نبذة تعريفة عن مصطلح “التآلف الصخري” وأنواع عناصره من البنيات

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التآلف الصخري أنواع عناصر التآلف الصخري البنيات علوم الأرض والجيولوجيا

التآلف الصخري يعني شكل الترتيب الداخلي لصخر ما، ويعتبر أنه الإطار الذي تتوزع فيه الحبيبات المكونة لهذا الصخر، ويتراوح في أبعاده من أشكال مجهرية دقيقة إلى أشكال أخرى كبيرة يمكن ملاحظتها على الطبيعة في الحقل.

وبناء على ذلك يمكن القول إن مصطلح "التآلف الصخري" يشير بصورة عامة إلى جميع الخصائص البنيوية أو الفراغية لمجموعة المعادن المكونة للجسم الجيولوجي.

وتحليل التآلف الصخري ما هو إلا دراسة تصنيفية للتآلف الصخري تتضمن عادة دراسة إحصائية لاتجاه وتوزيع أعداد كبيرة من عناصر التآلف الصخري.

 

ويهدف هذا التحليل إلى الحصول – قدر الإمكان – على وصف كامل ودقيق للتركيب البنيوي للجسم الجيولوجي من أجل توضيح تاريخ الصخر الكيميائي والعوامل التي أثرت فيه منذ نشأته.

إن تآلف صخر رسوبي على سبيل المثال يمكن أن يحتفظ بأدلة وشواهد عن طبيعة نقل وترسيب ودموج الصخر. وهذه الأدلة تظهر في حجم وشكل وترتيب الحبيبات.

 

وبصورة مماثلة فإن تآلف صخر ناري يمكن أن يعكس طبيعة التدفق أو إنفصال البلورات عن الصهير بالجاذبية أثناء عملية التبلور.

أما تآلف الصخور المتحولة المشوهة فقد تمت دراستها بصورة مكثفة عن طريق تقنيات التآلف الصخري بهدف تحديد تفاصيل تاريخ التشوه والتبلور، وطبيعة القوى، واتجاهات الحركة التي أثرت على الصخر.

 

وتقسم عناصر تآلف الصخور إلى ثلاثة أنواع رئيسية من البنيات ويتم تحليل هذه البنيات فيما يلي:

 أولاً: تحليل البنيات الكبيرة Macroscopic Structural Analysis

ويشمل دراسة البنيات الجيولوجية الكبيرة التي توجد في الصخور سواء كانت هذه البنيات أولية مثل التطبق، والتطبق الكاذب، وعدم التوافق، أو بنيات ثانوية كالطيات والصدوع والفواصل.

وتتم دراسة الصخور المتصدعة والمطوية من خلال الخرائط الجيولوجية والرسومات اللوغاريتمية والإسقاطات البيانية، وبالاستعانة بالقياسات والمشاهدات الحقلية.

 

ثانياً: تحليل البنيات المتوسطة Mesoscopic Structural analysis

تختص البنيات المتوسطة بدراسة البنيات الظاهرة في العينات اليدوية ومكاشف الصخور وهي تشمل عناصر البنيات المسطحة والخطية بمعرفة الاتجاهات المفضلة في كثير من الصخور المشوهة، وتقسم البنيات المتوسطة إلى ثلاثة أنواع:

1- بنيات مسطحة (Planar Structures) مثل التطبق والطي والفواصل.

2- بنيات خطية (Linear Structures) مثل التخطيط.

3– بنيات خطية ومسطحة مزدوجة مثل الطيات.

 

وفيما يلي نبذة مختصرة عن هذه التراكيب.

1- التراكيب المسطحة:

وهي عادة أسطح سهلة الكسـر مثل التشقق الأردوازي وتسمى عادة (S-surface) وتقسم هذه البنيات إلى ما يلي:

 

– أسطح مستوية نشأت قبل التحول: وأهمها الطباقية وهي بنيات مسطحة أولية موروثة في صخور معينة منذ نشأتها. 

وكثير من الصخور الرسوبية ذات الأنسجة دقيقة الحبيبات تميل إلى الطباقية وهي تخص ما يعرف "بالتفلق الطباقي" في الصخور المشوهة حيث تطوي أو تثني الطباق ثم تظل بها كدليل داخلي يعكس التصور الهندسي لطبيعة ودرجة التشوه.

وعادة ما تكون الطباقية في الصخور المشوهة مضطربة، ويرجع سبب ذلك إلى الطي.

ويظهر تأثير الطي المكثف أو الانزلاق على الطباق في صورة انتقال للطبقات الأصلية أو التصفح من أحد الاتجاهات السائدة، مما يؤدي إلى ظهور تصفح جديد مغاير لاتجاه الدوران الغالب للطبقات الأصلية. ومثل هذه البنية تعرف بالتصفح الانتقالي.

 

– أسطح مستوية نشأت بالتحول:  التصفح : وينشأ عادة عن الترتيب المتوازي أو شبه المتوازي لمعادن مسطحة أو قرصية الشكل مثل دقائق الميكا أو مواد مغزلية الشكل.

 

2- البنيات الخطية:

التخطط : وينشأ عن الترتيب المتوازي أو شبه المتوازي لحبيبات معدنية إبرية أو منشورية أو ذات شكل مغزلي، وتكون عادة مستطيلة في أحد الاتجاهات البلورية مثل معدن الهورنبلند.

كما يشمل التخطط الظواهر الخطية الكبيرة مثل محاور الطيات.

 

وأنواع البنيات الخطية هي :

– تقاطع السطح (س)  

يتقاطع المستويان عادة في خط، وعندما يطوي السطح (س) فإن مستوى التصفح (س₁) يكون موازياً لمستوى محور الطية والذي يعرف بمستوى محور التصفح، وتقاطع الطباق س صفر، س 1 يحدد التركيب الخطي.

 

– الحبيبات المستطيلة: 

تصاحب الحبيبات المستطيلة التصفح، ويقع أقصر محور للحبيبات عمودياً على التصفح بينما تقع المحاور الطويلة والمستطيلة في مستوى التصفح، وينتج التصفح من موازاة المحاور الطويلة للحبيبات.

 

– عناصر دوراة:

تمثل محاور الدوران عناصر خطية مفيدة، ودوران الحبيبات الكبيرة أثناء استمرار التبلور والتشوه عادة ما يسمح بدوران المحاور للقياس. 

وعندما تنمو الحبيبات الكبيرة أثناء الدوران المؤثر، فإن بقايا السطح (س) يمكن أن تكتنف وتتحول إلى أشكال مغزلية. فمثلا الجارنت والأشتوروليت عادة ما يظهران مكتنفات دائرية.

 

– التخطط بواسطة المعادن المنشورية والمستطيلة. 

وهذا يحدث في المعادن المنشورية والمستطيلة مثل الهورنبلند والتي لها بعد طويل واحد، مما ينتج عنه ترتيب مواز لهذه البلورات في أشكال إبرية تقريباً مما يظهر تخططاً ممتازاً.

 

– البنية الحشوية Boudinage 

عبارة عن تركيب ينشأ بتجزؤ صخور سابقة التكوين والتي هي بصفة عامة أكثر صلادة من الصخور المحيطة. وتتميز البنية الحشوية بتوهين الطبقة أو الوحدة الأكثر قوة وانسياب الطبقة الأقل صلادة في نطاق عنقي الناتج من التوهين.

ويعمل الترقيق المستمر عادة على انفصال الصخر الأكثر صلادة إلى أجسام أسطوانية معزولة. ثم تصطف هذه الأجسام موازية كل منها للآخر.

وتسمى كل منها باسم "البنية" وخط التقاء هذه الأجسام الأسطوانية الصغيرة يسمى بخط إلتقاء البنية. (انظر الشكل 1)

 

 

ثالثا: تحليل البنيات الدقيقة Mecroscopic Structural Analysis

يمكن إعادة فحص بعض البنيات المتوسطة والمحللة بالفعل تحت المجهر مثل السطح (س)، والتخطيط، والصفائح والبلورات الكبيرة، إلا أن هناك ظواهر صغيرة لا يمكن أن تفحص إلا من خلال المجهر.

وتشمل تحليل البنيات الدقيقة: حدود الحبيبة، وتشوه الطبقات والرقائق والاتجاهات البلورية مثل المستوى القاعدي للكوارتز (1000).

وهذه تعتمد على مقاييس صغيرة. وهي تمدنا بمعلومات عن التاريخ الميكانيكي والحراري للصخر. ومن أمثلة البنيات الدقيقة الخلل البلوري بأنواعه المختلفة.

 

التقنيات: تتضمن طرق دراسة التآلف الصخري عمل خرائط لتوزيع وتسجيل اتجاهات التراكيب المرئية بالعين المجردة في الحقل، مع جمع عينات موجهة مختارة للدراسة المعملية.

وتتم قياسات الاتجاهات للتراكيب المجهرية على أسطح مقطوعة أو مصقولة أو معالجة كيميائياً لعينات معروفة الاتجاه وذلك بواسطة مجهر مجسم، أو في قطاعات رقيقة ذات اتجاه معروف بواسطة مجهر مستقطب، مع استخدام المسـرح الجامع (Universal stage).

 

ويتم تحليل اتجاهات التراكيب المسطحة (Planar) والخطية بواسطة الإسقاطات الكروية (Spherical projections) (الإسقاطات المجسمة، وإسقاطات تساوي المساحة (Equal area).

إن كل مستوى أو خط يعتبر ماراً من خلال مركز الكرة بحيث تمثل اتجاهات المستويات أو الخطوط في الإسقاطات بدائرة كبيرة أو بنقطة على التوالي. (الشكل 2 أ).

 

وفي حالة – استعمال إسقاطات تساوي المساحة، فإن توزيع عدد كبير من النقاط على الإسقاط (تمثل اتجاهات، مثل أقطاب التطبق تخططات المعدن أو المحاور البلورية لحبيبة معدن) يمكن ربطها بخصوط كنتور لكي تعطي تمثيلاً إحصائياً للاتجاه المفضل لعناصر التآلف الصخري(الشكل 2 ب، 2 ج).

ويمكن تحليل التوزيع الفراغي لمجموعات من العناصر على خرائط أو قطاعات رقيقة بواسطة تقنيات إحصائية معينة، ويجب تحديد مجالات تجانس التحت التآلفية للعناصر المختلفة.

 

التطبيقات: يمكن استنباط معلومات هامة مباشرة من استقراء وتحليل بيانات التآلف الصخري، فالترتيب الهندسي لكتلة من الصخر يمكن وصفه بأساليب كمية.

ففي المناطق التي عانت من تشوهات متكررة فإنه عموماً يمكن التعرف بالتداعي على مجموعات من التراكيب يعزي وجودها إلى مراحل منفصلة من التشوه.

 

ويمكن أيضاً في بعض الحالات تعيين تسلسل حدوث هذه التشوهات من اعتبارات هندسية بسيطة.

وبالرغم من أنه من النادر أن تجري دراسة شاملة لتآلفات التكتونيت على جميع المقاييس، فإنه كثيراً ما يجري تحليل لبعض عناصر التآلف الدقيق لتكمل المعلومات التي يتم الحصول عليها من التراكيب المرئية بالعين المجردة.

 

إن التكتونيتات عادة ما تبدي أنسجة نشأت بوضوح بإعادة التبلور، وكثير من المعادن الشائعة (مثل الكوارتز، الميكا، الكالسيت، والدولوميت) تبدي توجهات مفضلة لاتجاهات بلوراتها (شكل 2 ب، 2جـ) شبيهة بتلك التي توجد في الفلزات المشوهة.

إن الأنسجة المجهرية على الأخص تعطي دلائل لتحديد تسلسل إعادة التبلور والتشوه في أي صخر، حيث أن إعادة التبلور يطمس الأنسجة السابقة وكذلك البنيات الداخلية في حبيبات المعدن.

 

بهذا فإن البنيات الدقية التي حدثت بعد التحول تكون محفوظة، في حين أن تلك التي نشأت قبل أو أثناء التحول تزول في عملية إعادة التبلور ونمو مراحل المعدن الجديدة.

ومن حسن الحظ أن سجل التشوه أثناء التحول يظهر أيضاً في أنسجة الصخور، وكذلك في التوجهات المفضلة للبلورات، وعلى الرغم من ذلك فإن التفسير الصحيح لهذه السجلات لا يزال غير مفهوم بصورة كاملة حتى الآن.

وأحد الأمثلة المثيرة على مثل هذه السجلات يُرى في المعادن الدخيلة التي تشبه القطارات أو الخطوط في الجارنت "الملفوف" (Rolled) أو "كرة الثلج" (Snowball) والتي كانت قد التفت بسبب إجهاد الصخر المحتوي عليها أثناء نموها (شكل 3).

 

وعلى نحو تقليدي، فإن تواريخ الإجهاد يمكن الاستدلال عليه من التآلفات الصخرية، وبصورة عامة عن طريق استعمال براهين التماثل للنوع والذي اقترحه العالم ساندر في دراساته الكلاسيكية عن تألفات الصخر.

إن التماثل العام لأي تآلف صخري يعتبر هو نفسه مثل ذلك الذي يحدث في التشوه الذي سبب هذا التآلف.

إن صحة مثل هذه البراهين قد تولدت بالتجارب، ذلك إذا أخذنا في الاعتبار تأثير التآلف قبل التشوه وكذلك تسلسل الإسهامات المتزايدة إلى الاجهاد (أي تاريخ الإجهاد).

 

إلا أن هذا المدخل لا يعطي صورة فريدة لتاريخ الإجهاد بل إن الاستنتاجات الأكثر تحديداً للتألفات الصخرية تكون مبنية على نتائج التشوهات المعملية للصخور وبلورات المعدن تحت درجات حرارة وضغوط عالية.

إن أنواعاً معينة من الطي والأنسجة المجهرية وكذلك التوجهات المفضلة للمعادن قد تم تحقيقها في المعمل تحت ظروف معروفة مشابهة جداً لتلك التي تسود عند الأعمال في القشـرة الأرضية.

 

ونتائج هذه التجارب تُعطي أساساً يعتمد عليه لتحديد طبيعة أصل كثير من المميزات الخاصة بتآلفات الصخر.

كما أن التحليل النظري والمعملي على نماذج مطابقة من حيث الأبعاد تضيف أيضاً بصورة ملموسة فهم تراكيب الصخر وكيفية تطور تألفات الصخر.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]