تويت
تُعتبر الصخور الرسوبية ثاني أعظم صنف من الصخور. في حين تولد الصخور النارية بدرجات حرارة عالية، تولد الصخور الرسوبية بدرجات حرارة منخفضة على سطح الأرض ، وغالبًا من الرواسب تحت الماء. تتكون هذه الصخور عادةً من طبقات، ولذلك تُدعى أيضًا بالصخور الطبقية. تُقسم الصخور الرسوبية إلى ثلاثة أنواع، اعتمادًا على المواد المتكونة منها هذه الصخور.
كيف نميّز الصخور الرسوبية؟
الميزة الرئيسية للصخور الرسوبية هي أنها كانت رواسب – طين ورمل وحصى وصلصال – ولم تتغير كثيرًا أثناء تحولها لصخرة.
تتعلق السمات التالية بهذه الميزة:
● تترتب غالبًا في طبقات من مواد رملية أو صلصالية كتلك التي نراها أثناء التنقيب أو ثقب كثيب رملي.
● لونها عادةً كلون الرواسب، بني فاتح إلى رمادي غامق.
● قد تحتفظ بعلامات للحياة ونشاطات على السطح، مثل: الأحافير، والآثار، وعلامات تموج المياه.
الصخور الرسوبية الفتاتية
تتكون أشهر مجموعة صخور رسوبية من مواد حبوبية تنتج في الرواسب، تتكون الرواسب غالبًا من المعادن الموجودة على سطح الأرض (مرو /كوارتز وصلصال) المكوَّنين نتيجة التفكك الكيميائي والتغيير في الصخور.
تُحمل هذه المواد بعيدًا بفعل المياه أو الرياح، وتستقر في مكان آخر، قد تتضمن الرواسب أيضًا قطعًا من الحجارة والأصداف وأجسامًا أخرى، وليس فقط حبيبات معادن نقية.
يستعمل الجيولوجيون الكلمة (فتيتة – clasts) للدلالة على جسيمات من هذه الأنواع، وتُدعى الصخور المتكونة من فتات الصخور الأخرى بالصخور الفتاتية (clastic rocks).
انظر من حولك إلى أماكن وجود الصخور الرسوبية الفتاتية: رمل ووحل نقلته الأنهار إلى أسفل البحر على الأغلب. يتكون الرمل من المرو، ويتكون الوحل من معادن الصلصال.
مع استمرار دفن هذه الرواسب على مر الوقت الجيولوجي، تتجمع هذه الرواسب معًا تحت الضغط والحرارة المنخفضة (أقل من 100 سيلسيوس). تتعزز الرواسب في هذه الظروف لتصبح صخورًا، إذ يتحول الرمل إلى حجر رملي، ويتحول الوحل إلى طَفل صفحي (shale).
إذا كانت الحصى جزءًا من الرواسب، تصبح الصخرة المتشكلة متكتلةً (conglomerate)، في حالة تكسر الصخرة وإعادة التئامها تُدعى بالصخرة المتلاحمة (breccia).
من الجدير بالذكر: تُصنَّف بعض الصخور عادةً في الفئة النارية بينما تُعد في الحقيقة صخورًا رسوبيةً. تُعتبَر الطفة (Tuff) رمادًا سقط من الهواء أثناء ثوران بركاني، ما يجعلها رسوبيةً تمامًا كالصخر الصلصالي البحري (marine claystone)، هنالك بعض المحاولات في هذا المجال لإدراك هذه الحقيقة.
الصخور الرسوبية العضوية
نوع آخر من الصخور الرسوبية ينشأ في البحر على شكل كائنات حية مجهرية (عوالق – plankton)، تُبنی الأصداف من كربونات الكالسيوم الذائبة أو السيليكا. تغسل العوالق الميتة باستمرار أصدافها إلى قاع البحر، حيث تتجمع لتشكل طبقات سميكة، تتحول تلك المادة إلى نوعين آخرين من الصخور: حجر الكلس (كربونات) والشيرت (السيليكا). تُدعى بالصخور الرسوبية العضوية، بالرغم من أنها لا تتكون من مواد عضوية كما يعرِّفها الكيميائيون.
يتكون نوع آخر من الرسوبيات في الأماكن التي تتجمع فيها النباتات الميتة إلى طبقات سميكة، ومع القليل من الضغط، تتحول هذه الطبقات إلى خث بعد وقت أطول ودفن أعمق، تتحول إلى فحم، يُعتبر الخث والفحم عضويين من الناحية الجيولوجية والكيميائية.
بالرغم من أن الخث يتشكل في بعض أنحاء العالم اليوم، إلا أن غالبية الفحم الذي نعرفه تشكل خلال العصور القديمة في مستنقعات ضخمة. لا يوجد مستنقعات فحم في أيامنا، لأن الظروف لا تفضلها، إذ أنها تحتاج ارتفاعًا أعلى للبحر.
في غالبية الأزمنة، من ناحية جيولوجية، كان البحر أعلى بمئات الأمتار عما هو عليه اليوم، وغالبية القارات كانت بحارًا ضحلةً، لذلك لدينا الحجر الرملي، والكلسي، والطَفل الصفحي، والفحم في غالبية وسط الولايات المتحدة وأماكن أخرى في القارات حول العالم. تُكشف الصخور الرسوبية عندما تعلو اليابسة، ويظهر ذلك بشكل عام حول حافات الصفائح التكتونية للأرض.
الصخور الرسوبية الكيميائية
سمحت هذه البحار الضحلة المذكورة أعلاه في بعض الأحيان لمساحات كبيرة من الانعزال والجفاف. في تلك الحالة، بينما يصبح البحر أكثر تركيزًا، تبدأ المعادن بالخروج من المحلول (تترسب)، بدءًا بالكالسيت، ثم الجبس، ثم الهاليت.
الصخور الناتجة هي بعض أحجار الجير، وصخور الجبس، وصخور الملح على التوالي، تُسمى هذه الصخور بسلسلة التبخر، وهي أيضًا جزء من الصخور الرسوبية.
في بعض الحالات، قد يتشكل صخر الشيرت من الترسب، إذ يحصل هذا عادةً تحت سطح الرواسب، حيث تستطيع السوائل المختلفة الدوران والتفاعل كيميائيًا.
نشأة ما بعدية: تغييرات تحت الأرض
جميع أنواع الصخور الرسوبية معرَّضة لتغييرات أخرى أثناء مكوثها تحت الأرض، فقد تخترقها السوائل وتغير خصائصها الكيميائية، كما يمكن لدرجات الحرارة المنخفضة والضغط المتوسط تغيير بعض المعادن إلى معادن أخرى.
تُدعى هذه العمليات الخفيفة التي لا تشوه الصخور بالنشأة المابعدية على عكس (التحول – metamorphism)، بالرغم من أنه لا يوجد تعريف واضح للحدود بينهما.
تشمل أهم أنواع المابعدية تشكيل معدن الدولوميت في الحجارة الرملية، وتشكّل البترول، ودرجات أعلى من الفحم، وتشكّل أنواع عديدة من المواد الخامة. يتشكل الزيوليت المهم في الصناعة عن طريق عمليات مابعدية أيضًا.
الصخور الرسوبية عبارة عن قصص
كما ترى فكل نوع من الصخور الرسوبية لديه قصة خلفه. الجميل في الصخور الرسوبية هو أن طبقاتها مليئة بالألغاز المتعلقة بشكل العالم في الماضي، قد تكون هذه الألغاز أحافير أو هياكل رسوبية مثل علامات تُركت من قبل تيارات المياه، أو تشققات طينية، أو خصائص أدق تظهر تحت المجهر أو في المختبر.
نعلم من هذه الألغاز أن معظم الصخور الرسوبية من أصل بحري، تتشكل عادةً في البحار الضحلة، لكن بعض الصخور الرسوبية تشكلت في اليابسة، إذ تتكون الصخور الفتاتية أسفل البحيرات العذبة أو من تراكمات لرمال الصحراء، بينما تتكون الصخور العضوية في مستنقعات الخث أو أسفل البحيرات، و(التبخريات – evaporites) في الشواطئ. تُدعى هذه الصخور بالصخور الرسوبية القارية (تشكلت على اليابسة).
الصخور الرسوبية غنية بنوع خاص من التاريخ الجيولوجي، بينما توجد قصص لدى الصخور النارية والمتحولة أيضًا، فهي تشمل أعماق الأرض وتتطلب عملًا شاقًا لفك ألغازها، لكن في حالة الصخور الرسوبية ، يمكنك الإدراك بصورة مباشرة كيف كان يبدو العالم في الماضي الجيولوجي.
كيف نميّز الصخور الرسوبية؟
الميزة الرئيسية للصخور الرسوبية هي أنها كانت رواسب – طين ورمل وحصى وصلصال – ولم تتغير كثيرًا أثناء تحولها لصخرة.
تتعلق السمات التالية بهذه الميزة:
● تترتب غالبًا في طبقات من مواد رملية أو صلصالية كتلك التي نراها أثناء التنقيب أو ثقب كثيب رملي.
● لونها عادةً كلون الرواسب، بني فاتح إلى رمادي غامق.
● قد تحتفظ بعلامات للحياة ونشاطات على السطح، مثل: الأحافير، والآثار، وعلامات تموج المياه.
الصخور الرسوبية الفتاتية
تتكون أشهر مجموعة صخور رسوبية من مواد حبوبية تنتج في الرواسب، تتكون الرواسب غالبًا من المعادن الموجودة على سطح الأرض (مرو /كوارتز وصلصال) المكوَّنين نتيجة التفكك الكيميائي والتغيير في الصخور.
تُحمل هذه المواد بعيدًا بفعل المياه أو الرياح، وتستقر في مكان آخر، قد تتضمن الرواسب أيضًا قطعًا من الحجارة والأصداف وأجسامًا أخرى، وليس فقط حبيبات معادن نقية.
يستعمل الجيولوجيون الكلمة (فتيتة – clasts) للدلالة على جسيمات من هذه الأنواع، وتُدعى الصخور المتكونة من فتات الصخور الأخرى بالصخور الفتاتية (clastic rocks).
انظر من حولك إلى أماكن وجود الصخور الرسوبية الفتاتية: رمل ووحل نقلته الأنهار إلى أسفل البحر على الأغلب. يتكون الرمل من المرو، ويتكون الوحل من معادن الصلصال.
مع استمرار دفن هذه الرواسب على مر الوقت الجيولوجي، تتجمع هذه الرواسب معًا تحت الضغط والحرارة المنخفضة (أقل من 100 سيلسيوس). تتعزز الرواسب في هذه الظروف لتصبح صخورًا، إذ يتحول الرمل إلى حجر رملي، ويتحول الوحل إلى طَفل صفحي (shale).
إذا كانت الحصى جزءًا من الرواسب، تصبح الصخرة المتشكلة متكتلةً (conglomerate)، في حالة تكسر الصخرة وإعادة التئامها تُدعى بالصخرة المتلاحمة (breccia).
من الجدير بالذكر: تُصنَّف بعض الصخور عادةً في الفئة النارية بينما تُعد في الحقيقة صخورًا رسوبيةً. تُعتبَر الطفة (Tuff) رمادًا سقط من الهواء أثناء ثوران بركاني، ما يجعلها رسوبيةً تمامًا كالصخر الصلصالي البحري (marine claystone)، هنالك بعض المحاولات في هذا المجال لإدراك هذه الحقيقة.
الصخور الرسوبية العضوية
نوع آخر من الصخور الرسوبية ينشأ في البحر على شكل كائنات حية مجهرية (عوالق – plankton)، تُبنی الأصداف من كربونات الكالسيوم الذائبة أو السيليكا. تغسل العوالق الميتة باستمرار أصدافها إلى قاع البحر، حيث تتجمع لتشكل طبقات سميكة، تتحول تلك المادة إلى نوعين آخرين من الصخور: حجر الكلس (كربونات) والشيرت (السيليكا). تُدعى بالصخور الرسوبية العضوية، بالرغم من أنها لا تتكون من مواد عضوية كما يعرِّفها الكيميائيون.
يتكون نوع آخر من الرسوبيات في الأماكن التي تتجمع فيها النباتات الميتة إلى طبقات سميكة، ومع القليل من الضغط، تتحول هذه الطبقات إلى خث بعد وقت أطول ودفن أعمق، تتحول إلى فحم، يُعتبر الخث والفحم عضويين من الناحية الجيولوجية والكيميائية.
بالرغم من أن الخث يتشكل في بعض أنحاء العالم اليوم، إلا أن غالبية الفحم الذي نعرفه تشكل خلال العصور القديمة في مستنقعات ضخمة. لا يوجد مستنقعات فحم في أيامنا، لأن الظروف لا تفضلها، إذ أنها تحتاج ارتفاعًا أعلى للبحر.
في غالبية الأزمنة، من ناحية جيولوجية، كان البحر أعلى بمئات الأمتار عما هو عليه اليوم، وغالبية القارات كانت بحارًا ضحلةً، لذلك لدينا الحجر الرملي، والكلسي، والطَفل الصفحي، والفحم في غالبية وسط الولايات المتحدة وأماكن أخرى في القارات حول العالم. تُكشف الصخور الرسوبية عندما تعلو اليابسة، ويظهر ذلك بشكل عام حول حافات الصفائح التكتونية للأرض.
الصخور الرسوبية الكيميائية
سمحت هذه البحار الضحلة المذكورة أعلاه في بعض الأحيان لمساحات كبيرة من الانعزال والجفاف. في تلك الحالة، بينما يصبح البحر أكثر تركيزًا، تبدأ المعادن بالخروج من المحلول (تترسب)، بدءًا بالكالسيت، ثم الجبس، ثم الهاليت.
الصخور الناتجة هي بعض أحجار الجير، وصخور الجبس، وصخور الملح على التوالي، تُسمى هذه الصخور بسلسلة التبخر، وهي أيضًا جزء من الصخور الرسوبية.
في بعض الحالات، قد يتشكل صخر الشيرت من الترسب، إذ يحصل هذا عادةً تحت سطح الرواسب، حيث تستطيع السوائل المختلفة الدوران والتفاعل كيميائيًا.
نشأة ما بعدية: تغييرات تحت الأرض
جميع أنواع الصخور الرسوبية معرَّضة لتغييرات أخرى أثناء مكوثها تحت الأرض، فقد تخترقها السوائل وتغير خصائصها الكيميائية، كما يمكن لدرجات الحرارة المنخفضة والضغط المتوسط تغيير بعض المعادن إلى معادن أخرى.
تُدعى هذه العمليات الخفيفة التي لا تشوه الصخور بالنشأة المابعدية على عكس (التحول – metamorphism)، بالرغم من أنه لا يوجد تعريف واضح للحدود بينهما.
تشمل أهم أنواع المابعدية تشكيل معدن الدولوميت في الحجارة الرملية، وتشكّل البترول، ودرجات أعلى من الفحم، وتشكّل أنواع عديدة من المواد الخامة. يتشكل الزيوليت المهم في الصناعة عن طريق عمليات مابعدية أيضًا.
الصخور الرسوبية عبارة عن قصص
كما ترى فكل نوع من الصخور الرسوبية لديه قصة خلفه. الجميل في الصخور الرسوبية هو أن طبقاتها مليئة بالألغاز المتعلقة بشكل العالم في الماضي، قد تكون هذه الألغاز أحافير أو هياكل رسوبية مثل علامات تُركت من قبل تيارات المياه، أو تشققات طينية، أو خصائص أدق تظهر تحت المجهر أو في المختبر.
نعلم من هذه الألغاز أن معظم الصخور الرسوبية من أصل بحري، تتشكل عادةً في البحار الضحلة، لكن بعض الصخور الرسوبية تشكلت في اليابسة، إذ تتكون الصخور الفتاتية أسفل البحيرات العذبة أو من تراكمات لرمال الصحراء، بينما تتكون الصخور العضوية في مستنقعات الخث أو أسفل البحيرات، و(التبخريات – evaporites) في الشواطئ. تُدعى هذه الصخور بالصخور الرسوبية القارية (تشكلت على اليابسة).
الصخور الرسوبية غنية بنوع خاص من التاريخ الجيولوجي، بينما توجد قصص لدى الصخور النارية والمتحولة أيضًا، فهي تشمل أعماق الأرض وتتطلب عملًا شاقًا لفك ألغازها، لكن في حالة الصخور الرسوبية ، يمكنك الإدراك بصورة مباشرة كيف كان يبدو العالم في الماضي الجيولوجي.