التحول و علاقته بدينامية الصفائح

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 الظواهر الجيولوجية المصاحبة لنشأة السلاسل الجبلية

 

الصفحة الرئيسة

 

www.khayma.com/fatsvt

 

   التحول وعلاقته بدينامية الصفائح

       1 ـ المميزات البنيوية والعيدانية للصخور المتحولة بمناطق الاصطدام:

                     1 ـ 1 ـ معطيات ميدانية:

     تمثل الوثيقة التالية خريطة جيولوجية مبسطة لمنطقة Bas Limousin بفرنسا تنتمي لجبال الألب(سلاسل اصطدام).

 تظهر الوثيقة اراضي مشوهة مع تواجد صخور متحولة متنوعة؛ تتمثل في الميكاشيست، الغنايس، أمفيبوليت، ليبتينيت والاكلوجيت، بالاضافة الى صخور صهارية غرانيتية.

                     1 ـ 2 ـ المميزات البنيوية:

                               أ ـ ملاحظة العينات الصخرية:

http://www.dstu.univ-montp2.fr

                               ب ـ ملاحظة الصفائح الدقيقة:

   

نلاحظ انه كلما اتجهنا من الشيست إلى الغنايس ازداد قد البلورات مع اختلاف في بنية الصخور.

   الصفيحة الدقيقة للشيست الأخضر : ذات بنية شبستية تأخذ خلالها المعادن اتجاها دالا على اتجاه القوى التي تعرضت إليها الصخرة.

    الصفيحة الدقيقة للميكاشيست : ذات بنية شيستية إلى توريقية، تتجمع خلالها المعادن على شكل أسرة دقيقة مما يجعل الصخرة سهلة الانفصام.

    الصفيحة الدقيقة للغنايس : ذات بنية توريقية،تتعاقب بها المعادن على شكل أسرة فاتحة وأخرى داكنة يجعل الصخرة غير قابلة للانفصام.

 

                      1 ـ 3 ـ التركيب العيداني:

    الصفيحة الدقيقة للشيست الأخضر: تتشكل من السيريسيت والكلوريت ذو اللون الأخضر. 

    الصفيحة الدقيقة للميكاشيست: تتشكل من تعاقب أسرة واضحة من البيوتيت، الموسكوفيت وأسرة من المرو. 

    الصفيحة الدقيقة للغنايس: تتشكل أساسا من الميكا (البيوتيت والموسكوفيت)، المرو والفلدسبات. 

 

                          1 ـ 4 ـ التركيب الكيميائي:

غنايس ميكاشيست الشيست  
68,7  60,9 60,2% SiO2
16,2 19,1 20,9 Al2O3
0,7 1,2 2,8 Fe2O3
4,1 4,1 3,7 FeO
1,3 1,4 0,85 MgO
1,8 1,7 0,55 CaO
3,8 2,1 2,45 Na2O
3 3,7 4,1 K2O
1,39 3,65 4,05 H2O

  لهذه الصخور نفس التركيب الكيميائي، يغلب عليه ( SiO2 و Al2O3 ).

  تسمى المعادن التي تحتوي عليها وتتوفر على هذا التركيب بسيليكات الألومين.

                      1 ـ 5 ـ خلاصة:  

    لهذه الصخور نفس التركيب الكيميائي لكنها تختلف من حيث البنية والتركيب العيداني أي أن لها نفس الأصل ولكن خضعت لظروف تشكل مختلفة.

       2 ـ المميزات البنيوية والعيدانية للصخور المتحولة بمناطق الطمر:

                     2 ـ 1 ـ معطيات ميدانية:

  من الصعب دراسة الصخور المتحولة في مناطق الطمر لأنها توجد في الأعماق، لكن يمكن دراستها عند استسطاحها في مناطق الطمر القديمة مثل سلاسل الاصطدام المسبوقة بطمر. تمثل سلسلة الألب نموذجا جيدا لدراسة هذه الصخور.

http://freesvt.free.fr

  نلاحظ تداخل الصخور المتحولة مع الافيوليت كما أن هناك زيادة في شدة التحول من الشيست الأخضر إلى الشيست الأزرق ثم إلى الاكلوجيت.

 

                     2 ـ 2 ـ التركيب العيداني:

 

      الشيست الأزرق: الصخرة / الصفيحة الدقيقة تتشكل أساسا من معادن الكلوكوفان(أزرق)، الايبدوت والبلاجيوكلاز. 

      الاكلوجيت : الصخرة / الصفيحة الدقيقة تتشكل أساسا من معادن الجادييت(بيروكسين أخضر) وبلورات كبيرة من البجادي (أحمر قاتم)

 

                     2 ـ 3 ـ التركيب الكيميائي:

  لهذه الصخور نفس التركيب الكيميائي التالي:

K2O Na2O CaO MgO FeO TiO2 Al2O3 SIO2 العناصر الكيميائية
0,4 2,2 9,9 12,7 11 2,3 14,2 47,1 النسب المئوية

      هذا التركيب الكيميائي قريب من تركيب  البازلت والغابرو الأوفيوليتي.

 

K2O

Na2O

CaO

FeMgO

Al2O3

SIO2

العناصر الكيميائية

0,1%

2,7%

11,5%

18,4%

14,8%

50%

البازلت

0,2

2,8%

11,9%

16,2%

17,8 %

49,9%

الغابرو

     3 ـ عوامل التحول:

                      3 ـ 1 ـ تأثير الضغط:تجربة Daubree

   تم إخضاع خليط من الطين وصفائح الميكا لضغط مرتفع داخل اسطوانة بواسطة مكبس

 

                      3 ـ 2 ـ تأثير الحرارة:

                         أ ـ تجربة طهي الآجور 

  بعد تسليط درجة حرارة مرتفعة على عجين الطين يتم الحصول على اجور يفقد خلاله الطين لدونته حتى لو أضفنا إليه الماء من جديد، وهذا يعني أن الحرارة المرتفعة أحدثت تغيرا نهائيا في خصائصه دون حدوث الانصهار.

 تبين التفاعلات التالية بعض التحولات العيدانية خلال هده الظاهرة:

كاولينيت مميه ميتاكاولينيت غير مميه  ميليت غير مميه

                           ب  ـ تجربة Winkler

  تم خلال هذه التجربة إخضاع صخور طينية لضغط ثابت 2Kbar مع ارتفاع تدريجي لدرجة الحرارة

  يتبين من خلال هذه التجارب أنه عند ارتفاع درجة الحرارة تخضع الصخرة الصلبة لتغيرات عيدانية، حيث تظهر معادن وتختفي أخرى. إذن فالحرارة مسؤولة عن هذه التغيرات في الحالة الصلبة.

                 3 ـ 3 ـ تأثير الحرارة والضغط:

  تمت دراسة معادن سيليكات الألومين (أندلوسيت ـ سيليمانيت ـ ديستين) حسب درجة حرارة وضغط ظهورها فتم الحصول على النتائج الممثلة في الوثيقة التالية:

    يتبين من خلال الوثيقة أن لكل معدن ظروف حرارة وضغط يكون خلالها في حالة استقرار، حيث أن تغير هذه الظروف يؤدي إلى تحوله إلى معدن آخر. وظروف استقرار كل معدن تشكل ما يسمى مجال استقرار المعدن.

                 3 ـ 4 ـ مفهوم التحول:

      من خلال المعطيات السابقة، يمكن أن نستخلص أن التحول يمثل مجموع التغيرات البنيوية والعيدانية لصخرة في حالتها الصلبة خضعت لظروف ضغط وحرارة تختلف عن ظروف تشكلها الأصلي. ينتج عن هذه الظاهرة تشكل صخور تسمى صخورا متحولة roches metamorphiques . وقد يصيب التحول صخورا رسوبية أو صهارية أو صخورا متحولة سابقة الوجود.

انظر الرابط1 ـ  انظر الرابط2

                3 ـ 5 ـ ظروف التحول في الطبيعة:

                    أ ـ درجة الحرارة:

   تزداد درجة الحرارة مع العمق في باطن الأرض، وتكون هذه الزيادة ما يسمى الدرجة السعيرية، وتتغير حسب التركيب الداخلي والطبيعة الجيولوجية للمنطقة.

http://www.didier-pol.net/68ags69.gif

          ب ـ الضغط :

   يزداد الضغط مع زيادة العمق، حيث أن الطبقات الصخرية في باطن الأرض تخضع لضغط مستمر، يتناسب مع كثافة الصخور التي تعلوها؛ ويسمى هذا الضغط بضغط الغلاف الصخري، وتحدد قيمته بالعلاقة التالية:

P=

وزن العمود الصخري

مساحة قاعدته

       ج ـ الموائع البيفرجية: تمثل الموائع المتواجدة بين البلورات كالماء وثنائي أكسيد الكربون، التي تغير من ظروف التفاعلات.

       4 ـ مفهوما المعدن المؤشر والمتتالية التحولية

 تتميز مجموعة من المعادن بكونها لا تظهر إلا في مجالات محددة من الضغط والحرارة؛ تحدد مجالات استقرارها. وعند تغير هذه الظروف تصبح غير مستقرة، وتحرر في جوانبها عناصر كيميائية يعاد تجميعها لتكون معادن جديدة مستقرة في الظروف الجديدة، وتمثل بذلك معادن مؤشرة عن ظروف الضغط والحرارة.

christian.nicollet.free.fr

بعض تفاعلات التحول

مجموع الصخور المتحولة المنحدرة من نفس الصخرة التي خضعت لدرجات تحول متصاعدة، تشكل ما يسمى المتتالية التحولية. مثل:

المتتالية التحولية الصخرة الأصلية
شيست --> ميكاشيست -->غنايس طينية

       5 ـ مفهوما سحنة التحول والسلسلة التحولية

تم طرح مفهوم سحنة التحول لأول مرة من طرف Pentii Eskola سنة 1915، ويمكن هذا المفهوم من تجميع صخور تعرضت لظروف ضغط وحرارة معينة، بغض النظر عن تركيبها الكيميائي. أما أسماء السحنات فتمثل أسماء الصخور المتحولة ذات التركيب البازلتي. بذلك تعبر السحنة عن تجمعات معدنية تتقارب في ظروف التشكل والتي تميز صخرة معينة، هذا يعني أن كل سحنة تقابل مجال معين من الضغط والحرارة.

 

christian.nicollet.free.fr
السحنة
المعادن المميزة
أمفيبوليت ابيدوت ـ كلوريت ـ البيت ـ امفيبول
شيست أخضر ابيدوت ـ كلوريت ـ البيت
شيست أزرق كلوكوفان ـ ابيدوت ـ كلوريت 
اكلوجيت بجادي ـ جادييت (بيروكسين صودي)
غرانيليت بجادي ـ بيروكسين

تمكن هذه السحنات من تمييز الصخور المتحولة وتحديد ظروف تشكلها.

 تمثل سحنات التحول المتتالية بالنسبة لصخرة معينة ما يسمى بالسلسلة التحولية.

في حالة الطمر نجد من بين السحنات: الشيست الأخضر، الشيست الأزرق، الاكلوجيت

 

J.M.Lardeaux(Univ.Lyon I)

Le logiciel "Subduction et magmatisme"

proposé par l'académie de Toulouse

       6 ـ مفهوما تحول الطمر ( الدينامي) والتحول الدينامي-حراري:

تمكن تغيرات الضغط والحرارة من تمييز مناخات تحولية، داخل كل مناخ نجد كل درجات التحول.

www.dstu.univ-montp2.fr

http://les.mineraux.free.fr/dossier-propr/images/equilibre3.JPG

ـ  يمثل المجال MP-MT ( ضغط متوسط الى مرتفع ـ حرارة متوسطة الى مرتفعة) : تحول الاصطدام(تحول دينامي حراري أو اقليمي: ارتفاع متزامن للضغط و الحرارة) يتميز بالمرور من الدستين إلى السليمانيت

ـ  يمثل المجال HP-BT ( ضغط عالي ـ حرارة منخفضة) : تحول الطمر(تحول دينامي:ارتفاع الضغط مع حرارة منخقضة) يتميز بوجود الشيست الأزرق.

ـ  يمثل المجال BP-HT ( ضغط منخفض ـ حرارة مرتفعة) : تحول التماس(تحول حراري: أثناء صعود الصهارة تتعرض الصخور المحيطة لتغير مفاجئ في درجة الحرارة) يتميز بالمرور من الأندلوسيت الى السليمانيت

المسار الدينامي الحراري بدلالة الزمن (PTt) لصخرة الغابرو المكونة للغلاف الصخري المحيطي :

 

بيروكسين Opx +Cpx

بلاجيوكلاز Pl

بخار الماء V

هورنبلاند Hb

كلوكوفان Glc

جادييت Jd

الابيدوت  Ep

البجادي Gt

المرو Q

لاوسونيت Lws

christian.nicollet.free.fr

  يتبلور الغابرو على مستوى الذروة المحيطية في عمق يتراوح بين 2 و 6Km، وبابتعاده عن الذروة يتبرد تدريجيا (العينة 1)، ونتيجة حركية بخار الماء يعاد تبلور الصخرة وتتحول الى ميتاغابرو في سحنة الامفيبوليت(العينة2) ثم الى سحنة الشيست الأخضر(العينة 3)، في منطقة الطمر يظهر الميتاغابرو سحنة الشيست الأزرق(العينة4) ثم سحنة الاكلوجيت(العينة5) نتيجة ارتفاع الضغط. عند انتهاء الطمر وبداية الاصطدام تصبح القشرة القارية مركوية من طرف القشرة المحيطية المتوفرة على سحنة الاكلوجيت، من تم قربها من السطح حيث يتجه الضغط نحو الانخفاض مع درجة حرارة سعيرية مرتفعة،فتظهر الصخور سحنة الامفيبوليت (العينة 6).

عند توقف التقارب تتعرض القشرة القارية للتسهيب Pénéplanation بسبب عوامل الحث، بذلك تقترب العينات الصخرية العميقة من السطح(التوازن التضاغطي).

      7 ـ خلاصة:

عندما تجد في الميدان صخرة متحولة (غنايس،شيست ...) يمكنك تحديد تركيبها العيداني بانجازك لصفيحة دقيقة لهذه الصخرة في المختبر، وبعد تحديدك للمعادن المتحولة تتعرف على سحنة التحول والمتتالية المنتمية لها الصخرة،من تم التعرف على الظروف التكتونية التي تشكلت فيها.

 

www.khayma.com/fatsvt