السحنات المتحولة
السحنة المتحولة هي مجموعة من التجمعات المعدنية في الصخور المتحولة التي تشكلت تحت ضغوط ودرجات حرارة متشابهة . [ 1 ] يمثل هذا التجمع نموذجًا لما يتشكل في ظروف تتوافق مع منطقة محددة على الرسم البياني ثنائي الأبعاد لدرجة الحرارة مقابل الضغط (انظر الشكل 1). [ 1 ] وبالتالي، يمكن ربط الصخور التي تحتوي على معادن معينة ببيئات تكتونية وأزمنة وأماكن محددة في التاريخ الجيولوجي للمنطقة. [ 1 ] تكون الحدود بين السحنات (والمناطق المقابلة لها على الرسم البياني لدرجة الحرارة مقابل الضغط) واسعة لأنها متدرجة وتقريبية. [ 1 ] تمثل المنطقة على الرسم البياني التي تتوافق مع تكوين الصخور عند أدنى قيم لدرجة الحرارة والضغط نطاق تكوين الصخور الرسوبية ، على عكس الصخور المتحولة، في عملية تسمى التكوين الصخري . [ 1 ]
| الشكل 1. رسم بياني يوضح السحنات المتحولة في فضاء الضغط ودرجة الحرارة . يتوافق نطاق الرسم البياني مع الظروف داخل قشرة الأرض والوشاح العلوي . |
التعريف التاريخي
استُخدم مصطلح " السحنة" لأول مرة لوصف بيئات رسوبية محددة في الصخور الرسوبية من قِبل الجيولوجي السويسري أمانز غريسلي عام 1838. وبالمثل، اقترح عالم الصخور الفنلندي بنتي إسكولا عام 1920 عددًا من السحنات المتحولة . وقد قام الجيولوجي النيوزيلندي فرانسيس جون تيرنر بتنقيح تصنيف إسكولا طوال مسيرته المهنية. ومن أبرز أعمال تيرنر كتابه الذي نشره عام 1948 بعنوان " التطور المعدني والبنيوي للصخور المتحولة" . [ 2 ] وواصل تيرنر العمل في هذا المجال، مُحسّنًا تصنيفات السحنات المتحولة حتى نهاية مسيرته المهنية في أوائل سبعينيات القرن العشرين.
المبادئ الأساسية
تُحدد السحنات المتحولة المختلفة بالتركيب المعدني للصخر. فعندما تتغير درجة الحرارة أو الضغط داخل كتلة صخرية، قد ينتقل الصخر إلى سحنة مختلفة، فتصبح بعض المعادن مستقرة بينما تصبح أخرى غير مستقرة أو شبه مستقرة . ويعتمد تفاعل المعادن فعلياً على حركية التفاعل ، وطاقة التنشيط ، وكمية السوائل الموجودة في الصخر.
يمكن دراسة المعادن الموجودة في الصخور المتحولة وعلاقاتها العمرية باستخدام المجهر الضوئي أو المجهر الإلكتروني الماسح لشرائح رقيقة من الصخر. وبغض النظر عن السحنات المتحولة للصخر، يمكن وصف نطاق جيولوجي كامل بالاختصارات LT، MT، HT، LP، MP، HP (من منخفض، متوسط، أو مرتفع؛ الضغط أو درجة الحرارة). ومنذ ثمانينيات القرن الماضي، يُستخدم مصطلح UHP (الضغط العالي للغاية) للإشارة إلى الصخور التي تعرضت لضغوط شديدة.
يعتمد نوع المعادن التي تنمو في الصخور على التركيب الأصلي للصخر الأم (الصخر الأصلي قبل التحول). فالصخور الكربوناتية تختلف في تركيبها عن حمم البازلت ، وبالتالي تختلف المعادن التي تنمو فيها. لذلك، فإن الصخور الرملية المتحولة والصخور الطينية المتحولة تختلف في تركيبها المعدني حتى وإن كانتا ضمن نفس المرحلة التحولية.
المعادن الدليلية
لكل نوع من أنواع التحول الصخري بعض المعادن الدليلية التي يمكن من خلالها التعرف عليه. وهذا لا يعني بالضرورة أن هذه المعادن ستكون مرئية بالعين المجردة، أو حتى موجودة في الصخر؛ فإذا لم يكن للصخر التركيب الكيميائي المناسب، فلن تتبلور.
تُعدّ المعادن الدليلية النموذجية للغاية هي الأشكال المتعددة للألومينوسيليكات (Al₂SiO₅ ، وجميعها من النيسوسيليكات ). الأندلوسيت مستقر عند الضغط المنخفض، والكيانيت مستقر عند الضغط العالي ولكن عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا، والسيليمانيت مستقر عند درجة حرارة عالية.
التجمعات المعدنية
فصيلة الزيوليت
تُعدّ سحنة الزيوليت أدنى سحنة تحوّلية . عند درجات حرارة وضغوط منخفضة، تُسمى العمليات التي تحدث في الصخر بالتكوين الصخري . سُميت هذه السحنة نسبةً إلى الزيوليت ، وهي سيليكات تكتونية شديدة التميه . ويمكن أن تحتوي على التجمعات المعدنية التالية:
في الصخور النارية المتحولة والصخور الرملية الرمادية :
في الصخور الرسوبية المتحولة :
- المسكوفيت + الكلوريت + الألبيت + الكوارتز
نطاق البريهنيت-البومبيليت
تتميز سحنة البريهنيت-بومبيليت بضغط ودرجة حرارة أعلى قليلاً من سحنة الزيوليت. وقد سُميت نسبةً إلى معدني البريهنيت (سيليكات صفائحية من الكالسيوم والألومنيوم ) والبومبيليت ( سيليكات سوروسيليكات ) . وتتميز سحنة البريهنيت-بومبيليت بالتجمعات المعدنية التالية:
في الصخور النارية المتحولة والصخور الرملية الرمادية :
- البريهنيت + البومبيليت + الكلوريت + الألبيت + الكوارتز
- بومبيليت + كلوريت + إيبيدوت + ألبايت + كوارتز
- بومبيليت + إيبيدوت + ستيلبنوميلان + مسكوفيت + ألبايت + كوارتز
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- المسكوفيت + الكلوريت + الألبيت + الكوارتز
سحنة الشست الأخضر
توجد سحنة الشست الأخضر عند ضغط ودرجة حرارة منخفضين. سُميت هذه السحنة نسبةً إلى النسيج الشستّي النموذجي للصخور واللون الأخضر لمعادن الكلوريت والإيبيدوت والأكتينوليت . ومن التجمعات المعدنية المميزة لها:
في الميتاباسيتات:
- كلوريت + ألبايت + إيبيدوت ± أكتينوليت، كوارتز
في ميتاغرايواكيس:
- الألبيت + الكوارتز + الإيبيدوت + المسكوفيت ± ستيلبنوميلان
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- المسكوفيت + الكلوريت + الألبيت + الكوارتز
- الكلوريتويد + الكلوريت + المسكوفيت + الكوارتز ± الباراجونيت
- البيوتيت + المسكوفيت + الكلوريت + الألبيت + الكوارتز + المنغنيز - العقيق ( سبيسارتين )
في صخور الدولوميت الغنية بالسيليكون :
- الدولوميت + الكوارتز
فصيلة الإيبيدوت-الأمفيبوليت
سحنة الأمفيبوليت
تُعدّ سحنة الأمفيبوليت سحنة ذات ضغط متوسط ودرجة حرارة متوسطة إلى عالية. وقد سُمّيت بهذا الاسم نسبةً إلى الأمفيبولات التي تتكوّن في ظل هذه الظروف. وتضمّ هذه السحنة التجمعات المعدنية التالية :
في الميتاباسيتات:
- هورنبلند + بلاجيوكلاز ± إيبيدوت، غارنيت ، كومينغتونيت ، ديوبسيد ، بيوتيت
في الصخور الرسوبية المتحولة:
في أحجار الدولوميت السيليكونية:
سحنة الجرانيوليت
تُعدّ سحنة الجرانيوليت أعلى درجات التحول الصخري عند ضغط متوسط. ولا يكون العمق الذي تحدث فيه ثابتًا. ويُعدّ الأورثوبيروكسين معدنًا مميزًا لهذه السحنة وسحنة البيروكسين-هونبلند . وتتميز سحنة الجرانيوليت بالتجمعات المعدنية التالية:
في الميتاباسيتات:
- أورثوبيروكسين + كلينوبيروكسين + هورنبلند + بلاجيوكلاز ± بيوتيت
- أورثوبيروكسين + كلينوبيروكسين + بلاجيوكلاز ± كوارتز
- كلينوبيروكسين + بلاجيوكلاز + غارنيت ± أورثوبيروكسين (ضغط أعلى)
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- غارنيت + كوردييريت + سيليمانيت + فلسبار بوتاسي + كوارتز ± بيوتيت
- سافيرين + أورثوبيروكسين + فلسبار بوتاسي + كوارتز ± أوسوميليت (عند درجة حرارة عالية جدًا)
سحنة ذات درجة حرارة فائقة الارتفاع
سحنة الشيست الأزرق
تتميز سحنة الشست الأزرق بدرجة حرارة منخفضة نسبيًا وضغط عالٍ، كما هو الحال في الصخور الموجودة في مناطق الاندساس . سُميت هذه السحنة نسبةً إلى طبيعة الصخور الشستية ومعادنها الزرقاء، مثل الغلوكوفان واللوسونيت . تُشكل سحنة الشست الأزرق التجمعات المعدنية التالية:
في الميتاباسيتات:
في ميتاغرايواكيس:
- كوارتز + جادايت + لوسونيت ± فينغيت، غلوكوڤان، كلوريت
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- فينجيت + باراجونيت + كارفوليت + كلوريت + كوارتز
في الصخور الكربوناتية (الرخام):
فصيلة الإكلوجيت
تُعرف سحنة الإكلوجيت بأنها السحنة التي تتعرض لأعلى ضغط ودرجة حرارة. وقد سُميت نسبةً إلى صخر الإكلوجيت المتحول القاعدي . وتتميز سحنة الإكلوجيت بالتجمعات المعدنية التالية:
في الميتاباسيتات:
في الميتاجرانوديوريت:
- كوارتز + فينجيت + جاديت / أومفاسيت + غارنيت
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- فينجيت + غارنيت + كيانيت + كلوريتويد (غني بالمغنيسيوم) + كوارتز
- الفنجيت + الكيانيت + التلك + الكوارتز ± الجاديت
سحنة الألبيت-الإيبيدوت-الهورنفلس
تُعرف سحنة الألبيت-الإيبيدوت-الهورنفلس بأنها سحنة تتشكل عند ضغط منخفض ودرجات حرارة منخفضة نسبيًا. سُميت بهذا الاسم نسبةً إلى معدني الألبيت والإيبيدوت ، مع العلم أنهما مستقران أيضًا في سحنات أخرى. الهورنفلس صخرٌ يتكون بفعل التحول التماسي ، وهي عملية تتميز بارتفاع درجات الحرارة وانخفاض الضغط/العمق. وتتميز هذه السحنة بالمعادن التالية:
في الميتاباسيتات:
- الألبيت + الإيبيدوت + الأكتينوليت + الكلوريت + الكوارتز
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- المسكوفيت + البيوتيت + الكلوريت + الكوارتز
في التجمعات الكلسية: الكالسيت + التلك + الكوارتز
سحنة هورنبلند-هورنفيلس
تُعدّ سحنة الهورنبلند-هورنفلس سحنة ذات ضغوط منخفضة مماثلة لسحنة الألبيت-إيبيدوت، ولكن بدرجات حرارة أعلى قليلاً. ورغم أنها سُمّيت نسبةً إلى معدن الهورنبلند، إلا أن وجود هذا المعدن لا يقتصر على هذه السحنة. وتحتوي سحنة الهورنبلند-هورنفلس على التجمعات المعدنية التالية:
في الميتاباسيتات:
- هورنبلند + بلاجيوكلاز ± ديوبسيد ، أنثوفيليت / كومينغتونيت ، كوارتز
في الصخور الرسوبية المتحولة:
في الرواسب الفقيرة بـ K2O أو الصخور النارية المتحولة:
- الكوردييريت + الأنثوفيليت + البيوتيت + البلاجيوكلاز + الكوارتز
في الدولوميت الغني بالسيليكون:
- دولوميت + كالسيت + تريموليت ± تلك
سحنة البيروكسين-هورنفلس
يُعدّ نطاق البيروكسين-هورنفلس نطاق التحول التماسي ذو أعلى درجات الحرارة، وهو، مثل نطاق الجرانيوليت، يتميز بوجود معدن الأورثوبيروكسين. ويتميز بالتجمعات المعدنية التالية:
في الميتاباسيتات:
- أورثوبيروكسين + كلينوبيروكسين + بلاجيوكلاز ± أوليفين أو كوارتز
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- الكوردييريت + الكوارتز + السيليمانيت + الفلسبار البوتاسي (الأورثوكلاز) ± البيوتيت ± العقيق
(إذا كانت درجة الحرارة أقل من 750 درجة مئوية، فسيكون هناك أندالوسيت بدلاً من سيليمانيت)
- الكوردييريت + الأورثوبيروكسين + البلاجيوكلاز ± العقيق، الإسبينيل
في الصخور الكربوناتية:
- الكالسيت + فورستريت ± ديوبسيد، بيريكلاس
- ديوبسيدي + غروسولار + ولاستونيت ± فيزوفيانيت
سحنة السانيدينيت
تُعدّ سحنة السانيدينيت سحنة نادرة تتميز بدرجات حرارة عالية للغاية وضغط منخفض. ولا يمكن الوصول إليها إلا في ظل ظروف تحوّل تماسي معينة. وبسبب ارتفاع درجة الحرارة، تتعرض الصخور لانصهار جزئي ، ويتشكل الزجاج. سُميت هذه السحنة نسبةً إلى معدن السانيدين . وتتميز بالتجمعات المعدنية التالية:
في الصخور الرسوبية المتحولة:
- الكوردييريت + الموليت + السانيدين + الترايديميت (غالباً ما يتحول إلى كوارتز) + الزجاج
في الكربونات:
- وولاستونيت + أنورثيت + ديوبسيد
- مونتيسيلليت + ميليليت ± كالسيت، ديوبسيد (وأيضًا تيلييت ، سبوريت ، ميروينيت ، لارنيت وسيليكات الكالسيوم أو الكالسيوم والمغنيسيوم النادرة الأخرى ).
الوضع التكتوني
ترتبط صخور الإيكولوجيت والصخور الزرقاء بمناطق الاندساس . أما صخور الجرانيوليت فترتبط بالأقواس البركانية .
انظر أيضاً
مراجع
- إسكولا، بنتي إيليس، 1920: "الأنماط المعدنية للصخور"
- فيلبوتس، أنتوني ر.، 1990: مبادئ علم الصخور النارية والمتحولة
- داف، ب. ماك إل. د. ، 1996؛ مبادئ هولمز في الجيولوجيا الفيزيائية
- فيسر، واشنطن، 1980؛ التسمية الجيولوجية
- السحنات المتحولة بقلم ديف ووترز
- علم الصخور المتحولة