نبذة تعريفية عن “المعادن مكانية النشأة” وطرق تكوينها وخواصها

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]