تصلب سطح الصخور

التصلب السطحي هو ظاهرة تجوية تتمثل في تصلب سطح الصخور . ويُلاحظ عادةً في: الصخور القلوية الفلسية، مثل سيانيت النيفيلين والفونوليت والتراكيت ؛ والصخور البركانية الفتاتية ، مثل رواسب التدفق البركاني الفتاتي ، ورواسب التساقط الهوائي الدقيقة، ورواسب ملء الفوهات البركانية الفتاتية؛ والصخور الرسوبية ، مثل الحجر الرملي والحجر الطيني .

يُغير التجوية الكيميائية التركيب المعدني لسطح الصخور. ويؤدي تحلل المعادن المافية والمعتمة إلى إطلاق أيونات وغرويات من الحديد والمغنيسيوم والكالسيوم والكبريت. كما يؤدي تحلل الفلسبارات والفلسباثويدات إلى إطلاق غرويات السيليكا. وتصل هذه المواد إلى سطح الصخور وتنتقل معه عبر المياه السطحية. أما المواد المتبقية فهي غنية بالألومينا والسيليكا، وقد تتمتع ببعض الصلابة الميكانيكية لمعادنها الأصلية، ولكنها تفتقر إلى التماسك. ولذلك، يحدث تفتت فيزيائي للصخور لتشكيل السطح.

في بعض الحالات، يكتسب السطح المتأثر بالعوامل الجوية صلابة ميكانيكية أعلى من الطبقات تحت السطحية. تتغلغل المواد المذابة في السطح المتأثر بالعوامل الجوية وتربط بقايا السيليكا والألومينا. يُطلق على تصلب السطح الناتج عن هذه العملية اسم التصلب السطحي . ^{[ 1 ]} أما الضعف الفيزيائي للطبقات تحت السطحية مقارنةً بالسطح فيُسمى تليين اللب، كما هو الحال في التوناليت في كاتافينا، باجا كاليفورنيا. ^{[ 2 ]}

تحدث عملية التصلب السطحي في أنواع مختلفة من الصخور، وتبرز بشكل خاص في الصخور المسامية، مثل الحجر الرملي والكوارتزيت والرماد البركاني. ويُلاحظ تأثير السيليكا كمادة لاصقة في الحجر الرملي والكوارتزيت. ^{[ 3 ]} عادةً ما يكون الحجر الرملي من وادي النار في نيفادا مُلصقًا بالكالسيت، ولكن وُجد أيضًا في بعض الحالات أن معدن بورات الكالسيوم، الكوليمانيت ، يعمل كمادة لاصقة. ^{[ 4 ]} وتُلاحظ ظاهرة مماثلة في الصخور القلوية الفلسية ، مثل سيانيت النيفيلين، والسيانيت القلوي، والفونوليت، والتراكيت، وذلك بسبب قابلية النيفيلين والفلسبار القلوي للتجوية. ^{[ 5 ]} ويُظهر التصلب السطحي على شظايا التراكيت من البريشيا البركانية أنسجة مميزة.

رصدت مركبة الاستكشاف العلمي المريخية "سبيريت" تصلبًا سطحيًا في فوهة نيزك غوسيف. تُعزى هذه الظاهرة إلى التجوية بفعل المياه السطحية، وتُعتبر دليلًا على وجود مياه سائلة في الماضي البعيد على هذا الكوكب. ^{[ 6 ]}

في عملية التصلب السطحي للصخور الفلسية القلوية، يؤثر التجوية بشكل انتقائي على معادن معينة على سطح الصخور. يُعدّ النيفيلين شديد الحساسية للتجوية، حيث يتحول إلى ناتروليتا وكانكرينيت. على سطح نتوء صخر السيانيت النيفيليني أو الفونوليت أو النيس السيانيتي النيفيليني، تظهر المعادن المتكونة من تحول النيفيلين باللون الأبيض على خلفية داكنة اللون ناتجة عن التجوية. بعد ترشيح نواتج تحول النيفيلين، تتشكل ثقوب صغيرة على الصخر.

تحدث ظاهرة مماثلة أيضًا في التغير الانتقائي للفلدسبار القلوي. هذا المعدن أكثر مقاومة من النيفيلين. ومع ذلك، يتسرب الماء على طول مستويات الانفصام، ويتقدم التجوية بسهولة حتى يصل إلى لب المعدن. نتيجةً لهذه الظاهرة، يحدث تفكك فيزيائي للفلدسبار القلوي. يُطلق على الإزالة الانتقائية للنيفلين والفلدسبار القلوي اسم تفكك المعادن . عندما تكون هذه الظاهرة متقدمة للغاية، يُظهر سطح الصخر المتغير نسيجًا مشابهًا للنسيج الحويصلي، يُسمى البنية الحويصلية الزائفة . ^{[ 5 ]}