الطية المحدبة

رسم تخطيطي للمقطع العرضي لطيّة محدبة
جيم كراولي (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية) يقف أمام طبقات مطوية من تكوين الحديد المخطط في سلسلة جبال هامرسلي، أستراليا.

في الجيولوجيا البنيوية ، تُعرف الطية المحدبة بأنها نوع من الطيات ذات شكل قوسي، وتتركز أقدم طبقاتها في مركزها، بينما تُعرف الطية المقعرة بأنها عكس الطية المحدبة. عادةً ما تكون الطية المحدبة محدبة لأعلى، حيث تكون نقطة ارتكازها أو قمتها هي موضع أقصى انحناء ، أما أطرافها فهي جوانب الطية التي تنحدر بعيدًا عن نقطة الارتكاز. يمكن تمييز الطيات المحدبة عن الطيات المحدبة الأخرى من خلال تسلسل طبقات الصخور التي تزداد أقدميتها تدريجيًا باتجاه مركز الطية. لذلك، إذا كانت العلاقات العمرية بين طبقات الصخور المختلفة غير معروفة، فينبغي استخدام مصطلح الطية المحدبة.

يُعدّ تدرج عمر الطبقات الصخرية باتجاه المركز المرتفع من أبرز المؤشرات على وجود الطيات المحدبة على الخريطة الجيولوجية . وتتشكل هذه الطيات نتيجةً لتكوّن التلال المحدبة عادةً فوق الصدوع الانضغاطية أثناء تشوهات القشرة الأرضية. ويؤدي ارتفاع مركز الطية إلى ضغط الطبقات التي تتآكل بشكل تفضيلي إلى مستوى طبقي أعمق مقارنةً بالجوانب المنخفضة طوبوغرافياً. كما أن الحركة على طول الصدع، بما في ذلك تقصير وتمدد الصفائح التكتونية، تُشوّه عادةً الطبقات القريبة من الصدع، مما قد ينتج عنه طية غير متناظرة أو مقلوبة. [ 1 ]

مصطلحات الطيات المختلفة

رسم تخطيطي يوضح الأجزاء المكونة لطيّة محدبة

شكل مضاد

يمكن استخدام مصطلح الطية المحدبة لوصف أي طية محدبة لأعلى. إن الأعمار النسبية للطبقات الصخرية هي التي تميز الطيات المحدبة عن الطيات المحدبة. [ 1 ]

عناصر

يشير مفصل الطية المحدبة إلى الموقع الذي يكون فيه الانحناء أكبر ما يمكن، ويُسمى أيضًا القمة . [ 1 ] كما يُعد المفصل أعلى نقطة في طبقة على طول قمة الطية. ويُشير مصطلح الذروة أيضًا إلى أعلى نقطة على طول أي بنية جيولوجية. أما الأطراف فهي جوانب الطية التي تُظهر انحناءً أقل. ونقطة الانعطاف هي المنطقة على الأطراف حيث يتغير اتجاه الانحناء. [ 2 ]

السطح المحوري هو مستوى وهمي يصل بين مفصل كل طبقة من طبقات الصخور عبر المقطع العرضي للطية المحدبة. إذا كان السطح المحوري عموديًا وكانت الزوايا على جانبي الطية متساوية، فإن الطية المحدبة تكون متناظرة. أما إذا كان السطح المحوري مائلًا أو منحرفًا، فإن الطية المحدبة تكون غير متناظرة. تتميز الطية المحدبة الأسطوانية بسطح محوري واضح المعالم، بينما تكون الطيات المحدبة غير الأسطوانية معقدة للغاية بحيث لا يمكن أن يكون لها سطح محوري واحد.

الأنواع

الطية المحدبة المقلوبة هي طية محدبة غير متناظرة، حيث يميل أحد أطرافها إلى ما بعد الوضع العمودي ، مما يؤدي إلى انقلاب الطبقات في ذلك الطرف، وقد تميل في نفس الاتجاه على جانبي المستوى المحوري. [ 3 ] إذا كانت الزاوية بين طرفي الطية كبيرة (70-120 درجة)، تُسمى الطية "مفتوحة" ، أما إذا كانت صغيرة (30 درجة أو أقل)، فتُسمى "ضيقة" . [ 4 ] إذا كانت الطية المحدبة مائلة (أي أن قمتها مائلة على سطح الأرض)، فإنها تُشكل حرف V على الخريطة الجيولوجية، يشير إلى اتجاه الميل . تتميز الطية المحدبة المائلة بمفصل غير موازٍ لسطح الأرض. جميع الطيات المحدبة والمقعرة لها درجة معينة من الميل. الطيات المحيطية هي نوع من الطيات المحدبة التي لها خط مفصلي واضح المعالم ولكنه منحني، وهي عبارة عن قباب مائلة بشكل مزدوج وبالتالي مستطيلة . [ 5 ]

نموذج لطيّة محدبة. أقدم الطبقات تقع في المركز وأحدثها في الخارج. يتقاطع المستوى المحوري مع زاوية الانحناء المركزية. يتبع خط المفصل خط الانحناء الأكبر، حيث يتقاطع المستوى المحوري مع السطح الخارجي للطيّة.

تُسمى الطيات التي تميل أطرافها نحو المفصلة وتتخذ شكلاً أقرب إلى حرف U بالطيات المقعرة . وعادةً ما تُحيط هذه الطيات بجوانب الطيات المحدبة وتُظهر خصائص معاكسة. توجد أقدم طبقات الصخور في الطية المقعرة في أطرافها الخارجية، وتصبح الصخور أصغر سناً تدريجياً باتجاه المفصلة. أما الطية أحادية الميل فهي انحناء في الطبقات ينتج عنه انحدار موضعي في اتجاه واحد فقط من الميل. [ 2 ] وتتخذ الطيات أحادية الميل شكل سجادة مُغطاة بدرجة سلم. [ 4 ]

يُطلق على الطية المحدبة التي تعرضت لتآكل أعمق في مركزها اسم الطية المحدبة المتصدعة أو المتآكلة . ويمكن أن تتعرض الطيات المحدبة المتصدعة للتآكل بفعل جريان الأنهار، مما يؤدي إلى تكوين وادٍ محدب.

القبة هي بنية تنحدر في جميع الاتجاهات لتشكل بنية دائرية أو مستطيلة . قد تتشكل القباب بفعل التداخلات الصهارية الكامنة أو المواد المرنة ميكانيكيًا المتحركة لأعلى، مثل ملح الصخور ( قبة ملحية ) والطفل الصفحي (قبة طينية)، مما يُسبب تشوهات وارتفاعًا في صخور السطح. تُعتبر بنية ريشات في الصحراء الكبرى قبةً انكشفت بفعل التعرية.

يُطلق على الطية المحدبة التي تنحدر من كلا الطرفين اسم الطية المحدبة ذات الانحدار المزدوج ، وقد تتشكل نتيجة تشوهات متعددة، أو تراكب مجموعتين من الطيات. وقد يرتبط ذلك أيضًا بهندسة صدع الانفصال الأساسي ومقدار الإزاحة المتفاوت على طول سطح هذا الصدع.

الطية المحدبة هي طية محدبة كبيرة تتراكب عليها سلسلة من الطيات المحدبة الصغيرة. ومن الأمثلة على ذلك طية بورسيل المحدبة التي تعود إلى أواخر العصر الجوراسي وبداية العصر الطباشيري في كولومبيا البريطانية [ 1 ] ، وطية بلو ريدج المحدبة في شمال فرجينيا وماريلاند في جبال الأبلاش [ 6 أو وادي نيتاني في وسط ولاية بنسلفانيا.

عمليات التكوين

طية محدبة بالقرب من إهدن ، لبنان

تتشكل الطيات المحدبة عادةً فوق الصدوع الانضغاطية، لذا فإن أي ضغط أو حركة طفيفة داخل القشرة الأرضية الداخلية قد يكون لها تأثيرات كبيرة على الطبقة الصخرية العلوية. وبالمثل، يمكن للإجهادات المتولدة أثناء تكوين الجبال أو خلال العمليات التكتونية الأخرى أن تُشوّه أو تُثني الطبقات والتورق (أو غيرها من التضاريس المستوية). وكلما زاد ارتفاع الصدع الأساسي تكتونيًا، زاد تشوه الطبقات واضطرارها للتكيف مع الأشكال الجديدة. كما يعتمد الشكل المتشكل بشكل كبير على خصائص وتماسك أنواع الصخور المختلفة داخل كل طبقة.

أثناء تكوّن الطيات الانزلاقية الانحنائية، تُشكّل طبقات الصخور المختلفة طيات انزلاقية متوازية لاستيعاب الانبعاج . ولتوضيح كيفية تلاعب الطبقات المتعددة، يمكن ثني مجموعة من أوراق اللعب وتخيّل كل ورقة كطبقة صخرية. [ 7 ] يزداد مقدار الانزلاق على جانبي الطية المحدبة من المفصل إلى نقطة الانعطاف. [ 2 ]

تتشكل طيات التدفق السلبي عندما تكون الصخور لينة للغاية لدرجة أنها تتصرف كطبقة لدنة ضعيفة وتتدفق ببطء. في هذه العملية، تتحرك أجزاء مختلفة من جسم الصخر بمعدلات متفاوتة، مما يؤدي إلى انتقال إجهاد القص تدريجيًا من طبقة إلى أخرى. لا يوجد تباين ميكانيكي بين الطبقات في هذا النوع من الطيات. وتعتمد طيات التدفق السلبي بشكل كبير على التركيب الصخري للطبقة، ويمكن أن تحدث عادةً في مناطق ذات درجات حرارة عالية. [ 4 ]

الأهمية الاقتصادية

تُعدّ الطيات المحدبة والقباب البنيوية ومناطق الصدوع والمصائد الطبقية مواقع مثالية لحفر آبار النفط والغاز الطبيعي . وقد تم اكتشاف حوالي 80% من نفط العالم في مصائد الطيات المحدبة. [ 8 ] يؤدي انخفاض كثافة النفط إلى هجرته بفعل الطفو من صخوره المصدرية صعودًا نحو السطح حتى يُحجز ويُخزن في صخور الخزان، مثل الحجر الرملي أو الحجر الجيري المسامي. يُحجز النفط، مع الماء والغاز الطبيعي، بواسطة طبقة عازلة تتكون من حاجز غير منفذ، مثل طبقة غير منفذة أو منطقة صدع. [ 9 ] ومن أمثلة الطبقات العازلة منخفضة النفاذية التي تحتوي على الهيدروكربونات، النفط والغاز، في باطن الأرض: الصخر الزيتي ، والحجر الجيري ، والحجر الرملي ، والملح الصخري. ولا يهم نوع الطبقة بحد ذاته طالما أنها ذات نفاذية منخفضة.

تُستخرج المياه والمعادن وطبقات صخرية محددة، كالحجر الجيري الموجود داخل الطيات المحدبة، وتُسوّق تجارياً. كما تُكتشف الأحافير القديمة غالباً في هذه الطيات، وتُستخدم في أبحاث علم الأحافير أو تُستخرج منها منتجات تُباع.

أمثلة بارزة

آسيا

طية الغوار المحدبة، المملكة العربية السعودية، المصيدة الهيكلية لأكبر حقل نفط تقليدي في العالم.

أستراليا

  • طية هيل إند المحدبة، نيو ساوث ويلز، والتي ترتبط برواسب الذهب.
  • طية كاسلماين المحدبة، فيكتوريا، والتي يتم الاحتفاء بها بلوحة تقول: "تم الكشف عن هذا المعروض الرائع عندما تم بناء شارع ليتلتون الشرقي في عام 1874. وتوجد الشعاب المرجانية السرجية في طيات مماثلة من الأحجار الرملية والأردواز على الآفاق الجيولوجية السفلية."
    طية كاسلماين المضادة للميل

أوروبا

كهف هاربيا في جنوب فرنسا

تُعدّ طية ويلد-أرتوا المحدبة طية محدبة رئيسية تظهر في جنوب شرق إنجلترا وشمال فرنسا. وقد تشكلت خلال الفترة الممتدة من أواخر العصر الأوليغوسيني إلى منتصف العصر الميوسيني ، أثناء عملية تكوين جبال الألب .

أمريكا الشمالية

يمكن أن يكون للطيات المحدبة تأثير كبير على الجيومورفولوجيا المحلية والاقتصاد في المناطق التي توجد فيها. ومن الأمثلة على ذلك طية إلدورادو المحدبة في كانساس. بدأ استخراج النفط من هذه الطية عام 1918. وسرعان ما أصبح الموقع منطقة مزدهرة للغاية لرجال الأعمال بعد الحرب العالمية الأولى والانتشار السريع للسيارات . وبحلول عام 1995، أنتجت حقول نفط إلدورادو 300 مليون برميل من النفط. [ 10 ] أما مرتفع وسط كانساس فهو عبارة عن طية محدبة تتكون من عدة طيات محدبة صغيرة أنتجت مجتمعة أكثر من 2.5 مليون برميل من النفط. [ 11 ]

من بين الطيات المحدبة البارزة الأخرى طية تييرا أماريلا المحدبة في سان يسيدرو، نيو مكسيكو. [ 12 ] تُعدّ هذه المنطقة وجهةً شهيرةً للمشي والتنزه بالدراجات لما تتمتع به من تنوع بيولوجي غني، وجمال جيولوجي خلاب، وموارد أحفورية وفيرة. تتكون هذه الطية المحدبة المنحدرة من أحجار طينية ورملية من غابات متحجرة، بينما تتكون غطاؤها الصخري من حجر الترافرتين الذي يعود إلى العصرين البليستوسيني والهولوسيني. تحتوي الطية على ينابيع تُرسّب حجر الترافرتين الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهم في التنوع البيولوجي الغني للكائنات الدقيقة. [ 13 ] كما تضم ​​هذه المنطقة بقايا أحافير ونباتات قديمة من العصر الجوراسي، والتي تظهر أحيانًا بفعل التعرية الجيولوجية.

تُعدّ طية فينتورا المحدبة بنية جيولوجية تُشكّل جزءًا من حقول فينتورا النفطية ، سابع أكبر حقل نفطي في كاليفورنيا، والذي اكتُشف في ستينيات القرن التاسع عشر. تمتدّ الطية المحدبة من الشرق إلى الغرب لمسافة 16 ميلًا، وتميل بزاوية حادة تتراوح بين 30 و60 درجة عند طرفيها. تشهد مقاطعة فينتورا معدلًا مرتفعًا من الضغط والنشاط الزلزالي نتيجةً لتقارب صدع سان أندرياس. ونتيجةً لذلك، ترتفع طية فينتورا المحدبة بمعدل 5  ملم/سنة، بينما يتقارب حوض فينتورا المجاور بمعدل يتراوح بين 7 و10  ملم/سنة. [ 14 ] تتكوّن الطية المحدبة من سلسلة من طبقات الصخور الرملية وغطاء صخري غير منفذ، تُحتبس تحته احتياطيات هائلة من النفط والغاز. وتتفاوت ثماني مناطق حاملة للنفط على طول الطية المحدبة بشكل كبير، حيث تتراوح أعماقها بين 3500 و12000 قدم. تشكلت هذه البرك النفطية والغازية أثناء هجرتها إلى الأعلى خلال العصر البليوسيني، واستقرت تحت الطبقة الصخرية العازلة. ولا يزال هذا الحقل النفطي نشطًا، ويبلغ إنتاجه التراكمي مليار برميل من النفط، مما يجعله أحد أهم المعالم التاريخية والاقتصادية في مقاطعة فينتورا. [ 15 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 قاموس المصطلحات الجيولوجية (الطبعة الثالثة  ). غاردن سيتي، نيويورك: دار أنكور برس/دابلداي للنشر. 11 أبريل 1984. ISBN 978-0-385-18101-3.
  2. 1 2 3 هيفران، كيفن ب. "الطيات" . جيولوجيا 320: الجيولوجيا البنيوية . جامعة ويسكونسن - ستيفنز بوينت. مؤرشف من الأصل في 25 أكتوبر 2015. تم الاسترجاع في 8 ديسمبر 2015 .
  3. مانتي، إروين ج. "البنى الجيولوجية - تشوهات القشرة الأرضية" . الجيولوجيا الفيزيائية (GLG110) . جامعة ولاية ميسوري . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2015 .
  4. 1 2 3 مارشاك، ستيفن (2012). الأرض: صورة لكوكب ( الطبعة الرابعة). نورتون. رقم ISBN  978-0393935189تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يناير 2016 .
  5. روبرتس، ألبرت ف. (1947). التراكيب والخرائط الجيولوجية: دورة عملية في تفسير الخرائط الجيولوجية لمهندسي الإنشاءات والتعدين . لندن: آي. بيتمان. ص 33. 
  6. مونرو، جيمس س.؛ ويكاندر، ريد (8 فبراير 2005). الأرض المتغيرة: استكشاف الجيولوجيا والتطور (الطبعة الرابعة ). بروكس كول. ISBN  978-0-495-01020-3.
  7. إيرل، ستيفن (2015). "الطي" . الجيولوجيا الفيزيائية . بي سي كامبس. رقم ISBN 9781989623718تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 ديسمبر 2015 .
  8. ريفا، جوزيف ب. "التراكم في طبقات الخزانات" . موسوعة بريتانيكا . تم الاسترجاع في 10 ديسمبر 2015 .
  9. فرع الطلاب التابع لجمعية مهندسي البترول (9 نوفمبر 2014). "مقدمة في البترول - كيف يتكون البترول؟" . جامعة واترلو . تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2015 .
  10. سكلتون، إل إتش (1997). "اكتشاف وتطوير حقل النفط إل دورادو (كانساس)" . جيولوجيا وعلوم البيئة في شمال شرق الولايات المتحدة . 19 ( 1-2 ): 48-53 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 ديسمبر 2015 .
  11. بارز، د. ل.؛ واتني، و. لين؛ ستيبيلز، دون و.؛ بروستوين، إيرلينغ أ. (أبريل 2001). "البترول: مدخل إلى كانساس - البنية" . هيئة المسح الجيولوجي في كانساس، قسم التعليم . ص 5. تاريخ الاسترجاع: 9 ديسمبر 2015 . 
  12. ^ هارت ، ديرك فان (فبراير 2003). "معرض الجيولوجيا - تييرا أماريلا أنتكلاين" (PDF) . جيولوجيا نيو مكسيكو . 25 (1): 15. دوى : 10.58799/NMG-v25n1.15 . S2CID 259481120 . تم الاسترجاع في 15 كانون الأول (ديسمبر) 2015 . 
  13. كرون، براندي؛ كروسي، لورا جيه ؛ كارلستروم، كارل إي؛ نورثروب، ديانا إي؛ تاكاكس-فسباخ، كريستينا (2009). "التنوع الميكروبي، والكيمياء الجيولوجية، والتقلبات اليومية في تلال الترافرتين في طية تييرا أماريلا المحدبة، نيو مكسيكو" . ملخصات مع البرامج . 41 (7). الجمعية الجيولوجية الأمريكية: 322. تم الاسترجاع في 8 ديسمبر 2015 .
  14. أوتوسا، جيم (7 أغسطس/آب 2014). "نظرة عامة على جيولوجيا مقاطعة فينتورا، بما في ذلك النشاط الزلزالي، ومكامن النفط والغاز، وموارد المياه الجوفية" (ملف PDF) . ورشة عمل إعلامية لبرنامج النفط والغاز . لجنة التخطيط بمقاطعة فينتورا. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 2 فبراير/شباط 2016.
  15. جاكسون، غليندا (يوليو 2013). "النفط وفينتورا" (ملف PDF) . مبنى بلدية فينتورا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 31 يناير 2017. تم الاطلاع عليه في 23 يناير 2016 .

فهرس

  • ديفيس، جورج هـ.؛ رينولدز، ستيفن ج. (1996). الجيولوجيا البنيوية للصخور والمناطق (الطبعة الثانية  ). نيويورك: جون وايلي وأولاده. ISBN 978-0-471-52621-6.
  • مونرو، جيمس س.؛ ويكاندر، ريد (2005). الأرض المتغيرة: استكشاف الجيولوجيا والتطور (الطبعة الرابعة  ). بروكس كول. ISBN 978-0-495-01020-3.
  • ويجيرمارس، رود (1997). الجيولوجيا البنيوية وتفسير الخرائط . محاضرات في علوم الأرض. أمستردام: دار نشر ألبوران للعلوم. ISBN 90-5674-001-6 عبر جامعة دلفت للتكنولوجيا.الكتاب بأكمله متاح مجاناً بصيغة PDF .