يعيش الإنسان على القشرة الأرضية، يأكل من زراعة تربتها ويبني منازله من مواد يستخرجها من صخورها ومعادنها.
لا تتم الاستفادة إلا بدراسة الصخور والمعادن المكونة للقشرة.
شكل 2: استخدامات المعادن يوضح الشكل استخدامات المعادن عبر التاريخ، فقد استخدم إنسان العصر الحجري معادن الهيماتيت والليمونيت في الرسم على جدران الكهوف، وازدهرت صناعة الفخار من معادن الطين بعد معرفة النار. ويبيّن ذلك أن دراسة الصخور والمعادن ارتبطت بحياة الإنسان منذ القدم.
استخدام الإنسان للمعادن عبر التاريخ
استخدم إنسان العصر الحجري معادن الهيماتيت والليمونيت للرسم على جدران الكهوف.
ازدهرت صناعة الفخار من معادن الطين بعد معرفة النار.
كان المصري القديم أول من استخدم الأحجار الزاهية كـ الفيروز والملاكيت والزمرد للزينة.
استخدامات المعادن حديثًا
الكالسيتفي صناعة الأسمنت.
الكوارتز (الرمل)في صناعة الزجاج.
أكاسيد الحديد (الماجنيتيت والهيماتيت)في صناعة الحديد والصلب للبناء والسيارات وسكك الحديد.
الفلسبارفي صناعة الخزف.
المعادن في الأجهزة الذكية
أنواع الصخور في القشرة
تتركب القشرة من ثلاثة أنواع من الصخور النارية والرسوبية والمتحولة.
تتكون الصخور من مجموعة معادن، وأحيانًا من معدن واحد مثل الكالسيت في الحجر الجيري.
معظم الصخور حبيبات معادن متماسكة تحتفظ كل منها بخصائصها، مثل الجرانيت (كوارتز وفلسبار وميكا).
يوضح الشكل الخاصية المغناطيسية لمعدن الماجنيتيت، وهو أكسيد الحديد الذي يجذبه المغناطيس بقوة.
وتُستخدم هذه الخاصية في التعرف على المعدن بالاختبارات البسيطة، كما تُعد من الخواص المميزة له عند تصنيف المعادن.
يبيّن الشكل كيف تتكون الصخور النارية نتيجة تبريد الصهير وتصلبه، فكلما كان التبريد بطيئًا داخل القشرة تكونت بلورات كبيرة الحجم كما في الجرانيت.
أما التبريد السريع على سطح الأرض فيعطي بلورات دقيقة أو زجاجًا بركانيًا، وهو ما يحدد نسيج الصخر.
1. مجموعة السيليكات (الأكثر انتشاراً في القشرة الأرضية)
1. مجموعة السيليكات (الأكثر انتشاراً في القشرة الأرضية)
الكوارتز — المجموعات الكيميائية للمعادن
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
الكوارتز (المرو)
معدن نقي يتكون من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)
يدخل في تركيب الجرانيت والصخور النارية والحجر الرملي. شكل 5: الكوارتز — المجموعات الكيميائية للمعادن يصنّف الجدول المعادن حسب تركيبها الكيميائي
وتأتي السيليكات في المقدمة بوصفها الأكثر انتشارًا في القشرة
ومثالها الكوارتز ذو الصيغة SiO₂ الداخل في تركيب الجرانيت والحجر الرملي. وتليها الكربونات
الكالسيت
وهي مجموعة تميّز الصخور الجيرية
معدنيتكونثانيأكسيد
الفلسبار الأرثوكليز (البوتاسي)
معدن سيليكاتي شائع في الصخور الحامضية
الجرانيت. يوضح الشكل معدن الأرثوكليز
وهو فلسبار بوتاسي من مجموعة السيليكات
ويكثر في الصخور الحامضية كالجرانيت. ويُعد من المعادن المهمة في التعرف على الجرانيت
لأنه من السيليكات الشائعة في تركيب هذا الصخر
معدنسيليكاتيشائعالصخور
الفلسبار البلاجيوكليز (الصودي والكلسي)
يتدرج تركيبه من الكالسيوم في الصخور القاعدية إلى الصوديوم في المتوسطة والحامضية. يبيّن الشكل معدن البلاجيوكليز
وهو من مجموعة الفلسبار الصودي والكلسي
ويتدرج تركيبه من الكالسيوم في الصخور القاعدية إلى الصوديوم في الصخور المتوسطة والحامضية. ويساعد هذا التدرج على استخدام تركيب الفلسبار في تحديد نوع الصخر الناري
—
يتدرجتركيبهالكالسيومالصخور
الميكا (المسكوفيت البيضاء والبيوتيت السوداء)
تتميز بالانفصام الصفائحي الجيد في اتجاه واحد. شكل 8: الميكا – مسكوفيت — المجموعات الكيميائية للمعادن يوضح الشكل معدن الميكا بنوعيه المسكوفيت الأبيض والبيوتيت الأسود
ويتميز بالانفصام الصفائحي الجيد في اتجاه واحد. ولهذا يمكن تقشيره إلى صفائح رقيقة
وهي خاصية تساعد على تمييزه عن المعادن الأخرى بالفحص الظاهري
—
تتميزبالانفصامالصفائحيالجيد
الأمفيبول (الهورنبلند)
سيليكات معقدة تتبلور في درجات حرارة متوسطة إلى منخفضة. شكل 9: الأمفيبول – هورنبلند — المجموعات الكيميائية للمعادن يعرض الشكل معدن الأمفيبول
ومنه الهورنبلند
وهو سيليكات معقدة تتبلور في درجات حرارة متوسطة إلى منخفضة. وينتمي هذا المعدن إلى مجموعة السيليكات الأكثر انتشارًا في القشرة الأرضية
—
سيليكاتمعقدةتتبلوردرجات
البيروكسين (الأوجيت)
معدن سيليكاتي حديدي ماغنيسي داكن يتواجد بوفرة في الصخور القاعدية وفوق القاعدية. شكل 10: البيروكسين – أوجيت — المجموعات الكيميائية للمعادن يوضح الشكل معدن البيروكسين (الأوجيت)
وهو سيليكات حديدية ماغنيسية داكنة اللون تتواجد بوفرة في الصخور القاعدية وفوق القاعدية. ويدل لونه الداكن على احتوائه على الحديد والماغنسيوم
وهو ما يميزه عن الكوارتز والفلسبار الفاتحين
—
معدنسيليكاتيحديديماغنيسي
الأوليفين
أول المعادن تبلوراً من الصهير في درجات الحرارة العالية
غني بالحديد والماغنسيوم. شكل 11: الأوليفين — المجموعات الكيميائية للمعادن يبيّن الشكل معدن الأوليفين
وهو أول المعادن تبلورًا من الصهير عند درجات الحرارة العالية
ويحتوي على نسب كبيرة من الحديد والماغنسيوم. ويفسر ذلك وجوده في الصخور القاعدية وفوق القاعدية التي تتكون من الصهير المبكر
—
المعادنتبلوراالصهيردرجات
الميكا - مسكوفيت — المجموعات الكيميائية للمعادن
الميكا - مسكوفيت — المجموعات الكيميائية للمعادن←1. مجموعة السيليكات (الأكثر انتشاراً في القشرة الأرضية)
الأمفيبول - هورنبلند — المجموعات الكيميائية للمعادن
الأمفيبول - هورنبلند — المجموعات الكيميائية للمعادن←1. مجموعة السيليكات (الأكثر انتشاراً في القشرة الأرضية)
البيروكسين - أوجيت — المجموعات الكيميائية للمعادن
البيروكسين - أوجيت — المجموعات الكيميائية للمعادن←1. مجموعة السيليكات (الأكثر انتشاراً في القشرة الأرضية)
رمادي داكن ناعم الملمس وينفصم قاعدياً جيداً. شكل 23: الجرافيت — المجموعات الكيميائية للمعادن يوضح الشكل معدن الجرافيت
وهو كربون نقي رمادي داكن ناعم الملمس
ويتميز بانفصام قاعدي جيد يجعل صفائحه تنزلق فوق بعضها. ولهذه الخاصية يُستخدم في صناعة أقلام الرصاص ومواد التشحيم
يتكونالكربونالنقيرمادي
الذهب (Au)
معدن عنصري براق ذو بريق فلزي ساطع ووزن نوعي عالٍ جداً (19.3). شكل 24: الذهب — المجموعات الكيميائية للمعادن يبيّن الشكل معدن الذهب الذي يوجد في الطبيعة عنصرًا منفردًا
ويتميز ببريقه الفلزي الساطع ووزنه النوعي المرتفع الذي يبلغ نحو 19.3. وتساعد هذه الكثافة العالية على تمييزه عن معدن البيريت الذي يشبهه في اللون
معدنعنصريبراقبريق
النحاس العنصري (Cu)
معدن فلزي أحمر قابل للسحب والطرق. شكل 25: النحاس العنصري — المجموعات الكيميائية للمعادن يوضح الشكل النحاس العنصري
وهو معدن فلزي أحمر قابل للسحب والطرق
ويوجد في الطبيعة على هيئة عنصر منفرد. ولذلك يمكن تشكيله إلى أسلاك وألواح بسهولة
وهي خاصية ترتبط بالفلزات عمومًا
معدنفلزيأحمرقابل
الكبريت (S)
معدن عنصري أصفر بلوري يتواجد قرب البراكين ورواسب المتبخرات. شكل 26: الكبريت — المجموعات الكيميائية للمعادن يعرض الشكل عنصر الكبريت الذي يوجد في الطبيعة منفردًا على هيئة معدن أصفر بلوري
ويتواجد قرب البراكين وفي رواسب المتبخرات. ويمكن التعرف عليه بلونه الأصفر وبلوراته
وهو معدن عنصري من مجموعة المعادن المنفردة
معدنعنصريأصفربلوري
الماس (C)
أصلد المعادن الطبيعية على الإطلاق (صلادته 10 على مقياس موهس). شكل 27: الماس — المجموعات الكيميائية للمعادن يوضح الشكل الماس
وهو كربون في صورة بلورية
ويُعد أصلد المعادن الطبيعية على الإطلاق بدرجة صلادة 10 على مقياس موهس. ولذلك يُستخدم في القطع والحفر والتطبيقات الصناعية الدقيقة
ويُعد الجرافيت الذي يشترك معه في العنصر مثالًا على اختلاف الخواص باختلاف الترتيب البلوري
أصلدالمعادنالطبيعيةالإطلاق
الذهب — المجموعات الكيميائية للمعادن
├── ثالثًاالمجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 5الكوارتز — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 8الميكا – مسكوفيت — المجموعات الكيميائية للمعادن
النحاس العنصري — المجموعات الكيميائية للمعادن
النحاس العنصري — المجموعات الكيميائية للمعادن←6. مجموعة المعادن العنصرية المنفردة
الكبريت — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 9الأمفيبول – هورنبلند — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 10البيروكسين – أوجيت — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 30: الأنظمة البلورية متعامدة المحاور تعرض الصورة الأنظمة البلورية ذات المحاور الثلاثة المتعامدة، وهي المكعبي والرباعي والمعيني القائم، مع مقارنة أطوال المحاور وقيم الزوايا بينها. وتساعد هذه المقارنة الطالب على تمييز كل نظام من خلال علاقة a وb وc وقيم α وβ وγ.
النظام
أطوال المحاور
الزوايا
الوصف
المكعبي
a1 = a2 = a3
α = β = γ = 90°
أكبر قدر من التماثل
له مستويات تماثل أفقية ورأسية ومائلة
الرباعي
a₁ = a₂ ≠ c
α = β = γ = 90°
محوران متساويان والثالث يختلف
له مستويات تماثل أفقية ورأسية
المعيني القائم
a ≠ b ≠ c
α = β = γ = 90°
ثلاثة محاور مختلفة الطول
له مستويات تماثل أفقية ورأسية
العلاقة بين المحاور والزوايا
النظام
أطوال المحاور
الزوايا
الوصف
أحادي الميل
a ≠ b ≠ c
α = γ = 90° ≠ β
المحور الثالث مائل عليهما
له مستوى تماثل واحد
ومعظم المعادن تنتمي إليه
ثلاثي الميل
a ≠ b ≠ c
α ≠ β ≠ γ
المحاور مختلفة وغير متعامدة
لا يوجد له أي مستويات تماثل
النظام
أطوال المحاور
الوصف
السداسي
a1 = a2 = a3 ≠ c
ثلاثة محاور أفقية متساوية تتقاطع بزوايا متساوية، ويتعامد عليها محور رابع مختلف الطول. المحور الرأسي سداسي التماثل، ويوجد مستوى تماثل أفقي
الثلاثي
a1 = a2 = a3 ≠ c
البنية نفسها، لكن المحور الرأسي ثلاثي التماثل، ولا يوجد مستوى تماثل أفقي
نقاط للتمييز
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
المكعبي
أعلى الأنظمة تماثلًا
وثلاثي الميل أقلها تماثلًا
أعلىالأنظمةتماثلوثلاثي
أحادي الميل
معظم المعادن تنتمي إلى هذا النظام
معظمالمعادنتنتميالنظام
السداسي والثلاثي
يشتركان في أربعة محاور ويختلفان في مستوى التماثل الأفقي. شكل 31: النظامان السداسي والثلاثي تبيّن الصورة النظامين السداسي والثلاثي وما بينهما من تشابه في أربعة محاور واختلاف في مستوى التماثل الأفقي. ويوضح ذلك أن النظام السداسي أعلى تماثلًا من الثلاثي
وهذا المعيار هو ما يُعتمد عليه في تصنيف البلورات
يشتركانأربعةمحاورويختلفان
أمثلة
الهاليت والجالينا مكعبيان
والكبريت والباريت معينيان قائمان
والكالسيت والكوارتز من النظام الثلاثي
الهاليتوالجالينامكعبيانوالكبريت
النظامان السداسي والثلاثي
النظامان السداسي والثلاثي←خامسًا: الأنظمة البلورية السبعة
شكل 32: أحادي الميل وثلاثي الميل تقارن الصورة بين النظامين أحادي الميل وثلاثي الميل، وهما الأقل تماثلًا بين الأنظمة السبعة. ففي أحادي الميل زاوية واحدة مائلة فقط، أما ثلاثي الميل فلا توجد فيه زاوية قائمة، ولهذا ينتمي إليه عدد قليل من المعادن مقارنة بأحادي الميل.
شكل 32←أحادي الميل وثلاثي الميل تقارن الصورة بين النظامين أحادي الميل وثلاثي الميل، وهما الأقل تماثلًا بين الأنظمة السبعة. ففي أحادي الميل زاوية واحدة مائلة فقط، أما ثلاثي الميل فلا توجد فيه زاوية قائمة، ولهذا ينتمي إليه عدد قليل من المعادن مقارنة بأحادي الميل.: خامسًا: الأنظمة البلورية السبعة
شكل 29: الأشكال البلورية
تُظهر الصورة أشكالًا بلورية لمعادن ينتظم فيها الذرات ترتيبًا هندسيًا متكررًا فتنتهي بأوجه مستوية ملساء.
من أهم واجبات الجيولوجي التعرف على المعادن في الحقل.
يستخدم أولًا الخواص الفيزيائية الظاهرة التي يسهل ملاحظتها في العينة اليدوية.
تُصنَّف إلى خواص بصرية وتماسكية وخواص أخرى.
الخواص البصرية تعتمد على تفاعل المعدن مع الضوء الساقط والمنعكس.
1) البريق
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
البريق
قدرة المعدن على عكس الضوء الساقط عليه
—
قدرةالمعدنالضوءالساقط
بريق فلزي
يعكس الضوء بدرجة كبيرة فيكون لامعًا
البيريت والجالينا والذهب
يعكسالضوءبدرجةكبيرة
بريق لا فلزي
لا يشبه بريق الفلزات
ويوصف بما يشبهه
—
يشبهالفلزاتويوصفيشبهه
زجاجي
كالكوارتز والكالسيت
—
كالكوارتزوالكالسيت
لؤلؤي
كالفلسبار
—
كالفلسبار
ترابي
السطح مطفأ غير براق كالكاولينيت
—
السطحمطفأبراقكالكاولينيت
2) اللون
يعتمد لون المعدن على أطوال الموجات الضوئية المنعكسة منه.
هو أوضح الصفات لكنه قليل الأهمية نسبيًا في التعرف على المعادن.
السبب أن ألوان أغلب المعادن تتغير باختلاف التركيب الكيميائي (في الحدود المسموح بها) أو بوجود شوائب.
الكوارتز وردي بوجود شوائب المنجنيز، وبنفسجي (الأميثيست) بشوائب أكاسيد الحديد.
شكل 34: الكوارتز الوردي
تُظهر الصورة الكوارتز الوردي، ويكتسب لونه من وجود شوائب المنجنيز داخل تركيبه البلوري. وهذا يوضح أن اللون يتغير بوجود الشوائب مع بقاء المعدن نفسه، فلا يُعتمد اللون وحده في تمييز المعادن.
صخر / معدن الأميثيست مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة.
شكل 35: الأميثيست
تبيّن الصورة الأميثيست، وهو كوارتز بنفسجي يكتسب لونه من شوائب أكاسيد الحديد. ويرتبط ذلك بفكرة الفقرة أن ألوان المعادن قد تتغير بتغير التركيب الكيميائي أو وجود الشوائب، ولذلك لا يصلح اللون معيارًا دقيقًا وحده للتعرف.
الكوارتز الأبيض اللبني يحتوي فقاعات غازية كثيرة.
شكل 36: الكوارتز الأبيض اللبني
تعرض الصورة الكوارتز الأبيض اللبني الذي تظهر داخله فقاعات غازية كثيرة بوضوح. وهذه الفقاعات من الخصائص المميزة التي تساعد على التعرف على هذا النوع في العينة اليدوية دون الحاجة إلى أجهزة متقدمة.
الكوارتز النقي شفاف عديم اللون ويُسمّى البلور الصخري.
السفاليريت (كبريتيد الزنك) أصفر شفاف يتحول إلى بني عند حلول قليل من ذرات الحديد محل بعض ذرات الزنك.
بعض المعادن لونها ثابت (اللون الأصلي) مثل الكبريت الأصفر والملاكيت (كربونات النحاس المائية) الأخضر.
شكل 37: التوباز تُظهر الصورة بلورات التوباز، وهو من المعادن ذات الصلادة العالية ورتبته 8 في مقياس موهس. وتوضح الصورة مفهوم الصلادة بوصفها مقاومة المعدن للخدش، إذ يخدش التوباز معادن أقل منه صلادة مثل الكوارتز والأرثوكليز.
1) الصلادة (Hardness)
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الصلادة
درجة مقاومة المعدن للخدش أو البري
درجةمقاومةالمعدنللخدش
تُحدد نسبيًا
يخدش المعدن الأصلد المعدن الأقل صلادة عند احتكاكه به
يخدشالمعدنالأصلدالأقل
•
حدّد العالم موهس (Mohs) قيمًا عددية للصلادة هي مقياس موهس
العالمموهسMohsعددية
الرتبة
المعدن
1
التلك
2
الجبس
3
الكالسيت
4
الفلوريت
شكل 38: الفلوريت — الخواص التماسكية للمعادن
تعرض الصورة معدن الفلوريت، وهو معدن متوسط الصلادة رتبته 4 في مقياس موهس. ويوضح موقعه في المقياس أنه يخدش المعادن الأقل منه مثل الكالسيت والجبس، ويُخدش هو بالمعادن الأصلد منه مثل الأباتيت.
5
الأباتيت
شكل 39: الأباتيت — الخواص التماسكية للمعادن
تبيّن الصورة معدن الأباتيت ذا الصلادة 5 في مقياس موهس. ويرتبط ذلك بفكرة المقياس المتدرج، فالأباتيت أصلد من الفلوريت فيخدشه، بينما يُخدش هو بالأرثوكليز الأعلى منه رتبة وهو ما يوضح نسبية المقياس.
6
الأرثوكليز
7
الكوارتز
8
التوباز
9
الكوراندوم
شكل 40: الكوراندوم
تعرض الصورة معدن الكوراندوم، وهو المعدن رقم 9 في مقياس موهس ولا يأتي بعده في الصلادة إلا الماس. ويوضح ذلك أن الكوراندوم يخدش جميع المعادن السابقة له في المقياس، وهو ما يجعله أداة فعّالة في مقارنة الصلادة.
10
الماس
أدوات شائعة لتعيين الصلادة
ظفر الإنسان صلادته نحو 2.5.
عملة نحاسية نحو 3.5.
قطعة زجاج نحو 5.5.
لوح المخدش الخزفي نحو 6.5.
يسهل تعيين الصلادة في الحقل أو المعمل بـ أقلام الصلادة المصنوعة من سبائك ذات درجات صلادة معروفة، أو بأشياء شائعة معروفة الصلادة.
مثال 1: معدن يخدش الكالسيت ولا يخدش الأباتيت، وتخدشه العملة النحاسية ولا يخدشه الظفر. فما مدى صلادته؟
الحل:
الظفر (2.5) لا يخدشه فصلادته أكبر من 2.5.
العملة النحاسية (3.5) تخدشه فصلادته أقل من 3.5.
يخدش الكالسيت (3) فصلادته أكبر من 3.
إذن صلادته بين 3 و3.5 (قريبة من الكالسيت).
2) الانفصام (Cleavage)
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
الانفصام
قابلية المعدن للتشقق على امتداد مستويات ضعيفة الترابط نسبيًا
فتنتج سطوح ملساء عند الكسر أو الضغط
—
قابليةالمعدنللتشققامتداد
انفصام في اتجاه واحد
مثل الميكا (انفصام صفائحي جيد)
والجرافيت (انفصام قاعدي موازٍ لقاعدة البلورة)
—
الميكاصفائحيوالجرافيتقاعدي
انفصام في أكثر من اتجاه
يوصف بعدد المستويات والزوايا بينها
—
يوصفبعددالمستوياتوالزوايا
الهاليت والجالينا
انفصام مكعبي
—
انفصاممكعبي
الكالسيت
انفصام معيني
—
انفصاممعيني
•
الكوارتز والصوان
وتتميز بـ المكسر المحاري عند الكسر
المعادنتظهرفيهاخاصية
3) القابلية للسحب والطرق
مدى إمكانية تشكيل المعدن بالطرق إلى رقائق أو بالسحب إلى أسلاك.
أمثلة الذهب والفضة والنحاس.
الفلوريت — الخواص التماسكية للمعادن
الخواص التماسكية للمعادن
خصائص ومظهر عينة التلك — الخواص التماسكية للمعادن:
★ الكوارتز لا يمتلك انفصاماً←علل دائماً: لا يظهر الكوارتز خاصية الانفصام على الإطلاق لأن الروابط بين ذرات السيليكون والأكسجين قوية ومتساوية في جميع الاتجاهات الفراغية، ولذلك يتكسر بمكسر محاري.
شكل 6: الأرثوكليز — المجموعات الكيميائية للمعادن
├── ثالثًاالمجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 5الكوارتز — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 8الميكا – مسكوفيت — المجموعات الكيميائية للمعادن
شكل 90: التلك — الخواص التماسكية للمعادن
شكل 90: التلك — الخواص التماسكية للمعادن←سابعًا: الخواص التماسكية للمعادن
الصخور النارية (Igneous Rocks) أول صخور تكونت من صخور القشرة، وجميع الصخور الأخرى ناتجة عنها.
تسمى أم الصخور أو الصخور الأولية.
تكوّنت نتيجة تبريد وتبلور الصهير (مصهور الصخر) عند انخفاض حرارته داخل الأرض أو على سطحها.
الصهير (الماجما)
الصهير (الماجما أو الصهارة) سائل لزج يتكون أساسًا من العناصر الثمانية الموجودة في معادن السيليكات على صورة أيونات، بالإضافة إلى غازات أهمها بخار الماء.
يتكوّن في أماكن معينة تحت السطح، منها الجزء العلوي من الوشاح الذي تتميز صخوره بأنها لدنة مائعة.
تكوين الصخور النارية
تكوين الصخور الرسوبية
وجه المقارنة
تكوين الصخور النارية
تكوين الصخور الرسوبية
تكونت
أول صخور تكونت من صخور القشرة
صخور تكونت من تفتيت صخور قديمة (نارية ورسوبية ومتحولة) بعوامل التجوية
وجميع
وجميع الصخور الأخرى ناتجة عنها
—
توضح
توضح الصورة تكوّن الصخور النارية من تبريد الصهير وتبلوره داخل الأرض أو على سطحها
توضح الصورة المراحل المتتابعة لتكوين الصخور الرسوبية
يلخص
يلخص المخطط أهداف الدرس
يلخص المخطط أهداف الدرس
تعريف
وهي تعريف المعدن وتصنيفه كيميائيًا
وهي تعريف المعدن وتصنيفه كيميائيًا
والتمييز
والتمييز بين الصخور النارية والرسوبية والمتحولة
والتمييز بين الصخور النارية والرسوبية والمتحولة
ووصف
ووصف دورة الصخور
ووصف دورة الصخور
والمتحولة
يميّز الصخور النارية والرسوبية والمتحولة من
يميّز الصخور النارية والرسوبية والمتحولة من
النشأة
النشأة والتركيب والنسيج
النشأة والتركيب والنسيج
متسلسلة تفاعلات بوين
أوضحت تجارب العالم بوين أنه عندما تنخفض حرارة الماجما وتبدأ عملية التبلر فإن أول المعادن تبلورًا هي الغنية بعناصر الحديد والماغنسيوم والكالسيوم.
بذلك تقل هذه العناصر في صورتها الأيونية ويصبح الصهير غنيًا بعنصري الصوديوم والبوتاسيوم.
يزداد محتواه من السيليكون، ويتبلور هذا الجزء في المراحل الأخيرة.
أوضح بوين ذلك في مخطط عُرف بـ متسلسلة تفاعلات بوين، تتراوح الحرارة فيه من نحو 1200°م إلى نحو 750°م.
تكون الصخور النارية
تكون الصخور الرسوبية
وجه المقارنة
تكون الصخور النارية
تكون الصخور الرسوبية
تكونت
أول صخور تكونت من صخور القشرة
صخور تكونت من تفتيت صخور قديمة (نارية ورسوبية ومتحولة) بعوامل التجوية
وجميع
وجميع الصخور الأخرى ناتجة عنها
—
توضح
توضح الصورة تكوّن الصخور النارية من تبريد الصهير وتبلوره داخل الأرض أو على سطحها
توضح الصورة المراحل المتتابعة لتكوين الصخور الرسوبية
حادي عشر: تقسيم الصخور النارية حسب التركيب المعدني
حادي عشر: تقسيم الصخور النارية حسب التركيب المعدني
تُقسَّم الصخور النارية حسب التركيب المعدني (المعتمد على التركيب الكيميائي) وحسب مكان التبلور (الذي يؤثر على سرعة التبريد وشكل النسيج).
البيريدوتيت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
فقيرة جدًا في السيليكا
(أقل من 45%)
أول الصخور تكوّنًا
غنية بمعادن الحديد والماغنسيوم والكالسيوم
لذلك لونها أسود غامق
غنيةبمعادنالحديدوالماغنسيوم
•
غنية بـ الأوليفين والبيروكسين مع قليل من البلاجيوكليز الكلسي
غنيةالأوليفينوالبيروكسينقليل
أمثلة
البيريدوتيت (جوفي) والكوماتيت (سطحي). شكل 43: البيريدوتيت تعرض الصورة صخر البيريدوتيت
وهو صخر ناري جوفي غني بالأوليفين والبيروكسين ولونه أسود غامق. ويُعد من أوائل الصخور تبلورًا لأنه غني بمعادن الحديد والماغنسيوم والكالسيوم
وهي معادن تتبلور عند درجات الحرارة المرتفعة
البيريدوتيتجوفيوالكوماتيتسطحي
صخر / معدن الكوماتيت
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 44: الكوماتيت تُظهر الصورة صخر الكوماتيت
وهو صخر ناري سطحي شبيه بالبيريدوتيت في تركيبه الغني بالحديد والماغنسيوم. والفرق بينهما في مكان التبلور
فالكوماتيت يتكون بالتبريد السريع على السطح بينما يتكون البيريدوتيت ببطء في الباطن
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
ب) صخور قاعدية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
•
نسبة السيليكا من 45% إلى 55%
وتتبلور عند درجات حرارة مرتفعة (أكثر من 1100°م)
نسبةالسيليكاوتتبلوردرجات
•
لونها أسود غامق
وتتكون من الأوليفين والبيروكسين والبلاجيوكليز الكلسي وبعض الأمفيبول
لونهاأسودغامقوتتكون
أمثلة
الجابرو (جوفي)
الدوليريت (نسيج بورفيري)
البازلت. شكل 45: الجابرو تبيّن الصورة صخر الجابرو
وهو صخر ناري جوفي أسود غامق يتكون من الأوليفين والبيروكسين والبلاجيوكليز الكلسي. ويوضح تشابه تركيبه مع البازلت أن الاختلاف بينهما يعود إلى مكان التبلور وسرعة التبريد
إذ يتبلور الجابرو ببطء في الباطن
الجابروجوفيالدوليريتنسيج
صخر / معدن البازلت
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 46: البازلت تعرض الصورة صخر البازلت
وهو صخر ناري سطحي أسود غامق يتكون من المعادن نفسها تقريبًا التي يتكون منها الجابرو. ويوضح ذلك أن التركيب المعدني واحد بينهما
بينما يختلف النسيج لأن البازلت يتبلور بسرعة عند السطح فتصبح بلوراته دقيقة
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
البازلت
أشهر الصخور البركانية انتشارًا على سطح الأرض ويُستخدم في الرصف
أشهرالصخورالبركانيةانتشار
الكوماتيت
شكل 44الكوماتيت
البازلت والأنديزيت والكوماتيتنسيجها زجاجي أو دقيق التبلور.
الجابرو
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
أمثلة
الجابرو (جوفي)
الدوليريت (نسيج بورفيري)
البازلت
الجابروجوفيالدوليريتنسيج
شكل 45
الجابرو
الجابرو
•
تبيّن الصورة صخر الجابرو
وهو صخر ناري جوفي أسود غامق يتكون من الأوليفين والبيروكسين والبلاجيوكليز الكلسي
الصورةالجابروناريجوفي
ج) صخور متوسطة
نسبة السيليكا من 55% إلى 66%.
تحتوي البلاجيوكليز والبيروكسين والأمفيبول والميكا والكوارتز ونسبة من الفلسبار البوتاسي.
تتبلور في حرارة متوسطة، ولونها بين الفاتح والغامق.
أمثلة الدايورايت (خشن) والميكرودايورايت (بورفيري) والأنديزيت (بركاني) نسبة إلى جبال الأنديز. شكل 47: الدايورايت تُظهر الصورة صخر الدايورايت، وهو صخر ناري متوسط يتكون من الأمفيبول والميكا والكوارتز ونسبة من الفلسبار البوتاسي. ويقع لونه بين الفاتح والغامق لأنه يتبلور عند حرارة متوسطة بين الصخور القاعدية والحمضية.
صخر / معدن الأنديزيت مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة.
شكل 48: الأنديزيت
تعرض الصورة صخر الأنديزيت، وهو المكافئ البركاني للدايورايت ويتكون على السطح بسرعة. وتوضح الصورة أن الصخور المتوسطة التركيب تتراوح ألوانها بين الفاتح والغامق، وقد سُمي الأنديزيت نسبةً إلى جبال الأنديز.
البازلت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
•
ويوضح تشابه تركيبه مع البازلت أن الاختلاف بينهما يعود إلى مكان التبلور وسرعة التبريد
إذ يتبلور الجابرو ببطء في الباطن
ويوضحتشابهتركيبهالبازلت
صخر / معدن البازلت
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
شكل 46
البازلت
البازلت
الدايورايت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
أمثلة
الدايورايت (خشن) والميكرودايورايت (بورفيري) والأنديزيت (بركاني) نسبة إلى جبال الأنديز
الدايورايتوالميكرودايورايتبورفيريوالأنديزيت
شكل 47
الدايورايت
الدايورايت
•
تُظهر الصورة صخر الدايورايت
وهو صخر ناري متوسط يتكون من الأمفيبول والميكا والكوارتز ونسبة من الفلسبار البوتاسي
الصورةالدايورايتناريمتوسط
د) صخور حمضية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
•
نسبة السيليكا أكثر من 66%
وتحتوي الفلسبار البوتاسي والصودي والميكا والكوارتز بنسبة نحو 25% والأمفيبول
—
نسبةالسيليكاأكثروتحتوي
•
لونها وردي فاتح
وتتبلور في حرارة منخفضة (أقل من 800°م)
—
لونهاورديفاتحوتتبلور
أمثلة
الجرانيت (خشن شائع في البناء لجماله)
الميكروجرانيت (بورفيري)
الرايوليت (بركاني دقيق التبلور)
الأوبسيديان (زجاجي)
البيومس (غني بالفقاعات الغازية فهو خفيف الوزن). شكل 49: الجرانيت تُظهر الصورة صخر الجرانيت
وهو صخر ناري جوفي فاتح اللون تظهر فيه بلورات كبيرة مرئية
ويكثر استخدامه في البناء لجماله. ويتبلور ببطء في الباطن عند حرارة منخفضة نسبيًا
فلذلك تكون بلوراته خشنة مقارنة بالصخور البركانية
—
الجرانيتشائعالبناءلجماله
صخر / معدن البيومس
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 50: البيومس تعرض الصورة صخر البيومس
وهو صخر بركاني فاتح غني بالفقاعات الغازية التي تجعله خفيف الوزن. ويوضح الصورة أن الغازات المنفلتة أثناء تبريد الصهير السريع على السطح هي سبب هذا التركيب الإسفنجي
وهو ما يميزه عن الجرانيت
—
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
صخر / معدن الأوبسيديان
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 51: الأوبسيديان تبيّن الصورة الأوبسيديان
وهو زجاج بركاني داكن يتكون عندما يتبرد الصهير الحمضي بسرعة كبيرة دون أن تتبلور معادنه. ولهذا يكون سطحه لامعًا ومتكسرًا كالزجاج
وهو
واضح على أثر سرعة التبريد في شكل النسيج
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
صخر / معدن الرايوليت
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 52: الرايوليت تعرض الصورة صخر الرايوليت
وهو صخر بركاني حمضي دقيق التبلور يقابل الجرانيت في تركيبه المعدني. ويوضح الفرق بينهما أن الجرانيت تبلور ببطء في الباطن فصار خشنًا
بينما تبلور الرايوليت على السطح بسرعة فصار دقيقًا
—
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
الأنديزيت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
صخر / معدن الأنديزيت
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
شكل 48
الأنديزيت
الأنديزيت
•
تعرض الصورة صخر الأنديزيت
وهو المكافئ البركاني للدايورايت ويتكون على السطح بسرعة
تعرضالصورةالأنديزيتالمكافئ
الجرانيت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
أمثلة
الجرانيت (خشن شائع في البناء لجماله)
الميكروجرانيت (بورفيري)
الرايوليت (بركاني دقيق التبلور)
الأوبسيديان (زجاجي)
البيومس (غني بالفقاعات الغازية فهو خفيف الوزن)
الجرانيتشائعالبناءلجماله
شكل 49
الجرانيت
الجرانيت
•
تُظهر الصورة صخر الجرانيت
وهو صخر ناري جوفي فاتح اللون تظهر فيه بلورات كبيرة مرئية
ويكثر استخدامه في البناء لجماله
الصورةالجرانيتناريجوفي
البيومس
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
صخر / معدن البيومس
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
شكل 50
البيومس
البيومس
•
تعرض الصورة صخر البيومس
وهو صخر بركاني فاتح غني بالفقاعات الغازية التي تجعله خفيف الوزن
تعرضالصورةالبيومسبركاني
الأوبسيديان
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
صخر / معدن الأوبسيديان
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
شكل 51
الأوبسيديان
الأوبسيديان
•
تبيّن الصورة الأوبسيديان
وهو زجاج بركاني داكن يتكون عندما يتبرد الصهير الحمضي بسرعة كبيرة دون أن تتبلور معادنه
يعطي التبريد البطيء في باطن الأرض فرصة لتجمع أيونات كثيرة على مركز التبلور الواحد.
ينتج نسيج خشن من عدد قليل من بلورات كبيرة الحجم.
أمثلة الجرانيت والدايورايت والجابرو والبيريدوتيت.
الدوليريت
عندما يندفع الصهير نحو السطح ولا تسمح الظروف بوصوله، يتداخل في الصخور المحيطة ثم يبرد.
تتكون بلورات كبيرة عند التبريد البطيء في الباطن، وبلورات أصغر في الموقع الأقرب للسطح حيث التبريد أسرع.
يُعرف نسيجها بـ النسيج البورفيري (بلورات كبيرة في أرضية بلورات أصغر).
أمثلة دوليريت، ميكرودايورايت، ميكروجرانيت. شكل 53: الدوليريت تُظهر الصورة صخر الدوليريت، وهو صخر ناري متوسط يتكون من بلورات كبيرة نسبيًا تحيط بها أرضية دقيقة التبلور، وهو ما يُعرف بالنسيج البورفيري. ويتشكل هذا النسيج عندما تتبلور بعض المعادن ببطء في العمق ثم يتبرد الصهير المتبقي سريعًا عند الاقتراب من السطح.
صخر / معدن الميكروجرانيت مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة.
شكل 54: الميكروجرانيت
تعرض الصورة صخر الميكروجرانيت، وهو صخر ناري حمضي يشبه الجرانيت في تركيبه لكنه يتكون في الحواف القريبة من السطح. ويرتبط بالنسيج البورفيري، إذ تظهر فيه بلورات كبيرة من الكوارتز والفلسبار في أرضية دقيقة التبلور.
صخر / معدن الميكرودايورايت مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة.
شكل 55: الميكرودايورايت
تبيّن الصورة صخر الميكرودايورايت، وهو صخر ناري متوسط التركيب ذو نسيج بورفيري تظهر فيه بلورات كبيرة وسط أرضية دقيقة. ويوضح أن التركيب المعدني يحدد لون الصخر، بينما يحدد مكان التبلور وسرعة التبريد شكل النسيج.
يمتد مئات الكيلومترات ويبلغ سمكه عدة كيلومترات. شكل 56: الباثوليث تُظهر الصورة الباثوليث
وهو أكبر الكتل النارية الجوفية المعروفة إذ يمتد لمئات الكيلومترات ويبلغ سمكه عدة كيلومترات. ويتكون عندما يتجمع الصهير في أعماق القشرة ويتبلور ببطء
ثم تظهر الكتلة على السطح بعد تعرية الصخور التي تعلوها
أكبرالكتلالناريةالمعروفة
القباب
تنتج من صعود الماجما خلال فتحة ضيقة ثم تجمعها بدل انتشارها أفقيًا
تنتجصعودالماجماخلال
اللاكوليث
قبة عادية ناتجة عن ماجما عالية اللزوجة تضغط على ما فوقها فتنثني الطبقات لأعلى في ثنية محدبة. شكل 57: اللاكوليث تعرض الصورة اللاكوليث
وهو قبة نارية محدبة تنتج من ماجما عالية اللزوجة تضغط على الطبقات فوقها فتثنيها إلى أعلى. ويوضح الشكل أن اللزوجة العالية تمنع انتشار الصهير أفقيًا
فيتجمع ويرفع الطبقات الصخرية المحيطة به
عاديةناتجةماجماعالية
اللوبوليث
قبة مقلوبة تنتج عن ماجما قليلة اللزوجة تسبب انثناء الصخور أسفلها في طية مقعرة. شكل 58: اللوبوليث تبيّن الصورة اللوبوليث
وهو شكل ناري مقعر ينتج عن ماجما قليلة اللزوجة تنتشر في الطبقات فتسبب انثناءها إلى أسفل. ويوضح الفرق بينه وبين اللاكوليث أن اتجاه الثنية معكوس بسبب اختلاف لزوجة الصهير في الحالتين
مقلوبةتنتجماجماقليلة
العروق (Dikes)
تنتج من تداخل الماجما في الصخور المحيطة بحيث تكون قاطعة لها. شكل 59: العِرق الناري تُظهر الصورة العروق النارية (Dikes)
وتتكون عندما يتداخل الصهير في الصخور المحيطة فيقطعها بشكل عمودي أو مائل. ويوضح الشكل أن هذا التداخل القاطع هو ما يميز العروق عن الجدد التي تكون موازية لأسطح الطبقات
تنتجتداخلالماجماالصخور
الجدد (Sills)
تنتج من تداخل الماجما بحيث تكون موازية لأسطح الطبقات وغير قاطعة. شكل 60: الجُدّة النارية تعرض الصورة الجُدد النارية (Sills)
وهي أجسام صهيرية تتسلل بين طبقات الصخور وتكون موازية لأسطحها دون أن تقطعها. ويفسر هذا الوضع اختلافها عن العروق
فهي تتبع مستويات الطبقات الأفقية وتُعد من الأشكال تحت السطحية الشائعة
تنتجتداخلالماجمابحيث
اللاكوليث
شكل 57←اللاكوليث
اللوبوليث
شكل 58←اللوبوليث
العِرق الناري
ويساعد هذا التدرج على استخدام تركيب الفلسبار في تحديد نوع الصخر الناري.
تعرض الصورة صخر البيريدوتيت، وهو صخر ناري جوفي غني بالأوليفين والبيروكسين ولونه أسود غامق.
تُظهر الصورة صخر الكوماتيت، وهو صخر ناري سطحي شبيه بالبيريدوتيت في تركيبه الغني بالحديد والماغنسيوم.
الجُدّة النارية
ثانيًا: أشكال الصخور البركانية السطحية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
ثورات البراكين (اللافا)
تأخذ أشكال الحبال أو الوسائد. شكل 61: اللافا الوسائدية تُظهر الصورة اللافا الوسائدية التي تأخذ شكل وسائد مستديرة عند انصبابها تحت الماء
إذ تبرد اللافا بسرعة بمجرد ملامستها له. ويرتبط هذا الشكل بالثورات البركانية السطحية
ويوضح كيف تتشكل اللافا بأشكال مختلفة حسب بيئة التبريد
تأخذأشكالالحبالالوسائد
اللافا الحبلية
رسم توضيحي وعينة معتمدة توضح الخصائص البنيوية والمعدنية. شكل 62: اللافا الحبلية تعرض الصورة اللافا الحبلية
وهي لافا سطحية تتجمد بعد أن تكوّن أسطحًا متموجة تشبه الحبال. وتوضح الصورة الفرق بينها وبين اللافا الوسائدية
إذ تتشكل الحبلية عادةً على اليابسة بسبب سيولة اللافا وتدفقها
توضيحيوعينةمعتمدةتوضح
المواد النارية الفتاتية
تنتج من تكسير أعناق البراكين
تنتجتكسيرأعناقالبراكين
البريشيا البركانية
قطع ذات زوايا حادة تتراكم حول البركان. شكل 63: البريشيا البركانية تبيّن الصورة البريشيا البركانية
وهي صخور فتاتية نارية تتكون من قطع ذات زوايا حادة تتراكم حول فوهة البركان بعد تكسير أعناقه. ويوضح الشكل أن هذه المواد الفتاتية تنتج من الانفجارات البركانية
وتختلف عن اللافا المتجمدة
زواياحادةتتراكمالصورة
الرماد البركاني
حبيبات دقيقة تحملها الرياح لمسافات كبيرة وقد تسقط في قارة أخرى. شكل 64: الرماد البركاني تعرض الصورة الرماد البركاني
وهو حبيبات دقيقة من المواد النارية تقذفها البراكين في الهواء فتحملها الرياح لمسافات بعيدة. ويوضح ذلك أن الفتات البركاني الدقيق قد يتساقط بعيدًا عن البركان
وقد يصل أحيانًا إلى قارات أخرى
حبيباتدقيقةتحملهاالرياح
المقذوفات البركانية
كتل صخرية بيضاوية الشكل من مواد اللافا تتجمد قرب السطح. شكل 65: المقذوف البركاني تُظهر الصورة المقذوفات البركانية
وهي كتل صخرية بيضاوية الشكل من مواد اللافا تتجمد وهي في الهواء قرب السطح. ويوضح الشكل أنها كتل أكبر حجمًا من حبيبات الرماد
وتتجمد قبل أن تسقط على الأرض
صخريةبيضاويةالشكلمواد
اللافا الوسائدية
اللافا الوسائدية←ثالث عشر: أشكال الصخور النارية في الطبيعة
اللافا الحبلية — أشكال الصخور البركانية السطحية
اللافا الحبلية — أشكال الصخور البركانية السطحية←ثالث عشر: أشكال الصخور النارية في الطبيعة
البريشيا البركانية
الرماد البركاني
وجه المقارنة
البريشيا البركانية
الرماد البركاني
زوايا
قطع ذات زوايا حادة تتراكم حول البركان
—
الصورة
تبيّن الصورة البريشيا البركانية
تعرض الصورة الرماد البركاني
نارية
وهي صخور فتاتية نارية تتكون من قطع ذات زوايا حادة تتراكم حول فوهة البركان بعد تكسير أعناقه
وهو حبيبات دقيقة من المواد النارية تقذفها البراكين في الهواء فتحملها الرياح لمسافات بعيدة
توضيحي
رسم توضيحي وعينة معتمدة توضح الخصائص البنيوية والمعدنية
—
تعرض
تعرض الصورة البريشيا الرسوبية
—
فتاتي
وهي صخر فتاتي يتكون من قطع زاوية الحواف لم تتعرض لكثير من النقل
—
ويوضح
ويوضح ذلك أن استدارة الحصى ناتجة عن مسافة نقل طويلة بفعل المياه
ويوضح الشكل أنها كتل أكبر حجمًا من حبيبات الرماد
يميزها
وهو ما يميزها عن البريشيا ذات الحواف الحادة
—
حبيبات
—
حبيبات دقيقة تحملها الرياح لمسافات كبيرة وقد تسقط في قارة أخرى
المقذوف البركاني
المقذوف البركاني←ثالث عشر: أشكال الصخور النارية في الطبيعة
الأجسام النارية الجوفية
الأجسام النارية الجوفية←ثالث عشر: أشكال الصخور النارية في الطبيعة
الصخور الرسوبية (Sedimentary Rocks) صخور تكونت من تفتيت صخور قديمة (نارية ورسوبية ومتحولة) بعوامل التجوية، ثم نقل الفتات بعوامل النقل الطبيعية، ثم ترسيبه وتماسكه.
شكل 66: تماسك الرواسب
تبيّن الصورة مرحلة تماسك الرواسب، وهي الخطوة الأخيرة في تكوين الصخور الرسوبية بعد التفتيت والنقل والترسيب. ويرتبط ذلك بالفقرة لأن الرواسب المتراكمة تتحول إلى صخر متماسك بفعل الضغط ومواد الربط التي تملأ الفراغات بين الحبيبات.
تصل عوامل النقل بالفتات إلى أحواض الترسيب فترسبه في طبقات متوازية.
شكل 68: الترسيب في طبقات
تعرض الصورة الترسيب في طبقات متوازية داخل أحواض الترسيب، حيث تستقر الرواسب تدريجيًا وفق حجمها وكثافتها. ويوضح هذا التراص الطبقي أن الصخور الرسوبية تتكون من طبقات متعاقبة يُستدل بها على تاريخ الأرض.
الترسيب في طبقات
مميزات الصخور الرسوبية
تغطي نحو ثلاثة أرباع سطح الأرض، لكن في طبقات رقيقة، إذ لا تمثل أكثر من 5% من حجم صخور القشرة.
كثير منها مهم اقتصاديًا مثل رواسب الحجر الجيري والفوسفات والفحم والحديد والحجر الرملي.
تضم صخورًا طينية يتكوّن فيها البترول والغاز الطبيعي والكيروجين.
تضم صخورًا مسامية (الحجر الرملي والجيري والرمال) يختزن فيها النفط والغاز والمياه الجوفية.
أنواعها قليلة نسبيًا، وتسود منها ثلاثة (الطينية والرملية والجيرية) تكوّن نحو 90% من الصخور الرسوبية.
| الرواسب | المكونات | الحجم (القطر) | الصخر المتماسك | |—|—|—|—| | الزلط | الحصى والجلاميد | أكبر من 2 مم (2000 ميكرون) | كونجلوميرات (مستدير) أو بريشيا (حاد الحواف) | | الرمل | حبيبات الكوارتز | 62 ميكرون – 2 مم | الحجر الرملي | | الطين | الغرين | 4 – 62 ميكرون | الصخور الطينية (الطين الصفحي) | | الطين | الصلصال | أقل من 4 ميكرون | الصخور الطينية | شكل 69: الحجر الرملي تُظهر الصورة صخر الحجر الرملي
وهو صخر رسوبي فتاتي يتكون من حبيبات الكوارتز التي يتراوح قطرها بين 62 ميكرونًا ومليمترين. ويوضح ذلك أن الصخر يُصنَّف ضمن الصخور الفتاتية بحسب حجم حبيباته
فالرمل هو الفتات المتوسط بين الغرين والحصى
الرواسبالمكوناتالقطرالصخر
الطفل — الطين الصفحي
رسم توضيحي وعينة معتمدة توضح الخصائص البنيوية والمعدنية. شكل 70: الطفل — الطين الصفحي تبيّن الصورة الطفل وهو صخر طيني يتكون من حبيبات الطين والغرين والصلصال المتماسكة
ويتميز بانفصاله إلى صفائح رقيقة. ويوضح ذلك أن الحبيبات الدقيقة جدًا
وأقل من 62 ميكرونًا
هي ما يميز الصخور الطينية عن الحجر الرملي
توضيحيوعينةمعتمدةتوضح
البريشيا الرسوبية
رسم توضيحي وعينة معتمدة توضح الخصائص البنيوية والمعدنية. شكل 71: البريشيا الرسوبية تعرض الصورة البريشيا الرسوبية
وهي صخر فتاتي يتكون من قطع زاوية الحواف لم تتعرض لكثير من النقل. ويوضح أن الحواف الحادة دليل على قصر مسافة النقل
وذلك على عكس الكونجلوميرات التي تكون حصاها مستديرة
توضيحيوعينةمعتمدةتوضح
الكونجلوميرات
رسم توضيحي وعينة معتمدة توضح الخصائص البنيوية والمعدنية. شكل 72: الكونجلوميرات تُظهر الصورة الكونجلوميرات
وهي صخور فتاتية خشنة تتكون من حصى مستديرة الحواف مرتبطة بمادة لاحمة. ويوضح ذلك أن استدارة الحصى ناتجة عن مسافة نقل طويلة بفعل المياه
وهو ما يميزها عن البريشيا ذات الحواف الحادة
توضيحيوعينةمعتمدةتوضح
•
1 مم = 1000 ميكرون
1000ميكرون
•
تتكون الصخور الطينية بتحجر رواسب الطين
وعند تضاغط مكوناتها وتماسكها تظهر خاصية التورق وتُسمّى الطفل أو الطين الصفحي
تتكونالصخورالطينيةبتحجر
الطفل — الطين الصفحي — الصخور الرسوبية الفتاتية
الطفل — الطين الصفحي — الصخور الرسوبية الفتاتية←خامس عشر: تصنيف الصخور الرسوبية
البريشيا الرسوبية — الصخور الرسوبية الفتاتية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
أولًا
الصخور الرسوبية الفتاتية
الصخورالرسوبيةالفتاتية
│ ├── أولًا
الصخور الرسوبية الفتاتية
الصخورالرسوبيةالفتاتية
•
تبيّن الصورة البريشيا البركانية
وهي صخور فتاتية نارية تتكون من قطع ذات زوايا حادة تتراكم حول فوهة البركان بعد تكسير أعناقه
الصورةالبريشياالبركانيةصخور
الكونجلوميرات — الصخور الرسوبية الفتاتية
ثانيًا: الصخور الرسوبية الكيميائية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
•
تتكوّن بـ ترسب الأملاح الذائبة في الماء عند تبخر الماء وزيادة تركيز الأملاح
أو نتيجة تفاعلات كيميائية
—
تتكوترسبالأملاحالذائبة
صخور الكربونات
الحجر الجيري (صواعد وهوابط) والدولوميت. شكل 73: صخر الدولوميت تعرض الصورة صخر الدولوميت
وهو من صخور الكربونات الرسوبية الكيميائية ويتركب من كربونات الكالسيوم والماغنسيوم. ويشترك مع الحجر الجيري في كونه صخرًا كيميائيًا
لكنه يحتوي على الماغنسيوم بنسبة أعلى
—
الحجرالجيريصواعدوهوابط
الحجر الجيري
الصواعد والهوابط
وهي تنشأ من ترسب الكالسيت داخل الكهوف
توضيحيوعينةمعتمدةتوضح
صخر / معدن الحجر الجيري الحفري
مظهر العينة الطبيعية والخصائص المميزة. شكل 75: الحجر الجيري الحفري تعرض الصورة الحجر الجيري الحفري
وهو حجر جيري تكوّن من بقايا الكائنات البحرية كالأصداف والشعاب المرجانية. ويوضح أن الصخور الرسوبية العضوية تحتفظ بآثار الكائنات الحية التي عاشت في البيئة البحرية القديمة
—
مظهرالعينةالطبيعيةوالخصائص
صخور سيليكاتية
الصوان الفاتح والغامق. شكل 76: الصوان تُظهر الصورة صخر الصوان
وهو من الصخور السيليكاتية الكيميائية الدقيقة الحبيبات
ويظهر بلونين فاتح وغامق. ويوضح ذلك أن الصوان يتكون من السيليكا المترسبة كيميائيًا
ولهذا يتكسر بحواف حادة وقاطعة
—
الصوانالفاتحوالغامقالصورة
صخور المتبخرات
هذا مثالًا على صخور المتبخرات التي تتكون مع الجبس والأنهيدريت عند زيادة تركيز الأملاح بالتبخر
الجبسكبريتاتالكالسيومالمائية
صخر الدولوميت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الدولوميت (كربونات الكالسيوم والماغنسيوم)
صخر ومعدن كرباتي يدخل في صناعة البناء والحراريات
ومعدنكرباتييدخلصناعة
شكل 13
الدولوميت — المجموعات الكيميائية للمعادن
الدولوميتالمجموعاتالكيميائيةللمعادن
•
يعرض الشكل معدن الدولوميت
وهو كربونات مزدوجة للكالسيوم والماغنسيوم
ويدخل في صناعة مواد البناء والحراريات
يعرضالشكلمعدنالدولوميت
الحجر الجيري — الصخور الرسوبية الكيميائية
الحجر الجيري — الصخور الرسوبية الكيميائية←خامس عشر: تصنيف الصخور الرسوبية
الحجر الجيري الحفري
الحجر الجيري الحفري←خامس عشر: تصنيف الصخور الرسوبية
الصوان — الصخور الرسوبية الكيميائية
يلخص المخطط أهداف الدرس، وهي تعريف المعدن وتصنيفه كيميائيًا، والتمييز بين الصخور النارية والرسوبية والمتحولة، ووصف دورة الصخور.
│ ├── ثانيًا الصخور الرسوبية الكيميائية
الملح الصخري — الصخور الرسوبية الكيميائية
ثالثًا: الصخور الرسوبية العضوية (البيوكيميائية)
تبني الأحياء البحرية أجزاءها الصلبة (هياكلها الداخلية أو الخارجية) من كربونات الكالسيوم المستخلصة من ماء البحر.
بعد موتها تتراكم هذه الهياكل مكوّنة صخورًا عضوية.
صخور الحجر الجيري الغنية بالحفريات (بقايا فقاريات كالأسماك، ولافقاريات كالمحاريات والشعاب المرجانية، وأحياء دقيقة كالفورامنيفرا).
صخور الفوسفات تحتوي بقايا حفرية لحيوانات بحرية فقارية تحتوي الفوسفات إضافة إلى مكونات معدنية فوسفاتية.
شكل 78: صخر الفوسفات
تبيّن الصورة صخر الفوسفات، وهو صخر رسوبي عضوي يحتوي بقايا حفرية لحيوانات بحرية فقارية ولافقارية غنية بالفوسفات. ويوضح ذلك أن بعض الصخور الرسوبية تتكون من تراكم المواد العضوية الغنية بعنصر الفوسفور.
شكل 79: الفحم تُظهر الصورة الفحم، وهو أهم الرواسب العضوية ذات القيمة الاقتصادية، ويتكون من دفن المواد النباتية في باطن الأرض بعيدًا عن الأكسجين لمدة طويلة. ويوضح ذلك أن فقدان المواد الطيّارة يركّز الكربون، فتزداد نسبته تدريجيًا حتى يصبح الفحم وقودًا عالي الحرارة.
أهم الرواسب العضوية ذات القيمة الاقتصادية.
يتكوّن بـ دفن مواد نباتية في باطن الأرض بعيدًا عن الأكسجين مدة طويلة.
تفقد الأنسجة النباتية المواد الطيّارة ويتركز الكربون فيتكوّن الفحم.
يحدث ذلك عادة في مناطق المستنقعات خلف دلتات الأنهار حيث الظروف ملائمة للطمر السريع للبقايا النباتية بمعزل عن الهواء.
2) النفط والغاز
لا يُعتبران رواسب لكنهما يتكوّنان ويُختزنان في الصخور الرسوبية.
مواد هيدروكربونية (كربون وهيدروجين) تكوّنت من تحلل بقايا حيوانية ونباتية بحرية دقيقة بمعزل عن الهواء بعد ترسيبها مع الصخور الطينية (صخور المصدر).
تنضج عند عمق 2 إلى 4 كم وحرارة بين 70 و100°م، وتتحول إلى الحالة السائلة والغازية.
بعد ذلك تتحرك أو تهاجر إلى صخور الخزان المسامية (رمال وحجر رملي وأحيانًا حجر جيري).
شكل 80: خزان النفط والغاز
توضح الصورة خزان النفط والغاز، وهو صخر مسامي كالرمل أو الحجر الرملي يخزن الهيدروكربونات داخل مسامه بعد هجرتها من صخور المصدر. ويرتبط بفكرة الفقرة لأن النفط يتكون في الصخور الطينية الغنية بالمادة العضوية عند عمق يتراوح بين 2 و4 كم.
3) الطفل النفطي
خزان النفط والغاز
خزان النفط والغاز←سادس عشر: مصادر الطاقة في الصخور الرسوبية العضوية
شكل 81: الطفل النفطي تعرض الصورة الطفل النفطي، وهو صخر طيني غني بالمادة العضوية، ويُعد صخر المصدر الذي تنضج فيه المواد العضوية لتصبح نفطًا وغازًا. ويوضح الشكل المرحلة الأولى في تكوين النفط قبل هجرته إلى الخزان المسامي.
صخر طيني غني بالمواد الهيدروكربونية، وأغلبها من أصل نباتي.
توجد في حالة شمعية صلبة تُعرف بـ الكيروجين.
تتحول إلى مواد نفطية عند تسخين الصخر إلى نحو 480°م.
مصدر مهم للطاقة لا يُستغل حاليًا، ويبقى احتياطيًا لحين نفاد البترول، ولن يُستغل وقودًا قبل أن يصبح سعر إنتاجه منافسًا لسعر النفط.
الصخور المتحولة (Metamorphic Rocks) صخور نارية أو رسوبية تأثرت بـ حرارة شديدة أو ضغط كبير أو ضغط وحرارة معًا فتحولت إلى صخور ذات صفات جديدة.
يتحول الصخر إذا تعرض لظروف ارتفاع الحرارة والضغط فيحتاج إلى إعادة توازن وتبلور ليلائم هذه الظروف.
أي صخر (ناري أو رسوبي أو حتى متحول) معرّض للتحول في باطن الأرض.
التحول الحراري والإقليمي
مظاهر التحول
تغيّر معادن الصخر أحيانًا إلى معادن جديدة.
يصبح نسيجه أكثر تبلورًا، أو تترتب معادنه في اتجاهات عمودية على اتجاه الضغط أثناء نموها.
1) صخور متحولة كتلية
تنشأ من تحول الصخور تحت تأثير الحرارة عند ملامسة كتلة الصهير، ويقل أثر التحول بالابتعاد عن منطقة التلامس.
شكل 82: التحول بالتلامس
تبيّن الصورة التحول بالتلامس، وهو تحول الصخور المجاورة لكتلة الصهير تحت تأثير الحرارة بصورة أساسية دون ضغط كبير. ويوضح أن أثر التحول يقل كلما ابتعدنا عن منطقة التلامس، وتكبر البلورات فيتكون نسيج حبيبي.
تزداد أحجام البلورات وتكوّن نسيجًا حبيبيًا.
الكوارتزايت ناتج من تحول الكوارتز في الحجر الرملي بالحرارة الشديدة.
شكل 83: الكوارتزايت
تعرض الصورة صخر الكوارتزايت، وهو صخر متحول ناتج من تحول الحجر الرملي الكوارتزي بالحرارة الشديدة. ويوضح ذلك أن الكوارتز يعاد تبلوره ويتلاحم بقوة، فيصبح الصخر أصلب وأكثر تماسكًا من الحجر الرملي الأصلي.
الرخام ناتج من تعرض الحجر الجيري لحرارة شديدة، فتتلاحم بلورات الكالسيت وتتداخل مما يزيد صلابته وتماسكه.
شكل 84: الرخام
تُظهر الصورة صخر الرخام، وهو صخر متحول ناتج من تعرض الحجر الجيري لحرارة شديدة، فتتلاحم بلورات الكالسيت وتتداخل. ويزيد هذا التلاحم من صلابة الصخر وتماسكه، ولذلك يُستخدم حجرًا للزينة إذا كان خاليًا من الشوائب.
كثير من أنواع الرخام ذات ألوان وتعرق متغير بسبب الشوائب، فيُستخدم حجر زينة.
التورق وعدم التورق
التورق وعدم التورق←سابع عشر: الصخور المتحولة
التحول بالتلامس — مظاهر التحول في الصخور
1) صخور متحولة كتلية تنشأ من تحول الصخور تحت تأثير الحرارة عند ملامسة كتلة الصهير، ويقل أثر التحول بالابتعاد عن منطقة التلامس.
تبيّن الصورة التحول بالتلامس، وهو تحول الصخور المجاورة لكتلة الصهير تحت تأثير الحرارة بصورة أساسية دون ضغط كبير.
تنشأ الصخور المتحولة الكتلية بالقرب من الصهير المتلامس مع الصخر، ويقل أثر التحول كلما ابتعدنا عن منطقة التلامس.
الكوارتزايت
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الكوارتزايت
ناتج من تحول الكوارتز في الحجر الرملي بالحرارة الشديدة
ناتجتحولالحجرالرملي
شكل 83
الكوارتزايت
الكوارتزايت
•
تعرض الصورة صخر الكوارتزايت
وهو صخر متحول ناتج من تحول الحجر الرملي الكوارتزي بالحرارة الشديدة
تعرضالصورةالكوارتزايتمتحول
2) صخور متحولة متورقة
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
•
تنشأ من تحول الصخور تحت الحرارة والضغط معًا
فتترتب البلورات في اتجاهات محددة على هيئة رقائق أو صفائح متعامدة على اتجاه الضغط
فيتكوّن نسيج متورق. شكل 85: التحول الإقليمي والتورق تبيّن الصورة التحول الإقليمي وظهور التورق
وهو ترتيب البلورات في رقائق أو صفائح متعامدة على اتجاه الضغط. ويحدث هذا التحول بتأثير الحرارة والضغط معًا
فيتكون نسيج متورق يميّز الصخور المتحولة الإقليمية
تنشأتحولالصخورالحرارة
الإردواز (الأردواز)
ناتج من تحول الطفل تحت ضغط مرتفع وحرارة منخفضة نسبيًا (أقل من 200°م)
ويُستخدم في البناء. شكل 86: الإردواز تعرض الصورة صخر الإردواز
وهو صخر متحول ناتج من تحول الطفل تحت ضغط مرتفع وحرارة منخفضة نسبيًا لا تتجاوز 200 درجة مئوية. ويتميز بتورق دقيق يسمح بانفصامه إلى ألواح رقيقة
ولهذا يُستخدم في أغطية الأسطح والبناء
ناتجتحولالطفلمرتفع
الشيست
أهم أنواعه الشيست الميكائي
يظهر فيه التورق نتيجة ترتيب بلورات الميكا في الصخر الطيني عموديًا على الضغط بعد نموها بتأثير الحرارة. شكل 87: الشيست الميكائي تبيّن الصورة الشيست الميكائي
وهو أهم أنواع الشيست
ويظهر فيه التورق الواضح نتيجة ترتيب بلورات الميكا عموديًا على اتجاه الضغط. ويوضح ذلك أن بلورات الميكا تنمو وتتوجه بفعل الحرارة والضغط
فتكوّن طبقات لامعة سهلة التقشر
أنواعهالميكائييظهرالتورق
النيس
متحول من الجرانيت بالحرارة والضغط
تترتب بلورات معادنه في صفوف متوازية متقطعة. شكل 88: النيس تعرض الصورة صخر النيس
وهو صخر متحول يتكون من الجرانيت تحت الحرارة والضغط المرتفعين
وتترتب بلوراته في صفوف متوازية متقطعة. ويوضح هذا التوازي أن الصخر فقد نسيجه الناري الأصلي
وصار متورقًا بصورة أقل وضوحًا من الشيست
متحولالجرانيتبالحرارةوالضغط
الرخام
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
الرخام
ناتج من تعرض الحجر الجيري لحرارة شديدة
فتتلاحم بلورات الكالسيت وتتداخل
يزيد صلابته وتماسكه
ناتجتعرضالحجرالجيري
شكل 84
الرخام
الرخام
•
تُظهر الصورة صخر الرخام
وهو صخر متحول ناتج من تعرض الحجر الجيري لحرارة شديدة
مادة صلبة غير عضوية، تتكون في الطبيعة، لها تركيب كيميائي محدد، وشكل بلوري مميز يعكس الترتيب الهندسي المنتظم لذرات عناصرها؛ ولذلك لا يعتبر الفحم ولا البترول معدناً لكونهما من أصل عضوي ويفتقران للشكل البلوري.
البلورة والشكل البلوري (Crystal):
جسم صلب هندسي مصمت تحده أسطح مستوية خارجية ملساء تعرف بـ ‘الأوجه البلورية’؛ وتنتج البلورة عن الترتيب المتناسق المحكم للذرات والأيونات داخل الفراغ، وتتميز بمحاور بلورية (a, b, c) وزوايا بين محورية (ألفا وبيتا وجاما) ومستوى تماثل بلوري.
الأنظمة البلورية السبعة (Seven Crystal Systems):
تقسم البلورات وفقاً لأطوال محاورها والزوايا بينها إلى المكعبي (الأعلى تماثلاً)، الرباعي، المعيني القائم، أحادي الميل (الأكثر انتشاراً في المعادن)، ثلاثي الميل (الأقل تماثلاً)، السداسي، والثلاثي.
الخواص البصرية للمعادن (Optical Properties):
خواص تعتمد على تفاعل المعدن مع الضوء الساقط عليه والمنعكس منه، وتشمل: البريق (فلزي كالذهب والبيريت، ولا فلزي كزجاجي الكوارتز والكالسيت ولؤلؤي وماسي وترابي)، الشفافية، اللون، المخدش (لون مسحوق المعدن الثابت غير المتغير عند حكه بلوح مخدش خزفي)، وعرض الألوان (اللألأة في الأوبال وعين الهر).
الانفصام والمكسر والوزن النوعي (Cleavage, Fracture & Specific Gravity):
الانفصام قابلية المعدن للتشقق بطول مستويات محددة ضعيفة الترابط (صفائحي في الميكا ومكعبي في الهاليت والجالينا والمعيني في الكالسيت)؛ المكسر: شكل السطح الناتج عن كسر المعدن في مستويات غير مستويات الانفصام (محاري في الكوارتز والصوان، أو خشن ومسنن)؛ والوزن النوعي: النسبة بين كتلة المعدن لكتلة نفس الحجم من الماء.
تُمثل القشرة الأرضية الغلاف الصخري الصلب الخارجي للأرض، وتتكون الصخور من تجمع معدن واحد (كالرخام والحجر الجيري المكون من معدن الكالسيت فقط) أو غالباً من تجمع عدة معادن (كالجرانيت المكون من الفلسبار والكوارتز والميكا).
ويتطلب التعريف الجيولوجي للمعدن 5 شروط مجتمعة 1- مادة صلبة، 2- غير عضوية، 3- تتكون في الطبيعة، 4- لها تركيب كيميائي محدد، 5- لها شكل بلوري مميز.
ولذلك يستبعد الجيولوجيون الفحم (لأنه من أصل نباتي عضوي وبلا شكل بلوري) والبترول (لأنه سائل وعضوي وبلا شكل بلوري).
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
•
وتتكون صخور القشرة الأرضية من أكثر من 2000 معدن
ولكن المعادن الشائعة ذات الأهمية الاقتصادية لا تتجاوز 200 معدن
وتنتظم في 6 مجموعات كيميائية كبرى حسب وفرتها: 1) مجموعة السيليكات (Silicates): الأكثر شيوعاً على الإطلاق (الأوليفين
البيروكسين
الأمفيبول
الميكا البيضاء والسوداء
الفلسبار البوتاسي والصودي والكالسي
والكوارتز والصوان)
وتتكونصخورالقشرةالأرضية
2) مجموعة الكربونات (Carbonates)
وتضم الكالسيت (CaCO3)
الدولوميت
والملاكيت (كربونات النحاس المائية الخضراء)
وتضمالكالسيتCaCO3الدولوميت
3) مجموعة الأكاسيد (Oxides)
كالهيماتيت والمغنتيت والليمونيت
كالهيماتيتوالمغنتيتوالليمونيت
4) مجموعة الكبريتيدات (Sulfides)
كالبيريت والجالينا والسفاليريت
كالبيريتوالجاليناوالسفاليريت
5) مجموعة الكبريتات (Sulfates)
كالجبس والأنيدريت والباريت
كالجبسوالأنيدريتوالباريت
6) مجموعة العناصر المنفردة
كالذهب والفضة والبلاتين والماس والكبريت والنحاس
كالذهبوالفضةوالبلاتينوالماس
شكل توضيحي (شكل 1 – الأنظمة البلورية السبعة والمحاور والزوايا وتماثل البلورة): المخطط الهندسي للفصائل البلورية السبعة من المكعبي عالي التماثل حتى ثلاثي الميل
◄ ثانياً الأنظمة البلورية السبعة وتناسق المحاور والزوايا البلورية
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
مثال
كلمات مفتاحية
•
بلورة الهاليت ملح الطعام NaCl والبيريت)
البلورةتكرارهندسيمنظم
2) فصيلة الرباعي (Tetragonal)
محوران متساويان والثالث مختلف ومتعامدة (a1 = a2 ≠ c
والزوايا = 90°)
—
محورانمتساويانوالثالثمختلف
3) فصيلة المعيني القائم (Orthorhombic)
المحاور الثلاثة مختلفة الأطوال ولكنها متعامدة (a ≠ b ≠ c
والزوايا = 90°) كما في معدن الكبريت والتوباز
—
المحاورالثلاثةمختلفةالأطوال
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
4) فصيلة أحادي الميل (Monoclinic)
المحاور مختلفة
ومحوران متعامدان والثالث مائل (a ≠ b ≠ c
وألفا = جاما = 90° بينما بيتا ≠ 90°)
وهي الفصيلة الأكثر انتشاراً وشيوعاً بين معادن القشرة الأرضية كمعظم السيليكات والجبس
تحتويان على 4 محاور بلورية (ثلاثة أفقية متساوية تتقاطع في زوايا 120°
ومحور رابع رأسي سداسي أو ثلاثي التماثل عمودي عليها)
ويتميز السداسي بوجود مستوى تماثل أفقي بينما يفتقر الثلاثي لمستوى التماثل الأفقي
تحتويانمحاوربلوريةثلاثة
•
شكل توضيحي (شكل 2 – مقياس موهس للصلادة والأدوات الحقلية للخدش والتعيين): مخطط مقياس موهس العشري للصلادة من التلك للماس مع قيم أدوات الخدش الحقلية
توضيحيمقياسموهسللصلادة
◄ ثالثاً←الخواص البصرية للمعادن ودلالات المخدش والبريق وعرض الألوان
تعتمد الخواص البصرية على كيفية تعامل سطح المعدن مع موجات الضوء: 1) البريق (Luster): درجة لمعان سطح المعدن وعكسه للضوء؛ ويقسم إلى: أ- بريق فلزي: يعكس الضوء بشدة ويبدو معتماً كالذهب والبيريت والجالينا.
تُمثل الخواص التماسكية قوة الروابط الكيميائية التي تربط ذرات وأيونات المعدن ببعضها: 1) الصلادة (Hardness): مقاومة المعدن للخدش والبري؛ ورتبها العالم الألماني فريدريش موهس في مقياسه الشهير من 1 إلى 10 (1 تلك، 2 جبس، 3 كالسيت، 4 فلوريت، 5 أباتيت، 6 أرثوكليز، 7 كوارتز، 8 توباز، 9 كورندم، 10 ماس).
وتتميز الأحجار الكريمة الطبيعية بأن صلادتها تتجاوز دائماً 7.5 (كالزمرد والياقوت) مما يحميها من الخدش، بينما الأحجار الكريمة المقلدة الصناعية تصنع من الزجاج ومواد صلادتها أقل من 6 فيسهل كشفها وخدشها بقطعة زجاج أو مصلد الصلب.
2) الانفصام (Cleavage) قابلية المعدن للتشقق على امتداد مستويات ضعيفة الترابط النسبي منتجاً أسطحاً ملساء عند الضغط عليه أو طرقه؛ ويكون في اتجاه واحد صفائحي (كالميكا والجرافيت) أو في أكثر من اتجاه كالانفصام المكعبي في 3 اتجاهات متعامدة (الهاليت والجالينا) أو الانفصام المعيني الأوجه (الكالسيت).
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
3) المكسر (Fracture)
شكل السطح الناتج عن كسر المعدن في غير مستويات الانفصام
ويكون محارياً ذو حواف هلالية مقوسة (كالكوارتز وحجر الصوان الذي استخدمه إنسان العصر الحجري في صناعة الحراب والسكاكين)
أو مكسراً مسنناً حاد الأطراف (وهو الغالب في معظم المعادن كالنحاس)
أو مكسراً خشناً غير منتظم
السطحالناتجالمعدنمستويات
4) الوزن النوعي والمغناطيسية
الوزن النوعي خفيف أو متوسط أو ثقيل (الجالينا 7.5 والذهب 19.3)
وخواص حسية أخرى كالمذاق الملحي للهاليت
والرائحة الكبريتية
والملمس الصابوني للتلك
والانجذاب للمغناطيس كالمغنتيت والهيماتيت
خفيفمتوسطثقيلالجالينا
•
🧮 التطبيقات والمسائل النموذجية المحلولة بالخطوات (Step-by-Step Worked Examples)
التطبيقاتوالمسائلالنموذجيةالمحلولة
مثال نموذجي 1
مسألة حقلية جيولوجية في تعيين صلادة المعادن المجهولة
مسألةحقليةجيولوجيةتعيين
نص المسألة / السؤال عثر جيولوجي في رحلة حقلية على أربعة معادن مجهولة (أ، ب، ج، د) وأجرى عليها اختبارات الخدش كالآتي: المعدن (أ) يخدشه ظفر الإنسان؛ المعدن (ب) يخدش الكالسيت وتخدشه العملة النحاسية؛ المعدن (ج) يخدش لوح الزجاج العادي ويخدشه لوح المخدش الخزفي ومصلد الصلب؛ المعدن (د) يخدش الكوارتز والتوباز ولا يخدش الماس.
حدد قيمة الصلادة التقريبية لكل معدن والاسم المحتمل له.
وجه المقارنة
الفكرة الأساسية
كلمات مفتاحية
خطوات الحل والشرح النموذجي
1) المعدن (أ): يخدشه ظفر الإنسان (صلادته 2.5) -> إذن صلادة (أ) أقل من 2.5
فيكون إما ‘تلك’ (صلادة 1) أو ‘جبس’ (صلادة 2)
المعدنيخدشهالإنسانصلادته
2) المعدن (ب)
يخدش الكالسيت (3) وتخدشه العملة النحاسية (3.5) -> صلادته تقع بين 3 و 3.5 بدقة