كيف تم تصنيف عمليات التجزؤ في الصخور النارية؟

في معظم الظروف الطبيعية ذات الاهمية للبترولوجيين الاندفاعيين فإن المادة قد تتواجد في الحالات الثلاثة (صلب، سائل، بخار)، يعطي الجيولوجيين وخاصة البترولوجيين الاندفاعيين أهمية أولوية للجمل السائلية، فعلى سبيل المثال إذا كانت المادة صلبة فقط، فإن نوعية العملية الجيولوجية تكون استحالة أما إذا كانت المادة بخار فقط فإن النوع يكون بركاني.

وفيما يلي توضح لأهم تصنيفات عمليات التجزؤ في الصخور النارية:

1. النماذج المتضمنة على السائل فقط: لا يوجد مطلقاً جسم مهلي طبيعي مستقل تماماً للصخور الجدارية التي تحتوي عليه، ولكن من المنطقي افتراض أن تأثير الصخور الجدارية يكون مهملاً في الأجزاء المركزية من بعض الأجسام المهلية ويمكن اعتبارها لذلك نماذج سائلية تماماً.

وإذا لم توجد بعض المواد الصلبة فإن ذلك قد يكون سبب في أن المادة الصلبة التي كانت موجودة ذات مرة قد أزيلت ميكانيكياً بطريقة ما، أو بسبب أن حرارة السائل كانت عالية جداً من أجل مادة صلبة لتكون متوازنة مع المهل أو اي مادة صلبة كانت موجودة في مراحل مبكرة قد تم اذابتها في هذه الحالة.

وفي كلتا الحالتين فإن الميكانيكية الوحيدة المتوفرة من أجل التجزؤ في حالة أن الجسم يتألف من سائل متجانس وحيد تسمى ميكانيكية الانتشار، قد تهاجر العناصر داخل الجسم بدرجات مختلفة للتدرج الحراري أو الضغطي منتجة بذلك التنوع والتجزؤ للجسم المهلي.

وكذلك قد تهاجر العناصر تفاضلياً كاستجابة للتدرج التركيبي الذي قد يتشكل في مرحلة ما بوسائل خارجية، وكمثال على ذلك تفاعل الأطراف للجسم مع الجدران الصخرية، وعلى النقيض من ذلك فإن بعض نماذج السائلية فقط قد تحتوي على سائلين غير ممتزجينوالتي قد تحدث بسبب هبوط الحرارة مثلاً.

وقد توجد السوائل غير الممتزجة أولياً كقطيرات للطور الأصغر المعلق في الطور الأعظم، ولكن في حالة وجود تباين في الكثافة بين الأطوار فسيكون هناك هجرة محتملة إلى الأعلى وتخثر للطور الأقل كثافة الموجود، وبما أن الأطوار غير الممتزجة يجب أن تكون ذات تراكيب مختلفة فذك يؤمن ميكانيكية قوية للتفاضل.

ويوجد هناك عدم تمازج بين المصاهير الكبريتية والمصاهير السيليكاتية جيدة الوضوح وتملك أهمية معبرة في تشكيل بعض الأجسام الخامية من الكباريت المهلية، وهناك دلائل على ذلك من البترولوجيا التجريبية ومن تفسير المظاهر البتروغرافية كنقيطات غير ممتزجة.

2. النماذج المتضمنة سائل وصلب: تعد عمليات التجزؤ المتضمنة نماذج سائل وصلب ذات أهمية عظمى؛ بسبب قدرتها على التأثير على تغيرات كبيرة في كل أنواع المهل، وأكثر من ذلك فإن الشروط الضرورية لعملها توجد في كل مهل في أثناء الإنصهار الجزئي عند بداية تشكل المهل.

وأثناء هجرة المهل عندما تكون بتماس بأنواع مختلفة من الجدران الصخرية، وأثناء التبلور النهائي للمهل ففي كل هذه الظروف يكون السائل بتماس مع المادة الصلبة وتتوفر ميكانيكية مثالية للتجزؤ.

3. الانصهار الجزئي: تشير الدلائل الجيوفيزيائية للأرض باستثناء النواة الخارجية أنها تتألف عادة من مادة صلبة، وهكذا فإن أي مهل يجب أن يتشكل بإنصهار صخور صلبة موجودة مسبقاً، وقد يعزى الانصهار إلى الزيادة المحلية (المكانية) للحرارة أو بانفعالات الضغط أو بوجود المكونات الحركية مثل الماء الذي يخفض درجة الانصهار للمادة الصلبة.

ومهما يكن فإن انصهار الصخور المصدرية نادراً ما يكون كاملاً، ومن المحتمل أن معظم المصاهير تندمج لتشكيل أجسام مهلية منفصلة وتهاجر بعيداً من مناطق المصدر تاركة خلفها بعض أشكال الباقي المقاوم، وبما أن المصاهير الجزئية نادراً إذا لم يكن مستحيلاً أن يكون لها نفس التركيب الكيميائي كما في المادة المصدرية.

ما هي عملية التبلور المجزأ؟

عندما تتصلب المهل فإن ذلك يتم عبر مدى من الحرارة أكثر منه في حرارة معينة، فعلى سبيل المثال فإن الحرارة التي يبدأ فيها التبلور تدعى بحرارة السيولة، وهناك بعض الحرارات الأدنى والتي عندها يكمل التبلور تدعى بحرارة الصلابة، وأية مهل توجد بدرجات حرارة بين التسيل والتصلب تتألف بشكل عام من مزيج من صلب وسائل؛ أي بلورات معلقة في السائل.

وقد تتألف المادة الصلبة والمتوازنة مع السائل من واحد أو أكثر من الفلزات ولا تملك هذه البلورات فردية أو مجتمعة نفس التركيب الكيميائي للسائل، وكمثال على ذلك فإن العديد من المهل البازلتي التي توجد في حرارات أدنى تماماً من السيولة تتألف من بلورات الأوليفين السائلة، ويحتوي الأوليفين على كمية أكبر من المغنيسيوم عن محتوى السائل ويكون الأوليفين ذو سيليكا أقل وخالياً من الصوديوم والألمنيوم (المكونان الرئيسيان في السائل).

وهكذا فإن الميكانيكية التي تزيح البلورات من السائل ستؤدي إلى تغير التركيب الإمالي للمهل، حيث إن ذلك يعتبر مثال على التبلور الجزئي وهي العملية ذات الأهمية العظمى، والسبب في ذلك أن كل المهل عندما تتبرد يجب أن تمر في مرحلة ما خلال فترات حرارية فاصلة ملائمة، وأيضاً بسبب ميكانيكية الفصل السائل للبلورة والتي تعمل باستمرار وبفاعلية أكبر في الطبيعة.

وبالتأكيد فإن الفصل الثقالي للبلورات هي ظاهرة معروفة جيداً، وإن العديد من الإندساسات (المعروفة بالإندساسات المنضدة) التي تمثل غرفاً مهلية لسوية مرتفعة، والتي تكشفت الآن بالتعرية تؤمن دليلاً واضحاً بأن البلورات قد ترسبت وسقطت إلى أرضية غرفة المهلية.

وفي الحالة المثالية فإن مثل هذه الاندساسات تتصلب من القاعدة إلى الأعلى (كما في الترسيب) لتراكم البلورات المترسبة، وتسمى مثل هذه الصخور بالتراكميات، وبالرغم من كونها نارية تماماً في منشأها فإن تراكيبها الإجمالية لا تمثل تراكيب السوائل الأصلية.

ومهما يكن ومن خلال تشكل التراكميات فإن السائل الذي يتم العثور عليه في الغرفة المهلية سيتغير تركيبه تدريجياً وقد يتم حجزه واندفاعه من وقت لآخر كسلاسل متغيرة من اللافا (الصبات)، والتمييز هنا بين التراكميات التي لا تمثل تراكيب السائل أو اللافا تكون هامة في البترولوجيا النارية.

ولنفرض مثلاً أن المهل البازلتي الذي يحتوي على بلورات الأوليفين قد تعرضت لفصل ثقالي للأوليفين، فإن تراكم الأوليفين سيشكل قاعدة الغرفة المهلية، فإذا تم أخذ عينة من هذا الصخر وتم تحليلها فسيكون من الخطأ تماماً استنتاج أنه كان يوجد ذات مرة سائل أوليفيني، والدليل على التفسير الصحيح سيعتمد على تمييز أن هذا الصخر هو تراكمي.

كما أن هناك عدة ميكانيكيات أخرى للفصل السائل للبلورة كنظريات محتملة، إلا أن أهميتها أكثر صعوبة من العملية الثقالية، فالتفاضل التدفقي هو العملية التي يتم فيها تركيز الجزيئات باتجاه مركز السائل المتدفق في ممرات أفقية أو ضيقة والتي تعطي في المكان جداراً (dyke) باتجاه المركز.