منطقة القص

في علم الجيولوجيا، تُعرف منطقة القص بأنها منطقة رقيقة ضمن قشرة الأرض أو الوشاح العلوي ، تعرضت لتشوه شديد نتيجة انزلاق جدران الصخور على جانبيها. في القشرة العلوية، حيث تكون الصخور هشة، تتخذ منطقة القص شكل صدع . أما في القشرة السفلية والوشاح، فتجعل ظروف الضغط والحرارة الشديدة الصخور مرنة . أي أن الصخور قادرة على التشوه ببطء دون انكسار، كما هو الحال مع المعدن المنصهر الذي يُشكله الحداد. هنا، تكون منطقة القص أوسع، حيث تتدفق الصخور المرنة ببطء لتستوعب الحركة النسبية لجدران الصخور على جانبيها.

نظراً لوجود مناطق القص عبر نطاق واسع من الأعماق، فإن مجموعة كبيرة ومتنوعة من أنواع الصخور المختلفة ذات الهياكل المميزة ترتبط بمناطق القص.

منطقة القص هي منطقة تشوه قوي (بمعدل إجهاد عالٍ ) محاطة بصخور ذات حالة إجهاد محدود أقل . وتتميز بنسبة طول إلى عرض تزيد عن 5:1. ^{[ 1 ]}

تشكل مناطق القص سلسلة متصلة من التراكيب الجيولوجية، بدءًا من مناطق القص الهشة (أو الصدوع ) مرورًا بمناطق القص الهشة-المطيلة (أو مناطق القص شبه الهشة )، وصولًا إلى مناطق القص المطيل- الهشة . في مناطق القص الهشة، يتركز التشوه في سطح كسر ضيق يفصل الصخور المحيطة، بينما في مناطق القص المطيل، ينتشر التشوه عبر منطقة أوسع، وتختلف حالة التشوه باستمرار من جدار إلى آخر. وبين هذين النوعين، توجد أنواع وسيطة من مناطق القص الهشة-المطيلة (شبه الهشة) والمطيلة-الهشة، والتي يمكن أن تجمع بين هذه الخصائص الهندسية بنسب مختلفة.

يعكس هذا التدرج الموجود في البنية الهندسية لمناطق القص آليات التشوه المختلفة السائدة في القشرة الأرضية، أي التحول من التشوه الهش (التكسر) عند السطح أو بالقرب منه إلى التشوه اللدن (التدفق) مع ازدياد العمق. وبالمرور عبر مرحلة الانتقال من الهش إلى شبه الهش، يبدأ ظهور الاستجابة اللدنة للتشوه. لا يرتبط هذا التحول بعمق محدد، بل يحدث ضمن نطاق عمق معين - ما يُسمى بالمنطقة المتناوبة - حيث يتعايش التكسر الهش والتدفق اللدن. ويعود السبب الرئيسي في ذلك إلى التركيب المعدني غير المتجانس للصخور عادةً، حيث تُظهر المعادن المختلفة استجابات متباينة للإجهادات المُطبقة (على سبيل المثال، يتفاعل الكوارتز بشكل لدن تحت الضغط قبل الفلسبارات بفترة طويلة ) . وبالتالي، فإن الاختلافات في الليثولوجيا وحجم الحبيبات والنسيج الموجود مسبقًا تُحدد استجابة ريولوجية مختلفة . كما تؤثر عوامل فيزيائية أخرى بحتة على عمق التحول، بما في ذلك:

• التدرج الحراري الأرضي ، أي درجة الحرارة المحيطة .
• ضغط الحصر وضغط السائل .
• معدل الإجهاد الكلي.
• توجيه مجال الإجهاد.

في نموذج شولز لقشرة كوارتزية فلسباثية (مع منحنى حراري أرضي مأخوذ من جنوب كاليفورنيا)، يبدأ الانتقال من الهش إلى شبه الهش عند  عمق حوالي 11 كم بدرجة حرارة محيطة تبلغ 300  درجة مئوية. ثم تمتد المنطقة المتناوبة الكامنة إلى  عمق حوالي 16 كم بدرجة حرارة حوالي 360  درجة مئوية. ^{[ 2 ]} أسفل عمق 16  كم تقريبًا، لا توجد سوى مناطق قص مرنة.

ترتبط المنطقة المولدة للزلازل، حيث تتشكل نوى الزلازل، بالمنطقة الهشة المعروفة باسم "الطبقة المتفتتة" . أسفل منطقة متناوبة وسيطة ، تقع الطبقة البلاستيكية . في الطبقة المولدة للزلازل ، التي تقع أسفل انتقال استقرار علوي مرتبط بحد أقصى للنشاط الزلزالي (يقع عادةً على  عمق 4-5 كيلومترات تقريبًا)، تبدأ الصخور المتفتتة الحقيقية بالظهور. ثم تفسح الطبقة المولدة للزلازل المجال للمنطقة المتناوبة على  عمق 11 كيلومترًا. ومع ذلك، يمكن للزلازل الكبيرة أن تُحدث تمزقات تصل إلى السطح، وتتوغل عميقًا في المنطقة المتناوبة، وأحيانًا حتى في الطبقة البلاستيكية.

تُعزى التشوهات في مناطق القص إلى تكوين أنسجة مميزة وتجمعات معدنية تعكس ظروف الضغط ودرجة الحرارة السائدة ، ونوع التدفق، واتجاه الحركة، وتاريخ التشوه. ولذلك، تُعدّ مناطق القص بنىً بالغة الأهمية لكشف تاريخ منطقة جيولوجية محددة .

بدءاً من سطح الأرض، عادةً ما يتم العثور على أنواع الصخور التالية في منطقة القص:

• الصخور الصدعية غير المتماسكة. ومن أمثلتها طين الصدع ، وبريشة الصدع ، وطين الصدع المتورق.
• الصخور الصدعية المتماسكة مثل البريشيا السحقية والكاتاكلازيت (البروتوكاتاكلازيت، والكاتاكلازيت، والألتراكاتاكلازيت) .
• أحجار سودوتاكيليت زجاجية .

يعود كل من حطام الصدع والصخور المتكسرة إلى التآكل الكاشط على الصدوع الهشة المولدة للزلازل.

• المايلونيتات المتورقة (الفيلونيتات).
• صخور النيس المخططة .

تبدأ صخور المايلونيت بالظهور مع بداية السلوك شبه الهش في المنطقة المتناوبة التي تتميز بالتآكل الالتصاقي . ولا يزال من الممكن العثور على صخور البسودوتاكيليت هنا. ومع الانتقال إلى ظروف سحنة الشست الأخضر ، تختفي صخور البسودوتاكيليت ولا يتبقى سوى أنواع مختلفة من صخور المايلونيت. وتُعد صخور النيس المخططة من صخور المايلونيت عالية التحول، وتوجد في أسفل مناطق القص المرنة.

يمكن استنتاج اتجاه القص في منطقة القص ( يميني ، يساري ، عكسي أو طبيعي) من خلال الهياكل الكبيرة ومن خلال عدد كبير من المؤشرات التكتونية الدقيقة .

يتراوح عرض مناطق القص الفردية من نطاق الحبيبات إلى نطاق الكيلومترات. ويمكن أن يصل  عرض مناطق القص على نطاق القشرة الأرضية (مناطق القص الضخمة) إلى 10 كيلومترات، وبالتالي تُظهر إزاحات كبيرة جدًا تتراوح من عشرات إلى مئات الكيلومترات.

تتسع مناطق القص الهشة (الصدوع) عادةً مع العمق ومع زيادة الإزاحات.

نظراً لأن مناطق القص تتميز بتمركز الإجهاد، فلا بد من حدوث نوع من أنواع تليين الإجهاد ، حتى تتمكن المادة المتأثرة من التشوه بشكل أكثر مرونة. ويمكن أن يحدث هذا التليين من خلال الظواهر التالية:

• تقليل حجم الحبيبات.
• التنعيم الهندسي.
• تليين التفاعل.
• تليين مرتبط بالسوائل.

علاوة على ذلك، لكي تصبح المادة أكثر مرونة (شبه لدنة) وتخضع لتشوه مستمر (تدفق) دون أن تتكسر، يجب مراعاة آليات التشوه التالية (على مستوى الحبيبات):

• الزحف الانتشار (أنواع مختلفة).
• زحف الخلع (أنواع مختلفة).
• إعادة التبلور الديناميكي
• عمليات المحلول بالضغط .
• انزلاق حدود الحبيبات ( اللدونة الفائقة ) وتقليل مساحة حدود الحبيبات.

بسبب عمق اختراقها، توجد مناطق القص في جميع أنواع الصخور المتحولة . وتنتشر مناطق القص الهشة بشكل شبه كامل في القشرة الأرضية العليا. أما مناطق القص المرنة فتبدأ في ظروف الصخور الخضراء، وبالتالي فهي تقتصر على التضاريس المتحولة.

يمكن أن تحدث مناطق القص في البيئات الجيوتكتونية التالية :

• إعداد التيار المنعكس - من حاد إلى عمودي:
  • مناطق الانزلاق الانحرافي.
  • أخطاء التحويل .
• ضبط الضغط - زاوية منخفضة
  • طيات السرير المائلة (في القاعدة).
  • مناطق الاندساس .
  • ألواح الدفع (في القاعدة).
• وضع التمديد - زاوية منخفضة
  • انفصالات معقد النواة المتحولة .

لا تعتمد مناطق القص على نوع الصخور ولا على العمر الجيولوجي. في أغلب الأحيان، لا تكون معزولة في وجودها، بل تشكل عادةً شبكات مترابطة ومتشابكة ذات مقياس كسري ، تعكس في ترتيبها الاتجاه السائد لحركة التضاريس في ذلك الوقت.

من الأمثلة الجيدة على مناطق القص الانزلاقية: منطقة قص جنوب أرموريكا ومنطقة قص شمال أرموريكا في بريتاني ، ومنطقة صدع شمال الأناضول في تركيا ، وصدع البحر الميت في إسرائيل . أما مناطق القص التحويلية فتشمل صدع سان أندرياس في كاليفورنيا ، وصدع جبال الألب في نيوزيلندا . ومن مناطق القص الدفعية: صدع موين في شمال غرب اسكتلندا . ومن الأمثلة على مناطق القص في مناطق الاندساس: خط اليابان التكتوني الأوسط . وتوجد مناطق قص مرتبطة بصدوع الانفصال في جنوب شرق كاليفورنيا، مثل صدع انفصال جبل ويبل . ومن الأمثلة على مناطق القص المتشعبة الضخمة: منطقة قص بوربوريما في البرازيل .

تكمن أهمية مناطق القص في كونها مناطق ضعف رئيسية في قشرة الأرض، تمتد أحيانًا إلى الوشاح العلوي. وتتميز هذه المناطق بعمرها الطويل، وغالبًا ما تُظهر آثار مراحل متراكبة من النشاط. ويمكن نقل المواد فيها صعودًا أو هبوطًا، وأهمها الماء الذي يحمل الأيونات الذائبة . وقد يؤدي ذلك إلى تحول الصخور المضيفة، بل وحتى إعادة تخصيب مواد الوشاح.

يمكن أن تحتوي مناطق القص على تمعدنات مجدية اقتصادياً، ومن الأمثلة على ذلك رواسب الذهب المهمة في التضاريس ما قبل الكمبري.

• قائمة مناطق القص في بريطانيا العظمى
• القص (الجيولوجيا)
• تقسيم الإجهاد

• باشير سي دبليو وتراو راج. (1996). التكتونية الدقيقة . سبرينغر. رقم ISBN 3-540-58713-6
• رامزي، جي جي، وهوبر، إم آي. (1987). تقنيات الجيولوجيا البنيوية الحديثة. المجلد 2: الطيات والكسور . دار النشر الأكاديمية. ISBN 0-12-576902-4
• شولز، سي إتش. (2002). ميكانيكا الزلازل والصدوع . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-65540-4