صخور متحولة جيو عامة PDF

‫الصخور المتحولة‬ ‫التحول في الجيولوجيا ‪ :‬هو مجموعة التغييرات النسيجية‪ ،‬والمعدنية‪،‬‬ ‫والتركيبية التي تعاني منها الصخور النارية‪ ،‬او الرسوبية‪ ،‬أو المتحولة‬ ‫سابقا؛ نتيجة لتغير الظروف الفيزيائية والكيميائية المحيطة بها‪ ،‬وهي‬ ‫في الحالة الصلبة‪ ،‬والتي ينتج عنها ظهور أنواع صخرية جديدة تختلف...

‫الصخور المتحولة‬ ‫التحول في الجيولوجيا ‪ :‬هو مجموعة التغييرات النسيجية‪ ،‬والمعدنية‪،‬‬ ‫والتركيبية التي تعاني منها الصخور النارية‪ ،‬او الرسوبية‪ ،‬أو المتحولة‬ ‫سابقا؛ نتيجة لتغير الظروف الفيزيائية والكيميائية المحيطة بها‪ ،‬وهي‬ ‫في الحالة الصلبة‪ ،‬والتي ينتج عنها ظهور أنواع صخرية جديدة تختلف‬ ‫عن الصخور األصلية‪ ،‬تعرف بالصخور المتحولة‪.‬‬ ‫الصخور المتحولة هي الصخور الناتجة عن تحول الصخور المختلفة‬ ‫بسبب تغير الظروف المحيطة بها‪ ،‬وهي تعد احد األنواع الصخرية‬ ‫الرئيسة المشكلة لألرض فضال عن الصخور النارية والرسوبية‪.‬‬ ‫حدود عملية التحول ‪Limits of Metamorphism‬‬ ‫التحول هو كل التغيرات التي تحدث في التركيب‬ ‫المعدني ونسيج الصخور الرسوبية والمتحولة التي‬ ‫تعرضت لدرجات حرارة أعلى من ‪ 200‬م وضغوط‬ ‫أعلى من ‪ 300‬ميجاباسكال )الضغط الناتج عن عدة‬ ‫آالف من األمتار بسبب الصخور التي تعلوها‪.‬وال يشمل‬ ‫التحول التغيرات التي تحدث نتيجة التجوية أو عمليات‬ ‫ما بعد الترسيب ألن كلا من التجوية وعمليات ما بعد‬ ‫الترسيب تحدثان عند درجات حرارة أقل من ‪200‬‬ ‫وضغط أقل من ‪ 300‬ميجاباكسال‪.‬وهناك بالطبع حد‬ ‫أعلى للتحول يحتم ضرورة أن يحدث التحول والصخور‬ ‫في الحالة الصلبة‪.‬‬ ‫أما إذا ارتفعت درجات الحرارة إلي مستويات أعلى فإنه‬ ‫يحدث انصهار جزئي للصخور وتكون صخور نارية‪.‬‬ ‫ويكون الحد األعلى للتحول في القشرة عند درجة‬ ‫حرارة نحو ‪ 900‬م‪.‬ويمثل هذا الحد بداية االنصهار‬ ‫الجزئي الرطب للصخور حيث تحتوي معظم الصخور‬ ‫على كمية قليلة من الماء ‪.‬‬ Agents of metamorphism ‫عوامل التحول‬  ‫ويرجع التغير في درجات حرارة الصخور إلي أسباب عديدة‪ -‬نذكر منها ‪:‬‬ ‫‪ -1‬المتداخالت النارية‪ ،‬والتي تقتحم الصخور المجاورة‪ ،‬مما يؤدي إلى تحولها بشكل محدود بمنطقة التداخل‪.‬‬ ‫‪ -2‬تدرج حرارة األرض وهو معدل زيادة درجة حرارة األرض مع العمق والذي يختلف من منطقة لألخرى‪.‬‬ ‫مثال فى مناطق التجبل ‪mountain belts‬حيث يزداد سمك القشرة االرضية مما يؤدى الى دفن الصخور و‬ ‫زيادة حرارتها ‪.‬ومن المعلوم أن متوسط معدل التدرج الحراري األرضية‪ ،‬هو ‪ ۳۰‬درجة مئوية‪/‬كم‪ ،‬أي أن‬ ‫درجة الحرارة بالقشرة األرضية على عمق ‪ ۱۰‬کم ستكون حوالي ‪ ۳۰۰‬درجة مئوية‪.‬‬ ‫‪ 3‬النشاط اإلشعاعي لبعض العناصر في باطن األرض‪.‬‬ ‫‪ -4‬الحرارة المنبعثة من األعماق خالل الوشاح عن طريق خاليا الحمل الدوراني والتي تشمل‪:‬التيار الصاعد‬ ‫للمواد الباردة‪.‬‬ ‫‪-5‬االحتكاك الذي يحدث أثناء تشوه الصخور‪ ،‬خاصة على امتداد الصدوع ويكون المصدرالحراري في هذه‬ ‫الحالة قليال‬ Types of metamorphism ‫أنواع التحول‬ (Thermal )  ‫تتسبب المتدخلت النارية في تعرض الصخور المحيطة بها مباشرة إلي ظروف جديدة من الحرارة‬ ‫والضغط مما يؤدي إلي تحول الصخر األصلي‪.‬ويعرف هذا النوع من التحول المحلى بالتحول التماسي‬ ‫كما يسمى أحيانا بالتحول الحراري‪.‬ويؤثر هذا النوع من التحول عادة علىمنطقة رقيقة فقط من‬ ‫الصخور المحيطة على امتداد أسطح التالمس مع المتداخالت النارية‪.‬‬ ‫ويسمى نطاق الصخر في المنطقة المحيطة بالمتداخل الناري‪.‬والذي تظهر به آثار التحول باسم هالة التحول‬ ‫ويعتمد سمك هالة التحول على‪:‬‬ ‫‪-1‬حجم الجسم المتداخل ودرجة حرارته‬ ‫‪-2‬على كمية الماء في الصخور المتحولة‪.‬‬ ‫ففي المتداخلت الصغيرة مثل‪ :‬الجدد الموازية أو القواطع والتي يبلغ سمكها عدة أمتار قليلة وفي غياب‬ ‫السوائل فإن نطاق التحول يكون فقط عدة سنتيمترات سمكا‪.‬ويكون الصخر المتحول صلبا ودقيق التحبب‬ ‫ومكونا من كتلة من الحبيبات المتداخلة المتساوية الحجم‪.‬ويحتوي المتداخل الناري الكبير الحجم على طاقة‬ ‫حرارية أكبر من تلك الموجودة في المتدخلت الصغيرة كما يخرج منه الكثير من بخار الماء‪.‬‬ ‫وعندما يبلغ قطر المتداخل الناري كيلومترا أو أكثر فقد يصل عرض هالة التحول عدة مئات من األمتار أو‬ ‫أكثر وتميل الصخور المتحولة ألن تكون خشنة التحبب ‪.‬‬ ‫وفي داخل نطاقات التحول الكبيرة والتي تخللتها السوائل الحارة فإنه يمكن تعرف نطاقات عديدة متحدة‬ ‫المركز تقريبا مكونة من تجمعات معدنية يتميز كل نطاق منها بمدى معين من درجة الحرارة ‪.‬حيث تكون‬ ‫درجات الحرارة عالية بجوار الجسم الناري مباشرة وتتكون معادن المائية مثل‪ :‬الجارنت والبيروكسين بينما‬ ‫توجد المعادن المائية مثل‪ :‬االبيدوت واألمفيبول‪ ،‬ثم معادن‪:‬الميكا والكلوريت في النطاقات الخارجية البعيدة‬ ‫عن الجسم الناري‪.‬‬  ‫‪Granoplastic texture‬‬ ‫وقد تنشأ مثل هذه الصخور نتيجة التحول‬ ‫التماسي أو اإلقليمي‪.‬‬ ‫وتشمل الصخور غير المتورقة‪ :‬الهورنفلس‬ ‫‪hornfelse‬‬ ‫والكوارتزيت ‪ quartzite‬والرخام ‪marble‬‬ ‫واألمفيبوليت ‪amphibolite‬‬ ‫– الهورنفلس ‪:‬‬ ‫يعتبر الهورنفلس صخرا مميزا للتحول‬ ‫التماسي لصخور الطفل والجريواكي تحت‬ ‫ظروف من الحرارة العالية‪.‬ويتكون من‬ ‫حبيبات متساوية األبعاد ليس لها توجيه‬ ‫مفضل‪ ،‬ولم تتعرض ألي تشوه أو‬ ‫تعرضت إلي تشوه قليل‬ Dynamothermal ‫يعتبر التحول اإلقليمي أكثر أنواع التحول انتشارا حيث تؤثر كل من درجة الحرارة المرتفعة والضغط‬ ‫العالي على أحزمة أو مساحات شاسعة من القشرة األرضية تصل إلي عشرات اآلالف من الكيلومترات‬ ‫المربعة‪.‬وتتغير درجات الحرارة أثناء التحول اإلقليمي بدرجة كبيرة‪.‬فهي تتراوح بين ‪ 300‬و ‪ 800‬م‬ ‫)الحد األقصى للتحول نحو ‪ 900‬م( في حين يتراوح الضغط بين ‪ 2‬و ‪ 6‬كيلوبار أو أكثر‪.‬ويستخدم هذا‬ ‫المصطلح لتمييز هذا النوع من التحول عن التغيرات المحلية األخرى‪ ،‬والتي تحدث بالقرب من‬ ‫المتداخلت النارية أو الصدوع‪.‬ويحطم التحول اإلقليمي بعض أو كل األنسجة األصلية للصخور النارية أو‬ ‫الرسوبية‪ ،‬حيث يؤدي إلي تكون معادن وأنسجة جديدة‪.‬‬ ‫وهناك ثالثة مواضع تكتونية يتم فيها التحول اإلقليمي‪:‬‬ ‫‪ - 1-‬األقواس البركانية‪ :‬حيث تنشأ بعض أحزمة التحول اإلقليمي نتيجة اندساس األلواح المحيطية بعمق‬ ‫في الوشاح والتسخين بالصهارة الصاعدة‪.‬‬ ‫‪ 2-‬الخنادق المحيطية‪ :‬حيث تتكون األحزمة األخرى نتيجة الضغط العالي والحرارة المنخفضة نسبيا‬ ‫بالقرب منها‪ ،‬ويسبب االندساس سحب القشرة المحيطية الباردة نسبيا إلي أسفل‪.‬‬ ‫‪ 3-‬حدود األلواح القارية المتقاربة )المتصادمة(‪ :‬حيث يحدث التحول اإلقليمي تحت ضغوط ودرجات‬ ‫حرارة عالية جدا في المستويات األعمق من القشرة‪ ،‬ويتشوه الصخر وتتكون أحزمة جبال مرتفعة‪.‬‬ ‫تصاحب هذا النوع من التحوالت إعادة تبلور المعادن األصلية الموجودة‬ ‫سابقا وتكوين معادن جديدة وذلك بتفتت وتكسر المكونات المعدنية‬ ‫للصخور وأحيانا قد تنصهر وتذوب ثم تستعيد كيانها من جديد متبلورة‬ ‫ومصفوفة بحيث تشغل أقل حيز ممكن تحت تأثير الضغط‪.‬كما ويصاحب‬ ‫هذا التحول تكوين بنيات وأنسجة تحولية جديدة وذلك بترتيب المعادن‬ ‫التحوليةالمتكونة حديثا في نظام يناسب الظروف المستجدة ويتم هذا‬ ‫الترتيب بحيث يكون المحور الطولي لبلوراتها في إتجاه واحد عمودي‬ ‫علي اتجاه الضغط وينشأ عن هذا الترتيب تجمع معدني في هيئة متوازية‬ ‫‪Laminae‬ورقائق أو صفائح ‪ Folia‬وريقات ‪Bands ،‬طبقات رقيقة أو‬ ‫شرائط ومتعامدة علي اتجاه الضغط‪.‬‬ ‫يالحظ تدرج فى شدة التحول (منخفض‪-‬متوسط‪-‬عالى) و يرافق هذا‬ ‫التدرج تغير فى التركيب االمعدنى و النسيج الصخرى ‪.‬يصاحب هذا‬ ‫النوع من التحول الحركات التكتونية المتقاربة (عمليات االندساس‬ ‫‪ subduction‬و التصادم ) و الحركات التكتونية المتباعدة (انفراج قاع‬ ‫المحيط ) و يشمل ‪:‬‬  ‫التحول بالدفن ‪ Burial Metamorphism‬من المعروف أن الصخور‬ ‫ ‬ ‫الرسوبية تدفن تدريجيا نتيجة هبوط القشرة األرضية )األحواضالرسوبية(‬ ‫والتراكم السميك للرواسب‪ ،‬فترتفع درجة حرارتها ببطء وتصبح في حالة اتزان‬ ‫مع درجات حرارة القشرة المحيطة بها‪.‬ويحدث بسبب هذه العملية تغيرات ما‬ ‫بعد الترسيب والتي تشمل تغير التركيب المعدني والنسيج‪.‬وتتدرج عمليات ما‬ ‫بعد الترسيب إلي تحول بالدفن وهوتحول منخفض الرتبة يحدث بسبب الحرارة‬ ‫والضغط الناشيء من حمل الرواسب والصخورالرسوبية المتراكمة‪.‬‬ ‫التحول المصاحب لالندساس ‪subduction related metamorphism‬‬ ‫ ‬ ‫التحول التصادمى ‪collision metamorphism‬‬ ‫ ‬ ‫من أمثلة هذا التحول صخور الشست ‪ Schist‬و صخور النيس ‪Gneiss‬‬ ‫‪-‬‬ ‫االردواز‬ ‫فيليت‬ ‫شست‬ ‫نيس‬ ‫‪Textures of Dynamo-thermal metamorphism‬‬ ‫مثال ‪:‬اإلردواز‪ slate‬هو أقل الصخور المتورقة رتبة في التحول‪.‬وتكون هذه الصخور التي تتميز بأسطح‬ ‫انفصال مستوية‪.‬وتتكون هذه الصخور نتيجة تحول الطفل غالبا أو رواسب الرماد البركاني أحيانا‬ ‫وتعتبر صخور الشست ‪ schist‬من أكثر أنواع الصخور المتحولة انتشارا وتحتوي على أكثر من‬ ‫‪% 50‬من مكوناتها معادن صفائحية تتكون أساسا من كلوريت وميكا المسكوفيت والبيوتيت‪.‬وقد‬ ‫تحتوي صخور الشست علي طبقات رقيقة من الكوارتز والفلسبار أو كليهما اعتمادا على محتوى الطفل‬ ‫أصال من معدن الكوارتز‪.‬‬ ‫عند رتبة التحول المنخفض تكون بلورات المعادن الصفائحية عموما صغيرة جدا لكي ال ترى ويكون‬ ‫التورق على مسافات متقاربة والطبقات رقيقة جدا‪.‬وإذا تم تحول الصخور المتحولة إلي رتبة أعلى‪ ،‬فإن‬ ‫التورق يصبح أكثر وضوحا وانتشارا خالل الصخر وتنمو البلورات الصفائحية في الوقت نفسه إلي‬ ‫أحجام ترى بالعين المجردة وقد تميل المعادن إلي التجمع في شرائط فاتحة وأخرى داكنة‪.‬ويؤدي هذا‬ ‫الترتيب للمعادن الصفائحية في الصخور خشنة التحبب إلي تكون التورق والذي يعرف بالشستوزية‬ ‫‪ schistosity‬الذي يميز صخور الشست‪.‬‬ Gneissose Texture  ‫يتكون النيس ‪ Gneiss‬عند تحول عالي الرتبة‪.‬ويكون النيس فاتح اللون‪ ،‬تتبادل فيه شرائط من معادن‬ ‫فاتحة اللون مع أخرى داكنة اللون ‪.‬ويكون التورق في النيس أقل وضوحا واستمرارية من التورق‬ ‫الموجود في النسيج الشستوزي‪.‬وال ينفصل النيس على امتداد أسطح التورق‪ ،‬حيث توجد به نسبة قليلة‬ ‫من المعادن الصفائحية‬ ‫ويالحظ أن سمك الشرائط الموجودة في النيس يكون أكبر من ‪ 2‬إلي ‪3‬مم‪.‬ويتحول التجمع المعدني‬ ‫المتكون عند درجات الحرارة العالية والضغوط المنخفضة‪ ،‬أي تحول منخفض الرتبة والذي يحتوي على‬ ‫معادن الميكا والكلوريت‪ ،‬إلي تجمع معدني غني بالكوارتز والفلسبار مع كميات أقل من الميكا‬ ‫واألمفيبول‪.‬وتتكون الشرائط الفاتحة والداكنة اللون في النيس نتيجة تجمع معادن الفلسبار والكوارتز‬ ‫فاتحة اللون ومعادن البيوتيت واألمفيبول الداكنة والمعادن المافية األخرى‪.‬وقد تكون بعض أنواع النيس‬ ‫هى المقابل المتحول لصخوررسوبية مثل الحجر الرملي والطفل‪ ،‬وتعرف بالبارانيس‪ ،‬كما يكون بعضها‬ ‫اآلخر المقابل المتحول للصخور النارية مثل الجرانيت‪ ،‬ويعرف النيس باألورثونيس‪.‬‬  ‫سحنات التحول ‪:Metamorphic Facies‬‬ ‫أن تجمعات المعادن في الصخور المتحولة والمستمدة من الصخور النارية والرسوبية الشائعة يجب أن تتحدد بدرجات‬ ‫الحرارة والضغوط التي تعرضت لها هذه الصخور خالل التحول‪.‬‬ ‫يوجد عالقة بين تكون الصخور المتحولة وحافات االلواح التكتونية‪.‬لوحظ أنها توجد في جذور األحزمة الجبلية‬ ‫المنثنية ‪ continental- continental convergence‬وفي الحواجز المحيطية ‪oceanic ridges‬وفي أنطقة التشقق‬ ‫القارية‪.‬وأن كل موقع من هذه المواقع الثالث التي ترتبط بطبيعة كل من الضغط ودرجة الحرارة ‪(Metamorphic‬‬ ‫)‪Facies‬يمتاز بوجود عدد من سحنات التحول والمحاليل الكيميائية‪.‬من المعروف أن هناك عدد من سحنات التحول‬ ‫اشهرها‪:‬‬  ‫سحنة الزيواليت )‪(:(Zeolite Facies‬كوارتز‪-‬مسكوفيت‪-‬كلوريت (‬ ‫سحنة الشيست األخضر )‪(: (Greenschist Facies‬كلوريت‪-‬بيوتيت)‬ ‫)‪: (Amphibolite Facies‬االمفيبول (هورنبلند)‬ ‫سحنة االمفيبواليت‬ ‫سحنة الشيست األزرق )‪(: (Blueschist Facies‬جلوكوفان‪-‬كوارتز‪-‬مسكوفيت‪-‬كلوريت‪-‬جارنت)‬ ‫سحنة االكلوجايت )‪(:(Eclogite Facies‬اومفاسيت‪-omphacite‬بيروكسين)‬ ‫سحنة الجرانيواليت )‪(:(Granulite Facies‬بالجيوكالز‪-‬جارنت‪-‬بيروكسين‪-‬بيوتيت‪-‬هورنبلند)‬ ‫السحنات المتحولة المصاحبة لدرجات الحرارة الىمنخفضة و الضغط العالى عند مناطق االندساس ‪subduction‬‬ ‫تسمى بسحنة الشست االزرق ‪ blueschist facies‬بسبب وجود معدن االمفيبول االزرق ‪. glaucophane‬فى بعض‬ ‫المناطق اندساس اللوح المحيطى اسفل اللوح القارى يحمل الصخور الى اعماق كبيرة حيث درجات الحرارة و الضغط‬ ‫العالى جدا مكونة سحنة االكلوجيت ‪.Eclogite facies‬عندما يحدث تصادم قارى‪-‬قارى يتكون سالسل الجبال‬ ‫‪ Mountain belts‬مكونة مساحات كبيرة من التحول االقليمى ‪ Regional metamorphism‬متضمنة نطاقات من‬ ‫التحول بالحرارة و المحاليل الحرمائية ‪.‬ارتفاع درجات الحرارة و الضغط المصاحبة لهذا التحول تؤدى الى تكوين‬ ‫سحنات ‪zeolite–greenschist– amphibolite–granulite facies sequence‬‬