الجيولوجيا القديمة ودورها في وضع السجل الصخري

ما هي أهمية سجل الصخور قديماً؟

يقوم الجيولوجيين باستخدام الارتباط المستند إلى السمات المادية لسجل الصخور ببعض النجاح، ولكنه يقتصر على المناطق الصغيرة التي لا تمتد عموماً لأكثر من عدة مئات من الكيلومترات، حيث تتمثل الخطوة الأولى في تحديد ما إذا كان بالإمكان تتبع الطبقات المتشابهة في النتوءات المنفصلة بشكل أفقي حتى يتم رؤيتها كجزء من نفس الطبقة الأصلية، لكن إذا تعذر ذلك فإن تكرار تسلسل طبقات معين (على سبيل المثال صخر طيني أسود محصور بين حجر رملي أحمر وحجر جيري أبيض) يضفي الثقة على الارتباط المادي.

ومن الممكن أن يكون قياس مجموعة من خصائص الصخور هو المفتاح النهائي للارتباط بين النتوءات المنفصلة، وكلما زاد عدد الطرق التي تتشابه فيها صخرتان مادياً زاد احتمال تشكل الصخرتين في نفس الوقت، وقد تم وضع قائمة جزئية للخصائص الفيزيائية الضرورية بهدف الإشارة إلى اتساع النهج في هذا المجال.

حيث يمكن ملاحظة ميزات مثل اللون وعلامات التموج وشقوق الطين وبصمات قطرات المطر وهياكل الركود مباشرة في الحقل، وتشمل الخصائص المشتقة من الدراسة المختبرية على:

• الحجم والشكل والمظهر السطحي ودرجة فرز الحبوب المعدنية.

• أنواع المعادن الموجودة ووفرة هذه الأنواع.

• التركيب الأولي للصخور ككل ومن المعادن الفردية المكونات.

• نوع ووفرة عامل الأسمنت.

• الكثافة.

• النشاط الإشعاعي.

• الخصائص الكهربية المغناطيسية الضوئية للصخور ككل.

آلية تقييم خصائص الصخور:

مع تطوير معدات تحليلية مصغرة أصبح تقييم خصائص الصخور أسفل حفرة حفر صغيرة ممكناً، وتتضمن هذه التقنية التي تسمى تسجيل البئر إنزال أداة صغيرة أسفل ثقب حفر في نهاية السلك وإجراء القياسات بشكل مستمر، حيث يتم تشغيل السلك بأطوال مُقاسة، ومن خلال هذه التقنية فإنه من الممكن اكتشاف اختلافات العمق في المقاومة الكهربائية والإمكانات الذاتية ومعدل انبعاث أشعة جاما وتفسير هذه البيانات من حيث استمرارية الطبقات بين الثقوب، وبالتالي يمكن تحديد الهياكل تحت السطحية من خلال ارتباط هذه الخصائص.

يمنح علماء الجيولوجيا الميدانيون دائماً طبقة مميزة جداً في المظهر بحيث لا يلزم إجراء سلسلة من الاختبارات لإثبات هويتها (تسمى هذه الطبقة سرير رئيسي)، وفي عدد كبير من الحالات نشأت الأسِرَّة الرئيسية كرماد بركاني، بالإضافة إلى كونها مميزة فإن طبقة الرماد البركاني لها أربع مزايا أخرى لأغراض الارتباط وهي:

• لقد تم وضعها في لحظة من الزمن الجيولوجي.

• يستقر فوق مناطق شاسعة.

• يسمح بالارتباط المادي بين البيئات الرسوبية المتناقضة.

• البلورات المعدنية غير المعدلة التي تسمح بقياسات إشعاعية للعمر المطلق غالباً ما تكون موجودة.

قد يكون الارتباط صعباً أو خاطئاً في حالة حدوث عدة ثورات بركانية مختلفة وترتبط الطبقة المودعة في إحداها بطبقة أخرى، وحتى مع ذلك قد يكون الارتباط مبرراً إذا كانت رواسب الرماد تمثل نفس الحلقة البركانية، كما تم القيام بالكثير من العمل لوصف طبقات الرماد فيزيائياً وكيميائياً، وبالتالي تجنب الارتباطات غير الصحيحة، علاوة على ذلك يتم الآن تحليل كسور الزركون المفردة أو متعددة الحبيبات من المصدر البركاني لتوفير أعمار مطلقة دقيقة للرماد البركاني والحفريات في الوحدات المجاورة.

العمود الجيولوجي الصخري القديم والمقياس الزمني المرتبط به:

المنتج النهائي للارتباط هو تجريد عقلي يسمى العمود الجيولوجي، وهذا العمود هو نتيجة دمج جميع سلاسل الصخور الفردية في العالم في تسلسل واحد، ومن أجل توصيل البنية الدقيقة لهذا العمود المزعوم فقد تم تقسيمه إلى وحدات أصغر، ويتم رسم الخطوط على أساس التغييرات الهامة في الأشكال الأحفورية أو الانقطاعات في السجل الصخري (أي عدم المطابقة أو الفجوات الكبيرة في التسلسل الرسوبي).

تسمى التقسيمات الفرعية الأساسية للصخور بالأنظمة وتسمى الفترات الزمنية المقابلة بالفترات، أما في الجزء العلوي من العمود الجيولوجي، حيث تكثر الحفريات تعتبر هذه النظم الصخرية والفترات الجيولوجية الوحدات الأساسية للصخور والزمن، وينتج عن تكتل الفترات عصور ويؤدي الانقسام إلى عهود. في كلتا الحالتين غالباً ما يتم استخدام تقسيم ثلاثي الأبعاد إلى وقت مبكر أو متوسط أو متأخر، على الرغم من عدم تطبيق هذه الكلمات المحددة دائماً، وبالمثل يتم تقسيم العديد من الفترات إلى ثلاث فترات، ومع ذلك فإن الأسماء الرسمية المخصصة للعهود الفردية تظهر بشكل غير منتظم عبر المقياس الزمني الجيولوجي.

على مدى الفترة من حقب الحياة القديمة إلى الوقت الحاضر تم التعرف على ما يقرب من 40 حقبة، ويتم تمثيل هذه الفترة الزمنية بحوالي 250 تكويناً، فمنها طبقات منفصلة سميكة بدرجة كافية ومميزة بدرجة كافية في علم الصخر لتستحق الترسيم كوحدات من العمود الجيولوجي، يستخدم أيضاً في التقسيم الفرعي مفهوم المنطقة، حيث تكون الحفريات في الصخور بدلاً من الطابع الصخري الذي يحدد الحدود الطبقية الصغيرة.

يختلف أساس تعريف المنطقة بين الجيولوجيين حيث يعتبر البعض أن المنطقة هي جميع الصخور التي تحتوي على نوع معين (عادة ما يكون لافقارياً)، بينما يركز البعض الآخر على مجموعات أحافير خاصة، والجزء السفلي من العمود الجيولوجي (حيث تكون الحفريات نادرة جداً)، كان يُنظر إليه في وقت ما في سياق فترتين من الزمن لكن الخرائط اللاحقة أظهرت التحيز الإقليمي في مثل هذا المخطط، وبالتالي يعتبر العمود السفلي بأكمله الآن وحدة واحدة ما قبل الكامبري، وتقدم نتائج التأريخ النظيري الآن تقسيمات فرعية أدق لما قبل العصر الكامبري يمكن تطبيقها في جميع أنحاء العالم.