الموسوعة العربية

بحث متقدم

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

البازلت

بازلت

-

البازلت

عبد الرحمن سفرجلاني

العلاقة بين النشاط البركاني وحركة الصفائح التكتونية

التركيب الفلزي للصخور البازلتية

التركيب الكيميائي للصخور البازلتية

استخدامات الصخور البازلتية وفوائدها

أهم الأشكال الناجمة عن تبرد اللابة البازلتية وتصلبها

تعود كلمة البازلت basalt إلى اللغة اللاتينية basaltēs أو اللغة اليونانية , وتعني حجر الاختبار أو الصخر شديد الصلادة، كما يمكن أن تعود إلى لغة المصريين أو سكان الهضبة الإثيوبية bselt أو bsalt وتعني الصخر المطبوخ. ويعني البازلت بمفهومه الحالي مجموعة الصخور النارية البركانية قاعدية التركيب الكيميائي.

تحتل الصخور البازلتية المرتبة الأولى في سعة الانتشار مقارنةً ببقية أنواع الصخور النارية الأخرى؛ فهي تغطي معظم امتدادات القشرة الأرضية المحيطية وأجزاء كبيرة من القشرة الأرضية القاريّة، كذلك تغطي مساحات كبيرة من سطح القمر وأسطح كوكبي الزهرة وعطارد، ويسهم البازلت أيضاً في تركيب بعض أنواع صخور النيازك.

تأخذ الصخور البازلتية عادةً ألواناً متباينة تبعاً لنوع عمليات التجوية التي تعرضت لها أو تأثرت بها؛ أو تبعاً لشدتها، وتُراوح ألوانها عندما تكون طازجة بين الرصاصي والرصاصي القاتم والأسود، في حين تميل ألوانها إلى الأخضر الرمادي وعلى نحو أقل إلى اللون الأزرق الرمادي عند تحولها إلى سبيليت؛ أو إلى الألوان البنية الفاتحة أو القاتمة الآجرية عند تجويتها بفعل عمليات الأكسدة (الشكل 1).

الشكل (1) مجموعة من عينات صخر البازلت الفراغي- الفقاعي- المسامي،

يلاحظ تعدد ألوان العينات الصخرية البازلتية.

تتباين بنية المكونات الفلزية للصخور البازلتية وأبعادها تبعاً لسرعة تبرد الصهارة السليكاتية المتدفقة أو المقذوفة من الفوهات البركانية أو الشقوق أو الفواصل والكسور الأرضية بين الصخور البازلتية الزجاجية vitric texture basalt أو خفية التبلور أو الصخور البازلتية دقيقة التبلور aphanaitic texture basalt أو الصخور البازلتية البورفيرية porphyritic texture basalt؛ وتبعاً لدرجة صهارتها، كما يتباين أيضاً نسيج الصخور البازلتية بشدة بين النسيج الفقاعي أو الفراغي أو المسامي amygdaloidal texture (الشكل 2) وبين النسيج الكتلي المصمت massive compact (الشكل 3)، إضافة إلى ذلك يتنوع التركيب الفلزي ومن ثم التركيب الكيميائي للصخور البازلتية تبعاً لمصدر الصهارة السليكاتية (المهل) «الماغما» وطبيعتها وتركيبها، وخروج الحمم الصهارية اللابة «اللاڤا Lava» أو المقذوفات الحطامية البركانية بازلتية التركيب.

الشكل(2) بازلت أُوليفيني مع نسيج فراغي «فقاعي».

الشكل (3) عينة صخر بازلتي دقيق البنية مع نسيج كتلي مصمت.

تُسهم حركة الصفائح التكتونية tectonics plate وما ينشأ منها من قوى متباينة الاتجاه في تشكل مجموعة من الصدوع والأخاديد العميقة التي تخترق صخور القشرة الأرضية والأجزاء العليا من الوشاح (المعطف) الأرضي، وتعمل على خفض درجة حرارة انصهار الصخور في باطن الأرض نتيجة انخفاض الضغط المطبق عليها، فتتشكل الصهارة السليكاتية «الماغما» التي تتجمع في باطن الأرض على شكل مستودعات أو خزانات أو غرف مهلية، ويؤدي تزايد الضغط الواقع على الصهارة السليكاتية المتجمعة ضمن الغرف المهلية إلى توسع مجموعة الشقوق والكسور والفواصل الصخرية؛ ما يسهل عملية اندفاع الصهارة، وخاصة الصهارة المهلية البازلتية - نتيجة معدلات لزوجتها المنخفضة- عبرها ونحو الأعلى ومن ثم تدفقها إما على السطح الخارجي لليابسة على شكل صبّات وإما على امتداد قاع المحيط مكونةً الحمم البركانية أو اللابة البازلتية.

يعكس التباين والاختلاف في التركيب الكيميائي وبالتالي الفلزي لمسكوبات وصبات اللابة البازلتية المتدفقة على السطح الخارجي للأرض سرعة تدفقها أو بطئه، كما يحدد مقدار كمية الغازات والأبخرة المرافقة لها؛ وبالتالي شدة انفجار الحدث البركاني. مما يشير أيضاً إلى أن الصخور البازلتية تتشكل نتيجة التبرد السريع للحمم البركانية «اللابة» قاعدية التركيب على السطح الخارجي للأرض.

العلاقة بين النشاط البركاني وحركة الصفائح التكتونية:

لاحظ الباحثون الارتباط الوثيق للنشاط البركاني؛ وبالتالي انتشار الصخور البركانية بازلتية التركيب على السطح الخارجي للكرة الأرضية؛ مع بيئات تكتونية محددة (الشكل 4) وذلك وفق العلاقات التالية:

1 - النشاط البركاني المرتبط بمناطق وسط المقعرات المحيطية؛ أي مناطق انتشار الأعراف المحيطية، وقد تطفو بعض الأحيان أجزاء من هذه الأعراف فوق مستوى سطح البحر على هيئة جزر، ومن أهم أمثلتها جزر أيسلندا.

2 - النشاط البركاني المرتبط بمناطق الجزر المحيطية، ويرتبط هذا النشاط عادةً بنشأته وتغذيته بالصهارة المهلية المتكونة فيما يسمى بالبؤر الساخنة، ومن أمثلتها جزر هاواي وجزر الكناري البازلتية.

3 - النشاط البركاني المرتبط بمناطق الهوامش القارية الأوروجينية وأقواس الجزر، ومثاله النشاط البركاني المنتشر في جزر اليابان والفيليبين وإندونيسيا.

4 - النشاط البركاني المرتبط بمناطق ضمن الصفائح القارية والبعيدة عن نطاق بنيوف Benioff لانزلاق الصفائح المتصادمة، ومن أهم أمثلتها طفوح الصخور البازلتية وانسكاباتها المرتبطة بمناطق الأخاديد مثل الانهدام الإفريقي الكبير «أخاديد شرق إفريقيا»، وكذلك الأخدود أو الكسر الكبير العابر لأوربا والممتد من مرسيليا جنوباً إلى أوسلو شمالاً؛ وانهدام الراين - إيفل Rhine- Eéfle rift، كما يظهر هذا النشاط البركاني أيضاً في جنوب إفريقيا وفي القسم الجنوبي من أمريكا وشمالي أستراليا.

5 - النشاط البركاني المرتبط بمناطق الدروع، كالدرع الأركي والدرع الإفريقي والدرع الكندي، وتتميز صخور البازلت المرتبطة بالدروع عادةً بتغطيتها لمساحات كبيرة، وتكون غالباً مجواة غير طازجة؛ ومتأثرة بعوامل وعمليات التحول ضمن سحنات تحول تراوح بين سحنة صخور الشيست الأخضر وسحنة صخور الأمفيبوليت.

الشكل (4) ارتباط النشاط البركاني بالبيئات التكتونية المختلفة.

التركيب الفلزي للصخور البازلتية

تتألف الصخور البازلتية عامة من مجموعة فلزات رئيسة كالبيروكسين pyroxene والبلاجيوكلاز
plagioclase الكلسي والكلسي الصودي «البيتونيت» (An90-70) واللابرادوريت (An 70-50) وبعض الفلزات الثانوية وأهمها الأُوليفين olivine والهورنبلند
hornblende والبيوتيت biotite أو الكوارتز quartz، وبعض الفلزات المعدنية أو الإضافية كالماغنيتيت
magnetite والهيماتيت hematite والإيلمينيت
ilmenite والتيتانيت titanite والروتيل rutile والأباتيت apatite، وتراوح كمية الفلزات القاتمة فيها بين 35- 40 %، في حين تراوح كمية الفلزات فاتحة اللون «البلاجيوكلاز» بين 60-65 %.

قُسمت الصخور البازلتية تبعاً لتركيب الصهارة المهلية التي تتشكل منها إلى مجموعتين رئيستين هما:

• الصخور البازلتية تحت المشبعة بالقلويات

وتقسم إلى نوعين هما:

1 - الصخور البازلتية الثولوئيتية basalt tholeiitic: تتألف أساساً من فلزي البلاجيوكلاز الكلسي والبيروكسين الفقير بالكلسيوم، إضافة إلى بعض الفلزات الثانوية كالأوليفين وبعض الفلزات المعدنية كالماغنيتيت والتيتانوماغنيتيت
titanomagnetite والإيلمينيت، تتفاوت زمرة الصخور البازلتية الثولوئيتية في مجال واسع جداً من الصخور البازلتية الثولوئيتية الأوليفينية تحت المشبعة بالسليكا إلى الصخور الثولوئيتية الكوارتزية المشبعة بالسليكا، وتتميز أيضاً الصخور البازلتية الثولوئيتية بغناها النسبي بعنصر الحديد.

2 - الصخور البازلتية الكلسية القلوية calc alkali basalt: تتميز بافتقارها النسبي إلى عنصر الحديد واغتنائها بالألومينا، ومن أكثر أنواعها انتشاراً الصخور البازلتية المشبعة بالألومينا.

• الصخور البازلتية القلوية alkaline basalt: تتميز باغتنائها بالعناصر القلوية وخاصة الصوديوم، وتعدّ المهل البازلتية القلوية أكثر غنى بالقلويات من المهل البازلتية الثولوئيتية والمهل البازلتية الكلسية القلوية، وتتألف أساساً من البلاجيوكلاز الكلسي والبيروكسين الغني بعنصر الكلسيوم «الأوجيت» augite؛ إضافة إلى بعض الفلزات الثانوية كالنيفلين nepheline والفلزات المعدنية كالماغنيتيت والإيلمينيت. ومن أكثر أنواعها انتشاراً البازلت الأُوليفيني القلوي alkali olivine basalt والبازلت الأوجيتي القلوي
alkali augite basalt. يوضح التركيب الفلزي للصخور البازلتية الأوليفينية القلوية نشأتها من صهارة بازلتية قلوية التركيب تزيد فيها نسبة القلويات إلى الألومنيا على 1:1، ويسهم عنصر التيتانيوم في تركيب فلز البيروكسين pyroxine بدلاً من عنصر الألمنيوم، وبالتالي يتشكل فلز التيتانو- أوجيت عوضاً عن فلز الأوجيت في الصخور البازلتية القلوية.

تظهر في شرائح الصخور البازلتية المجهرية المكونات الفلزية إما صغيرة «دقيقة» الأبعاد تشكل أرضية الصخر groundmass «الأمية أو المادة الضامة» تتبعثر ضمنها بلورات متوسطة؛ وإما كبيرة الأبعاد «ميكروفينوكريست microphenocryst إلى فينوكريست phenocryst»، فعلى سبيل المثال توجد بلورات البلاجيوكلاز على شكل جيلين يبدو الجيل القديم «الأول» بأبعاد متوسطة إلى كبيرة وكبلورات فينوكريست مكتملة النمو؛ وجهية متمنطقة، في حين يسهم الجيل الحديث «الثاني» بتشكيل أرضية الصخر ويكون على شكل بلورات ناعمة أكثر صوديةً من بلورات الفينوكريست الأكثر كلسيةً. أما ما يخص فلز البيروكسين فقد دلت الأبحاث على أن أغلب أنواع الصخور البازلتية تحتوي على نوعين بلوريين من البيروكسين هما: البيروكسين البلوري المائل الغني بعنصر الكلسيوم من نوع الأوجيت أو الأوجيت التيتاني، والثاني هو البيجونيت أو البيروكسين المستقيم
orthopyroxene من نوع هيبرستين hyperthene، ويوجد فلز الأوجيت عادة على هيئة بلورات فينوكريست أو على هيئة بلورات دقيقة مجهرية تساهم بتشكيل أرضية الصخر.

التركيب الكيميائي للصخور البازلتية

تحتوي أغلب الصخور النارية على نسبة مئوية من أكسيد السليكون (السليكا) SiO2 تقارب الـ 50 %؛ وهي ما تماثل النسب المئوية للماغما أو اللابة البازلتية، وتحتوي اللابة الأنديزيتية التركيب على نحو 60 % من السليكا وترتفع في اللابة الغرانيتية حتى 70 % من السليكا، تراوح درجة حرارة الصهارة السليكاتية بين 1350°س للصهارة أو اللابة فوق القاعدية والقاعدية، وبين نحو 700°س بالنسبة إلى الصهارة أو اللابة الغرانيتية التركيب؛ أي إنه كلما ازداد محتوى الصهارة السليكاتية من السليكا انخفضت درجة حرارتها وارتفعت لزوجتها، وبالعكس كلما انخفض محتواها من السليكا ارتفعت درجة حرارتها وبالتالي انخفضت لزوجتها.

قُسمت الصخور البازلتية تبعاً لدرجة تشبعها بالسليكا وتوفر كل من عنصري الحديد والمغنيزيوم إلى مجموعتين رئيستين هما:

• مجموعة الصخور البازلتية غير المشبعة بالسليكا: يطلق عليها أيضاً مجموعة الصخور الغنية بالفوئيد Foid، وتتميز المهل البازلتية غير المشبعة بالسليكا بتشكل فلز الأُوليفين، لذلك يطلق عليها عادةً اسم مجموعة المهل البازلتية القلوية الأُوليفينية، كما تتميز بوفرة القلويات وخاصةً عنصر الصوديوم نسبة إلى عنصر الألمنيوم مما يسمح بتشكل فلز النيفلين العياري.

• مجموعة الصخور البازلتية المشبعة بالسليكا: تتميز المهل البازلتية المشبعة بالسليكا نظرياً بغياب فلز الأُوليفين، فمثلاً عند توفر كل من عنصري الحديد والمغنزيوم اللذين يساهمان في تشكل فلز الأُوليفين في الصهارة المهلية تؤدي وفرة السليكا إلى تحول الأُوليفين المتشكل إلى بيروكسين مستقيم أو بيروكسين فقير بالكلسيوم وخاصةً فلز البيجونيتpigeonit أو كلا الفلزين.

استخدامات الصخور البازلتية وفوائدها

يعود استخدام الصخور البازلتية عند الحضارات البشرية إلى العصر البرونزي؛ أي إلى ما يزيد على أربعة آلاف سنة، وقد استخدمها الإنسان في إنشاء الأبنية والمعابد والمسارح والأوابد التاريخية وأساسات المباني الكبيرة والجسور والقلاع والحصون والكنائس ونحت التماثيل وغيرها. توسعت في الوقت الحالي استخدامات صخور البازلت بسبب تعرف خصائصها الطبيعية من صلادة عالية ومقاومة مرتفعة لعوامل التعرية والاهتراء وتأثرها المحدود بالمواد الحامضية أو القلوية المركزة والمركبات النفطية. وقد استعملت في مجالات صناعية وعمرانية عدة، أهمها: إكساء الواجهات الخارجية للمباني والمنشآت العمرانية، أعمال الديكور والزخرفة المختلفة، وفرش الطرق والسكك الحديدية والجسور والسدود، ومواد ركامية لصناعة الخرسانة والدروع الإسمنتية المستخدمة في المفاعلات النووية. كما استعملت في رصف الشوارع وأطراف الطرقات وأرضية المصانع، وصناعة معدات مقاومة للحموض والقلويات، وصناعة عوازل التوتر الكهربائي العالي، ومواد ساترة لوقاية المنشآت الصناعية والكيميائية من التلف الناجم عن عوامل الأكسدة أو الاحتكاك، وفي صناعة الخيوط والألياف البازلتية التي تدخل في إنتاج الملابس والمواد المقاومة للنار والحرائق أو مواد العزل الحراري والصوتي، وفي صناعة أنابيب تصريف مياه الصرف الصناعي، وكذلك صناعة اللباد البازلتي والصوف الصخري، وفي صناعة هياكل السيارات وأسطح القوارب.

تساهم الصخور البازلتية نتيجة تجويتها بمختلف عمليات التجوية الكيميائية Chemical weathering في تكوين الترب الزراعية الناعمة ذات القوام الثقيل والتركيب الطيني؛ والغنية بالعناصر المغذية للنبات؛ والقلوية إلى المعتدلة الحمضية، والتي تتميز بدرجة خصوبة جيدة وكفاءة إنتاجية عالية.

أهم الأشكال الناجمة عن تبرد اللابة البازلتية وتصلبها

- اللابة ذات السطوح الملساء: تميز المصهورات البازلتية التي تبردت وتجلدت بسرعة فائقة (الشكل 5).

الشكل(5) الطفوح البازلتية المتصلبة ذات السطوح الملساء.

- اللابة الحبالية: تسمى أيضاً باسم باهوي هويpahoehoe ، والكلمة مأخوذة من اللغة الأصلية لسكان جزر هاواي (الشكل 6).

الشكل(6) الطفوح البازلتية المتصلبة على شكل جدائل وحبال.

- اللابة الناتئة: تسمى أيضاً باسم آه آه ’A’a، والكلمة مأخوذة أيضاً من اللغة الأصلية لسكان جزر هاواي، وتتميز هذه اللابة والطفوح بنتوءات بارزة حادة (الشكل 7).

الشكل(7) الطفوح البازلتية المتصلبة ذات النتوءات البارزة الحادة.

- الأعمدة السداسية: تنشأ نتيجة تبرّد الطفوح البازلتية الرباعية أو الحديثة التي يحدث فيها تقلصات وتشققات تؤدي إلى تشكل فواصل عمدانية متعددة الأضلاع (الشكل 8).

الشكل(8) الأعمدة المضلعة السداسية البازلتية.

- اللابة الوسائدية: يطلق عليها أيضاً اسم البيلو لافا pillow lava، وتتشكل في قاع البحار والمحيطات عند خروج المهل من الفوهات البركانية وملامسته الماء البارد؛ فتبرد حوافها بسرعة فائقة وتتقلص وتشكل أجساماً كروية إلى بيضوية ذات سطوح ملساء تعرف باسم اللابة الوسائدية، وغالباً ما تكون بازلتية التركيب فيطلق عليها اسم البازلت الوسائدي (الشكل 9).