دورة الصخور في الطبيعة

الدورة الصخرية

تكون الصخور : تبلور الماغما


الماغما هي مواد سيليكانية مصهورة وموجودة تحت سطح الأرض . وتحتوي الماغما على كميات من الغازات المذابة ، وبعض المواد الصلبة .



المواد السيليكانية هي مواد تحتوي على عنصر السيليكون .



يمكن تصنيف الماغما ، حسب تركيبها الكيميائي ، وبالتحديد نسبة السيليكا فيها SiO2 إلى الأنواع التالية :

1. ماغما فوق قاعدية تحتوي أقل من 45% سيليكا.

2. ماغما قاعدية وتحتوي كمية من السيليكا تتراوح ما بين 45 و 56%.

3. ماغما متوسطة وتحتوي كمية من السيليكا تتراوح ما بين 56 و 65%.

4. ماغما حمضية وتحتوي كمية من السيليكا تزيد عن 65%.



كيف تتبلور الماغما ؟ وكيف تتكون منها الصخور النارية المختلفة في تركيبها المعدني والكيميائي ؟

هل يمكن أن تتكون صخور نارية متوسطة أو حمضية ابتداءً من ماغما قاعدية ؟



للإجابة على هذه الأسئلة ، سندرس هنا ملاحظات العلماء والخطوات التي سجلت بناءً على التجربة التالية التي قاموا بتنفيذها في المختبر .
أُحضرت عينة من صخور البازلت إلى المختبر وصُهرت بوساطة الأفران صهراً كلياً , فتكونت ماغما بازلتية ( قاعدية ) .

ثم بُدء بتبريدها تدريجياً، فلوحظ أنه بعد بداية التبريد بقليل بدأت بلورات معدن الأوليفين بالتكون كما نشاهد .

وبسبب كثافة الأوليفين العالية لاحتوائه عنصري الحديد والمغنيسيوم الثقيلين ، تستقر بلوراته في قاع الوعاء المحتوي على الماغما .

أما ما تبقى من الماغما ، بعد تبلور معدن الأوليفين فقد أصبحت فقيرة بعنصري الحديد والمغنيسيوم اللذين أُسْتهلكا لتكوين هذا المعدن

( الأوليفين ) وبنفس الوقت أصبح غنياً بالعناصر الموجودة أصلاً ولم تستعمل بتكوين الأوليفين مثل الألمنيوم والكالسيوم والصوديوم أو تلك العناصر التي أُستهلك منها كميات قليلة كعنصر السيليكون .

ومن هذا التركيب الكيميائي الجديد للماغما المتبقية ، وعند درجات حرارة أقل من تلك اللازمة لتبلور الأوليفين :

يبدأ معدن البايروكسين بالتبلور . وبعدما تستقر بلورات البايروكسين في قاع الوعاء .

يتبلور من الماغما المتبقية المعدن الذي يلي البايروكسين وهو الأمفيبول .

ثم يتبلور معدن البيوتايت.


ولكن لوحظ من التجربة أنه إذا لم تستقر البلورات في قاع الوعاء وبقيت داخل الماغما المتبقية ( ويتم ذلك بالتحريك المستمر ) فإن البلورات تتفاعل مع الماغما المتبقية وينتج من التفاعل المعدن التالي في السلسلة . أي أنه ينتج معدن البايروكسين من تفاعل الأوليفين مع الماغما المتبقية , وينتج الأمفيبول من تفاعل البايروكسين مع الماغما المتبقية , وينتج البيوتايت من تفاعل الأمفيبول مع الماغما المتبقية .
سميت سلسلة التفاعلات هذه باسم العالم الجيولوجي ( بوين ) الذي قام بالتجربة أولاً سلسلة بوين التفاعلية المنفصلة .

أما سبب تسميتها بالمنفصلة فيعود ذلك إلى أن كل معدن له تركيب بلوري مختلف عن المعدن الذي يسبقه أو الذي يليه في سلسلة التفاعل .
لاحظ أيضاً أنه بعد بداية تبلور معدن الأوليفين قليلاً يبدأ معدن البلاجيوكليس الكلسي ( الغني بعنصر الكالسيوم ) بالتكون ( الناحية اليمنى من الرسمة ).


وبعد ذلك يتبلور أيضاً معدن البلاجيوكليس ولكنه يحتوي كمية أقل من الكالسيوم ويدخل في تركيبه عنصر الصوديوم وتستمر العملية كما تشاهد حتى يتبلور في النهاية معدن البلاجيوكليس الخالي من الكالسيوم والمحتوي كلياً على الصوديوم. ومن الطبيعي القول أنه إذا تفاعل البلاجيوكليس مع الماغما المتبقية فإنه ينتج معدن البلاجيوكليس المحتوي على كمية أقل من الكالسيوم وكمية أكبر من الصوديوم , حتى ينتهي التفاعل بتكون بلاجيوكليس صودي. وتسمى سلسلة التفاعل هذه بسلسلة بوين التفاعلية المستمرة. وبسبب كون التركيب البلوري لمعدن البلاجيوكليس هو نفسه البلاجيوكليس الكلسي والصودي , سميت سلسلة التفاعل مستمرة .

وتشاهد أنه إذا استمر تبريد الماغما المتبقية بعد تبلور سلسلتي المعادن المنفصلة والمستمرة تبدأ عدة معادن أخرى بالتبلور أولها الفلسبار البوتاسي, ويليه الماسكوفايت ( المايكا البيضاء ) , وفي النهاية الكوارتز .
والآن كيف يمكن توظيف النتائج السابقة للإجابة عن السؤالين السابقين ؟



تشاهد في الطبيعة , إذاً توجد الماغما بداخل مكان ما بداخل القشرة الأرضية يسمى حجرة الماغما . فعند بداية تبريد الماغما يستقر معدن الأوليفين والبلاجيوكليس الكلسي المتبلورين أولاً إلى قاع حجرة الماغما بسبب كثافتيهما الأعلى من كثافة الماغما المتبقية , ومن تراكمها تتكون صخرة نارية جوفية غنية بالحديد والمغنيسيوم والكالسيوم وفقيرة بالسيليكون والألمنيوم والصوديوم , فهي إذاً صخرة فوق قاعدية ( البيريدوتايت ) وبعد ذلك تشاهد أن الماغما المتبقية يمكن أن تغادر الحجرة الأصلية بسبب قلة كثافتها عما يجاورها وبسبب وجود الغازات المضغوطة فيها .

وتنتقل خلال الشقوق إلى أعلى أو جانبياً حيث يمكن أن تستقر في مكان جديد ( أو حجرة جديدة ) وهنا يتبلور من هذه الماغما معادن البايروكسين و البلاجيوكليس الكلسي الصودي , ومن تراكم هذين المعدنين بقاع حجرة الماغما يتكون صخر الغابرو ( القاعدي ). وإذا استمرت عملية انتقال الماغما المتبقية إلى أماكن أخرى من القشرة الأرضية وتبلورها فيها يمكن أن تتكون صخور نارية جوفية متوسطة ( الديورايت ) وفي النهاية صخور نارية حمضية ( غرانيت ).