التحول وعلاقته بدينامية الصفائح
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. الشيست: ذات بنية شبستية تأخذ خلالها المعادن اتجاها دالا على اتجاه القوى التي تعرضت إليها الصخرة. الميكاشيست: ذات بنية شيستية إلى توريقية، تتجمع خلالها المعادن على شكل أسرة دقيقة مما يجعل الصخرة سهلة الانفصام. الغنايس: ذات بنية توريقية، تتعاقب بها المعادن على شكل أسرة فاتحة وأخرى داكنة يجعل الصخرة غير قابلة للانفصام.
1 ـ 3 ـ التركيب العيداني: الشيست: تتشكل من السيريسيت والكلوريت ذو اللون الأخضر. الميكاشيست: تتشكل من تعاقب أسرة واضحة من البيوتيت والموسكوفيت وأسرة من المرو. الغنايس: تتشكل أساسا من الميكا (البيوتيت والموسكوفيت)والمرو والفلدسبات.
1 ـ 4 ـ التركيب الكيميائي:
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 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.
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 الأخضر: الصخرة / الصفيحة الدقيقة من بين المعادن الأساسية التي عليها، الكلوريت(أخضر)، الاكتينوت. 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:
هذا التركيب الكيميائي قريب من تركيب البازلت والغابرو الأوفيوليتي.
2 ـ 4 ـ خلاصة: تتقارب هذه الصخور في التركيب الكيميائي لكنها تختلف من حيث البنية والتركيب العيداني أي أن لها نفس الأصل ولكن خضعت لظروف تشكل مختلفة
3 ـ 1 ـ تأثير الضغط: تجربة Daubree أخضع خليط من الطين وصفائح الميكا لضغط مرتفع داخل اسطوانة بواسطة مكبس
اعتمادا على نتائج التجربة، استخلص تأثير الضغط على خليط الطين والميكا. 3 ـ 2 ـ تأثير الحرارة: أ ـ تجربة طهي الآجور بعد تسليط درجة حرارة مرتفعة على عجين الطين يتم الحصول على آجور 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:
ب ـ تجربة Winkler خلال هذه التجربة أخضعت 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. 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:
هناك أنواع أخرى من الضغط: ـ الضغوط التكتونية الناتجة عن القوى التكتونية ـ ضغط الموائع البيفرجية التي يمكن أن توجد بين البلورات كالماء وثنائي أكسيد الكربون، وهي تغير من ظروف التفاعلات.
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
مجموع الصخور المتحولة المنحدرة من نفس الصخرة التي خضعت لدرجات تحول متصاعدة، تشكل ما يسمى المتتالية التحولية. مثل:
طُرح 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
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
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 :
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).
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.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
