البيئات الرسوبية القديمة

PaleoSedimentary Environments

لكي اخوض في هذا العلم في البداية يجب تعريف بعض المصطلحات المهمه في علم الرسوبيات وبالتالي فإن أهم ما سأعرفه هي البيئات الرسوبية وأنواعها :

البيئات الرسوبية Sedimentary Environments:
هي جزء من سطح الارض والتي تتأثر بالعوامل الطبيعية و الكيميائية و الحيوية.

وتقسم البيئات الرسوبية Sedimentary Environments إلى:

1- بيئات حت وتآكل Erosional Environments:
ويقصد بها البيئات التي تسود فيها عوامل الحت بشكل عام ( يمعنى أنه لا يتم تجميع للرواسب في الحوض الترسيبي ) مثلا لأرتفاع المنطقة وغالبا ماتتمثل هذه البيئات في المناطق الجبلية.

2- بيئات توازن ( عدم الترسيب ) Equilibrium ( Non-Depositional ) Environments :
وهي البيئات التي يحدث فيها ترسيب ثم يتوقف لمدة طويلة جدا. وتتمثل هذه البيئات في مناطق أواسط القارات و المناطق العميقة من البحار و المحيطات.

3- بيئات ترسيب Depositional Environments :
طبعا يقصد بها البيئات التي تتجمع فيها الرواسب المختلفة البيئات في الحوض الترسيبي.

نأتي الآن إلى جزء المتعلق بالسحنات Facies وهي جزء مهم جدا للدخول إلى عالم البيئات الرسوبية ففي عام 1838 م عرف العالم Gressly السحنات بأنها:
[ عبارة عن وحدة صخرية رسوبية تتميز عن الوحدات الأخرى من ناحية ( الشكل الهندسي Geometry والتركيب الصخري Lithology و التراكيب الرسوبيةSedimentary Structures و التيارات القديمة PaleoCurrent و الأحافير Fossils ].

ولقد قام كل من العالم Moore في عام 1949 م و العالم Teichert في عام 1958 م يتعريف مصطلح السحنة
Facies بأنها:
[ ذلك الجزء الصخري لوحدة طباقية و التي تظهر خواص تختلف بشكل كبير عن بقية أجزاء تلك الوحدة الطبقية]المصدر كتاب ( أسس علم الرسوبيات ), أ.د/محمد عبدالغني مشرف, جامعة الملك سعود بالرياض المملكة العربية السعودية.

يجب معرفة ان هناك عوامل متحكمة في طبيعة وإنتشارالسحنات الرسوبيةFactor Controlling the nature and distribution of Facies وهي :

1- العمليات الرسوبية Sedimentary Processes:
ويقصد بها العمليات التي تحدث فجأة ( أنزلاقات الطين و الإنهيارات) بأسباب مختلفة مثل الجاذبية أو الأعاصير أو الزلازل التي تتعرض لها البيئة الرسوبية.

2- عملية المد بالرواسب Sediments Supply :
وهذه العملية يقصد بها الرواسب التي تأتي من خارج أو داخل الحوض الترسيبي حيث أن الرواسب القادمة من خارج الحوض تعتمد على مدى مقاومة صخور المصدر للتجوية و التي تعتمد أيضا على قوة التجوية بحيث انه كلما كانت التجوية قوية كلما كان هناك مد بالرواسب كبير والعكس صحيح.

كما تتأثر عملية المد بالرواسب بتغيرات مستوى سطح البحر فكلما كان انخفاض لمستوى سطح البحر كانت عملية المد بالرواسب كبيرة وكلما كان هناك ارتفاع لمستوى سطح البحر كانت عملية المد بالرواسب قليلة.

3- المناخ Climate:
يقصد بهذه العملية تأثيرات درجات الحرارة والأمطار على البيئة الصخرية فالسحنات تتأثر بسكل كبير بالحرارة والتي تؤثر بدورها على انتشار الكائنات الحية كما يتحكم المناخ أيضا في عملية نقل الرواسب.

مثال ذلك :
المرجان انسب درجة حرارة ينمو فيها هي بين 20 - 30 درجة مئوية فالمناطق الباردة يندر وجود المرجان فيها ولكن تتواجد بعض الأجناس.
4- العمليات التكتونية Tectonic:

ويقصد بها جميع الحركات التكتونية التي تؤثر على البيئات الرسوبية المختلفة, ففي حالة حدوث ارتفاع لسطح الارض فإنها تعتبر بيئة حت وفي حالة حدوث انخفاض لسطح الارض فتعتبر بيئة ترسيب وهكذا..

5- تغيرات مستوى سطح البحر Sea-level Changes:

بشكل عام هناك نوعين لتغير مستوى سطح البحر هما:

أ- تغيرات مستوى سطح البحر على مستوى عالمي Eustatic:

وهي التغيرات التي تحدث نتيجة انغلاق البحار و المحيطات أو بسبب إذابة الثلوج وهكذا.

ب- تغيرات مستوى سطح البحر على مستوى محلي Isostatic:

وهي التغيرات التي تحدث لعى مستوى محلي بسبب انفراج البحار و المحيطات ومثال ذلك التوسع( انفراج ) الحاصل للبحر الاحمر.

تم تسجيل أقصى ارتفاع لمستوى سطح البحر على المستوى العالمي في العصر الكريتاسي Cretaceous حيث وصل إلى 350 م.

6- النشاط الحيوي Biological Activity :

وهذا النشاط على نوعين:

أ- النشاط النباتي Plants:

بحيث تؤثر النباتات على عملية نقل الرواسب كلما كثر الغطاء النباتي فإن نقل الرواسب يقل والعكس صحيح.

ب- نشاط الكائنات الحية Animals:

ويكون تأثير الكائنات الحية على السحنات الرسوبية أما بفعل أو بقايا( كآثار المشي Traceو الفضلات) ومثال ذلك البكتيريا التي تقوم بعملية إحلال التربة وأختزال المركبات التي فيها وخاصة في البيئات اللاهوائية.

7- كيميائية الماء Water Chemistry:

ويقصد به التركيب الكيميائي للماء المغطي للسحنة الرسوبية سواء هل هو مالح او عذب, وهذا بالتالي يؤثر على الكائنات التي تعيش فيه مثال ذلك الاحافير التي قد تعيش في المياه العذبة بينما هناك منها من يعيش في المياه المالحة.

8- البركنة Volcanism:

إن البركان يعتبر أحد مصادر الرواسب وكذلك مصدر للعديد من المحاليل الكيميائية الغنية بالمعادن
معاملات السحنة الرسوبية:

1- الشكل الهندسي Geometry:

ويقصد بها شكل الطبقات في البيئات المختلفة, وهذا يتطلب معرفة اتساع أبعاد السحنة الرسوبية سواء عند سطح المنكشف او تحت سطح الأرض. وذلك يتم عن طريق عمل خارطة توضح الشكل الحجمي العام لهذه السحنة وتبيين حدودها من جميع الإتجاهات ومايجاورها من سحنات أخرى.

وهناك عوامل تؤثر على الشكل الهندسي Geometry هي:

أ‌- طبوغرافية قبل الترسيب Pre-Depositional Topography:

ويقصد بها طبيعة الانخفاضات والارتفاعات في بيئة الترسيب وتؤخذ في الاعتبار.

ب‌- أشكال بيئات الترسيب Geomorphology of Depositional Environments:

ويقصد بها أشكال بيئات الترسيب في الطبيعة وهي على حالتين:

3D Shape وهي الاشكال التي لا تأخذ اتجاه معين مثل [ البرخان( الكثبان الرملية ) Braachan Dune ]

2D Shape وهي الاشكال التي تأخذ اتجاه معين مثل [ الأنهار و الشعاب المرجانية Fluvital and Corals].

ت‌- تاريخية ما بعد الترسيب Post Depositional History.

2- التركيب الصخري Lithology:
معرفة نوعية صخور السحنة الرسوبية لا تخلو من إحدى النوعين التاليين:

1- الصخور الرسوبية الفتاتية Clastic Sedimentary Rocks.
2- الصخور الرسوبية الكيميائية Chemical Sedimentary Rocks وهذه على نوعين أيضا:

أ‌- الصخور الكربوناتية Carbonates rocks .
ب‌- الصخور المتبخرات Evaporates rocks .

من المعروف أن صخور الكربونات تتمثل في تعداد سحناتها الدقيقة ( Micro-Facies )، ويتعلق توزيعها ببيئاتها الترسيبية، هذا بالإضافة إلى أن هذه السحنات الدقيقة لا تتحمل الإنتقال البعيد عن اماكن تشكيلها.

ومن ناحية أخرى تدل معرفة نوعية الرواسب الفتاتية ( مثل أحجار الرمل ) على انها لا تعكس البيئة المترسبة فيها فقط بل تشير إلى تاريخ انتقالها وإلى نوعية الصخر المجلوبة منه. فهذه نبذة عن بعض الصخور الفتاتية وأهم مايميزها في بيئات ترسيبها:

الرصيص Conglomerates:

- إن عملية نقل رواسب الرصيص من مكان إلى مكان تحتاج إلى عامل نقل قوي جدا فبالتالي لا يمكن ان تكون الرياح أحد هذه العوامل الناقلة له.

- كما يمكننا معرفة أصل صخور المصدر المجلوبة منها هذه الرواسب و عوامل النقل وغيرها من عوامل .

- إن رواسب الرصيص تمثل عادة البيئات التالية [المراوح النهرية Fluviatile Fan – الانهار – الثلاجات Glacial] ويندر وجودها في البيئات الأخرى.

الحجر الرملي Sandstone :

- إن معظم البيئات أو يمكن القول كلها يتواجد فيها الحجر الرملي بحيث انه يمتاز بالنفاذية العالية و التي تكون أعلى من مساميته وهذا هو سبب عدم مقدرته على حفظ الأحافير كما انه يتغير مع الوقت.

- ويمكن تعريف الحجر الرملي بأنه الرواسب الفتاتية التي يتراوح حجمها ما بين 16/1 – 2 مم والتي تتجمع وتتصلب وتعطينا الحجر الرملي من أصل سيليكاتي أي قاري المصدر.

- يمكن التمييز بين بيئات الحجر الرملي بإحتمالية وجود معدن الجلاكونيت Glaconite فهذا المعدن هو ما يميز بيئة الحجر الرملي البحرية عن غيرها من البيئات.


المحاولات التي تمت في تحديد بيئات الحجر الرملي:

1- تحليل النسيج الصخري Textural analysis :

هناك عدة طرق لتحليل النسيج الصخري:

أ‌- معاملات حجوم الحبيبات Grain Size parameters:

وهي بواسطة طريقتين هما:

1- الإسقاط الثنائي Bivariate polt :

هذه الطريقة يتم فيها إسقاط العينات من بيئات مختلفة وتحليل حجومها ثم وضع التحليل الحجمي لها في رسم بياني ثم وضع حد فاصل بين النقاط المتوزعة في هذا الرسم.

2- Liner Discriminate Function :

هي عبارة عن معادلة خطية تستخدم للتعرف على البيئة الترسيبية للرواسب

هذا رابط لملف قمت فيه بشرح المعادلات مع تمرين . الرابط

ولكن طرق تحليل معاملات الحجوم لم تنجح للأسباب التالية:

1- محاليل بعد الترسيب Post Depositional Solutions:

حيث انه قيل من الممكن أن تتخلل المحاليل الحبيبات بعد عملية ترسيبها وتقوم بإذابة أجزاء منها مثلا ان تكون هذه المحاليل حمضية التركيب وغيرها من محاليل أخرى.

2- النمو الزائد للحبيبة Grain overgrowth :

في بعض الحالات بحدث نمو زائد للحبيبة في أطرافها او للبلورات وبالتالي يزداد حجم الحبيبة او البلورة.

3- اللحام القوي Intensive Cement :

يعتبر اللحام القوي احد الاسباب التي أدت لفشل تحليل معاملات الحجوم للحبيبة بسبب انه يقوي من قوة تماسك العينة فيصعب تفكيكها.

ب‌- الاستدارة Roundness :

- يقصد بها مدى قرب شكل الحبيبة من الأستدارة.

- استجابة الاستدارة للحجوم بحيث انه كلما كان حجم الحبيبة كبير كلما كانت أكثر استدارة بسبب تأثير عوامل النقل عليها.

- عند عمل مقارنة بين الحبيبات يستحب أن تكون متقاربة في الحجوم.

ت‌- الفرز Sorting :

- مدى قرب الحبيبات من بعضها العض.

- الذي يتحكم بالفرز في البيئة الشاطئية هي الأمواج.

- الرياح تعتبر أفضل في ترتيب الحبيبات في البيئة الهوائية.

- البيئات النهرية مشابه للبيئات الهوائية.

- بيئات الثلاجات و العكاره مختلفة لأنها تنقل من مكان إلى مكان اخر فجاة.

ث‌- رتبة النمط Model Class:

- يقصد بها توزيع الحبيبات وهي تمثل علاقة حجم الحبيبات مع أوزانها.

مثال على الأستدارة و الفرز:
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
البيئة : الشاطئية.
الاستدارة: جيدة.
الفرز: جيد جدا.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
البيئة : الهوائية
الاستدارة: مستدير.
الفرز: جيد.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
البيئة : النهرية.
الاستدارة: شبه مستديرة.
الفرز: متوسطة.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
البيئة : الثلاجات و العكارة.
الاستدارة: زاوية.
الفرز: سيئة الفرز.
ج‌- النسيج السطحي Surface Texture :

- هو سطح الحبيبة الخارجي الذي يتأثر بعوامل النقل وهذه العوامل هي:

1- تجمد الحبيبة Frosted Grain :

- طبقة رقيقة جدا تظهر على سطح الحبيبة الخارجي, وعند دراسة الحبيبة تحت المجهر فإنها تقوم بإطفاء بريق الحبيبة بسبب هذه الطبقة وتميز البيئات الهوائية.

- وهي تحدث لسببين ( العوامل المكانيكية بواسطة الرياح – وفي البيئات الصحراوية بسبب الحرارة العالية )

2- شكل حرف V V-Shape :

- وجدت في الكثير من الحبيبات التي تنقل بواسطة تيارات مائية ( بيئات نهرية او بحرية ).

3- التحزز Striation :

- وهي الخطوط التي تظهر على سطح الحبيبة نتيجة إحتكاك بين سطحين وغالبا ماتكون في بيئات الثلاجات.

ولقراءة المزيد عن النسيج السطحي إليكم هذا الرابط:

النسيج السطحي

الطين Mud :

- وهي الرواسب التي تكون أحجامها أقل من 16/1 مم.

- هناك عامل بسيط يمكن التفريق بواسطته بين الطين و الطفل ففي الطفل نجده متورق (مثل صفحات الكتب ) غير ان الطين لا توجد فيه هذه الخاصية.

- كما يدل حجم حبيبات الطين على تعرضها إلى تجوية قوية وبالتالي تم تفكيكها إلى حبيبات دقيقة.

- إن معادن الطين و خاصة [ الإليت – و المونتمونريلات – و الكلورايت ] تتواجد في جميع البيئات تقريبا.

- أما معادن الكاولينيت فهو ناتج عن تجوية الفلسبارات ويسود في البيئات النهرية.

- بالنسبة للعناصر الشحيحة :

كانت هناك عدة محاولات منها:

- محاولة ديجن وآخرون حيث قام بدراسة العنصر الشحيحة بين البيئات النهرية و البحرية وقام بوضع حدود بين البيئتين وأخذ على سبيل المثال عنصري الجاليوم و البورون.

- المحاولة الثانية وضع ديجن ثلاثة عناصر هي الجاليوم والبورون و الربيديوم في مثلث بعد أن حولهم إلى نسب ووضع الحدود الفاصلة بين بيئتي البحرية و النهرية.

- المحاولة الاخيرة كانت في عام 1969 م حيث قام شيبس وآخرون بأخذ عنصر البورون من رواسب الفوسفات و الحديد.
3- التراكيب الرسوبية ( البنيات الرسوبية ) Sedimentary Structures:

تصنف البنيات الرسوبية بشكل عام إلى صنفين رئيسين:

1- بنيات رسوبية أولية: [وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل أثناء عملية الترسيب وتكون نتيجة العمليات الفيزيائية ومن أمثلتها (التطبق- التطبق المتقاطع- والترقق......إلخ) ]. وفي موضوعنا ما يهمنا هي البنيات الرسوبية الاولية.

2- بنيات رسوبية ثانوية: [ وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل بعد الترسيب وهي عادة ماتكون نتيجة العمليات الكيميائية المابعدية النشأة ومن أمثلتها (الدرنات – العقيدات .... إلخ )].

البنيات الرسوبية الأولية Primary Sedimentary Structures:

- وهي التي تتشكل أو تتكون قبل - أثناء – بعد ترسيب الطبقات الرسوبية وتكون ناتجة عن العمليات الفيزيائية (الطبيعية ) أي أنها تعكس ظروف الترسيب، وهي تعطي أدلة مهمة على:

1- طبيعة الوسط الترسيبي Nature of Media

2- عمق الحوض الترسيبي Depth.

3- العمليات الهيدروليكية Hydrolic Processes.

4- اتجاه التيارات Direction of Current.

- التراكيب الرسوبية الأولية تنقسم إلى قسمين من حيث النشأة:

1- التراكيب الرسوبية الأولية الغير عضوية Genetic Classification of Sedimentary Structures:

وهي على ثلاثة أنواع:

- تراكيب قبل الترسيب Pre-Depositional Structures:

هي التراكيب التي تتكون على طبقة(قديمة) قبل أن تترسب عليها الطبقات الأخرى (الحديثة) وتعرف بتراكيب مابين الطبقات، ومن أشهر هذه التراكيب [ تراكيب الغرف و الملء Scour & Fill].

أمثلة عليها: (Channles – Groove mark – Tool mark – Scour mark).
3- التراكيب الرسوبية ( البنيات الرسوبية ) Sedimentary Structures:

تصنف البنيات الرسوبية بشكل عام إلى صنفين رئيسين:

1- بنيات رسوبية أولية: [وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل أثناء عملية الترسيب وتكون نتيجة العمليات الفيزيائية ومن أمثلتها (التطبق- التطبق المتقاطع- والترقق......إلخ) ]. وفي موضوعنا ما يهمنا هي البنيات الرسوبية الاولية.

2- بنيات رسوبية ثانوية: [ وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل بعد الترسيب وهي عادة ماتكون نتيجة العمليات الكيميائية المابعدية النشأة ومن أمثلتها (الدرنات – العقيدات .... إلخ )].

البنيات الرسوبية الأولية Primary Sedimentary Structures:

- وهي التي تتشكل أو تتكون قبل - أثناء – بعد ترسيب الطبقات الرسوبية وتكون ناتجة عن العمليات الفيزيائية (الطبيعية ) أي أنها تعكس ظروف الترسيب، وهي تعطي أدلة مهمة على:

1- طبيعة الوسط الترسيبي Nature of Media

2- عمق الحوض الترسيبي Depth.

3- العمليات الهيدروليكية Hydrolic Processes.

4- اتجاه التيارات Direction of Current.

- التراكيب الرسوبية الأولية تنقسم إلى قسمين من حيث النشأة:

1- التراكيب الرسوبية الأولية الغير عضوية Genetic Classification of Sedimentary Structures:

وهي على ثلاثة أنواع:

- تراكيب قبل الترسيب Pre-Depositional Structures:

هي التراكيب التي تتكون على طبقة(قديمة) قبل أن تترسب عليها الطبقات الأخرى (الحديثة) وتعرف بتراكيب مابين الطبقات، ومن أشهر هذه التراكيب [ تراكيب الغرف و الملء Scour & Fill].

أمثلة عليها: (Channles – Groove mark – Tool mark – Scour mark).
3- التراكيب الرسوبية ( البنيات الرسوبية ) Sedimentary Structures:

تصنف البنيات الرسوبية بشكل عام إلى صنفين رئيسين:

1- بنيات رسوبية أولية: [وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل أثناء عملية الترسيب وتكون نتيجة العمليات الفيزيائية ومن أمثلتها (التطبق- التطبق المتقاطع- والترقق......إلخ) ]. وفي موضوعنا ما يهمنا هي البنيات الرسوبية الاولية.

2- بنيات رسوبية ثانوية: [ وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل بعد الترسيب وهي عادة ماتكون نتيجة العمليات الكيميائية المابعدية النشأة ومن أمثلتها (الدرنات – العقيدات .... إلخ )].

البنيات الرسوبية الأولية Primary Sedimentary Structures:

- وهي التي تتشكل أو تتكون قبل - أثناء – بعد ترسيب الطبقات الرسوبية وتكون ناتجة عن العمليات الفيزيائية (الطبيعية ) أي أنها تعكس ظروف الترسيب، وهي تعطي أدلة مهمة على:

1- طبيعة الوسط الترسيبي Nature of Media

2- عمق الحوض الترسيبي Depth.

3- العمليات الهيدروليكية Hydrolic Processes.

4- اتجاه التيارات Direction of Current.

- التراكيب الرسوبية الأولية تنقسم إلى قسمين من حيث النشأة:

1- التراكيب الرسوبية الأولية الغير عضوية Genetic Classification of Sedimentary Structures:

وهي على ثلاثة أنواع:

- تراكيب قبل الترسيب Pre-Depositional Structures:

هي التراكيب التي تتكون على طبقة(قديمة) قبل أن تترسب عليها الطبقات الأخرى (الحديثة) وتعرف بتراكيب مابين الطبقات، ومن أشهر هذه التراكيب [ تراكيب الغرف و الملء Scour & Fill].

أمثلة عليها: (Channles – Groove mark – Tool mark – Scour mark).
3- التراكيب الرسوبية ( البنيات الرسوبية ) Sedimentary Structures:

تصنف البنيات الرسوبية بشكل عام إلى صنفين رئيسين:

1- بنيات رسوبية أولية: [وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل أثناء عملية الترسيب وتكون نتيجة العمليات الفيزيائية ومن أمثلتها (التطبق- التطبق المتقاطع- والترقق......إلخ) ]. وفي موضوعنا ما يهمنا هي البنيات الرسوبية الاولية.

2- بنيات رسوبية ثانوية: [ وهي التراكيب الرسوبية التي تتكون أو تتشكل بعد الترسيب وهي عادة ماتكون نتيجة العمليات الكيميائية المابعدية النشأة ومن أمثلتها (الدرنات – العقيدات .... إلخ )].

البنيات الرسوبية الأولية Primary Sedimentary Structures:

- وهي التي تتشكل أو تتكون قبل - أثناء – بعد ترسيب الطبقات الرسوبية وتكون ناتجة عن العمليات الفيزيائية (الطبيعية ) أي أنها تعكس ظروف الترسيب، وهي تعطي أدلة مهمة على:

1- طبيعة الوسط الترسيبي Nature of Media

2- عمق الحوض الترسيبي Depth.

3- العمليات الهيدروليكية Hydrolic Processes.

4- اتجاه التيارات Direction of Current.

- التراكيب الرسوبية الأولية تنقسم إلى قسمين من حيث النشأة:

1- التراكيب الرسوبية الأولية الغير عضوية Genetic Classification of Sedimentary Structures:

وهي على ثلاثة أنواع:

- تراكيب قبل الترسيب Pre-Depositional Structures:

هي التراكيب التي تتكون على طبقة(قديمة) قبل أن تترسب عليها الطبقات الأخرى (الحديثة) وتعرف بتراكيب مابين الطبقات، ومن أشهر هذه التراكيب [ تراكيب الغرف و الملء Scour & Fill].

أمثلة عليها: (Channles – Groove mark – Tool mark – Scour mark).
- بنيات بعد الترسيب Post-depositional structures :
- هي التي تشكلت بعد الترسيب أي أنها بنيات تشويه بشكل عام مثل ( Load Cast – Convolute Bedding):

2- التركيب الرسوبية العضوية Organic Primary Sedimentary Structures:

وهي التراكيب الناتجة عن النشاطات الحيوانية مثل آثار المشي و الحفر :

آثار المشي فهي على نوعين :

1- آثار مشي متصلة Trails.
2- آثار مشي متقطعه Tracks.
آثار الحفر وتكون أيضا على نوعين:

1- أما آثار الحفر في الأجسام الصلبة Boring.

2- آثار الحفر في الاجسام الغير صلبة Barrows