علم الرواسب

يشمل علم الرواسب دراسة الرواسب الحديثة مثل الرمل ^[1] والطمي والطين [ ^2] والعمليات التي تؤدي إلى تكوينها ( التآكل والتجوية ) والنقل والترسيب والتغيرات الجيولوجية . ^[3] يطبق علماء الرواسب فهمهم للعمليات الحديثة لتفسير التاريخ الجيولوجي من خلال ملاحظة الصخور الرسوبية والهياكل الرسوبية . [ ⁴ ]

تغطي الصخور الرسوبية ما يصل إلى 75% من سطح الأرض ، وتسجل الكثير من تاريخ الأرض ، وتحتوي على السجل الأحفوري . يرتبط علم الرواسب ارتباطًا وثيقًا بعلم الطبقات ، وهو دراسة العلاقات الفيزيائية والزمنية بين طبقات الصخور .

إن الافتراض القائل بأن العمليات التي تؤثر على الأرض اليوم هي نفسها التي كانت في الماضي يشكل الأساس لتحديد كيفية تشكل السمات الرسوبية في السجل الصخري. ومن خلال مقارنة السمات المماثلة اليوم بالسمات الموجودة في السجل الصخري ـ على سبيل المثال، من خلال مقارنة الكثبان الرملية الحديثة بالكثبان الرملية المحفوظة في الحجر الرملي الأيولي القديم ـ يتمكن الجيولوجيون من إعادة بناء البيئات الماضية.

هناك أربعة أنواع رئيسية من الصخور الرسوبية : الصخور الفتاتية، والكربوناتية، والمتبخرة، والكيميائية.

• تتكون الصخور الفتاتية من جزيئات مشتقة من التجوية والتآكل للصخور السابقة وتتكون في المقام الأول من مواد مجزأة. يتم تصنيف الصخور الفتاتية وفقًا لحجم حبيباتها السائد وتكوينها. في الماضي، كان مصطلح "الصخور الرسوبية الفتاتية" يستخدم لوصف الصخور الرسوبية الفتاتية الغنية بالسيليكا ، ومع ذلك كانت هناك حالات من صخور الكربونات الفتاتية. المصطلح الأكثر ملاءمة هو الصخور الرسوبية الفتاتية السيليكا .
  • الصخور الرسوبية العضوية هي رواسب مهمة تشكلت من تراكم الحطام البيولوجي، وتشكل رواسب الفحم والزيت الصخري ، وتوجد عادة داخل أحواض الصخور الرسوبية الفتاتية
• تتكون الكربونات من معادن كربوناتية مختلفة (غالبًا كربونات الكالسيوم (CaCO3 ₎ ) المترسبة بواسطة مجموعة متنوعة من العمليات العضوية وغير العضوية.
• تتكون الرواسب المتبخرة من خلال تبخر الماء على سطح الأرض وتشمل في أغلب الأحيان الهاليت أو الجبس . ^[5]
• تتكون الصخور الرسوبية الكيميائية، بما في ذلك بعض الكربونات، عن طريق ترسب المعادن من المحاليل المائية. وتشمل هذه الصخور الجاسبليت والصوان .

توفر الصخور الرسوبية مجموعة كبيرة من المنتجات التي استفاد منها المجتمع الحديث والقديم.

• الفن : الرخام ، على الرغم من كونه حجرًا جيريًا متحولًا ، فهو مثال على استخدام الصخور الرسوبية في السعي وراء الجماليات والفن
• الاستخدامات المعمارية: يستخدم الحجر المشتق من الصخور الرسوبية في صناعة الأحجار ذات الأبعاد المختلفة وفي الهندسة المعمارية ، وخاصة الأردواز ( الحجر الطيني المتحول ) للأسقف ، والحجر الرملي للدعامات الحاملة للأحمال.
• السيراميك والمواد الصناعية: الطين المستخدم في صناعة الفخار والسيراميك بما في ذلك الطوب ؛ الأسمنت والجير المشتق من الحجر الجيري .
• الجيولوجيا الاقتصادية : تحتوي الصخور الرسوبية على رواسب كبيرة من خام SEDEX ورواسب الرصاص والزنك والفضة ورواسب كبيرة من النحاس ورواسب الذهب والتنغستن واليورانيوم والعديد من المعادن الثمينة الأخرى والأحجار الكريمة والمعادن الصناعية بما في ذلك رواسب خام الرمال المعدنية الثقيلة
• الطاقة: تعتمد جيولوجيا البترول على قدرة الصخور الرسوبية على توليد رواسب من زيوت البترول . ويوجد الفحم والصخر الزيتي في الصخور الرسوبية. وتوجد نسبة كبيرة من موارد طاقة اليورانيوم في العالم داخل التعاقبات الرسوبية.
• المياه الجوفية : تحتوي الصخور الرسوبية على نسبة كبيرة من طبقات المياه الجوفية على الأرض . ويعتمد فهمنا لمدى هذه الطبقات وكمية المياه التي يمكن سحبها منها بشكل حاسم على معرفتنا بالصخور التي تحتويها (الخزان).

الهدف من علم الرواسب، ودراسة الرواسب، هو استخلاص المعلومات حول الظروف الترسيبية التي أدت إلى ترسب وحدة الصخور، وعلاقة وحدات الصخور الفردية في حوض ما بفهم متماسك لتطور التسلسلات والأحواض الرسوبية، وبالتالي، التاريخ الجيولوجي للأرض ككل. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

الأساس العلمي لذلك هو مبدأ التجانس، الذي ينص على أن الرواسب داخل الصخور الرسوبية القديمة ترسبت بنفس الطريقة التي ترسبت بها الرواسب على سطح الأرض اليوم. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم تسجيل الظروف الرسوبية داخل الرواسب أثناء وضعها؛ ويعكس شكل الرواسب في الوقت الحاضر أحداث الماضي وجميع الأحداث التي تؤثر على الرواسب، من مصدر المواد الرسوبية إلى الضغوط التي تعرضت لها بعد التشخيص متاحة للدراسة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يعد مبدأ التراكب أمرًا بالغ الأهمية لتفسير التسلسلات الرسوبية، وفي التضاريس المتحولة القديمة أو أحزمة الطيات والاندفاع حيث تكون الرواسب غالبًا مطوية أو مشوهة بشدة، فإن التعرف على المؤشرات الحديثة أو الفراش المتدرج أمر بالغ الأهمية لتفسير المقطع الرسوبي وغالبًا التشوه والبنية المتحولة للمنطقة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم تحليل الطيات في الرواسب وفقًا لمبدأ الأفقية الأصلية ، والذي ينص على أن الرواسب تترسب عند زاوية استقرارها، والتي تكون أفقية في الأساس بالنسبة لمعظم أنواع الرواسب. وبالتالي، عندما يكون اتجاه التكون معروفًا، يمكن "كشف" الصخور وتفسيرها وفقًا للمعلومات الرسوبية الموجودة.

ينص مبدأ الاستمرارية الجانبية على أن طبقات الرواسب تمتد في البداية جانبياً في جميع الاتجاهات ما لم يعيقها جسم مادي أو تضاريس.

ينص مبدأ العلاقات المتقاطعة على أن كل ما يتقاطع أو يتطفل على طبقات الطبقات فهو أحدث من طبقات الطبقات.

تشمل الأساليب التي يستخدمها علماء الرواسب لجمع البيانات والأدلة حول طبيعة وظروف ترسيب الصخور الرسوبية ما يلي؛

• قياس ووصف المظهر الصخري وتوزيع الوحدة الصخرية؛
  • وصف تكوين الصخور ، وهي عملية رسمية لتوثيق السُمك، والصخور، والنتوءات الصخرية، والتوزيع، وعلاقات الاتصال مع التكوينات الأخرى
  • رسم خريطة لتوزيع الوحدة أو الوحدات الصخرية
• أوصاف نواة الصخور (التي تم حفرها واستخراجها من الآبار أثناء استكشاف الهيدروكربونات )
• التسلسل الطبقي
  • يصف تطور وحدات الصخور داخل الحوض
• وصف التركيب الصخري للصخور؛
  • علم الصخور والبتروغرافيا ؛ وخاصة قياس الملمس وحجم الحبيبات وشكل الحبيبات ( الكروية والتقريب وما إلى ذلك) وفرز وتركيب الرواسب
• تحليل الكيمياء الجيولوجية للصخور
  • الكيمياء الجيولوجية النظيرية ، بما في ذلك استخدام التأريخ الإشعاعي ، لتحديد عمر الصخور، ومدى ملاءمتها لمناطق المصدر

لقد تحدى علماء الجيولوجيا في جامعة إنديانا (بلومنجتون) ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الفهم الراسخ لكيفية تشكل بعض الصخور الطينية . إن البحث الذي ظهر في طبعة 14 ديسمبر 2007 من مجلة ساينس ، يعارض الرأي السائد لدى علماء الجيولوجيا بأن الطين لا يترسب إلا عندما تكون المياه بطيئة الحركة أو ساكنة، بل يُظهِر بدلاً من ذلك أن "الطين يتراكم حتى عندما تتحرك التيارات بسرعة". ويُظهِر البحث أن بعض الصخور الطينية ربما تكون قد تشكلت في مياه سريعة الحركة: "يمكن أن تترسب الصخور الطينية في ظل ظروف أكثر نشاطًا مما يُفترض على نطاق واسع، الأمر الذي يتطلب إعادة تقييم العديد من السجلات الجيولوجية". ^[6]

في مراجعة لأبحاث شيبر وآخرين، يقول ماكوكر وبوهاكس إن "هذه النتائج تدعو إلى إعادة تقييم نقدية لجميع الصخور الطينية التي تم تفسيرها سابقًا على أنها ترسبت باستمرار تحت المياه الراكدة. تُستخدم مثل هذه الصخور على نطاق واسع لاستنتاج المناخات السابقة وظروف المحيطات والتغيرات المدارية". ^[7]

وقد تم إجراء قدر كبير من الأبحاث الحديثة حول الصخور الطينية نتيجة للجهود الأخيرة لإنتاج الهيدروكربونات تجاريًا منها باعتبارها خزانات غير تقليدية ، سواء في حقول الغاز الصخري أو النفط الصخري (أو النفط الخفيف). ^[8]

وقد وصف بحث أجراه مؤخراً عالم الرواسب الأسترالي دوتكيفيتش كيف ترتبط الدورة الجيولوجية بدرجات الحرارة العالمية وتغير المناخ. ووصف البحث دوران الكربون والمياه، وتأثيرات الحرارة على قدرة المحيط الحالية والمستقبلية على احتجاز الكربون. ^[9]

• الصخور الفتاتية  – الصخور الرسوبية المكونة من المعادن أو شظايا الصخورالصفحات التي تعرض أوصافًا مختصرة لأهداف إعادة التوجيه
• الفحم  – صخرة رسوبية قابلة للاشتعال تتكون في المقام الأول من الكربون
• الجيولوجيا  – الدراسة العلمية للتكوين الفيزيائي للأرض
• علم المعادن في المريخ  – نظرة عامة على علم المعادن في المريخ
• الصخر الزيتي  – صخر رسوبى ذو حبيبات دقيقة غني بالمواد العضوية ويحتوي على الكيروجين
• نشأة الخام  – كيف تتشكل الأنواع المختلفة من الرواسب المعدنية داخل قشرة الأرض
• تشكيلات الصخور
• التسلسل الطبقي  – دراسة وتحليل مجموعات الرواسب الرسوبية
• الهياكل الرسوبية الناجمة عن النباتات

• الوسائط المتعلقة بعلم الرواسب في ويكيميديا ​​كومنز