الأصل في الصخور النارية والرسوبية أن تنشأ دون تشويه؛ إلا أنها في الواقع تتشوه – خاصة الصخور الرسوبية – إذا تعرضت لقوى خارجية باتجاه معين، مما يؤدي إلى ظهور سلاسل جبلية تغطي مساحتها آلاف الكيلومترات ذات تراكيب جيولوجية معينة. ومن أمثلة ذلك: جبال الألب وجبال طوروس – زاغروس وجبال الهيملايا.
حين تتعرض الصخور إلى قوى لا ينتج منها حركة انتقالية أو دورانية، فإنها تعاني تغيراً في شكلها أو في حجمها أو الإثنين معاً؛ ويطلق على هذا التغير اسم المطاوعة (Strain). وتسمى القوى المؤثرة في وحدة المساحة في نقطة معلومة من مقطع الصخر الإجهاد (Stress) .
ويعتمد تفاعل الصخور مع الإجهادات التي تتعرض لها ومدى استجابتها على أربعة عوامل هي:
تختلف الصخور عن بعضها بعضاً في مرونتها تبعاً لاختلاف محتواها المعدني.
وهذه تسلك سلوكاً مرناً كما في المادة الهشة؛ لكن الزيادة في الإجهاد لا يؤدي مباشرة إلى الكسر، بل إلى نوع آخر من التشوهات يسمى التشوهات اللدنة (Plastic Deformation) لا تعود فيه المادة إلى وضعها الأصلي بعد زوال الاجهاد. ومن أمثلة ذلك: تكون الطيات تحت هذه الظروف. لكن إذا استمر تأثير الإجهاد وتجاوز حداً معيناً (الإجهاد الحرج)، فإن المادة تصل إلى حد الكسر.
يعد عامل الزمن من العوامل المؤثرة في نوع التشوه، إذ يعمل على تعديل السلوك المرن للمواد الهشة نتيجة مرور فترات زمنية طويلة لتأثير الإجهاد الذي لا يصل إلى الإجهاد الحرج، فيحدث لها تشوهات تسمى تشوهات الزحف (Creep Deformation). ومن الأمثلة على ذلك التشوهات التي تحدث للتربة على فترات زمنية طويلة، والتي تشاهد من خلال انحناء جذوع الأشجار ويعد عامل الزمن مهماً جداً لتكون التراكيب الجيولوجية؛ ذلك أن الزمن الجيولوجي طويل.
تعرفت في الفصل السابق أن الطبقات الرسوبية أفقية، وإذا تعرضت هذه الطبقات إلى قوى معينة (بسبب العوامل التكتونية التي سيأتي ذكرها في الوحدة السادسة)، فإنها ستميل عن الوضع الأفقي ويستخدم الجيولوجيون ثلاثة متغيرات لتحديد وضع (توجيه) (attitude of strata) الطبقات، وهي:
هو أكبر زاوية كتصنعها الطبقة المائلة مع المستوى الأفقي. وتقاس هذه الزاوية بجهاز يدعى مقياس الميل (clinometer)، ويوضح الشكل (9-5) حلالات مختلفة من ميل الطبقات.
هو الاتجاه الجغرافي لأكبر زاوية ميل تصنعها الطبقة عن المستوى الأفقي؛ كأن تميل الطبقة باتجاه الشمال أو الشرق، أو الشمال الشرقي، وهكذا، ويستدل على اتجاه الميل للطبقة من خلال اتجاه حركة الماء المناسب على سطحها.
ويأتي أهمية اتجاه ميل الطبقة في أنه يساعد على تتبع الطبقات الأحدث والأقدم، ففي الشكل (9-6)، فإذا أردت تتبع الطبقات الأقدم، فعليك أن تمشي في عكس اتجاه الميل.
ثمة فرق بين الميل (Dip) والانحدار (Slope)؛ فالانحدار هو ميلان سطح الأرض؛ أنظر الشكل (9-7)، ولاحظ كيف يمكن أن يكون الميل باتجاه الانحدار أو بعكس اتجاه الانحدار. وتوجد حالة خاصة: حين يتساوى الميل والانحدار؛ عندها يظهر على السطح طبقة واحدة تتكشف فيها. ويجدر بك أن تلاحظ في الشكل (9-6) أن المنظر من أعلى يمثل خريطة جيولوجية (Geologic Map)، بينما لو نظرت مباشرة للشكل فإنك تشاهد مقطعاً عرضياً (Cross Section) .
إذا أراد الجيولوجي تتبع امتداد طبقة ما في الميدان فعليه أن يمشي باتجاه عمودي على اتجاه ميل الطبقة في المستوى الأفقي. وفي هذه الحالة، لابد من معرفة الاتجاه الذي يجب على أن يسير فيه. من هنا لجأ الجيولوجيون إلى تسمية الخط الذي ينتج بسبب تقاطع سطح الطبقة المائلة مع المستوى الأفقي المضرب . ويقاس المضرب بانحرافه عن الشمال الجغرافي – في المستوى الأفقي – باتجاه عقارب الساعة، باستخدام البوصلة الجيولوجية. وتستخدم رموز خاصة للتعبير عن الميل واتجاه الميل والمضرب، وتوضع عادة على الخريطة الجيولوجية. ولتوضيح ذلك أنظر الشكل (9-8). يمثل الشكل (9-8/أ) خريطة جيولوجية يظهر فيها تكشف لتعاقبت طبقي، بينما مقطع عرضي يبين ميلان هذه الطبقات. تلاحظ في الخريطة الجيولوجية وجود الرمز الذي يمثل المضرب والميل واتجاهه للطبقات. إذ يشير الخط الطويل إلى مضرب الطبقات الذي يبلغ 60ْ – 240ْ من الشمال الجغرافي، والخط الصغير إلى اتجاه ميل الطبقات الذي يكون دائماً عمودياً على اتجاه المضرب ويبلغ هـــنا 150ْ (60+90ْ). بينما يدل الرقم 20ْ على مقدار الميل. أما من الشكل (9-8/ب) فيمكن ملاحظة مقدار ميلان الطبقات واتجاهها.
قلنا إنه إذا أثرت إجهادات ضغط في طبقات من الصخور، فإن الطبقات ستنثني؛ أي تصبح مائلة باتجاهين متعاكسين يوجد بنيهما إما تقوس نحو الأسفل أو تقوس نحو الأعلى. ويسمى هذا التركيب الطية (flod). ويتراوح حجم الطيات من تجعدات مجهرية إلى كيلومترات عدة، وتوجد طيات تمتد مسافة مئات الكيلومترات.
حتى يتسنى لنا معرفة وضع الطية (fold orientation ) وشكلها وامتدادها، فلابد من معرفة اجزائها.
ويوضح الشكل (9-9) أجزاء الطية وهي:
وقد يكون المستوى المحور أفقياً أو مائلاً أو رأسياً.
يمكن تصنيف الطيات وفق الأسس الآتية
تعد الطية القائمة بأنها طية متماثلة (Symmetrical fold)؛ أي أن الميل على جانبي المستوى المحوري متساوٍ. أما الطيات المائلة والمقلوبة فتعد طيات غير متماثلة (Asymmetrical folds) لعدم تماثل ميل جناحيها، كما أن المستوى المحوري مائل، أنظر الشكل (9-10).
القبة والحوض (dome and basin) ومن التراكيب الجيولوجية المرتبطة بالطيات القبة، [انظر الشكل (9-12)]. وهي طية محدبة متماثلة، وجميع طبقاتها تميل إلى خارج وسطها في جميع الاتجاهات. والحوض طية مقعرة ويشبه الوضع المقلوب للقبة.
لاحظت فيما سبق أن الطيات على اختلاف أنواعها قد تكون صغيرة يمكن مشاهدتها بسهولة؛ لكن عندما تكون كبيرة تمتد إلى كيلومترات عدة أو عشرات الكيلومترات؛ إضافة إلى تعرض صخورها إلى عوامل التعرية، يصبح تعرفها أمراً يحتاج إلى تفكير وخبرة ميدانية.
وفي الميدان يقوم الجيولوجي بأخذ قياسات ميول الطبقات ومضاربها واتجاه ميولها لمعرفة وضع الطبقات؛ وبالتالي معرفة اتجاه التركيب وشكله قبل خضوعه لعملية التعرية. خريطة جيولوجية تشاهد فيه امتدادات الطبقات على شكل خطوط متوازية تمثل حدودها؛ لكنك لا تلاحظ وأنت على سطح الأرض مقطعاً عرضياً يبين وجود تعاقب للطبقات لتستطيع ترتيبها من الأقدم إلى الأحدث؛ كما أنك لا تلاحظ وجود أي تركيب جيولوجي. إلا أنك لو أنعمت النظر في الشكل (9-13/أ) مرة أخرى، فستلاحظ وجود ميلين للطبقة الواحدة متقاربين نحو المركز. وهذا يدلك على وجود طية مقعرة، كما هو موضح )، ويوضح المقطع العرضي لمجسم الطية ترتيب الطبقات رأسياً حسب الأقدم والأحدث، ويمكنك مشاهدته على جوانب الطرق المقطوعة، أو المحاجر وغير ذلك. وبما أن طبقات الطية تظهر من أعلى على شكل خطوط متوازية، فهي طية أفقية؛ وبذلك توصف الطية بأنها مقعرة أفقية.
من ناحية أخرى، لو شاهدت في الميدان وجود أكثر من ميلين للطبقة الواحدة في اتجاهات متباعدة عن المركز وظهرت الطبقات من أعلى على شكل دوائر إهليلجية فإن ذلك يدل على أن التركيب يكون قبة.
وتجدر الإشارة هنا بالنسبة للطيات الضخمة التي تمتد مئات الكيلو مترات، فإن أفضل طريقة لتعرفها يكون عن طريق الصور الجوية أو مصورات السواتل (الأقمار الصناعية). رابعاً: الصدوع (faults)
إذا تعرضت الصخور إلى إجهادات معينة فإنها تتشوه بالطي كما هو الحال في الطيات، أو تتشوه بالكسر كما هو الحال في الصدوع. فالصدع (أو الفالق) كسر في الصخر، بحيث تتحرك الكتلتان الناتجتان بشكل موازٍ لسطح الكسر.
وتكون الحركة على طول سطح الصدع إما رأسية أو أفقية أو مائلة، مع ملاحظة أن كتلتي الصدع تبقيان متلامستين في معظم الأحيان. وتحدث الصدوع في جميع أنواع الصخور. ولما كانت سهلة التعرف في الصخور الرسوبية، فإنك ستلاحظ رسوم الصدوع محصورة في الصخور الرسوبية.
لكي يسهل تعرف أنواع الصدوع المختلفة في الميدان، فلابد من معرفة الأجزاء المختلفة للصدع، .
إذا أردت تتبع مستوى صدعٍ ما في الميدان (إن لم يكن مغطى بالرسوبيات)، وضح كيف يمكنك فعل ذلك؟
إلى أقل من 90ْ . وهذا النوع من الصدوع هو الشائع في الطبيعة.
- الصدوع العادية (normal faults): وهي الصدوع التي تنتج من حركة الجدار المعلق إلى الأسفل بالنسبة للجدار القدم ويرافق هذا النوع تمدد وزيادة في طول القشرة الأرضية، وينشأ عن إجهادات توتر، ويمكنتسميته صدعاً توترياً. - الصدوع العكسية (reverse faults): وهي الصدوع التي تنتج من حركة الجدار المعلق إلى الأعلى بالنسبة لجدار القدم . ويرافق هذا النوع نقص في طول القشرة الأرضية، وينشأ عن إجهادات ضـغط، ويمكن تسميته صدعاً ضغطياً.
وســمي كذلك لأن الحركة النسبية على سطح الصدع موازية لخطوط المضرب [انظر الشـكل (9-16/أ)]، وينشأ عن إجهادات قص. ويوجد كثير من صدوع المضرب مصاحبة لحدود الصفائح تسمى صدوع التحويل (transform faults)،ويصاحبها إزاحة كبيرة مثل صدع سان أندرياس في الولايات المتحدة، وصدع الأردن التحويلي.
على الصدع اسم الصدع الوتري، صدوع مركبةتوجد الصدوع العادية في الطبيعة على شكل مجموعات؛ فحين تكون متوازية وإزاحاتها المحصلة في اتجاه واحد، تأخذ شكل سلسلة من القوالب (blocks) . ويسمى هذا التركيب الصدوع المدرجة (step faults) [أنظر الشكل (9-17)]. أما عندما تكون الإزاحات المحصلة للصدوع في اتجاهات متوازية وأخرى متقابلة، فإن ذلك يؤدي إلى هبوط الكتل الصخرية التي تقع بين صدعين عاديين متقابلين. وتسمى هذه الكتل الهابطة الأحواض الخسفية (graben) [أنظر الشكل (9-18)]، وهي وديان مستطيلة محاطة بتراكيب بارزة طويلة (الكتل التي ترتفع إلى أعلى ظاهرياً). وتسمى هذه الكتل البارزة الكتل الاندفاعية (Horst)، كما في الشكل (9-18). ومن أمثلة الأحواض الخسفية صدع وادي الأردن والصدع بشرقي إفريقيا