الصخور الفتاتية

يشمل تركيب الصخور الرسوبية السيليسية المكونات الكيميائية والمعدنية للهيكل، بالإضافة إلى المادة الرابطة التي تُشكل هذه الصخور. يقسم بوغز هذه الصخور إلى أربع فئات: المعادن الرئيسية، والمعادن الثانوية، وشظايا الصخور، والرواسب الكيميائية. ^{[ 3 ]}

يمكن تصنيف المعادن الرئيسية إلى فئات فرعية بناءً على مقاومتها للتحلل الكيميائي. تُصنف المعادن ذات المقاومة العالية للتحلل على أنها مستقرة، بينما تُصنف المعادن الأقل مقاومة على أنها أقل استقرارًا. يُعد الكوارتز (SiO₂ ) أكثر المعادن المستقرة شيوعًا في الصخور الرسوبية السيليسية الفتاتية. ^{[ 3 ]} يشكل الكوارتز ما يقارب 65% من حبيبات الهيكل الموجودة في الأحجار الرملية، ونحو 30% من المعادن في الطين الصفحي. أما المعادن الأقل استقرارًا الموجودة في هذا النوع من الصخور فهي الفلسبارات ، بما في ذلك فلسبارات البوتاسيوم وفلسبارات البلاجيوكلاز. ^[ ₃ ^{] تشكل الفلسبارات نسبة أقل بكثير من حبيبات الهيكل والمعادن، إذ لا تتجاوز نسبتها 15% من حبيبات الهيكل في الأحجار الرملية، و5% من المعادن في الطين الصفحي. تتواجد مجموعات المعادن الطينية في الغالب في الصخور الطينية (حيث تشكل أكثر من 60% من المعادن) ،} ولكن يمكن العثور عليها في أنواع أخرى من الصخور الرسوبية السيليسية الفتاتية بنسب أقل بكثير. ^{[ 3 ]}

تُعرف المعادن الثانوية بأنها تلك التي لا يُعد وجودها في الصخر ذا أهمية مباشرة لتصنيف العينة. وتوجد هذه المعادن عادةً بكميات أقل مقارنةً بالكوارتز والفلسبارات. علاوة على ذلك، فإن المعادن الموجودة منها هي في الغالب معادن ثقيلة أو ميكا خشنة الحبيبات (مثل المسكوفيت والبيوتيت ) . ^{[ 3 ]}

توجد شظايا الصخور أيضًا في تكوين الصخور الرسوبية السيليسية الفتاتية، وهي مسؤولة عن حوالي 10-15% من تكوين الحجر الرملي. وتشكل عمومًا معظم جزيئات الحصى في التكتلات الصخرية، لكنها لا تساهم إلا بنسبة ضئيلة جدًا في تكوين الصخور الطينية . وعلى الرغم من أنها قد تكون رسوبية في بعض الأحيان، إلا أن شظايا الصخور ليست دائمًا رسوبية الأصل، فقد تكون متحولة أو نارية . ^{[ 3 ]}

تتفاوت وفرة المواد الأسمنتية الكيميائية ، ولكنها توجد بشكل رئيسي في الأحجار الرملية. النوعان الرئيسيان هما الأسمنت السيليكاتي والأسمنت الكربوناتي. تتكون غالبية الأسمنتات السيليكاتية من الكوارتز، ولكنها قد تشمل الصوان والأوبال والفلسبارات والزيوليت . ^{[ 3 ]}

يشمل التركيب الكيميائي والمعدني للقطع المفردة أو المتنوعة، والمادة الرابطة ( المادة الأساسية ) التي تُبقي هذه القطع متماسكة كصخر. وتُستخدم هذه الاختلافات بشكل شائع في حبيبات الهيكل العظمي للأحجار الرملية. تُسمى الأحجار الرملية الغنية بالكوارتز بالأحجار الرملية الكوارتزية ، وتلك الغنية بالفلسبار بالأركوز ، وتلك الغنية بالصخور بالأحجار الرملية الصخرية .

تتكون الصخور الرسوبية السيليسية الفتاتية بشكل رئيسي من جزيئات السيليكات الناتجة عن تجوية الصخور القديمة والنشاط البركاني الفتاتي. وبينما يُعد حجم الحبيبات، وتكوين الفتات والمادة الرابطة (المصفوفة)، والنسيج عوامل مهمة في تحديد التركيب، تُصنف الصخور الرسوبية السيليسية الفتاتية وفقًا لحجم الحبيبات إلى ثلاث فئات رئيسية: الكونغلوميرات ، والأحجار الرملية ، والصخور الطينية . يُستخدم مصطلح الطين لتصنيف الجزيئات التي يقل حجمها عن 0.0039 مليمتر. ومع ذلك، يمكن استخدام المصطلح أيضًا للإشارة إلى مجموعة من معادن السيليكات الصفائحية. ^{[ 3 ]} يشير مصطلح الطمي إلى الجزيئات التي يتراوح قطرها بين 0.062 و0.0039 مليمتر. يُستخدم مصطلح الطين عندما تختلط جزيئات الطين والطمي في الرواسب؛ والصخور الطينية هي اسم الصخور المتكونة من هذه الرواسب. علاوة على ذلك، تندرج الجزيئات التي يصل قطرها إلى ما بين 0.062 و2 مليمتر ضمن فئة الرمل. عندما يتماسك الرمل ويتصلب، يُعرف باسم الحجر الرملي. أي جسيم يزيد حجمه عن مليمتريْن يُعتبر حصى. تشمل هذه الفئة الحصى الصغيرة والكبيرة والصخور الكبيرة. ومثل الحجر الرملي، عندما يتصلب الحصى يُعتبر من التكتلات. ^{[ 3 ]}

التكتلات والبريشيا

الكونغلوميرات صخور خشنة الحبيبات تتكون في الغالب من جزيئات بحجم الحصى، ترتبط عادةً بمادة أساسية أدق حبيبات. ^{[ 4 ]} تُقسم هذه الصخور عادةً إلى كونغلوميرات وبريشات. السمة الرئيسية التي تفصل بين هاتين الفئتين هي درجة الاستدارة. فجزيئات الكونغلوميرات بحجم الحصى مستديرة جيدًا، بينما تكون في البريشيا ذات زوايا حادة. تنتشر الكونغلوميرات في التتابعات الطبقية لمعظم العصور، إن لم يكن جميعها، ولكنها لا تشكل سوى واحد بالمائة أو أقل من حيث الوزن من إجمالي كتلة الصخور الرسوبية. ^{[ 3 ]} من حيث المنشأ وآليات الترسيب، فهي تشبه إلى حد كبير الأحجار الرملية. ونتيجة لذلك، غالبًا ما تحتوي الفئتان على نفس التراكيب الرسوبية. ^{[ 3 ]}

الأحجار الرملية

الأحجار الرملية صخور متوسطة الحبيبات تتكون من شظايا مستديرة أو زاوية بحجم الرمل، وغالبًا ما يربطها مادة لاصقة، ولكن ليس دائمًا. تتكون هذه الجسيمات الرملية في الغالب من الكوارتز، ولكن هناك بعض الفئات الشائعة ومجموعة واسعة من أنظمة التصنيف التي تصنف الأحجار الرملية بناءً على تركيبها. تتباين أنظمة التصنيف بشكل كبير، ولكن معظم الجيولوجيين اعتمدوا نظام دوت ^{[ 5 ]} ، الذي يستخدم الوفرة النسبية للكوارتز والفلسبار وحبيبات الهيكل الصخري، بالإضافة إلى وفرة المادة الطينية بين هذه الحبيبات الأكبر حجمًا.

التصلب هو عملية تحولية تتصلب من خلالها الرواسب الفتاتية الخشنة أو تتماسك لتشكل صخورًا صلبة ومتماسكة، وعادةً ما يكون ذلك من خلال ترسب المعادن في الفراغات بين حبيبات الرواسب. ^{[ 4 ]} يمكن أن يحدث التصلب بالتزامن مع الترسيب أو في وقت لاحق. علاوة على ذلك، بمجرد ترسب الرواسب، تصبح عرضة للتصلب عبر المراحل المختلفة للتحول الصخري التي سيتم تناولها لاحقًا.

يشير مصطلح التكوين المبكر إلى المراحل الأولى من عملية التحول اللاحق للترسيب. قد تحدث هذه العملية على أعماق ضحلة جدًا، تتراوح من بضعة أمتار إلى عشرات الأمتار تحت سطح الأرض. ترتبط التغيرات التي تحدث خلال هذه المرحلة من التحول اللاحق للترسيب بشكل أساسي بإعادة تشكيل الرواسب. يحدث التراص وإعادة ترتيب الحبيبات، والاضطراب الحيوي ، بالإضافة إلى التغيرات المعدنية بدرجات متفاوتة. ^{[ 3 ]} نظرًا لضحالة الأعماق، لا تخضع الرواسب إلا لتراص طفيف وإعادة ترتيب حبيبات بسيط خلال هذه المرحلة. تعيد الكائنات الحية تشكيل الرواسب بالقرب من سطح الترسيب عن طريق الحفر والزحف، وفي بعض الحالات عن طريق ابتلاع الرواسب. يمكن لهذه العملية أن تدمر التراكيب الرسوبية التي كانت موجودة عند ترسب الرواسب. ستفسح تراكيب مثل التطبق المجال لتراكيب جديدة مرتبطة بنشاط الكائنات الحية. على الرغم من قربها من السطح، فإن التكوين المبكر يوفر الظروف لحدوث تغيرات معدنية مهمة. يتضمن ذلك بشكل أساسي ترسيب معادن جديدة.

أثناء عملية الدفن، من المحتمل أن ترتفع الرواسب السيليسية لاحقًا نتيجةً لتكوين الجبال أو التعرية . ^{[ 3 ]} عند حدوث الارتفاع، تتعرض الرواسب المدفونة لبيئة جديدة تمامًا. ولأن هذه العملية تجلب المواد إلى السطح أو تقربها منه، فإن الرواسب التي ترتفع تتعرض لدرجات حرارة وضغوط أقل، بالإضافة إلى مياه أمطار حمضية قليلاً. في ظل هذه الظروف، تتعرض حبيبات الهيكل والملاط مرة أخرى للذوبان، مما يزيد من المسامية. من ناحية أخرى، يمكن أن يؤدي التكوين النهائي أيضًا إلى تحويل حبيبات الهيكل إلى طين، مما يقلل المسامية. تعتمد هذه التغيرات على الظروف المحددة التي تتعرض لها الصخور، بالإضافة إلى تركيب الصخور ومياه المسام. يمكن أن تتسبب بعض مياه المسام في المزيد من ترسيب أسمنت الكربونات أو السيليكا. كما يمكن أن تشجع هذه العملية عملية الأكسدة على مجموعة متنوعة من المعادن الحاملة للحديد.