ما هو الإجهاد الصخري؟
يُعرف الاجهاد الصخري بأنه القوة المؤثرة على وحدة المساحة الصخرية. أما وحدة قياس الإجهاد فهي عبارة عن وحدات القوة على وحدات المساحة مثل نيوتن لكل متر مربع (باسكال)، ففي حال كان متجه القوة مائلاً على السطح فإنه سوف يتحلل إلى مركبتين، فإن أحد هذه المركبتين تكون عمودية وتمثل الإجهاد العمودي أما الأخرى فتكون مماسية ممثلة للإجهاد القصي.
يعرف متجه الإجهاد على أنه الإجهاد الذي يقوم بالتأثير على السطح في نقطة محددة ويكون ذو مقدار كمي محدد، حيث أن عملية تحليل متجه الإجهاد بالأبعاد الثلاثة تساعد في الحصول على مركبات الإجهاد الأساسية، تلك التي من خلالها تمكن الجيولوجين من الحصول على ثلاثة محاور متعامدة تسمى محاور الإجهاد الأساسية للصخور الأرضية، وهذه المحاور هي: محاور الإجهاد الرئيسي الأعظم، محور الإجهاد الرئيسي المتوسط، محور الإجهاد الرئيسي الأدنى.
كيف تتم عملية تحليل الإجهاد الصخري القديم؟
هناك عملية تحدث لإيجاد وضعية اتجاهات محاور الإجهاد الرئيسية الثلاثة التي تتسبب في تشوية الجسم الصخري، وهذه العملية تعرف باسم تحليل الإجهاد كما أنه يتم تسمية هذا التحليل أيضاً باسم التحليل الديناميكي أو تحليل الإجهاد الصخري القديم.
ولكي يتم تحليل الإجهاد يجب أن نقوم بالاعتماد على تحليل البيانات الناتجة من الكسور أو على البيانات الناتجة من التراكيب المجهرية مثل التوأمية، ويوجد الكثير من الطرق التي تعتمد على البيانات الناتجة من الكسور والتي تعتمد في تحليل الإجهاد على النتائج المختبرية المتباينة لإنهيار الصخور الأرضية والتي تم اشتقاقها من تجارب ميكانيك الصخور، كما أن هذه التجارب عملت على إثبات وجود علاقة هندسية بين قيم واتجاهات محاور الإجهاد الرئيسية الموجهة على عينة صخرية وبين أنواع واتجاهات الكسور في هذه العينة.
فعلى سبيل المثال تجربة الضغط الثلاثي المحور (واحدة من أهم تجارب ميكانيك الصخور)، والسبب في أهمية هذه التربة أنها تعتبر الأقرب إلى واقع حدوث الكسور في الطبيعة، حيث تقوم هذه التجربة بتسليط ثلاث إجهادات محورية متعامدة ذات قيم مختلفة على عينة صخرية، حيث أن هذه الإجهادات تحاكي الإجهادات الرئيسية الثلاثة (المحاور الثلاثة).
وعند تسليط محاور الإجهاد الرئيسية فإنه ينشأ نوعان من الكسور، والنوع الأول تكون كسور شديّة وهي عبارة عن كسور مفردة تكون موازية لمحور الإجهاد الأساسي الأكبر، ولا تتم على مستوياتها أي حركة قصية، أما النوع الثاني هي كسور قصية وهي عبارة عن كسور تميل على محور الإجهاد الأساسي الأكبر ، فإما أن تكون مفردة أو أن تكون مقترنة، وقد يحدث أو لا يحدث حركة على مستوياتها، حيث أن الحركة تتم فقط عندما يكون الإجهاد التفاضلي غير مساوٍ للصفر.
إن الكسور المتشكلة تحتوي على علاقات هندسية مع اتجاهات محاور الإجهاد المسطلة، وبالاعتماد على ذلك تم وضع الكثير من الطرق التي تهدف لمعرفة اتجاهات محاور الإجهاد عن طريق معرفة وضعية الكسور ونوعية الكسور بالإضافة إلى اتجاه الحركة عليها، وتم وضع طريقتان أساسيتان لمعرفة الإجهادات الصخرية القديمة وذلك كان بالاعتماد على طبيعة الكسور المستعملة في تحليل الإجهاد (خصوصاً الفوالق).
فأول طريقة هي طريقة الفوالق المقترنة، وهذه الطريقة تستند إلى النموذج الذي افترضه أندرسون، حيث قام بوضع علاقة هندسية بين اتجاهات محاور الإجهاد الرئيسية وبين الزوايا التي تقع بين كسرات مقترنان سواء حدثت حركة على مستوى الكسرين أم لم تحدث، ففي حال تم حدوث حركة على المستوى فإن نوع الفالق سوف يستند إلى اتجاهات الإجهاد الرئيسية الثلاثة.
ووضع أندرسون عدة علاقات للزوايا التي تكون بين مستوى الكسرين المقترنين، فإذا كانت الزاوية حادة بين مستوى الكسرين المقترنين فإن الفالق الناتج هو من نوع الاعتيادي أما إذا كانت الزاوية موازية لخط تقاطع مستوى الكسرين المقترنين فإن الفالق الناتج يكون من نوع مضربي، وأخيراً إذا كانت الزاوية المنفرجة هي بين مستوى الكسرين المقترنين حينها يكون الفالق الناتج من النوع المعكوس.
ومن أجل تطبيق هذه الطريقة في تعيين اتجاهات محاور الإجهاد الرئيسية باستعمال المعلومات الميدانية فإننا نحتاج إلى معرفة وضعية الكسرين المقترنين فقط.
أما الطريقة الثانية في معرفة الإجهاد الصخري القديم فهي طريقة الفوالق التي تحتوي على حزوز الصفائح المصقولة، في الحقيقة تقوم سطوح مستويات التماثل بتمثيل سطوح القص، يتم تسمية هذه السطوح باسم السطوح المصقولة، حيث أنها من الممكن أن تحتوي على تراكيب خطية، وهذه التراكيب تتمثل في أخاديد أو خطوط تسمى باسم الخطوط أو الحزوز المصقولة، كما أنها تدعى أيضاً بالسطوح المصقولة المخططة.
يوجد تراكيب أخرى من الممكن أن تتواجد على سطوح الفوالق تسمى المدرجات المصقولة وهي عبارة عن مدرجات صغيرة في العادة تكون عمودية أو أن تكون عمودية على الحزوز والأخاديد.
