الأرض .. عالمنا الجميل .. تلكم الأرض التي سخرها الله لنا .. لنعيش عليها .. وننعم بخيراتها .. دعوني أخذكم في جولة سريعة حول هذه الأرض .. في عالمي الخاص .. والخاص جداً .. برفقة العلوم التي تهتم بدراسة عالمنا الجميل علوم عرفها الانسان منذ القدم .. وظل يعمل بجد ليضيف الكثير والكثير إليها .. منتهجاً منهجاً علمياً صحيحاً معتمدين على الملاحظة والمشاهدة إضافة إلى مبدأ التجربة ذلك المبدأ الذي وضع قواعده المسلمون الآوائل ومازلنا نسير على خطاهم .. فهلموا بنا لننطلق في رحلة سريعة برفقة علوم الأرض .. لنسبر أغوارها .. ونتعرف على أسرارها وخفاياها .. مع أمنياتي لكم بمتابعة ممتعة تضيف الجديد إلى معارفكم ..

عندما خلق الله بني البشر سخر لهم الطبيعة لتمدهم بستة مصادر للثراء .. هي السبب في وجود الإنسان حتى هذه اللحظة .. واستمرار حياته وتعاقب أجياله جيلاً بعد جيل .. هذه المصادر هي : تواصل الأنساب ، القنص والصيد ، الفابات والأحراش ، الزراعة ، تدجين الحيوانات والطيور ، التعدين

واعتمد التقدم الحضاري للأجيال المتعاقبة على مدى استخدامهم الاستخدام الأمثل للمادة فكلما أتى جيل أزداد تقدماً وتطوراً اعتماداً على استخدامه المواد الموجودة بطريقة أفضل من الجيل الذي قبله .. وأيضاً على اكتشافه لمواد جديدة تساعده في تسهيل طريقة عيشه .. لذلك فمتى ما توفرت المصادر المعدنية مع القدرة على استغلالها الاستغلال الأمثل كان لذلك أثر كبير في تقدم الدول وتطورها .. فمتى ما امتلكت الدولة المصادر المعدنية كان لها القدرة على أن تقيم الصناعات المختلفة وتسير في طريق التقدم العلمي والتكنولوجي ..

ومن خلال هذا الموضوع سننطلق من البداية من نقطة الصفر لنتعرف على الصخور وأنواعها وتقسيماتها وكيفية نشأتها .. ثم ننتقل للحديث عن الرواسب المعدنية وعلاقتها بالصخور وكيف تكونت وماهي ظروف تكونها لننتهي إلى التقنيات الحديثة في الكشف عن هذه الرواسب وتحديد أماكن تواجدها

يمكن تعريف الصخور بأنها جزء من القشرة الأرضية تتكون من معدن أو مجموعة من المعادن ...

وتنقسم الصخور الموجودة في الطبيعة إلى ثلاثة أنواع :
1- صخور نارية Igneous Rocks .
2- الصخور الرسوبية Sedimentary Rocks .
3- الصخور المتحولة ****morphic Rocks .

ويختلف كل نوع من هذه الصخور عن الآخر في طريقة تكونه ...

فالصخور النارية تتكون من تبلور الصهارة وتصلبها .. وبتأثير عوامل التجوية والتعرية تتفتت هذه الصخور ومن ثم ينقل هذا الفتات إلى أحواض الترسيب حيث يتم ترسيبه وهناك تتكون الصخور الرسوبية .. وبتعرض الصخور الرسوبية لعوامل الضغط والحرارة لتتكون الصخور المتحولة .. ومع زيادة الحرارة تنصهر هذه الصخور مكونة الماجما من جديد التي بدورها تتبلور إلى الصخور النارية وبذلك تستمر دورة الصخور في الطبيعة .. .

لاحظوا الشكل التالي ..





في هذه الصورة بدأت الدورة الصخرية بالصخور الموجودة على سطح الأرض .. تتعرض هذه الصخور لعوامل التجوية -Weathering والتي سنتطرق لها من خلال الردود القادمة ان شاء الله - وتؤدي هذه العملية إلى إضعاف الصخور وتفككها .. تليها عملية التعرية Erosion والتي تؤدي إلى إزالة عوامل التجوية من الصخور .. ثم تأتي عوامل النقل وهي الرياح والمياه لتنقل الفتات الصخري إلى أحواض الترسيب حيث يتم ترسيه .. ومع تراكم الرواسب فوق بعضها يزداد الضغط وتزداد درجة الحرارة وتتعرض الصخور لما يعرف بعملية التحور diagenesis ومن ثم يحدث تغير طفيف في المعادن حتى تتكيف مع الوضع الجديد من اختلاف الضغط ودرجات الحرارة فتتكون الصخور الرسوبية .. ومع ازدياد الضغط ودرجات الحرارة بشكل أكبر تبدأ عملية التحول ****morphism لتتكون الصخور المتحولة .. ومع ازدياد العمق تزداد درجات الحرارة والضغط مما يؤدي إلى انصهار الصخور وتكون الصهير Magma وتتكون الصخور النارية من تبلور الصهير نيجة انخفاض درجات الحرارة ومع مرور الوقت ترفع هذه الصخور لتظهر على سطح الأرض من جديد لتعاد الدورة ..





هذا الرد سنتطرق للحديث عن الصخور النارية ونشأتها وأنواعها ..




تتكون الصخور النارية من تصلب الصهير magma نتيجة الانخفاض في درجات الحرارة إما تحت سطح الأرض على شكل محقونات جوفية intrusive أو على السطح على هيئة براكين volcanic ..

ويوجد في الطبيعة أكثر من 700 نوع من أنواع الصخور النارية تختلف عن بعضها نتيجة لإختلاف مكان النشأة و اختلاف التركيب الكيميائي والمعدني ..

وتمثل الصخور النارية حوالي 95% من صخور القشرة الأرضية .. ولا ينكشف سوى جزء بسيط منها على سطح الأرض ..

عندما تبرد الصهارة تحت سطح الأرض على شكل محقونات جوفية فإنها عادة ما تبرد ببطء لذلك تتميز هذه الصخور بكونها خشنة الحبيبات coarse graine ويمكن مشاهدة المعادن المكونة لهذه الصخور بالعين المجردة أو العدسة ... وعادة ماتكون هذه الصخور محاطة بصخور أقدم منها يطلق عليها اسم country rock ..

وتصنف الصخور الجوفية إعتماداً على شكلها وحجمها كما في الشكل التالي ..




كانت كبيرة الحجم وتغطي مساحة واسعة فتسمى Batholith وتظهر في الطبيعة كما في الشكل التالي . .




Half Dome, a granite monolith in Yosemite National Park and part of the Sierra Nevada batholith
أما الحجم الأصغر فيسمى laccoliths وأحيانا تتواجد الصخور النارية الجوفية على هيئة قواطع رأسية تسمى dikes أو قواطع أفقية تسمى sills ..

وهذه صورة لشكل الـ dikes في الطبيعة




A small dike on the Baranof Cross-Island Trail, Alaska

لاحظ الفرق الواضح في اختلاف ألوان الصخور بين القاطع والصخور المحيطة فأمكن التفريق بينهما بسهولة في الحقل .. وبتطبيق قاعدة القاطع أحدث من المقطوع يمكن الجزم تماماً أن الصخور داكنة اللون أحدث عمرأ من الصخور فاتحة اللون ..

عندما تتكون الصخور النارية في أعماق سحيقة يطلق عليها اسم abyssal أما عندما تتكون في أعماق ضحلة قريبة من السطح تسمى hypabyssal




من أشهر أنواع الصخور النارية الجوفية .. صخور الجرانيت granite وتتميز هذه الصخور بصلابتها العالية مما جعل البعض يستخدمها كأحجار للزينة لتزيين واجهات المنازل والأرضيات ..


الجرانيت في المطابخ

وإن كنت أنصح بعدم إستخدام هذا النوع من الصخور في أرضيات المنازل والمطابخ وبالذات صخور الجرانيت فاتحة اللون لأن هذه الصخور غالباً ماتكون حاوية على بعض العناصر المشعة مثل اليورانيوم مما له أثر ضار على صحة الانسان ..

تكمن أهمية صخور الجرانيت في أنها أحيانا قد تكون حاوية على تمعدنات لعناصر هامة جداً مثل التنجستن والقصدير بالإضافة إلى اليورانيوم ..


صخر آخر من الصخور النارية الجوفية وهو صخر الجابرو gabbro وتعتبر هذه الصخور مصدرأ هاماً لخامات الكروم والبلاتين .


كنا قد تحدثنا في الرد السابق عن الصخور النارية وتعرفنا عليها وعلى أشكالها وكذلك تعرفنا على أبرز أنواع الصخور النارية الجوفية ..

في هذا الرد سننتقل للحديث عن الصخور النارية التي تتكون على سطح الأرض Extrusive igneous rocks .

عادة ما تتكون هذه الصخور بفعل انسياب اللافا وانفجار البراكين .. حيث تصعد الحمم البركانية مع ما يصاحبها من أبخرة وغازات حينما تقل كثافة الصهير عن كثافة الصخور المكونة له وبسبب اختلاف الضغط وتنساب الحمم البركانية على سطح الأرض وتعرف في هذه الحالة باسم lava ..

حينما تنفجر البراكين فوق سطح الأرض في الغلاف الجوي يطلق عليها اسم subaerial في حين لو انفجرت البراكين في البحار والمحيطات تسمى في هذه الحالة submarine ..

ومن أبرز النشاطات البركانية التي تتم في البحار المحيطات : المداخن السوداء Black smokers و أعراف وسط المحيط mid-ocean ridge basalt




وتتكون معظم الصخور البركانية في مناطق حواف الألواح والبقع الساخنة حيث أن 73% من الصخور البركانية تتكون في مناطق الحواف التباعدية divergent boundary و 15% تتكون في مناطق الاندساسconvergent
boundary أما الـ 12% الباقية فتتكون في مناطق البقع الساخنة hotspot





شكل توضيحي لحواف الألوح والبقع الساخنة

يعتمد سلوك الماجما وحركتها على سطح الأرض على درجة لزوجتها viscosity وهناك عدة عوامل تتحكم في هذه اللزوجة منها درجة الحرارة والتركيب الكيميائي وكمية البلورات الموجودة crystal ******* ..

وغالباَ عندما تكون درجة الحرارة عالية تكون الماجما بازلتية التركيب منخفضة اللزوجة تنتشر لمسافات كبيرة




الحمم البازلتية



basalt
الفرق بين حجم حبيبات البازلت والجابرو وكيف أن بلورات البازلت أصغر حجمأ من الجابرو لتعرض الصهير للتبرد السريع


الماجما المتوسطة ذو التركيب الأنديزيتي andesite عادة ما تظهر على شكل مخاريط cinder cones من الرماد البركاني ash, tuff and lava ..


andesite
الماجما الريوليتي والتي تتميز بلزوجتها العالية ودرجة حرارتها المنخفضة ولا تنتشر بصورة كبيرة بل تظل الحمم متجمعة حول مركز الانفجار بسبب لزوجتها العالية ..

Rhyolite
عندما تنفجر البراكين الحاوية على صهير متوسط أو فلسي التركيب Felsic and intermediate magmas فإنها عادة ما تنفجر بقوة كبيرة بسبب محتواها الكبير من الغازات مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ويصاحب أنفجارها خروج بعض الفتات الصخري pyroclastic والذي يعرف باسم tephra إضافة الطف tuff والأجلومريت agglomerate والاجنمبريت ignimbrite و الرماد البركاني ash الذي ينتشر لمسافات كبيرة لخفة وزنه ..






رسم توضيحي لتكوين رواسب الـ tephra
ولأن الصهير يخرج إلى سطح الأرض فإنه يتبلور بسرعة كبيرة لذلك فنلاحظ أن الصخور البركانية تكون عادة دقيقة الحبيبات fine graine وفي بعض الأحيان ومع سرعة التبريد لا تجد البلورات فرصة للنمو فتكون صخور زجاجية مثل صخر الأوبسيديان obsidian




صخر الأوبسيديان



كنا قد تحدثنا في الرد السابق عن الصخور النارية البركانية وتعرفنا عليها وعلى ابرز انواعها وخصائصها وعرفنا الفرق بينها وبين الصخور الجوفية لننتقل في هذا الرد للحديث عن الأسس التي من خلالها يتم تقسيم الصخور النارية ..

تصنف الصخور النارية اعتماداً على عدة عوامل أهمها التركيب الكيميائي chemical composition والنسيج texture والتركيب المعدني mineralogy إضافة إلى شكل الجسم الصخري geometry of the igneous body ..


وقد لُوحظ على الصخور النارية أن المعادن المكونة لها تتبلور وفق تسلسل معين شرحتها سلسلة باون التفاعلية ..

لو تخيلنا غرفة مليئة بالصهارة ( المكونة من مجموعة من المعادن ) فإن هذه المعادن تتبلور وفق تسلسل معين شرحه العالم باون في سلسلته المعروفة باسم Bowen Reaction Seriesلا حظو الصورة التالية ..




يطلق على الجزء الأيسر من السلسلة والذي يشمل الأليفين والبايروكسين والأمفيبول بالسلسلة الغير مستمرة ..
أي أنه عندما تصبح الظروف غير ملائمة للمعدن المتبلور ( عندما تبرد درجة الحرارة مثلاً ) ويبدأ المعدن الذي يليه في السلسلة في التبلور فإن المعدن الأول يبدأ في التفاعل والذوبان مع الصهير لينتج المعدن الثاني ...

أما الشطر الثاني من السلسلة والذي يحتوي على البلاجيوكليز فيسمى بالسلسلة المستمرة حيث أن البلاجيوكليز يغير تدريجياً من تركيبه بإحلال أيونات الصوديوم محل أيونات الكالسيوم ( مع مايرافقه من إحلال سليكون محل ألمنيوم ) ليتحول من بلاجيوكليز غني بالصوديوم إلى بلاجيوكليز غني بالكالسيوم مع تغير الظروف. ..

لنأخذ مثالاً يوضح كيفية تكون هذه المعادن وانفصالها عن بعضها ..
تخيلوا معي غرفة مليئة بالصهارة .. ثم بدأت درجات الحراة بالانخفاض .. انخفاض درجات الحرارة أدى إلى تكون معدن الأوليفين .. ازداد الانخفاض في درجات الحرارة سيبدأ معدن البايروكسين في التبلور وهكذا ..


وتصنف الصخور النارية حسب تركيبها الكيميائي إلى :

1- صخور حامضية Acidic Rocks :
وتكون نسبة ثاني أكسيد السليكون أكثر من 66 % كما أن هذه الصخور تمتاز بلونها الفاتح لاحتوائها على نسب عالية من المعادن الفاتحة اللون أو الباهتة وهي خفيفة الوزن نسبياً مثل معدني الكوارتز والفلسبار ...

2- صخور متوسطة Intermediate Rocks :
وتكون نسبة ثاني أكسيد السليكون فيها بين 66 % و 52 % وتكون المعادن التي تدخل في تركيب هذه الصخور ذات لون متوسط بين الفاتح والغامق مثل معادن الأرثوكليز والبلاجيوكليس ...

3- صخور قاعدية Basic Rocks :
ونسبة ثاني أكسيد السليكون فيها أقل من 52 % وتكون المعادن التي تمثل نسبة عالية من هذه الصخور ذات لون قاتم وهي ثقيلة نسبياً مثل الهونبلند والأجاويت والأوليفين ...

4- صخور فوق قاعدية Ultra-basic Rocks :
وهذه تقل نسبة السليكا فيها عن 40 % كما أن المعادن المكونة لهذه الصخور تتميز بلون غامق جداً لإضافة إلى ثقلها ..


لاحظوا الشكل التالي :




نلاحظ في الصورة السابقة الأنواع المختلفة للصخور الحامضية و المتوسطة والقاعدية ...

لو عرفنا أن الصخور النارية تتكون في أعماق مختلفة في باطن الأرض فمنها ما يتكون في الأعماق السحيقة ومنها ما يتكون بالقرب من سطح الأرض ومنها ما يتكون على سطح الأرض ..

هذا الاختلاف في أماكن تكون الصخور النارية أدى إلى اختلاف انسجتها ..
فالصخور المتكونة في الأعماق السحيقة تتميز بالنسيج البلوري خشن التبلور أي ان أحجام بلوراته كبيره .. أما الصخور المتكونة على سطح الأرض فإنها تتميز بالنسيج دقيق التبلور ناعم الملمس ..

ومن ذلك صُنفت الصخور النارية حسب مكان تبلورها إلى :
1- صخور نارية جوفية ..
2- صخور نارية تحت سطحية ..
3- صخور نارية سطحية ..
4- صخور بركانية فتاتية مكونة من الرماد البركاني

وتميزت بالأنسجة التالية ..
1- نسيج خشن التحبب و يميز الصخور المتكونة في الأعماق ..
2- نسيج دقيق التحبب ويميز الصخور المتكونة تحت السطح ..
3- النسيج البورفيري ويقصد به بلورة كبيرة يحيط بها عدد من البلورات الصغيرة ..
4- النسيج الزجاجي ويميز الصخور المتكونة على السطح ...
5- النسيج الفقاعي ويميز هذا النسيج الصخور المتكونة من الطفوح البركانية فهذه الطفوح تخرج إلى سطح الأرض وتتجمد ولم تفقد غازاتها بعد فنلاحظ وجود فجوات على سطح الصخر تمثل مكان الغاز ..
6- النسيج اللوزي ويتكون حين تمتليء الفجوات الموجودة في النسيج الفقاعي بمعادن أخرى