نبذة تعريفية عن مادتي “الأسفلت والأسفلتيت”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الأول

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مادة الأسفلت مادة الأسفلتيت علوم الأرض والجيولوجيا

الأسفلت والأسفلتيت نوع من القار أو البيتومين الطبيعي، ويمكن الحصول عليه كذلك من مخلفات البترول.

والأسفلت مادة سوداء اللون تذوب بدرجة كبيرة في ثاني كبريتيد الكربون (CS₂) وهو متنوع الدرجات من حيث اللزوجة فهو يوجد على هيئة سائل لزج.

كما يوجد في الحالة الصلبة في حين أن الأسفلتيت يتألف من مواد صلبة ولا ينصهر بسهولة مثل الأسفلت، ويوجد فرق آخر بين الإثنين من حيث المواد المعدنية الموجودة فيهما.

 

فقد يوجد الأسفلت بدون مواد معدنية به وإذا وجدت فإنها تكون بنسبة عالية، أما الأسفلتيت فعادة توجد به كميات قليلة من المواد المعدنية أو لا توجد 

يتركب الأسفلت من هيدروكربونات ومركبات حلقية غير متجانسة Hetrolyclic Compounds)) تحتوي على النيتروجين والكبريت والأكسجين، وتختلف المكونات في أوزانها الجزيئية حيث يتراوح الوزن الجزيئي لهذه المكونات بين 400 و 5000.

ومع ارتفاع درجات الحرارة أو بالضغط أو الحمولة لمدة طويلة فإنها تسلك سلوك السوائل اللزجة بينما في درجات الحرارة المنخفضة والضغط أو الحمولة لفترات قصيرة يصبح الإسفلت مادة مرنة.

 

التوزيع:

يوجد أكثر الأسفلت متداخلاً مع الحجر الرملي والحجر الجيري والحجر الغريني. 

ويعتقد أن معظم هذه الرواسب مكامن بترولية تتصاعد منها مواد طيارة (Volatile constituents) بكشف هذه الصخور (أما الأسفلتيت بأنواعه الثلاثة جيلسونيت Gilsonite، جراهاميت grahamite، جلانس بيتش Glance pitch) فهو من سابروبيل بحيري أو مستنقعي ملحي.

ويقصد بالسابروبيل أو الردغة العضوية المادة اللزجة التي نشأت في المستنقعات نتيجة للتعطن.

وعندما تجف تصبح كتلاً صلبة داكنة اللون لا بريق لها، ويعزى الاختلاف في خواص أنواع الأسفلتيت إلى فروق في بيئة الترسيب، وهذه المواد جلبت من إرسابات الأيوسين الأعلى لنهر (Green River) وهي في معظمها طفل زيتي (Oil Shale).

 

الأسفلت:

يوجد الأسفلت النقي في مناطق كيرن سان لويس اوبيسبو (Kern san luis Obispo) وسانتا باربارا (Santa Barbara) والأسفلت قد يحتوي على 30% مواد معدنية.

كما هو الحال في بعض المناطق قد توجد به بقايا حشرية، وحيوانات حفظت في مواد لزجة والعديد منها تكون مصاحبة للطفل الميوسيني المونتيري (Miocene Monterey Shale) والتي يعتقد بأنها الطبقة المصدر للزيت الخام.

 

ويوجد الأسفلت كذلك في كنتكي (Kentucky) وأوكلاهوما (Oklahoma) وفي فرنسا واليونان والاتحاد السوفييتي سابقاً وكوبا.

ومن أهم هذه وأكبرها يوجد في فنزويلا وترنيداد واستخراج الأسفلت الفنزويلي من بحيرة برمودة (Bermudes Pitch Lake) ويغطي مساحة حوالي 1000 فدان (الفدان = 4300 متر) وبمعدل 1,45 متر في العمق

ويعتقد أن البحيرة تغذي ينابيع أسفلتية ويكون الأسفلت عند حواف البحيرة صلباً بما يسمح للسير عليه، وينصهر الأسفلت عند درجة حرارة 55° – 60° سيليزية بعد المعالجة للتخلص من الماء والمواد الطيارة (Volatile cconstituents) ويذوب بدرجة حرارة كبيرة (92% – 97%) في ثاني كبريتيد الكربون (CS₂)

 

ويحتوي على 83% كربون، و 11% هيدروجين، 62% كبريت، 1% نيتروجين، ويغطي أسفلت ترينيداد مساحة حوالي 32 متراً وبعمق يصل في المركز إلى حوالي 39 متراً.

ومن المحتمل أنه يتغذى من ينابيع جوفية وتخرج الغازات من الأسفلت ويتجمع ماء المطر في المنخفضات مكوناً مزيجاً من الأسفلت والماء المحتوي على الغازات والرمل والطين والمادة الخام تذوب بنسبة 39% من ثاني كبرتيتيد الكربون وتحوي 29% من وزنها ماء وغازات عند تسخينها لدرجة 001° س

وبعد عمليات التكسير والتي يتم فيها التخلص من الماء والغازات فإن المنتج ينصهر في درجة حرارة حوالي 90° س ويذوب بنسبة 56% في ثاني كبريتيد الكربون ويحتوي على 38% مواد معدنية. 

 

كما يتكون 80 – 83% كربون، 10 – 11 هيدروجين، 6 -8 % كبريت وأقل من 6% نيتروجين وتتراوح كمية الأسفلت في بحيرة ترينيداد بين عشرة ملايين إلى خمسة عشر مليون طـن.

وتوجد الأحجار الرملية المختلطة أو المشربة بالأسفلت في مناطق كثيرة من الولايات المتحدة وقد استخدمت على نطاق واسع كمواد للرصف.

مثل هذه الرواسب توجد كذلك في كندا وآسيا وأفريقيا وأمريكا الجنوبية.

ومعظم الإسفلت من أصل بحري ويتركب من مكونات لها أوزان جزيئية عالية توجد عادة في البترول، ويحتوي الأسفلت والأسفلتيت على نسبة عالية من الفاناديوم.

 

أسفلتيت:

تنقسم هذه المادة إلى ثلاث مجموعات هي: جيلسونيت جلانس بيتش جراهاميت وتختلف فيما بينها في الخواص الفيزيائية مثل الوزن النوعي والجاذبية ودرجة التلين (أنظر الجدول التالي) وهذه المواد جميعها تذوب تماماً في ثاني كبريتيد الكربون.

 

ويلاحظ أن تقسيم الأسفلتيت إلى ثلاث مجموعات تم على أساس الاختلاف في الخواص الفيزيائية وليس لاختلاف في الأصل والمنشأ.

يوجد النوع المعروف بالجلانس بيتش في باربادوس حيث تم تسويق كمية كبيرة من الرسوبيات وبعض عروق هذا النوع تحتوي 27% منها على مواد معدنية، 7,4% كبريت، وتتواجد في هاييتي وبعض الأماكن الأخرى.

 

ينتشر الجراهاميت في بعض الولايات الأمريكية كما يوجد بكميات صغيرة في المكسيك وبيرو والأرجنتين وترينيداد، والنوع الموجود في بيرو غني بالفانديوم.

ويبين الجدول التالي الأنواع المختلفة من الأسفلت الأسفلتيت ولزوجتها وعمليات تصنيعها واستخداماتها.

 

ويمكن الحصول على الأسفلت بكميات تجارية من البترول كمخلفات من تكرير أنواع معينة من النفط وذلك بالتخلص مع المواد الطيارة وعندئذ يعرف بالأسفلت الصناعي، وهو مادة بناء هامة تستخدم كعازل أو مانع لتسرب المياه.

ويستخدم في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها أكثر من 27 مليون طن من الأسفلت سنوياً حيث 9% هذه الكمية تنتج من البترول أما الباقي فمن المصادر الطبيعية.

في الطرق السريعة عامة يرش أسفلت سائل على الطريق ويتبع ذلك فوراً بتغطيته بالحجر حتى يكون التماسك شديداً.

أما في ممرات الطائرات فيستخدم أسفلت ساخن يعرف باسم أسفلت الفرش الساخن (Hotlay asphalt) مع التقليب المستمر وهو ساخن حتى يغطي طبقة ناعمة على سطح الممر، ويستخدم الأسفلت كذلك في تغطية الأسطح لتصبح عازلة، ويتم ذلك غالباً باستخدام الأسفلت المؤكسد.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]