Diagenesis هي العملية التي صخور رسوبية يتم تغييرها بعد ترسبها، ولكن قبل أن يتم دفنها وتحجرها (تحويلها إلى صخرة). تتضمن هذه العملية تغيرات فيزيائية وكيميائية وبيولوجية يمكن أن تؤثر على الجسم علم المعادنوالملمس وخصائص أخرى الصخور الرسوبية. يمكن أن يحدث التعرق في درجات حرارة وضغوط منخفضة نسبيًا ، عادةً ضمن بضعة كيلومترات علوية من قشرة الأرض. يمكن أن يتضمن مجموعة متنوعة من العمليات ، مثل الضغط ، والتدعيم ، والذوبان ، وإعادة التبلور ، وتشكيل المعادن. بشكل عام ، يلعب التكوّن دورًا مهمًا في تشكيل خصائص وخصائص الرواسب الصخور.
التغيرات الفيزيائية والكيميائية أثناء التكوّن
أثناء التكوّن ، يمكن أن تحدث تغيرات فيزيائية وكيميائية في الصخور الرسوبية. تشمل التغييرات الفيزيائية الضغط والتثبيت ، بينما تشمل التغييرات الكيميائية الذوبان والترسيب والاستبدال.
يحدث الضغط عندما يتم دفن الطبقات الرسوبية تحت طبقات إضافية ، مما يؤدي إلى انخفاض مساحة المسام بين حبيبات الرواسب. يؤدي هذا الانخفاض في مساحة المسام إلى تجمع حبيبات الرواسب معًا بشكل وثيق ، مما يؤدي إلى زيادة كثافة الصخور وقوتها.
يحدث الإسمنت عند وجود معادن مثل كوارتز or الكالسيت، تترسب من السوائل التي تتسرب عبر الرواسب ، وتملأ مساحة المسام المتبقية وتربط حبيبات الرواسب معًا.
يحدث الذوبان عندما يتم إذابة المعادن الموجودة في الرواسب بواسطة السوائل ، تاركة وراءها فراغًا. يحدث الترسيب عندما تترسب المعادن الذائبة في السوائل في الرواسب ، وتملأ الفراغ وربما تحل محل المعادن الموجودة. يحدث الاستبدال عندما يتم استبدال المعادن الموجودة في الرواسب بمعادن مختلفة يتم إدخالها عن طريق السوائل أثناء عملية التشوه.
العوامل المؤثرة على التعرق
يمكن أن تؤثر عدة عوامل على نشوء الصخور الرسوبية ، بما في ذلك:
- درجة الحرارة: يتأثر التكوّن بالحرارة ، حيث يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى إعادة بلورة المعادن وتغييرها في علم المعادن.
- الضغط: يمكن أن يلعب الضغط أيضًا دورًا في عملية التكوُّن ، حيث يمكن أن يؤدي الضغط المتزايد إلى ضغط الجسيمات الرسوبية وتدعيمها.
- السوائل: يمكن للسوائل الموجودة في الصخور الرسوبية أن تؤثر أيضًا على التعرق. المياه الجوفية ، على سبيل المثال ، يمكن أن تغير المعادن من الصخور الرسوبية من خلال الذوبان والترسيب.
- الوقت: : كلما طالت فترة دفن الصخور الرسوبية ، زاد الوقت المتاح لحدوث التعرق.
- تكوين الرواسب: يمكن أن يؤثر تكوين الصخور الرسوبية أيضًا على التعرق ، حيث أن بعض المعادن أكثر عرضة للإصابة تغيير من الآخرين.
- مناخ: المناخ الذي تترسب فيه الصخور الرسوبية يمكن أن يؤثر أيضًا على التكوّن. على سبيل المثال ، يمكن أن المناخات القاحلة قيادة لتشكيل يتبخر، في حين أن المناخات الرطبة يمكن أن تؤدي إلى تكوين الكاولينيت.
أنواع التكوّن: الضغط ، التثبيت ، إعادة التبلور ، الاستبدال ، وغيرها
هناك عدة أنواع من التعرق يمكن أن تحدث في الصخور الرسوبية:
- الضغط: عند دفن الرواسب ، يتسبب وزن الطبقات التي تعلوها في انضغاط الحبيبات وتقريبها من بعضها البعض ، مما يقلل من حجم مسام الفراغ بينها.
- تدعيم: مع تقلص مساحة المسام ، قد تتدفق السوائل الغنية بالمعادن عبر الصخر ، وترسب المعادن التي تربط الحبوب ببعضها البعض. تشمل الأسمنتات الشائعة الكالسيت والكوارتز و معادن الطين.
- إعادة التبلور: في ظل ظروف ارتفاع درجة الحرارة والضغط ، قد تذوب المعادن الموجودة في الصخور وتتراكم مرة أخرى كبلورات أكبر وأكثر استقرارًا.
- بديل: في بعض الحالات ، يتم استبدال المعادن الموجودة في الرواسب الأصلية بمعادن جديدة. على سبيل المثال، الأراغونيت قد تذوب الأصداف ويستبدل بالكالسيت.
- تحلل: قد تذوب بعض المعادن أثناء عملية التعرق ، تاركة وراءها مسامًا أو فوهات.
- العمليات العضوية: يمكن أن ينتج النشاط البكتيري غاز الميثان ، والذي يمكن أن يتسبب في ترسب معادن الكربونات.
يعتمد نوع ومدى التكوّن الذي يحدث في الصخور الرسوبية على مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك تكوين وملمس الرواسب الأصلية ، وعمق الدفن ومدته ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، وكيمياء السوائل المتدفقة عبر الصخر.
تحلل ومسامية / نفاذية الصخور الرسوبية
يمكن أن يكون للتطور تأثير كبير على مسامية ونفاذية الصخور الرسوبية. يمكن أن يؤدي الضغط والتثبيت والاستبدال إلى تقليل المسامية والنفاذية ، بينما يمكن أن تؤدي إعادة التبلور وبعض أشكال التثبيت إلى زيادة المسامية والنفاذية.
يحدث الانضغاط عندما يتم دفن الرواسب ويؤدي وزن الرواسب الموجودة فوقها إلى تماسك حبيبات الرواسب معًا بشكل أكثر إحكامًا. هذا يقلل من مساحة المسام داخل الصخر ، ويقلل من مساميته ونفاذه.
يحدث الإسمنت عندما تترسب المعادن من السوائل التي تملأ الفراغات المسامية بين حبيبات الرواسب. يمكن أن تملأ هذه المعادن المتماسكة مساحات المسام تمامًا ، مما يقلل من مسامية الصخور ونفاذيةها.
يحدث الاستبدال عندما يتم استبدال المعادن الموجودة داخل الصخر بمعادن أخرى. يمكن أن تقلل هذه العملية أيضًا من المسامية والنفاذية ، حيث قد لا تحتوي المعادن الجديدة على نفس بنية المسام مثل المعادن الأصلية.
تحدث إعادة التبلور عندما يتم إذابة المعادن الموجودة داخل الصخر وإعادة ترسبها كبلورات أكبر وأكثر تساوي الأبعاد. يمكن أن تزيد هذه العملية من المسامية والنفاذية إذا لم تملأ البلورات الجديدة فراغات المسام أو إذا تم إنشاء مسام جديدة أثناء العملية.
بشكل عام ، يعد تأثير التكوّن على المسامية والنفاذية معقدًا ويعتمد على مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك البيئة الترسيبية الأصلية ، وطبيعة الرواسب ، ونوع التكوّن الذي يحدث ، وتوقيت ومدة عمليات التوليد.
أمثلة على الخصائص التنموية وأهميتها في تفسير التواريخ الترسبية والتاريخية للصخور الرسوبية
هناك العديد من الخصائص التنموية التي يمكن استخدامها لتفسير التاريخ الترسيبي والتاريخي للصخور الرسوبية. وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:
- تدعيم: يحدث التسمين عندما تترسب المعادن في الفراغات المسامية بين حبيبات الرواسب ، وتملأ الفراغات وتربط الحبيبات معًا. يمكن أن تتشكل أنواع مختلفة من الأسمنت اعتمادًا على تركيبة الرواسب والسوائل الموجودة أثناء التكوّن. يمكن أن يقلل الإسمنت من المسامية ويزيد من نفاذية الصخور ، مما قد يؤثر على تدفق السوائل عبر الصخر.
- إعادة التبلور: تحدث إعادة التبلور عندما يتم استبدال المعادن الموجودة في الصخر ببلورات جديدة من نفس المعدن. يمكن أن يحدث هذا بسبب التغيرات في درجة الحرارة ، أو الضغط ، أو كيمياء السوائل أثناء التكوّن. يمكن أن تؤدي إعادة التبلور إلى تغيير نسيج ونسيج الصخر ، ويمكن أن تسبب أيضًا تغيرات معدنية تؤثر على خصائص الصخور.
- دولوميتيزيشن: يحدث التحول إلى الدولوميت عندما تحل السوائل الغنية بالمغنيسيوم محل كربونات الكالسيوم في صخر رسوبي ، مكونة المعدن الدولوميت. يمكن أن تحدث هذه العملية أثناء التكوّن أو لاحقًا في تاريخ الصخور ، ويمكن أن تؤدي إلى تغييرات كبيرة في مسامية الصخور ونفاذيةها.
- بديل: يحدث الاستبدال عندما يتم استبدال معدن بمعدن آخر ، عادة بسبب التغيرات في كيمياء السوائل. على سبيل المثال ، أثناء نشوء الدفن ، يمكن استبدال الفلسبار في الحجر الرملي بمعادن الطين ، والتي يمكن أن تؤثر على الخصائص الميكانيكية للصخور.
- التحجر: التكتلات عبارة عن أجسام كروية أو بيضاوية تتشكل داخل الصخور الرسوبية أثناء التكوّن. يمكن أن تتكون من ترسيب المعادن في الفراغات المسامية ، أو من نمو البلورات حول النواة. يمكن أن توفر التكتلات أدلة مهمة حول الظروف الموجودة أثناء التكوّن ، بالإضافة إلى البيئة الترسيبية للصخور.
من خلال دراسة هذه السمات الجينية ، يمكن للجيولوجيين اكتساب نظرة ثاقبة للظروف الموجودة أثناء التكوّن ، فضلاً عن البيئة الترسيبية وتاريخ الصخور الرسوبية. يمكن استخدام هذه المعلومات لتفسير خصائص الصخور وإمكاناتها كمخزون للنفط أو الغاز أو المياه الجوفية.
