حوض سادبري

حوض سادبري ( يُلفظ / ˈsʌdbəri / ) ، المعروف أيضًا باسم بنية سادبري أو ثوران سادبري النيكلي ، هو بنية جيولوجية رئيسية في أونتاريو ، كندا. يُعد من أقدم وأكبر البنى الناتجة عن اصطدامات نيزكية على سطح الأرض . [ 1 ] ^{تشكلت هذه البنية} ، وهي بقايا متآكلة لفوهة نيزكية ، نتيجة اصطدام كويكب قبل 1.849 مليار سنة في حقبة الباليوبوروتيروزويك ^. [ 2 ^{] من المعروف أن} خامات حوض سادبري تحتوي على النيكل والنحاس والذهب والفضة والبلاتين والبلاديوم والروديوم والإيريديوم والروثينيوم . [ ³ ]

تقع منطقة حوض سادبري على الدرع الكندي في مدينة سادبري الكبرى ، أونتاريو . وتضم هذه المنطقة البلديات السابقة رايسايد-بالفور ، وفالي إيست ، وكابريول ، والتي تُعرف محلياً باسم "الوادي". ويقع المركز الحضري لمدينة سادبري السابقة على الأطراف الجنوبية للحوض.

أقامت مقاطعة أونتاريو لوحة تاريخية تخليداً لذكرى اكتشاف حوض سودبري. ^{[ 4 ]}

تشكل حوض سادبري نتيجة اصطدام جسم نيزكي ضخم يبلغ قطره حوالي 10-15 كيلومترًا (6.2-9.3 ميلًا) قبل 1.849 مليار سنة ^{[ 2 ]} في حقبة الباليوبوروتيروزويك . وتُقدر الطاقة المنبعثة من هذا الاصطدام بـ 8.6 × ^10²³ جول ^{[ 5 ]} و 2.31 × ^10²⁴ جول ^{[ 6 ].}  

تناثرت حطام الارتطام على مساحة 1,600,000 كيلومتر ^مربع (620,000 ميل مربع ) وقُذفت لمسافة تزيد عن 800 كيلومتر (500 ميل) ؛ وقد عُثر على المقذوفات - شظايا الصخور التي قذفها الارتطام - في أماكن بعيدة مثل مينيسوتا . ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}     

تشير النماذج إلى أنه نتيجةً لهذا الاصطدام الهائل، انتشرت الحطام على الأرجح في جميع أنحاء العالم، ^{[ 10 ]} ولكنها تعرضت للتآكل منذ ذلك الحين. ويُعتقد أن حجمها الحالي يُمثل جزءًا أصغر من فوهة يبلغ قطرها 130 كيلومترًا (81 ميلًا) والتي أحدثها النيزك في الأصل. وقد شوّهت العمليات الجيولوجية اللاحقة الفوهة إلى شكلها البيضاوي الأصغر الحالي. وتُعد حوضة سادبري من بين أكبر الفوهات المعروفة على سطح الأرض، بعد فوهة فريديفورت التي يبلغ قطرها 300 كيلومتر (190 ميلًا) في جنوب إفريقيا ، وفوهة تشيكسولوب التي يبلغ قطرها 180 كيلومترًا (110 أميال) تحت يوكاتان ، المكسيك.   

تشير الأدلة الجيوكيميائية إلى أن الجسم المصطدم كان على الأرجح كويكبًا كوندريتيًا أو مذنبًا يحتوي على مكون كوندريتي. ^{[ 11 ]}

يبلغ طول حوض سادبري بالكامل 62 كم (39 ميلاً) ، وعرضه 30 كم (19 ميلاً) ، وعمقه 15 كم (9.3 ميلاً) ، على الرغم من أن سطح الأرض الحديث أقل عمقًا بكثير.      

الوحدات الرئيسية التي تميز حوض سودبري هي كما يلي (بالترتيب الطبقي): الصخور المتكسرة في الجدار السفلي بما في ذلك السدود المنزاحة ، والطبقة الفرعية، ومجمع سودبري الناري (SIC)، ومجموعة وايت ووتر.

تتكون صخور الجدار السفلي، المرتبطة بحدث الاصطدام، من بريشة سودبري ( الزائفة التاكيليتية )، وبريشة الجدار السفلي، وسدود بريشة الكوارتز الديوريتية الشعاعية والمتحدة المركز (بريشة الصهارة الناتجة عن الاصطدام متعددة المكونات).

الطبقة الفرعية هي المنطقة الرئيسية للتمعدن.

تُعدّ منطقة الاصطدام (SIC) كتلةً ناريةً متمايزةً بيضاوية الشكل. ومن الشائع جغرافيًا التمييز بين مناطقها المختلفة من خلال النطاق الشمالي، والنطاق الشرقي، والنطاق الجنوبي، والتي تُشير إلى المناطق المرتفعة المحيطة بحافة موقع الاصطدام. طبقيًا، تبدأ قاعدة منطقة الاصطدام بطبقة من نوريت الكوارتز تعلوها طبقة من نوريت بني أو أخضر في النطاق الجنوبي، وطبقة من نوريت مافي تعلوها طبقة من نوريت فلسي في النطاقين الشمالي والشرقي. وفوق طبقات النوريت هذه، توجد طبقة من جابرو الكوارتز، تليها طبقة من جرانيت قدم الغراب ، ثم طبقة انتقالية من الجرانيت العادي. ^{[ 12 ]}

تتكون مجموعة وايت ووتر من مجموعة من الصخور الرسوبية والصخور السويفيتية تتألف من تكوينات أونابينغ ( بريشيا متساقطة )، وأونواتين، وتشيلمسفورد في تتابع طبقي. ^{[ 12 ]}

نظراً لحدوث تآكل كبير منذ حدث سادبري، والذي يُقدر بنحو 6 كيلومترات (3.7 ميل) في سلسلة الجبال الشمالية، فمن الصعب تحديد الحجم الفعلي لقطر التجويف العابر الأصلي، أو قطر الحافة النهائي بشكل مباشر. ^{[ 13 ]}  

حدث تشوه بنية سودبري في خمسة أحداث تشوه رئيسية (حسب العمر بملايين السنين):

1. تكوين مجمع سودبري الناري (1849 مليون سنة)، ^{[ 2 ]}
2. تكوين جبال بينوكيان (1890-1830 مليون سنة)،
3. تكوين جبال مازاتزال ( 1700-1600 مليون سنة)، ^{[ 14 ]}
4. عملية تكوين جبال غرينفيل (1400-1000 مليون سنة)، و
5. تأثير بحيرة وانابيتي (37 مليون سنة).

أدى مرور نحو 1.8 مليار سنة من التجوية والتشوه إلى صعوبة إثبات أن نيزكًا كان سببًا في تكوينات سادبري الجيولوجية. ومما زاد الأمر تعقيدًا، أن المنطقة كانت نشطة بركانيًا في نفس وقت الاصطدام تقريبًا، وأن بعض التكوينات البركانية المتجوّية قد تبدو مشابهة لتكوينات ناتجة عن اصطدام نيزكي. ومنذ اكتشافها، عُثر على طبقة من البريشيا مرتبطة بحدث الاصطدام، ^{[ 15 ]} كما تم رسم خرائط كاملة لتكوينات الصخور المتأثرة بالإجهاد.

وصفت تقارير نُشرت في أواخر الستينيات من القرن الماضي سمات جيولوجية قيل إنها مميزة لتأثيرات النيازك، بما في ذلك المخاريط المتفتتة ^{[ 16 ]} وبلورات الكوارتز المشوهة بفعل الصدمة في الصخور الأساسية. ^{[ 17 ]} وتوصل الجيولوجيون إلى إجماع بحلول عام 1970 تقريبًا على أن حوض سادبري قد تشكل نتيجة اصطدام نيزكي. وفي عام 2014، أشار تحليل تركيز وتوزيع العناصر المحبة للحديد، بالإضافة إلى حجم المنطقة التي أدى فيها الاصطدام إلى انصهار الصخور، إلى أن مذنبًا، وليس كويكبًا، هو على الأرجح سبب الفوهة. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

يقع حوض سودبري بالقرب من عدد من الهياكل الجيولوجية الأخرى، بما في ذلك الشذوذ المغناطيسي تيماغامي ، وفوهة اصطدام بحيرة وانابيتي ، والطرف الغربي من منخفض أوتاوا-بونشير ، والمنطقة التكتونية لجبهة غرينفيل ، والطرف الشرقي من المنطقة التكتونية للبحيرات العظمى ، ولكن هذه الهياكل ليست مرتبطة ببعضها البعض بشكل مباشر بمعنى أنها ناتجة عن نفس العمليات الجيولوجية.

امتلأت فوهة النيزك الكبيرة بالصهارة التي تحتوي على النيكل والنحاس والبلاديوم والذهب ومجموعة البلاتين ومعادن أخرى . ^{[ 20 ] تشكلت هذه} الصهارة إلى صخور البيروتيت والكالكوبيريت والبنتلانديت ، ^[ 21 ^] [ 22 ^] بالإضافة ^إلى الكوبينيت والماغنيتيت . ^{[ 23 ]}

في عام 1856، وأثناء مسح خط أساس غربًا من بحيرة نيبسينغ ، رصد ألبرت سالتر، مساح الأراضي الإقليمي، شذوذات مغناطيسية في المنطقة تشير بقوة إلى وجود رواسب معدنية، لا سيما بالقرب مما أصبح فيما بعد منجم كريتون . ^{[ 24 ]} وقد فحص المنطقة ألكسندر موراي من هيئة المسح الجيولوجي الكندية ، ^{[ 24 ]} الذي أكد "وجود كتلة هائلة من المصيدة المغناطيسية". ^{[ 25 ]}

نظراً لبُعد منطقة سادبري آنذاك، لم يكن لاكتشاف سالتر أثر فوري يُذكر. إلا أن إنشاء خط سكة حديد المحيط الهادئ الكندي عبر المنطقة جعل التنقيب عن المعادن أكثر جدوى. وقد بدأت عملية إنشاء مستوطنة تعدينية في عام ١٨٨٣ بعد أن كشفت عمليات التفجير في موقع بناء السكة الحديد عن تركيز كبير من خام النيكل والنحاس في الموقع الذي يُعرف الآن باسم منجم موراي ، والذي أطلق عليه هذا الاسم مالكاه ويليام وتوماس موراي. ^{[ ٢٤ ]}

كان منجم فيرميليون ، الذي كان أول منجم يتم استغلاله في الحوض، هو الموقع الذي قام فيه فرانك سبيري (كيميائي في شركة النحاس الكندية ) بالتعرف لأول مرة في عام 1889 على زرنيخيد البلاتين الذي يحمل اسمه . ^{[ 26 ]}

نتيجةً للجنة النيكل الملكية في أونتاريو لعام 1917، التي ترأسها الإنجليزي جورج توماس هولواي ، طرأ تغييرٌ كبيرٌ على الهيكل التشريعي لتجارة التنقيب عن المعادن. ^{[ 27 ]} وتوافقت بعض توصيات هولواي مع ما دعا إليه إينياس ماك تشارلز ، وهو منقبٌ عن المعادن ومالكٌ مبكرٌ للمناجم في القرن التاسع عشر. ^{[ 28 ]}

نتيجةً لهذه الرواسب المعدنية، تُعدّ منطقة سادبري واحدة من أهمّ مراكز التعدين في العالم ، وقد انبثقت منها شركتا فال إنكو وفالكونبريدج (التي أصبحت الآن قسماً من شركة إكستراتا ). ويُعتبر حوض سادبري من أكبر موردي خامات النيكل والنحاس في العالم، حيث تتركز معظم هذه الرواسب المعدنية على حافته الخارجية.

قائمة المناجم في حوض سادبري

تم جمع هذه القائمة من الخريطة الطبوغرافية لحوض سودبري لعام 1917، الموجودة على اليمين.

• منجم ليفاك
• منجم كولمان
• منجم ستراثكونا
• منجم بيج ليفاك
• منجم روس
• منجم الصفير
• منجم فالكونبريدج
• منجم غارسون
• منجم كيركوود
• منجم شيبارد
• منجم بليزارد
• منجم ستوبي الصغير
• منجم جبل نيكل
• منجم ستوبي
• منجم فرود
• منجم كاميرون
• منجم موراي
• منجم إلجين
• منجم ليدي فايوليت
• منجم كوبر كليف الشمالي
• منجم كوبر كليف الجنوبي
• منجم النجم الشمالي
• منجم كريتون
• منجم جيرترود
• المنجم رقم 2
• منجم كريان هيل
• منجم فيرميليون
• منجم فيكتوريا
• منجم ماكنتاير
• منجم روبنسون
• منجم وورثينجتون
• منجم هاولاند
• منجم توتن
• منجم شيكاغو
• منجم سلطانة الشرقي
• منجم السلطانة
• منجم تريلابيل
• منجم إيفانز ^{[ 3 ]}
• إلسي ماين ^{[ 3 ]}
• رواسب شيبارد ^{[ 3 ]}

ترتبط الرواسب المعدنية حول سادبري بحدث الاصطدام، الذي هيأ الظروف لتكوين رواسب خام من النوع الصهاري. ويُقترح أن تكون الأحداث كما يلي:

1. اصطدم النيزك بمدينة سادبري مما أدى إلى ذوبان كمية كبيرة من القشرة الأرضية
2. يتمايز الصهارة إلى مصهور سيليكاتي ومصهور كبريتيد غير قابل للامتزاج (مثل الزيت والماء) ^{[ 29 ]}
3. مع مرور الوقت، ومع تحرك مصهور الكبريتيد غير القابل للامتزاج ومصهور السيليكات معًا، تتوزع عناصر مثل النحاس والنيكل وعناصر مجموعة البلاتين في مصهور الكبريتيد بسبب خصائصها المحبة للحديد والكبريت ^{[ 29 ].}
4. بسبب كثافته الأعلى مقارنة بذوبان السيليكات، فإن ذوبان الكبريتيد بمرور الوقت يغرق قاع فوهة الصدمة ويبدأ في التصلب ^{[ 30 ].}
5. عندما يبرد مصهور الكبريتيد في قاع الفوهة، تتصلب المعادن التالية (من الضحل إلى العميق / الأكثر توافقًا / الأقل توافقًا): البيروتيت ، البنتلانديت ، الكالكوبيريت ، عناصر مجموعة البلاتين ، البورنيت ، الميليريت ^{[ 31 ]}

تُصنف الرواسب المعدنية في سودبري عموماً إلى أربعة أنواع.

• تتشكل رواسب التماس على الحافة بين مجمع سودبري الناري والبريشيا السفلية للجدار السفلي (مثل منجم كريتون ).
• تتشكل رواسب الجدار السفلي أسفل رواسب التماس في الصخور المحيطة (مثل منجم كولمان ).
• الرواسب المجاورة (مثل منجم كوبر كليف الشمالي )
• بريشة سودبري وصخور ريفية متبلورة (مثل منجم ستوبي)

^{[ 12 ]}

معظم تربة حوض سادبري حمضية ورملية؛ وعندما تكون جيدة التصريف، فإنها عادةً ما تنتمي إلى مجموعة تربة البودزول . أما سوء التصريف فيؤدي إلى تكوين تربة غليسول وتربة خثية . وبغض النظر عن التصريف أو التصنيف، فإن تربة الحوض أعمق من التربة المحيطة بها، والتي يُصنف جزء كبير منها على أنه روكلاند (مزيج من نتوءات صخرية متكررة وتربة ضحلة). ونتيجة لذلك، تم تجريف مساحات شاسعة في الحوض لأغراض الزراعة. وتوجد أفضل أنواع التربة، المصنفة على أنها من سلسلتي أزيلدا وبرادلي، حول تشيلمسفورد . ^{[ 32 ]}

استخدمت ناسا الموقع لتدريب رواد فضاء أبولو على تمييز الصخور المتكونة نتيجة اصطدام هائل، مثل البريشيا . ومن بين الذين استفادوا من هذا التدريب على سطح القمر: ديفيد سكوت وجيمس إيروين من مهمة أبولو 15 ، وجون يونغ وتشارلي ديوك من مهمة أبولو 16 ، وجين سيرنان وجاك شميت من مهمة أبولو 17. وكان من بين أبرز المدربين الجيولوجيين ويليام ر. موهلبرغر . ^{[ 33 ]}

• الجيولوجيا الاقتصادية
• جيولوجيا أونتاريو
• قائمة الفوهات الناتجة عن اصطدام النيازك على الأرض
• قائمة بالهياكل المحتملة الناتجة عن اصطدامات على سطح الأرض

• قاعدة بيانات تأثير الأرض
• جمعية فولبروك للأحجار الكريمة والمعادن - صفحة هيكل سودبري
• مورغان، جيه دبليو؛ ووكر، آر جيه؛ هوران، إم إف؛ بيري، إي إس؛ نالدريت، إيه جيه (يناير 2002). " نظام نظائر البلاتين ^-190 والأوزميوم ^-186 والرينيوم ^-187 في مجمع سادبري الناري، أونتاريو". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 66 (2): 273-290 ^. رمز Bibcode : 2002GeCoA..66..273M . doi : 10.1016/S0016-7037(01)00768-2 .
• الاستكشاف الجوي لبنية اصطدام سادبري
• هيكل اصطدام سادبري في مرصد الأرض التابع لناسا ، 20 سبتمبر 2021