- الطبقات العدسية Lenticular Strata:
قد تمتلئ القنوات المائية وأودية الأنهار أو البحيرات برواسب رملية كما قد تدفن الكثبان الرملية الطويلة برواسب أخرى .
حيث يتضائل سمك طبقة الرمل تدريجيا في اتجاه معين حتى تتلاشى تماما في هذا الاتجاه. وفي كثير من الحالات يقل سمك هذه الطبقة تدريجيا من جميع الاتجاهات مما يجعل الطبقة عدسية الشكل وتتلاقي الطبقتان الواقعتان فوق وتحت الطبقة المتلاشية. وتعتبر الطبقات العدسية المحصورة بين طبقات غير منفذه من الطين من المصائد أو المحابس البترولية ذات القيمة الاقتصادية.
7- التشققات الطينيةMud Cracks:
عندما تجف الواثب الطينية تتشقق بطريقة يظهر معها سطح الطبقة الطينية على هيئة خلية نحل
وعندما تمتلئ هذه الشقوق برواسب جديدة غير الطين نتيجة طبقات جديدة فوقها، فإنها تحافظ على هذا الشكل.
ووجود مثل هذه الشقوق في الصخور الطينية القديمة يدل على أن المنطقة التي وجدت بها مثل هذه الصخور قد تعاقب عليها الفيضان والجفاف خلال العصور القديمة.
8- علامات النيم (التموجات الرملية)RippleMarks:
يوجد هذا التركيب على شكل تموجات صغيرة على أسطح التطبق.
وينشأ نتيجة الرياح أو التيارات الشاطئية أو الموج، ويلاحظ أن تموجات الرياح والتيارات تتشابه في عدم انتظام شكلها حيث يبدو كل تموج على جناحين غير متماثلين أحدهما قصير وشديد الانحدار ويكون معاك *الاتجاه التيار أو الرياح، أما الجناح الآخر فيكون طويلا ولطيف الانحدار وهو الجانب المقابل لاتجاه التيار أو الرياح، ويمكن ملاحظة هذه العلامات على الشواطئ أو في المساحات الصحراوية الرملية، أما علامات النيم الناتجة من فعل الموج فغالبا ما تكون مماثلة الشكل وتتميز بقممها الحادة.
9- الشعاب أو الحواجز المرجانية Coral Reefs:
هناك وضع أو صورة أخرى للصخور الرسوبية نجدها في الطبيعة، هي عبارة عن رواسب بحرية على هيئة حواجز أو هضاب صغيرة تتكون بصفة رئيسية من كربونات الكاليسوم الذي سبق وأن أفرزته الكائنات الحية وبخاصة حيوان المرجان لتكون هياكلها الصلبة. وتسمى هذه الرواسب بالحواجز أو الشعاب المرجانية.
وتتكون هذه الشعاب عادة في المياه الضحلة لبحار المناطق الاستوائية حيث المياه دافئة وصافية. ويكون السطح العلوي لهذه الشعاب أثناء تكونها في مستوى سطح البحر.
وتعود أهمية الشعاب المرجانية إلى أن بعضها يكون محابس بترولية نظرا لمساميتها العالية التي تساعد على تجمع النفط فيها.
10- العقد الصخريةNodules:
كثير من الطبقات الرسوبية تحتوي على درنات أو تكتلات صخرية تختلف كثيرا في تركيبها الكيميائي عن الصخر الأصلي المحيط بها. وأوضح مثال على هذه التكتلات ما نشاهده بكثرة في الطبقات الجيرية، اذ يوجد بها درنات من الصوان SiO2 قد يصل قطر الواحدة منها إلى حوالي 30 سنتيمترا.
11- الجيود Geodes:
وهي فجوات صخرية مبطنة بالبلورات وتوجد على هيئة كتل صخرية تشبه ثمرة جوز الهند.
نجد أنها مملؤة ببلورات كبيرة الحجم من معدن الكوارتز أو الكالسيت، وقد ترسبت هذه المعادن أثناء مرور المياه الجوفية المذيبة للسيليكات SiO2 أو كربونات الكالسيوم.
12- الأحافيرFossils:
غالبا ما تحتوي الصخور الرسوبية على بقايا أو آثار لكائنات حية، كانت تعيش في الأزمنة الجيولوجية القديمة، ثم ماتت ودفنت بقاياها في الصخور الرسوبية، وحافظت على تركيبها العضوي الذي يدل على نوع الكائن الحي الذي خلفها.
ومثل هذه الأحافير لا توجد إلا في الصخور الرسوبية، وأحيانا الصخور المتحولة عن أصل رسوبي، لكنها في هذه الحالة تكون منوعة إلى حد كبير.
الصخور المتحولة :
يعرف التحول بأنه التغير الذي يطرأ على صخور سابقة التكوين (نارية أو رسوبية)، نتيجة تغير الظروف الطبيعية المحيطة بالصخر من درجة الحرارة أو ضغط أو كليهما معاً ويساعد وجود الماء أو المحاليل المائية بصفة عامة على اتمام عملية التحول.
ولو رجعت إلى دورة الصخر في الطبيعة لاتضح لك أن أي صخر رسوبي أو ناري يمكن أن يتغير ليصبح صخراً متحولاً.
لذا يمكن القول أن هناك أنواعاً كثيرة جداً من الصخور المتحولة، تساوي في عددها مجموع أنواع الصخور النارية والرسوبية بل أكثر.
ويسبب التنوع الواسع في الصخور المتحولة واختلاف هذه الأنواع في معظم خواصها، صعوبات تواجه الدارسين لهذه الصخور. كما أن عدم مشاهدتنا المباشرة للطريقة التي تكونت بها هذه الصخور، قد أضافت مشكلة جديدة في وجه دراسة المختصين في علم الصخور، بعك* الصخور النارية والرسوبية التي عرفنا الكثير عن كيفية تكونها من خلال الفحص والمشاهدة المباشرة للحمم المنبثقة من فوهات البراكين، ومن دراسة الرواسب التي تجمعها الرياح أو المياه الجارية وغيرها من عوامل النقل والترسيب.
ولهذا فإن كل ما عرفناه عن الصخور المتحولة من معلومات خاصة بكيفية تكونها، قد جاء إما من دراسة تركيب هذه الصخور وبناء مكوناتها، عن طريق تكوين صخور شبيهة لهذه الصخور في المختبرات، بالاستعانة بأفران خاصة تتوفر فيها ظروف الضغط العالي والحرارة الشديدة.
وتقسم الصخور المتحولة إلى قسمين رئيسين حسب نشأتها:
أ- صخور نشأت نتيجة تداخل جسم ناري ويعرف هذا النوع من التحول بالتحول التماسي
ب- صخور نشأت نتيجة تعرض الصخور الأصلية لعوامل الضغط والحرارة معاً ويعرف هذا النوع من التحول باسم التحول الإقليمي Regional ****morphism.
أنــــواع التحـــــول:
أولا: التحول بفعل الحرارة (التحول التماسي) Contact ****morphism:
ويعرف هذا التحول أحيانا باسم التحول الحراري Thermal ****morphism، يحدث هذا النوع من التحول في الصخور التي تتداخل فيها مادة الصهير. وعادة ما تكون مادة الصهير مصحوبة بأبخرة ومحاليل شديدة الحرارة. ويكون التأثير الحراري لهذه المواد المتداخلة على أشده في المناطق المجاورة لها، ويقل تدريجيا بعيداً عن منطقة تماس المادة المصهورة مع الصخر الأصلي، والتي يتراوح اتساعها بين عدة أمتار ومئات الأمتار.
ويتوقف هذه التأثر على كتلة مادة الصهير، ودرجة حرارتها، وكذلك على نوع الصخور المحيطة بها، فإذا كانت المادة المصهورة المتداخلة على شكل سدود صغيرة فإن التحول الناشئ عنها يكون طفيفا، أما السدود الكبيرة وكتل اللاكوليث فإنها تؤدي إلى تحول قوي واضح يمتد أثره إلى مسافات بعيدة في الصخور المحيطة بها.
ونتيجة لتأثير الحرارة وبمساعدة السوائل الموجودة في الصخور أحيانا فإن البلورات الصغيرة الموجودة في الصخر الأصلي قبل التحول تكون بلورات كبيرة متساوية ومتراصة بإحكام مكونة نسيجا يعرف بـ النسيج الحبيبي Granular وكلما زادت درجة التحول زاد حجم بلوراته وتعرف هذه العملية باسم إعادة التبلور.
ومن أهم الصخور المتحولة بالحرارة:
1- صخر هورنفلس Hornfels:
وهو صخر ناتج عن التحول الحراري للصخور الطينية، ويتميز بنسيج حبيبي دقيق الحبيبات.
2- الرخام Marble:
الرخام: صخر متحول عن صخر جيري، وهو صخر متبلر، ونسيجة حبيبي يتكون من حبيبات الكالسيت. وقد تكون الحبيبات صغيرة جداً لدرجة لا يمكن تمييزها بالعين المجردة، وقد تكون كبيرة خشنة. وصلادة الرخام منخفضة، ولونه أبيض إذا كان نقيا، ولكنه قد يبدو في ألوان مختلفة ((الرصاصي - الأخضر - الأحمر - الأسود)) لاحتوائه على شوائب مختلفة.
3- صخر الكوارتزايتQuartzite:
يتكون هذه الصخر من تحول معدن الكوارتز في الصخور الرملية تحولا حراريا بالانصهار الجزئي لحبيبات الكوارتز وصخر الكوارتزايت شديد الصلادة، ولونه أبيض مصفر إذا كان نقيا ونسيجة حبيبي، وحبيباته متوسط الحجم ومتراصة باحكام بواسطة مادة لاحمة بينها.
ثانيا - التحول بفعل الضغط والحرارة معا (تحول اقليمي)
ينشأ هذا التحول تغير صخور سابقة التكوين في مناطق شاسعة تحت تأثير الضغط العالي المصحوب بارتفاع درجة الحرارة، والناتج من حركات القشرة الأرضية البانية للجبال والقارات. ويكون ترتيب المعادن المكونة للصخر بفعل الضغط والحرارة معا في نظام يناسب الظروف الجديدة وقد يكون التحول من الشدة والعنف بدرجة تؤدي إلى زوال معالم الصخر الأصلي تماما فقد تتفتت أو تتك*ر بعض المكونات المعدنية وأحيانا قد يعاد تبلرها من جديد ويكون تبلرها الجديد بحيث تشغل البلورات أقل حيز ممكن بتأثير الضغط الواقع عليها وينتج عن هذا الترتيب تجمع المعادن للصخر على هيئة طبقات رقيقة أو شرائط أو على شكل ورقات أو رقائق متوازية ومتعامدة مع اتجاه الضغط حيث تظهر بلورات المعدن الواحد مرتبة في صفوف أو صفائح متوازية متصلة أو متقطعة ومتبادلة مع صفائح بلورات المعادن الأخرى ويعرف هذا النسيج باسم التورق Foliation.
ومن الصخور المتحولة التي تكونت بهذه الطريقة:
1- الاردواز Slate:
وهو صخر متحول عن صخور الطفل، نتيجة ضغط مرتفع وحرارة منخفضة نسبيا، ويعرف التورق في هذه الحالة باسم التشقق Cleavage ويتميز بأنه يمكن فصله إلى ألواحرقيقة تتكون من حبيبات دقيقة من مواد طينية، أي أنه يتشقق بسهولة، وينتج عن هذا التشقق صفائح وألواح رقيقة وكبيرة المساحة.
ويختلف لون الاردواز من الأسود إلى الرمادي والأحمر والأخضر نتيجة لاحتوائه على شوائب كربونية أو حديدية.
وصخر الاردواز من الصخور الشائعة في القشرة الأرضية، ويستعمل في أعمال البناء كألواح كبيرة في السقوف.
2- صخر الشيست Schist:
صخر متحول عن صخور نارية أو رسوبية بفعل الضغط والحرارة ويتميز بحجم متوسط الحبيبات ويتكون من صفائح رقيقة متشابهة في تركيبها المعدني، ومتصله وغير متقطعة. وتتكون هذه الصفائح من معادن قشرية مثل الميكا والتالك، أو منشورية مثل الهورنبلند، وتحصر هذه الصفائح فيما بينها حبيبات دقيقة متبلرة من معادن أخرى مثل الكوارتز. ويعرف التورق في هذه الصخور باسم النسيج الشستي
3- النيس Gneiss:
صخر متحول، له نسيج خشن متبلر، وبلورات المعادن الختلفة المكونة له مرتبطة في صفوف متوازية، وتكون هذه الصفوف عادة متقطعة، أي أنها ليست مستمرة كما في الشيست. أما تركيبه المعدني فمماثل للتركيب المعدني لصخر الجرانيت إلى حد كبير، ويعرف التورق في هذه الصخور باسم النسيج النيسي
