تقرير عن الصخور الرسوبية للصف الحادي عشر

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

الصخور الرسوبية

تعد الصخور الرسوبية هى نهاية المطاف لعمليات التعرية التى تشمل كلا من التجوية والنقل والترسيب والتى سيتم مناقشتها تفصيلا فيما بعد ، فالصخور التى تمت تجويتها بفعل عوامل التفكك Disintegration أو التجوية الميكانيكية أو الصخور التى تحولت بعض معادنها بفعل التحلل Decomposition أو التجوية الكيمائية يتم نقلها بفعل عوامل النقل المختلفة من رياح وسيول ومجارى مائية حيث يمت ترسيبها فى نهاية المطاف على هيئة طبقات فوق طبقات .

ومن الملاحظ أن المسرح الكبير الذى تتم فيه عملية الترسيب هو البحار والمحيطات إذ تترسب معظم الرواسب التى يبلغ وزنها ملايين الأطنان سنويا فى المياه الضحلة وفى حدود 200-300 كم من الشاطئ . كما أن بعض البحيرات تترسب فيها الرواسب الملحية ( الملح الصخرى ، الجبس ، النظرون … الخ ) نتيجة لبخر مياه البحيرات المالحة .

وعلى شواطئ الأنهار وسهول الفيضانات تترسب كميات ضخمة من الرواسب النهرية مثل الصخور الطينية . أما فى الصحارى فتتراكم الرمال على اختلاف أحجامها المنقولة بفعل الرياح مكونة الكثبان الرملية . وعلى الرغم من أن الصخور الرسوبية لا تتجاوز 5 % بالحجم من مجموع صخور القشرة الأرضية إلا أنها تفترش 75% من مساحة سطح الأرض تقريبا .

خواص الصخور الرسوبية :

تتميز الصخور الرسوبية بعدة خواص تميزها عن باقى أنواع الصخور الأخرى من نارية و متحولة :

1- توجد الصخور الرسوبية عادة على هيئة طبقات تختلف عن بعضها البعض فى السمك واللون والنسيج والمحتوى المعدنى ، وهى طبقات أفقية فى الأصل إلا أنه قد يحدث فيما بعد أن تتعرض لعوامل تؤثر فيها فتجعلها مائلة أحيانا أو مطوية أو مجعدة فى أحيان أخرى .

2- الصخور الرسوبية هى الوحيدة من نوعها التى تحتوى على حفريات سواء كانت تلك الحفريات فقارية أو لا فقارية وذلك بحكم أن الصخور الرسوبية هى المؤهلة وحدها لأن تحتوى على الكائنات الحية من الحيوانات والنباتات .

3- تتميز الصخور الرسوبية بأنها المكمن الطبيعى لوجود نوعيات بعينها من الثروات المعدنية كالبترول والفوسفات والفحم .

4- من الشائع فى كثير من الصخور الرسوبية أن تكون مسامية أى تحتوى على مسام وفراغات مما يجعلها ذات أهمية كبرى فى توزيع البترول والغاز الطبيعى والمياه الجوفية .

أسس تصنيف الصخور الرسوبية :

على الرغم من وجود أكثر من تصنيف للصخور الرسوبية إلا أنه من المهم فى عملية التصنيف أن تستند على أساسين هما التركيب المعدنى والنسيج . ولما كان التركيب المعدنى يعكس أصل ومصدر هذه المواد بينما يعكس النسيج العمليات الطبيعية التى أثرت عليها وجعلتها تخذ الشكل النهائى لها ، إذن فمن المهم فى هذه الحالة أن تكون نشأة الصخور الرسوبية لها المحل الأول فى الاعتبار عند عملية التصنيف وعلى هذا الأساس قسمت الصخور الرسوبية إلى ثلاثة أقسام :

أولاً: صخور الرسوبية ميكانيكية الأصل Mechanical Sedimentary Rocks :
وهى الصخور التى تكونت من فتات وحطام صخور سابقة التكوين الناتجين من عمليات التجوية الميكانيكية ( الفيزيائية ) وتم نقلها بفعل عوامل النقل المختلفة ثم ترسيب بعد ذلك . ويطلق على هذا النوع من الصخور : صخور فتاتية Clastic ومن أهم صخور هذا القسم :

1- الكونجلوميرات Conglomerate :
وهى صخور تتكون من حبيبات مستديرة متماسكة من خلال مواد لاصقة بفعل عوامل الترسيب ويتكون محتوى الكونجلوميرات من الحبيبات الثابتة وذات القدرة على تحمل عوامل النقل الطويل الذى سبب تآكل حوافها وبالتالى تكون حبيبات مستديرة أو شبه مستديرة ويندرج حجم هذه الحبيبات من 10سم فى القطر حتى 2 مم أما ما دون ذلك فيدخل فى عداد الصخور الرملية .

2- البريشيا Breccia :
وهى تماثل الكونجلوميرات فى النشاة إلا أنها تختلف فى شئ واحد . وهو أن الحبيبات ليست مستديرة بل هى حبيبات ذات زوايا حادة بسب قصر مسافة النقل .
وتوجد البريشيا غالبا فى الصخور الجيرية التى تعرضت للصدوع ( الفوالق ) فتظهر فى مستويات الصدع Fault Planes نتيجة لتكسير الصخور وتهشمها أثناء انتقال كتل الصخور على جانبى الفالق .

3- الجرايوكى Greywake :
وهو صخر يشبه الحجر الرملى فى مظهره ويتكون أساسا من حبيبات من معادن الكوارتز والفلسبار ردئية الفرز . حادة الزوايا ، لذا يطلق عليه أحيانا البريشيا الدقيقة Micro – Breccia ويغلب على الجرايواكى اللون الخضر الداكن وذلك لوجود نسبة ملحوظة من معدن الكلوريت Chlorite الأخضر .

4- الصخور الرملية Arenaceous Rocks :
يطلق لفظ رمل Sand على كل صخر مفكك غير متماسك يتراوح قطر حبيباته من 2 مم حتى 1/16 مم . وإذا تماسكت الحبيبات بمادة لاحمة أطلق عليه اسم الحجر الرملى Sandstone حيث يسمى الصخر فى هذه الحالة حسب نوع المادة اللاحمة . فإذا كانت المادة اللاحمة من كربونات الكالسيوم فيقال له حجر رملى كلسى Calcareous Sandstone

وإذا كانت المادة اللاحمة من أكاسيد الحديد يقال له حجر رملى حديدى Ferregenous Sandstone أما إذا كانت المادة اللاحمة من السيليكا فيقال له الحجر الرملي السيليسى Siliceous Sandstone والذى يعرف أحيانا باسم أرثوكوارتزيت Orthoquartzite . كما يطلق اسم الجريت Grite على الحجر الرملى ذو الحبيبات الخشنة جدا ذات الحبيبات الحادة الزوايا .

5 ـ الصخور الطينية Arigilites :
يطلق لفظ طين Mud أو سلت ( غرين ) Silt على كل صخر مفكك يتكون من حبيبات متوسط قطرها أقل من 16 / 1 مم ويتمثل الفرق بينهما فى أن السلت يتراوح قطر حبيباته من 16 / 1 مم ـ 256 / 1 بينما يقل القطر عن 256 / 1 مم فى حالة الطين. ويحتوى الطين عادة على نسبة صغيرة من الماء لا تتجاوز 15 % فإذا فقد معظم هذا الماء يتصلب إلى كتل صخرية تسمى حجر طينى Mudstone أما إذا تصلب فى هيئة طبقات أو شرائح رقيقةFlakes بسبب إنضغاطة قبل جفافة فإنه يسمى فى هذه الحالة طفلة Shale

ومن أهم ما يتميز به خاصية التفسخ Fisility وهى قابلية الصخر للانقسام بسهولة فى المستويات العمودية على اتجاه الضغط . وعلى الرغم من أن اللون الرمادى هو من الألوان التى تسود فى الطفلة إلا أن الطفـلة قد تكون مشوبة باللون الأحمر ( لوجود أكاسيد الحديد ) أو الأسود ( لوجود مواد عضوية متفحمة ) .

وعادة ما تكون الطفلة ناعمة دهنية الملمس ذات صلادة قليلة إلا أن هناك نوعا أكثر صلابة وتماسكا تسمى أرجيليت Argillite .

وعلى الرغم من الاختلافات الدقيقة بين مختلف أنواع الصخور الطينية إلا أنها تشترك جميعها أن المكون الإساسى لها المعادن الطينية Clay Minerals التى تتكون بصفة رئيسية من سيليكات الالومنيوم المائية 0 ومن أنواع الصخور الطينية المارل Marle وهو يمثل التزاوج بين العوامل الكيميائية والعوامل الميكانيكية فى تكوين الصخور الرسوبية إذ يتكون المارل من 50 % من الحجر الجيرى ( صخور كيميائية الأصل ) و50% من الصخور الطينية ( صخور ميكانيكية الأصل ) .

ثانيا : صخور رسوبية كيميائية الأصل Chemical Sedimentary Rocks :

وإذا كانت الصخور الرسوبية الميكانيكية هى نتيجة لتصلب وتماسك وترسب نواتج التجوية الفيزيائية فإن الصخور الرسوبية الكيميائية الصل هى ـ أيضا ـ نتيجة لتصلب وتماسك وترسب نواتج التجوية الكيميائية التى عرفت طريقها بوسائل النقل المختلفة إلى البحار والبحيرات ومن أهم صخور هذا القسم :

1- أملاح المتبخرات Evaporites :
وهى الأملاح الذائبة فى مياه البحار والمحيطت والتى تترسب مباشرة نتيجة لتبخير مياه البحار والمحيطات والبحيرات المعزولة وفقا لترتيب معين حسب قابلية الملح للذوبان بحيث يترسب أولاً أقل الأملاح ذوبانا

بينما يكون أكثر الأملاح ذوباناً هو آخر ما يترسب من أملاح المتبخرات ومن أمثلة هذه الأملاح معادن الهاليت ( الملح الصخرى ) والجبس والأنهديريت بالإضافة إلى كلوريد البوتاسيوم ( السيلفيت Sylvite ) .

2 – الحجر الجيرى Limestone :
وهو يتكون أساسا من معدن الكالسيت ( كربونات كالسيوم ) ويعرف أحيانا بالحجر الجيرى الكيميائى تمييزا له عن الحجر الجيرى العضوى . وينتج هذا الحجر عن طريق ترسيب كربونات الكالسيوم الذائبة فى مياه البحار تحت ظروف درجة الحرارة وبالتالى كمية البخر

وكمية ثانى أكسيد الكربون الذائبة والأس الأيدروجينى PH حيث تساهم كل من نقص ثانى أكسيد الكربون ونقص حامضية المياه ( وبالتالى زيادة قاعديتها ) فى تريب كربونات الكالسيوم .
والحجر الجيرى عادة يكون لونه أبيض إذا كان درجة كبيرة من النقاء وقد يكون ملونا لوجود الشوائب به . ومن أهم ما يتميز به الحجر الجيرى هو تفاعله السريع مع حمض الهيدروكلويك المخفف إذ يحدث فوران فى الحال .

ومن أهم أنواع الحجر الجيرى الكيميائى : ـ

( أ ) الحجر الجيرى البطروخى Oolitic Litmestone :
ويتكون من حبيبات صغيرة ( فى حدود 2مم أو أقل ) كروية الشكل تشبه بطارخ السمك وقد تحتوى هذه الحبيبات على أنوية دقيقة من الرمل .

( ب ) الهوابط والصواعد Stalactites & Stalagmites :
وهـى مـن أنـواع الصخـر الجيـرية التـى تتكـون على هئية أعمدة مخروطية الشكل مدلاة من أسقف الكهوف ( هوابط stalactites ) أو قائمة على أرضية الكهوف ( صواعدStalagmites ) ويتكون هذا النوع من الصخور الجيرية نتيجة لتطاير غاز ثانى أكسيد الكربون من المياه الأرضية الذائب فيها بيكربونات الكالسيوم .

( ج ) الترافرتين Travertine :
وهو حجر جيرى ذو درجة كبيرة من المسامية ينتج من ترسيب كربونات الكالسيوم ( كالسيوم ) من المياه الباطنية حول الفوارات والينابيع الحارة Hot Spring .

3- الدولوميت Dolomite :
ويتكون أساسا من معدن الدولوميت ( كربونات كالسيوم ومغنسيوم ) ويقترح البعض اسم دولستون Dolostone تمييزا لصخر الدولوميت عن المعادن المسمى بنفس الاسم . والدولوميت يشبه إلى حد كبير الحجر الجيرى إلا أنه يتميز بتفاعله البطئ مع حمض الهيدروكلوريك المخفف .
وتتكون معظم صخور الدولوميت نتيجة إحلال الحجر الجيرى بكربونات المغنسيوم الذائبة فى المياه الأرضية أو ماء البحر .

ثالثا : الصخور السيلسية الكيميائية Chemical Siliceous Rocks :

على الرغم من أن السيليكا تعتبر من المواد ضعيفة الذوبان فى الماء إلى حد كبير جـداً إلا أنـه يوجد من الصخور السيلسية ما هو ناتج من ترسيب السيلكا من محاليل غروبة .. مثل : الفلنت ـ تشيرت Flint – Chert وهما مصطلحان متوائمان بمعنى أن كلا منها قريب للغاية من الآخر والمرادف العربى لهما هو الصوان Flint ـ والظران Chert والفلنت ـ تشيرت يتكونات بصفة رئيسية من السيليكا المستترة التبلور Cryptocrystalline أو عديمة التبلور Amorphpous ويوجدان غالبا على هئية عقد Nodules أو درنات Concrertions أو طبقات Layers . وتطلق كلمة " فلنت " فى الغالب على الدرنات السيليسية فى تكونيات الأحجار الجيرية وخاصة الطباشير بينما تطلق كلمة " تشيرت " على نفس المادة ولكن الموجودة فى تكوينات الصخور الأخرى .

رابعاً : الصخور الرسوبية عضوية الأصل Organic Sedimentary Rocks :

على الرغم من أن هذا النوع من الصخور هو عبارة عن رواسب قد تكونت بطريق مباشر أو غير مباشر بواسطة الحيوانات والنباتات إلا أن العوامل الميكانيكية أو الكيميائية قد لعب كلاهما دورا ما فى تكوين هذه الرواسب . وعلى سبيل المثال فإن العوامل الميكانيكية قد تساهم فى تجميع أصداف الأحافير مكونة بعض أنواع الحجر الجيرى العضوى وتعرف هذه الطريقة بالطريقة الحيوية الميكانيكية Biomechanical .ومن ناحية أخرى فإن نشاط البكتريا قد يساعد على وجود ظروف مناسبة للترسيب وتعرف ـ أيضا ـ هذه الطريقة بالطريقة الحيوية الكيميائية Biochemical ومن أهم الصخور الرسوبية العضوية الأصل : ـ

أ – الحجر الجيرى العضوىOrganic Limestone :
وهو من أوسع أنواع الصخور الجيرية انتشارا . ويرجع تكوينها إلى قدرة بعض أنواع الكائنات البحرية على استخلاص كربونات الكالسيوم الذائب فى مياه البحار لتكوين هياكلها وأصدافها التى ما تلبث أن تتراكم فى قاع البحار والمحيطات لتكون طبقات من الحجر الجيرى العضوى ويسمى كل نوع منه حسب المكون السائد فى الحجر الجيرى فهناك حجر جيرى صدفىShelly Limestone إذ كان الغالب أصداف الكائنات البحرية وأيضا الحجر الجيرى النيموليتى Nummulitic Limestone . إذا كان مكونا من أحافير النيموليت وكذلك الحجر الجيرى المرجانى Coral Limestone . وكثيرا ما يشيع مصطلح حجر جيرى حفرى Fossiliferous Limestone للدلالة على الأصل العضوى.

ب – الطباشير Chalk :
وهو صخر لين ناصع البياض ذو صلادة قليلة وهو مكون من أجزاء دقيقة للغاية من أصداف حيوانات بحرية وحيدة الخلية .

ج – الكوكوينا Caquina :
وهو حجر جيرى يتكون من كسرات الأصداف Shell Fragments التى تجمعت بواسطة مادة لاحمة .

د – الفوسفات Phosphate :
تستخدم فوسفات الكالسيوم الذائب فى مياه البحار والمحيطات فى بناء هياكل أصداف بعض الكائنات الحية مثل القشريات Crustacea والمسرجياتBrachiopods كما أنها من المكونات الأساسية للهياكل العظمية للأسماك والفقاريات البحرية والزواحف بوجه عام .
وعندما دفنت وتراكمت تحولت بمضى الزمن إلى رواسب من الفوسفات . ومن أنواع الفوسفات الأخرى ما يعرف بصخور الجوانو Guano وهى عبارة عن رواسب من إفرازات وفضلات الطيور البحرية .

هـ – الفحم Coal :
وهو صخر رسوبى من أصل نباتى قد تكون نتيجة للتحلل الجزئى الجزئى للنباتات بفعل الضغط والحرارة الناتجين من عمليات دفن هذه . ومن أهم أنواعه البيت Peat واللجنيت Legnit .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب