دروس فى الجيلوجيا

أولاً: تصنيف الصخور

تقدمت دراسات علم الصخور Petrology في القرن التاسع عشر الميلادي ، وخاصة فيما يتصل بالتركيب المعدني، وأصبحت تصنف حسب نشأتها وتكوينها إلى صخور نارية، ورسوبية، ومتحولة. والصخور النارية هي صخور أولية متبلورة عامة، تكونت إما بتجمد بعض المواد الصخرية السائلة، غليظة القوام، وعالية الحرارة في باطن الأرض، وهي التي تسمى بالصهير Magma، أو نتيجة قذف بعض هذه المواد المنصهرة فوق سطح الأرض، أو تحته بقليل، أو إلى قاع المحيط في صورة حمم بركانية Lave Flows.
أما الصخور الرسوبية فهي صخور ثانوية اشتقت من صخور أقدم بسبب عوامل التعرية والنحر، ثم ترسب الحطام الصخري في ظروف عادية من الضغط والحرارة بعد أن كانت عالقة في الماء أو في الهواء، وتعرضت هذه الصخور أثناء تكوينها وبعده للتجوية الكيميائية شاملة النشاط العضوي والأكسدة والاختزال والكربنة والتموء والتحليل بالماء والذوبان، وللتجوية الفيزيائية من تمدد بالحرارة أو الانكماش بالبرودة أو تفكك، أو تجمد للمياه في شقوق الصخور، وللتأثيرات الميكانيكية بفعل حركات القشرة الأرضية والصخور الرسوبية إما بحرية تترسب في أحواض البحار والمحيطات، أو قارية، تتكون في القارات سواء كانت رواسب هوائية، أم تكونت في المياه الجارية كالرواسب النهرية ورواسب البحيرات والثلاجات.
وتكونت الصخور المتحولة تحت سطح الأرض، ونتجت عن تأثيرات عوامل الضغط والحرارة وبعض المحاليل على صخور أقدم، رسوبية أو نارية أو متحولة أيضاً، ما يؤدي إلى تغيير تركيبها المعدني ونسيجها الصخري.

وتغلف الصخور الرسوبية نحو 75% من سطح الأرض، ولكنها لا تشكل سوى 5% من الحجم الكلي للقشرة الأرضية إلى عمق يصل حتى 16 كم. وتتميز الصخور الرسوبية باحتوائها في الغالب على أنواع مختلفة من الحفريات، وتتكون في أحيان وأماكن معينة بفعل تجميع المواد والرواسب العضوية كما هو الحال بالنسبة لطبقات الفحم، أو الطبقات الجيرية العضوية في مياه البحار والمحيطات، وتحقق دراسة الصخور الرسوبية معرفة التسلسل الزمني للحوادث المتعاقبة في تاريخ الكرة الأرضية، ويعني علم الجيولوجيا الطباقية أو علم الطبقات Stratigraphy بذلك السلم الجيولوجي، الذي يبين تتابع صخور الطبقات والعصور الجيولوجية التي تنتمي إليها.

ثانياً: أنواع الصخور الرسوبية

تصنف طبقاً لدور التفكك الفيزيائي، أو التحلل الكيميائي في تكوينها، ولأنواع الصخور الأقدم التي اشتقت منها، وقد تكون نارية أو رسوبية قديمة أو متحولة، وحسب أسلوب نقل الركام المتفكك بواسطة الرياح أو المياه قبل ترسيبها في أماكن مناسبة، سواء في الصحاري أو البحار. وهناك صخور فتاتية Clastic Rocks تتكون وتترسب بفعل عوامل فيزيائية بحتة، دون تدخل عوامل كيميائية أو ترسب مواد عضوية، ومن أمثلتها الحصى والرمل والطين. ولدينا الصخور الكيميائية Chemical Roc، التي تكونت نتيجة النشاط الكيميائي الصرف، دون تدخل النشاط العضوي، الحيواني أو النباتي، في بيئات قارية أو مائية مثل الرواسب الحديدية، وبعض الصخور الكلسية، ورواسب الأملاح. أما الصخور الكيمائية الحيوية Biochemical Rocks فتكونت نتيجة النشاط العضوي لبعض الكائنات الحية، كالصخور الكلسية مثل الطباشير، والسيليسية كالصوان، والحديدية، والفوسفاتية، والكربونية وأشهرها الفحم.
وهناك صخور يصعب تصنيفها مثل الحجر الجيري العضوي الفتاتي Bioclastic Limestone والبترول، كما نعرف مادة هيدروكربونية سائلة توجد في بعض أجزاء الصخور الرسوبية المختلفة مثل الحجر الرملي، والحجر الجيري، ولكنه لا يوجد إطلاقاً في الصخور النارية أو المتحولة.
ويعني علم الكيمياء الأرضية Gochemistry بجميع التحليلات والاختبارات الكيميائية التي تجري على الصخور لمختلف الأغراض، وأهمها من الناحية الاقتصادية تحديد نسب الخامات المختلفة وأنواعها فيها وفي صدرها البترولي، وكذا دراسة توزيع نظائر العناصر المختلفة على مكونات الأرض وتركيباتها الكيميائية وتفاعلاتها.

ثالثاً: تتابع الطبقات في الصخور الرسوبية

يهتم علم الطبقات Stratigraphy بدراسة القوانين والظروف المختلفة التي تتحكم في تكوين طبقات الصخور في السلم الجيولوجي، وأماكن ترسيبها في مختلف مناطق العالم، ويحدد أنواعها وخصائصها الصخرية وأعمارها، ويوجه عناية خاصة للصخور الرسوبية. ومن ذلك نشأ حديثاً فرع مستقل بذاته، ويختص بكل ما يتعلق بالترسيب، ويسمى علم الرواسب Sedimentology. ولما كانت المحيطات والبحار تغطي أكثر من ثلاثة أخماس سطح الأرض، كانت الترسيبات البحرية هي الغالبة، وقد تراكمت أساسا تحت سطح الماء في طبقات Strata متباعدة وسميت أحياناً بالصخور الطباقية Stratified Rocks أو الطبقات المضغوطة Laminated Rocks. وتوجد الطبقات الأقدم تاريخياً في القاع، وتعلوها الطبقات الأحدث زمنياً، ما لم تكن الصخور قد تعرضت لحركات القشرة الأرضية. وعندما تموت الحيوانات والنباتات تطمرها الترسيبات، وتعلو حولها وفوقها، ومنها ما دفن - مثل الرخويات البحرية - حيث عاشت قرب قاع البحر، ومنها ما تحرك مع المواد المترسبة، قبل أن يدفن في مكان آخر، حركة شبيهة بطوفان النهر الذي يجرف الأشجار وفروعها في مجراه.
وتحوي الصخور الرسوبية حفريات شديدة التنوع والاختلاف، حتى أنها تخدم مباشرة دراسات التطور التدريجي للحيوانات والنباتات عبر العصور، وهنا نشير إلى أهمية علم الحفريات Paleontology والحفريات الدقيقة Micro-Paleontology في مجال جيولوجيا البترول عامة، والتنقيب عنه خاصة، فإن الحفريات، وهي بقايا الكائنات الحية من حيوانات ونباتات، عادة ما تكون مميزة للبيئة التي عاشت فيها.

تكونت الصخور الرسوبية -إذاً- فوق سطح الأرض، أو تحت سطح الماء في شكل طبقات متتابعة. ويصنف هذا النوع من الصخور وفق أسلوب تكوينها أو تركيبها أو طبقا لهما معاً، ولدينا طبقا لكيفية تكوينها ترسيبات الرياح، كرمال الصحراء والكثبان الرملية وركام الحصي، ولدينا الرواسب النهرية من رمال وحصي وطين وطفل وطمي أو غرين، ورسوبيات البحيرات، والترسيبات الجليدية، ثم الرواسب البحرية التي تراكمت طبقات تحت البحر، وقد تتصل بها ترسيبات مصبات الأنهار أو الخيران أو البحيرات الضحلة. وتعد الحفريات، ولا سيما الحيوانية منها، من أفضل دلائل تحديد كيفية تكوين الصخور الرسوبية. وتصنف الصخور الرسوبية من حيث التركيب إلى البريشة، والحصباء أو الرمال، والطفل، والطين. وعندما تتماسك الرمال تكون الحجر الرملي، والمواد التي تربطها سويا تكون، عادة، من معادن مختلفة ترسبت بعد الرمال وتخللتها، وهي تحت سطح الماء، ومنها كربونات الكالسيوم في الحجر الجيري، وأملاح الحديد أو السيليكا في حجر الكوارتزيت أو حبيبات الفلسبار Felspar.
ومن بين الصخور الرسوبية طبقات الصخور ذات الأصل العضوي، الحيواني أو النباتي. والصخور العضوية من النوع الأول تشمل أنواعا عدة من الأحجار الجيرية مثل الطباشير Chalk، والجزر والصخور المرجانية، والدولوميت. أما الصخور العضوية نباتية الأصل فمنها الفحم والأنثراسيت بصفة خاصة، والجرافيت والتي تسمى بالصخور الكربونية التي تحوي المواد الهيدروكربونية، ونسبا صغيرة من الأملاح المعدنية. وفي ظروف معينة تتحول المواد العضوية النباتية الأصل إلى زيت البترول. وعادة يصعب فصل الصخور الكيميائية التكوين والعضوية بسبب تأثيرات الكائنات الحية مثل الطحالب التي تؤدي إلى ترسيبات كيميائية ولا تترك آثارا واضحة لوجودها.
الحياة البحرية ـ إذاً ـ هي مصدر البترول الرئيسي بوجه عام، والطبقات الغنية ببقايا الكائنات العضوية مثل الحيوانات البحرية الدنيا والرخويات والطحالب يرجح أن تكون صخوراً مولدة للبترول، كما أن الصخور الرسوبية ذات السمك الكبير والطبيعة المسامية تعد أهم أنواع الصخور الخازنة Oil Reservoir Rocks، التي تكاد توجد في أغلب العصور الجيولوجية، وتكون غالبا متصلة بالصخور المولدة من نفس العصر الجيولوجي. وتوجد التجمعات النفطية في مسام الصخور الرسوبية نتيجة لهجرة البترول، أو حركة الطبقات أو بسبب التفاعلات الكيميائية، أو في تشققات الصخور النارية تحت ظروف معينة. وتوجد تلك التجمعات، غالباً، مع مواد أخرى أهمها المياه الجوفية وبعض الشوائب، وبذلك لا تشكل المواد البترولية مائة في المائة من حجم المسامية والنفاذية المتاحة في المصائد البترولية، سواء كانت تركيبية أم رسوبية. كذلك فإن درجة التشبع البترولي في مسام الصخور تؤدي إلى وجود كمية قابلة للاستخراج، وأخرى ملتصقة بأسطح الحبيبات المكونة للصخور التصاقا قد يكون كيميائيا، ويصعب استخراجها بغير إجراء عمليات مكلفة لتغيير خاصية الالتصاق هذه.
وتوضح دراسة الطبقات الجيولوجية في مختلف أرجاء إقليم الشرق الأوسط تشابه ظروف تكوين الطبقات الرسوبية في مناطقه الشاسعة، وتكاد تتماثل في أنواع الكائنات الحية التي وجدت فيها. وتختزن الصخور الرسوبية في هذا الإقليم، الذي تشكل الصفيحة العربية جزءا رئيسيا من تكوينه الجيولوجي، كميات ضخمة من البترول والغاز الطبيعي. وتتكون هذه الصفيحة العربية من منطقتين رئيسيتين (اُنظر شكل الصفيحة العربية) وهما الدرع العربي المكون من صخور نارية ومتحولة ورسوبية قديمة، ويقع في غرب شبه الجزيرة العربية، وحوض الترسيب العربي الكبير المسمى أحيانا بالرصيف العربي، ويتكون من صخور رسوبية من الدهر الوسيط Mesozoic ومن العصر الثلثي Tertiary وهو الأول في الحقبة الحديثة Cenozoic. وتمتد هذه الصخور الرسوبية في الحوض العظيم حول الدرع الأفريقي العربي الذي تحده شمالا جبال طوروس، وكردستان، وجبال زاجروس، وشرقا جبال عُمان، وغربا جبال لبنان، وتغطي تلك الصخور كذلك شبه جزيرة سيناء ومعظم أراضي مصر.

رابعاً: الخصائص الجيولوجية والبتروطبيعية للصخور البترولية

تختلف الخامات البترولية في خواصها الجيولوجية والصخرية الطبيعية وتركيبها الكيميائي وفـقاً لمصادر إنتاجها، على الرغم من أنها تكونت في الغالب من رواسب عضوية متماثلة التركيب والخواص بدرجة كبيرة. ويرجع ذلك إلى تكوين البترول في ظروف متباينة من الضغط ودرجات الحرارة وعمق الرسوبيات، كما أن حركة الخامات تكون من خلال مسام الصخور الرسوبية التي تتفاوت في خواصها الكيميائية والمعدنية والطبيعية، وتختلف في أعمارها الجيولوجية.
والمرجح أن البترول والغاز الطبيعي لم يتكونا في الصخور التي يوجدان فيها، بل إليها هاجرا؛ ذلك لأن صخور المكامن تتميز بالنفاذية والمسامية التي لا تساعد على حفظ المواد العضوية التي يتكون منها البترول، إذ تتلف هذه المواد بفعل الأكسدة الناتجة عن نفاذية صخور المكمن، مما يتطلب طمرها بطبقات سميكة من الرسوبيات الناعمة لحفظها من الأكسدة. ومن ثم فإن البترول لابد أن يكون قد هاجر من بيئة صخور المصدر المختزلة إلى صخور المكمن.
ولا شك أن وجود البترول والغاز في الطبقات العليا للمصائد التركيبية أو الطبقية يؤكد الهجرة الرأسية والجانبية للخامات، كما أن الرشح البترولي يؤكد حركة الزيت من أعماق كبيرة إلى سطح الأرض. نلحظ كذلك وجود البترول والغاز والماء في صخور المكمن المسامية والمنفذة في ترتيب طبقي طبقا للثقل النوعي لهذه المواد، فيكون الماء أسفلها والغاز أعلاها، ما يدلل على حرية حركتها رأسيا وأفقيا. ومن ناحية أخرى فإن وجود البترول في بعض الحالات القليلة في صخور نارية أو متحولة يؤكد هجرته إلى مثل هذه الصخور، إذ يستحيل عمليا أن يتكون البترول في تلك الصخور التي تخلو تماما من الكائنات العضوية.
وهناك نوعان أساسيان من هجرة البترول، الهجرة الأولية، والهجرة الثانوية التي تحدث مرة ثانية خلال صخور المكمن. وتجري الهجرة الأولية بحركة الهيدروكربونات من صخور المصدر إلى صخور المكمن بفعل عوامل الضغط وتأثير الخاصية الشعرية والتيارات المائية، وتغير حجم المسام واختلاف أنواع الغازات المصاحبة. وفي منتصف الثمانينيات أوضح عدد من علماء الجيولوجيا منهم سيلي Seilley أن الهجرة الأولية تكون في طور انتقالي في صورة نفط أولى Proto Oil قبل أن تنضج الهيدروكربونات لتعطي البترول الخام.

شكرا على معلوماتك المفيدة cheers

أختي peyton

العفو و شكرا على ردك على موضوعي

يعطيكي العافية ع المجهود

دمعة آسى كتب:: يعطيكي العافية ع المجهود

الله يعافيك أختي و هذا من واجبنا