نبذة تعريفية عن عملية “الإحلال الميتاسوماتي”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الإحلال الميتاسوماتي علوم الأرض والجيولوجيا

عملية يتم من خلالها تغير التركيب الكيميائي للصخور. ووفقا للتسمية الأصلية بواسطة نادُمان. 

ويطلق المصطلح على نوعيات معينة من الأشكال الكاذبة التي تكونت على حساب معدن أصلي وذلك عن طريق الإحلال الكيميائي.

يشار إلى كل التغيرات الكيميائية للمعادن بواسطة الإحلال الكيميائي على أنها ميتاسوماتية، ومن هذا المنطلق فإن معظم المكونات المعدنية الحديثة للصخور المتحولة تعتبر معادن ميتاسوماتية.

 

إن الأحلال الميتاسوماتي هو في الأساس تغير أي معدن في الصخر (ذرة مكان ذرة)، وذلك بافتراض تفاعل بين معدن صلب وطور مائع، وهذا المصطلح يكافئ مصطلح الإحلال الذي يستخدم بصورة شائعة في الولايات المتحدة.

وفي هذا الشأن، قد يكون من الواجب التمييز بين الإحلال الميتاسوماتي المعدني والإحلال الميتاسوماتي الصخري.

إن ميكانيكية الإحلال الميتاسوماتي للمعادن في الصخور المتحولة مثل الإحلال الميتاسوماتي الصخري للكتل الكبيرة، ولكن في الحالة الأولى فإن الطور المائع قد يتسبب فقط في تغيير مواقع العناصر الكيميائية في الصخر ككل، دون أي تغيير في التركيب الكلي للصخر

 

أما في حالة الإحلال الميتاسوماتي الصخري فإن المائع المضاف إلأى الصخر يغير التركيب الكيميائي الأصلي للصخر. وعلى ذلك فإن الإحلال الميتاسوماتي المعدني الذي يحدث في صخـر متحول

يمكن أن يعتبر أيض الصخر أي إعادة ترتيب مواقع العناصر الكيميائية والتي عليها أن تتحرك لمسافات قصيرة فقط، هذا على خلاف الإحلال الميتاسوماتي الصخري والذي يجب أن يُقصر على أية إحلالات ينتج عنها تغير في كل من التركيب الكيميائي الأصلي للصخر والمعادن المتفردة. 

وهذا يعني إضافة وخروج مواد كيميائية متحركة لمسافات كبيرة قد تصل إلى عدة كيلومترات. وتتم عملية الإحلال الميتاسوماتي عن طريق الإضافة أو الطرد أو كليهما.

 

تتم عمليات الاحلال الميتاسوماتي في مدى واسع من درجات الحرارة والضغط وفي جميع الصخور.

وقد يكون ذلك مصحوباً بتغيرات ملموسة في الحجم ولكن في أغلب الأحيان تتم العملية بدون أي تغير يذكر في الحجم (قانون الحجم) وهذا يفسـر الحفاظ على التراكيب والأنسجة الأصلية بصورة جيدة.

وتخضع التفاعلات الإحلالية الميتاسوماتية بصفة عامة لقانون فعل الكتلة، فمن أجل حدوث تأثير إحلالي يجب أن يصل تركيز المائع المضاف إلى حد أدنى معين وهذا يفسر ندرة العبور التدريجي من نوع صخري إلى آخر، حيث يكون التماس بين الصخور المتياسوماتية حاداً بصفة عامة.

 

تعتبر عملية تغير الحجر الجيري (كلسيت) إلى دولوميت عند ملامسته لمياه البحر مثالاً جيداً وبسيطاً للإحلال الميتاسوماتي حيث تتفاعل أيونات المغنسيوم الذائبة في مياه البحر ببطء مع الحجر الجيري وفقاً للمعادلة:

ويبدو أن معظم صخور الدولوميت قد تكونت بهذه الطريقة وقد تتم عملية الدلمتة على الشعاب المرجانية، هذا ويعتبر تغير الحجر الجيري إلى مواد فوسفاتية نتاجاً لنفس العملية أيضاً.

 

ينتشر الإحلال الميتاسوماتي في الصخور السيليكاتية على نطاق واسع فعند نطاقات التلامس بين المقتحمات النارية، تحدث عمليات الإحلال ليس عن طريق تأثر الصخور المهاجمة فقط، ولكن أيضاً للصهير المتبلور والذي يمثل أصل الموائع المؤثرة في العملية.

تكون الموائع أحياناً غازية التركيب مؤدية إلى ما يسمى بالإحلال الميتاسوماتي الغازي (تحول غازي) والذي يسبب تكوين صخور الاسكارن (Skarn) في الصخور الجيرية عندما يقتحمها صهير ناري متوسط التركيب.

والاسكارن عبارة عن صخور جيرية – سيليكاتية بها معادن مثل الجارنت الأندراديتي والهدنبرجيت.

 

كما تحتوي عادة على بعض المعادن الغنية بالبورون والفلور والكبريت (التورمالين والفلوريت والكبريتيدات الفلزية).

وقد يصاحب هذه المعادن بعض معادن الخامات الفلزية ذات القيمة الاقتصادية مثل معادن القصدير والنحاس والرصاص والخارصين والفضة.

يحدث الإحلال الميتاسوماتي على نطاق واسع بصفة شائعة وذلك أثناء عمليات التحول الإقليمي مثل عملية الجرنتة الإقليمية التي تتميز بازدياد في العناصر القلوية وتناقص في المغنسيوم والكلسيوم والحديد، وتؤدي هذه العملية إلى تكوين كتل جرانيتية عملاقة الحجم، عادة ما تكون مثاراً لجدل كبير بالنسبة لأصلها (ميتاسوماتي أم صهيري).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]