الصخور

من طرف **Admin** الأربعاء يونيو 02, 2010 1:54 pm

الصخور

علم الصخور:

هو العلم الذي يدرس الصخور من حيث نشأتها وطريقة تكونها ومعرفة محتواها والعوامل المؤثرة. كما يهتم علم الصخور بدراسة كيفية تكونها ونموها وكيفية استقرار مجالها المغناطيسي المصاحب للمجال المغناطيسي للأرض. فمن الصخور عدة أنواع منها: الرسوبية، والنارية، والمتحولة.
تتكون الصخور إما عن طريق البراكين Volcanic Rocks وهى التي تتكون مع برود الصخور الصهارية على سطح الأرض ، أو Plotonic Rocks وهى التي تتكون مع برود الصخور الصهارية داخل الأرض ( الطبقات الأولية لسطح الأرض ). وعند تصنيف هذه الصخور يلاحظ مدى كبر حجم الحبيبات المكونة لها فإذا كانت كبيرة فإنها تكون Plotonic Rocks أما إذا كانت ذات حبيبات صغيرة فإنها تكون Volcanic Rocks. ويعتمد تصنيف الصخور بعد معرفة إذا كانت Volcanic or Plotonic على عدة عوامل وهى:
1. ألوان المعادن المكونة لها .

2.

حجم الحبيبات المختلفة للمعادن .

3. النسبة بين المعادن المختلفة المكونة لها .
4.

معرفة المعادن المكونة لها.

5.

تحديد نوع الصخور المراد معرفتها .

الصخرة:

هي تكتل مكون من المعادن يتواجد في الطبيعة. تصنف الصخور حسب تركيبها المعدني والكيميائي، وحسب قوام الجزيئات الأساسية، وحسب العمليات التي شكلتها. تنقسم الصخور إلى الصخور النارية، والصخور الرسوبية، والصخور المتحولة. يمكن أيضاً للصخور أن تصنف حسب الحجم. يسمى العلم الذي يدرس الصخور بعلم النفط(Petrology).

أقسام الصخور

1-الصخور النارية(Igneous rocks) مشكلة من الحمم البركانية وهي منقسمة إلى صنفين رئيسيين: الصخور البلوتونية والبركانية. تنشأ الصخور البلوتونية أو التدخلية بعدما تبرد الحمم البركانية وتتبلور ببطء في قشرة الأرض، بينما تنشأ الصخور البركانية أو الطردية من الحمم البركانية التي تصل إلى السطح إما كلافا أو كمقذوفات متجزئة. تستغرق الصخور النارية البلوتونية بضعة آلاف من السنين عادة لتتبرد بينما الصخور النارية البركانية تستغرق فقط بضعة أيام أو أسابيع لتبرد وتتصلب.

2-

الصخور الرسوبية(Sedimentary rocks) تتشكل بواسطة ترسب المواد الكلاستية (clastic)، أو المواد العضوية، أو الرواسب الكيميائية (evaporites)، يتلو ذلك عملية الضغط للمواد الجزيئية أثناء فترة التكوين. تتشكل الصخور الرسوبية على أو قرب سطح الأرض.

3-الصخور المتحولة(Metamorphic rocks) تتشكل بعد إخضاع أي نوع صخرة (ومن بين ذلك الصخور المتحولة المتشكلة سابقاً) إلى درجات الحرارة والضغط المختلفة عن الصخور الأصلية المشكلة لها. درجات الحرارة والضغوط هذه دائما تكون أعلى مما هي عليه في سطح الأرض ويجب أن تكون عالية بما فيه الكفاية لكي تغير المعادن الأصلية إلى الأنواع المعدنية الأخرى وإلا فتتغير إلى أشكال أخرى من نفس المعادن (ومثال على ذلك عملية إعادة البلورة).
تحويل نوع صخري معين إلى آخر يوصف بواسطة النموذج الجيولوجي بما يسمى "دورة الصخور". إن قشرة الأرض (ومن ضمن ذلك الليثوسفير lithosphere) مليئة بالصخور المتحولة.

أولا:- الصخور النارية

قبل دراسة الصخور النارية يجب أن نعرف نبذة عن البراكين و الحمم البركانية.

البراكين

البركان: هو ذلك المكان الذي تخرج أو تنبعث منه المواد الصهيرية الحارة مع الأبخرة والغازات المصاحبة لها على عمق من والقشرة الأرضية ويحدث ذلك خلال فوهات أو شقوق . وتتراكم المواد المنصهرة أو تنساب حسب نوعها لتشكل أشكالا أرضية مختلفة منها التلال المخروطية أو الجبال البركانية العالية.
تعد إندونيسيا من أكثر الدول التي يوجد بها براكين 180 بركانا.

التنبؤ بحدوث الانفجارات البركانية

سجل التاريخ حدوث هزات أرضية قبل حدوث البراكين، حيث سبق حدوث انفجار هاواي نوعان من الهزات الأرضية نوع قريب من السطح لا يتعدى بعُد مركز الزلزال فيه عن

8 كيلومترات عن السطح، ونوع حدث على أعماق سحيقة على بعد 60 كيلومترا تحت سطح الأرض. وفي بعض الحالات سبقت الهزات انفجار البراكين بعدة سنوات ومثال ذلك تلك الهزات الأرضية التي استمرت 16 عاما قبل ثوران بركان فيزوف (79 ق.م) وكذلك الهزات الأرضية التي استمرت عدة سنوات قبل حدوث انفجار بركان كيلوا Kilau في هاواي. وفي هذا المجال قام (مركز رصد البراكين) في هاواي بعدة دراسات ميدانية حول هذه الظاهرة عام 1942 حيث سجل حدوث هزات أرضية عنيفة في مونالوا Maunaloa على أبعاد سحيقة من سطح الأرض تتراوح بين 40-50 كيلومترا. وفي 22 فبراير من تلك السنة حدثت هزات أرضية قريبة من السطح على جوانب الجبل في مناطق الشقوق فيه.
كانت هذه الهزات إنذارا لحدوث ثورة البركان التي حصلت على جوانب الجبل على ارتفاع 2500-3000م، بتاريخ 26 أبريل 1942. ولكن هل يمكن التنبؤ بصورة دقيقة بوقت حدوث النشاطات البركانية ؟
وللإجابة على هذا السؤال يجب أن نعرف أن علماء البراكين مازالوا يتريثون في تقديم أي تنبؤات أكيدة ودقيقة عن زمان ومكان حدوث مثل هذه الانفجارات ورغم ذلك فإن هناك بعض الأحداث والشواهد التي يمكننا الاستدلال منها على احتمال ثوران البراكين وهي :

1-

حدوث الزلازل التي قد تسبق ثوران البراكين بساعات أو بسنين أحيانا.

2-

التغير في صفات وسلوك الينابيع الحارة والفوارات الأرضية والفوهات والبحيرات البركانية.

3- التغير في قوة واتجاهات المجالات المغناطيسية للأرض.
4-

زيادة الحرارة المنبعثة في المنطقة ويكن الاستدلال عليها من التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

5-

التحول في القوى الكهربائية المحلية.

6- السلوك المتوتر لدى بعض أنواع الحيوانات.

ومن الدراسات الحديثة في هذا المجال استخدام الأقمار الصناعية حيث يمكن بواسطتها استعمال جهاز قياس الميل

Tilt meter الذي يدلنا على تغير ميل التراكيب الجيولوجية نتيجة اندفاع الصهارة من أسفل إلى أعلى وحدوث تفلطح في المنطقة التي يبدأ يتكون فيها المخروط البركاني والذي تخرج منه الحمم.
إن الاهتمام العالمي بهذا الخصوص أدى إلى تأسيس معاهد تختص بدراسة الظواهر الفجائية مثل الانفجارات البركانية ففي مدينة كامبردج في الولايات المتحدة معهد يضم نخبة من الباحثين وعلماء البراكين والجيولوجيا وتتصل به شبكات عالمية تزوده بالمعلومات حول الهزات الأرضية والثورانات البركانية وأي عوارض أخرى فجائية تحدث في القشرة الأرضية في أماكن مختلفة من العالم . ويتم مقارنة ودراسة هذه المعلومات أولا بأول للوصول إلى تصورات متكاملة حول هذا الموضوع.

الحمم البركانية

الحمم البركانية أو اللافا أو اللابة: هي كتل سائلة تخرج من البراكين، كما تطفح من الشقوق على جوانب البركان، والتي نشأت من خلال الانفجارات الحادثة, و تكون درجة حرارتها بين 1000 و 1200 °م

أنواع اللافا

تنقسم اللافا حسب التركيب الكيميائي للكتل ومظهرها إلى نوعين:

1-

لافا خفيفة فاتحة اللون: هذا النوع يتميز باللزوجة، وبالبطء أثناء التدفق.

2-

لافا ثقيلة داكنة اللون: هذا النوع سائل ويتحرك بسرعة كبيرة.

التعريف الأول: الصخور النارية

تتشكل بعدما تبرد الصخور المائعة (الحمم البركانية الذائبة) فتتشكل بعد ذلك البلورات أو المعادن. ومن أمثلة تلك الصوانوالبازلت. الاسم المطلق على هذا النوع من الصخور هو "النارية" (igneous) وهذا الاسم مشتق من كلمة ignis في اللغة اللاتينية، والتي تعني "النار".

التعريف الثاني: الصخور النارية

وهي الصخور التي تكونت نتيجة من تجمد وتبلور مادة منصهرة تعرف باسم الصهير أو المجما (Magma) وتوجد المجما في باطن الأرض على مسافات بعيدة من السطح على هيئة جيوب صهيرية ذات درجة حرارة مرتفعة وتحت ضغط عالٍ ، الحمم البركانية الذائبة تتكون من ذرات وجزيئات المعادن الذائبة, عندما تبرد الحمم البركانية الذائبة، تترتب الذرات والجزيئات مرة ثانية لتشكيل الحبوب المعدنية, تتشكل الصخرة بعدما تتوحد تلك الحبوب المعدنية.
من بين أنواع الزجاج البركاني الناري الأوبسيديانوالسكوريا, هذه الصخور تبرد بشكل سريع جداً وتخلف المعادن بعد أن تبرد، فتتشكل هذه الصخور, وعند إندفاعها إلى سطح الأرض من فوهات البراكين أو الشقوق الموجودة في سطح القشرة الأرضية فتسمى ( اللابة/اللافا) أو الحمم وقد يتجمد الصهير إما في باطن الأرض أو على سطحها أو على أعماق قليلة من سطح القشرة الأرضية، وينتج في كل من هذه الحالات نوع من الصخور النارية يتميز بصفات خاصة من حيث أحجام البلورات الناتجة في الصخر وشكلها, وقد قسمت الصخور النارية إلى قسمين رئيسيين حسب مكان تجمد الصهير : إما أن يكون فوق القشرة الأرضية أو في باطنها ، وهذان القسمان هما:

الصخور السطحية أو (البركانية)

قد يتسرب الصهير إلى خارج القشرة الأرضية خلال فوهات البراكين أو عن طريق الشقوق والفواصل على هيئة حمم تبدأ في الانسياب حيث تتعرض لبرودة الجو الخارجي فيتجمد بسرعة لا تسمح للبلورات أن تنمو إلى حجم كبير ، ولذلك تتميز هذه الصخور ببلورات دقيقة الحجم

الصخور تحت السطحية أو ( المتداخلة

)

قد لا يتسرب الصهير خارج سطح القشرة الأرضية حيث يبدأ في التجمد ببط في باطن الأرض مكونا صخورا ذات بلورات كبيرة الحجم . وقد تتكون هذه الصخور على أعماق كبيرة من سطح القشرة الأرضية قد تصل إلى حوالي عشرين كيلومترا ، ولذلك تعرف بالصخور الجوفية وتكون بلوراتها كبيرة الحجم أما إذا تجمد الصهير على أعماق قريبة من سطح القشرة الأرضية قد تصل إلى حوالي

500 متر أو أقل فإنها تعرف بالصخور فوق الجوفية وتتكون بلوراتها متوسطة الحجم . وتعرف الصخور النارية بالصخور الأساسية أو الأولية لأنها أقدم أنواع الصخور فهي أولى الصخور التي تكونت وتشكلت في باطن الأرض وعلى سطحها ، كما تسمى صخور الأساس ، حيث تعد الأساس الذي تكونت منه جميع الأنواع الأخرى من الصخور وتشكل الصخور النارية حوالي 95% من الصخور البانية للقشرة الأرضية .

المميزات العامة للصخور النارية

تختلف الصخور النارية وتتنوع باختلاف المعادن المكونة للصخر وباختلاف نسبة هذه المعادن وحجم وترتيب بلوراتها, وهناك أنواع عديدة من الصخور النارية قد تصل إلى المئات ، وبالرغم من هذا التنوع فإن هناك صفات مشتركة تتميز بها الصخور النارية عن الأنواع الأخرى من الصخور وهذه الصفات هي :

توجد في الطبيعة غالبا على هيئة كتل ضخمة ، ولا توجد على هيئة طبقات متتابعة بعضها فوق بعض .

لا تحتوي الصخور النارية بقايا كائنات حية ( أحافير)

غالبا ما تكون في حالة متبلرة ويختلف حجم بلورتها باختلاف سرعة تبريد المجما أو الصهير الذي تكونت منه ، لذا نجد الصخور التي تكونت في باطن الأرض جوفية ذات بلورات كبيرة الحجم لأنها بردت ببطء .

لا يوجد مسامات أو فراغات بين حبيباتها ، فهي تعد صخورا صماء غير مسامية

.

تقاوم بدرجة كبيرة أثر الرياح والأمطار وحرارة الشمس عوامل التجوية .

ومن الصخور النارية الشائعة

الجرانيتوالبازلت

الجرانيت

عبارة عن صخر ناري جوفي تكون تحت درجات حرارة عالية يتميز بنسيج خش الحبيبات و لأنه برد ببطء تحت سطح الأرض مما سمح بنمو البلورات ووضوحها وهناك أنواع أخرى يتميز بها الجرانيت من حيث النسيج مثل النسيج البروفيري الذي يتميز بة الجرانيت عن باقي الصخور النارية وهذا النسيج يدل على أن الجرانيت تجمد على مرحلتين الأولى ببطء والأخرى بسرعة مما أوجد نسيج بروفيري وهو خليط من البلورات الواضحة والدقيقة ويصنف كيميائيا بأنه صخر ناري حمضي لان وزنه النوعي منخفض ولونه فاتح مما يدل على نسبة المعادن السيليكاتية تزيد فيه عن 65% مثل معدنالكوارتز والبلاجوكليز والبيوتيت والمسكوفيت . أستخدم هذا النوع من الصخور استخدام واسع لنحت التماثيل والأعمدة، وهو يتميز بتحمله لعوامل النحت والتعرية أكثر من أنواع الصخور الرسوبية.

ثانيا:- الصخور الرسوبية

تنشأ

الصخور الرسوبية من ترسيب المواد المفتتة أو الذائبة في الماء و التي تنتج من تعرض الصخور المختلفة الصخور النارية، الرسوبية أو المتحولة إلى نشاط ميكانيكي حيث تؤدي إلى التفتت الميكانيكي للصخور بسبب عوامل التجوية كالرياح والأمطار والأمواج البحرية وغيرها . أما التجوية الكيميائية فإنها تؤدى للتحلل الكيميائي لمعظم المعادن المكونة للصخور, ثم تقوم عوامل النقل كالمياه الجارية والرياح والجليد بنقل المعادن المتحللة والفتات كمكونات صلبة أو ذائبة . ويبدأ ترسيب المواد الصلبة عندما يضعف تيار الماء أو الهواء الحامل لها، أما المواد المذابة فتترسب بعد تبخر الماء المذيب لها وتحدث عملية الترسيب في أماكن كثيرة من أهمها الصحاري وسفوح الجبال وفي السهول الفيضية حول الأنهار وفي البحار والمحيطات والبحيرات حيث تتكون الرواسب الملحية ثم تتماسك الرواسب المفككة لتكون الصخور الرسوبية وتحدث عملية التماسك إما بترسيب مواد لاحمة بين حبيبات الرواسب الخشنة كالحصى والرمال (من المواد اللاحمة الشائعة مثل أكسيد الحديد والسيليكا وكربونات الكالسيوم) أو تتماسك الرواسب بفعل ضغط الرواسب العليا على ما تحتها من رواسب حيث يتم خروج الماء الموجود بين حبيبات الرواسب فتتصلب وتكون صخورا رسوبية .
ترتبط العمليات الإرسابية بالكلس والمادة الطباشيرية التي تدخل في تكوين الصخور الرسوبية بشكل كبير وتتواجد في الطبيعة بأشكال متقاربة ومتناسقة
هناك عدة ألوان لهذه الصخور بحسب المادة الرئيسة فيها ومن الألوان التي تتواجد بها اللون الأحمر، واللون الأصفر، واللون الأبيض.

المميزات العامة للصخور الرسوبية

توجد في الطبيعة على هيئة طبقات متتابعة الأحدث منها فوق الأقدم وتختلف هذه الطبقات في اللون والسمك والتركيب ويتراوح سمك طبقات الصخور الرسوبية بين عدة سنتيمترات وبضعة أمتار.

تحتوي الصخور الرسوبية عادة بقايا كائنات حية ( أحافير) لأن الظروف التي كونت هذه الصخور تسمح بحفظ الكائنات الحية بعد موتها أو أجزاء منها أو ما يدل عليها .

يندر أن تكون الصخور الرسوبية في حالة متبلورة باستثناء الصخور الملحية مثل الأنهيدريت والملح الصخري والجبس ولكنها توجد على هيئة حبيبات متماسكة .

تتميز الصخور الرسوبية بوجود مسامات بين الحبيبات المكونة لها لهذا فهي تعتبر خزانات طبيعية للنفط والمياه الجوفية والغاز الطبيعي .

تقاوم عوامل التجوية بدرجة أقل من الصخور النارية .

ومن الصخور الرسوبية الشائعة الحجر الرملي والحجر الجيري والبريشيا والفوسفات

ثالثا:- الصخور المتحولة

تنشأ

الصخور المتحولة من الصخور النارية أو الصخور الرسوبية التي كانت موجودة من قبل تحت تأثير الحرارة و الضغط و المحاليل الكيميائية النشطة.و يحدث هذا التحول عندما تتغير الظروف الطبيعية و الكيميائية التي تتعرض لها الصخور مما يجعل كثيرا من المعادن المكونة للصخر غير ثابتة للظروف الجديدة و بالتالي تتحول إلى معادن جديدة أكثر ملائمة للبيئة الجديدة.
تتم عملية تحول المعادن بينما تبقى الصخور في الحالة الصلبة و كثيرا ما تكتسب الصخور المتحولة أنسجة و تراكيب جديدة تختلف عن نسيج الصخور الأصلية تمام الاختلاف. و نتيجة لفعل الضغوط القاصة التي يتعرض لها الصخر فإن الحبيبات المعدنية قد تتهشم أو تتفلطح أو تترتب في طبقات شبه متوازية على هيئة ترتيب شرائطى مميز للصخور المتحولة.
تتم عملية التحول بطريقتين:

1-

التحول الإلتماسى أو الحرارى ContactMetamphorism

و ينشأ بتأثر الصخور المحيطة بالكتل النارية المتداخلة ذات الحرارة العالية و ينتج عن ذلك إعادة تبلور بعض أو جميع المعادن المكونة للصخر الأصلى ، فمثلا في حالة

الصخور الرملية يعاد تبلور المرو أوالكوارتز إلى بلورات صغيرة متداخلة بعضها في بعض فيتكون صخر الكوارتزيت.

2-

التحول النطاقى أو الديناميكى RegionalMetamorphism

و ينشأ بتأثير الإجهادات و تغير درجات الحرارة و يؤثر عادة على مناطق شاسعة من الصخور. و هذا النوع من التحول يساعد على نمو معادن جديدة مسطحة أو نصلية الشكل بحيث تتعامد جوانبها المفلطحة على اتجاه النهاية العظمى للضغوط ، و بذلك يتميز الصخر المتحول بتركيب شرائطى يعرف بالتورق أو التركيب الشيستى.
بعض الصخور المتحولة:

-

الكوارتزيت أو المرويات.

-

الرخام.

-

الالشيست.

-

الالنيس.