التسلل الناري

في الجيولوجيا ، يعتبر التطفل الناري (أو الجسم المتطفل ^[1] أو ببساطة التطفل ^[2] ) جسمًا من الصخور النارية المتطفلة التي تتشكل عن طريق تبلور الصهارة التي تبرد ببطء تحت سطح الأرض . للتطفلات مجموعة واسعة من الأشكال والتراكيب، كما يتضح من أمثلة مثل Palisades Sill في نيويورك ونيوجيرسي ؛ ^[3] وجبال هنري في يوتا ؛ ^[4] ومجمع بوشفيلد الناري في جنوب إفريقيا ؛ ^[5] وShiprock في نيو مكسيكو ؛ ^[6] وتطفل أردنامورتشان في اسكتلندا؛ ^[7] وباثوليث سييرا نيفادا في كاليفورنيا . ^[8 ]

نظرًا لأن الصخور الصلبة التي تتسرب إليها الصهارة تعتبر عازلًا ممتازًا ، فإن تبريد الصهارة يكون بطيئًا للغاية، وتكون الصخور النارية المتطفلة ذات حبيبات خشنة ( فانريتية ) . يتم تصنيف الصخور النارية المتطفلة بشكل منفصل عن الصخور النارية الخارجة ، بشكل عام على أساس محتواها المعدني . تعتبر الكميات النسبية من الكوارتز والفلسبار القلوي والبلاجيوكليز والفلسباثويد مهمة بشكل خاص في تصنيف الصخور النارية المتطفلة. ^{[9] [10]}

يجب أن تحل الاختراقات محل الصخور الريفية الموجودة لإفساح المجال لأنفسها. والسؤال حول كيفية حدوث ذلك يسمى مشكلة الغرفة ، ويظل موضوعًا للتحقيق النشط للعديد من أنواع الاختراقات. ^[11]

مصطلح بلوتون غير محدد بشكل جيد، ^[12] ولكن تم استخدامه لوصف التوغل الموجود على عمق كبير؛ ^[13] كمرادف لجميع التوغلات النارية؛ ^[14] كفئة سلة المهملات للتوغلات التي لم يتم تحديد حجمها أو طابعها جيدًا؛ ^[15] أو كاسم للتوغل الكبير جدًا ^[16] أو لغرفة الصهارة المتبلورة . ^[17] يُطلق على البلوتون الذي توغل وحجب الاتصال بين التضاريس والصخور المجاورة اسم بلوتون الخياطة .

تنقسم التسللات على نطاق واسع إلى تسللات متضاربة ، والتي تقطع البنية الحالية للصخور الريفية، وتسللات متوافقة تتسلل بالتوازي مع الفراش أو النسيج الموجود . ^[18] يتم تصنيفها أيضًا وفقًا لمعايير مثل الحجم، أو طريقة المنشأ الواضحة، أو ما إذا كانت ذات شكل جدولي. ^{[1] [2]}

المجموعة المتطفلة هي مجموعة من التطفلات المرتبطة بالزمان والمكان. ^{[19] [20] [21]}

السدود عبارة عن توغلات متنافرة على شكل ألواح تقطع طبقات الصخور الموجودة. ^[22] تميل إلى مقاومة التآكل، بحيث تبرز كجدران طبيعية على المناظر الطبيعية. وتختلف في السُمك من أغشية بسمك المليمتر إلى أكثر من 300 متر (980 قدمًا) ويمكن أن تبلغ مساحة الورقة الفردية 12000 كيلومتر مربع (4600 ميل مربع). كما أنها تختلف على نطاق واسع في التركيب. تتشكل السدود عن طريق التكسير الهيدروليكي لصخور الريف بواسطة الصهارة تحت الضغط، ^[23] وهي أكثر شيوعًا في مناطق التوتر القشري . ^[24]

السدود الحلقية ^[25] والصفائح المخروطية هي سدود ذات أشكال معينة مرتبطة بتكوين الكالديرا . ^[26]

تعتبر أعناق البراكين أنابيب تغذية للبراكين التي تعرضت للتآكل . تكون التعرضات السطحية أسطوانية عادةً، ولكن غالبًا ما يصبح التسلل بيضاويًا أو حتى على شكل ورقة برسيم في العمق. غالبًا ما تشع السدود من عنق بركاني، مما يشير إلى أن الأعناق تميل إلى التكون عند تقاطعات السدود حيث يكون مرور الصهارة أقل إعاقة. ^[11]

الدياتريم وأنابيب البريشيا عبارة عن أجسام تشبه الأنابيب من البريشيا تتشكل من أنواع معينة من الانفجارات البركانية . ^[27] نظرًا لأنها وصلت إلى السطح فهي في الواقع عبارة عن بثق، ولكن المادة غير المتفجرة هي توغل وبالفعل بسبب التآكل قد يكون من الصعب التمييز بين التوغل الذي لم يصل أبدًا إلى السطح عندما تكونت الصهارة / الحمم البركانية. المادة الجذرية للدياتريم مطابقة للمادة المتطفلة القريبة، إذا كانت موجودة، والتي لم تصل أبدًا إلى السطح عند تشكيلها.

المخزون هو توغل غير متناسق غير مجدول يغطي تعرضه أقل من 100 كيلومتر مربع (39 ميل مربع). وعلى الرغم من أن هذا يبدو تعسفيًا، خاصة وأن التعرض قد يكون مجرد طرف جسم توغل أكبر، فإن التصنيف ذو معنى للأجسام التي لا تتغير كثيرًا في المساحة مع العمق والتي لها سمات أخرى تشير إلى أصل مميز وطريقة وضع. ^[28]

تعد الباثوليثات عبارة عن توغلات متنافرة ذات مساحة مكشوفة أكبر من 100 كيلومتر مربع (39 ميل مربع). بعضها ضخم الحجم حقًا، ونادرًا ما تكون نقاط اتصالها السفلية مكشوفة. على سبيل المثال، يبلغ طول الباثوليث الساحلي في بيرو 1100 كيلومتر (680 ميل) وعرضه 50 كيلومترًا (31 ميلًا). تتكون عادةً من الصهارة الغنية بالسيليكا ، ولا تتكون أبدًا من الجابرو أو أي صخور أخرى غنية بالمعادن المافية، ولكن بعض الباثوليثات تتكون بالكامل تقريبًا من الأنورثوسيت . ^[29]

العتبة عبارة عن تداخل متناسق على شكل جدول، وعادة ما يكون على شكل صفيحة موازية للطبقات الرسوبية. وهي تشبه السدود من ناحية أخرى. معظمها من تركيبة مافية ، ومنخفضة نسبيًا في السيليكا، مما يمنحها اللزوجة المنخفضة اللازمة للاختراق بين الطبقات الرسوبية. ^[23]

اللاكوليث هو توغل متناسق ذو قاعدة مسطحة وسقف مقبب. يتكون اللاكوليث عادة على عمق ضحل، أقل من 3 كيلومترات (1.9 ميل)، ^[30] وفي مناطق الضغط القشري. ^[24]

اللوبوليثات عبارة عن توغلات متطابقة ذات شكل صحن، تشبه إلى حد ما اللاكوليث المقلوب، ولكنها يمكن أن تكون أكبر بكثير وتتشكل من خلال عمليات مختلفة. يعزز حجمها الهائل التبريد البطيء للغاية، وهذا ينتج فصلًا معدنيًا كاملاً بشكل غير عادي يسمى التوغل الطبقي . ^[31]

المصدر النهائي للماغما هو الذوبان الجزئي للصخور في الوشاح العلوي والقشرة السفلية . وهذا ينتج عنه صهارة أقل كثافة من صخور مصدرها. على سبيل المثال، تبلغ كثافة الصهارة الجرانيتية، التي تحتوي على نسبة عالية من السيليكا، 2.4 ميغا جرام/م ³ ، وهي أقل بكثير من كثافة الصخور المتحولة عالية الجودة التي تبلغ 2.8 ميغا جرام/م ³ . وهذا يمنح الصهارة طفوًا هائلاً، بحيث يصبح صعود الصهارة أمرًا لا مفر منه بمجرد تراكم كمية كافية من الصهارة. ومع ذلك، فإن السؤال حول عدد الكميات الكبيرة من الصهارة القادرة على دفع الصخور الريفية جانبًا لإفساح المجال لأنفسها ( مشكلة الغرفة ) لا يزال موضع بحث. ^[11]

إن تركيب الصهارة والصخور الريفية والضغوط التي تؤثر على الصخور الريفية تؤثر بقوة على أنواع الاختراقات التي تحدث. على سبيل المثال، حيث تخضع القشرة للتمدد، يمكن أن ترتفع الصهارة بسهولة إلى كسور شد في القشرة العليا لتكوين السدود. ^[11] حيث تكون القشرة تحت الضغط، تميل الصهارة على عمق ضحل إلى تكوين لاكوليثات بدلاً من ذلك، مع اختراق الصهارة للأسرّة الأقل كفاءة، مثل أسرّة الصخر الزيتي. ^[24] تتشكل السدود الحلقية والصفائح المخروطية فقط على عمق ضحل، حيث يمكن رفع أو خفض سدادة من الصخور الريفية التي تعلوها. ^[32] يمكن للكميات الهائلة من الصهارة المشاركة في الباثوليثات أن تشق طريقها إلى الأعلى فقط عندما تكون الصهارة شديدة السليكية وطافية، ومن المرجح أن تفعل ذلك كحجابات في القشرة العميقة المطيلة ومن خلال مجموعة متنوعة من الآليات الأخرى في القشرة العلوية الهشة. ^[33]

قد تتكون التسللات النارية من حدث صخري واحد أو عدة أحداث تدريجية. تشير الأدلة الحديثة إلى أن التكوين التدريجي أكثر شيوعًا في التسللات الكبيرة. ^{[34] [35]} على سبيل المثال، لم يكن Palisades Sill أبدًا جسمًا واحدًا من الصهارة يبلغ سمكه 300 متر (980 قدمًا)، ولكنه تشكل من حقن متعددة من الصهارة. ^[36] يوصف الجسم المتطفل بأنه متعدد عندما يتكون من حقن متكررة من الصهارة ذات التركيب المماثل، ومركب عندما يتكون من حقن متكررة من الصهارة ذات التركيب المختلف. يمكن أن يشمل السد المركب صخورًا مختلفة مثل الجرانوفير والدياباس . ^[37]

في حين أن هناك في كثير من الأحيان أدلة بصرية قليلة على الحقن المتعددة في الحقل، إلا أن هناك أدلة جيوكيميائية. ^{[38] توفر تقسيمات} الزركون أدلة مهمة لتحديد ما إذا كانت عملية الحقن واحدة أو سلسلة من الحقن هي طرق التثبيت.

من المحتمل أن تتكون اندفاعات فلسية كبيرة من ذوبان القشرة السفلية التي تم تسخينها بواسطة اندفاع الصهارة المافية من الوشاح العلوي. تعمل الكثافات المختلفة للصهارة الفلسية والمافية على الحد من الاختلاط، بحيث تطفو الصهارة السليكية على الصهارة المافية. يؤدي هذا الاختلاط المحدود الذي يحدث إلى ظهور شوائب صغيرة من الصخور المافية الموجودة عادة في الجرانيت والديوريت الجرانيتي. ^[39]

يفقد تسلل الصهارة الحرارة إلى الصخور المحيطة من خلال التوصيل الحراري. بالقرب من ملامسة المادة الساخنة للمادة الباردة، إذا كانت المادة الساخنة موحدة في درجة الحرارة في البداية، فإن ملف تعريف درجة الحرارة عبر الاتصال يُعطى بالعلاقة

$${\displaystyle T/T_{0}={\frac {1}{2}}+{\frac {1}{2}}\اسم المشغل {erf} ({\frac {x}{2{\sqrt {kt}}}})}$$

حيث هي درجة الحرارة الأولية للمادة الساخنة، وk هي الانتشار الحراري (عادة ما تكون قريبة من 10 ⁻⁶ م ² ثانية ⁻¹ لمعظم المواد الجيولوجية)، وx هي المسافة من جهة الاتصال، وt هو الوقت منذ التسلل. تشير هذه الصيغة إلى أن الصهارة القريبة من جهة الاتصال ستبرد بسرعة بينما تسخن الصخور الريفية القريبة من جهة الاتصال بسرعة، بينما ستكون المواد الأبعد عن جهة الاتصال أبطأ بكثير في التبريد أو التسخين. ^[40] وبالتالي غالبًا ما يوجد هامش مبرد على جانب التسلل من جهة الاتصال، ^[41] بينما يوجد هالة اتصال على جانب الصخور الريفية. الهامش المبرد أكثر حبيبات من معظم التسلل، وقد يختلف في التركيب، مما يعكس التركيب الأولي للتسلل قبل التبلور الكسري، أو استيعاب الصخور الريفية، أو تعديل حقن الصخور النارية الإضافية لتركيب بقية التسلل. ^[42] تنتشر خطوط التساوي الحرارة (أسطح درجة الحرارة الثابتة) بعيدًا عن الهامش وفقًا لقانون الجذر التربيعي، ^[40] بحيث إذا استغرق المتر الخارجي من الصهارة عشر سنوات ليبرد إلى درجة حرارة معينة، فإن المتر الداخلي التالي سيستغرق 40 عامًا، وسيستغرق التالي 90 عامًا، وهكذا. ${\displaystyle T_{0}}$

هذا هو التصور المثالي، وعمليات مثل الحمل الحراري للماغما (حيث تغرق الصهارة المبردة بجوار نقطة الاتصال إلى قاع حجرة الصهارة وتحل محلها الصهارة الأكثر سخونة) يمكن أن تغير عملية التبريد، مما يقلل من سمك الهوامش المبردة مع تسريع تبريد التسلل ككل. ^[43] ومع ذلك، فمن الواضح أن السدود الرقيقة سوف تبرد بشكل أسرع بكثير من التسللات الأكبر، وهو ما يفسر لماذا تكون التسللات الصغيرة بالقرب من السطح (حيث تكون صخور الريف باردة في البداية) غالبًا ما تكون دقيقة الحبيبات تقريبًا مثل الصخور البركانية.

إن السمات البنيوية للاتصال بين الغزو والصخور الريفية تعطي أدلة على الظروف التي حدث فيها الغزو. تتميز الغزوات الكاتازونية بهالة سميكة تتدرج في الجسم الغزوي بدون هامش حاد، مما يشير إلى تفاعل كيميائي كبير بين الغزو والصخور الريفية، وغالبًا ما تحتوي على مناطق ميغماتيت عريضة. تكون التقشرات في الغزو والصخور الريفية المحيطة متوازية تقريبًا، مع وجود مؤشرات على تشوه شديد في الصخور الريفية. يتم تفسير مثل هذه الغزوات على أنها تحدث على عمق كبير. تتميز الغزوات الميزوزونية بدرجة أقل بكثير من التحول في هالاتها التلامسية، ويمكن تمييز الاتصال بين الصخور الريفية والغزو بوضوح. الميغماتيت نادرة وتشوه الصخور الريفية معتدل. يتم تفسير مثل هذه الغزوات على أنها تحدث على عمق متوسط. إن التسللات فوق السطحية لا تتفق مع الصخور الريفية، ولها اتصال حاد مع حواف باردة، مع تحول محدود فقط في هالة الاتصال، وغالبًا ما تحتوي على شظايا زينوليثية من الصخور الريفية تشير إلى كسر هش. يتم تفسير مثل هذه التسللات على أنها تحدث على عمق ضحل، وترتبط عادةً بالصخور البركانية والهياكل المنهارة. ^[44]

لا يؤدي التطفل إلى تبلور جميع المعادن في وقت واحد؛ بل هناك تسلسل من التبلور ينعكس في سلسلة تفاعل بوين . تكون البلورات المتكونة في وقت مبكر من التبريد أكثر كثافة بشكل عام من الصهارة المتبقية ويمكن أن تستقر في قاع جسم متطفل كبير. وهذا يشكل طبقة تراكمية ذات نسيج وتكوين مميزين. ^[45] قد تحتوي هذه الطبقات التراكمية على رواسب خام قيمة من الكروميت . ^{[46] [47] يتضمن} مجمع بوشفيلد الناري الضخم في جنوب إفريقيا طبقات تراكمية من نوع الصخور النادرة، الكروميتيت، المكون من 90٪ كروميت، ^[48]

• البلوتونية  – نظرية جيولوجية تقول أن الصخور النارية للأرض تشكلت من تصلب المواد المنصهرة
• قبة الملح  – قبة هيكلية مكونة من الملح أو الهاليت
• التكتونيات الملحية  – الهندسة والعمليات المرتبطة بوجود سماكات كبيرة من المتبخرات

• بيست، مايرون ج. (1982). علم الصخور النارية والمتحولة . سان فرانسيسكو: دبليو إتش فريمان وشركاه. ص. 119 وما بعدها. ISBN 0-7167-1335-7 . 
• يونغ، ديفيس أ. (2003). العقل فوق الصهارة: قصة علم الصخور النارية . مطبعة جامعة برينستون. ISBN 0-691-10279-1 .