الباب الرابع جيولوجيا
- يعتبر ثبات الأرض ظاهرى بسبب العمليات المستمرة التى تغير معالم سطح الأرض وهى (عمليات خارجية تهدم السطح وتخفض ارتفاعاته - وعمليات داخلية تعتبر عمليات بناء تعمل على رفع السطح بالنشاط البركانى وحركة بناء الجبال ويصاحب ذلك بناء الصخور
دورة الصخور في الطبيعة
العالم جيمس هاتون 1785
هو أول من ربط بين أنواع الصخور الثلاثة
( نارية - رسوبية - متحولة ) في دورة واحدة
تسمى دورة الصخور ,
وتتلخص الدورة في
1-تؤثر عوامل الجو من أمطار ورياح ( التجوية ) على الصخور النارية ( أول صخور تكونت على سطح الأرض )
فتعمل على تفتيت وتحلل الصخور إلى قطع صغيرة
2- تنتقل الفتات إلى أحواض الترسيب ( اماكن منخفضة ) بفعل عوامل نقل طبيعية من انهار وثلاجات حيث تحندر على سفوح الجبال بمساعدة الجاذبية تنكشف طبقة جديدة من الصخور لتبدأ التجوية من جديد
3- يتراكم الفتات(الرواسب) في طبقات أفقية تتحجر بضغط الحبيبات والتحامها بواسطة مواد لاصقة ( سمنت ) مكونة الصخور الرسوبية .
4-- في مناطق عدم استقرار الطبقة السطحية تهبط الصخور الرسوبية إلى أعماق كبيرة وتتعرض الصخور الرسوبية لضغط وحرارة فتنشأ الصخور المتحولة حيث تتغير أنواع المعادن ونسيج الصخر وينتج الصخر الجديد متوائماً ومتوازناً مع الحرارة والضغط في الظروف الجديدة .
5- تنصهر الصخور المتحولة أو أي صخور أخرى في درجات الحرارة المرتفعة مكونة الصهير
- عندما تنخفض درجة حرارة الصهير فأنه يتصلب ويتحول إلى :-
أ- صخور نارية جوفيه مثل الجرانيت إذا باطن تبلور في الأرض .
ب- صخور نارية سطحية (بركانية) مثل البازلت إذا اندفع على شكل قمم فوق سطح الأرض ثم تبدأ الدورة من جديد بتأثير عوامل الجو على أي من الصخور الموجودة على السطح أو التى تكونت بالقرب منه أو التى رفعت من باطن الأرض مع الحركات البانية للجبال
العمليات التى تغير معالم سطح الأرض
أولاً التجوية :-(ميكانيكية - كيميائية)
ثانياً : التعرية والنقل :- بفعل عوامل النقل المختلفة
عوامل النقل المختلفة : الأنهار - الرياح - الأمطار والمياه الجوفية - الثلاجات - الأمواج في البحار والمحيطات .
1- النقل النهري :– يتوقف ما يحملة النهر على إنحدار وسرعة جريان النهر وكمية الماء التي يستوعبها مجرى النهر و حجم الفتات الصخري .
أنواع حمولة النهر :-
1- حمولة ذائبة مثل الأملاح الكيميائية والتي تغير من عذوبة الماء .(السبب في ملوحة مياه كثير من الأنهار وتكون غير صالحة للشرب) النيل عذب(علل؟) لقلة الأملاح
2- حمولة متدحرجة الحصى كبير الحجم
3- حمولة معلقة ومتفرقة مثل الرمال ( تكون معلقة قرب القاع ثم متدحرجة وهكذا ) .
2- نقل الأمطار والمياه الجوفية :-
الجزء المتسرب خلال الشقوق والفواصل من ماء المطر يتجمع في مستوى المياه الجوفية التي تعمل على إذابة أملاح الصخور التي تمر خلالها ونقلها .
3- نقل الثلاجات :-
غير معروفة في مصر عندما يتحرك الجليد إلى المكان الأكثر دفئاً يحمل الفتات الصخري ككتله واحد من سطح الجبل ليرسبها عند القاع وعند ارتفاع درجة الحرارة يبدأ الجليد في الذوبان في المكان الدافئ أسفل الوادي
4- الأمواج في البحار والمحيطات :-
عندما تلتقي الأمواج بالشاطئ تؤدي إلى تآكله(عامل تعرية) ونقل الفتات إما أن يكون :-
أ- مع اتجاه التيار لداخل البحر- ب- موازية للساحل لتترسب في مناطق أخرى .
ثالثاً : الترسب :- يبدأ الترسيب عندما يضعف عامل النقل عن حمل المواد الصلبة .
لاحظ أن :- الترسيب لا يكون نهائياً إلا في قيعان البحار أو المحيطات حيث ينشط العامل مرة بعد مرة ويؤدي إلى زيادة سمك الطبقات
أنواع الرواسب : يمكن تقسيمها حسب مكان تكوينها إلى :-)
رواسب قارية رواسب دلتاوية (رواسب الدلتا) بحرية
مثل رواسب السهل الفيضي على جانبي نهر النيل عند زيادة الماءفى وقت الفيضان حيث تنهار الجسور أو يعلوها ماء النهر وتصبح ضعيفة امام النهر وتنكسر فيرسب حمولته خلف الجسور
معدل الترسيب 1 مم من الطمي في العام قبل إنشاء السد العالي تنشأ عند التقاء النهر مع بحر هادئ الأمواج فتقل سرعة النهر وتترسب الحمولة كما يلي
أ- فتقل سرعة النهر وتترسب الحمولة كما يلي
أ- الأحجام الكبيرة تترسب عند الشاطئ
ب- حجم الصلصال والغرين يظل معلق حتى تمام اختلاط ماء النهر مع ماء البحر
مثل مخروط الدلتا النيل فى مصر الرواسب الجيرية العضوية الناتجة من هياكل الأحياء البحرية بالإضافة إلى حمولة الأنهار والرياح التي تصل إلى البحر
ملحوظة :- يوجد في محاجر الزلط الموجودة في طريق القاهرة السويس اختلاط بين الحبيبات الكبيرة والصغيرة مما يدل على وجود نهر أقدم من نهر النيل كان يمر بهذه المنطقة (فسر-علل؟)
أنواع الصخور 1- صخور رسوبية . 2- صخور نارية . 3- صخور متحولة .
النوع الأول : الصخور الرسوبية :-
تتكون من ترسيب النواتج الصلبة والذائبة من عمليات التجوية والتعرية والتى تنقلها عوامل النقل الطبيعية في أحواض الترسيب في طبقات متوازية الواحدة تعلو الأخرى.
أهمية الصخور الرسوبية :-
1- تغطي حوالي ( ( ) من سطح الأرض في طبقة رقيقة لا تمثل أكثر من 5% من حجم صخور القشرة الأرضية )
2- كثيرا منها صخور ذات أهمية اقتصادية مثل:الحجر الجيري - الفوسفات - الفحم - الحديد
3- تمثل خزان للنفط والغاز والمياه الجوفية .
4- ثلاثة منها هي الصخور الطينية والرملية والجيرية تمثل حوالي 90% من الصخور الرسوبية
- أنواع الصخور الرسوبية قليلة نسبياً عن الصخور النارية والمتحولة
تقسيم الصخور الرسوبية تقسيمها الشائع يكون حسب طريقة تكوينها
كما يلي :- ( فتاتية - كيميائية - البيوكيميائية ) .
1 : الصخور الرسوبية الفتاتية :-
تقسم حسب الحجم السائد لمكوناتها و طريقة نقلها وتنقسم إلى
نوع الرواسب رواسب الزلط رواسب الرمل الرواسب الطينية
الحجم والحبيبات فتات فى حجم الحصى والجلاميد
حجمه أكبر من 2مم من 2مم - 62 ميكرون أغلبها من حبيبات الكوارتز الغرين (62 : 4)ميكرون
والصلصال أقل من (4) ميكرون
يختلطا ليكونا تربة مصر الزراعية
الصخر الناتج عند التحجر تتماسك الحبيبات بمادة لاحمه وتتحجر مكونه كونجلوميرات الحجر الرملي
ومنها رواسب الكثبان الرملية في الصحاري صخور طينية عند التماسك تظهربها صفة التورق أو التصفح نتيجة تضاعف مكوناتها
وتعرف باسم الطفل أو الطين الصفحي
2 : الصخور الرسوبية كيميائية النشأة : -
تنتج من ترسيب الأملاح الذائبة في الماء نتيجة بخر الماء وزيادة تركيز الأملاح
أمثلة :- 1- رواسب الجبس (كبريتات الكالسيوم المائية)
2- ملح الطعام الصخري (كلوريد الصوديوم)
وهما من نواتج بخر الماء من بحيرات مقفولة وشبه مقفولة أو السبخات الساحلية .
استغلها الإنسان في الحصول على ملح الطعام من مياع البحر بتبخيرها صناعياً في الملاحات (الملح الصخري.)
3- خامات الحديد الرسوبي فى مصر( مثل حديد أسوان البطروخي )الذى يتكون من أكسيد الحديد الأحمر الهيماتيت)
ثالثاً : الصخور الرسوبية العضوية البيوكيميائية :-
يتكون هيكل الأحياء البحرية من كربونات الكالسيوم المستخلص من ماء البحر ثم إذا ماتت تترسب مكونة الرواسب الحياتية العضوية أو الكيمياحياتية مثل :-
1- صخور الحجر الجيري صخر غني بالحفريات والبقايا الصلبة للكائنات الحية مثل الفقاريات والأسماك
وبعض اللافقاريات من محاريات وشعب مرجانية واحياء دقيقة مثل ( الفورامنيفرا ) أو النباتات مثل الطحالب الجيرية) ويحتوى أساسا على (كربونات الكالسيوم) لونه ابيض
2- صخور الفوسفات المحتوية على بقايا حفرية بها فوسفات ومكونات معدنية فوسفاتية تزيد من تركيز نسبة الفوسفات في الصخور .
3- الفحم النباتي :- ذو القيمة الاقتصادية
يتكون من دفن النبات فى باطن الأرض لمدة طويلة وفقد أنسجته للمواد الطيارة فيتركز الكربون مكونا فحم
مكان تكوينه في مناطق المستنقعات خلف دلتاوات الأنهار حيث الدفن السريع بمعزل من الهواء
ملحوظه النفط والغاز لا يعتبران ضمن الرواسب لكنهما يتكونان ويختزان فى الصخور الرسوبية
4- صخور رسوبية خازنة للنفط والغاز :- عبارة عن بقايا عضوية مركبة من الكربون والهيدروجين تنتج من تحلل بقايا حيوانية ونباتية بحرية دقيقة - بمعزل عن الهواء بعد ترسيبها مع الصخور الطينية وتسمى بصخور المصدر .
يتم نضح هذه المواد الهيدروكربونية في درجات حرارة من ( 70 - 100° م) وعلى عمق من ( 2 - 4 كم ) وتتحول إلى حالة سائلة أو غازية . ثم تتحرك أو تهاجر إلى صخور مسامية من الرمال أو الحجر الرملي أو الحجر الجيري وتسمى صخور الخزان .
5- الطين النفطى ( طين النفط) :- صخر طيني غني بالمواد الهيدروكربونية معظمها من أصل نباتي في حالة شمعية صلبة تسمى الكيروجين
تتحول الى نفط عند تسخين الصخر الى 480˚م وهو مصدر هام من مصادر الطاقة ولا يستغل حاليا لكنه يبقى كإحتياطى عند نفاذ البترول من الارض ولن يبدأ استغلالة كوقود قبل ان يصبح سعرة منافسا لسعر النفط
النوع الثانى الصخور النارية تتكون الصخور النارية من تبلور الصهير
* الصهير ( الماجما ) يتكون من 8 عناصر موجودة في عناصر السيليكات مع بعض الغازات أهمها بخار الماء - تبقى محبوسة داخل السائل اللزج تحت الضغط الواقع على الصهير على عمق 150 كم
* أيونات هذه العناصر المكونة للصهير تتجمع مكونة بللورات المعدن عند انخفاض الحرارة
* تتبلور المعادن من الصهير في ترتيب وتتابع ويتوقف ذلك على التركيب الكيميائي للصهير وسرعة فقده للحرارة أو سرعة تبريده .
عــلل ترى بللورات الصخور النارية الجوفية بالعين المجردة ؟ ) لان التبريد البطئ يؤدي في باطن الأرض أو جوفها ( بعيداً عن السطح ) إلى تجمع كميه كبيرة من الأيونات على مركز التبلور الواحد فيتكون عدد قليل من البللورات كبيرة الحجم في الصخور النارية الجوفية (الجرانيت )
عــلل لا ترى(غالبية الصخور البركانية ) بالعين المجردة (الصخور البازلتية)
لان التبريد السريع بالقرب من سطح الأرض أو على السطح أثناء ثورة البراكين (الحمم ) يؤدى الى تكون نسيج زجاجى عديم التبلور (بللوراتة صغيرة الحجم كثيرة العدد )
تقسيم وتصنيف الصخور النارية
الصخور الجوفية الصخور السطحية الصخور المتوسطة
مكان التبلور في باطن الأرض عند سطح الأرض تنتج من إندفاع الصهير ولا يصل لسطح الأرض بين السطح وباطن الأرض
النسيج خشن حبيباته ترى بالعين
لتجمع الأيونات حول مركز التبلور بالتبريد البطئ فتتكون بللورات كبيرة الحجم قليلة العدد زجاجى(عديمة التبلور)
لا ترى حبيباته بالعين أي نسيج زجاجي (دقيق)
بسبب التبريد البطئ نسيج بروفيري
(بللورات كبيرة الحجم وسط أرضية من حبيبات اصغر لها نفس التركيب)
اللون
فاتح ( وردي) لأنه غني بالبوتاسيوم والصوديوم وفلسبار بوتاسيوميه وصودية وبه كوارتز (مرو 25%)
تبلور فى المراحل الأخيرة من الصهير الوردى أسود غامق
لأنه غني بالحديد والماغنسيوم والكالسيوم
تبلور فى المراحل الأولى متوسطة
حديد وكالسيوم وصوديوم
نسبة السيلكا جوفيه (حامضية)
غنى بالسيليكا أكثر من 70% سطحية بركانية (قاعدية فقير في السيليكا 50% متوسطة (انديزيت السيليكا من 55 – 59%
مثال الجرانيت
جوفي - خشن - فاتح اللون البازلت (سطحي -بركاني- زجاجي - داكن الانديزيت سطحي - بركاني - زجاجي متوسط
المكافئ الصخري 1- الرايولايت (مكافئ بركانى)
( خفي - دقيق التبلور )
2- حجر خفاف غنى بالفقاقيع الهوائية يستخدم في المنازل
3- الابسيديان (زجاجي) لم يتبلور جابرو
جوفي – خشن – فاتح دايوريت
جوفي – خشن – متوسط
الصخر المكافئ :- هو صخر له نفس التركيب الكيميائي والمعدني لصخر آخر ولكنه يحتلف عنه في النسيج ومكان التبلور . الصخر الجوفى والبركانى المتكافئان لهما نفس التركيب الكيميائي والمعدني
1- الجرانيتية ( الجرانيت وما يشابهه ) .. جوفية - خشنة - حمضية - فاتحة اللون .
2- البازلتية ( أكثر النارية البركانية إنتشارا ) .. سطحية - زجاجية - قاعدية - داكنة اللون
3-الأنديزيتية ( نسبة إلى جبال الأنديز ) .. سطحية زجاجية متوسطة التركيب واللون .
[ البازلت الجابرو = = الجرانيت الرايوليت = = الانديزيت الدايورايت ]
مجموعات المعادن المكونة للصخور النارية :-
ست مجموعات أو فصائل معدنية
تشكل غالبية صخور القشرة الأرضية وهي : مرتبة تبعاً لسرعة تبردها وتبلورها :- الأوليفين- البيروكسين -الأمفيبول - الميكا -الفلسبارات(بلاجيوكلازية وهي غنية بالكالسيوم
وأرثوكلازية وهي غنية بالصوديوم)وأخيراً نجد الكوارتز
( المرو)آخر المعادن تبلورا
البراكين
فتحة أو شق فى القشرة الأرضية تسمح للصخور المنصهرة والغازات المحبوسة بالخروج الى سطح الأرض
مصدرها تأتى الصخور المنصهرة من غرف مؤقتة أو تجاويف الماجما
الموجودة على أعماق فى باطن الأرض (خزان الماجما)
تعمل الماجما المتصاعدة على صهر ما يصادفها من صخور وعندما تصل الى سطح الأرض تسمى طفوح بركانية (اللافا)
وعند تعرض اللافا للهواء والضغط الجوى العادى تبرد وتتجمد
لتكون صخور بركانية (جسم البركان وهو على شكل مخروط)
أجزاء البركان
1- فوهة البركان 2- القصبة(يندفع من خلالها مواد البركان الى الفوهة)
3-المخروط (يمثل شكل البركان ) وبه فوهة البركان
تعتبر الثورات البركانية من أكبر الظواهر المروعة والمفجعة
أنواع البراكين
1- براكين خامدة تصبح خامدة نهائياً بعد ثورانها
2- براكين دائمة الثوران يمتد ثورانة بصفة مستديمة مثل بركان سترمبولى فى إيطاليا
3- براكين متقطعة الثوران مثل بركان فيزوف فى إيطاليا وبركان آتنا فى جزيرة صقلية
يخرج من فوهة البراكين مواد معدنية منصهرة (اللافا) درجة حرارتها 1200°م حوالى وتكون مصحوبة بكميات كبيرة من الغازات والأبخرة فى الجو –
القنابل البركانية هى كتل صخرية بيضاوية تعرف بالمقذوفات تندفع من فوهات البراكين تتكون من اللافا عند تجمدها بالقرب من سطح الأرض
تأثير وفوائد البراكين (تعتبر عوامل بناء للقشرة الأرضية)
1- تكون هضاب أو جبال بركانية حيث تضيف سنوياً ملايين الأطنان من الصخور البركانية(غطاءات كبيرة الامتداد)
2- ظهور جزر بركانية جديدة عند ثورانها تحت الماء فى البحار
3- تكون صخور متحولة(تحول الصخور المحيطة بفعل الحرارة) تحول حرارى أو تحول بالتلامس
4- تكوين تربة خصبة من الرماد البركانى
5- تكوين بحيرات مستديرة من تجمع مياه الأمطار فى فوهات البراكين الخامدة
أسباب حدوث البراكين وثوراتها
1- طاقة الغازات المحبوسة هى القوة الرئيسية لتفجير البراكين
2- مناطق إيلاج أو تداخل الألواح التكتونية حيث تؤدى الى حدوث تشققات تنطلق منها البراكين
النوع الثالث : الصخور المتحولة :-
يتحول أى صخر إذا تعرض لظروف ارتفاع في الحرارة والضغط فتغيرت إلى هيئة جديدة لتلائم ظروفها الجديدة سواء كانت هذه الصخور نارية أو رسوبية أو متحولة فأنها عرضه للتحول . حيث تتغير المعادن إلى معادن جديدة - أو النسيج ليصبح أكبر حيث أكثر العناصر تبلوراً لتجوية .
أماكن التحول :- متى يحدث التحول وأين ؟
1- أثناء الحركات البانية للجبال ( ضغط شديد )
2- ملامسة الصخور لكتلة من الصهير في درجة حرارة عالية .
3- على مستويات الصدوع والفوالق حيث حركة كتلتان من الصخور فتتولد حرارة (بدرجة اقل)
اثر الحرارة على التحول اثر الضغط و الحرارة فى التحول
حجر جيرى الى رخام
تزداد صلابة الرخام (علل؟)لان الحرارة تعتبرالحرارة عامل بناء حيث تتلاحم وتتداخل بللورات الكالسيت فتزيد من صلابة الرخام و قوة تماسكة
علل يستخدم كأحجار زينة؟ التعريق فى الرخام بسبب الشوائب الصخر الطينى يتحول الى الشست
الجرانيت يتحول الى صخر النيس بفعل الحرارة والضغط
علل تظهر خاصية التورق أو التصفح فى الشيست الميكائى؟ بسبب نمو البللورات بتأثير ارتفاع الحرارة في اتجاه عمودي على اتجاه الضغط ليقاوم الضغط
احسن الامثلة ايضا الإردواز أو الشست
