سلاسل الطمر

1- المميزات البنيوية والجيولوجية لسلاسل الطمر

الجزء الأول: الخصائص البنيوية والجيوفيزيائية

الجزء الثاني: الخصائص البتروغرافية (الصخرية)

الجزء الثالث: تفسير آلية الطمر

تتواجد السلاسل الجبلية الحديثة على حدود التقارب بين الصفائح، وبالتالي فهي سلاسل بيصفيحية مازالت الظواهر المسؤولة عن تشكلها فعالة ونشيطة، مع وجود دلائل على استمرارية هذا النشاط متمثلة في الزلازل والبراكين الحديثة وما يرافق ذلك من تغيرات بنيوية وعيدانية تلحق الطبقات، على عكس السلاسل الجبلية القديمة التي توقفت الظواهر المسؤولة عن تكوينها في حقب جيولوجي سابق لتعوض بظواهر الحث والتعرية الهادمة لها.

تساؤلات:

ما هي أنواع السلاسل الجبلية الحديثة؟
ما هي الخاصيات التي تمكن من التمييز بينها وتحديد ظروف نشأتها؟

I- أنواع السلاسل الجبلية الحديثة وعلاقتها بتكتونية الصفائح

تتوفر في الطبيعة ثلاث أنواع من السلاسل الحديثة التي تنشأ على الحدود بين الصفائح، وحسب نوع منطقة التقارب نميز بين:

سلاسل الطمر
سلاسل الطفو
سلاسل الاصطدام

تنتشر السلاسل الجبلية الحديثة على حدود التقارب بين الصفائح، لكن طبيعة الصفائح المتقاربة أغلفتها الصخرية، تحدد طبيعة ونوع السلسلة المتشكلة في منطقة التماس بين الغلافين الصخريين:

سلسلة الطمر: انغراز غلاف صخري محيطي أسفل غلاف صخري قاري.
سلسلة طفو: ركوب غلاف صخري محيطي فوق غلاف صخري قاري.
سلسلة اصطدام: تماس مباشر بين قشرتين قاريتين لصفيحتين مختلفتين.
خصائص السلاسل الجبلية الحديثة

1- سلاسل الطمر

أ- ظروف نشوء السلسلة

تنشأ هذه السلاسل في مناطق الطمر وذلك نتيجة انغراز غلاف صخري محيطي أسفل غلاف صخري قاري وذلك بتدخل عاملين:

القوى التكتونية: تمكن القوى الانضغاطية (الناتجة عن عمل ذروة وسط محيطية في منطقة أخرى) من تقارب صفيحتين فيما بينهما
الكثافة: عند تقارب غلافين صخريين، أحدهما محيطي والثاني قاري، فإن الغلاف الصخري المحيطي الأكثر كثافة ينغرز أسفل الغلاف الصخري القاري.

ب- مميزات سلاسل الطمر

تتميز سلاسل الطمر بمجموعة من الخاصيات التي تمكننا من تحديد طبيعة السلسلة وظروف تشكلها، ويمكن تحديد هذه الخاصيات في الخمس التالية:

a- مستوى بنيوف

على مستوى التماس بين الغلافين الصخريين القاري والمحيطي، تتوزع البؤر الزلزالية بشكل مائل في اتجاه الغلاف الصخري الراكب، حيث أنه كلما ابتعدنا من منطقة التماس في اتجاه القارة ازداد عمق هذه البؤر الزلزالية، ونسمي المستوى الذي يضم جميع البؤر الزلزالية بالمنطقة بمستوى بنيوف.

b- توزيع منحنيات تساوي درجة الحرارة:

على مستوى منطقة التماس بين الصفيحتين، يحدث انخفاض لدرجة الحرارة يفسر بانغراز جسم بارد نحو الأعماق والمتمثل في الغلاف الصخري المحيطي (البارد جدا) مما يؤدي إلى انخفاض في درجات الحرارة حسب مستوى يتطابق مع مستوى بنيوف.

c- بركانية أنديزيتية:

تتميز منطقة الطمر ببركانية انفجارية ينتج عنها تكوين صخور بركانية خاصة مميزة للمنطقة نسميها صخرة الأنديزيت نسبة إلى سلسلة جبال الأنديز.

عند مقارنة صخور الأنديز بصخور الغلاف الصخري المحيطي المنغرز من جهة وصخور القشرة القارية الراكبة من جهة أخرى فإننا نلاحظ أن صخور الأنديزيت وسيطة، في نسب مكوناتها الكيميائية، بين صخور القشرة القارية والقشرة المحيطية لمنطقة الطمر.

تفسير نشوء الصهارة الأنديزيتية

عند وصول الغلاف الصخري المحيطي المنغرز إلى عمق معين، حيث درجة الحرارة مرتفعة نسبيا، وبفضل توفر الماء الذي يساهم في انصهار الصخور عند درجات حرارة أقل من درجة الحرارة اللازمة لانصهارها في الطبيعة، فإنها تنصهر فتشكل صهارة قاعدية، تصعد ، بفعل كثافتها المنخفضة، نحو السطح مخترقة صخور القشرة القارية التي تعلوها، ويرافق هذا الاختراق بانصهار منطقة الاختراق (صخور القشرة القارية) ودمج تركيبها الكيميائي داخل الصهارة الأصلية الصاعدة، فتتشكل صهارة وسيطة، في تركيبها الكيميائي، بين صخور القشرتين القارية والمحيطية.

يؤدي انغراز القشرة المحيطية (ارتفاع درجة الضغط ودرجة الحرارة) إلى وصولها على أعماق قد تصل فيها درجة الحرارة إلى ما يقارب 1000°C لكنها مع هذا تبقى غير كافية لانصهار الصخور القاعدية (خاصة البريدوتيت الذي يلزمه 1200°C على الأقل للانصهار)، وبالتالي من الضروري توفر عنصر مساعد للانصهار في ظل درجة الحرارة المنخفضة هاته: إنه عنصر الماء !!!

تتعرض صخور القشرة المحيطية، نتيجة مكوثها في أعماق المحيط لزمن جيولوجي كبير، لتغير في تركيبها الكيميائي نتيجة توفر الماء الذي يمكن من اغتناء معادنها بالماء فتصبح مميهة (hydratés).

خلال عملية الانغراز تتعرض هذه المعادن لدرجات حرارة مرتفعة (800°C-1000°C)، فينتج عن ذلك ظاهرتان:

تجفيف المعادن لتوفير جزيئات الماء
تغير في طبيعة هذه المعادن (نتيجة فقدانها للعناصر الكيميائية التي شكلت جزيئات الماء) وتغير بالتالي في طبيعة الصخرة (نظرا لكون الصخرة هي مجموع المعادن التي تشكلها)

d- موشور التضخم:

وهو عبارة عن بنية تتشكل نتيجة كشط الرواسب المميهة التي تعلو القشرة المحيطية وتجميعها في منطقة التماس بين القشرتين القارية والمحيطية

e- الحوض الهامشي:

يعوض الانخفاض الذي يتشكل في الجزء القاري، ما بعد السلسلة الجبلية، الارتفاع الجديد المتمثل في سلسلة الطمر، كما يعبر الانخفاض عن نقصان في كمية المادة يعوض زيادتها على مستوى السلسلة الجبلية وذلك للحفاظ على:

كتلة ثابتة للكرة الأرضية
حجم ثابت للكرة الأرضية

ويؤكد هذا العلاقة التي تربط موشور التضخم و ارتفاع السلسلة الجبلية بالحوض الهامشي و زاوية انغراز القشرة المحيطية حيث:

كلما كانت زاوية الانغراز كبيرة: موشور التضخم ضعيف، ارتفاع السلسلة كبير، عمق الحوض الهامشي كبير
كلما كانت زاوية الانغراز ضعيفة: موشور التضخم كبير، ارتفاع السلسلة ضعيف، عمق الحوض الهامشي ضعيف
نموذج تفسيري لنشوء سلسلة جبال الأنديز

تشكلت سلسلة جبال الأنديز عبر انغراز غلاف صخري محيطي أسفل آخر قاري لصفيحة مختلفة، نتج عنه ارتفاع السلسلة الجبلية. تنصهر أجزاء الغلاف الصخري المنغرز فتتشكل الصهارة الأنديزيتية التي تنتج الأنديزيت، ويمكن هذا الانصهار من استمرار انغراز الغلاف الصخري المحيطي وبالتالي استمرار ظاهرة الطمر.

التشوهات التكتونية

أنواع التشوهات التكتونية وعلاقتها بنشوء السلاسل الجبلية الحديثة.

أنماط التشوهات التكتونية

1- الفوالق

الفالق كل كسر مصحوب بحركة الكتل، وبالتالي فهو يلحق الصخور الصلبة التي من المفترض أن تتواجد على سطح الأرض حيث تمنع درجة الحرارة المنخفضة مرونتها.

يمكن اتجاه ومنحى حركة الكتل، وكذلك نتيجة عمل الفالق، من التمييز بين أنواع مختلفة من الفوالق:

أ- فالق عادي

حركة الكتل: عمودية
مرآة الفالق: مائلة
نتيجة عمل الفالق: الزيادة في المساحة
اتجاه القوى التكتونية: في زاوية 90° مع اتجاه الفالق

ب- فالق معكوس

حركة الكتل: عمودية
مرآة الفالق: مائلة
نتيجة عمل الفالق: النقصان من المساحة
اتجاه القوى التكتونية: في زاوية 90° مع اتجاه الفالق

ج- فالق عمودي

حركة الكتل: عمودية
مرآة الفالق: عمودية
نتيجة عمل الفالق: لا تأثير على المساحة
اتجاه القوى التكتونية: في زاوية 90° مع اتجاه الفالق

د- انقلاع

حركة الكتل: أفقية
نتيجة عمل الفالق: تغيير اتجاه البنيات الأصلية
اتجاه القوى التكتونية: في زاوية 45° مع اتجاه الفالق

2- الطيات

الطيات بنيات جيولوجية تعبر عن تشوه يلحق الصخور الخاضعة لتأثير ظروف خارجية وداخلية تمكنها من مرونة متوسطة، وهي ظروف متوفرة في أعماق متوسطة من الأرض.

الطيات أنواع:

طية محذبة: تكون مفصلتها (مستوى تجمع النقط ذات التقوس الأقصى) متجهة نحو الأعلى
طية مقعرة: تكون مفصلتها (مستوى تجمع النقط ذات التقوس الأقصى) متجهة نحو الأسفل.

الطيات أنماط: يبينها الشكل التالي.

3- التشوهات الوسيطة

وهي تشوهات تكتونية تجمع خصائص الفوالق والطيات في نفس الوقت وذلك بفعل عوامل تكتونية من جهةن وخضوع الطبقات في الأعماق لعوامل ترفع من لدانتها

4- عوامل تشوه الصخور

تتدخل مجموعة من العوامل في تشوه الصخور، ومنها عوامل داخلية وأخرى خارجية:

العوامل الداخلية: الموائع البيفرجية، قد الحبيبات، طبيعة المعادن
العوامل الخارجية: درجة الحرارة، الضغط، عامل الزمن

سلاسل الطفو

الخصائص البنيوية والصخرية لسلاسل الطفو وتفسير نشوئها.

1- ظروف نشوء السلسلة

عند توقف الطمر بسبب عدم تمكن الغلاف الصخري المحيطي مواصلة انغرازه أسفل الغلاف الصخري القاري، ومع استمرار عمل القوى، يركب الغلاف الصخري المحيطي فوق الغلاف الصخري القاري (عكس مبدأ الكثافة).

لا يتوفر هذا النوع من السلاسل الجبلية إلا ناذرا، على اعتبار أنه مرحلة النتقالية بين الطمر والاصطدام، وتمثله نماذج قليلة على الكرة الأرضية أهمها سلسلة جبال عمان، وتبين الوثيقة التالية موقع هذه السلسلة ومميزاتها الصخرية والتكتونية.

2- مميزات السلسلة

إن أهم خاصية يجب التركيز عليها داخل هذا النوع من السلاسل الجبلية هي السدائم والتي تتميز ب:

تواجدها فوق قاعدية صخرية حديثة بشكل يناقض مبدأ التراكب (مبدأ استراتيغرافي) حيث من المفروض أن تتوضع الصخور والطبقات الحديثة فوق القديمة، وهذا يعني أن الكتل الصخرية الزاحفة ليست محلية بل تم نقلها من موقع آخر
الطبيعة الصخرية للكتل الزاحفة: تضم السدائم صخور المركب الأوفيوليتي والذي يمثل القشرة المحيطية وبالتالي فإن الموقع الأصلي لهذه الكتل الزاحفة هو قعر المحيط.

3- نموذج تفسيري لنشوء السلسلة

نتجت سلسلة الطفو، في هذا النموذج، عن تقارب بين غلافين صخريين محيطيين تم طمر أحدهما أسفل الأخر فنسمي الظاهرة طمرا محيطيا. لا تتمكن هذه الظاهرة من الاستمرار فتتوقف لينتج عنه زحف كتل محيطية فوق كتل قارية عكس مبدأ الكثافة: إنها ظاهرة الطفو.

يدل توفر البركانية الأنديزيتية (المميزة لمناطق الطمر) داخل سلاسل الطفو على تعرض المنطقة لطمر سابق تم حجزه (توقيفه) وتعويضه بالطفو استجابة لعمل القوى التكتونية الضاغطة.

سلاسل الاصطدام

الخصائص البنيوية والبتروغرافية تفسر نشوء سلاسل الاصطدام

1- ظروف نشأة السلسلة

يعبر الاصطدام عن حالة تماس مباشر بين قشرتين قاريتين لصفيحتين مختلفتين، ويمكن اعتبارها الحالة النهائية للتقارب بين الصفائح حيث يؤدي توقيف الطمر إلى تعويضه بالطفو وانتهاء بالاصطدام

2- مميزات السلسلة

بما أن الاصطدام هو تعبير عن الحالة النهائية للتقارب بين الصفائح فمن المفترض أن تبقي الظواهر السابقة (الطمر والطفو) آثارها عبارة عن:

بركانية أنديزيتية قديمة
مركب أوفيوليتي فوق القشرة القارية

3- نموذج تفسيري لنشوء السلسلة

تشكلت سلسلة جبال الهملايا عبر مراحل، انطلقت بطمر تم حجزه ثم تعويضه بطفو، ومع استمرار القوى التكتونية المسلطة على المنطقة اصطدم الغلافان الصخريان القاريان لصفيحتي الهند وأوراسيا.

مدخل لدراسة السلاسل الجبلية الحديثة والظواهر المصاحية لها

التركيب الداخلي للكرة الأرضية ومفهوما الصفيحة والسلسلة الجبلية الحديثة

تنقسم الظواهر الجيولوجية إلى جزئين رئيسيين:

الظواهر الجيولوجية الخارجية: وهي ظواهر تتم على سطح الكوكب والتي سبق دراستها في السنة الأولى من سلك الثانوي التأهيلي وأهمها الرسوبية والتي مكنت من فهم كيفية الاعتماد على الظواهر الحالية لتفسير الظواهر القديمة والتمكن بالتالي من استرداد التأريخ والجيولوجيا القديمين لمنطقة معينة.
الظواهر الجيولوجية الباطنية: وهي مجموعة من الظواهر ذات المنشأ الباطني للكرة الأرضية، ممثلة بالزلازل والبراكين بالرغم من كون نتيجتها تظهر على سطح الأرض ممثلة بالهزات الأرضية والحمم البركانية.

إن الدراسة الجيولوجية المقترحة في السنة النهائية من سلك البكالوريا تقترح التعرف على مجموعة من الخصائص التي تهم الظواهر المصاحبة لنشوء السلاسل الجبلية الحديثة وعلاقة الكل بالمحرك الأساسي لكل الظواهر الجيولوجية ممثلا بتكتونية الصفائح.

ما هو مفهوم الصفيحة التكتونية؟
ما هو مفهوم السلسلة الجبلية الحديثة؟
ما هي أنواع هذه الظواهر المرافقة بشكل دائم لنشوء هذه السلاسل؟
كيف يمكن تفسير هذه العلاقة بين هذه الظواهر ونشوء السلسلة من جهة وتكتونية الصفائح من جهة أخرى؟

تعتمد دراسة الظواهر المرافقة لنشوء السسل الجبلية الحديثة وعلاقتها بتكتونية الصفائح على مجموعة من المفاهيم الأساسية، من بينها:

التركيب الداخلي للكرة الأرضية: قصد التعرف عل الطبقات الداخلية للأرض وعقة ترتيبها بكثافتها.
مفوم الصفيحة: والتي هي بنية تمكن من فهم كيفية نشوء السلاسل الجبلية عل حدودها، حيث تؤدي حركتها التقاربية إل نشوء أنواع خاصة من هذه السلاسل.
مفهوم السلسلة الجبلية الحديثة: والذي يتجاوز المفهوم الزمني إلى المفهوم البنيوي وطريقة نشوء هذا النوع من السلاسل التي تتموقع ، كلها، عل الحدود بين الصفائح (بيصفيحية).