طرق تكوّن المعادن

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طرق تكوّن المعادن المعادن علوم الأرض والجيولوجيا

تتكون المعادن نتيجة عدة عوامل وعمليات، قد تكون منفردة، وقد تتداخل معاً عند حدوثها في الطبيعية وتتلخص في الطرق الأربع التالية:

– طريقة التسامي:

وهي عموماً قليلة الحدوث، إذ يمكن أن تحدث عند الثورانات البركانية، إذ تتكون كميات قليلة من بعض المعادن من الغازات المتسربة من المداخن البركانية مثل معدن سالامونيت ومعدن الكبريت.

 

– المحاليل المائية:

وهي تشكل مصدراً مهماً لتكوين كثير من المعادن، حيث يمكن للمواد الذائبة فيها أن تترسب بعدة طرق منها:

1- تبخر السائل المذيب:

وكمثال على ذلك تبخر المياه بصورة متتالية وكبيرة من بعض الأجزاء المقتطعة من المحيطات أثناء الأزمنة الجيولوجية الماضية، مما نتج عنه ترسب كميات كبيرة من المواد الذائبة.

ومن هذه نذكر: الهاليت NaCl، والجبس CaSO₄. 2H₂O، وفي بعض الأحيان يستمر التبخر لمدة طويلة حيث ينتج عنه ترسب المعادن المحتوية على المغنسيوم والبوتاسيوم، وتعرف هذه المجموعة من المعادن بالمتبخرات.

وفي بعض المناطق الصحراوية حيث تتساقط الأمطار بصورة متفرقة، فإنه يحدث أن تتكون بعض البحيرات والخبرات الصغيرة المؤقتة، والتي ينتج عن تبخر مائها تكون الهاليت والجبس وكبريتات الصوديوم والكربونات ومعادن البورات وغيرها.

 

2- في الينابيع الحارة والفوارات:

حيث يعمل الماء الساخن مع وجود الضغط في الينابيع الحرة والفوارات على إذابة المواد من بعض الصخور، ويتم دفعها بعد ذلك إلى السطح.

وكمثال على ذلك تكوّن معدن الأوبال في منطقة حدائق يلوستون (yellowstone)، كما يترسب الترافرتين في بعض الينابيع الحارة.

 

3- فقدان ثاني أكسيد الكربون:

من المعلوم أن كربونات الكالسيوم لا تذوب في الماء. ولكنها يمكن أن تذوب بدرجة قليلة عندما يحتوي الماء على ثاني أكسيد الكربون كما توضحة المعادلة التالية:

كربونات كالسيوم + ماء + ثاني أكسيد الكربون ⇆ بيكربونات كلسيوم كالسيوم، وبيكربونات الكالسيوم الناتجة تذوب في الماء.

وبهذه الطريقة تكون العديد من الكهوف في الحجر الجيري في أنحاء مختلفة من العالم. وكما يظهر من المعادن السابقة، فإن هذا التفاعل هو تفاعل عكسي إذ أنه عندما يتم فقدان غاز ثاني أكسيد الكربون، فإن تتكون كربونات الكالسيوم علىش كل هوابط وصواعد وأشكال أخرى.

 

4- فعل بعض الكائنات الحية:  

تقوم بعض الأحياء التي تعيش في البحار باستخلاص كربونات الكالسيوم وثاني أكسيد السليكون من مياهها، وذلك من أجل استخدامها في بناء الأجزاء الصلبة من أجسامها، وكمثال على ذلك: يقوم المرجان وبعض أنواع الرخويات والفورا منفرا باستخلاص كربونات الكالسيوم.

في حين تقوم الدياتومات والاسفنجيات والراديولاريا باستخلاص ثاني أكسيد السليكون. ومن المعروف أن ترسبات كبيرة من كربونات الكالسيوم والجير، وترسبات دياتومية (من ثاني أكسيد السليكون) قد تكونت بفعل هذه الكائنات الحية.

 

– التبلور من الصهير:

يحاول الصهير دائماً أن يأخذ طريقه إلى أعلى مندفعاً في ثنايا طبقات الصخور، فإذا وصل إلى السطح نتج عنه ثوران بركاني أو تدفق الحمم، وعندما يبرد الصهير فجأة ينتج عنه صخور سطحية ذات حبيبات صغيرة جداً، وهي ذات أهمية قليلة من الناحية المعدنية وتعرف بالصخور البركانية.

أما إذا لم يصل الصهير إلى السطح فجأة، فإنه يبرد ببطء أثناء عملية اندفاعه مما يتيح المجال لحدوث سلسلة من التفاعلات.

 

ويتركب الصهير أساساً من أكاسيد: السليكون (SiO₂)، والألومنيوم (Al₂O₃)، والحديد (Fe₂O₃)، و (FeO)، والكالسيوم (CaO)، والمغنسيوم (MgO)، والصوديوم (Na₂O)، والبوتاسيوم (K₂O).

وأكثر هذه الأكاسيد وجوداً هو أكسيد السليكون. ويحتوي الصهير أيضاً على مواد غازية مثل بخار الماء، والكلور، والفلور، وثاني أكسيد الكربون، والبورون، ومركبات الكبريت، وهذه تعمل على زيادة سيولة الصهير ومع ذلك فهي لا تدخل في تكوين المعادن الأولى المتكونة من الصهير، بينما تبقى متركزة في محاليل مائية حارة تسمى بماء الصهير.

 

إن عمليات التبلور الحاصلة من الصهير ينتج عنها:

– صخور قاعدية (قليلة المحتوى من السيلكا): معادن الأوليفين، والبلاجيوكليز القاعدي، وأكاسيد وكبريتيدات بعض الفلزات مثل: الحديد، والنحاس، والنيكل، والكروم والبلاتين والتيتانيوم والماس.

– صخور متوسطة (وتحتوي على كمية متوسطة من السليكا) وتتكون من معادن الأمفيبول والأنديزين.

– صخور حمضية (وتحتوي على نسبة عالية من السيلكا) وتتكون أساساً من معادن الكوارتز والفلسبات المختلفة وصخور الجرانيت هي آخر الصخور التي تتبلور معادنها من الصهير.

 

ويكون ماء الصهير المتبقي حاراً وعالي التركيز، ويقع تحت ضغط عال، إلا أن لزوجته تكون أقل من لزوجة الصهير الأصلي.

وينتج عنه قواطع البيجماتيت، ويمكن أن يحتوي على كميات كبيرة من معدن الكوارتز، وبلورات واضحة من الميكروكلين، وصفائح الميكا، ومعادن يمكنها أن تحتوي على عناصر نادرة مثل: معدن البريل الذي يحتوي على عنصر البريليوم، ومعدن سبوديومين الذي يحتوي على عنصر الليثيوم، ومعدن يورانينيت الذي يحتوي على عنصر التنجستن، ومعدن كولومبيت الذي يحتوي على عنصر كولومبيوم ونيوبيوم.

 

والمرحلة الأخيرة للصهير هي مرحلة المحاليل المائية الحارة حيث تتكون معادن في عروق، وبعض منها خامات مهمة نذكر منها: خامات القصدير والتنجستن والموليبدينوم والذهب والنحاس والخارصين والزئبق.

إضافة إلى معادن مثل البيريت والمركزيت والكوارتز والكالسيت والفلوريت والباريت والأوبال.

 

– عمليات التحول التلامسي والديناميكي:

حيث يمكن للصخور الملامسة للصهير اثناء اندفاعه أن تتأثر بفعل الحرارة والمحاليل الكيميائية فتتكون معادن جديدة، وبخاصة عندما يتداخل الصهير مع كربونات كالسيوم غير النقية.

أما في حالة حدوث عمليات تحول ديناميكي، وتحت تأثير الحرارة والضغط ومع توافر ماء في الصخور، فإنه يحدث إعادة تبلر للمعادن، أو تكوّن معادن جديدة أخرى مثل تحول الحجر الجيري إلى رخام، وتحول الحجر الرملي الذي يحتوي على مادة سيليكية ماسكة إلى كوارتزيت.

وكذلك قد يحدث تكون الشيست الذي يحتوي على معادن صفائحية أو منشورية مثل: الميكا والتلك والكلوريت والهورنبلند

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]