علوم الأرض والجيولوجيا

نبذة تعريفية عن “علم الصخور البنيوي” و”علم الطبقات”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الرابع

KFAS

علم الصخور البنيوي علم الطبقات علوم الأرض والجيولوجيا

علم الصخور البنيوي: Structural Petrology

أحد فروع علم الصخور يختص بدراسة النواحي البنيوية للصخور، ويتكامل مع الدراسات الأخرى مثل التركيب المعدني والتركيب الكيميائي.

ويتوافق هذا المصطلح مع تحليل النسيج الصخري (Petrofabric analysis)، ولكن عادة ما يقتصر فقط على الإشارة إلى تحليل التراكيب المجهرية والخصائص النسيجية.

 

علم الطبقات (استراتجرافيا): Stratigraphy

علم الطبقات (الاستراتجرافيا) هو أحد فروع علم الجيولوجيا وهو يعني بشكل رئيسي بالصخور الرسوبية.

لكن يمكن تطبيق قوانين هذا العلم على الصخور البركانية مثل اللابة والطفة، وعلى الصخور المتحولة التي تكونت من صخور رسوبية أو بركانية.

كما يهتم هذا العلم أيضاً بدراسة العلاقات بين طبقات هذه الصخور المختلفة ومدلولاتها التاريخية.

 

ويتناول الجوانب الأخرى للجيولوجيا الرسوبية مثل علم وصف الصخور الرسوبية (Sedimentary petrography) (دراسة المواد المكوّنة للصخور الرسوبية)، وعلم الترسيب (Sedimentation) (دراسة المواد والمراحل التي تتكون خلالها الرواسب في الوقت الحاضر)

ويجدر القول أنه لا يوجد خط فاصل مميز بين هذه العلوم حيث يعتمد كل منها على الآخر.

 

أهداف علم الطبقات

يهدف هذا العلم إلى وصف تسلسل الطبقات الصخرية المحلية، ومن حالات الوصف هذه ينشأ التاريخ الجيولوجي المحلي استناداً إلى قانون تتابع (تعاقب) الطبقات(Law of superposition) الذي ينص على أنه في أي تسلسل للطبقات الصخرية تكون الطبقات السفلى هي الأقدم.

أما الهدف الثاني لعلم الطبقات فيظهر في عمليات المضاهاة بين الطبقات المحلية وإدراج هذه الروابط الجيولوجية التاريخية المحلية والإقليمية في إطار زمن جيولوجي عام، ويمكن إجراء عملية المضاهاة بين الطبقات بطرق شتى.

وتعتبر الأحافير أهم هذه الطرق وتعتمد المضاهاة باستخدام الأحافير على قانون التسلسل الإحيائي الذي يقول إن الصخور التي تحتوي على أحافير نفس الكائنات الحيوانية أو النباتية في أنحاء مختلفة من العالم، تنتمي إلى عصر جيولوجي واحد تقريباً (وتتسم الصيغة العكسية لهذا القانون بجزء من الصحة).

 

وكان و. سميث (W. Smith) أول من اختبر هذا القانون في عام 1799 في كافة أنحاء العالم ويتم شرح القانون حالياً بموجب نظرية التطور العضوي لداروين باعتباره يمثل التطور التدريجي للحياة العضوية على سطح الأرض.

وقد أمكن تحديد عمر الصخور والمعادن (بواسطة حساب نسبة العناصر الأصلية (Parent Elements) والفرعية (Daughter Elements) عبر سلسلة من الانحلال الإشعاعي) من معرفة الأهمية الكبيرة للأحافير وبخاصة في تحديد عمر الطبقات الأحدث والأقدم.

ويتمثل الهدف الثالث لعلم الطبقات في شرح التاريخ الجيولوجي للأرض على ضوء البيانات المتوافرة حول سلاسل الطبقات الصخرية المحلية ومعايير أو قوانين المضاهاة بين الطبقات.

 

إن الترسيب وعلم الصخور الرسوبية وعلم البيئة الحيواني والنباتي كل ذلك يوفر دلالات غير مباشرة على هذا الهدف، وذلك وفقاً لمبدأ التوافق بين الطبقات (Uniformity)

في حين توفر الفروع الأخرى لعلم الجيولوجيا المعلومات اللازمة، وهي تضم الجيولوجيا التركيبية والجيولوجيا الوصفية وعلم الصخور المتحولة والبركانية، مما يجعل هذا الهدف قريب الصلة من الجيولوجيا التاريخية.

 

تطبيقات الاستراتجرافيا

لعلم الطبقات (الاستراتجرافيا) فائدة عملية كبيرة، وقد تم اكتشاف الكثير من القواعد الرئيسية لهذا العلم على يد عمال مناجم النحاس في وسط ألمانيا وعمال مناجم الفحم في بريطانيا.

وتنطبق هذه القوانين تماماً على طبقات كافة الرواسب المعدنية (مثل الفحم والحديد الخام والفوسفات).

وقد حدث أعظم تطور لهذا العلم عندما تم تطبيق قوانينه لاكتشاف النفط حيث يتوفر الغاز الطبيعي والبترول في معظم الحالات في طبقات صخرية، وعادة ما يحبس النفط والغاز في طبقات صخرية منفذة تعلوها وتحيط بها من الجوانب طبقات صخرية غير منفذة.

 

وأفضل تكوينات الطبقات الصخرية هي تلك التي تكونت بفعل رواسب أصلية مختلفة، أو بفعل تغيرات لاحقة في مساميتها أو نفاذيتها، أو بحدوث كسور في الطبقات أو بواسطة كل هذه العوامل مجتمعة.

وتحفر الآبار للوصول إلى هذه التجمعات النفطية المحصورة، وتوفر الآبار الكثير من المعلومات حول الطبقات الصخرية التي تم اختراقها.

ولا تزال الأساليب الحديثة للحصول على معلومات أكثر من هذه الطبقات قيد البحث والدراسة والتطوير، وبفضل ذلك فإن علم طبقات المناطق الحاوية للنفظ لا يختص فقط بملاحظة سطح الأرض، بل إنه يدرس تفصيلاً هذه الطبقات الصخرية.

 

النتائج النظرية

يمكن استنتاج العديد من النظريات العامة الهامة حول تاريخ الأرض من هذا العلم، ومن أهم ذلك مبدأ التوافق بين الطبقات ويعتبر قانون التتابع الطبقي أفضل الأمثلة له. 

وبوجه عام فإن نفس ظروف الترسيب –البحرية وغير البحرية– قد سادت خلال فترة السجل الاستراتجرافي التي استغرقت الثلاثة بلايين الأعوام الماضية.

ولما كان الماء السائل هو العامل الرئيسي في النحر والترسيب بصورة دائمة، فإن معدل درجة حرارة سطح الأرض قد ظل ضمن حدود معدل درجة حرارة المياه السائلة في نفس الفترة الزمنية.

 

ويمكن القول إن الأحوال المناخية لسطح الأرض في العهود القديمة لم تختلف كثيراً عنها في العهد المعاصر، على الرغم من الرأي القائل إن مناخ الأرض يتغير بمرور الزمن.

وهناك مبدأ آخر في علم الاستراتجرافيا ينص على أن سلاسل الجبال العظيمة تتوافق مع الأحزمة الأقدم منها التي تحتوي على نسبة كبيرة من الصخور الرسوبية التي ترسبت وكونت ما يعرف بالقعائر العظمى أو الجيوسينكلينات، والتي ما زالت العلاقة بينها وبين سلاسل الجبال العظيمة أمراً مثيراً للجدل وقيد المزيد من البحث والدراسة.

ولقد ساد الاعتقاد فترة طويلة أن جميع طبقات الرواسب البحرية الموجودة حالياً في القارات بما في ذلك تلك الموجودة في القعائر العظمى قد تكونت بفعل انغمار الكتل القارية بمياه البحر الضحلة، ومنذ ذلك الحين أصبحت القارات والمحيطات من العلامات المميزة للقشرة الأرضية.

 

وقد أوضحت الدراسات التي أجريت في الخمسينيات أن العديد من الصخور الرسوبية الموجودة في النطاقات الجبلية قد تكونت بفعل الترسبات في مياه البحر العميقة، وذلك في أحواض عميقة ترتبط بالأقواس الجزرية الموجودة على حواف القارات.

ومن مبادئ الاستراتجرافيا أيضاً ذلك المبدأ الذي ينص على أن القارات قد التحم بعضها مع بعض خلال فترة زمنية دخلت أثناءها نظم أحواض الأقواس الجزرية في القارات وذلك في عملية بناء سلاسل الجبال.

وقد تبع ذلك ظهور نظم جديدة على طول الحواف القارية الجديدة. 

 

وقد أسهمت هذه الأفكار في ظهور نظرية تكتونية الصفائح التي تفسر عملية امتداد قيعان البحار والعلاقة بينها وبين السلاسل الجبلية الموجودة وسط المحيطات.

وبالإضافة إلى ما سبق يوفر علم الطبقات سجلاً للحياة يوضح تطورها وتعقدها خلال ستمائة مليون السنوات الأخيرة من تاريخ الأرض، وعلى الرغم من أن هذا السجل غير مكتمل إلا أنه ذو فائدة علمية كبيرة.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق