نبذة تعريفية عن “السحنات” وسلاسلها وفقاً للضغط ودرجات الحرارة

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثالث

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

السحنات الضغط درجة الحرارة سلاسل السحنات علوم الأرض والجيولوجيا

ترجع الأهمية القصوى لدراسة صخور التحول الإقليمي إلى معرفة ظروف الحرارة والضغط التي يحدث عندها تحول الصخر، وبالتالي إظهار العلاقة بين التركيب الكيميائي والمعدني للأنواع المختلفة من الصخور.

وقد أدت الدراسات المستفيضة في هذا الاتجاه إلى تقسيم الصخور إلى سحنات (Facies) حيث تختلف السحنات في تركيبها الكيميائي. 

وتشتمل كل سحنة على مجموعة معادن محددة في حالة اتزان كيميائي تحت ظروف معينة من الضغط والحرارة.

 

لقد تعرف بارو (1893) G. Barrow منذ زمن بعيد على التحول التقدمي (Progressive) أو مراحل التحول حيث تظهر في كل مرحلة من المراحل أنواع مميزة من الصخور موزعة في نطاقات.

وتسمى الصخور في النطاق الواحد بالصخور متساوية السحنة أو الصخور ذات الدرجة المتساوية في التحول.

ومن الملاحظ أنه عندما نعبر منطقة غير متحولة إلى منطقة بها تحول تقدمي متدرج، تظهر معادن جديدة في تتابع منتظم. 

 

فمثلاً عند تحول الصخور الطينية تحولاً تقدمياً فإن المعدن الذي يدل على المرحلة الأولى من التحول عند درجات التحول المنخفضة (حوالي 200˚س) هو معدن الكلوريت، يليه معدن الموسكوفيت ثم البيوتيت عند درجات التحول المتوسطة. 

ثم يتبعه معدن الجارنت ثم معدن شتوروليت، وعند درجات التحول المرتفعة (حوالي 800˚س) يظهر معدن السيلمنيت (شكل 7).

أما نمط الصخور التي تظهر في هذا التتابع من درجات التحول فهي الأردواز الذي يتكون عند درجات التحول المنخفضة. يليه صخر الشيست ثم النيس عند درجات التحول المرتفعة.

 

من الشكل السابق يتضح أنه يمكن توقيع خط على خارطة يظهر موقع بداية ظهور البيوتيت، ويسمى هذا الخط «بخط تساوي درجة التحول» للبيوتيت، ويقع على جانب من هذا الخط صخور طينية درجة تحولها أقل أو غير متحولة وليس بها بيوتيت.

بينما يقع على الجانب الآخر من الخط صخور متحولة واضحة (أردواز) وبها بيوتيت.

وتمثل خطوط تساوي درجة التحول أسطحاً، والتقاطع النظري لهذه الأسطح مع سطح الأرض يتمثل في خطوط على الخريطة.

 

وقد أصبح من الدراسات المستفيضة تحديد سلسلة من السحنات المعدنية، فعند تحول صخور رسوبية في درجة تحول منخفضة تتكون صخور تابعة لسحنة الزيولايت.

وعند درجات حرارة أعلى تتكون صخور تابعة لسحنة الشيست الأخضر، حيث تكون معادن الكلوريت والألبيت والإبيدوت هي المعادن المميزة والمرشدة (Index minerals) لهذه السحنة.

 

وعند درجات تحول أعلى تتكون صخور معادنها هي الهورنبلند والبلاجيوكليز بدلاً من الكلوريت والإبيدوت.

وتتبع سحنة الأمفيبوليت، أما سحنة الجرانيولايت فإنها تمثل أعلى درجات التحول الإقليمي حيث تظهر بها معادن لامائية مثل البيروكسين والجارنت.

 

التغيرات الكيميائية اللاحقة في الصخور المتحولة: 

أثناء التحول التقدمي يحدث أن تفقد الرسوبيات مكوناتها المتطايرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والهالوجينات وغيرها. 

وتعمل هذه الأبخرة كحوامل لعناصر كيميائية عديدة غير متطايرة مثل السيليكون والحديد والمنجنيز، وهذا يعمل على تعديل التركيب الكيميائي لبعض الصخور المتحولة.

 

الترافق المعدني للسحنات: 

يبين الجدول التالي المعادن النموذجية المتوقع تكونها في السحنات المختلفة حسب نوع الصخر الأصلي (ناري مافي أو طين أو كلسي) وبعض هذه المعادن تحوي ماء تبلور، بينما البعض الآخر لامائي، وعادة ما تظهر المعادن اللامائية في الصخور المتحولة عند درجات التحول المرتفعة.

وبطريقة تخطيطية يمكن توزيع السحنات على شكل يبين علاقة الضغط بالحرارة شكل (8).

ويظهر في هذا الشكل أن سحنات الهورنفلس والسانيدينيت تتبع التحول بالتماس، في حين أن باقي السحنات تتبع التحول الإقليمي.

سلاسل ومجموعات السحنات: 

يمكن تقسيم سحنات التحول إلى سحنات بالاعتماد على الضغط، كما يمكن تقسيمها إلى مجموعات اعتماداً على درجة الحرارة.

وقد اقترح ماياشيرو (1961) ثلاث سلاسل من سحنات هي:

1- سلسلة الضغط المنخفض: وتشمل الهرسين الأوروبي وصخور حقب الحياة القديمة في استراليا، وجزءاً من الأحزمة المزدوجة في اليابان ونيوزيلنده.

 

2- سلسلة الضغط المتوسط: وهي في الواقع نفس نطاقات بارو وتشمل السلسلة الكاليدونية في أوروبا وجبال الأبلاش في أمريكا، وسلاسل أحزمة ما قبل الكمبري في ايداهو، وجبال الهيمالايا في آسيا، وأجزاء من أفريقيا.

 

3- سلسلة الضغط العالي: وتشمل جبال الألب والنطاقات المحيطة بالمحيط الهادي (اليابان ونيوزيلندة في الولايات المتحدة)

 

أما من حيث درجة الحرارة فيمكن تمييز أربع مجموعات من السحنات مرتبة من الحرارة المنخفضة إلى المرتفعة:

1- اللومونتيت والبرنيت – بامبيليت

2- الشيست الأخضر مشتملة على شيست جلوكوفين

3- الأمفيبوليت

4- الجرانيوليت (الثنائية البيروكسين)

 

ويساعد وجود طاقة حرارية من نشاط جيوكيميائي ظروف تكون المجموعة الأولى من جراء التحول بالدفن على تكون هذه المعادن في صخور متقاربة مع صخر الجريواك في التركيب، وتقع هذه المجموعة على الشكل رقم 8 بين سحنة الزيوليت وسحنة الشيست الأخضر.

وتجدر الإشارة هنا إلى أن القشرة القارية العادية تتكون عادة من صخور متحولة، حيث يسود اتزان حراري وميكانيكي وجيوكيميائي. 

وفي حالات أخرى توجد الصخور المتحولة في الأعماق حيث يؤدي التحول العظيم (الذي يتجاوز حدود التحول) إلى حدوث انصهار تفاضلي ويتكون صهير محلي.

 

وعندما يعود الاتزان للنظام يجمد الصهير ويعاد تبلوره من جديد مكوناً صخوراً متحولة، كما تقوم عوامل التعرية والتجوية بتفتيت وأكسدة الصخور على سطح الأرض لتكون رسوبيات كنواتج عابرة أو مرحلية.

من هذا نلاحظ أن دورة الصخر في الطبيعة هي دورة مغلقة، وليس هناك حلقة مفقودة في علم الصخور، وأن كل الصخور الموجودة في القشرة الأرضية كانت في إحدى المراحل صخوراً متحولة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]