(محدث 2023) الصخور الرسوبية

تتكون الصخور الرسوبية فوق سطح القشرة الأرضية نتيجة ترسيب كسرات أو فتات الصخور بكافة أنواعها (نارية، متحولة، رسوبية) والتي تتفتت بفعل التجوية وبتأثير عوامل التعرية (الرياح، المياة، التجمد) ثم نقل هذا الركام وإعيد ترسيبه وتماسكه إما بالمواد المتصلبة مثل (السليكا، كربونات الكالسيوم، أكاسيد الحديد) أو بفعل الضغط الواقع عليها من ترسبات وصخور أخرى.

كما تتكون الصخور الرسوبية أيضاً من خلال ترسيب مواد كيمائية ذائبة في محاليل مائية، ونتيجة لتغير بيئة الوسط الذي تتواجد بها لها أو نتيجة زيادة تركيز هذه المواد الذئبة بالبخر تتبلور.

قد تتكون كذلك الصخور الرسوبية نتيجة لعديد من الأنشطة الحيوية سواء كانت نباتية أو حيوانية والتي تؤدي الى تكون صخور رسوبية عضوية كالفحم والفوسفات.

أهم أنواع الصخور الرسوبية

1. صخور رسوبية فتاتية.
2. صخور رسوبية كيميائية.
3. صخور رسوبية عضوية.

خصائص الصخور الرسوبية

1. تكون دائماً على هيئة طبقات.
2. تتميز بإحتوائها على حفريات.
3. صخور هشة غير متماسكة مثل الصخور النارية والمتحولة.
4. تتكون من حبيبات مستديرة مختلفة الأحجام وقد تتكون من بلورات معدنية اذا كانت من أصل كيميائي.
5. تحتوي على أحياناً على البترول والغاز والمياه وكثير من الثروات الطبيعية.
6. تتميز بألوانها الفاتحة.
7. تحتوي على تراكيب خاصة مثل (علامات النيم، شقوق طينية، التطبق المتقاطع، والتطبق المتدرج).

صخر الكونجلومرات – إحدى الصخور الرسوبية الفتاتية الشائعة

1- الصخور الرسوبية الفتاتية

تتكون من حبيبات الصخور والمعادن التي تم إنتاجها في عملية التجوية وتم نقلها بواسطة المياة الجارية والرياح وذوبان المياه المتجمدة. ومن خصائصها:

• يتراوح حجم حبيباتها بين كبيرة جداً مثل الحصى الى دقيقة جداً  مثل الطين.
• تترسب المواد المنقولة عندما تقل سرعة الوسط الناقل وتترسب اولاً المواد الكبيرة الحجم ثم الأصغر وهكذا.
• كلما كانت سرعة الوسط الناقل عالية كلما كان حجم الحبيبات المنقول أكبر والعكس صحيح.
• كلما إنتقلت الحبيبات مسافة أكبر كلما قل حجمها وأصبحت في شكل دائري.
• تنتقل المواد الناعمة على هيئة مواد عالقة في الوسط الناقل لها وتنقل المواد الأكبر حجماً على قاع النهر اما بواسطة القفز أو التدوير أو الجر وعندما تقل سرعة مياه النهر عند المصب تترسب المواد التي يحملها ويكون ترسيب المواد الخشنة قرب المصب ثم تترسب المواد الأقل حجماً على مسافات أبعد من المصب.

التصخر Lithification

تترسب الصخور الرسوبية على شكل طبقات وعملية تصلب هذه الطبقات تدعى بالتصخر وتتم بواسطة سلسلة من العمليات المعقدة أهمها:

1- الاحكام أو الرص (Compaction)

ويسببها الضغط الحاصل نتيجة تراكم الطبقات الرسوبية أو نتيجة الضغوط المتولدة عن الحركات الأرضية ويؤدي الضغط الى تقارب الحبيبات ويقل حجم المسامات مما يؤدي بالنتيجة الى طرد المياة المسامية. وتتقارب المواد الناعمة أكثر من المواد الخشنة وتبدأ هذه العملية بعد الترسيب مباشرة وتقل فعالية العملية بمرور الزمن. ومع تقدم هذه العملية تقل المسامية فمثلا تقل مسامية الطين من 45% الى حدود 5% عندما يتغير الى صخور الشل.

2- عملية اللصق (Cementation)

تترسب خلال عملية الاحكام بعض المعادن والمواد في المسامات والفراغات الفاصلة بين الحبيبات وتعمل على لصق حبيبات الصخر مع بعضها مما يؤدي الى إنتاج صخرة متماسكة وقد تتدخل المياة الجوفية بعدئذٍ في هذه العملية.

وهناك أكثر من نوع من المواد الطبيعية الاصقة مثل: الكالسايت، السليكا، أكاسيد الحديد، الجبس، المواد الطينية.

وتعتمد قوة مقاومة الصخرة على قوة المادة الاصقة. كما قد تؤدي عمليات لاحقة مثل إعادة التبلور (Recrystallization) الى زيادة تصلب الصخرة.

نسيج الصخور الفتاتية

يعتمد نسيج هذا النوع من الصخور بشكل أساسي على حجم الحبيبات المكونه له وكذلك على شكل هذه الحبيبات وطريقة ترابطها. وقد تم تصنيف هذه الحبيبات إستناداً الى الحجم كما موضح في الجدول أدناه.

جدول يوضح تصنيف الرواسب والصخور الرسوبية الفتاتية تبعاً للحجم:

وقد تتكون الصخور الرسوبية الفتاتية من حبيبات ذات حجوم متقاربة وتدعى في هذه الحالة صخور جيدة الفرز (Well-sorted)، أما في حالة إحتوائها على حبيبات ذات حجوم مختلفة فتدعى سيئة الفرز (Bad-sorted).

ويعكس حجم الحبيبات وطريقة فرزها الظروف السائدة خلال عملية الترسيب ويكون شكل الحبيبات اما ذات حافات حادة (angular) او تكون مدورة (rounded)، ويعتمد شكل الحبيبات على:

1- المسافة التي قطعتها خلال عملية النقل من المصدر.
2- التركيب المعدني لهذه الحبيبات.
تراكيب الصخور الرسوبية الفتاتية

1- التطبق Bedding

تترسب الصخور الرسوبية على شكل طبقات وقد يكون سمك الطبقة 1سم وقد يصل الى مئات الأمتار. وتشير كل طبقة الى فترة زمنية معينة ترسبت خلالها.

كما تكون الطبقات متتالية من الأقدم الى الأحدث ويفصل بينها مستويات تسمى مستويات التطبق وتشير هذه المستويات الى انتهاء فترة ترسيب طبقة وبداية ترسيب الطبقة التي تليها، وتشكل مستويات التطبق مناطق ضعف في الصخور الرسوبية.

2- التشققات الطينية Mud cracks

وتتكون هذه الشقوق في الرواسب ذات الحبيبات الدقيقة (الطين) وذلك نتيجة الانكماش عند فقدانها الماء وغالباً ماتكون خماسية الأضلاع.

3- التموجات (علامات النيم ) Ripple marks

تلاحظ هذه الظاهره على سواحل البحار وشواطىء الأنهار وتكون التموجات على سواحل البحار متناظرة وذلك لإرتطام المياة بالسواحل وعودتها مرة أخرى. أما في الترسبات النهرية فتكون عادة غير متناظرة حيث أن التيار يسير بإتجاه واحد وتكون للتموجات النهرية القديمة فائدة علمية حيث تدلنا على إتجاه التيار القديم.

4- التطبق المتقاطع Cross-bedding

يكثر في الترسبات الصحراوية وكذلك في الترسبات النهرية وينتج بسبب الترسيب باتجاه واحد ثم تغير اتجاه الترسيب مما يؤدي الى تكون ترسبات ذات تطبق كاذب ويلاحظ هذا النوع في الترسبات الصحراوية.

5- التدرج الطباقي Graded-bedding

ويحدث عندما تنخفض سرعة الوسط الناقل فجأة مما يسبب في ترسيب المواد الكبيرة والصغيرة في نفس المكان ويؤدي ذلك الى تكوين رواسب تحتوي على حبيبات متدرجة الحجوم الأكبر في الأسفل والأصغر في الأعلى.

ويتواجد هذا النوع في البحار بسبب مايسمى بالتيارات الخابطة كما يلاحظ في ترسبات الأنهار والبحيرات.

أهم أنواع الصخور الرسوبية الفتاتية:

1- الكونجلومرات

ويتكون من حبيبات مستديرة يزيد قطرها عن 2مم ويصل أحياناً الى أكبر من 256مم وتتلاحم بمواد لاحمة مثل (سليكا، كربونات الكالسيوم، أكاسيد الحديد). وعندما تكون الحبيبات المكونه لهذا النوع من الصخور غير مستديرة وحادة يطلق عليها البريشيا Breccia .

2- الحجر الرملي

وهو صخر رسوبي فتاتي يتكون من حبيبات الكوارتز والفلدسبار التي يتراوح قطرها من 16/1-2مم وتتماسك بمواد لاحمة بيضاء تتكون أساساً من سليكا وكربونات الكالسيوم.

3- الحجر الغريني

ويتكون من حبيبات الكوارتز بالاضافة الى المعادن الطينية والميكا ويتراوح قطرها من 16/1-256/1 . وهذ الفتات يتم نقله بواسطة الأنهار والمياة الجارية حيث يتم ترسيبه بمجرد أن تهدأ سرعتها وقد يصل الى مناطق الدلتا المنبسطة أثناء الفيضانات قيكون غطاءً من حبيبات الغرين ذو أهمية كبيرة بالنسبة للتربة الزراعية.

4- الحجر الطيني

وهو أصغر الصخور الرسوبية الفتاتية من حيث القطر حيث لايتجاوز 256/1 مم. ويتكون الصخر من حبيبات دقيقة من الكوارتز والمعادن الطينية (سيليكات الألمونيوم المائية) والفلدسبار بالاضافة الى كمية قليلة من المايكا. واذا كان الصخر على شكل رقائق تولدت بفعل الضغط الواقع عليها أثناء عملية الترسيب فإنه يسمى الطفل ويكون غالباً ذو لون أسود.

2- الصخور الرسوبية الكيميائية

تتكون هذه الصخور نتيجة ترسيب بعض المركبات الذائبة في المحاليل المائية المشبعة عند زيادة تركيزها بعملية البخر، وقد تتكون أيضاً الصخور الرسوبية الكيميائية بترسيب مواد كانت ذائبة، ونتيجة لتغير الوسط الحاوي لها مثلما يتحول من حمضي الى قلوي ويكون ذلك من شأنه أن يفقد المحلول مركباته الذائبة على شكل رواسب كيميائية أو طبقات. وتنقسم هذه المجموعة الى:

1- الصخور الجيرية

تتكون أساساً من كربونات الكالسيوم (الكالسيت) أو كربونات الكالسيوم والماغنسيوم (الدولومايت). وتترسب الصخور الجيرية المكونة من معدن الكالسيت من محلول بيكربونات الكالسيوم (مادة ذائبة) بفقدان الماء وثاني أكسيد الكربون لينتج كربونات الكالسيوم (راسب) على هيئة طبقات من الحجر الجيري.

شكل الصخر الجيري إحدى أنواع الصخور الرسوبية الكيميائية

2- الصخور الملحية

تتكون هذه الصخور نتيجة البخر، ففي المناطق الحارة والبحيرات المغلقة يفقد ماء البحر على شكل بخار ماء بإرتفاع درجة الحرارة فيزداد تركيز بعض المركبات الذائبة مثل كلوريد الصوديوم (الهالايت) وكبريتات الكالسيوم (الجبس).

الصخور الملحية من الصخور الرسوبية الكيميائية الشائعة

3- الصخور السيليكية

تتكون بترسيب مادة السيليكا من المحاليل الغنية بهذه المادة، حيث يتم ذلك على هيئة عقد أو درنات من الصوان أو على شكل طبقات رقيقة، وتنتج في كثير من الأحيان بزيادة تركيز السيليكا بين فجوات وشقوق الصخور الجيرية فتكون مصاحبة لهذه الصخور ومتداخلة بين طبقاتها.

شكل الصخور السيليكية

3- الصخور الرسوبية العضوية

هي تلك الصخور التي تكونت نتيجة تراكم المواد العضوية التي خلفتها الأنشطة الحيوية للكائنات الحية (نباتية أو حيوانية) على هيئة طبقات وتشمل عملية التحلل التي حدثت خلال الأزمنة الجيولوجية السحيقة مثل تفحم البقايا النباتية والأشجار، وتحلل بقايا الزواحف والأسماك وتكون صخر الفوسفات ومن

أهم أنواع الصخور الرسوبية العضوية

1- الحجر الجيري العضوي

ويتكون نتيجة تراكم هياكل الحيوانات البحرية المكونة من كربونات الكالسيوم مثل المرجان والطباشير والذي يتكون من تراكم هياكل الفورامنيفرا.

2- الفوسفات

يتكون نتيجة تراكم وتحلل هياكل الحيوانات الفقارية كالأسماك والزواحف مما يؤدى الى ترسيب فوسفات الكالسيوم وعناصر أخرى على هيئة درنات أوطبقات عدسية.

شكل صخور الفوسفات

3- الفحم

ينشأ نتيجة عمليات تفحم النباتات التي تتعرض للدفن السريع فيعمل على حمايتها من التفاعل مع أكسجين الجو وبالتالي فإن هذا الدفن يعمل على تفحمها والاحتفاظ بالكربون وهو العنصر الأساسي المكون لمادة الفحم.