أضخم معلومات عن الصخور الرسوبية

السلام عليكم ورحمة الله تعالى وبركاته
أعضاء وزوار منتدى الجيولوجيين السودانيين نظراً لأهمية هذا النوع من الصخور إذ تمثل 70% من سطح الأرض مثل الأحجار الرمليهsandstones الأحجار الجيريه limestone الحجر الطيني الصفحي shale الرواسب الملحيه salt deposits الأحجار الحديديه ironstones الحجر الطيني mudstone الفحم coal الظر chert .
قررت أن أقدم معلومات قيمة ومهمة ومكتملة عن هذه الصخور فى هذا البوست كل يوم بموضوع إلى أن أكمل هذا المقرر إن شاء الله وأؤجو منكم تصحيحى وإضافة أى معلومة ناقصة حتى يتم القصد إن شاء الله

أحمد حسام

بسم الله الرحمن الرحيم

علم الرسوبيات
Sedimentology

يهتم علم الرسوبيات بدراسة الصخور الرسوبيه بمختلف أنواعها من حيث:

أ/ المنشأ والأصل والتكوين
ب/ معرفة عمليات الترسيب ونواتجها
ج/تحديد البيئات الترسيبيه

أهمية دراسة الرسوبيات:

تكمن أهمية دراسة الرسوبيات في الأتي:

1/ 70% من سطح الأرض يتكون من صخور رسوبيه مثل الأحجار الرمليهsandstones الأحجار الجيريه limestone الحجر الطيني الصفحي shale الرواسب الملحيه salt deposits الأحجار الحديديه ironstones الحجر الطيني mudstone الفحم coal الظر chert .
2/ تعتمد دراسة الصخور الرسوبيه علي دراسة البيئات الترسيبيه الحديثه والقديمه واللتان تنبع دراستهما من الأتي:
أ/ دراسة الرسوبيات الحديثه تمكن من معرفة عمليات الترسيب التي ما تزال نشطه،بالاضافه الي الرسوبيات الحديثه التي تكونت نتيجة لتلك العمليات سواء كانت في الأنهار أو البحيرات أو البحار.
ب/ أما دراسة الرسوبيات القديمة فتمكن من معرفة أنواع الرسوبيات أو السحنات (facies) والتي عن طريقها تتم معرفة عمليات الترسيب والبيئات الترسيبيه وبالجمع بين الدراستين يمكن التوصل الي معرفة النموذج الترسيبيDepositional model).
3/ للصخور الرسوبيه أهمية اقتصاديه حيث تحتوي علي المياه الجوفيه،النفط والغاز،المعادن ومواد البناء وغيرها.
4/يمكن بدراسة الرسوبيات معرفة الجغرافيا القديمة ( palaeogeography ).
5/ يمكن بدراسة الرسوبيات معرفة المناخ القديم climate ) ( palaeo .
6/ يمكن بواسطتها تحديد عمر الطبقات وعمل التصنيفات الطبقيه.
7/ معرفة التطور الحيوي لأن الصخور الرسوبيه تجتوي علي سجل الحياة في الأرض.

الدورة الرسوبيه The sedimentary cycle

تتكون الدوره الرسوبيه من عدة مراحل:

1/ التجويه Weathering
2/ التعريه Erosion
3/ النقل Transportation
4/ الترسيب Deposition
5/ اللحم Cementation أو التصلب Lithification
6/ الرفع Uplift
بعد حدوث عمليات الترسيب تحدث عمليات النشأة المتأخرة والتي ينتج عنها:
الدمجCompaction ،الالتحامCementation ، اعادة التبلورRecrystalization الاذابه Dissolution ،الاحلال Replacement .

التجويه Weathering:

هنالك ثلاث عمليات للتجويه وهي التجويه الميكانيكيه ،التجويه الكيميائيه و التجويه الحيويه
أ/ التجويه الميكانيكيه أو الفيزيائيه Physical or mechanical weathering

1/ تحدث بنقصان الحجم بواسطة تكسير وتفتيت الصخور دون تغير تركيبها الكيميائي ويحدث هذا التفتيت نتيجة للأتي:
أ/ تغير درجات الحراره بالليل والنهار والذي يؤدي الي تمدد وانكماش الصخور المتتالي مما يؤدي الي تفتيتها.
ب/ نتيجه لتجوية الأملاح المتبلرة حيث تؤدي عمليات الاجهاد الي تفتيتها.
ج/ تجمد الماء في المسامات أو بين الصخور
2/ يكون الفتات الناتج في المرحلة الأولي مزوي ولكنه يصبح مستدير مع تواصل التجويه

ب/ التجويه الكيميائيه Chemical weathering

تؤدي هذه العملية الي تحلل المعادن وتكوين معادن أخري واتي بدورها تعطي حبيبات الطين،ا لكوارتز والكالسايت
يكون تأثير التجويه الكيميائيه علي الصخور أكثر من تأثير التجويه الفيزيائيه حيث في معظم الأحيان يتم تغير أو ازاحة المعادن المكونه.

ج/ التجويه الحيويه Biological weathering

ينتج دبال التربه نتيجة لنمو وتحلل النباتات وتفاعلها مع الجسميات المعدنيه للصخورويسبب تغير التجويه الكيميائيه الي تغيرات جذريه ينتج عنها تكون التربه وتحدث هذه التغيرات من خلال الأنشطه الحيويه ويطلق علي هذه التجويه الحيويه.
سلسلة تجوية المعادن:
عكس سلسلة بويين في الصخور النارية هنالك نظام تجوية المعادن فنجد أن المعدن الذي يتبلورأولا يتجوي أولا فنجد في السلسلة (ارجع الي السلسلة في الصخور النارية) فلسبار الكالسيوم(أنورثايت) والأوليفين يتجويان أولا ثم من بعدهما المعادن التي تحتهما وفي أخر السلسلة نجد الكوارتز أو المرو وهو أخر ما يتجوي من المعادن.

عمليات النقل:
يتم نقل الفتات الصخري بعدة طرق:
1/ نقل الرياح Aeolian transport
2/ نقل الأنهار Fluvial transport
3/ نقل بالجليد Glacial transport
4/ نقل بالمد والجذر Tidal transport
5/ نقل بالبحار Marine transport
6/نقل موازي للشواطئ Shoreline transport
7/ نقل بالجاذبيه Gravity transport

تنعكس مسافة نقل الحبيبات في شكلها كالاتي:
أ/ الحبيبات التي تنقل مسافات بعيده تكون اكثر استدارة من القريبه من المصدر وذلك نتيجة لعمليات السحق والبري
ب/ كلما طالت مسافة نقل الحبيبات كلما أصبحت أصغر حجما،نتيجة للسحق والتفتيت والتكسير الناتج من اصتدام الحبيبات ببعضها البعض.

عملية الفرز أو التصنيف Sorting process

الحبيبات الكبيره والثقيله تحتاج الي طاقه نقل كبيره (مثل سرعة مياه عاليه)لكي تنتقل من مكان الي اخر ويتدرج انتقال الحبيبات من حبيبات أو جسيمات ذائبه في محلول الماء ،الي طين وأكاسيد الحديد وتتحرك بسرعه الماء، الي حبيبات الرمل حيث بعضها يتدحرج وبعضها يقفز قليلا فوق القاع،وأخيرا تتحرك قطع الفتات الصخري الكبيره عندما تزيد سرعة جريان الماء،ويتدرج التصنيف من جيد والذي تترسب في رواسبه حبيبات من حجم واحد الي ردئ التصنيف.

ا
لدرس الثانى
تصنيف الصخور الرسوبية

تصنيف الصخور الرسوبيه

تصنف الصخور الرسوبيه حسب عمليلت الترسيب الغالبه الي:

الصخور الفتاتيه:

تنشأ صخور هذه المجموعة من نواتج التجويه غير القابله للذوبان مثل الحتات Detritus أو الفتات Clastic وأهم هذه الصخور الرواهص والأحجار الرمليه.
واعتمادا علي مقياس ونتورث ( في الجدول أدناه ) والذي تستخدم فيه وحدة المليمتر تصنف الصخور الفتاتيه كما يلي:

مقياس الحبيبات (ملم) رتبة الحجم Size order اسم الصخر
< 256 ملم
64
4
2 جلمود
حصي كبير
حصي صغير
حصيات Boulder
Cobbles
Pebbles
granules راهص Breccia
مدملك أو رصيص
Conglomerate
1/16 رمل Sand حجر الرمل Sandstone
1/256 غرين Silt حجر الغرينSiltstone
> 1/256 طين Clay الطفلClaystone

الصخور الفتاتيه:

1/الرصيص أو المدملك Conglomerate
صخر فتاتي رسوبي يتكون من جسيمات (particles) أو حصيات كبيره ملتحمه براسب أرضيه (matrix) تتكون من الرمل أو الغرين،تكون حصيات هذا الصخر وحبيباته جيدة الاستداره ومعتدلة التصنيف،تتكون حصيات المدملك منقطع صخريه ومعدنيه متنوعه ولكن الأكثر شيوعا هي معادن الكوارتز وحصيات صخر الكوارتزايت والشيرت.
2/الراهص أو البريشيا (Breccia)
مشابه لصخر المدملك الا أن حصياته مزواه ومتماسكه بأرضيه من الرمل والطين والغرين،ويكون في العادة ردئ التصنيف،ويتكون مثل هذا الصخر عادة من حركة المثلجات (glaciations) والانزلاقات الأرضيه (landslides) وحركة الكتل (mass movement) أو نتيجه للانهيارات الأرضيه وتسمي الرواهص الانهياريه (collapse Breccia) .

3/ أحجار الرمل:sandstones
صخور رسوبيه فتاتيه ،تتكون من حبيبات رمليه يترواح حجمها ما بين 1/16 -2 ملم ويسود فيها معدن الكواتز بالاضافه الي معادن أخري بنسب قليله.

4/ أحجار الغرين (siltstones)
صخور رسوبيه فتاتيه،محتويه علي نسبه لا تقل عن 50% من المواد المكونه لها من حبيبات يترواح حجمها ما بين 1/16-1/256 وغالبا ما تكون ذات بنيه رسوبيه مرققه(laminated) وتترسب مثل هذه الصخور بشكل كبير في الدلتاوات بواسطة الأنهار.

5/ أحجار الطين أو الطفل:
صخور رسوبيه فتاتيه دقيقه الحبيبات تتركب من جسيمات تقل عن 1/256 ملم وتتميز هذه الصخور بأنها مترققه وقليلة السمك وخاصة الطفل أو الطين الصفيحي وتشكل المعادن الطينيه المكون الأساسي لهذه
الصخور،تترسب صخور الطين والطفل في بيئات رسوبيه هادئه وذات طاقه منخفضه (low Energy)
مثل البرك الشاطئيه (Lagoons) وفي المناطق البحريه العميقه وفي السهول الفيضيه وفي أواسط البحيرات.
الصخور الكيميائيه:

1/ الحجر الجيريLimestone
صخر رسوبي كيميائي النشأه يحتوي علي معدن الكالسايت بنسبة تزيد عن 50% من مكونات الصخر وقد توجد معادن أخري تصل الي 50%من تركيب الصخر،أهم هذه المعادن هي الطين،الكوارتز وأكاسيد الحديد،ويترسب الكالسايت المكون للصخور الجيريه كيميايئا أو عضويا وقد يترسب من فتات ذو أصل جيري،توجد أنواع عديده من أحجار الجير قسمت علي أساس أنسجتها وخواص أخري تميزها عن بعضها البعض.ومن أمثلتها:
1/ الحجر الجيري المتبلور limestone Crystalline
2/ حجر الجير الدقيق التبلور Microcrystalline limestone
3/ حجر الجير السرئي (يتكون من حبيبات دقيقه كرويه تسمي السرئيات حوالي 2 ملم في الحجم) Oolitic limestone

4/حجر الدلومايت Dolomite
وهنالك عدد من الصخور الكيمائيه مثل:
1/ صخر الجبس تجمعات لمعدن الجبس
2/ صخر الملح Rock salt من معدن الهالايت ومترسب من ملح كلوريد الصوديوم
3/الأنهيدرايت Anhydrite صخر رسوبي كيميائي النشأة يتكون من معدن الأنهيدرايت وينشأ من تبخر ماء البحر

4/ الظر والصوانChert & Flint
صخور رسوبيه كيمائيه سليسيه دقيقه الحبيبات، من مكوناتها الأساسيه معدن الكوارتز والتي أما أن تكون:
أ/ دقيقة التبلور Microcrystalline
ب/ خفية التبلور أو مستتره Cryptocrystalline
عادة يتم ترسيبها في شكل عقد في حجر الجير من محاليل السليكا بواسطة المياه الجوفيه،أو في المياه البحريه الضحله.

الصخور العضويه أو الكيميائيه الحيويه

ومن أمثلة هذه الصخور:
1/الكوكيناCoquina
وهو صخر رسوبي عضوي ينشأ من أصداف وفتات الأصداف البحريه ملحومه بمعدن الكالسايت المتبلر

2/ حجر الجير الأحفوري Fossiliferous limestone
صخر رسوبي عضوي غنئ بالأحافير والكسر الأحفوريه مثل المرجانيات والمحاريات وغيرها
3/ الصباشيرChalk
صخر رسوبي عضوي النشأة بتكون من حبيبات جيريه دقيقه جدا ( كحجم الطين ) يتكون عادة من أصداف الفورامنيفيراForaminifera
4/ الخث Peat
صخر رسوبي عضوي يتكون من بقايا نباتيه ذهت لون بني داكن نتيجة للتحلل وتفتت البقايا النباتيه
5/ الفحم Coal
من أصل نباتي وهو عبارة عن مادة صلبه غير متبلره وقابله للاحتراق ويصنف طبقا لرتبته ومكوناته الطبيعيه ويحتوي كيميائيا علي ثلاثة عناصر رئيسيه هي (O,H,C) مع نسبه قليله من (N,S) وشوائب معدنيه.

البنيات الرسوبيه Sedimentary structures

هي بنيات تتميز بها الصخور الرسوبيه عن غيرها ومن أهم هذه البنيات:
1/ التطبق Bedding
2/ التطبق المتقاطع Cross bedding
3/ الترقق Lamination
4/ علامات النيم Ripple marks
5/ التطبق المتدرج Graded bedding
6/ شقوق الطين Mud cracks
7/ العقيدات Nodules
8/ الدرنات Concretions
9/ الجيود Geodes

1/ التطبق Stratification or bedding

من البنيات الرسوبيه التي تتشكل اثناء الترسيب حيث تظهر الصخور الرسوبيه بطبقات بسمك أكبر من 1 سم ومنفصله عن بعضها البعض بحيث يمكن تمييز الطبقات المتجاوره لانها مفصوله عن بعضها البعض بانقطاع فيزيائي مميز في الصخر ويدعي هذا الفاصل مستوي التطبقBedding plane وتكون هذه المستويات متوازيه في حالة التطبق المتوازي.

2/ التطبق المتقاطع Cross bedding

يستخدم هذا المصطلح عندما تظهر الطبقه أو الطبقات محتويه علي رقائق مائله أو متماسه بزاويه مع الطبقات السفلي وزاويه مع الطبقات العليا وينقسم هذا النوع الي ثلاث أقسام:
أ/ التطبق المتقاطع المستوي Planar cross bedding
وتكون في هذا النوع أطقم الرقائق المائله محصوره بين سطحين مستويين ومتوازيي
ب/ التطبق المتقاطع السفينيWedge cross bedding
تكون أطقم الرقائق في الطبقه محصوره بين سطحين مستويين ولكن غير متوازيين
ج/ التطبق المتقاطع الحوضي Trough cross bedding
وتكون أطقم الرقائق الموجوده بداخل الطبقه مشكلة بطريقه تشبه الحوض وذلك لأنها تشكلت من تياريين في اتجاهين متضادين وتكون في العاده محصوره بين سطحين مستويين ومتوازيين،ويمكن الاستفاده منها في معرفة اتجاه التيار القديم

3/ الترقق Lamination
هو أحد أنواع البنيات الرسوبيه الذي تظهر فيه الطبقات تتابعات طبيقه رقيقه جدا يقل سمكها عن 1 سم ،وغالبا ما يكون الترقق موازيا لاسطح الطبقه المحتويه عليه
4/ علامات النيم Ripple marks
تشير علامات النيم الي تلك التموجات الرمليه الصغيره التي عامة ما تتشكل علي أسطح الكثبان الرمليه أو علي امتداد أسطح الشواطئ الرمليه وهنالك نوعان رئيسيان من علامات النيم:
أ/ علامات النيم المتماثل:
ويتميز هذا النوع بتماثل انحدار جانبي تموجات النيم وتظهر قمم هذه التموجات بأسطح مستديره نسبيا ومتباعده عن بعضها البعض وبقيعان مستديره أيضا ويتكون هذا النوع بتيار منتظم من حيث حركته المتقدمه والمتراجعه

ب/ علامات النيم غير المتماثل:
يتميز بعدم تماثل انحدار جانبي تموجاته حيث تحد قممه بسطحين ذو انحداريين مختلفين،ويكون الجانب المواجه للتيار قليل الانحدار بينما يكون الجانب المعاكس للتيار شديد الانحدار

5/ التطبق المتدرج Graded bedding
من البنيات الرسوبيه الأوليه التي تتشكل أثناء الترسيب وتتميز هذه البنيه الرسوبيه بتناقص في أحجام حبيباتها كلما أتجهنا الي أعلي،حيث يتم ترسيب الحبيبات الكبيره والثقيله أولا ثم تتبعها الحبيبات الصغيره والتي تكون أقل كثافه

6/ شقوق الطين Mud cracks
هو من البنيلت الرسوبيه الأوليه ولكنه لا ينسجم من حيث النشأة مع أي من الأقسام،تتكون شقوق الطين عندما يجف سطح الطبقه الطينيه الغرينيه المشبعه بالماء وذلك نتيجه لتعرضها لاشعة الشمس وتبخر الماء منها أو نتيجه لتسرب المياه من سطح الطبقه الي الطبقات السفلي

7/ العقيدات Nodules
هي بنيات رسوبيه ثانويه،وهي أجسام لها سطح مزوي،تتكون العقيده من ماده معدنيه دقيقه التبلور الي عديمة التبلور،تختلف العقيده في تركيبها المعدني عن الصخر الرسوبي المحيط ولا تحتوي علي بنيات داخليه
8/ الدرنات Concretions
هي من البنيات الرسوبيه الثانويه وتشير الي تركيز موضعي لاحدي المواد اللاحمه التي تساعد علي تصلب الصخر وهي عادة ما تكون اجسام كرويه من الكالسايت أو الدواومايت أو السيليكا أو أكاسيد الحديد،يمكن التمييز بين الدرنات والعقيدات حيث أن العقيدات لا تحتوي علي بنيات داخليه وغير منتظمه

9/ الجيود Geodes
هي من البنيات الرسوبيه الثانويه وعادة ما تكون كرويه الشكل وذات تجويف داخلي ومحاطه بطبقيه من معدن الكالسيدونيChalcedony وتنمو في داخلها بلورات الكوارتز
10/ بنيات طوابع الثقلLoad cast
هي من البنيات الثانويه التي تحدث بعد الترسيب وذلك بتشوه البنيه الرسوبيه للصخر ومثال ذلك انغماس راسب ثقيل مثل الرمل في راسب أخف مثل الوحل مشكله بنيات الحمل Load cast
11/ أسطح عدم التوافق
من البنيات الرسوبيه الأوليه التي تحدث قبل الترسيب،تشكل أسطح عدم التوافق بنيات حت أو عدم ترسيب تفصل بين مجموعتين من الطبقات،تحدث عمليات التعريه والحت في الطبقات الأقدم التحتيه وبعدها يتم ترسيب الطبقات الرسوبيه الأحدث أعلاها وبينهما سطح عدم التوافق.

دائما يبدع السيد مشرف قسم البترول في اختيار المواضيع وطريقة والسرد في الموضوع
ودائما عودنا علي انتظار المفيد وتقديمة لتعم الفائدة
مشكور مشرف قسم البترول علي هذه المشاركة المفيدة جدا والفعالة
وتقبل مروري

تسلم تقيل مرورى

مشكورين
زرياب
وائل
وإلى الأمام

الدرس الثالث
الخصائص الطبيعيه للحبيبات

الخصائص الطبيعيه للحبيبات

يقصد بها دراسة خصائص الحبيبات من حيث الحجم(size) والشكل (shape) وترتيب الجزئيات المعدنيه(fabric) داخل أي صخر،ويطلق علي هذه الخصائص نسيج الصخر(texture) ،ويجب علينا أن نميز بين النسيج الذي يمثل العلاقه الموجوده بين الحبيبات داخل الصخر الواحد والبنيات الرسوبيه التي تمثل العلاقات الكبيرة الشكل والحجم والتي يمكن دراستها وملاحظتها علي الطبيعه في الحقل.

1/ حجم الحبيبات Grains size :

يعتبر مقياس تدرج الحبيبات للعالم وينتورثWentworth (1922) هو الأكثر استعمالا لتقسيم حبيبات الرواسب أما مقياس فاي (phi= ø) لكرمباين (Krumbein 1934) فهو يحتفظ باسماء Wentworth التدريجيه ولكن يحول الحدود المتدرجه الي فاي(ø) وفقا للمعادله التاليه:
Phi (ø) =log2 dim (mm)

مقياس تدرج الحبيبات للعالم وينتورثWentworth (1922)

طرق القياس الحجمي للحبيبات:

يتم قياس كل من الجلاميد والحصي الكبير والصغير أو الظلط باستعمال شريط معدني مدرج أو مسطره اما الحصي الصغير من الممكن ان نستعمل المجهر المثبت عليه قياس خاص يسمي Eye piece micrometer وبه تدريج خاص.
أما التحليل الدقيق لحجم الحبيبات يتم باستخدام الغربال وبالذات للصخور الفتاتيه المفككه كما نستعمل أيضا طريقة الترسيب أو سرعة الترسيب للحبيبات في عمود مائي لمعرفة حجم الحبيباتن أما بالنسبه للصخور الرسوبيه المتلاحمه يمكن استعمال الشرائح المجهريه لقياس حجم الحبيبات.

تحليل حجم الحبيبات Grain size analysis

تحليل حجم الحبيبات يعكس القياسات الأحصائيه المختلفه،درجة التفلطح،درجة التماثل،درجة التصنيف،الوسط والوسيط.يساعد هذا التحليل في تصنيف الصخور الرسوبيه وبتضامنه مع تحليل أخري يمكن من تحديد البيئات الترسيبيه
يختص تحليل حجم الحبيبات بمعرفة توزيع أحجام الحبيبات في الرسوبيات المفتته أو الصخور الرسوبيه،واكثر الأنواع شيوعا هو التحليل بالغربال sieve والذي يتكون من مجموعه من الغرابيل ذات أنصاف أقطار تتراوح بين (( 4----0,0312 mm وترتيب الغرابيل ترتيبا تنازليا وفقا لسعة اقطار فتحات كل منخل مشابها لترتيب مقياس ونتورث للحجوم.
الطريقة المثلي للتحليل باستخدام التحليل الرطب:
1/ تكسر العينات الي أحجام صغيره 1سم3 تقريبا بعنايه فائقه حتي لاتتكسر الحبيبات ثم تغمر بالماء.
2/ تفكك العينات بلطف باستخدام الهون البورسليني.
3/ ترج العينات باستعمال جهاز الرج لمدة 4 ساعات علي الأقل.
4/ تجفف العينات باستخدام حمام رملي.
5/ أخذ وزن معين من العينه وليكن 40 جرام أو 50 جرام.
6/ توضوع العينه علي جهاز التحليل وترتب المناخل كالأتي: 4 مم،2 مم،1 مم،0,5 مم،0,25 مم،0,125 مم،0,63 مم،0,032 مم.
7/ تنخل العينات لمدة 15 ــــــ20 دقيقه وبسعة قدرها 5.
8/ تجمع العينات من كل منخل علي حده وتجفف ثم توزن بواسطة ميزان حساس وتسجل النتائج.
9/ تحسب نسبة كل وزن في كل غربال بالنسبه للوزن الكلي.
10/ تحسب النسبه التجمعيه كما في الجدول التالي.

حجم الغربال (مم) الوزن بالحجم النسبه المئويه النسبه التجمعيه
4 5 25 25
2 3 15 40
1 2 10 50
0,5 10 50 100

سرعة الاستقرارSettling velocity

تستخدم هذه الطريقه لفصل حجوم جسيمات حبيبات الرواسب الناعمه مثل الرمل الناعم،الغرين والطين اذا اجتمعت سويا في عينه واحده.توضع العينه المراد تحليلهافي انبوب زجاجي ملئ بسائل (ماء)،فنجد أن رواسب العينه ستستقر في قاع الأنبوب تنازليا الي أعلي حيث نجد الحجوم الكبيره تليها الحجوم الصغيره ثم الأصغر،وتعتمد هذه الطريقه علي قانون ستوك Stokes law كما هو أدناه:
W = {(p¹ -p) g} d²
18µ

حيث:W = سرعة الاستقرارsettling velocity
(p¹ -p) = الفرق بين ثقل الحبيبه والسائلdensity difference
g = ازدياد سرعة الهبوط نتيجة للجاذبيه
µ = لزوجة السائل
d = قطر الحبيبه أو الجسيم (particle)
وهنالك طرق متعددة لقياس زمن وصول الحجوم المختلفه الي نقطة الاستقرار وكمياتها نذكر منها طريقة Atterberg التي تستخدم لتحليل حجم الحبيبات ذات الحجم أقلمن 0,0312 مم كالأتي:
1/ يجمع الراسب المتبقي م عملية الغربله في اسطوانة اتربيرج ثم يضاف اليه ماء مقطر حتي حجم 30 سم3
2/ ترج الزجاجه جيدا لعدة دقائق ثم نبدأ حساب الزمن.
3/ بعد مضي 24 ساعة تفرغ محتويات الاسطوانه في كأس وتمثل هذه حجوم الحبيبات أقل من 0,002 مم ثم نعيد ملئ الأسطوانه الي 30 سم3.
4/ بعد ساعتين تفرغ محتويات الأسطوانه فيكأس وتمثل هذه حجوم الحبيبات بين (0,002 ــــــ 0,006 ) مم ثم نعيد ملئ الأسطوانه الي 30 سم3
5/ بعد مضي ربع ساعة تفرغ محتويات الاسطوانه لتمثل حجم الحبيبات بين (0,006 ــــ0,02 )مم.
6/ يفرغ المتبقي في الاسطوانه عن طريق الغسيل الجيد بالماء المقطر في كأس ليمثل حجم الحبيبات ين ( 0,02 ـــــ0,26 )مم.
7/ تجفف هذه العينات بواسطة حمام الرمل وتوزن وتضاف الي نتائج التحليل الرطب.
8/ يتم حساب النسب الوزنيه والنسب الوزنيه التراكميه لكل جزء.
التوضيح البياني لنتائج التحليل الحجمي:
يتم التوضيح بأحد الطرق التاليه:
1/ المدرج التكراري Histogram
يتكون من عدة أعمدة متراصة بشكل متجاور ويمثل كل عمود نسبه مئويه لحجم تدريجي تحتويه العينه المفحوصه، ويعطي معلومات عامه عن خصائص الراسب فقط.ويعطي صورة جيدة عن التوزيع الحجمي للرواسب.

2/ منحني التواتر
يشكل منحني التواتر عندما نلطف زاوايا مضلعات المدرج التكراري،ويعتبرأكثر دقه من المدرج التكراري لأنه يعمل بصوره مستقله عن الفترات المنخليه المستخدمه لذا فانه يعكس صوره حجميه أفضل عن العينه من المدرج التكراري.ويمكن أن يكون واحد من ثلاثة أنواع:

3/منحني التراكم Cumulative curve

يتم رسمه بطريقة تماثل بناء المدرج التكراري حيث نرسم النسبه التجمعيه مقابل حجم الغربال.ويستلزم أن يكون المقياس الرأسي 100% والمقياس الأفقي للحجم أما بالملم أو بوحدة الفاي.ويجب أن يمر خط المنحني من خلال جميع النقاط الحجميه التراكميه.
وفائدة رسم المنحني التراكمي لعينه ما يعود الي امكانية استخراج قيم جميع المعاملات الحجميه للحبيبات لتلك العينه والتي تشمل:
1/ متوسط حجم الحبيباتMean grain size (M)
2/ الوسيطMedian Md
3/ درجة التصنيف Sorting ∂ø
4/ مقياس الانحرافSkewness Sk
5/ معامل التفرطح (مقياس قيمة التوزيع)Kurtosis Kg

لتحديد هذه المعاملات يجب استخراج القيم التاليه من المنحني التراكمي وهي (حجم الحبيبات عند هذه النسب )5%،16%،25%،50%،75%،84%،95% ويجب أن القيمة المستخرجه علي مقياس Phi وعندها يتم استخراج المعملات الحجميه باستخدام المعادلات الحسابيه التي وضعها العالمان Folk &Ward,1957 وهي كما يلي:
1/ الحجم الحبيبي الوسيط Median grain size

هو الحد الذي يفصل منتصف العينه عن الأخري وهو يعادل ما يقرأ علي المنحني التراكمي عند نقطة تقاطع النسبه المئويه (50%) مع منحني التوزيع.

2/ الحجم الحبيبي المتوسط Graphic mean

والذي يستخرج باستخدام المعادله التاليه
ونجد أنه يعطي صوره جيده لتوزيع حجم الحبيبات عن الوسيط.

3/ معامل التصنيف البياني الشاملInclusive graphic standard deviation

يبين نوعية تصنيف العينه من خلال درجة تصنيف المواد المترسبه حول الحجم المتوسط والتي يمكن منها معرفة اتجاه جميع الحبيبات سواء كانت ذات رتبه حجميه حبيبيه واحده أم أنها خليط من جميع الحجوم.وتستخدم المعادله التاليه في استخراج قيمة تصنيف جبيبات العينه المدروسه:
وعند استخراج قيمة التصنيف يمكن معرفة رتبة تصنيف العينه وذلك بمقارنتها بمقياس التصنيف الذي وضعه العالم Folk,1974
تصنيف جيد جدا ∂ ≤o.35 very well sorted
تصنيف جيد 0.35 – 0.5 well sorted
تصنيف جيد بشكل معتدل 0.5 – 0.71 moderately well sorted
تصنيف معتدلo.71 – 1 moderately sorted
تصنيف ردئ 1- 2 poorly sorted
تصنيف ردئ جدا 2 – 4 very poorly sorted
تصنيف ردئ للغايه4 extremely poorly sorted ≤
ويعكس التصنيف مسافة نقل الرواسب ويعتمد علي شدة التيار الناقل،وعموما فان التصنيف يقيس الاختلاف في حجم الحبيبات.

4/ معامل الحيود أو الانحراف البياني الشامل Inclusive graphic Skewness

يشير هذا المعامل الي الجاتب الذي تشغله أغلب حبيبات العينه من حيث الخشونه والنعومه ويظهر ذلك علي الشكال التاليه:

ويستخرج مقياس الحيود باستخدام المعادله التاليه:

وعند استخراج قراءة مقياس حيود راسب ما،يمكن مقارنته بالقراءات التي وضعها العالم Folk,1974 حتي يتم تحديد نوعية حيود تلك العينه وفي أي اتجاه:
SK 1- o.3 strongly fine- skewed حيود شديد النعومه
حيود ناعم 0.3-0.1 fine- skewed
حيود متقارب التماثل0.1 - (-0.1) near symmetrical
حيود خشن(-0.1) –(-0.3) coarse skewed
حيود شديد الخشونه (-0.3)-(-1) strongly coarse –skewed

5/ معامل التفرطح Graphic kurtosis

وعند استخراج مقياس التفرطح من المنحني التراكمي للعينه يمكن مقارنته بالمقاييس التي وضعها العالم Folk,1974في هذا الشأن والتي تحدد لنا نوعية التوزيع التفرطحي لهذه العينه وهو كالأتي:
تفرطح منبسط جداKg ≤0.67 very platykurtic
تفرطح منبسط0.67- 0.9 platykurtic
تفرطح عادي0.9-1.11mesokurtic
تفرطح مرتفع1.11- 1.5 leptokurtic
تفرطح مرتفع جدا1.5-3 very leptokurtic
تفرطح مرتفع للغايه ≥ 3 extremely leptokurtic

تأويل وتفسير تحليل حجم الحبيبات:

يمكن أن يستعمل للتمييز بين الرسوبيات من ناحية:
1/ البيئات الترسيبيه ونوع السحنات.
2/ العمليات الترسيبيه
3/ ظروف التدفق أو النقل.
في تفسير البيئات الترسيبيه يجب استعمال حجم الحبيبات مع دلائل أخري مثل اللون والمحتوي المعدني والمحتوي الحفري...الخ لأنه في كثير من الأحيان ربما تنقل أو يعاد نقل الرواسب من بيئه ترسيبيه أخري.
حجم الحبيبات يمكن أن يستعمل لمعرفة اتجاه ونقل وتوزيع الرسوبيات حيث تقل الرسوبيات في الحجم عندما تكون بعيده من المصدر.
معامل التصنيف يعطي فكره عن مدي أثر وسط الترسيب وقدرته علي توزيع الحبيبات في أحجام مختلفه والعوامل التي تحدد نوعية التصنيف هي:
1/ مصدر الرسوبيات (ناري أو متحول..الخ)
2/ حجم الحبيبات (زلط،طين ....الخ )
3/ بيئة الترسيب بواسطة (المياه أو الرياح أو كليهما ) وعادة ما تكون رواسب السواحل والصحاري جيدة التصنيف.
رواسب أو رمال السواحل تكون ذات مقياس تماثل سالب وذلك لأن الحبيبات الناعمه يتم نقلها بواسطة الأمواج وتبقي الحبيبات الخشنه بينما رمال الأنهار موجبه التماثل لأن الحبيبات الناعمه لا يتم نقلها بواسطة الأمواج أو التيارات حيث تكون عملية تشغيل وتنظيف الرواسب محدوده.
تعكس رسومات المنحنيات التراكميه فائده عظمي حيث يمكن عمل عدة منحنيات علي ورقه بيانيه واحده،وفي نفس الوقت تظهر اختلافات التصنيف لهذه العينه بوضوح.وكلما اقترب المنحني من الشكل الرأسي كلما عاد ذلك الي تحسين التصنيف حيث تكون النسبه الرئيسيه لهذا الراسب واقعه ضمن رتبة حجميه واحده،أما النسبه الخشنه والناعمه فانها تشغل نهايتي المنحني.
وقد استفاد كثير من الباحثين من المعاملات الحجميه في تمييز بيئات رسوبيه عديده وذلك بواسطة التحليل الحجمي للحبيبات لرواسب حديثه واظهار التغيرات الثنائيه بين كل معاملين حجميين مثل معامل الحجم المتوسط مع معامل التصنيف أو معامل التصنيف مع معامل الانحراف أو الانحراف مع الحجم المتوسط.

[size=24]الدرس الرابع
مورفولوجية الحبيبات[/size]

مورفولوجية الحبيبات
Grain morphology

1/ شكل الحبيبات

تحديد شكل الحبيبات يعتمد علي معرفة الاستداره Roundness والتكور Sphericity تهذه الحبيبات، وقد وصفت اشكال الحبيبات وفقا لمقياس Zing1935 والذي يعتمد علي استخراج النسب فيما بين علاقة قياس كل من الطول والعرض وسمك الحبيبه أو الحصي الصغير،وتمثل هذه المقياييس المحاور أو الأقطار الثلاثه للحبيبه وهي كما يلي:
أ/ القطر الأكبر (Long diameter =dl)
ب/ القطر الأوسط (Intermediate diameter di)
ج/ القطر الأصغر) (Short diameter ds

وقد تمكن زنج باستخدام العلاقه بين أقطار الحبيبه من ايجاد أربعة رتب classes رئيسيه لاشكال الحبيبات أو الحصي الصغير وهي كما يلي:
1/ كرويه Equant or spherical
2/ قرصيه Tabular, oblate or discate
3/ ورقيه أو نصليه Blade
4/ قضيبيه Prolate,rod or roller

2/ التكور Sphericity

عباره عن مقياس الدرجه التي تقترب بها الحبيبه من الشكل الكروى ولتحديد هذه الخاصيه يجب ايجاد العلاقه النسبيه بين المحاور الثلاثه الرئيسيه للحبيبه.

3/ الاستداره Roundness

هي عباره عن درجة انحناء اركان الحبيبه وهي مستقله تماما عن خاصية التكور ويمكن تصنيف استدارة الحبيبه الي سته أنواع كما يلي:
1/ زاويه جدا V.angular
2/ زاويه angular
3/ شبه زاويهsub-angular
4/ شبه مستديرهsub-rounded
5/ مستديرهrounded
6/ مستديره جداwell rounded

مورفولوجية الحيبات تعتمد علي :
1/ المعدنيه،نوع المعدن المكون للحبيبات
2/ طبيعة صخور المصدر (ناريه،متحوله،رسوبيه)
3/ درجة التجويه (متقدمه أو متوسطه)
4/ درجة الصقل أثناء النقل
5/ التاكل أو التحلل اثناء عمليات النشأة المتأخره
6/ الاستداره تزيد بزيادة فترة النقل أو التشغيل فمثلا في البيئات البحريه والصحراويه يكون الرمل أكثر استداره من تلك التي توجد في البيئات النهريه والجليديه (عملية التشغيل محدوده)

4/ نسيج سطح الحبيبات Grain surface texture

يشير هذا النوع من الأنسجه الي ما يظهر علي سطح الحبيبه الرمليه من علامات دقيقه عادة ما تشتمل علي خاصية كل من التثلج والحطوط والخدوش والتضاريس وما أشبه ذلك.
يشير هذا النوع من الأنسجه الي ما يظهر علي سطح الحبيبه الرمليه من علامات دقيقه عادة ما تشتمل علي خاصية كل من التثلج والحطوط والخدوش والتضاريس وما أشبه ذلك.وفي كثير من الأحيان تحتاج اي مجهر ماسح الكتروني لرؤيتها وفحصها بوضوح. ويعتقد بأن كثير من هذه العلامات تمثل أهميه تكتونيه.
ان الأنسجه السطحيه متنوعه ولكن يمكن اجمالها في مجموعتين:
الأولي:تظهر حبيباتها بشكل معتم أو مطفيه أو ثلجيه السطح وهذه تدل علي حت هوائي أو ريحي مثل فتات الوجهريحيات ventifacts ومن المحتمل أن تكون العتمه أو الانطفاء نتيجة تغلف سطح الحبيبات بالدهن الصحراوي Desert varnish .
الثانيه: تشتمل علي علامات تحتويها أسطح حبيبات الحصي والجلاميد وهذه العلامات عباره عن خطوط منتظمه،خدوش وحفر وغيرها من علامات التضاريس، الخطوط المستقيمه والمنتظمه ربما تشير الي نشاط الزحف الجليدي،أما الخدوش الهلاليه تشير الي تيارات نهريه عاليه السرعه.
ان دراسة علامات النسيج السطحي تعكس أصل وتاريخ الحبيبات ولكن يجب أخذ الحذر لأن عميلات النشأة المتأخرة قد تعمل أو تغير بصوره كبيره من تلك الأنسجه.

» أضخم معلومات عن الصخور النارية
» أضخم معلومات عن الصخور النارية
» تصنيف الصخور الرسوبية
» الصخور الرسوبية Sedimentary Rocks
» كيف نتعامل مع الصخور الرسوبية في الحقل