كتب sedimentary rock properties

الصخور الرسوبية

الصخور الرسوبية: هي الصخور التي تتكون على سطح الأرض أو بالقرب منه عن طريق تراكم الرواسب الصخرية وتحجرها، أو بفعل رشح المواد الكيميائية من المحاليل عند درجات الحرارة السطحية العادية، وتعد الصخور الرسوبية الأكثر شيوعاً على السطح الخارجي للغلاف الصخري، حيث يتم إنتاج الصخور الرسوبية عبر عمليات التجوية، والتعرية، والنقل، والترسيب، وعمليات التحلل الكيميائي التي تحدث عند تعرض الصخور على سطح الأرض لعوامل الغلاف الجوي وعناصر الطقس. كما تنتج هذه العمليات التربة، وبقاية الصخور، ومكوّنات مُذابة في المياه الجوفية والجريان السطحي، وتنتقل منتجات التجوية كمواد صلبة أو كمكوّنات مُذابة بعيدًا عن موقع التجوية على شكل رواسب بواسطة الماء أو الرياح، ويمكن أن تتشكّل هذه الصخور نتيجةً لترسّبات الحبوب من الأجسام المتحركة من الماء أو الرياح أو بسبب الذوبان الجليدي، وقد تنتقل عبر عمليات انزلاق المواد في المنحدرات المنخفضة استجابة للجاذبية الأرضية.

خصائص الصخور الرسوبية

الخصائص الفيزيائية

• المسامية والنفاذية: وهي من أهم الخصائص الفيزيائية الأساسية فيما يتعلق بتخزين ونقل السوائل، حيث تحتفظ الصخور الرسوبية بسبب مساميّتها بالمواد النفطية والبترولية، واحتاج الباحثون لعمل دراسات دقيقة على الصخور الرسوبية من أجل التطوير الفعّال والإدارة، ومعرفة الإنتاج المستقبلي للحقول النفطية عن طريق تحديد كمية المسامية والنفاذية، وكذلك التركيب الكيميائي بأكبر قدر ممكن من الدقة.
• النسيج: هو شكل ترتيب الحبيبات والجسيمات المنفصلة التي تكوّن الصخور الرسوبية، وقد توصل الجيولوجيون والباحثون عن طريق دراسة تركيب الصخور إلى وجود نوعين من النسيج الذي يكوّن الصخور الرسوبية: النسيج الفتاتي، والنسيج غير الفتاتي (البلوري)، حيث يتشكل النسيج البلوري في الصخور الرسوبية الكيميائية غير الكربونية على شكل حبيبات معدنية منفصلة تشكل ترتيباً متشابكاً، ويعتمد حجم البلورة وتغيير النسيج البلوري على معدل الهطول المطري.
• حجم الجزيئات: يُعد حجم الجزيئات من المعالم المهمة للصخور الرسوبية؛ لأنها توفر معلومات عن ظروف النقل وترسيب الرواسب وتقدم بعض الأدلة عن أهم الأحداث الجيولوجية التي حدثت في الموقع الترسيبي، وقد يصعُب تحديد أحجام الجسيمات المنفصلة التي تشكل الصخور الرسوبية، خاصةً إذا كانت الصخور مضغوطة ومتحجّرة. ويتم قياس حجم المواد الجسيمية التي تشكّل الرواسب والصخور الرسوبية عن طريق قياس وزن الجزيئات التي تتراكم في غرابيل سلكية شبكية، أو بتحديد المعدل الذي تتراكم به الجسيمات ذات الأقطار المختلفة في أسطوانة زجاجية مملوءة بالماء.

خصائص التركيب المعدني والجيوكيميائي

تتشكل المركبات الكيميائية في الموقع الترسيبي استجابة للعمليات الجيوكيميائية، حيث تتشكل عن طريق عمليات التجوية الكيميائية ونقلها من موقع التجوية إلى نقطة الترسيب كمحاليل، كما أن المعادن الطينية وفيرة في الصخور الرسوبية والتي تم إنتاجها في موقع التجوية بواسطة التحلل الجزئي للمعادن مثل الفلسبار. ومن الأمثلة على المعادن الطينية: الكاولينايت، المونتموريلونايت، الفيرميكوليت، والكلوريت.

أنواع الصخور الرسوبية

تتكوّن الصخور الرسوبية بفعل عمليات التجوية التي تحدث على سطح الأرض، حيث يوجد نوعان من التجوية: التجوية الفيزيائية (الميكانيكية)، والتجوية الكيميائية، ونظراً للاختلاف الكبير بينهما، فإنها تكوّن رواسب وصخور رسوبية بأنواع مختلفة، وفيما يأتي نذكر نوعين من الصخور الرسوبية:

الصخور الرسوبية الفتاتية

هي الصخور التي تتكون من بقاية الصخور والحبيبات المعدنية ذات الأحجام المتفاوتة، بالإضافة إلى الطين، والطمي، والرمل، والحصى، والمواد المرصوفة، حيث يتم نقل هذه الكتل بواسطة الجاذبية الأرضية، والتدفقات الطينية، والمياه الجارية، والأنهار الجليدية، والرياح، وتستقر في نهاية المطاف في أماكن مختلفة مثل دلتا الأنهار، والحواف القارية، والكثبان الرملية. كما أن نوع الصخر المتكوّن يعتمد على حجم الكتل المنقولة، حيث يتكون الحجر الرملي من الحصى الخشنة، في حين يتشكل الحجر الطيني من الطّمي والصلصال.

الصّخور الرسوبية الكيميائية

تتكون الصخور الرسوبية الكيماوية بفعل الترسيب الكيميائي والعضوي للمنتجات المذابة من عملية التجوية الكيميائية التي يتم نقلها من موقع التجوية بواسطة المياه وعمليات النقل والترسيب، وتتكوّن الصخور الرسوبية الكيميائية من الأحجار الجيرية والعناصر الكيميائية المُذابة من الصخور المحيطة مثل كربونات الكالسيوم. ومن الأمثلة على الصخور الرسوبية الكيميائية الحجر الجيري، والرواسب الناتجة من تبخير صخور الهاليت، والجبس، والأنهيدريت.

المواد المكوّنة للصخور الرسوبية

تتكون الصخور الرسوبية من ترسيب المواد الصخرية، والمعدنية القديمة والقريبة من سطح الأرض أو تحت المياه، وعادة ما يتم ترسيب هذه المواد في طبقات أفقية. وقد تحتوي المواد المكونة للصخور الرسوبية على مكونات مختلفة مثل:

• المخلفات الحجرية أو المعدنية الناتجة عن الانجرافات الطبيعية للصخور بأنواعها المختلفة والموجودة مسبقاً، بسبب عمليات التجوية، والتعرية، والنقل، والترسيب.
• الرواسب الكيميائية التي تشكلت عن طريق الترسيب المستمر للعناصر الكيميائية للصخور المحيطة.
• رواسب المواد العضوية والتي تحتوي على بقايا النباتات والكائنات الحية النافقة، وتعرضها لعوامل الضغط والحرارة.

البيئات الرسوبية

البيئات الرسوبية هي أماكن الترسيب والمحطة النهائية في مراحل تشكيل الصخر الرسوبية، والتي تتباين فيما بينها في خصائصها الفيزيائية، والكيميائية، والحيوية. ومن الخصائص الفيزيائية لبيئات الترسيب: عمق المياه، وسرعة واستمرارية التيارات. أما الخصائص الكيميائية لها فمن أهمها الضغط، والحرارة، والرقم الهيدروجيني (اختصاراً: pH)، ونسبة الملوحة وإمكانية الأكسدة. في حين يشكل مجموع الحيوانات والنباتات المختلفة في المكان السمات الحيوية لبيئة الترسيب.

أهمية الصخور الرسوبية

تعد الصخور الرسوبية ذات أهمية بالغة عند الباحثين والجيولوجيين وحتى عند الاقتصاديين، حيث إن الصخور الرسوبية تحتفظ بالموارد الطبيعية مثل البترول، والغاز الطبيعي، والفحم، واليورانيوم، والعديد من الرواسب الأخرى ذات القيمة المادية، والاقتصادية. ومن ناحية أخرى، فإن طريقة تكوين الصخور الرسوبية، وشكل هيكلها وقوامها، ومحتوى الأحافير فيها، تقدم للباحثين والجيولوجيين أدلة على علم الحياة القديمة، وطبيعة المناخ القديم، وتفاصيل الحقب المتعاقبة على سطح الأرض.