تنشأ الصخور الرسوبية كناتج من عمليات التجوية Weathering والتعرية Erosion والنقل Transportation وترسيب Deposition. وهذا يعني أنها صخور ثانوية أتت من صخور أخرى سواء كانت قريبة أو بعيدة عن الحوض الترسيبي Depositional Basin .. وعادة تتكون هذه الرواسب على هيئة طبقات متعاقبة وتختلف فيما بينها من ناحية السمكThickness والتركيب المعدني Mineral Composition والتراكيب Structures وحجم الحبيبات Grain Size واللون Colour و الأحافير Fossils بالإضافة إلى صفات أخرى.
تغطي الصخور الرسوبية 75 ـ 80% من سطح الأرض ( من القشرة الأرضية) ولحوالي 10 أميال من القشرة الأرضية وتشكل 5% من حجم الأرض بينما تشكل الصخور الأخرى النسب. إن المواد التي تتكون منها الصخور الرسوبية يعتقد بأنها جلبت من تجوية الصخور سابقة التكوين. حيث أن التجوية الكيميائية Chemical Weathering تحلل المعادن الصخرية بينما التجوية الميكانيكية Mechanical Weathering مسؤولة عن الظروف الطبيعية لهدم الصخور الأصلية. وهذه الترسبات المفككة تتحول إلى صخور رسوبية بعد عملية الدفن واللحام والتضاغط.
إن نتاج التجوية الكيميائية يمكن نقلها بواسطة المحاليل على هيئة مواد ذائبة بواسطة الماء إلى البحيرات والأنهار والبحار وأن المتغيرات الكيميائية ( مثل عملية البخر) أو العضوية يمكن أن تكون راسباً . وهذه الترسبات الكيميائية والكيمائية الحيوية نتجت من قلة تحملها وبسبب عمليات التحور Diagenesis (سوف يشرح لاحقاً) ومن هذه الترسبات الكربونات (الترافيرتين Travertine ) وقطاع المتبخرات( Evaporites) وكذلك ترققــــــات المتكونــــات الرســــوبية الحــديدية (Ironstone Formations). وهذه الترسبات الكيميائية تُعرف بالمكونات الكيميائية النقية Orthochemical Sedimentary Rocks
ولكن عندما تتسبب الكائنات في ترسب مكونات المعادن الرسوبية الرئيسية أو أن المعادن المترسبة تعرضت لحركات شديدة وإعادة ترسبه بعد تبلوره فهي تُعرف بالمكونات الكيميائية غير النقية Allochemical Sedimentary Rocks.
عموماً تشمل التجوية التحلل الكيميائي والتفكك الميكانيكي ونتاجها يكون موادا رسوبية حيث تعطينا قطع صلبة وجزئيات تُعرف بالحتات Detritus أو مواد فتاتية Clastic Material.
أما الرسوبيات المفككة والمترسبة ميكانيكياً فهي تشمل الحصى Gravel والرمل sand وعند تصخرها( تصلدها بالضغط والتلاحم) تشكل رواهص و مدملكات Conglomerates & Breccia. الرسوبيات بنسيجها الفتاتي تعرف بالرسوبيات القارية Terrigenous Sediments
بعد نقل المواد الرسوبية ثم ترسيبها تكون هذه المواد مفككة وغير متماسكة ولتماسك هذه الرواسب لتكوين الصخر فإنها تتعرض إلى عدة عمليات تسمى بتغيرات ما بعد الترسيب (عمليات التحور
Diagenessis) ـ Post depositional Changes ـ
أهم هذه العمليات هي :
1 ـ التراص ( بالضغط ): Compaction
بتراكم الرسوبيات على مر الزمن يضغط وزن المواد اللاحقة على الرسوبيات السابقة وعندما تنضغط الحبيبات إلى بعضها البعض يتناقص الفراغ الذي يفصلها عن بعضها وهذا التناقص في الحجم في حالة الطفلة قد يصل إلى 40% مما يؤدي إلى شدة تماسكها . لعملية التراص أهمية واضحة في الصخور دقيقة الحبيبات مثل الحجر الطيني.
2 ـ التلاصق ( اللحام ): Cementation.
تحدث عملية التلاصق في الرسوبيات ذات الحبيبات الخشنة والتي يصعب تماسكها بالضغط. وعملية اللحام عبارة عن ترسيب مواد لاحمة بواسطة المياه التي تتخلل الفراغات المتاحة بين الحبيبات ومن أهم المواد اللاحمة الكالسيت السيليكون وأكاسيد الحديد.
3-التبلور: Crystallization
تتكون في الصخور الرسوبية المتراكمة كيميائياً. تنمو البلورات في هذه الصخور بطريقة متشابكة Interlocking وتتداخل مع بعضها.
أصل الصخور الرسوبية
إن القرارات الرسوبية Sedimentary Deposits عبارة عن جسم صلب تجمع على سطح الأرض أو بالقرب منه تحت درجة حرارة منخفضة والضغط الجوي العادي. وتوجد ثلاثة عوامل توضح الهيكل العام Framework لمعرفة أصل الصخور الرسوبية:
(1)الحـــــــاضـــر هو مفتــــــاح الماضي: Uniformitarianism
إن الملاحظات الحالية للخطوات الترسيبية تساعد في توضيح أصل الصخور الرسوبية القديمة.
(2) قانون تعاقب الطبقات: Low of Superposition
إن طبقات القطاع الرسوبي تكون الطبقات السفلى هي الأقدم تليها الأحدث فالأحدث في الأعلى ما لم تتعرض لحركات أرضية تغير من هذا النظام (مثل الصدوع والطيات)
(3) أساس أصل الأفقية: Principle of Original Horizontality
إن الصخور الرسوبية عادة تترسب على هيئة طبقات في وضع أفقي أو قريبة منه. وذلك عندما تطوى أو تميل عن الأفقية يلاحظ أن النشوة بدأ يظهر عليها. وقد قسمت الصخور الرسوبية بناء على ظروفها الفيزيائية والكيميائية إلى قسمين هما:
(1) خارجي النشأة: Exogenetic Rocks
هي الصخور الفتاتية التي تكونت حبيباتها من تفتت صخور سابقة التوين وتكونت بطريقة فيزيائية (طبيعية).
(2) داخلي النشأة: Endogenetic Rocks
هي الصخور المتبلورة Crystalline وغير المتبلورة Amorphous ترسبت من المحاليل وتشمل الترسبات المحلية (الملح الصخري، الجبس، الإنهيدرايت). كذلك يمكن تقسيم الصخور الرسوبية على حسب أماكن تواجدها إلى قسمين هما:
(1) داخل حوضيه: Intrabasinal Rocks
هي التي تشكلت في الأحواض الرسوبية وكذلك تم تجميعها في تلك الأحواض وتشمل الصخور الرسوبية الكيميائية والكيميائية الحيوية.
(2) خارج حوضيه: Extrabasinal Rocks
هي التي تشكلت خارج الحوض الترسيبي ثم جلبت إلى داخل الحوض الترسيبي وتشمل الرواسب القارية Terrigenous Sediments.
إن أصل وتجمع الصخور الرسوبية يُعتقد أنه سهلاً. ولذا نجد أن الرمال والطين حملت بواسطة مياه الأنهار والرياح إلى البحار. وكذلك نجد أن عمليات التحور (النشأة المابعدية) المختلفة يمكن أن تغير من هذه الصخور الرسوبية.
إن الصخور الرسوبية تتكون في الغالب من ثلاثة أنواع رئيسية وتشكل 95% من مجموع الخصور الرسوبية وهي:
(1) صخور الطين : Claystone Rocks وتشكل 65% .
(2) صخور الرمل: Sandstone Rocks وتشكل 20 ـ 25%.
(3) صخور الكربونات: Carbonate Rocks وتشكل 10 ـ 15%
أكثر أنواع الصخور الرسوبية شيوعاً هي صخور الطين. وإن صغر حجم حبيباتها (أقل من 0.062مم) يشكل صعوبة في دراستها وفهمها … وإن من أشهر أنواعها ذو اللون الرمادي والأسود نظراً لاحتوائها على البقايا العضوية. ومن أنواعها الاليت Illite والمونتموريلايت Montmorillite وأن أهم مكوناتها هو الكوارتز و الفلسبار والمعادن الثانوية.
أما بالنسبة لأحجار الرمل فإن كبر حجم حبيباتها (من 2 إلى 0.062مم) يساعد على معرفة مكوناتها بسهولة وخصوصاً باستخدام الميكروسكوب ( المجهر العادي). كذلك نجد أن طبقاتها تحتوي على العديد من التراكيب الرسوبية مثل التطبق العادي و التطبق المتقاطع و التطبق المتدرج وعلامات النيم. وهذه جميعها توضح الظروف البيئية المختلفة التي تكونت فيها. وتعتبر أحجار الرمل من الصخور المهمة نظراً لأنها تمد نصف إنتاج العالم من البترول والغاز الطبيعي. وأن من أهم مكوناتها الكوارتز و الفلسبار وقطع الصخور الأخرى.
وكذلك صخور الكربونات فهي غالباً ما تتكون من الحجر الجيري و الدولُومايت النقي (أي تتكون أساساً من بلورات كربونات الكالسيوم ـ كالسيت وأراجونايت CO3 Ca أو الدولُومايت ( Ca Mg (Co3)2. وتحتوي على أقل من 5% من المعادن الغير قابلة للإذابة ف يحمض الهيدروكلوريك المخفف. وهذه النقاوة ناتجة من الخواص البيولوجية الأصل. لكن نجد أنها تحتوي على الأنواع المختلفة من الأحافير. وأن الدولُومايت غالباً ما يتشكل بعد تكون الحجر الجيري نتيجة لإحلال معدن المغنيسيوم التدريجي محل معدن الكالسايت. يوجد العديد من أنواع الصخور الرسوبية والتي تشكل نسبة بسيطة جداً وهي: المتبخرات والتي منها الهالايت والجبس والانهيدرايت كذلك الفوسفات والشيرت ورواسب الحديد.
ويعتقد أن معظم الرواسب حديثة التكون يوجد بها نسبة عالية من الفراغات أو المسام Pores حيث قد تصل نسبة المسامات في الحجر الرملي وقت الترسيب ما بين 20 ـ 55% بينما قد تصل إلى 80% في صخور الغرين وصخور الطين. وهذه الظاهرة قد تتناقص.
الخواص النسيجية للصخور الرسوبية الفتاتية . وهي تتضمن الآتي :
(1) حجم الحبيبات والترتيب ( أو التعبئة ) : Grain Size and Packing
هو عبارة عن تقسيم حبيبات الصخر وذلك في تحديد العلاقة الحجمية بين كل من الزلط Gravels والرمل Sands والوحل Mud ويعتبر مقياس تدرج الحبيبات للعالم ونتورث Wentworth هو الأكثر استعمالاً بين الجيولوجيين. أما مقياس كرومباين Wentworth هو الأكثر استعمالاً بين الجيولوجيين. أما مقياس كرومباين Krumbein فهو يحول الحدود المتدرجة إلى قيمة فآي ø باستعمال اللوغاريتم ( للأساس 2 ) كما في المعادلة التالية :
( Phi (O) = – Iog2 diam (mm
وتظهر هذه العلاقة بين مقياس ونتورث ومقياس فآي.
أما الترتيب ( أو التعبئة ) فهي كيفية ترتيب مكونات الصخر حيث أن الترتيب المتقارب يؤدِّي إلى انخفاض في حجم الفراغ ومن ثم يغير في مسامية و نفاذية الصخر.لذا فإن الاتصال بين الحبيبات يكون بمثابة مماس (أو اتصال نقطة Tangental Contact) ولكن يمكن تتغير بواسطة حركة السوائل الجوفية مما يؤدى إلى تقارب نقاط الاتصال بين الحبيبات مثل الاتصال المتطاول ( Long Contact ) اتصال مقعر ـ محدب
(Concave – Convex Contact) واتصال متشابك (Sutured Contact) لاحظ الشكل الذي يوضح أنواع الاتصالات المختلفة بين الحبيبات.
وبعد دراسة الأحجام المختلفة للحبيبات يمكن بعد ذلك توضيحها على هيئة رسوم بيانية تشمل الآتي:
(1) المدرج التكراري Histogram
(2) منحنى التواتر Frequency Curve
(3) المنحنى التجمعي ( أو التراكمي ) Cumulative Curve
(2) شكل الحبيبات ( الاستدارة والتكور ): Grain Shape & Roundness & Sphericity
لتحديد شكل الحبيبات لا بد من معرفة الاستدارة Roundness والتكور Sphericity ولمعرفة ذلك لا بد من معرفة علاقة قياس كل من طول وعرض وسمك الحبيبة أو الحصى الصغيرة حيث يمكن وصفها بمحاور الأقطار الثلاثة للحبيبة.
ولقد أمكن إيجاد أربعة رتب رئيسية وهي كالتالي:
كروية Spherical قرصية Disc ورقية (نصلية) Blade قضيبية Rod .
أن تكور واستدارة الرواسب تزداد كلما ابتعدت عن مصدرها.
(3) طراز الراسب: Grain Fabric
يعلب الطراز دوراً مهما في الخصائص الطبيعية للصخور مثل إمرار السوائل والحرارة وغيرها بين أجزاء الصخر. ويقصد الطراز هو طبيعة ترتيب وضع الفراغات الداخلية للصخر وكيفية توجيه مكونات الصخر .
يقسم الطراز إلى قسمين من حيث النشأة:
( أ ) طراز التشوه: Deformational Fabric
يتكون نتيجة الضغط الخارجي على الصخر حيث تتحرك مكونات الصخر ويصبح لها توجهاً معيناً نتيجة الضغط. ويحدث هذا غالباً في الصخور المتحولة.
(ب) طراز بناء الإضافة: Apposition Fabric
يتكون أثناء ترسيب مكونات الصخر ويُشار إليه بالطراز الأولي. وهو أن خاصية تراص وتماسك الصخور الرسوبية مصحوبة بانخفاض في المسامية حيث تشكل ظاهرة التشوه وهذه تغير الطراز الأولي حيث أنه ربما حدث نتيجة خاصية الالتحام و السمنته المبكرة.
(4)النضوج النسيجي: Textural Maturity
هو مدى درجة تجوية ونقل و إعادة ترسيب الراسب المكون للراسب (أو الصخر). ولنضوج حجر الرمل مثلاً لابد من التركيز والنسيج. فحجر الرمل الناضح تركيبياً أو معدنيا يتكون من كوارتز بنسبة عالية جداً، أما الحبيبات المعدنية والفتات الصخري والطين فقد تمت إزالتها بالتعرية والفرز.
(5) النسيج السطحي :
Surface Texture
هو ما يظهر على سطح حبيبة الرمل من علامات دقيقة مثل الخدوش والخطوط والتعرجات وغير ذلك. حيث يمكن رؤية بعض هذه العلامات بالعين المجرَّدة والبعض الآخر بالمجهور العادي أو الإلكتروني.
فمثلاً ظهور خاصية التثلج على سطح حبيبة الرمل يدل على نشاط هوائي (أو ريحى)، كذلك ظهور خطوط مستقيمة ومنتظمة تدل على تعرض هذه الحبيبات إلى زحف جليدي أو جليدية .
الخواص النسيجية للصخور الرسوبية الغير فتاتية . وهي تتضمن الآتي :
(1) النسيج البلوري: Crystalline Texture
يتكون من الكالسيت المتبلور اللامع من بلورات لامعة ونظيفة (نقي) يصل حجم حبيباتها إلى 100 ميكرون أو أكبر. ويظهر هذا النسيج بشكل جيد في الصخور الرسوبية الجيرية وكذلك رواسب المتبخرات.
(2) النسيج الغروي : Micritic Texture
وهو يُطلق على طين الكربونات حيث تتراواح أقطار جسيمات الجير الدقيق الحبيبات بين 0.03 ـ 0.04 مم ويُعرف أيضاً بنسيج الراسب الأرضي Matrix أو الوحل الكلسي Calcilutite . يتكون النسيج الغروي من أنشطة الرياح والأمواج والمد والجزر وتتسبب جميعها في تفتيت وتكسير حطام الأصداف وغيرها إلى قطع صغيرة جداً. وكذلك يمكن أن يتكون بالترسيب الغير عضوي المباشر خصوصاً في بيئات الكربونات.
(3) النسيج السرئي ( أو البطروخي ): Oolitic Texture
وهذا يُعرف أيضاً بالرمل السرئي والذي يتكون في بيئات عالية النشاط والطاقة مثل منطقة المد والجزر وهو نسيج جيد التصنيف وقد يحتوي على قليل أو خالي من الراسب الأرضي .
(4) نسيج العقد الطينية الجيرية: Pelletic Texture
وهو يتكون من عقد حبيبية طينية عديمة البنية أو التشكل وغير متبلورة. وهي تتشكل نتيجة عمليات مختلفة حيث أن كثير من الحيوانات غير الفقارية تفرز (تخرج) طين جيري على هيئة عقد أو كريات تسمى Faecal Pellets وكذلك عملية تجير (تطيين) للحبيبات الهيكلية بواسطة الطحالب ويكثر تواجد مثل هذا النسيج في البرك الشاطئية والمحجوزة .
تركيب الرسوبيات ( الصخور الرسوبية ) Composition of Sedimentary Rocks تختلف الصخور الرسوبية عن الصخور النارية نتيجة لتعدد تركيبها وقلة عددها حيث أن العديد من العناصر الأرضية متواجدة في الصخور الرسوبية ونتجت من تكسير وغسل الصخور القديمة.
فمثلاً رمال الزجاج والتي تحتوي على 99% من السيليكا والبعض الآخر يحتوي على معادن كيميائية وأخرى أحيانا كيميائية حيوية تكونت تحت ظروف معينة مثل نسبة الكالسيوم العالية في أحجار الجير وكذلك الملح الصخري والجبس وغيره.
لذا فإن المعادن التي تتشكل في مكان ما ثم نقلت بطريقة ميكانيكية تسمى معادن ذات نشأة خارجية Allogenic Minerals or Detrital.
أما المعادن التي تشكلت في مكانها تُسمى معادن ذات النشأة المحلية Authigenic Minerals or Post-depositional.
وبذلك يمكن تحديد هذه المعادن من حيث تكونها مباشرة مع تكون الصخر وتُعرف بالمعادن المعاصرة أو كائن في زمن واحد Contemporaneous. ولكي نحدد المعادن التي تكونت بواسطة الترسيب في الفراغات والتجويف من المعادن التي تكونت نتيجة الإحلال تتطلب ملاحظة عمليات التحور التي أثرت على تلك الصخور.
فمثلاً معادن الصخور الرسوبية الفتاتية غير متوازنة لأنها لم تترسب بانتظام من حيث نوعيات الحبيبات وكذلك التغيرات الكيميائية حيث يمكن أن يتشوه Altered التركيب المعدني نتيجة التغير في درجة الحرارة وطريقة الترسيب.
ولكن نجد أن هناك انتظاماً متزن بالنسبة للصخور الغير فتاتية.
================================================== ==========
التركيب المعدني : Mineralogical Composition
إن معادن الصخور الرسوبية يمكن تقسيمها إلى قسمين رئيسيين هما:
1ـ المعادن المقاومة للتكسير الميكانيكي والكيميائي لدورة (لعملية) التجوية.
2ـ المعادن المتشكلة حديثاً والناتجة من التجوية الكيميائية.
إن المقاومة النسبية للمعادن الناتجة من التجوية موضحة في الجدول (2). لذا نجد أن الكوارتز Quartz يعتبر واحداً من أكثر المعادن مقاومة للتجوية الميكانيكية والكيميائية بينما الأولوفين Olivine يمكن تحلله كيميائياً (Alteration). لكن نجد أن المعادن الواقعة بين الكوارتز و الأولوفين توضح مقاومة متوسطة خلال عملية التجوية وهو يماثل سلسلة باون Bowen Reaction لاحظ شكل(24) وهذا التشابه يدل على أن المعادن المتشكلة عند درجة حرارة منخفضة عند تبلور الصهير تعتبر مقاومة عند درجة الحرارة والضغط العاديين (الظروف المناخية).
إن التفاعل الناتج من التكسير الكيميائي يتطلب حرارة عالية للمعادن المكونة للصخور النارية والمتحولة عندما يحدث التفاعل في بيئة مائية درجة حرارة وضغط منخفضين. ونتيجة لهذا التفاعل قسم إلى ثلاثة أقسام هي :
(1) طبقات السيليكات مثل الكأولينات والمونتمورلونايت.
(2) السيليكا في المحلول H4 SIO4.
(3) أيونات الصوديوم Na، والبوتاسيوم K، والكالسيوم Ca، والمغنيسيوم Mg في المحلول.
أما الحديد Fe فينطلق من تكسير المعادن القلوية ويحصل له أكسدة سريعاً ويترسب على هيئة Fe(OH)3 ليعطي جيوثايت Goethite أو هيماتايت. وبعض
هذه التفاعلات كالتالي:
i(Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6 +H2O +H
Na&Ca <——
+H2 SiO4 + Na + Ca +Fe (OH)3
Ca Al2 Si2 O8 + H2O + H ——-> Ca + H2SiO4+ Ca
3K Al Si3 O8 +12H20+ 2H ——> KAl3Si3O10(OH)2+2K+6H4 SiO4
حيث أن المسكوفايت يتحول إلى كأولينايت بالتفاعل التالي:
2K Al3 Si3 O10 (OH)2+3H2O+2H—–> 3Al2 Si2 (OH)4+2K
أما الصخور الرسوبية الحتاتية تتكون أساساً من معادن متشكلة ومقاومة مثل الكوارتز و الفلسبار البوتاسي والميكا وقليل من البلاجيوكليز ونسبة بسيطة من الجارنت و الزركون و الماجنتايت.
أما الصخور الرسوبية الكيميائية ( الغير عضوية ) والناتجة من الترسيب العضوي والغير عضوي للمعادن يفسر على أساس المبادئ الكيميائية و الفيزوكيميائية والتي تتشكل عند درجة حرارة 25ْ وتحت الضغط الجوي العادي. ومثل هذا التجمعات تعكس تركيز الأيونات في المحاليل وظروف الحرارة والضغط وكذلك ملوحة الأحواض الترسيبية. فمثلاً قطاع طبقات المتبخرات يرجع إلى تركيز الأيونات في المحاليل المشبعة. والأمثلة عدة للترسيب الكيميائي الشائع للكالسيت والأرجونايت والجبس و الانهيدرايت والهالايت وكذلك المتكونات الرسوبية الحديدية للهيماتايت Hematite والماجنتايت Magnetite والسيدرايت Sidrite والانكرايت Ankerite بالإضافة إلى الشيرت Chert وتعتبر نتاجاً للترسيب الكيميائي.
================================================== ==
الأنواع الرئيسية للصخور الرسوبية:
يمكن تقسيم الصخور الرسوبية حسب طريقة تكوينها ونشأتها إلى ثلاثة أقسام رئيسية وهي كالتالي:
1) صخور رسوبية ميكانيكية النشأة Mechanically Formed Sediments
2) صخور رسوبية كيميائية النشأة Chemically Formed Sediments
3) صخور رسوبية عضوية النشأة Organically Formed Sediments
1) صخور رسوبية ميكانيكية النشأة :
وتشمل كل الصخور التي تتكون من قطع وفتات الصخور سابقة للتكوين والتي يتم نقلها بواسطة الرياح أو المياه الجارية أو الثلاجات أو غيرها إلى أماكن ترسيبها ثم تتماسك وتتصلد.
2) صخور رسوبية كيميائية النشأة:
تتكون هذه الصخور نتيجة ترسيبها من محاليل تحتوي على مواد مذابة وعندما ترتفع درجة تركيزها نتيجة تبخر هذه المحاليل. قد تتكون الرواسب نتيجة لتفاعل كيميائي بين مكونات هذه التحاليل.
3) صخور رسوبية عضوية النشأة:
تتكون هذه الصخور نتيجة لتكدس البقايا الأصلية الحيوانية والنباتية المختلفة من الكائنات الحية بعد موتها مثل الهيكل العظمى والمحارات والأصداف ثم تماسكها وتصلدها. كذلك أوراق الأشجار وجذوعها وغصونها التي قد تترسب بين طبقات الصخور الرسوبية الأخرى ثم تتحلل.
================================================== =====
انواع الصخور الرسوبية
(1) الصخور الرسوبية الفتاتيه ( الميكانيكية ):
تقسم الصخور الرسوبية الفتاتية حسب أحجام الحبيبات أو الكسر الصخرية كما هو مصنف:
*************************************
اسم القطعة
الحجم/مم
اسم الرسوبيات
اسم الصخر
جلمود Boulder
250
Gravel المدملكات
زلط Cobble
64 ـ 250
Gravel Conglomerate
حصى Pebble
4ـ64
جرول Gravel الرواهص
حبيبة Granule
2ـ4
Gravel Breccia
حبة رمل Sand
16/1ـ2
رمل Sand حجر رملي Sandstone
حبة غرين Silt
256/1ـ2
غرين Silt حجر غريني Siltstone
حبة طين Clay
256/1
طين أو وحل Clay حجر طيني أو طفل Claystone or Shale
*********************************************
يحدث في كثير من الأحيان أن تتكون الصخور الرسوبية من نسب مختلفة من الأحجام الفتاتية المبينة بالجدول السابق وفي هذه الحالة تستعمل
تسميات مزدوجة مثل طين رملي أو ثلاثية مثل غرين رملي طيني.
أ ـ صخور ترابية: أصل كل المعادن المكونة لها هو الصخور النارية.
ب ـ صخور غير ترابية: حبيباتها مكونة من تفتت صخور رسوبية كيمائية أو عضوية.
وتعتمد تسمية هذه الصخور على أحجام الحبيبات المكونة لها
=============
أولاً: الصخور الفتاتية كبيرة الحبيبات: من 2ملم إلى عدة سنتيمترات Coarse Grained Clastic Rocks
تضم حبيبات هذه الصخور نسبة عالية من الحصى وتسمى بالصخور الحصوية Rudaceous Rocks وتشمل هذه الصخور المدملكات (الرصيص) والرواهص. وتنشأ المدملكات والرواهص للأسباب التالية:
(1) صخور مكانية النشأة: Epiclastic Rocks
وهي الحبيبات الحصوية التي تنشأ على سطح الأرض.
(2) صخور بركانية فتاتية : Pyroclastic Rocks
وهي تتكون نتيجة النشاط البركاني حيث ينتج عنه قذف للحصى على الأرض عند درجة حرارة عالية وبذلك يتكون هذا الفتات ويكون من أصل بركاني.
(3) صخور تهشمية : Cataclastic Rocks
وهو صخر متهشم الحبيبات بسبب فعل الجليد أثناء عملية النقل ولذلك تكون معظم حبيباتها زاوية الشكل.
(4) صخور نيزكية : Meteoric Rocks
وهو صخر تكون نتيجة ارتطام النيازك بالأرض حيث يؤدي ذلك إلى إحداث حفر كبيرة في الأرض ينشأ عنها تكسر قطع صخرية مختلفة.لذا يمكن وصف أهم أنواعها كالتالي:
1ـ المدملكات ( الكونجلوميرات ) : Conglomerate
2ـ الرواهص ( البريشيا ): Breccia
المدملكات ( الكونجلوميرات ) : Conglomerate
يتكون من قطع صخرية مستديرة مصقولة كبيرة الحبيبات. يمتلئ الفراغ بين الحبيبات بمادة لاحمة جيرية أو سيليسيه أو حديدية. والمدملكات تترسب عادة بعيداً نسبياً عن مصدره وفي بيئات مختلفة مما يساعد على استدارة الحبيبات شكل(25). وأن معظم القطع الكبيرة تأتي من الصخور الشديدة المقاومة مثل الجرانيت وتعرف بمدملكات الحصى الجرانيتي Granite Cobble Conglomerates وعروق الكوارتز ومنها مدملكات الكوارتز الحصوي Quartz PebbleConglomerates والشيرت والحجر الجيري ويعرف بمدملكات حصيه وغالباً تكون جزيئات الحصى في المدملكات تطبيقاً متدرجاً جيرية Limestone Granule
أنواع المدملكات Types of Conglomerates
1) مدملكات أصلية المنشأ : Conglomerates ****d on Origin
( أ ) مدملكات أرضية (قارية): Terrigenous Conglomerates
إن معظم حبيبات هذه المدملكات أتت ( جلبت ) من خارج الحوض الترسيبي عن طريق الأنهار أو المجاري المائية الأخرى.
(ب) مدملكات داخل حوضية: Intraformational Conglomerates
إن معظم حبيبات هذه المدملكات أتت من داخل الحوض الترسيبي حيث تفتت طبقات رسوبية قديمة كانت موجودة داخل الحوض الترسيبي وترسبت مرة أخرى مع رسوبيات جديدة داخل الحوض الترسيبي.
2) مدملكات مبنية على النسيج: Conglomerates ****d on Texture
( أ ) مدملك نقي: Orthoconglomerates
وهي مدملكات ذات تدعيم حبيبي حيث تشكل نسبة الحبيبات أعلى النسب المكونة من حصي ورمل خشن وأن نسبة الفرشة الطينية الناعمة تمثل أقل من 15% ويكون الارتكاز قائماً على جزيئات الحصى والرمل.
(ب) مدملك طيني: Paracnglomerates
وهو مدملكات ذات تدعيم طيني حيث تشكل نسبة الطين أعلى النسب وهي أكثر من 15% ويكون الارتكاز قائماً على جزيئات الطين.
3) مدملكات مبنية على التركيب: Conglomerates ****d on Composition
( أ ) مدملك وحيد الحصيات: Oligomictic Conglomerates
عبارة عن مدملك ذو حصى من نوع واحد أو مدملك حصياته شبه متجانسة.
(ب) مدملك متنوع الحصيات : Polymictic Conglomerates
عبارة عن مدملك مختلط الحبيبات من حيث التكوين المعدني وقد تكون حصياته من صخور رسوبية ومتحولة متنوعة.
الرواهص ( البريشيا ): Breccia
تختلف صخور الرواهص عن صخور المدملكات بأن حبيباتها حادة الزوايا وهذا يدل على أن الصخر ترسب بالقرب من مصدره الأصلي ( قلة نقلها عبر مسافات كبيرة ) وبذلك يلم يتعرض للكثير من الاحتكاك وله نفس المواد اللاحمة شكل(26).
أنواع الرواهص Types of Breccia
1) رواهص الانهيار أو الإذابة: Collapse or Dissolution Breccia
هي التي تنتج من انهيار المادة الصخرية نتيجة إذابة طبقات موجودة أسفل تلك المنهارة حيث تتكسر بشكل زاوي أو أطراف زاوية وتنتج الرواهص.
2) الرواهص التكتونية: Tectonic Breccia
هي الرواهص التي تنتج من القوى التكتونية أو الحركات الأرضية وهي تشمل:
( أ ) رواهص الصدوع: Fault Breccia
وهي تتواجد بفعل فى أو بالقرب من سطح الصدع (مستوى التصدع) وتتميز جزيئاتها بوجود علامات انزلاق.
(ب) رواهص الطيات: Fold Breccia
وهي تنتج بفعل الطي الحاد لطبقات من الصخور القابلة للانكسار مثل الشيرت Chert وايضا تلك ذات الخاصية البلاستيكية مثل الطفل Shale والحجر الرملى Sandstone حيث ينثني بدون حدوث تكسير.
3) رواهص داخل حوضية Intraformational Breccia
وهي رواهص ذات نشأة محلية نتيجة التعرية التحت مائية حيث تتكسر الطبقات داخل الحوض الترسيبي وتكون جزيئات زاوية. فإذا تكونت هذه الجزيئات في مكانها فتعرف بالرواهص أما إذا انتقلت من مكانها إلى أماكن أخرى داخل الحوض الترسيبي فتعرف بالرواهص الداخل حوضية.
4) الرواهص البركانية Volcanic Breccia
وهي تتكون نتيجة انطلاق الحصى من فوهة البراكين إلى الهواء (الفضاء) ثم استقرارها بالقرب من المصدر حيث أن أغلبيتها تكون مزواة. وإذا تكسرت أطرفها الزاوية فإنها تتحول إلى مدملكات (رصيص) بركانيةAgglomerates (Volcanic Conglomerates
================================================== ========
ثانياً : الصخور الفتاتية متوسطة الحبيبات : من 16/1 إلى 2 ملم
Medium Grained Clastic Rocks
تضم حبيبات هذه الصخور نسبة عالية من الرمل وتسمى بالصخور الرملية Arenaceous Rocks ومنه أمثلتها:
الكوارتز أرينايت Quartzareniteالاركوز Arkoseالجريواكي Greywacke
ولتصنيف أحجار الرمل لا بد من مراعاة عامل النضوج Maturity من الناحية الكيميائية والفيزيائية حيث أنه خلال عمليتي التجوية والنقل تتحلل المعادن الغير ثابتة مثل الفلسبار Fledspar وتزداد نسبة المعادن الثابتة مثل الكوارتز كيميائياً.لذا فإن معامل النضوج الكيميائي لصخر ما هو نسبة وجود الكوارتز والفلسبار في هذا الصخر.وكلما يُعاد ترسيب الرواسب خلال دورة أو دورتين ترسيبيتين فإن هذه الرواسب تكون أكثر نضوجاً ومحتوية على رمل كوارتز نقي Pure Quartz.أما النضوج الفيزيائي فهو يصف التغيرات النسيجية Textural Changes والتي يمر بها الراسب من التجوية إلى الترسيب وتشمل هذه التغيرات الزيادة في درجة التصنيف Sorting والانخفاض في نسبة الفرشة الأرضية (أو الرواسب الدقيقة) Matrix. فيكون في هذه الحالة معامل النضوج الفيزيائي هو النسبة الموجودة بين الحبيبات Grains والأرضية Matrix وهنا يكون الطين هو السائد.ويحدث النضوج الكيميائي والفيزيائي أثناء تجمع الرمل حيث يمكن أن يكون الرمل ناضجاً كيميائياً وغير ناضج فيزيائياً وبالعكس. ويرجع ذلك إلى التكوين المعدني Chemical Composition وذلك نتيجة للمصدر الأصلي (مكان النشأة Provenance ) بينما التركيب المعدني النسيجي Textural Composition نتيجة لعمليات لاحقة يتعرض لها الصخر من فترة التجوية إلى الترسيب.
1ـ الحجر الرملي: Sandstone
يتكون الحجر الرملي من حبيبات الكوارتز متوسطة أو دقيقة الحبيبات . ويقسم الحجر الرملي تبعاً لحجم حبيباته إلى : خشن ـ متوسط ـ ناعم ( أحيانا إلى أكثر من ثلاثه).
إذا تكون الحجر الرملي من معادن نقلت لمسافات طويلة وتكون نسبة الكوارتز فيه عالية جداً يسمى بالأرثوكوارتزايت Orthoquartzite وهذا الصخر نجده في المناطق التي يسود فيها ترسيب هادي وحركات أرضية خفيفة معظمها بانية للقارات Epiorogenic Movements.أنواع الحجر الرملي التي يسود فيها نسبة عالية من المعادن القاتمة المكونة للصخور النارية القاعدية تسمى الجرواق Graywacke. الحجر الرملي الذي يسود فيه المعادن الفاتحة اللون المكونة للصخور النارية الحمضية تسمى أركوز Arkose.لذا يمكن تصنيف أحجار الرمل باستخدام مكونات حجر الرمل الرئيسية مثل الكوارتز و الفلسبار والطين.
لذلك قسم إلى ثلاثة مجاميع رئيسية بناء على درجة نضوج الرمل من الناحيةالكيميائيةوالفيزيائية وهي:
أ ) أحجار الكوارتزايت.
ب) أحجار الاكوز.
ج) أحجار الواكى.
أولاً: أحجار الكوارتزايت : Quartzites
هو الرمل الغنى بالمرو أو الكوارتز. ويضم:
ـ الكوارتز النقي Orthoquartzite وهو رمل ناضج نسيجياً ومعدنياً أو فيزيائياً وكيميائياً ويطلق عليه كوارتزأرينيتي Quartzarenite.
ـ الكوارتز الأولى Protoquartzite وهو رمل يحتوي على بعض الفلسبار والطين.ويحتوي الكوارتزايت على أقل من 15% من الطين أو راسب أرضي وأقل من 25% من الفلسبار. وهو ذو لون أبيض إلى رمادي باهت ويعتبر جيد التصنيف وحبيباته مستديرة وغالباً يكون عالي المسامية والنفاذية عند وقت الترسيب وذلك بسبب تقارب حجم حبيباته، إن المادة اللاحمة تكون إما من السيليكا الثانوية أو الكالسايت. ولكن عندما تنعدم المادة اللاحمة يشكل الكوراتزايت أحسن خزانات البترول والمياه. ويحتوي الكوارتزايت على قليل من الحتات المعدني المنقول غير الكوارتز مثل المعادن الثقيلة كالزركون والتورمالين و الاباتايت والجارنت والميكا وكذلك يحتوي على الفوسفات وحبيبات هيكلية.يتكون الكوارتزايت في البيئات الضحلة والريحية بسبب النشاط السائد.
ثانياً: الاركوز : Arkose
وهو عبارة عن الرمل المتكون من المرو وكمية كبيرة من الفلسبار. 25ـ60%. ونسبة قليلة من الراسب الأرضي أقل من 15%. حيث أن نسبة الكوارتز تزيد عن نسبة الفلسبار بمجرد تعرض المصدر لعمليةالتجوية.
ويتشكل الأركوز من تفكك غير كامل للصخور النارية الحامضية مثل الجرانيت وصخور متحولة مثل النايس (ذلك لاحتوائها على نسبة عالية من الكوارتز والفلسبار). وهو ذو لون زهري أو أحمر فاتح وغالباً ما يكون ردئ ( سيئ) التصنيف حيث تكون حبيباته مزواة إلى تحت مستديرة ويظهر أحياناً تصخراً يعود إلى قوة الارتباط الطيني Clay bounding وتنعدم فيه المسامية لاحتوائه على الطين أو أحياناً بسبب المادة اللاحمة مثل السيليكا أو الكربونات.يحتوي الأركوز على أنواع مختلفة من الفلسبار حيث يحتوي على كمية كبيرة من الميكروكلين Microcline والألبايت Albite وهم من أصناف الفلسبار الأكثر ثباتاً، وعلى كمية قليلة من الفلسبار الأقل ثباتاً مثل الفلسبارات الكلسية Calcic Feldspar مثل معدن الانورثايت Anorthite والميكاMica وأنواع مختلفة من المعادن الثقيلة .تظهر معظم رواسب الأركوز في الرواسب النهرية (تتميز باللون الأحمر الوردى نتيجة تأكسدها) وفي الأحواض الصدعية Fault-bounded Intracratonic Basins مثل السواحل الصدعية الحديثة المحيطة بالبحر الأحمر.
ثالثاً: أحجار الواكى: Wackes
يستخدم مصطلح واكى للدلالة على نوعين من أحجار الرمل هما :
ـ الجريواكى Greywacke.
وهو غير ناضج كيميائياً لاحتوائه ما بين 25ـ60% فلسبار ويمتاز بأنه صخر صلب لونه رمادي مخضر قاتم ذو مكسر خشن غير منتظم. وهو ردئ التصنيف لاحتوائه على أحجام مختلفة من رمل خشن إلى طين وأن حبيبات الكوارتز مغلفة بحتات المعادن الأخرى الأكثر شيوعاً والتي تشكل الأرضية ويوجد معه حبيبات معادن المغنيسيوم والحديد مثل الهورنبلند والبيروكسين كما تكثر معادن الميكا (مسكوفايت و بيوتايت) ومعادن الطين الدقيقة مثل الكلورايت والسيرسايت.
ـ و الكوارتز واكى Quartzwacke.
وهو ناضج كيميائياً لاحتوائه على أقل من 25% فلسبار. يتميز بأن نسبة الكوارتز تزيد عن سابقة ويصعب التفريق بينهم يدوياً ولكن يسهل تحت المجهور. ويطلق عليه تحت جريواكى Subgreywacke أو الواكى الصخري Lithic wacke.
ويوجد في الأحواض التي ترسب فيها الجريواكى وأيضاً في بيئات نهرية وبالقرب من سفوح الجبال والمناطق القارية وسحنات الدلتا.
وكلا النوعين غير ناضجين فيزيائياً (نسيجياً) لاحتواء كل منهما على أكثر من 15% راسب أرضي ( طين ).
وكذلك توجد أحجار رملية أخرى مثل:
2ـ الحجر الرملي الحديدي : Ferruginous Sandstone
هو حجر مكون من حبيبات الكوارتز والمادة اللاحمة من أكاسيد الحديد التي تكسب الصخر اللون الأحمر أو البني المحمر أو الأصفر.
ـ بصفة عامة فإن المادة اللاحمة في صخور الحجر الرملي قد تكون جيرية من معدن الكالسايت أو الدولومايت ويسمى حجر رملي جيري أو تكون من مادة السيليكا ويعرف بالحجر الرملي السيليسي.
3ـ الجريت ( حجر الطاحون ): Grit
هو مثل الحجر الرملي إلا أنه يتكون من حبيبات رملية خشنة تتراوح أقطارها ما بين 1 ـ 2مم ولها حواف حادة الزوايا وتلتحم هذه الحبيبات مع بعضها بمادة جيرية أو سيليسية أو حديدية.
ثالثاً: الصخور الرسوبية صغيرة الحبيبات: أقل من 16/1مم Fine Grained Clastic Rocks
هي صخور غضارية ( طينية ) تحتوي على نسبة عالية من الطين مثل صخر الطين الصفحي ( Shale ) شكل(33) والإردواز ( Slate ) وتسمى بالصخور الطينية Argillaceous Rocks. هذه الصخور تترسب عادة في مناطق بعيدة عن منطقة المصدر بعد أن تتعرض لعوامل التجوية فترة طويلة ولذلك تتحول معظم السيليكات غير الثابتة في هذه الرسوبيات دقيقة الحبيبات إلى معادن طينية مثل المونتموريلونيت والكاؤلينيت.
وتتشكل من صخور ـ كتليه Blocky
ـ مصمتة Massive
ـ غير صفحيه Non-fissile
ـ وغير رقائقية Non-laminae
وتتكون الصخور الفتاتية الدقيقة بشكل كبير من معادن الطين Clay Minerals وهي حبيبات ناعمة ناتجة من تجوية صخور الأرض.
لذا فهي تعتبر ذات نشأة أرضية Terrestrial Origin. وهي تشكل كميات كبيرة تفوق الرواسب الأرضية الخشنة. وتستقر في مياه هادئة إلى حد كبير بعيداً عن نشاط الأمواج حيث أن أكبر كمية تترسب في المحيطات والمناطق العميقة المجاورة للقارات وهي تشكل رواسب سهول بحرية سحيقة العمق Abyssal Plains وهي نقلت من القارة بوساطة الرياح والمياه. ويتجمع أحياناً في المياه البحرية الضحلة كما في مصبات الأنهار Deltas ( مثل دلتا الميسيسيبي) والمستنقعات الساحلية Estuaries والبرك الشاطئية المعزولة أو المحمية Lagoons وفي مسطحات المد والجزر Tidal Flats.
وتترسب هذه الصخور في بيئات قارية متنوعة مثل رواسب سهول الفيضان وكذلك رواسب البحيرات العذبة والبرك المالحة. وهذه الصخور تشمل رملاً ناعماً وغرين و وحل و يطلق عليها صخور الطين Mud Rocks
وهي تشمل الآتي :
ـ حجر الغرين Siltstone
ـ حجر الوحل Claystone
ـ الطين الصفحي Shale
ويتكون صخر الوحل من الآتي:
(1) معادن طينية: Clay Minerals
عبارة عن كأؤلين Kaolin أيلايت Illite منتموريلونايت Montmorillonite كلورايت Chlorite جلوكونايت Glauconite.
(2) حبيبات فتاتية أو حتاتية Detrital Grains
تتكون الحبيبات الحتاتية (الرضوخية) من جسيمات مزاوه من الكوارتز Quartz والميكا Mica والمعادن الثقيلة Heavy Minerals (مثل الزركون Zircon، التورمالين Tourmaline، الجارنت Garnet، الاباتايت Apatite ) وغيرها.
(3) مواد عضوية: Organic Matter
عبارة عن بقايا كائنات حية سواء كانت نباتية أو حيوانية. وهي معقدة جداً من الناحية الكيميائية.
(4) كربونات: Carbonates
عبارة عن مواد جيرية غالباً من كربونات الكالسيوم.
لذا يمكن تصنيف صخور الوحل وذلك باستخدام الثلاث مكونات المعدنية وهي:
ـ معادن الطين النقية.
ـ المواد العضوية النقية.
ـ الجير النقي.
قد تكون معادن الطين نقية وفي هذه الحالة يطلق عليه Orthoclaystone. أما إذا ارتفعت نسبة الجير فيطلق عليه مارل Marl أو صخر طيني جيري. وإذا زادت نسبة الجير وقلت نسبة الطين فإنه يسمى كالسايت دقيق التبلور Micrites. وكذلك زيادة نسبة الكالسايت دقيق التبلور عن 80% فيسمى حجري وحلي كلسي Calcilutite وصخور الوحل الغنية بالمواد العضوية لأكثر من 90% ونسبة معادن الطين قليلة جداً وأن نسبة الجير معدومة فيسمى بالصخور الوحلية العضوية Sapropelite.
أما الطين الصفحى النفطي Oil Shale فهو يشمل على مواد عضوية من 70 ـ 80% ونسبة من الطين من 20 ـ 30% ونسبة من الجير معدومة. حيث يمكن استخلاص النفط الخام بتسخين الصخر.
التراكيب (البنيات ) الأولية الرسوبية Primary Sedimentary Structures وهي التي تتشكل أو تتكون أثناء الترسيب للطبقات الرسوبية وتكون ناتجة عن العمليات الفيزيائية (الطبيعية ) أي أنها تعكس ظروف الترسيب مثل طبيعة وسط الترسيب العمق قوة وسرعة التيار وكذلك اتجاه التيارات القديمة وهي أكثر انتشاراً في لصخور الرسوبية الفتاتية. وتنقسم البنيات لرسوبية الأولية من حيث النشأة إلى بنيات غير العضوية وبنيات عضوية أو حيوية.
1- البنيات الأولية الرسوبية الغير عضوية (الفيزيائية ):
أ- بنيات قبل الترسيب Pre-depositional structures
وهي المتكونة بين أسطح الطبقات ولذا يطلق عليها بنيات بين الطبقات (Interbed) أي أنها تشكلت قبل ترسب الطبقات العلوية وهي بنيات حت بشكل عام نذكر منها:
أسطح عدم التوافق، القنوات Channels وكذلك الغرف والملء Scour & fill الطابع والقالب :
تسمية وتكوين الطابع والقالب من البنيات المتشكلة بين أوجه الطبقة .
ب- بنيات أثناء الترسيب Syn-depositional structures
وتتشكل أثناء الترسيب أي أنها بنيات ترسيب بشكل عام ومن أمثلتها :
ج- بنيات بعد الترسيب Post-depositional structures
وهي التي تشكلت بعد الترسيب أي أنها بنيات تشويه بشكل عام ومثال على ذلك:
الحمل أو الثقل Load structure، و التطبق المطوي Convolute bedding
2- البنيات الأولية الرسوبية العضوية Biogenic Sedimentary Structures
وتتشكل في الصخور الرسوبية بعد ترسيبها نتيجة أنشطة الأحياء في هذه الرواسب. ومن أمثلتها ثقوب جذور النباتات ومجرات الحيوانات ألافقارية، والمسالك والمسارب الدودية والحفر أو الأنفاق أو الآثار التي تركتها الحيوانات على لصخور.
وهي ذات أهمية كبيرة في الاستدلال على بيئة الترسيب وكذلك تقرير نظام التتابع الطبقي ومعدل الترسيب ومعرفة اتجاه لتيارات القديمة السائدة.
مشكووووووووووووووور اخوي ع المجهوووود الطيب
ثانكس