1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية جدولة عملية ري التربة وتنظيمها عملية ري التربة علوم الأرض والجيولوجيا

تروى التربة عادة على فترات متقطعة خشية أن يصيب الجفاف نمو النبات.

 ويتطلب الأمر بعد ذلك ري التربة بالماء المطلوب، لإعادة ملء المنطقة التي تحتلها الجذور بالمياه إلى الدرجة القصوى ، لاحتفاظها بالماء ضد الرشح والصرف إلى أسفل.

وعندما تكون هناك ضرورة ملحة لزيادة الري – كأن يراد غسل التربة – فإنه يحسن أن يخطط لها وتوضع لها نظم وجداول زمنية ، تتلاءم مع الظروف المختلفة .

 

وهناك ثلاثة مداخل تساعد المزارع في عمل تنظيم وجدولة عملية الري هي ما يلي :

أ – حساب المحتوى الرطوبي في التربة وتحديد قدرتها على الامتصاص .

ب- استخدام النباتات نفسها ككواشف للحاجة إلى الماء .

ج– الحفاظ على رصيد معين للماء في التربة .

 

وبالنسبة للنقطة الأخيرة ومعرفة الميزانية العامة للماء بين النبات والتربة ، فإن ذلك يتطلب معلومات مهمة عما يلي :

أ – معدلات النتح والتبخر قصير الأجل في المراحل المختلفة من مراحل نمو النبات .

ب – كيفية احتفاظ التربة بالمياه .

ج – العجز في مياه التربة نتيجة نفاذه ورشحه إلى أسفل ، أو نتيجة لعمليات التبخر .

د – عمق التغلغل الجذري المؤثر للنباتات المنزرعة .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

ملوحة التربة التربة كيفية التحكم في ملوحة التربة كيفية تنظيم تغذية التربة بالمخصبات علوم الأرض والجيولوجيا

التحكم في ملوحة التربة

ترتفع نسبة الأملاح في الأراضي ذات الصرف الرديء، أو الأراضي المنخفضة المنسوب، والتي تتراكم فيها المياه. وقد تكون اللأملاح موجودة أصلاً بالمواد الأساسية المكونة لمفتتات التربة.

ويمكن استصلاح التربة في هذه الأحوال بتحسين نظام الصرف، وتسهيل رشح المياه في التربة، أو عن طريق غسل الأملاح من التربة.

وعندما تغمر المياه سطح التربة فإن حوالي 50% من الأملاح في منطقة الجذور، يمكن التخلص منها برشح المياه إلى أسفل، وتدبير عملية صرف المياه بطريقة مناسبة.

 

تنظيم تغذية التربة بالمخصبات:

قبل التفكير في إضافة مخصبات ما إلى التربة، فإنه يلزم تنظيم المواد الغذائية في التربة عن طريق التحكم في المواد الغذائية المتاحة، والموجودة في التربة أصلاً، والتي يمكن الاستفادة منها.

وتتم هذه العملية عن طريق تعديل تفاعل التربة إذا احتاج الأمر إلى ذلك، أو بمعنى آخر التحكم في تركيز أيون الهيدروجين في التربة، وكذلك عن طريق تنشيط الكائنات الدقيقة في التربة، حتى يمكن تحليل المواد العضوية فيها تحليلاً كاملاً وتحسين تهوية التربة.

 

ويتم تحليل المخصبات الحضراء وبقايا النباتات والجذور في التربة، وينتج عن ذلك نسبة ثاني أكسيد الكربون الذي يسهم بدوره في تحويل المواد الغذائية في التربة إلى صورة قابلة للذوبان.

ويحدد نظام الزراعة وطرق التسميد نوعية المخصبات ونوع المحصول المنزرع، وطرق التسميد كثيرة فمنها رش السماد فوق سطح التربة، أو وضعه على أعماق معنية من سطحها، أو تطويق النبات في حلقة على بعد معين، أو تطبيق التسميد على الأوراق مباشرة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

أيون الهيدروجين التربة علوم الأرض والجيولوجيا

تتحكم قيمة الأس الهيدروجيني pH في التربة (اي مدى حامضيتها أو قلويتها) في مدى حصول النبات على العناصر الغذائية من التربة.

وتصنف التربة إلى مجموعات منها تربة حمضية، وتربة متعادلة، وتربة قلوية حسب قيمة الأس الهيدروجيني فيها، وتتراوح قيمة الأس الهيدروجيني في التربة من 4 ألى 8 تقريباً.

وتكون التربة متعادلة عندما تساوي قيمة الأس الهيدروجيني فيها 7، أما إذا نقصت قيمته عن ذلك فتصبح تربة حمضية، وإذا زادت عن هذه القيمة تصبح تربة قلوية.

وفي بعض الظروف يلزم تعديل قيمة حموضة التربة أو قلويتها لتكون تربة متعادلة، ويتم ذلك بإضافة الجير إلى التربة الحضمية.

وعند إضافة الكبريت أو حمض الكبريتيك أو الكبريتات (الحديد أو الألومنيوم) فتتحول التربة القلوية إلى قرب التعادل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

إدارة التربة مضامين نظام إدارة التربة علوم الأرض والجيولوجيا

المعنى الحرفي لهذا المصطلح هو «إدارة التربة» ويقصد بذلك كيفية استغلال التربة بصورة اقتصادية وتنظيم المعاملات الضرورية لذلك.

وتتضمن هذه المعاملات الإعداد الجيد للتربة سواء بطرق يدوية أو آلية، وتنظيم كل المعاملات الأخرى التي تتضمن عمليات الري والبذل (الصرف) والتسميد، والتي تهيء الظروف المناسبة لزيادة إنتاجية الأرض من المحاصيل المنزرعة من إنتاج الأشجار المثمرة.

ويتطلب تنظيم المعاملات المناسبة لكل تربة خبرات خاصة تحقق مستوى عالياً من إنتاجية الأرض وفق أسس علمية مدروسة، ومن هذه الخبرات تحديد الخواص الطبيعية والكيميائية والبيولوجية للتربة، ومعرفة حاجة التربة من الهواء والماء، وعمليات التقليب والتسميد وإعداد الأرض لتناسب كلا من النباتات المنزرعة المختلفة.

 

هذا إلى جانب وقاية المحاصيل المنزرعة من أضرار الحشرات والأمراض والآفات التي قد يتعرض لها النبات، واختيار أنسب الأوقات للزراعة وأخرى للحصاد.

ويهتم بهذه العمليات المختصون في الإرشاد الزراعي. ولقد خطط المهندسون الزراعيون طرقاً كثيرة لتنظيم استخدامات الأرض الزراعية، وللتعرف على نوع التربة وخواصها في الحقل، ومعرفة مدى صلاحية التربة للزراعة وملاءمتها لكل محصول يزرع فيها.

 

ويتطلب ذلك إجراء بحوث حقلية كتلك التي قام بها مركز خدمات صيانة التربة في الولايات المتحدة الأمريكية ويتضمن هذا النظام ما يلي:

أ إنشاء خرائط إمكانات الأرض الزراعية:

ويتم إعداد هذه الخرائط أثناء مسح الأراضي الزراعية. هذه الخرائط أثناء مسح الأراضي الزراعية. وتسهم هذه الخرائط في معرفة مدى ملاءمة الأرض الزراعية للاستغلال الزراعي أو الرعوي أو الغابي أو لعمليات التحريج.

كما تؤخذ في الاعتبار كذلك كيفية التحكم في خصوبة التربة، والمحافظة عليها من التعرض للتآكل وللتعرية وفقاً للظروف الطبيعية المحلية.

وتظهر هذه الخرائط ثمانية أنواع من هذه الإمكانات ويرمز لكل منها بأحرف رومانية أو بألوان مختلفة حيث يشير كل حرف أو لون منها إلى إمكانية معينة من إمكانات التربة.

 

ب- تنظيم زراعة المحاصيل:

ويقصد بذلك تهيئة المحاصيل التي تزرع في الأرض، وتحديد تتابع أو الترتيب الزمني. لزراعة المحاصيل في نفس الحقل على فترات زمنية متعاقبة.

وقد يكون هذا التتابع في شكل دورات زراعية منتظمة لمحاصيل مختلفة، ويكون فيها تتابع لمحاصيل معينة في نظام دوري ثابت وفقاً لإمكانات التربة الزراعية.

 

ويمكن أن يكون التتابع لمحصول واحد يزرع في نفس المساحة المنزرعة من الأرض سنة بعد أخرى، خاصة إذا لم يكن هذا المحصول مجهداً للتربة، كما قد يكون التتابع لمحاصيل مختلفة تزرع في مساحة زراعية معينة ولكندون وضع خطة دورية منتظمة أو ثابتة.

وقد تتخذ عملية تنظيم زراعة المحاصيل صورة دورات منتظمة ذات تتابع ثاتب لمحاصيل مختلطة، مثل الحبوب الغذائبة ومحاصيل العلف والبرسيم والبقوليات.

ويفضل أن تزرع البقوليات منفردة في دورة خاصة مع البرسيم والحلفا أو محاصيل العلف، ذلك لأن البقوليات تعمل على تغذية التربة بالنتروجين الذي يزيد من خصوبتها.

 

وتسهم زراعة الحبوب الغذائية في تجنب التربة لعمليات التعرية، إلا أنها لا تضيف النتروجين إليها وتستهلك كميات متوسطة من المواد الغذائية في التربة، لذلك يحسن عدم زراعة الحبوب الغذائية في دورة زراعية تدخل فيها البقوليات.

أما محاصيل البطاطس والقطن وبنجر السكر فتعد اختياراً مناسباً عندما تتبع البقوليات في دورة زراعية واحدة، حيث أن هذه المحاصيل تستفيد من النتروجين والزوت الذي تضيفه البقوليات في التربة.

 

ج- المواد العضوية

إن إضافة المواد العضوية للتربة في صورة مخصبات عضوية أو مخصبات خضراء ورقية، له قيمة وعائد ملموس في تشكيل الخصائص الطبيعية والكيميائية والبيولوجية للتربة، ومن ثم في مدى خصوبتها وجودتها.

وقد أظهرت الأبحاث الحديثة تفسيرات مقبولة لإيضاح ميكانيكية هذا التأثير، فقد تبين أنه أثناء تحلل المواد العضوية في التربة، تقوم الكائنات الحية فيها بربط الحبيبات المنفردة في التربة وتجميعها وتحسين التهوية في التربة وتثبيت النتروجين الجوي فيها.

 

فعندما تختلط هذه المواد بحبيبات التربة وتتعرض للجفاف فإنها تربط بين هذه الحبيبات، وتغيرها إلى تركيب مسامي ثابت المحتوى المائي، إلا أن هذه المواد الصمغية قد تتحلل بدورها بواسطة كائنات عضوية أخرى في التربة.

ولكي نضمن الحصول على مصدر ثابت ومناسب من هذه المواد الصمغية اللاحمة، فيجب إضافة المواد العضوية إلى التربة بصورة مستمرة، وعلى فترات متقطعة.

وتقوم جذور النباتات والغزل الفطري لأنواع كثيرة من الفطريات التي تنتشر في التربة بتعفين الجزيئات المتلاحمة، وتشكيلها إلى تجمعات أكبر حجماً، مما يؤدي إلى تكوين فراغات ومسام واسعة في التربة تسمح بدورها بالحركة السريعة لكل من الماء والهواء فيها.

 

وتزداد كذلك سرعة حدوث التفاعلات البيولوجية في التربة. وتجد الإشارة إلى أن وجود المواد العضوية في التربة، قد لا يكون مفيداً في كل الحالات. فتجمع حبيبات التربة في مجاميع كبيرة الحجم نسبياً، قد يؤدي إلى تكوين طبقة سطحية متجمعة تخضع لعوامل التعرية والتذرية بفعل الرياح.

وبالرغم من بعض النتائج السلبية المحدودة للمواد العضوية في التربة، فإن تخصيب التربة بهذه المواد يعد من العمليات المهمة لضمان الحفاظ على خصوبة التربة ورفع إنتاجيتها.

 

د- المحسنات والمثبتات:

وهذه تشتمل على مجموعة كبيرة من المواد الطبيعية والمصنعة، والتي تمتزج مع مكونات التربة وتعمل على تحسين خصائصها البيدولوجية (الطبيعية والكيميائية والبيولوجية).

وتستخدم أملاح الكالسيوم القابلة للذوبان في الماء مثل كلوريد الكالسيوم والجبس أو حامض الكبريتيك أو الكبريت، وكبريتات الحديدوز وكبريتات الألومنيوم لتحسين الصفات الطبيعية للتربة، خاصة عند احتوائها على كميات زائدة من أيونات الصوديوم المندمجة مع حبيبات التربة الغروية.

كما تبين أن إضافة الجبس للتربة الطبيعية غير المسامية يعمل على تحسين صفاتها وتعديل نسيجها وقوامها.

 

كما يستخدم الحجر الجيري في تحسين الصفات الطبيعية للتربة الحمضية، وذلك عن طريق تنشيط الكائنات الدقيقة في التربة، والتي تساهم في تكوين بعض المواد التي تعمل على ربط حبيبات التربة وتجميعها في مجموعات كبيرة.

وقد كان لاكتشاف طبيعة الدور المهم الذي تلعبه الكائنات الحية في التربة في إنتاج مواد صمغية تربط حبيباتها، أثره في إجراء البحوث العلمية للكشف عن مواد جديدة مصنعة كيميائياً، بحيث يكون لها نفس التأثير على المواد الطينية، وعلى ذلك تم استخدام نوعيات واسعة من هذه المركبات المصنعة أدت فعلاً إلى تحسين صفات التربة وخواصها البيدولوجية.

 

هـ- الخصوبة:

ويقصد بذلك اكتساب التربة صفات بيدولوجية متميزة بحيث تسمح مركباتها الغذائية بتغذية النبات بكميات مناسبة وبمواد متنوعة في سهولة ويسر.

وفي توازن منضبط تحت ظروف مناسبة من الضوء والرطوبة والحرارة، ومن ثم تؤثر خصوبة التربة في مدى إنتاجيتها أو بمعنى في مردود الفدان (أو الهكتار) من المحاصيل المنزرعة.

 

و- الاختبارات والتحاليل المعملية:

إن بعض أنواع التربة قد تكون خصبة، وذات خواص طبيعية جيدة، إلا أنها قد تفتقر في نفس الوقت إلى عنصر أو أكثر من العناصر الستة عشر الأساسية لنمو النبات (راجع تربة).

وقد ترتفع نسبة الحموضة أو نسبة القلوية في التربة، ويؤثر ذلك في خواصها من جهة، وفي إنتاجيتها ومدى خصوبتها من جهة أخرى.

 

وتجري هذه الاختبارات بطرق متعددة حيث تستخلص جميع الكميات من المواد والعناصر الموجودة في التربة، ثم تقارن بكميات وقيم قياسية.

وقد تحتاج بعض أنواع التربة إلى نوعيات خاصة من الاختبارات المعملية، للتعرف على تكوينها المعدني وخصائصها الكيميائية أو البيدولوجية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معادن الهالوجينات تقسيمات معادن الهالوجينات علوم الأرض والجيولوجيا

هي مجموعة من المركبات الطبيعية التي تحتوي  على الهالوجين باعتباره المكون الأنيوني الوحيد أو الرئيسي – الذي يكون في شكل أيون سالب الشحنة.

ويوجد أكثر من سبعين معدناً تنتمي إلى هذه المجموعة بيد أن نسبة قليلة منها تنتشر في القشرة الأرضية بمعدلات كبيرة.

 

ويمكن تقسيم هذه المعادن إلى خمس مجموعات رئيسية:

الأولى:

الرواسب الملحية الناجمة عن تبخير مياه البحار أو البحيرات المالحة، ومن أشهر رواسب هذه المجموعة معدن الهاليت (Halite) (الملح الصخري).

وتركيبه الكيميائي كلوريد الصوديوم (NaCl). ويوجد الهاليت على شكل رواسب طبقية تغطي مساحات شاسعة من الأرض تقدر بمئات الكيلومترات المربعة، ويصل سمك رواسب هذا المعدن إلى ما يزيد على 300 متر.

ومن المعادن الهالوجينية الهامة الأخرى التي توجد مع الهاليت: السلفايت (KCl)، والكارناليت (KMgCl₃. 6H₂O.

 

الثانية:

الرواسب الحرمائية (Hydrothermal) مثل معدن الفلوريت (CaF₂) الذي يعتبر مثالاً أساسياً لهذه المجموعة.

ويوجد الفلوريت عادة بصورة منفردة في العروق الصخرية أو يكون مصاحباً للركازات المعدنية.

أما معدن الكريولايت (Na₃AlF₆ Cryolite) فيمكن اعتباره أحد الرواسب الأولية، كما أنه يعتبر حصيلة التفاعل الناتج بين المحاليل المحتوية على الفلور والسيليكات.

 

الثالثة:

الرواسب الثانوية مثل كلوريدات ويوديدات وبروميدات الفضة أو النحاس أو الرصاص أو الزئبق، وهي تتشكل على سطوح الركازات حاملة هذه المعادن.

ومن أشهر معادن هذه المجموعة: السيرارجيريت (Ceragyrite) والاتاكاميت (Cu₂ (OH)₃ Cl – Atacamite)

 

الرابعة:

الرواسب الناتجة عن التسامي، حيث تتكون الهاليدات كمنتجات تسامت حول الأدخنة البركانية، وتنتشر معظم هذه الرواسب في منطقة مونت فيزوفيوس (Mount Vesuvius) بإيطاليا، ومن أشهرها: السلامونياك (NH₄Cl) والماليسيت (FeCl₃) والكونتونيت (PbCl₂).

 

الخامسة:

النيازك، يوجد اللورينسايت (FeCl₂ Lawrencite) في حديد النيازك والشهب (أنظر: نيازك).

والهاليت معدن واسع الانتشار يوجد في الرواسب الملحية مصاحباً لمعادن الأنهيدريت والطين والجبس والدولوميت.

حيث توجد تلك الرواسب في الصخور الرسوبية في مختلف العصور الجيولوجية، والهاليت يوجد في هيئة رواسب سميكة ذات انتشار كبير أو في هيئة محاليل ذائبة في مياه البحار والمحيطات والبحيرات المالحة، أو كمادة متسامية حول فوهات البراكين.

 

يوجد الفلوريت بصورة منفردة في العروق الصخرية أو يكون مصاحباً للركازات المعدنية، كذلك يوجد المعدن في الصخور الجيرية والدولوميتية.

ويوجد المعدن بكميات كبيرة في كمبرلاند ودرهام ودربي شاير بإنجلترا وفي سويسرا وبعض الولايات الأمريكية وجمهورية مصر العربية.

يوجد معدن الكريوليت في هيئة عروق في الصخور الجرانيتية في جرينلاند، مصاحباً معادن الجالينا والكالكوبيريت والسفاليريت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معادن النترات علوم الأرض والجيولوجيا

المعادن النتراتية عددها قليل نسبياً ونادرة الوجود في الطبيعة باستثناء النيتر الصودي.

وتتميز هذه المعادن بقابليتها للذوبان في الماء، وتشتمل على النيتر الصودي (NaNO₃)، النيتر البوتاسي (KNO₃)، النيتر الأموني (NH₄NO₃)، النيتروباريت Ba(NO₃)₃، النيتروكالسيت Ca(NO₃)₂ النيترو ماجنزيت Mg(NO₃)₂6H₂O والجيرهاردتيت والبوتجنباكيت والدرابسكيت.

ويعتبر النيتر الصودي والمعروف باسم ملح شيلي أهم معادن هذه المجموعة وأكثرها انتشاراً.

 

تعتبر شيلي أكبر منتج للمعادن النيتراتية حيث توجد رواسب النيترات في حزام يصل طوله إلى 720 كيلومتراً، وعرضه يتراوح بين 16 و 80 كيلومتراً.

على طول المنحدر الشرقي للسلاسل الشاطئية من صحاري التراباكا وأنتوفاجستا بشمال شيلي. وتتكون الرواسب من طبقات رقيقة من النترات والمعادن المصاحبة.

ويتراوح سمكها بين بضعة سنتيمترات إلى بضعة أمتار ويغطى برواسب من الرمال والحصى. وتشير الدلائل على أن النترات تنقل بواسطة المياه الجوفية وترسب بالتبخر.

 

ومصدر النيترات قد يكون:

أ- إفرازات الطيور المتراكمة (الجوانو).

ب– تثبيت النيتروجين من الجو بواسطةالزوابع الكهربائية.

ج- تثبيت النيتروجين بفعل البكتيريا من المواد الخضرية.

د- مصدر بركاني من صخور عصور الترياسي والطباشيري القريبة والمصدر الأخير هو الأكثر احتمالاً.

 

وقد احتكرت شيلي سوق النترات للمخصبات لسنوات عديدة، ولكن الآن تحتل مركزاً متواضعاً نظراً للتقدم الذي تم إحرازه في تثبيت النيتروجين من الجو بطريقة صناعية.

وقد أدى ذلك إلى انتاج كميات تجارية كبيرة من النترات الصناعية، مما أدى إلى الإقلال من استيراد النترات الشيلية.

توجد رواسب معادن النترات بكميات قليلة كذلك في بوليفيا، بيرو، شمال أفريقيا، روسيا، الهند، غرب الولايات المتحدة الأمريكية.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

المعادن مكانية النشأة طرق تكوين المعادن مكانية النشأة خواص المعادن مكانية النشأة علوم الأرض والجيولوجيا

هي تلك المعادن التي توجد في نفس تكوّنها داخل الرواسب أو الصخور الرسوبية وذلك خلال أو بعد عملية الترسيب ووجود هذه المعادن في المكان الأصلي يميزها عن المعادن الخرى الحتاتية (الالوجينية)، والتي تكونت في مكان آخر وترسبت في المكان بعد انتقالها من منشئها.

كذلك تضم هذه المجموعة تلك المعادن ذات الأصل البيولوجي (المعادن البيوجينية)، والتي تكون الجزء الصلب من الأحياء أو تلك التي ترسبت بصورة غير مباشرة بواسطة الأحياء الموجودة في مكان الترسيب.

وتشكل المعادن مكانية النشأة نتاجاً أساسياً لعمليات وتغيرات ما بعد النشأة وغالباً ما تكون الدليل القاطع لهذه التغيرات والعلميات.

 

توجد هذه المعادن تقريباً في جميع أنواع الصخور الرسوبية، ويتراوح مقدار انتشارها فيها من كميات قليلة نادرة إلى كميات كبيرة بحيث تشكل الصخر بكامله.

يبين الجدول المرافق المعادن مكانية النشأة الشائعة. وأكثرها انتشاراً هو الكالسيت والدولوميت وهي المعادن الرئيسية المكونة للحجر الجيري والحجر الدولوميتي بالترتيب.

إن كثيراً من الكالسيت في الحجر الجيري كان في الساق أراجوانيت، بينما معظم الدولوميت تكون نتيجة الإحلال الميتاسوماتي للكالسيت.

 

من الصخور الرسوبية الشائعة كذلك ما يسمى بالشيرت (فلنت، جاسبر)، والذي يتكون من بلورات الكوارتز المتناهية في الصغر (كالسيدوني).

وبعض صخور الشيرت الحديثة تحوي كذلك معدن كريستوباليت وهذان المعدنان (كالسيدوني وكريستوباليت) تكونا من السيليكا الأوبالية عديمة التبلور.

إن المعادن الحتاتية المكونة للحجر الرملي غالباً ما تكون ملحومة بملاط يتكون من كوارتز، كالسيت، دولوميت أو أكاسيد الحديد مثل هيماتايت وجوثيت.

 

وكثيراً ما يشاهد نمو (ترسب وتبلور) الكوارتز الأصيل على الكوارتز الحتاتي (الثانوي) والفلسبار الأصيل على الفلسبار الحتاتي (الثانوي).

أما معادن الطين الأصلية مثل الكلوريت، والايليت والكاؤولينيت والسميكتيت فهي شائعة أكثر مما كان يعتقد في الحجر الرملي، ومعادن البيريت والماركزيت الأصيلة فهي غالباً ما تشكل إحدى مكونات صخور الطفل الصفائحي والحجر الطيني.

ومعادن الزيوليت غالباً ما توجد في الترسبات البحرية الحديثة حيث تكونت من الزجاج البركاني.

 

طرق التكوين :

يمكن أن تتكون المعادن مكانية النشأة نتيجة للترسيب المباشر أو التبلور، أو تحول معدن موجود سابقاً في نفس المكان، أو بواسطة التحول التركيبي لمعدن إلى معدن آخر.

إن تكوين هذه المعادن في مكان ما هو دليل على أن الظروف في ذلك المكان تتطلب وجود توازن بين مجموعة المعادن الموجودة.

والعوامل المؤثرة في تكوين هذه المعادن هي الحرارة، والضغط، والتركيز الأيوني للعناصر، ومقدار الأس الهيدروجيني للمحاليل الموجودة، وجهد الأكسدة والاختزال.

 

من الشائع أن نجد أن معادن الطين الأصلية الموجودة في الأحجار الرملية تكونت نتيجة ترسب مباشر من الموائع (السوائل) الموجودة في المسامات الصخرية أو نتيجة التغيرات الموجودة في الصخر.

ويمثل معدن البيريت أحد المعادن غير الطينية وقد تكون نتيجة تفاعل الحديد مع كبريتيد الهيدروجين.

ومثال آخر هو الكوارتز الذي قد يتكون إما على شكل بلورات منفردة أو نمو طبقي ترسبي نتيجة ترسبات السيليكا.

 

وعادة تؤدي إعادة تبلور المعادن مكانية النشأة إلى زيادة حجم البلورات، وذلك بسبب عملية الذوبان التي يتبعها الترسيب.

ومن الأمثلة الواضحة على ذلك هو الحجم الكبير لبلورات الهاليت والجبس والانهيدريت في الترسبات الناتجة عن عملية التبخر (المتبخرات) وبلورات الكالسيت في بعض أنواع الحجر الجيري.

مثال آخر للتكوين هو تحول الفلسبارات إلى المعادن الطينية كما يشاهد غالباً في الحجر الرملي وذلك يتطلب حدوث عمليتين تتعلقان بإعادة الترتيب البنيوي (التركيبي) للأيونات وعملية امتصاص ماء التبلور. إن التركيب الكيميائي للفلسبارات والأس الهيدروجيني ومقدار جهد الأكسدة والاختزال تحدد نوعية المعادن الطينية التي سوف تتكون.

أما بالنسبة لعمليات التحول المتعلقة بفقدان ماء التبلور، فتتمثل في تحول الجبس إلى انهيديريت والجوثيت إلى هيماتيت والسيليكا الأوبالية إلى كالسيدوني.

 

ويعتقد أن معدن الجلوكونيت يتكون بواسطة إعادة الترتيب الكيماوي للمعادن الطينية ذات ثلاث الطبقات المتفككة.

إن إحلال المغنسيوم محل الكالسيوم هو الأساس في تكوين الدولوميت من الكالسيت أو الأراجونيت. وقد تم التعرف كذلك على حالات تحدث فيها عملية الإحلال العكسي (حيث يحل الكالسيوم مرة ثانية في الدولوميت محل المغنيسيوم).

 

إن إعادة الترتيب الذري البنيوي قد يؤدي إلى تحول الأراجونيت إلى كالسيت حيث أن الأول (يتبلور في فصيلة المعيني القائم) وهو شكل غير ثابت لكربونات الكالسيوم.

لذلك يتحول الأراجونيت مع مرور العصور الجيولوجية إلى الكالسيت إما بطرق مباشرة أو غير مباشرة وذلك بعد ذوبان الأراجونيت وترسب الكالسيت إلا في حالة وجود بعض الأيونات الغريبة أو هيدروكربونات تمنع حدوث ذلك التغير.

 

الخواص المميزة:

بما أن المعادن المذكورة في الجدول التالي من الممكن أن تتكون بطرق أخرى، ومن الممكن كذلك أن تترسب من المعادن الحتاتية المتنقلة.

لذلك يجب أن يتم التعرف على الظواهر المميزة لأصل هذه المعادن المكانية النشأة خاصة عند استخدامها في التبنؤ عن الظروف التي تكونت عندها خاصة ظروف الحرارة والضغط وطبيعة التكوين الكيميائية.

والطرف المثلى لدراسة هذه المعادن المتكونة بواسطة التحول أو بالترسيب بين المسافات الصخرية، هي دراسة القطاعات الصخرية الرقيقة تحت المجهر البصري أو المجهر الالكتروني والمحلل.

 

إن هذه الطرق مناسبة للتحليل والدراسة حيث أن التكبير والتحليل للعينات بالطرق الالكترونية، يسهل التمييز بين الأصناف المتشابهة.

ويتم مشاهدة التغير في تركيب المعادن والتحول الكيميائي وخاصة تلك المتعلقة بالإحلال أو التمنطق. إن شكل حواف البلورات المتكامل (شكل 1 وشكل 2) هو أهم دليل يميزها عن المعادن الحتاتية المنقولة.

بينما نجد أن شكل البلورات للمعادن الأخرى غير المكانية النشأة غير منتظم، وحوافها متعرجة أو منحوتة بسبب عوامل التعرية والنحت نتيجة تعرضها للتجوية أثناء الانتقال.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

تصنيفات معادن الكربونات معادن الكربونات علوم الأرض والجيولوجيا

هي المعادن التي تحتوي على أيون الكربونات (CO₃^—) كوحدة أساسية في بنائها، ويمكن تصنيف هذه المعادن لسهولة البحث والدراسة إلى الأقسام التالية:

1- معادن الكربونت العادية اللامائية

2- معادن الكربونات المائية

3- معادن الكربونات الهيدروجينية أو الحمضية (البيكربونات)

4- معادن الكربونات المركبة التي تحتوي على الهيدروكسيدات والهاليدات وغيرها بالإضافة إلى الكربونات

 

أولاً: معادن الكربونات العادية اللامائية

ينتمي إلى هذه المجموعة معظم معادن الكربونات، لذا فهي تشمل العدد الأكبر من هذه المعادن. ولتسهيل دراستها فقد قسمت إلى مجموعات ثانوية حسب تراكيبها ونظمها البلورية على النحو التالي:

أ- مجموعة الكالسيت:

تتكون هذه المجموعة من كربونات عناصر الكالسيوم والمغنسيوم والحديد ثنائي التكافؤ والمنجنيز والزنك.

وتتميز معادن هذه المجموعة بأن بلورتها تتبع فصيلة الثلاثي، رتبة المثلثات الوجهية الثلاثية المزدوجة ، وتنقصم هذه المعادن كلها انفصاماً معيني الأوجه كاملاً.

وتختلف الزاوية بين مستويات الانفصام من 72° إلى 75°، وتعتبر هذه المجموعة مثالاً لمجموعات المعادن ذات التشابه البنائي Isostructural.

 

ومن المعادن التي تنتمي إلى هذه المجموعة ولها نظام بلوري ثلاثي، نذكر المعادن التالية:

1- كالسيت Calcite (CaCO₃) فصيلة الثلاثي.

2- ماجنزيت Magnesite (MgCO₃) فصيلة الثلاثي.

3- سيديريت Siderite (FeCO₃) فصيلة الثلاثي شكل(1).

 

4- رودوكروزيت Rhodochrosite (MnCO₃) فصيلة الثلاثي شكل(2).

5- سميشونيت Smithsonite (ZnCO₃) فصيلة الثلاثي.

6- كوبالتوكالسيت Cobaltocalcite (CaCO₃) فصيلة الثلاثي.

 

7- اوتافيت فصيلة ثلاثية.

8– أوتافيت Otavite (CdCO₃) فصيلة الثلاثي.

9- جاسبيت Gaspeite (NiCO₃) فصيلة الثلاثي.

 

ب_ مجموعة الأراجونيت:

تشمل هذه المجموعة جميع المعادن التي تشبه في تركيبها البلوري معدن الأراجونيت، والذي يعتبر معدناً شبه مستقر، فهي تشمل متسلسلة من كربونات الكالسيوم والباريوم والاسترونشيوم والرصاص.

وتتشابه هذه المعادن في فصيلة تبلورها، إذ تتبلور جميعها في فصيلة المعين القائم، وثوابتها البلورية متقاربة جداً، كما أنها متشابهة في هيئة بلوراتها، وتتقاطع المنشورات في بلورات هذه المعادن في زوايا مقدارها 120° تقريباً.

وبصورة عامة يمكن القول إن هذه المعادن تكون مجموعة متشابهة الأشكال (Isomorphous Series)، لذلك فإنها تبدو سداسية كاذبة.

 

ويتكون أعضاء هذه المجموعة من المعادن التالية:

1- أراجونيت Aragonite (CaCO₃) المعيني القائم

2- ويذيريت Witherite (BaCO₃) المعيني القائم شكل (4)

3- سترونشينيت Strontianite (SrCO₃) المعيني القائم

4- سيروسيت Cerussite (PbCO₃) المعيني القائم

 

ج- مجموعة الدولوميت

تشمل هذه المجموعة جميع معادن الكربونات التي تشبه معدن الدولوميت في تركيبها البلوري حيث تتبلور في فصيلة الثلاثي – رتبة معيني الأوجه  وبلوراتها معينية الشكل.

وجميع هذه المعادن ثانوية النشأة، حيث نشأت في الصخور الجيرية الدولوميتية أو في العروق المائية الحارة، نتيجة لإحلال بعض الفلزات مثل Fe, Mg, Mn محل بعض الكالسيوم Ca وتشمل هذه المجموعة المعادن التالية:

1- دولوميت [CaMg (CO₃)₂] فصيلة الثلاثي

2- انكريت   Ankerite(Ca(Fe, Mg) (CO₃)₂ فصيلة الثلاثي

3- كوتناهورايت Kutnahorite CaMn (CO₃)₂ فصيلة الثلاثي

 

وهناك معادن أخرى لا تندرج تحت الأنواع الثلاثة الرئيسية السابقة من معادن الكربونات المائية مثل معدن فاترايت (Vaterite).

وهو معدن شبه مستقر متعدد الأشكال تكون من الكالسيت، وكذلك معدن هنتايت (Huntite) Mg₃ Ca(CO₃)₄.

 

ثانياً: معادن الكربونات المائية ومعادن الكربونات الهيدروجينية

جميع معادن هاتين المجموعتين تتحلل في درجات الحرارة المنخفضة، وبالتالي لا توجد إلا في الصخور الرسوبية فقط وبخاصة المتبخرات، كما أنها تترسب أيضاً عند انخفاض حرارة المياه الحارة.

ويعتبر معدن النطرون (Natron) (Na₂CO₃. 10H₂O) أكثر معادن الكربونات المائية انتشاراً، وكذلك فإن معدن الترونا (Trona) Na₃H (CO₃)₂. 2H₂O يعتبر من معادن الكربونات الهيدروجية (الحمضية) الأكثر شيوعاً في الطبيعة.

 

ثالثاً: معادن الكربونات التي تحتوي على الهيدروكسيل :

تتميز معادن هذه المجموعة بندرتها، وتتشابه في نظام تبلورها إذ تتبلور في فصيلة الميل الواحد – رتبة المنشور ، والبلورات غالباً منشورية رفيعة قلما تكون واضحة.

وتوجد معادن هذه المجموعة عادة في هيئة ألياف شعاعية مكونة لمجموعات عنقودية أو استلاكتيتية، ومن أهم معادن هذه المجموعة:

1- ملاكيت Malachite Cu₂ CO₃ (OH)₂ فصيلة الميل الواحد (شكل 3)

2- ازوريت Azurite Cu₃ (CO₃)₂ (OH)₂ فصيلة الميل الواحد (شكل 5):

والجدير بالذكر أن معادن الكربونات توجد بصورة رئيسية في الصخور الرسوبية، مثل رواسب الحجر الجيري وصخور الدولوميت.

كما توجد بعض معادن الكربونات في الصخور النارية فوق القاعدية مثل الكربوناتيت والسرينتيتيت، كما توجد في رواسب الكربونات المتحولة مثل الرخام.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

معادن الفوسفات تصنيفات معادن الفوسفات علوم الأرض والجيولوجيا

تضم هذه المجموعة من المعادن مركبات طبيعية غير عضوية لحامض الفوسفوريك H₃ (PO₄)، كما تنتمي كل معادن الفوسفات المعروفة إلى الارثوفوسفات.

حيث توجد مجموعة الأنيون الداخلية في تكوينها على هيئة وحدة رباعي الأوجه المستقلة (PO₄)^3-، ويكون حامض الزرنيخيك H₃ (AsO₄) أملاحاً معدنية لها نفس الكيمياء البلورية لمعادن الفوسفات.

يوجد أكثر من 150 نوعاً من معادن الفوسفات، وعادة ما تكون كيميائيتها البلورية معقدة جداً، ويمكن تصنيف معادن الفوسفات تبعاً لنشأتها إلى أصناف ثلاثة هي:

1- فوسفات أولية (تتبلور مباشرة من مصهور أو سائل).

2- فوسفات ثانوية (ناشئة عن الفوسفات الأولية نتيجة للنشاط الحرمائي).

3- فوسفات صخرية (تتكون من المواد العظمية وهياكل الكائنات الحية الصغيرة وغيرها التي تأثرت بالمياه).

 

– معادن الفوسفات الأولية :

تبلورت هذه المعادن الفوسفاتية من سوائل المرحلة المتأخرة لتبلور المحاليل الصهيرية المتأخرة الغنية بالماء والعناصر المركزة.

وتحتوي أنواع معينة من الصخور مثل الجرانيت والبجماتيت في كثير من الأحيان، على معادن فوسفاتية توجد بلوراتها في بعض الأحيان بكميات وفيرة.

ولقد وجدت بلورات ضخمة للاباتيت Ca₃ (F, Cl, CH) (PO₄)₃ ترايفيليت – ليثيوفيليت – Triphylite – Li (Fe, Mn) (PO₄) Lithiophilite امبليوجنيت (Li, Na) Al (F,OH) (PO₄)₂ جرافتونيت (graftonite) (PO₄)₂   (Fe, Nm, Ca)₃

 

أما معادن فوسفات العناصر الأرضية النادرة مثل المونازيت (La, Ce) (PO₄) والزينوتيم Xenotime Y (PO₄)  فتوجت في بضع صخور البجماتيت.

وتستغل خاماتها لاستخلاص أكاسيد العناصر الأرضية النادرة، وتقوم مجموعة الانيون (PO₄)^3- يخفض لزوجة السائل، وهذا يساعد بدوره على نمو البلورات لأحجام كبيرة.

وعندما تنفصل معادن الفوسفات الأولية من المحلول، فإنها تتحد مع شق السليكات الذي يكون متوفراً في المحلول، وبالتالي لا تتكون معادن فوسفوسيليكاتية.

 

توجد معادن الفوسفات الأولية أيضاً في أنواع أخرى من الصخور، خصوصاً الصخور فوق القاعدية مثل السيانيت النيفيليني، كربوناتيت، بالإضافة إلى كميات ضخوة من الأباتيت في صخور السياتيت النيفيليني فش شبه جزيرة كولا في روسيا.

وتحتوي صخور الكربوناتيت عادة على معادن فوسفات العناصر الأرضية النادرة مثل بريثوليت (Na, Ce, Ca)₅ (OH) [(P, Si) O₄]₃ (britholite)، كما توجد معدن الفوسفات الأولية أيضاً في الأحجار الجيرية المتحولة عادة على هيئة أباتيت.

كما يوجد الأباتيت أيضاً بصحبة الماجنتيت (FeFe₂O₄)، نتيجة لانفصالهما من الصخور القاعدية مثل النوريت والأنورثوزيت، ويندر وجود الفوسفات في النيازك (أنظر: كربوناتيت، نيفيلين سيانيت).

 

– معادن الفوسفات الثانوية:

تم التعرف على عدد كبير من معادن الفوسفات الثانوية، ذلك لأن هذه المعادن تكونت بصفة خاصة عند درجات الحرارة المنخفضة، وفي ظروف تتميز باتساع مدى درجات تركيز الأس الهيدروجيني pH والتركيز الأكسجيني.

وقد أمكن التعرف على أكثر من خمسين نوعاً من هذه المعادن التي تكونت نتيجة لتفاعل الماء مع معدني ترايفيليت – ليثيوفيليت.

ولهذه المعادن الثانوية كيمياء بلورية معقدة جداً ويحتوي معظمها على كاتيونات Mn³⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ في حالة تناسق ثماني مع مجموعات (PO₄)^3- (H₂O), (OH)^–، والذي يؤدي إلى تكوين مجمعات معقدات (complexes) متناسقة.

 

تعتبر معادن سترينيجت (Strengite) Fe(PO₄) (H₂O)₂، لودلاميت (Ludlamite) Fe₃ (PO₄)₂ (H₂O)₈ أكثر هذه المعادن انتشاراً.

ولهذه المعادن عادة ألوان جميلة لاحتوائها على كاتيونات الفلزات الانتقالية، كما أن لها قيمة كبيرة عند هواة جمع المعادن.

 

كما توجد مجموعة أخرى من معادن الفوسفات الثانوية تعرف باسم الفوسفات الحديدية، وهي تتكون نتيجة لتفاعل المياه الفوسفاتية مع الجوثيت FeO(OH).

وتنتشر معادن تلك المجموعة في بعض طبقات رواسب الليمونيت بكميات كبيرة، ويصاحب أعضاء هذه المجموعة معادن روكبريدجيت Fe²⁺ Fe³⁺ (OH)₅ (PO₄)₃ ، دوفرينيت Fe²⁺ Fe³⁺ (OH)₅ (PO₄)₄ (H₂O)₂  وأنواع أخرى كثيرة ولكن لا زالت المعلومات عن معادن هذه المجموعة بدائية.

 

– الفوسفات الصخري:

تضم هذه المجموعة من معادن الفوسفات تلك التي نشأت عند درجات الحرارة المنخفضة جداً نتيجة لتفاعل الماء مع المواد العضوية المطمورة والغنية بالفوسفور، مثل العظام والمحار والدياتومات.

كما تضم هذه المجموعة المعادن الفوسفاتية التي تكونت نتيجة لتفاعل المياه الفوسفاتية مع مواد كربوناتية مثل المرجان، تلك المياه أصبحت بأنيون الفوسفات وذلك نتيجة لنقلها السابق على المواد العضوية.

وهناك نوع آخر من الصخور الفوسفاتية توجد على هيئة طبقات من النوع البطروخي، ولكن معلوماتنا عن تركيبها المعدني لا تزال بدائية نظراً لصغر حجم الحبيبات.

 

ويعتبر الأباتيت الكربوناتي المعدن الغالب في تركيبها، كما توجد معادن أخرى نادرة كميات ضئيلة إلى كثير من المواد شبه الغروية والتي لا تعتبر معادن حقاً.

ولقد أمكن فصل بلورات لفوسفات المغنسيوم المتميئة، محفوظة بصورة جيدة في مخلفات والتي تعرف باسم جوانو (guano).

 

ومن معادنها الشائعة نيوبيرييت (NewBeryite) MgH (PO₄) (H₂O)₃ ستروفييت (struvite) NH₄Mg (PO₄)₆H₂0 ويباع الجوانو كسماد نظراً لاحتوائه على كميات كبيرة من الفوسفور.

وتوجد رواسب الفوسفات بكميات اقتصادية في المغرب وتونس والجزائر ومصر والأردن، في مصر توجد رواسب الفوسفات بكميات كبيرة على ساحل البحر الأحمر، وفي وادي النيل وفي الصحراء الغربية، وتعتبر المغرب أكبر الدول العربية إنتاجاً للفوسفات.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

أصل المعادن الطينية المعادن الطينية علوم الأرض والجيولوجيا

تمكن العلماء من تخليق معادن طينية عديدة مختبرياً، تحت ظروف تتراوح بين درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي إلى درجات حرارة وضغط مرتفعين.

ومن واقع هذه التجارب يمكن التوصل إلى استنتاجات عامة بشأن ظروف البيئة المنسبة لنشأة معادن الطين المختلفة.

فعند درجات الحرارة المنخفضة، وفي بيئة حمضية تتكون معادن من نوعية الكاولينيت، بينما يفضل تكون معدن مونتموريلونيت تحت ظروف قلوية إذا وجد المغنيسيوم أو معدن الميكا، وإذا وجدت كمية كافية من البوتاسيوم.

 

وتختلف الصورة تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة، حيث يعتمد تكون معدن معين على درجة التركيز الأيوني والحرارة، ونسبة (Al₂O₃) إلى (SiO₂).

وتوجد معادن كثيرة من معادن الطين ذات أصل حرمائي (Hydrothermal). وقد سجل وجود كل معادن الطين مصاحبة لرواسب خامات معدنية.

يستنثى من هذا التعميم الاتابولجيت والباليجوركسيت والفيرميكيوليت.

 

بعض رواسب الطين الحرمائي النشأة قد يتكون من معدن واحد، ولكن معظمها يتكون من خليط من معادن الطين (رواسب الخامات والرواسب المعدنية).

تؤدي تجوية التربة ونوعيات مختلفة من الصخور إلى تكون معادن طين. وتعتمد نوعية معدن الطين المتكون على عدد من العوامل هي: نوعية الصخر الأصلي، الجو، التضاريس، النباتات والزمن.

والتعامل المعقد بين هذه العوامل يحدد بيئة التجويو وعواملها، وبالتالي نوعية معدن الطين الذي يمكن أن ينشأ.

 

توجد معادن الطين بوفرة في الرسوبيات الحديثة منها والقديمة.

وفي بعض الحالات تتغير نوعية معادن الطين عند تغيير البيئة إلى بيئة أخرى، مثل التغير من بيئة ماء عذب إلى ماء مالح بحري، وبالتالي فإن تركيب معدن الطين يعكس التاريخ الجيولوجي للرواسب.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]