صخور القشرة الأرضية

صخور القشرة الأرضية
التركيب العنصري والمعاني للصخور
...
2-2-صخور القشرة الأرضية.
التركيب العنصري والمعدني للصخور:
الصخور عبارة عن مركبات من المعادن، والمعادن بدورها عبارة عن مركبات من العناصر؛ وذلك باستثناء بعض المعادن التي يتكون كل منها من عنصر واحد مثل الذهب والقصدير والنحاس والفضة والرصاص. ومثل هذه المعادن لا تمثل على أية حال نسبة تستحق الذكر في التركيب العام للقشرة الأرضية بسبب قلة وجودها أو ندرتها. وعلى هذا الأساس يمكننا القول بأن العنصر هو وحدة تركيب المعدن وأن المعدن هو وحدة تركيب الصخر.
ويبلغ عدد العناصر المعروفة حتى الآن حوالي 108 عناصر، ومع ذلك فإن ثمانية منها هي التي تكون 98.8% من تركيب صخور القشرة، وأهم عنصر من هذه العناصر هو الأكسوجين؛ فهو وحده يكون حوالي 46.71% من تركيب الصخور؛ لأنه يتحد مع كثير من العناصر ويكون منها أكاسيد معدنية مختلفة من أشهرها أكاسيد الحديد وأكاسيد الكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم وغيرها، ويليه السيليكوم الذي يساهم بمقدار 27.69% في تركيب الصخور، أي أن هذين العنصرين وحدهما يدخلان بنسبة 74.4% في هذا التركيب.
وفيما يلي أهم العناصر التي تدخل في تركيب الصخور مرتبة على حسبة نسبة مساهمتها في هذا التركيب.
الأكسوجين 46.71% الصوديوم 2.75%
السيليكون 27.69% البوتاسيوم 2.58%
الألومنيوم 8.7% المغنيسيوم 2.08%
الحديد 5.05% التيايوم 0.62%
الكلسيوم 3.25% الأيدروجين 0.14%
(1/74)
____
أهم المعادن التي تساهم في تركيب القشرة:
1-الكوارتز Quartz:
وهو الذي يشتهر كذلك باسم "المرو". وهو مركب من ثاني أوكسيد السيليكون، ويعتبر من أهم مركبات الصخور النارية والمتحولة والصخور الرملية وهو شفاف إن كان نقيًّا ولكنه قد يكون مائلًا إلى البياض، أما إن كان مختلطًا بشوائب ملونة؛ فإن لونه يتغير بتغير لون هذه الشوائب. وهو ذو بريق زجاجي Vitreous Lusture. وصلادته فوق المتوسطة "درجتها 7"1، وهو متبلور وبلوراته من مجموعة السداسي2 Hexagonal. وهو لا يتشقق؛ ولكن يمكن تكسيره وطحنه؛ إلا أنه لا يتحلل بالأحماض. وفضلًا مناطق واسعة جدًّا من سطح الأرض تترسب البلورات بشكل رمال أو حصى، وليست الرمال الصحراوية والحصى الذي يغطي مناطق واسعة من الصحارى إلا حبات كوارتزية متخلفة من تفكك الصخور النارية وتحللها بفعل التجوية وغيرها من العوامل. وإن ضخامة الغطاءات الرملية الصحراوية واتساع انتشارها في العالم لهو أوضح دليل على أهمية معدن الكوارتز في تركيب قشرة الأرض؛ فهو في الواقع أكثر المعادن مساهمة في تركيبها.
وللكوارتز فضلًا عن ذلك فوائد اقتصادية متعددة، فبعض أنواعه النقية تدخل في صناعة عدسات النظارات والأجهزة العلمية وفي صناعة الزجاج والخزف كما أن الأنواع الملونة منه تستخدم في صناعة بعض أنواع المسابح والعقود وغيرها
__
1 تقاس صلادة المعادن على أساس المقياس الذي وضعه أحد الجيولوجيين وهو الباحث موهو.
ويشتهر باسم مقياس "موهو لدرجة الصلادة"، وعلى أساسه وضعت عشر درجات لهذه الصلادة تبدأ بأقلها صلادة ورقمها1، ويمثلها التلك Talc وتنتهي بأشدها صلادة ورقمها 10 ويمثلها الماس Diamond، أما الدرجات العشر فهي: 1 "التلك"، 2 "الجبس" ويمكن لظفر الإنسان أن يخدشها، 3 "الكلسيت"، 4 "الفلورسبار"، 5 " الأباتيت"، 6 " الأرثوكلاز"، ويمكن خدش أي منها بنصل السكين، 7 "الكوارتز"، 8 "التوباز"، 9 " الكورندوم"، 10 "الأرثوكلاز" ويمكن خدشه.
2 تعتبر خاصية التبلور من أهم الصفات التي تميز المعادن بعضها عن بعض؛ إذ أن لكل منها شكلًا هندسيًّا ثابتًا تأخذه مادته عند تصلبها من حالة الانصهار أو الذوبان.
(1/75)
____
من الحلي وليس العقيق Agate واليشب Jasper إلا حبات من الكوارتز المختلط ببعض الشوائب مثل الطين، أو أكاسيد الحديد التي تعطيه ألوانًا مختلفة منها الأحمر والأصفر والأخضر. ومعظمها ألوان جميلة تجعلها ملائمة لصناعة بعض الحلي.
ويعتبر الصوان Flint من الصخور التي تتكون بصفة أساسية من الكوارتز ولكن بعد اختلاطه ببعض المواد الطينية. والمعروف أن هذا الصخر قد لعب دورًا أساسيًّا في الحضارات البشرية القديمة؛ حيث إنه كان المادة الأساسية لصناعة الآلات الحجرية قبل أن يعرف الإنسان استخدام المعادن.
(1/76)
____
2- الكلسيت Colcite:
وهو مركب من كربونات الكالسيوم، ودرجة صلادته دون المتوسط "3"، وبلوراته من مجموعة السداسي وهو سهل التشقق ويغلب أن يكون شفافًا ذا بريق زجاجي؛ ولكن قد تختلط به بعض الشوائب فيتحول إلى اللون الأبيض أو المائل إلى الرمادي، وهو سريع التأثير بالأحماض؛ فإذا أضيف إليه شيء منها فإنه يفور وينبعث منه ثاني أكسيد الكربون. ويوجد تشابه كبير بينه وبين الكوارتز في المظهر ولكن من الممكن أن يميز عنه بسهولة على أساس قلة صلادته وسهولة تشققه.
وهو يأتي بعد الكوارتز مباشرة من حيث كثرة وجوده في صخور القشرة الأرضية فهو المادة الرئيسية في تركيب الصخور بمختلف أنواعها، وكثيرًا ما توجد منه عروق نقية متقاطعة مع طبقات الصخور الجيرية أو متوازية معها، وهي ظاهرة موجودة في بعض أجزاء جبل المقطم، كما تتكون منه الأعمدة الهابطة والأعمدة الصاعدة في كهوف المناطق الجيرية "الاستالاكتيت Staactite والاستالاجميت Stalagmites".
(1/76)
____
3- أكاسيد الحديد Iron Oxides:
تنتشر هذه الأكاسيد بكثرة في قشرة الأرض سواء بشكل كتل مستقلة أو مختلطة بالصخور والرواسب المختلفة. وتوجد منها عدة أنواع أهمها:
الهيماتيت Heamatite والماجنيتيت Magnetite، والليمينيت Limenite.
(1/76)
____
والهيماتيت هو أهم الخامات التي يؤخذ منها الحديد، وتتوقف قيمته على نسبة ما يختلط به من شوائب. وهو يعرف أحيانًا باسم "حجر الدم Blood Stone"؛ لأنه إذا خدش فإن لونه في موضع الخدش يكون أحمر قائمًا مثل لون الدم، أما لونه الخارجي فيكون إما أسود أو أحمر مائلًا للسواد. وقد يوجد متبلورًا في بلورات من مجموعة السداسي؛ إلا أنه يوجد في الغالب غير متبلور إما بشكل كتل أو بشكل مسحوق ناعم يختلط بالصخور أو الرمال والتربة، فيعطيها لونًا أحمر أو بنيًّا، كما هو الحال في التربة الحمراء التي تنتشر في مناطق واسعة من العالم، وفي الصخور الرسوبية الحمراء التي تتكون منها بعض الجبال مثل الجبل الأحمر بالقرب من القاهرة.
أما الماجنيتيت؛ فهو أكسيد الحديد المغناطيسي، وأهم صفاته أن له قوة مغناطيسية واضحة، ولونه هو الأسود، وهو يوجد إما متبلورًا، أو بشكل حبيبات غير متبلورة.
أما الليمينايت، فهو أكسيد الحديد التيتاني، وترجع أهميته إلى وجود عنصر التيتانيوم في تركيبه، وهو عنصر مهم في صناعة مواد الطلاء البيضاء وفي صناعة بعض أنواع الصلب الجيدة، ومنها الأنواع التي تدخل في صناعة الطائرات.
(1/77)
____
4- معادن الفلسبار Felspars:
تعتبر هذه المعادن "مع الكوارتز" من أهم مركبات الصخور النارية، وأساس تركيبها الكيميائي هو سيليكات الألومينيوم عندما تتحد مع واحد أو أكثر من أكاسيد البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم. وهي تتحلل بواسطة مياه الأمطار فتتحول إلى مواد طينية وصلصالية، ومنها الرواسب الطينية والصلصاية التي تتكون منها معظم دلتاوات الأنهار ووديانها، مثل نهر النيل الذي يتكون أغلب الطمي الذي يحمله في موسم الفيضان؛ من هذه المعادن أنواع نقية تصلح لصناعة الأواني الخزفية ومن أشهرها الصلصال الصيني China Clay والكاولين Koalinite اللذان يوجدان في رواسب بعض أنهار الصين ووسط أوروبا وقد اشتهرت الصين منذ
(1/77)
____
القدم بالصناعات الخزفية من هذه الرواسب، وربما كان هذا هو السبب الذي من أجله اشتهرت هذه الصناعات في معظم بلاد العالم باسم الصناعات الصينية وتحتوي الرواسب الطينية لنهر النيل في بعض مناطق الوجه القبلي؛ خصوصًا في أسوان على نوع من الصلصال الذي يصلح لهذه الصناعة.
ويعتبر الأرثوكلار Orthoclase والبلاجيوكلاز Plagioclase من أهم معادن الفالسبار، وكلاهما يصلحان لصناعة الزجاج والأواني الخزفية.
(1/78)
____
5- الجبس Gypsum:
وهو مركب من كبريتيات الكالسيوم والماء، وقد يوجد متبلورًا أو بشكل كتل غير متبلورة، وهو يوجد في كثير من الصخور الرسوبية خصوصًا في المناطق الساحلية، ففي مصر توجد كميات منه بالقرب من خليج السويس وخليج العقبة وعلى ساحل البحر الأحمر وفي المناطق الساحلية إلى الغرب من الإسكندرية، والجبس النقي شفاف وذو بريق زجاجي، ويتشقق تشققًا كاملًا، وإذا حرق فإنه يفقد الماء المتحد معه وينتج عن ذلك المصيص المعروف Plaster of Paris ومنه الجبس الطبي المعروف. وهذا هو أنقى أنواع الجبس أما أكثر أنواعه شيوعًا في الطبيعية فهي الأنواع الرديئة التي لا تصلح إلا لأغراض البناء.
(1/78)
____
6- معادن الميكا Mica:
وهي من المعادن المهمة التي تدخل في تركيب الصخور النارية. وهناك كثير من التشابه في التركيب الكيميائي بين هذه المعادن وبين معادن الفلسبار؛ فأساس التركيب الكيميائي لها جميعًا هو سيليكات الألومينيوم عند اتحادها مع واحد أو أكثر من الأكاسيد. والأكاسيد التي تدخل غالبًا في تركيب الميكا هي أكاسيد الحديد والماغنسيوم والبوتاسيوم. وتوجد من الميكا عدة أنواع يختلف بعضها عن بعض حسب نوع الأكسيد الذي يدخل في تركيبها، هي تتباين غالبًا في ألوانها ولكنها تتشابه في صفاتها الرئيسية؛ فجميعها ذات بريق زجاجي ويسهل تشققها في صفائح رقيقة ولها قدرة كبيرة على تحمل درجات الحرارة العالية، ولذلك تستخدم بدلًا من الزجاج في صناعة الأجهزة التي تتعرض
(1/78)
____
للحرارة المرتفعة من الأفران وبعض الأجهزة العلمية، كما أنها تتميز عن الزجاج بأنها أقدر منه على مقاومة الكسر، مما يجعلها أصلح منه لصناعة غطاءات الساعات، ونوافذ الطائرات، وستائر الدراجات البخارية، وبعض نوافد وستأثر السيارات، وغيرها.
ومن أشهر الميكا البيضاء المعروفة باسم المسكوفيت Muscovite، وهي مركبة من سيليكات الألومينيوم وأكاسيد البوتاسيوم، والميكا السوداء المعروفة باسم البيوتيت Biotite، وهي مركبة من سيليكات الألومينيوم مع أكسيد الحديد والماغنسيوم.
(1/79)
____
7- الهورنبلند Horneblend، والأوليفين Olivine:
وهما من المعادن التي تدخل في تركيب الصخور النارية، والأساس في تركيب كل منهما هو سيليكات الألومينيوم؛ ولكن بينما يتكون الهورنيلند من اختلاط هذا المعدن بالكالسيوم والحديد والألومنيوم، فإن الأولفين يتكون من اختلاطه بالحديد. وهناك تشابه بينهما في بعض الصفات فكلاهما بريقه زجاجي ولونه أخضر تقريبًا إلا أن لون الهورنبلند يكون غالبًا مائلًا إلى السواد، كما أنه أشد صلابة من الأوليفين، فصلابته 7 أما صلابة الهورنبلند فهي 5.5 تقريبًا.
ويعتبر الأزبستوس Asbestos أو حجر الفتيل نوعًا من الهورنبلند، وهو مركب من ألياف يصلح بعضها لصناعة نسيج غير قابل للاحتراق.
كما يعتبر الزبرجد Peridot نوعًا من الأوليفين، وهو يتميز بلونه الأخضر الصافي الذي يجعله صالحًا لصناعة الحلي. وهو موجود بكثرة في جزيرة الزبرجد في البحر الأحمر إلى الجنوب من القصير بمصر.
(1/79)