مادروك

الحجر الطيني هو صخر طيني متصلب وغير قابل للانقسام. لكي يُعتبر الصخر حجرًا طينيًا، يجب أن يتكون من 50% على الأقل من الطين ( السيليكات الصفائحية )، التي يقل حجم جزيئاتها عن 1/256 من المليمتر. تُعد المعادن الطينية جزءًا لا يتجزأ من الصخور الطينية، وتمثل المكون الأول أو الثاني الأكثر وفرة من حيث الحجم. وهي تُكسب الطين تماسكًا وليونة، أي القدرة على التدفق. عادةً ما تكون المعادن الطينية دقيقة الحبيبات للغاية، وتمثل أصغر الجزيئات المعروفة في الصخور الطينية. ومع ذلك، يمكن أن تتجوّى معادن أخرى مثل الكوارتز والفلسبار وأكاسيد الحديد والكربونات لتصل إلى أحجام حبيبات المعادن الطينية النموذجية. ^{[ 4 ]}

للمقارنة من حيث الحجم، يبلغ حجم جزيء الطين 1/1000 من حجم حبة الرمل. وهذا يعني أن جزيء الطين سيقطع مسافة أطول بألف مرة عند ثبات سرعة الماء، مما يتطلب ظروفًا أكثر هدوءًا للترسيب. ^{[ 3 ]}

إن تكوين الطين مفهوم جيداً، ويمكن أن ينشأ من التربة والرماد البركاني والتجلد. وتُعد الصخور الطينية القديمة مصدراً آخر، لأنها تتفتت وتتعرض للتجوية بسهولة. ويُعد الفلسبار والأمفيبولات والبيروكسينات والزجاج البركاني من أهم مصادر معادن الطين. ^{[ 4 ]}

الحجر الطيني هو صخر رسوبي سيليسي يحتوي على خليط من جزيئات بحجم الطمي والطين (بنسبة لا تقل عن ثلث من كل منهما). ^{[ 5 ]}

لا ينبغي الخلط بين مصطلح "الحجر الطيني" ونظام تصنيف دونهام للأحجار الجيرية. ففي تصنيف دونهام، يُعرَّف الحجر الطيني بأنه أي حجر جيري يحتوي على أقل من عشرة بالمئة من حبيبات الكربونات. تجدر الإشارة إلى أن الحجر الطيني السيليسي لا يحتوي على حبيبات الكربونات. ويقترح فريدمان وساندرز وكوباسكا-ميركل (1992) استخدام مصطلح "الحجر الطيني الجيري" لتجنب الخلط بينه وبين الصخور السيليسية الفتاتية.

الحجر الطيني هو صخر طيني متصلب غير قابل للتفتت. لكي يُطلق على الصخر اسم الحجر الطيني، يجب أن يحتوي على أكثر من خمسين بالمائة من المواد بحجم الطمي. الطمي هو أي جسيم أصغر من الرمل (1/16 من المليمتر) وأكبر من الطين (1/256 من المليمتر). يُعتقد أن الطمي ناتج عن التجوية الفيزيائية، والتي قد تشمل التجمد والذوبان، والتمدد الحراري، وانخفاض الضغط. لا تتضمن التجوية الفيزيائية أي تغييرات كيميائية في الصخر، ويمكن تلخيصها على أفضل وجه بأنها التفتت الفيزيائي للصخر.

توجد إحدى أعلى نسب الطمي على سطح الأرض في جبال الهيمالايا، حيث تتعرض صخور الفيلليت لهطول أمطار يصل إلى خمسة إلى عشرة أمتار (16 إلى 33 قدمًا) سنويًا. يُعد الكوارتز والفلسبار من أهم المكونات للطمي، وهو عادةً غير متماسك وغير لدن، ولكنه قابل للتسييل بسهولة.

هناك اختبار بسيط يمكن إجراؤه ميدانياً لتحديد ما إذا كانت الصخرة من الحجر الطيني أم لا، وهو وضع الصخرة على الأسنان. إذا شعرتَ بخشونة الصخرة عند فركها بالأسنان، فهي حجر طيني.

الصخر الزيتي صخر طيني دقيق الحبيبات، صلب، ذو طبقات، يتكون من معادن طينية، وطمي من الكوارتز والفلسبار. يتميز الصخر الزيتي بتصلبه وقابليته للتشقق. يجب أن يكون 50% على الأقل من جزيئاته أصغر من 0.062  مم. يقتصر هذا المصطلح على الصخور الطينية ، أو الصخور الحاملة للطين.

توجد أنواع عديدة من الصخر الزيتي، بما في ذلك الصخر الكلسي والصخر الزيتي الغني بالمواد العضوية؛ إلا أن الصخر الزيتي الأسود، أو الصخر الزيتي الغني بالمواد العضوية، يستحق مزيدًا من الدراسة. لكي يُصنف الصخر الزيتي على أنه صخر زيتي أسود، يجب أن يحتوي على أكثر من واحد بالمئة من الكربون العضوي. ويمكن أن تحتوي الصخور المصدرية الجيدة للهيدروكربونات على ما يصل إلى عشرين بالمئة من الكربون العضوي. عمومًا، يستمد الصخر الزيتي الأسود إمداده بالكربون من الطحالب ، التي تتحلل مكونةً مادة لزجة تُعرف باسم السابروبيل . عند تسخين هذه المادة اللزجة تحت الضغط المطلوب، وعلى عمق يتراوح بين ثلاثة وستة كيلومترات (1.8 - 3.7 ميل)، وفي درجة حرارة تتراوح بين 90 و120 درجة مئوية (194-248 درجة فهرنهايت) ، فإنها تُكوّن الكيروجين . يمكن تسخين الكيروجين، وإنتاج ما يصل إلى 10-150 جالونًا أمريكيًا (0.038-0.568 متر ^مكعب ) من منتجات النفط والغاز الطبيعية لكل طن من الصخر. ^{[ 3 ]}   

الأردواز صخر طيني صلب خضع لعملية التحول ، ويتميز بانفصام واضح. وقد تعرض للتحول عند درجات حرارة تتراوح بين 200 و250 درجة مئوية (392-482 درجة فهرنهايت) ، أو تحت تأثير تشوه شديد. ولأن الأردواز يتشكل في المراحل الأولى من التحول، بناءً على الضغط ودرجة الحرارة، فإنه يحتفظ بطبقاته ويمكن تعريفه بأنه صخر صلب دقيق الحبيبات. ^{[ 4 ]}  

يُستخدم حجر الأردواز غالباً في تسقيف المنازل، والأرضيات، أو بناء الجدران الحجرية التقليدية. يتميز بمظهره الجذاب، كما أن انقسامه المثالي وملمسه الناعم مرغوبان.

تُوفّر الأمطار الغزيرة الحركة اللازمة لنقل الطين والطمي والرواسب. وتتلقى منطقة جنوب شرق آسيا، بما في ذلك بنغلاديش والهند، كميات كبيرة من الأمطار الموسمية، التي تجرف بدورها الرواسب من جبال الهيمالايا والمناطق المحيطة بها إلى المحيط الهندي.

تُعدّ المناخات الدافئة والرطبة الأنسب لتجوية الصخور، وتوجد كميات أكبر من الطين على الجروف القارية قبالة السواحل الاستوائية مقارنةً بالجروف القارية المعتدلة أو القطبية. فعلى سبيل المثال، يمتلك نظام الأمازون ثالث أكبر حمولة رسوبية على وجه الأرض، حيث توفر الأمطار الطين والطمي والطمي من جبال الأنديز في بيرو والإكوادور وبوليفيا. ^{[ 6 ]}

تعمل الأنهار والأمواج والتيارات الساحلية على فصل الطين والطمي والطمي عن الرمل والحصى بفعل سرعة التدفق. وتتمتع الأنهار الطويلة ذات الانحدار المنخفض والمستجمعات المائية الكبيرة بأفضل قدرة على حمل الطين. ويُعد نهر المسيسيبي مثالاً جيداً على نهر طويل ذي انحدار منخفض وكمية كبيرة من المياه، حيث يحمل الطين من أجزائه الشمالية، ويرسبه في دلتاه الغنية بالطين.

فيما يلي قائمة بالبيئات المختلفة التي تعمل كمصادر ووسائل نقل إلى المحيطات وبيئات ترسب للصخور الطينية.

دلتا

الدلتا هي رواسب سطحية أو تحت مائية تتشكل عندما ترسب الأنهار أو الجداول الرواسب في المسطحات المائية. تتمتع الدلتا، مثل دلتا نهري المسيسيبي والكونغو ، بإمكانات هائلة لترسيب الرواسب، ويمكنها نقل الرواسب إلى أعماق المحيطات. توجد بيئات الدلتا عند مصب النهر، حيث تتباطأ مياهه عند دخولها المحيط، ويترسب الطمي والطين.

توجد الدلتا ذات الطاقة المنخفضة، والتي تترسب فيها كميات كبيرة من الطمي، في البحيرات والخلجان والبحار والمحيطات الصغيرة، حيث تكون التيارات الساحلية ضعيفة أيضاً. أما الدلتا الغنية بالرمل والحصى فهي دلتا ذات طاقة عالية، حيث تسود الأمواج، ويُحمل الطمي والطمي لمسافات أبعد بكثير من مصب النهر. ^{[ 4 ]}

يمكننا أن نتخيل بداية حياة الصخور الطينية كترسبات على قمة جبل، ربما رُفعت بفعل حركة الصفائح التكتونية أو قُذفت في الهواء من بركان . تتعرض هذه الترسبات للأمطار والرياح والجاذبية، مما يؤدي إلى تجويتها وتفتيتها. تُنقل نواتج التجوية، بما في ذلك جزيئات تتراوح من الطين إلى الطمي، وصولاً إلى الحصى والصخور الكبيرة، إلى الحوض في الأسفل، حيث تتصلب لتشكل أحد أنواعها العديدة من الصخور الطينية الرسوبية.

في نهاية المطاف، ستتحرك الصخور الطينية كيلومترات تحت سطح الأرض، حيث يعمل الضغط والحرارة على تحويلها إلى صخور نيس متحولة. ستشق صخور النيس المتحولة طريقها إلى السطح مرة أخرى كصخور محيطة أو كصهارة في بركان، وستبدأ العملية برمتها من جديد. ^{[ 4 ]}

تتشكل الصخور الطينية بألوان متنوعة، منها الأحمر، والأرجواني، والبني، والأصفر، والأخضر، والرمادي، وحتى الأسود. وتُعدّ درجات اللون الرمادي الأكثر شيوعًا في الصخور الطينية، بينما تأتي درجات اللون الأسود الداكنة من الكربون العضوي. تتشكل الصخور الطينية الخضراء في ظروف الاختزال، حيث تتحلل المواد العضوية مع الحديديك. كما يمكن العثور عليها في البيئات البحرية، حيث تستقر الكائنات البحرية، أو الطافية بحرية، خارج الماء وتتحلل في الصخور الطينية. ^{[ 9 ]} تتشكل الصخور الطينية الحمراء عندما يتأكسد الحديد الموجود داخلها، ويمكن تحديد ما إذا كانت الصخرة قد تأكسدت بالكامل بناءً على شدة اللون الأحمر. ^{[ 3 ]}

تُحفظ الأحافير بشكل جيد في التكوينات الطينية الصخرية، لأن الصخور ذات الحبيبات الدقيقة تحميها من التعرية والذوبان وغيرها من عمليات التآكل. وتكتسب الأحافير أهمية خاصة في توثيق البيئات القديمة. إذ يستطيع علماء الأحافير دراسة منطقة محددة وتحديد ملوحة المياه وعمقها ودرجة حرارتها وعكارتها ومعدلات الترسيب، وذلك بالاستعانة بنوع الأحافير ووفرتها في الصخور الطينية الصخرية.

تُعدّ تكوينات بورغيس شيل في غرب كندا، التي تشكّلت خلال العصر الكامبري ، من أشهر التكوينات الطينية الصخرية . في هذا الموقع، حُفظت كائنات رخوة الجسم، بعضها كاملاً، بفعل حركة الطين في البحر. عادةً ما تكون الهياكل العظمية الصلبة هي البقايا الوحيدة المحفوظة من الحياة القديمة؛ ومع ذلك، تضمّ تكوينات بورغيس شيل أجزاءً صلبة من الجسم كالعظام والهياكل العظمية والأسنان، بالإضافة إلى أجزاء رخوة كالعضلات والخياشيم والجهاز الهضمي. تُعتبر تكوينات بورغيس شيل من أهم مواقع الأحافير على وجه الأرض، إذ تحفظ عينات لا حصر لها من أنواع عمرها 500 مليون عام، ويعود الفضل في حفظها إلى حماية الصخور الطينية. ^{[ 10 ]}

من التكوينات الجيولوجية الجديرة بالذكر تكوين موريسون . تغطي هذه المنطقة مساحة 1.5 مليون ميل مربع، وتمتد من مونتانا إلى نيو مكسيكو في الولايات المتحدة. تُعتبر من أهم مواقع دفن الديناصورات في العالم ، ويمكن العثور على العديد من أحافيرها في متاحف حول العالم. ^{[ 11 ]} يضم هذا الموقع أحافير ديناصورات من عدة أنواع، منها الألوصور ، والدبلودوكس ، والستيغوصور ، والبرونتوصور . كما يحتوي على أسماك رئوية ، ورخويات مياه عذبة ، وسراخس ، وأشجار صنوبرية . تشكلت هذه الرواسب بفعل مناخ استوائي رطب، مع وجود بحيرات ومستنقعات وأنهار، مما أدى إلى ترسب الصخور الطينية. وبطبيعة الحال، حفظت الصخور الطينية عددًا لا يحصى من العينات من أواخر العصر الجوراسي ، قبل حوالي 150 مليون سنة. ^{[ 11 ]}

تُعدّ الصخور الطينية، وخاصة الصخر الزيتي الأسود، مصدرًا وحاوياتٍ لمصادر البترول الثمينة ^{[ 12 ]} في جميع أنحاء العالم. ونظرًا لأن الصخور الطينية والمواد العضوية تتطلب ظروفًا مائية هادئة للترسب، فإنها تُعتبر المصدر الأرجح للبترول. تتميز الصخور الطينية بانخفاض مساميتها، فهي غير منفذة، وغالبًا ما تظل مفيدة كغطاء عازل لمكامن البترول والغاز الطبيعي ، حتى وإن لم تكن من الصخر الزيتي الأسود . في حالة وجود البترول في المكمن، فإن الصخر المحيط به ليس هو الصخر المصدر، بينما يُعدّ الصخر الزيتي الأسود هو الصخر المصدر.