الصخور المتطفلة النارية

يمكن أن يؤدي تحديد تكوين الصخور النارية إلى إبلاغ العلماء بالنشاط البركاني السابق للموقع.

تتشكل الصخور النارية عن طريق تبريد وتبلور الصخور السائلة ذات درجة الحرارة العالية ، والمعروفة باسم الصهارة. الصهارة نادرة نسبيا على سطح الأرض وطبقاتها العليا. ومع ذلك ، يمكن أن تصل الصهارة أحيانا إلى السطح من خلال الثوران البركاني أو حدث مماثل ، مما يشكل صخورا نارية بثقة. بدلا من ذلك ، يشار إلى الصهارة التي تبرد وتتبلور تحت سطح الأرض باسم الصخور النارية المتطفلة.

سيوضح هذا الفيديو كيفية تشكل الصخور النارية المتطفلة ، ويوضح كيفية محاكاة تكوينها من خلال تجربتين بسيطتين.

يمكن أن يحدث تبريد الصهارة وتبلورها في مجموعة متنوعة من البيئات ، بعدة طرق. يمكن أن يكون لسرعة التبريد ، سريعة أو بطيئة ، تأثيرات كبيرة على الصخور الناتجة المتكونة. تولد معدلات التبريد المختلفة صخورا ذات حجم وشكل وترتيب بلوري مختلف ، وهي عوامل تحدد نسيج الصخور بشكل عام. يولد السطح ، أو التبريد السريع ، صخورا تتميز ببلورات صغيرة جدا ، في نسيج يشار إليه باسم أفانيتي.

في المقابل ، فإن التبريد الذي يحدث في باطن الأرض مع تصلب أجسام الصهارة في باطن الأرض يحدث بشكل أبطأ بكثير. قد توجد الصهارة في مرحلة تعرف باسم الذوبان الجزئي. يولد هذا التبريد والتصلب صخورا ذات بلورات كبيرة نسبيا ، مرئية بالعين المجردة. يشار إلى الصخور من هذا النوع باسم الصخور النارية المتطفلة ، وتولد أحجام الحبوب الخشنة والأكبر نسيجا يشار إليه باسم الفانيريتيك.

يحدد كل من الملمس والتكوين أنواعا محددة من الصخور النارية. من الناحية التركيبية ، تمتد الصخور النارية على مجموعة من الصخور البركانية ، إلى المتوسطة ، إلى المافية. الصخور الفلسية غنية بالألمنيوم والسيليكا ، بينما تحتوي الصخور المافية على كمية أقل من السيليكا ، ولكن تحتوي على المزيد من الحديد والمغنيسيوم. يمكن أن تقع تركيبات الصهارة في أي مكان على الطيف بين الفلسي والمافيك.

من الناحية الكمية ، تحتوي الصخور الفلسية على ما يقرب من 60-75٪ من ثاني أكسيد السيليكون من حيث الوزن ، وتسمى على نطاق أوسع الجرانيتية. تحتوي الصخور المافية على حوالي 45-60٪ من ثاني أكسيد السيليكون ، وهي قاعدتية على نطاق واسع في التركيب. يشار إلى التركيبات الوسيطة ، التي تبلغ حوالي 55-63٪ من ثاني أكسيد السيليكون ، باسم الأنديزيت.

باستخدام عرضين معمليين ، يمكننا توضيح عمليات تكوين الصخور النارية المتطفلة وتكوين البلورات في درجات حرارة تبريد مختلفة.

تتمثل المرحلة الأولى في عرض الذوبان الجزئي في اختيار بديل مناسب للحمم البركانية. يمكن أن تعمل السوائل الملونة مثل عصائر الفاكهة بشكل جيد لهذا الغرض. لبدء التجربة ، افتح علبة من عصير العنب المجمد الذي يتم شراؤه من المتجر.

بعد ذلك ، أفرغ ربع الحاوية في أيدي مرتدية القفازات. اعصر العصير المجمد مع التأكد من توفير ضغط ثابت وثابت. لاحظ أن السائل الذي يخرج من العصير المجمد لونه أرجواني غامق. في المقابل ، فقدت المادة الصلبة المتبقية بعضا من لونها وتبدو شاحبة أكثر من ذي قبل.

يوضح ذوبان عصير العنب مفهوم الذوبان الجزئي ، كما هو موضح في الصهارة. عادة ما يكون الذوبان الأولي ، الذي سيكون سائلا ، بتركيبة مختلفة عن الصخور الأم التي تخضع للذوبان.

يذوب الجزء المصطبغ من عصير العنب بشكل أسرع ، مما يعني أن الكثير من الصبغة ستصل إلى الحاوية في وقت مبكر من التجربة ، تاركا وراءه لونا أقل. هذا يحاكي الذوبان الجزئي ، ويسلط الضوء على الاختلافات في تكوين الصهارة. يتم إثراء السائل الأول الذي يتكون أثناء الذوبان الجزئي للصخور ، والذي يحاكي الجزء المصبوغ من عصير العنب ، بمكونات الفلسيك. عندما تتم إزالة هذا السائل من النظام ، كما يحدث عادة ، فإن الصخور المتبقية ، التي يمثلها الجليد الأكثر وضوحا ، ستكون ذات تركيبة أكثر مافيا.

يستخدم الثيمول ، وهو مركب عضوي طبيعي ، لمحاكاة تبلور الصخور. رشي طبقة من بلورات الثيمول في طبق بتري ، بما يكفي لتغطية القاع. ضع طبق بتري على طبق ساخن على مكان منخفض جدا في منطقة جيدة التهوية. الحرارة المنخفضة مهمة لمنع تطاير البلورات. بمجرد ذوبان البلورات ، أخرج طبق بتري من الحرارة. ضع الطبق على طاولة في درجة حرارة الغرفة وراقب التبريد. كرر خطوات التسخين المذكورة أعلاه مع طبق بتري ثان وبلورات الثيمول ، ولكن بمجرد الذوبان ، خذ الطبق وضعه فوق حمام ماء مثلج ليبرد.

توضح تجربة بلورات الثيمول ما يحدث لحجم حبيبات الصخور النارية بمعدلات تبريد مختلفة. يولد التبريد السريع بلورات أصغر من التبريد البطيء ، ويمكن ملاحظة هذا الاختلاف بسهولة في بلورات الثيمول المعاد تشكيلها. تشبه البلورات المختلطة التي تشكلت في ظل ظروف تبريد أبطأ تلك التي تظهر في الصخور النارية المتطفلة ، والتي تتشكل خلال عملية تبريد أبطأ في باطن سطح الأرض. في المقابل ، تشبه البلورات الأصغر التي تشكلت تحت التبريد السريع الصخور النارية البثقية ، والمعروفة أيضا باسم الصخور الأفانيتية ، والتي تتشكل بعد اختراق الصهارة للسطح عن طريق ثوران.

إن تحديد وفهم خصائص وتشكيل الصخور النارية المتطفلة له تطبيقات واسعة للجيولوجيين والسكان ككل.

يمكن أن تكون الصخور النارية المتطفلة علامات لأنواع معينة من رواسب الخام. على سبيل المثال ، غالبا ما ترتبط أجسام الصهارة المتطفلة الفلسية إلى المتوسطة بتكوين خامات النحاس أو الموليبدينوم أو الذهب أو الفضة. في المقابل ، قد ترتبط التدخلات المافية برواسب الكروم والبلاتين والنيكل. تسمح القدرة على تحديد الرواسب المحتملة بسهولة بالحفر أو التعدين المستهدف ، ولها آثار من حيث التكلفة والبيئة على الصناعة.

إذا اخترقت الصهارة السطح ، تحدث انفجارات بركانية. تعمل الصخور النارية المتطفلة الموجودة في منطقة ما كعلامة لعلماء الجيولوجيا الميدانية للتحقق من وجود أي دليل على وجود صخور بركانية ، وتحديد المنطقة على أنها نشطة بركانيا محتملة ، أو نشطة بركانيا سابقا. يمكن استخدام هذه المعلومات للتنبؤ باحتمالية أن تظل المناطق نشطة بركانيا ، أو لديها القدرة على أن تصبح كذلك في المستقبل. هذا مهم لتخطيط أو إدارة استخدام الأراضي ، أو تقييم المخاطر المحتملة على المستوطنات أو الهياكل القائمة.

الصخور النارية المتطفلة هي أيضا علامات مفيدة لفك رموز تاريخ الأرض. الصخور النارية سهلة نسبيا للتاريخ. يمكن تحقيق ذلك عن طريق قياس الوفرة النسبية للنظائر المشعة من الوالد إلى الابنة ، أو نظائر "ناتج الاضمحلال". من الناحية النوعية ، فإن الصخور التي تحتوي على نسب أعلى من وفرة الابنة المشعة إلى الوالدين أقدم ، لأنه كان هناك المزيد من الوقت للنظائر الأم لتتحلل إلى نظائر ابنة. يمكن أن يشير نوع الصخور النارية الموجودة في منطقة ما أيضا إلى مناطق ذوبان سابقة داخل القشرة القارية ، ونشاط منطقة الاندساس ، ومناطق الصدع القاري أو منتصف المحيط. يمنح هذا الجيولوجيين القدرة على استنتاج نوع الإعدادات التكتونية التي كانت موجودة خلال فترة تكوين الصخور.

لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE للصخور النارية المتطفلة. يجب أن تفهم الآن الاختلافات بين الصخور النارية المتطفلة والبثقية ، وكيف تتشكل الصخور المتطفلة ، وكيفية محاكاة الذوبان الجزئي وتكوين الصخور المتطفلة في المختبر.

شكرا للمشاهدة!