:: Geochemistry :: الجيوكيمياء

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته


الجيوكيمياء

بعضنا لم يسمع المصطلح من قبل
و البعض سمع به مسبقا
لكن تعالوا نبحر سويا في هذا العلم الشيق
أصدقكم القول أنه علم شيق بكل معاني الكلمة
يتطرق الي دراسة كل شئ رغم أنه متصل بالمقطع " جيو " المشير الي الارض
لكنه يدرس الكون و الارض من وجهة نظر علماء الكيمياء و الجيولوجيا معا

نظرا لطووول الموضوع أطلب منكم طوووووووول الصبر [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة] و التركيز
هيا لنبدأ
-----------------------
الجزء الأول

علم الجيوكيمياء :
هو أحد
أفرع علوم الأرض ، وهو العلم الذي يختص بدراسة
كيمياء الأرض بصفة عامة بما تحويه من أغلفة صخرية ومائية وغازية وأيضاً ما
يسقط على الأرض من الفضاء الخارجي ...



أو هو العلم الذي يختص بدراسة وفرة وتوزيع
وحركة العناصر الكيميائية في أغلفة الأرض المختلة في الأزمنة المختلفة ...

وبما أن هذا العلم يعنى بدراسة العناصر فدعونا نراجع
معلوماتنا الكيميائية سريعاً ...

نحن نعلم أن أي عنصر كيميائي يتكون من
ذرات ...

والذرة Atom : هي أصغر جزء من العنصر يمكن أن يوجد في حالة منفردة
ويحمل كل خصائص العنصر الكيميائية

مما تتكون هذه الذرة .. ؟

تتكون الذرة من :
1- نواة Nucleus
تشغل مركز الذرة وتتركز فيها معظم كتلة
الذرة وتتكون من
بروتونات Proton ونيترونات Neutron

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويحيط بالنواة ..
2- السحابة الالكترونية
وتنتظم فيها الالكترونات حول النواة في
أغلفة
Shells ، وكل غلاف يضم عدد من المدارات Orbitals


لاحظ أن :



الالكترونات : سالبة الشحنة
البروتونات : موجبة الشحنة
والنيترونات : متعادلة الشحنة



وفي كل ذرة



عدد البروتونات = عدد الالكترونات



العدد الذري ( Z ) = عدد البروتونات



الوزن الذري = عدد البروتونات + عدد النيترونات



ومن الممكن أن يكون لمجموعة من الذرات نفس العدد
الذري
ولكن تختلف في عدد النيترونات ، وفي هذه الحالة يطلق عليها اسم النظير
Isotope ..



إذن فالنظير عبارة عن ذرات لها نفس العدد الذري لكن
تختلف في عدد النيترونات ..



تذكر أن عدد الالكترونات في المجال الخارجي هو الذي
يحدد خصائص العنصر الكيميائية ...



من ذلك نعلم انه يجب علينا ان نحدد عدد الالكترونات
الموجودة في المجال الخارجي للذرة حتى نحدد خصائصها الكيمياء

و بما أننا تكلمنا عن الذرة و ما تحويه
نترككم مع الجدول الدوري للعناصر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]




الي اليوم ينتهي الجزء الأول من موضوعنا

نعتذر لكونها معلومات مكررة لكنها مدخل لابد منه
شكرا لكم....

البرنس
لؤلؤة
احلي دنيا
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

شكرا لكم
و انتظروا الجزء الثاني

السلام عليكم ....

تحدثنا في الجزء الاول من الموضوع عن الذرة و و تكوينها علي المستوي العام و انتهي الكلام بالجدول الدوري

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
الجدول الدوري الحديث..Modern Periodic Table


------------------------------------
الجزء الثاني

لم يكتفي العلماء بمعرفة ماهية الارض و فقط بل توصلوا الي ان الدراسة المثلي للأرض هي منذ النشئة و لكن كيف ؟؟ فالأرض نشأت منذ 4.6 بليون سنة و أقدم الصخور الموجودة يعود عمرها الي 3.4 بليون سنة (فيما يعرف بالعصر الغابر Archean ) لذلك بحث العلماء عن بديل ليكون موضع الدراسة و تم اختيار النيازك.

النيازك Meteorites


تعرف النيازك أو الـ Meteorites بأنها أجسام
فضائية تسقط على الأرض من الكون بأحجام وأوزان مختلفة ، حيث يصل معدل السقوط
اليومي مابين 1000 إلى 10000 طن ، وقد تصل أعداد النيازك الساقطة سنوياً
على الأرض إلى مليون نيزك تقريباً ..

وتنقسم النيازك إلى نوعين ..

1- Find : وهي التي وجدت ولم يُشاهد سقوطها أو
التي لم تشاهد أثناء سقوطها ..
2- Fall : وهي التي رصدت أثناء سقوطها ..


لكن ، لماذا ندرس النيازك وما هي أهمية دراستها في فهم
جيوكيميائية الكون المحيط بنا ..؟

تتمثل هذه الأهمية في النقاط التالية ..

1- لأنها تمثل أجسام فضائية لم تتعرض إلى التغيرات
الأرضية ...

2- تمثل عينات عمرها 4.6 بليون سنة وهذا هو تقريباً عمر النظام الشمسي في
حين أن أقدم عينة وجدت على الأرض كان عمرها 3.4 بليون سنة ...

3- الكثير منها لم يتعرض للتغيرات الأرضية ، لذلك فدراستها تعطي فكرة عن
التركيب الكيميائي الأصلي للنظام الشمسي ..

4- ويستخدمها البعض في دراسة تأثير الأشعة الكونية على الأجسام الصلبة ..

5- وتساعد في فهم السلوك الجيوكيميائي للعناصر عند تعرضها للتغيرات الأرضية
...

# تصنيف النيازك Classification of Meteorites :


صنفت النيارك إلى ثلاثة أنواع رئيسية هي ..

1- نيازك صخرية Stony Meteorites أو Aerolites

2- نيازك صخرية حديدية Stony-Iron Meteorites أو
Sidralites

3- نيازك حديدية Iron Meteorites أو Sedraites


لكن على ماذا اعتمد تصنيف هذه النيازك وعلى أي أساس
قسموها ...؟

صنفت النيازك أو الـ Meteorites إلى ثلاثة
أقسام بناءً على الأسس التالية :


- نسبة معادن السيلكا Silica minerals إلى نسبة سبيكة الحديد
والنيكل Iron Nickel alloy ..

1- النيازك الصخرية تصل نسبة معادن السيلكا
إلى 90 % أما العشرة الباقية فهي تمثل سبيكة الحديد والنيكل.
2- النيازك الصخرية الحديدية فتنخفض فيها نسبة معادن السيلكا إلى
النصف لتصل إلى 50% أما الخمسين الباقية فتمثل سبيكة الحديد والنيكل .
3- النيازك الحديدية فتصل فيها نسبة السبيكة إلى 90 % ولا تمثل معادن السيلكا سوى 10% من تركيبها .

أما التصنيف الفرعي للأنواع الثلاثة من النيازك فصنف
على أساس :
1- النسيج Texture (العلاقة بين الحبيبات و بعضها البعض)

2- نسبة النيكل في السبيكة Iron Nickel alloy حيث تترواح بين 7 - 14 % .

3- وجود بعض المعادن الأساسية في التركيب المعدني للنيزك .


أولاً : النيازك الصخرية Stony Meteorites أو
Aerolites

و تنقسم إلى نوعين :

1- كوندريت Chondrite ...
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويتكون من 90 % من معادن السيليكات و 10 % من سبيكة
الحديد والنيكل Iron Nickel alloy ..

وأهم ما يميزه وجود أجسام دائرية أو بيضاوية تسمى
Chondrule مليئة بمعادن دقيقة من البيروكسين ... وسبب تكون هذا الكونرديول
التبريد السريع للصهير الغني بالسيلكا .
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
صورة توضيحية للكوندريول تحت المجهر
# التركيب المعدني للكوندريت Chodrite ..

a- المعادن الرئيسية Essential Minerals ...
* 40% Olivine ..
* 30% Pyroxene ..
* 10% Plagioclase ..
وتمثل هذه المعادن معادن السيليكا ، إضافة إليها ..
* 10 % Iron Nickl alloy ..
* 6% Troilite (FeS) ...

b- المعادن الشحيحة Trace Minerals ..
* Taenite ( Fe - Ni alloy , Ni = 5 - 7%) ..
* Daubrelite , FeCr2S4
* Scherbersite , (FeNiCo)P4
* Apatite - Magnetite - Native Copper

وتمثل المعادن الشحيحة 4% من المعادن الموجودة في الـ
Chondrite ...

2- اللاكوندرايت Achondrite ...
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

وهي نيازك شبيهة بصخور الأرض لذلك من فمن الصعب الحصول
عليها مالم تشاهد وهي تسقط وتتميز بعدم وجود الكوندريول Chondrule ...

# التركيب المعدني لللاكوندريت ..
a- المعادن الرئيسية Essential Minerals ...
* plagioclase, pyroxene, and olivine
b- المعادن الشحيحة Trace Minerals ..
*KAmacite (Fe Ni alloy , Ni >7% )
* Troilite , Scherbrsite , and Chromite ...


ثانياً / النيازك الصخرية الحديدية Stony Iron
Meteorites ...
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
وتعرف أيضاً باسم Sidrolite
وتنقسم إلى نوعين ، هما :
1- بلازيت Pallasaite ..
2- ميزوسيدريت Mesosidraite ..


وتتكون من 50 من معادن السيليكا و 50 % من سبيكة
الحديد والنيكل ...

وتتميز الـ Pallasaite بوجود نمو مزدوج لمعدني
الكالسيت والتيانيت ويسمى Widmanstatten texture، أما الـ Mesosidraite فلا
يوجد به هذا النمو المشترك ...

# المعادن الرئيسية في الـ Pallasaite ..
* Olivine وهي من معادن الـ Silicate وتوجد بنسبة 50%
..
* Kamacite وتمثل سبيكة الحديد والنيكل وتوجد بنسة 50% ..


# المعادن الشحيحة في الـ Pallasaite ...
*Troilite - Scherbrsaite - Native Copper ..

# المعادن الرئيسية في الـ Mesosidraite ..
* Kamacite - Taenite وتمثل حوالي 50 % من التركيب الكلي
* Ortho Pyroxene - Plagioclase وتمثل 50% من التركيب الكلي ..

# المعادن الشحيحة في الـ Mesosidraite ..
* Troilite
* Olivine


ثالثاً / النيازك الحديدية Iron Meteorites

وتعرف أيضاً باسم Siderites ..

وتتكون في تركيبها من 90 % من سبيكة الحديد والنيكل وَ
10% من معادن السيليكات ..وتنقسم إلى :

Hexahedrite
Octahedrite
Ataxite
# المعادن الأساسية في الـ Hexahedrite ..
* Kamacite ...ويتميز بكونه على شكل بلورات سداسية
الأوجه ..

# المعادن الشحيحة في الـ Hexahedrite ...
* Troilite ...
* Scherbrsite ..
* Dublirite ..
* Chormite ..

# المعادن الرئيسية في الـ Octahedrite ..
* Kamacite .. ويظهر على شكل بلورات ثمانية الأوجه ..

# المعادن الشحيحة في الـ Octahedrite ...
نفس المعادن الشحيحة الموجودة في الـ Hexahedrite
بالإضافة إلى الكبريت ..

# المعادن الرئيسية المكونة للـ Ataxite ..
* Taenite
* Kamacite..

# المعادن الشحيحة في الـ Ataxite ..
* Scherbersite
* Troilite

التركيب الكيميائي للنيازك Chimecal Composition of
Meteorites ..

هناك العديد من الدراسات التي أجريت على النيازك ووجد
أن هناك تباين في نتائج التحليل الكيميائي نتيجة لاختلاف التركيب المعدني
للنيازك ..

لكن هناك بعض السمات الجيوكيميائية التي تميز الأنواع
المختلفة من النيازك ..

1- نيازك الـ Chondrit هي الأوسع انتشاراً ، وأهم ما
يميزها وجود تجانس في التركيب الكيميائي ولذلك لها أهمية فائقة في
الجيوكيمياء ..
حيث تستخدم في عملية معاييرة قيم العناصر الأرضية النادرة لتعطي فكرة عن
كيفية نشأة الصخور النارية على الأرض ..
2- النيازك اللاكوندراتية Achonrite تحتوي على نسبة أقل من الحديد والنيكل
..
3- النيازك الصخرية الحديدة نادرة جداً وتحليلاتها الجيوكيميائية غير
متجانسة وليس لها أهمية ..
4- جميع أنواع النيازك لها نفس النسبة من Fe\Ni وهذا يدل على أن جميع
الأنواع جاءت من مصدر واحد .
===========

الي هنا ينتهي الجزء الثاني
نعتذر عن الاطالة....
و الي ان يتجدد لقاؤنا ننتظر استفسارتكم
و السلام ختام..............

السلام عليكم

اولا

شكرا للمتابعة
و بعتذر عن تأخير الجزء الثالث

ثانيا
استشاري
هي مادة سهلة و جميلة بس الدكتور .....

البرنس
اتمني انك تفضل مستمتع للنهاية

لؤلؤة

جميع أنواع النيازك لها نفس النسبة من Fe\Ni وهذا يدل على أن جميع
الأنواع جاءت من مصدر واحد ....

دليل علي انها من نشأة واحدة يعني كلها تكونت في مكان واحد
في نيازك نشات في المجموعة الشمسية و تكوينها متماثل مع تكوين كواكب النظام
و العكس موجود

1- النيازك الصخرية
10% سبيكة الحديد والنيكل.
2- النيازك الصخرية الحديدية50% سبيكة الحديد والنيكل .
3- النيازك الحديدية فتصل فيها نسبة السبيكة إلى 90 %
نفس النسبه ازاى من سبيكة الحديد والنيكل؟

القصد ان النسبة ثابتة بالنسبة للنوع الواحد
اي ان نسبة السبيكة بتحدد نوعية النيزك
يعني لو عملت تحليل لنيزك مجهول
لقيت نسبة Fe/Ni =10 % يبقي انا بتعامل مع نيزك صخري

اتمني اني اكون قدرت اجيب علي استفسارك

لوليتا
اسعدني مرورك
مش مشكلة رياضيات من جيولوجيا مش بتفرق كتير كلها كااااام حرف
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

اسعدني مروركم كثيرا

السلام عليكم

تحدثنا سابقا عن النيازك و كونها مهمة في الوصل الي تكوين الارض جيوكيميائيا
لكن من الضروري معرفة ماهية العناصر الاساسية في الكون و توزيعها علي الارض
و لاحقا معرفة الارض مما تتكون

===============
الجزء الثالث


نشأة العناصر
Origin of Elements


نعلم ان المادة الكونية البدائية هي أساساً
عبارة عن الهيدروجين والهيليوم حيث تمثل 90 % من المادة الكونية وعرفت
لكونها المادة بين النجوم ..


لكن كيف نشأة بقية العناصر الموجودة في الجدول الدوري إذا كانت المادة الكونية هي الهليوم والهيدروجين .. ؟


نتيجة لوجود بعض العناصر الثقيلة في تركيب المجموعة
الشمسية والتي ينعدم وجودها في المادة الأم أو موجودة بنسب بسيطة أدى إلى
افتراض بعض النظريات حول نشأة العناصر في المجموعة الشمسية ..

أهم هذه الافتراضيات ..

* Seuss and Urry 1957 وافترضوا نظرية تقول أن الكون
بدأ بمرحلة بدائية كانت تحتوي على الهيدروجين فقط ، وعند تعرضه لدرجات
الحرارة المرتفعة والتي وصلت إلى 10^7 درجة مئوية أدى ذلك إلى احتراق
وتفاعلات أدت إلى تكون الهيليوم مع زيادة في درجات الحرارة إلى 10^8 درجة
مئوية .. ومع هذا الارتفاع حدثت تفاعلات حرنووية thermonuclear reactions أدت إلى تكوين عناصر
الأوكسجين والكربون إضافة إلى انبعاث أشعة ألفا ..
* المرحلة الثانية ( مرحلة الاتزان ) ونجد فيها
الأكسجين والكربون الناتجين عن المرحلة السابقة ، ويحدث لهذين العنصرين
تفاعل واحتراق بفعل درجات الحرارة العالية والتصادم مع أشعة ألفا مما يؤدي
إلى تكوين عناصر الكالسيوم والسيليكون والكبريت والنيتروجين والنيون
والمغسيوم بالإضافة إلى مجموعة من النيترونات الحرة ..

* بعد المرحلة الثانية يحدث اقتناص بطيء للنيترونات من
قبل العناصر الناتجة من المرحلة الثانية مما يؤدي إلى تكوين عناصر النيكل
والحديد والكوبالت والكروم ..

* بعدها يحدث اقتناص سريع للنيترونات من قبل العناصر
الناتجة من المرحلة السابقة لتكوين عناصر البورون والبريليوم والتي تقتنص
بدورها المزيد من النيترونات لتكوين بقية عناصر الجدول الدوري

كانت هذه نظرة سريعة علي اساس العناصر طبقا لفرضية سوس و يوري
نعود الان من بين الكواكب و النجوم الي الارض لنتكلم عن تكوينها


التركيب الكيميائي للأرض
Chemical Composition of the earth

من الشائع معرفة ان الارض تتكون من " قشرة , وشاح و لب "
لكن دعونا نتحدث قليلاً عن التركيب الكيميائي والصخري لهذه النطاقات المختلفة ولنبدأ بالـ :

القشرة الأرضية :
تنقسم القشرة الأرضية إلى نوعين :
1- القشرة القارية ويتراوح سمكها ما بين 30 إلى 70 كم .
2- القشرة المحيطية ويتراوح سمكها مابين 4 إلى 8 كم .


و يختلف هذين النوعين عن بعضهما تمام الإختلاف في تركيبهما الصخري والكيميائي

قبل أن ننطلق عليك أن تعلم أن القشرة القارية تتكون في
معظمها من الصخور الفلسية " فاتحة اللون " Felsic Rocks ( الجرانيت والجرانوديورايت ) والجدير بالذكر ان الصخرين يتكونان في معظمها من السليكا والألمنيوم ومن هنا أتى
اسم الـ ( سيال SiAl ) والذي يطلق على القشرة القارية ..

نذكر أيضاً أن القشرة المحيطية تتكون من صخور قاعدية " قاتمة اللون "
(الجابرو والبازلت ) وهذه تتكون في معظمها من السليكا والماغيسيوم ولذلك
أخذت تسمية الـ ( سيما SiMa )

في عام 1969 وضع العالم ويديبول المتوسط الآتي للتركيب الصخري للقشرة الأرضية فقال أن القشرة الأرضية تتكون من ..

44% من صخور الجرانيت ، 34% من صخور الجرانوديوريت ، 9%
من صخور الديورايت والكوارتزيت و 13% من صخور الجابرو والبازلت ، وهناك
مجموعة أخرى من الصخور يمثل كل منها حوالي 0.5% من التركيب الصخري للأرض
وهي البيريدوتيت والأنورثوزيت والسيانيت ..

بدراستنا وتحليلنا هذه الصخور كيميائياً نستطيع التوصل إلى التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية

في عام 1924 قام كلارك وواشنطن Clarck and Washington بجمع وتحليل 5159 عينة صخرية من جميع أنحاء العالم ...
وقد خرجوا بمجموعة من النتائج اعتبروها تمثيلاً لمتوسط التركيب الكيميائي
للقشرة الأرضية .. إلا أن دراستهم هذه لم تكن دقيقة كفاية حتى نعتمد على
نتائجهم والسبب أنهم لم يضعوا في اعتبارهم صخور القشرة المحيطية وكذلك
الصخور القاعدية الموجودة في الجزء السفلي من الوشاح .

وفي عام 1959 قام Boldeuart بإكمال مابدأه كلارك وواشنطن بجمع عينات من :
* أعماق البحر .
* الأحزمة المنطوية الحديثة ( حواف القارات ) .
* الدروع القارية .
* القارات المنبسطة والمنحدرات .

وفي عام 1967 قام Ronov و Yarshvesky بدراسة أخرى
وجمعوا عينات من القشرة القارية والقشرة المحيطية واعتبروا نتائج دراستهم
هي الممثلة لمتوسط التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية .

خلاصة للتركيب الكيميائي للقشرة الأرضية ..

خرجت الدراسات السابقة أن العناصر الشحيحة تسلك
نفس سلوك العناصر الشائعة ، فعندما تزداد نسبة العناصر الشائعة تزداد معها
نسبة العناصر الشحيحة .. وهكذا ..

ومن العناصر التي توجد بنسب مرتفعة في القشرة القارية
Beryllium ، Barium ، Rubidium ..

إضافة إليها سنجد أن
Silicon ، Oxygen ، Aluminum ، Sodium ، Potassium هي الأعلى تواجداً في القشرة القارية ..

أيضاً هناك بعض العناصر التي ترتفع نسبتها في القشرة المحيطية مثل
Calcium ، Nickel ، Scandium ...

وسبب ارتفاع نسبة هذه العناصر في القشرة المحيطية هو
ارتباطها بعناصر أخرى مثل الحديد Iron والمغنسيوم Magnesium فبزيادة نسب
هذه العناصر تزداد معها نسب العناصر الأخرى ..

أيضاً وُجد أن هناك مجموعة من العناصر ذات انتشار متساوٍ في القشرة القارية والمحيطية وهي
Gallium ، Germanium ، Zinc ، Tin ...

وبهذا نكون قد أنتهينا من دراسة التركيب الكيميائي للقشرة الأرضية لننتقل إلى دراسة التركيب الكيميائي والصخري للوشاح

التركيب الصخري للوشاح Mantle

ينقسم الوشاح إلى ثلاثة نطاقات :

1- الوشاح العلوي Upper Mantle ..

ويمتد من الجزء السفلي من القشرة الأرضية وحتى عمق 400 كم وقد أثبتت الدراسات أن هذا الجزء يتكون من ثلاثة أنواع من الصخور هيا :
* الدونايت Dunite والذي يتكون في معظمه من معدن الأوليفين Olivine .
* البيريدوتيت Peridotite والي يتكون من معدني الأوليفين Olivine والبيروكسين Pyroxene .
* Eclogite وهو صخر متحول يتكون من معدني Garnet و Omphacite المنتمي إلى مجموعة البيروكسين .

2- الطبقة الانتقالية Transitional Layer
وتمتد من عمق 400 كم إلى 1000 كم وقد أثبتت الدراسات
الجيوفيزيائية أن هذا الجزء مكون من أكاسيد ذات كثافة عالية Oxide with
high Density ...

3- الوشاح السفلي Lawer Mantle ..
ويمتد من عمق 1000 كم إلى عمق 2900 كم ، زيادة الضغط
ودرجات الحرارة في هذا الجزء يؤدي إلى تحويل الأكاسيد السابقة إلى Mg , Fe )
O ) و Mg , Fe )SiO3 )
التركيب الكيميائي للوشاح Chemical composition of the mantle

هناك العديد من الدراسات التي جرت لدراسة التركيب الكيميائي للوشاح منها ..

1- Mason and Ring Wood 1966
واعتمدوا فيه على التركيب الكيميائي للنيازك .

2- Ring Wood 1966
واعتمد فيه على دراسة صخور البازلت والبيرودوتيت بنسبة 1
من البازلت إلى 3 من البيرودوتيت حيث قام بجمع هذين الصخرين وسمى الصخر
الناتج Pyrolite واعتبره الممثل لمتوسط التركيب الكيميائي للوشاح ..

3 - Hatchison 1974
واعتمد على أحد مكونات الوشاح التي تصعد على شكل
مكتنفات وتسمى Spinal Lehrzolite وبدراسته توقع Hatchison أن هذا الصخر هو
الممثل لمتوسط التركيب الكيميائي للوشاح ..

من الدراسات السابقة ونتائجها نستنتج أن هناك 5 عناصر تمثل حوالي 98% من التركيب الكيميائي للوشاح وهي : Calcium ، Aluminum ، Silicon ، Iron ، Magnesium ...

أما الـ 2 % الباقية فهي تمثل يقسة عناصر الجدول الدوري ...


أما بالنسبة للب Core فنحن لم نصل إليه إلا عن طريق الوسائل الجيوفيزيائية ..
و منها علمنا أن اللب يتكون من سبيكة من الحديد والنيكل + أوكسجين + كبريت .
من دراستنا للتركيب الكيميائي لنطاقات الأرض المختلفة سنجد أن :

1- هناك بعض العناصر لا تظهر تمايزاً ملحوظاً بين
القشرة والوشاح ، أي أن تركيزها في الشرة يماثل تركيزها في الوشاح مثل :

Phosphorus , Manganese ، Iron . Silicon ...

2- هناك بعض العناصر التي ترفتع نسبتها في القشرة القارية مثل :
Sodium . Aluminum ، Potassium ، Beryllium ،Barium , Rubidium ...

3- سنجد أن هناك بعض العناصر ترتفع بنسبة مفلحوظة في الوشاح مثل
Magnesium ، Chromium ...

4- تمايز الأرض أدى إلى تكوين سيلكيات الألمنيوم في القشرة ، وسيليكات المغنيسيوم في الوشاح ..

التركيب الكلي للأرض

بعد أن أخذنا متوسط العناصر في القشرة واللب والوشاح دعونا نتحدث عن التركيب الكلي للأرض

يمثل اللب حوالي 32.4 % من وزن الأرض ، ويمثل الوشاح 66.6% من وزن الأرض ، أما القشرة فإنها تمثل 1 % من وزن الأرض ..

والتركيب المعدني للأرض يتكون في معظمه من معادن السيليكات ومعادن الكبريتيدات وسبيكة الحديد والنيكل ..

إذن ...

1- هناك أربعة عناصر أساسية تشكل حوال 90% من التركيب الكيميائي للأرض وهي
Magnesium ، Silicon , Oxygen , Iron ..

2- هناك 7 عناصر تتواجد بنسبة 0.1 - 0.01 % من تركيب
الأرض وهي
Phosphorus , Cobalt ، Chromium , Potassium , Sodium , Titanium
, Manganese ...

3- وهناك أربعة عناصر تصل نسبة تواجدها إلى 1% أو أعلى قليلاً مثل :
Sulfur ، Aluminum , Calcium , Nickel ...

4-وبقية العناصر لا تمثل أكثر من 1% من التركيب الكيميائي للأرض ..

============

الي هنا ينتهي الجزء الثالث

دمتم بخير...

السلام عليكم

من الواضح ان الموضوع شئ من اثنين و لا اظن بوجود ثالث
الموضوع اصبح صعبا مملا
ام انه فقد عنصري التشويق و الاثارة :%*%$:
علي كل اوشكت الرحلة علي النهاية
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
===============
الجزء الرابع


سابقا تكلمنا عن العناصر و كيف انها تتنوع في نطاقات
لكن
قبل أن نتعرف على التصنيف الجيوكيميائي للعناصر دعونا
نعرف لماذا نصنف العناصر جيوكيميائياً أو ما هي الفائدة من تصنيف العنصر
جيوكيميائياً .. ؟
هناك عدة أسباب تجعلنا نقوم بتصنيف العناصر جيوكيميائياً منها :

1- التعرف على سلوك العناصر من حيث انتقالها من بيئة إلى أخرى وتوزيعها في الأجزاء المختلفة من الأرض ..
2- يفيدني تصنيف المعادن جيوكيميائياً في تتبع الرواسب المعدنية في الصخور ..
3- تحديد توزيع العناصر في أغلفة الأرض المختلفة ( المائي ، الغازي ، والصخري )

تواجد العناصر في الأرض

تتواجد العناصر في الأرض على أصناف مختلفة فمنها :

1- الصنف الفلزي ( مثل سبيكة الحديد والنيكل ) ونجده في اللب .
2- صنف كبريتيدي ( وتمثلها معادن الكبريتيدات ) ونجده في الوشاح .
3- صنف سليكاتي ( وتمثلها معادن السيليكات ) ونجده في القشرة .
وتتوزع هذه الأصناف في نطاقات الأرض المختلفة

لاحظ أن انتشار هذه العناصر في الأرض لا يتحكم فيه الوزن الذري أو الكثافة أو الوزن النوعي
مثلاً : عنصر اليورانيوم يعتبر من العناصر الثقيلة إذن كان من المفترض أن نجده متمايزاً في لب الأرض مكان الحديد الأخف منه .

مرة أخرى : التمايز هو عملية انفصال العناصر عن بعضها
تبعاً لوزنها أو كثافتها ، مثل الماء والزيت حيث يتمايز الزيت عن الماء
نظراً لاختلاف الكثافة ، فيبقى الماء الأكثر كثافة بالأسفل ويطفو الزيت
بالأعلى .
و هذا ما يحدث للعناصر فإنها تنفصل متمايزة عن بعضها .
إلا أنها لا تتمايز تبعاً لوزنها أو كثافتها وإلا لوجدنا اليورانيوم في لب الأرض وبالرغم من ذلك نجده منتشراً في القشرة والوشاح .

إذن ماهي العوامل التي تتحكم في تمايز العناصر وانشارها في نطاقات الأرض ..؟

العامل المتحكم في توزيع العناصر هو ميل العنصر نفسه
للدخول في أحد الأصناف السابقة الذكر فإذا كان للعنصر ميل للدخول في الصنف
الكبريتيدي فسنجده منتشراً في الوشاح .. وهكذا .

نعود إلى تقسيم العناصر جيوكيميائياً فنقول

في عام 1954 قام Goldschmialt بتقسيم العناصر إلى أربعة أقسام ، هي :
1- Lithophile elements .
2- Sidrophile elements .
3- Chalcophile elements .
4- Atmophile Elements .


أولاً
Lithophile elements
وهي مجموعة العناصر التي تميل إلى الارتباط بعناصر الأوكسجين والسيليكا وتكوين المعادن السيليكاتية .
توجد معظم عناصر هذه المجموعة على يسار الجدول الدوري
وتتميز باستعدادها لتكوين أيونات يتكون الغلاف الخارجي لها من ثمانية
إلكترونات ..
لاحظ ان كلمة Litho تعني صخر ، وأن المعادن السيليكاتية من أهم المعادن المكونة لصخور القشرة الأرضية .
ومن عناصر هذه المجموعة : الكالسيوم Calcium ، الألمنيوم Aluminum ، الصوديوم Sodium ، البوتاسيوم Potassium ، والليثيوم Lithium .
وهذه هي العناصر التي نجدها في الصخور النارية الفلسية وبالتحديد في معادن الفلسبارات .
إضافة إلى هذه العناصر هناك عنصري الحديد Iron ،
والمغنسيوم Magnesium والذين يتواجدان في الصخور القاعدية والفوق قاعدية في
معادن الأوليفين والبيروكسين والأمفيبول .
أضف إلى ذلك عناصر أخرى تساعد في تكوني معادن مساعدة مثل عنصر الزركون Zirconium الذي يتحد مع السيليكا ليكون معدن الزركون Zircon .
أيضاً هناك عنصر التيتانيوم Titanium الذي يتحد مع
السيليكا ليكون معدن الألمنيت . وعنصر اليورانيوم Uranium الذي يكون معدن
اليورنيت .


ثانياً
Sidrophile elements
وهي مجموعة العناصر التي لها ميل للارتباط بالحديد ،
وعادة ما تكون موجودة في لب الأرض ومن امثلتها :
النيكل Nickel ، والحديد
Iorn ، والتيتانيوم Titanium ، والذهب Gold ، والمليبدنوم Molybdenum .

ولها استعداد لتكوين أيونات يحتوي غلافها الخارجي على 18 إلكترون وتوجد معظمها في يمين الجدول الدوري .

ثالثاً
Chalcophile elements

وهي مجموعة العناصر التي تميل إلى الارتباط
بعنصر الكبريت ، وتعرف باسم معادن الكبريتيدات ومنها :
d النحاس Copper
المكون لمعدن Chalcopyrit ، الرصاص Palladium المكون لمعدن Galina ، الزنك
Zinc المكون لمعدن Sphalerte ، وعنصر الزرنيخ Arsenic المكون لمعدن Arsenopyrit



رابعاً
Atmophile elements

وهي مجموعة العناصر التي تميل إلى التواجد في الحالة الغازية مثل :
Helium ، Neon ، Argon ، Krypton ، Xenon ، Oxygen


# لاحظ أن بعض العناصر قد تتواجد في أكثر من مجموعة .
فمثلاً عنصر الحديد فينتمي أحياناً إلى مجموعة
Lithophile حينما يكون في بيئة مؤكسدة ، وينتمي إلى مجموعة Chalcophile
حينما يتواجد مع الكبريت في بيئة مختزلة ويصبح من عناصر Sidrophile إذا
اختفى الكبريت ووجد الحديد في نفس البيئة المختزلة ..


Geochemistry of Igneous Rocks

قبل أن ننطلق لدراسة جيوكيمياء الصخور النارية علينا أن ندرس أولاً مصدر هذه الصخور وهي الماجما ...

تمثل الماجما السيليكاتية المادة المنشأ لكل الصخور النارية وتصل درجة حرارتها عند بداية التبلور إلى 1200 درجة مئوية .

والصهارة أو الماجما عبارة عن سائل سيليكاتي حار قد
يحتوي على بعض المواد الصلبة والطيارة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون
والكبريت والفلور والكلور ..

تذكر أنه عندما تكون الصهارة قاعدية التركيب تكون سهلة الحركة والانسياب لكثافتها المنخفضة بعكس الصهارة الحامضية عالية الكثافة .

وعادة ما يكون مصدر الصهارة هو الجزء العلوي من
الوشاح Upper mantle وأحياناً يكون المصدر القشرة الأرضية نفسها وذلك عند
مناطق إلتقاء الألواح نتيجة لارتفاع درجات الحرارة الناتجة عن عمليات
الإنضواء وبالتالي ذوبان الصخور الموجودة في المنطقة .

ولو أردنا دراسة البيئة التكتونية لنشأة الصخور النارية
فسنلاحظ أن أكثر من 90% من الصهارة المكونة للصخور النارية تتكون عند حواف
الألواح ..

فما هي الأوضاع التكتونية الي تنشأ عندها الصخور النارية .. ؟

أولى هذه الأوضاع حواف الألواح البنائة constructive plate margin

فلو انتقلنا إلى وسط المحيطات حيث تبتعد الصفائح
المحيطية عن بعضها مما يسبب انبعاث الصهارة من منطقة التباعد وإنتاج ما
يعرف باسم أعراف وسط المحيطات ولاحظ أن هذه الأعراف عادة ما تكون من الصخور
البازلتية ولذلك سميت باسم Mid Oceanic Ridge Basalt واصطلح عالمياً على اختصارها إلى MORB

ثاني هذه الأوضاع هي حواف الألواح الهدامة destructive plate margins
حيث تنضوي الصفائح تحت بعضها البعض مما يسبب ارتفاعاً في درجة الحراة وبالتالي إذابة للصخور الموجودة في منطة الإنضواء ..

فعندما تنضوي صفيحة محيطية تحت صفيحة محيطية أخرى تحدث
إذابة لجزء من صخور القشرة المنضوية وصعود الصهارة الناتجة فوق القشرة
العلوية مكونة بذلك أقواس جزيرية Island Arc مثل جزر اليابان وإندونيسيا ,
ويوضح الشكل التالي كيفية تكون هذه الجزر ..

أما لو حدث التصادم بين صفيحة قارية وأخرى محيطية
فستنضوي الصفيحة المحيطية تحت الصفيحة القارية نتيجة لكثافتها العالية مما
يؤدي إلى إذابة جزء من صخور الصفيحة المحيطية وصعودة الصهارة الناتجة فوق
الصفيحة القارية لتكون لنا أقواس بركانية Volcanic Arc مثل جبال الأنديز
الموجودة على طول الساحل الغربي للولايات المتحدة

ولو حدث التصادم بين صفيحتين قاريتين فلا يحدث إنطواء
وإنما ترتفع الصفيحتين عالياً لتكون سلاسل جبال عالية مثل جبال الهمالايا
الناتجة عن اصطدام الصفيحة الهندية بالصفيحة الآسيوية .

أما الوضع الثالث من أوضاع حواف الألواح هو حواف الألواح الناقلة transform plate boundaries حيث تتحرك الألواح موازية لبعضها ، ولا يصاحب هذه الحركة أي تصاعد صهيري ..

بذلك نكون قد عرفنا مجموعة من المصادر التي تكون لنا الصهارة المكونة للصخور النارية في القشرة الأرضية ..

لكن ، هل هذه هي كل الصهارة المكونة للصخور النارية ..؟

بالطبع لا ، فهذه هي الصهارة التي تتكون على حواف الألواح .

ّإذن ماذا عن تلك التي تتكون داخل الألواح ..؟

ومالذي ينتج عنها ..
مازلنا نتحدث عن جيوكيميائية الصخور النارية ..

وذكرنا في الرد السابق أهمية معرفة أصل هذه الصخور لدراستها جيوكيميائياً ..

وعرفنا أنا الماجما هي المصدر الأساسي لهذه الصخور وتعرفنا على البيئات التكتونية التي تتكون عندها الماجما ..

وذكرنا البيئات التي تتكون عندها الماجما و الموجودة
على حواف الألوح ، لننتقل في هذا الرد إلى الحديث عن البيئات التكتونية
التي تتكون عندها المجما داخل الألواح Within plate tectonic environments .


وبما أنا الألواح تنقسم لدينا إلى نوعين فسنتطرق إلى البيئات الموجودة داخل كل نوع من هذه الأنواع ...

أولاً / البيئات داخل الألواح ( الصفائح ) المحيطية Within - plate Oceanic :
حيث يحدث انفراج أو تباعد في وسط اللوح المحيطية لتتدفق
الماجما الموجودة في البقع الساخنة Hotspote إلى مافوق اللوح المحيطي
مكونة جزر محيطية مثل جزر الهاواي ..

ثانياً / البيئات داخل الألواح القارية Within - plate Continental :
حيث يحدث التباعد في وسط اللوح القاري فتندفع الماجما مكونة الفيوض البازلتية ومن أمثلتها الحرات الموجودة لدينا غرب المملكة .

تذكر أن الماجما وفي مختلف البيئات سواء تلك التي في
داخل الألواح أو التي على حوافها فإنها تمر من خلال مجموعة من الصخور فتقوم
بعملية هضم لها مما يؤدي إلى تغير التركيب الكيميائي ( للصهارة )

وليس هذا هو السبب الوحيد الذي يؤدي إلى تغير التركيب
الكيميائي للصهارة ، فهناك عدة عوامل لها دور كبير في تغير التركيب
الكيميائي للصهارة ، منها :

1- درجة الانصهار الجزئي لمادة الوشاح ..
حيث يحدث انصهار جزئي لمادة الوشاح بنسبة 1 - 5 %
اعتماداً على درجة الحرارة السائدة فيدخل الجزء المنصهر في تركيب الصهارة
مما يؤدي إلى اختلاف تركيبها الكيميائي .

2- التمايز الصهيري Magmatic diffrentation :
وقد سبق أن تحدثنا عن عملية التمايز الصهيري في موضوع
الصخور النارية ( راجع فهرس الساحة ) وقلنا بأنها عملية انفصال المعادن عن
الصهير مع انخفاض درجة الحرارة تبعاً لدرجة تبلورها وفقاً لسلسة باون
التفاعليى . فمع انفصال كل معدن من الصهارة يختلف التركيب الكيميائي لها ..


3- التلوث القشري Crutal Contmintion :
حيث تتلوث الصهارة نتيجة ذوبان بعض صخور القشرة الأرضية بها وبالتالي يتغير تركيبها الكيميائي ...

4- الخلط الصهيري Magma mixing :
فالخلط بين صهارتين مختلفتين في التركيب يؤدي إلى إختلاف التركيب الكيميائي لها .
نواتج التحاليل الجيوكيميائي للصخور النارية

بعد جمع العينات المختلفة للصخور النارية
وتحليلها استطاعنا التوصل إلى التركيب الجيوكيميائي للصخور النارية
وبالتالي للصهارة ، وقد خرجت هذه النتائج إلى أن الصهارة تتكون من مجموعة
من العناصر تم تقسيمها كالتالي :

1- العناصر الأساسية أو الشائعة Major elements :
- وهي العناصر التي يزيد تركيزها في الصهارة عن 0.1 %
- ويعبر عن تواجدها في الصهير بالنسبة المئوية الوزنية %wt
- وخرجت التحاليل بأن هذه العناصر تتواجد على هيئة أكاسيد وهي أكسيد
السليكون SiO2 ، أكسيد الحديديك Fe2O3 ، أكسيد الحديدوز FeO ، أكسيد
الألمنيوم Al2O3 ، وأكسيد البوتاسيوم K2O وأكسيد الصوديوم NaO2 ، وأكسيد
الكالسيوم CaO .

2- العناصر القليلة أو المقلة Minor elements :
- ويترواح تركيزا في الصهارة ما بين 0.1 % - 0.01% .
- ويعبر عنها أيضاً بالـ %wt .
- وتخرج أيضاً في صورة أكاسيد مثل CO2 ، P2O5 ، TiO2 ، MnO .

3- العناصر الشحيحة أو الـ Trace elements :
- وتشمل جميع العناصر التي تقل نسبتها عن 0.01 %
- ويعبر عنها بجزء من المليون ppm وأحياناً تكون موجودة بنسب قليلة جداً فيعبر عنها بجزء من البليون ppb .
- ويعبر عنها بشكل العنصر مثل Barium ، Strontium ، Nickel ، Cobalt ، Scandium ، Lanthanum ، Cerium ، Neodymium .

بذلك نكون قد عرفنا أبرز العناصر الموجودة في الصهير ( الماجما ) وبالتالي في الصخور النارية .
لكن ، كيف توصلنا إلى هذه النتائج ؟ وماهي التحاليل التي قمنا بها حتى وصلنا إليها ؟
تذكر أنه من المهم جداً اختيار الطريقة المناسبة لتحليل عنصر معين في صخر معين .
مثلاً : لو استخدمت الطريقة X لتحليل عنصر ما في صخر البازلت فإن هذه الطريقة لا تنفع إذا وجد نفس العنصر في صخر آخر .
لذا سيكون موضوعنا في هذا الرد عن Methods of Geochemical analysis .
وفي الواقع هو موضوع كبير وتطور بشكل واسع في السنوات الأخيرة .
ومن أقدم طرق التحليل الجيوكيميائي

* طريقة التحليل الوزني
Gravimetric Methods :
وفيها نقوم بإذابة الصخر ثم ترسيب العنصر المراد تحليله
على شكل مركب ومن ثم فصله ووزنه ، ومن سلبيات هذه الطريقة أنها تحتاج إلى
شخص متمرس إضافة إلى أنها تستغرق وقتاً طويلاً جداً .

وفي الستينات اكتشف العلماء طرق التحليل السريعة Rapid Silicate analysis ، وهي :
1- تحليل الطيف اللوني Colorimetric : وتتم بواسطة جهاز Spectrophotometry.
2- تحليل اللهب الإشعاعي Flame Photometry .
3- عملية المعايرة Titration .


أيضاً من الطرق المستخدمة في التحليل الجيوكيميائي :
1- التنشيط النيتروني Neutron Activation .
2- التخفيف النظائري Isotope dilution .
3- الإزدواج الحسي للبلازما Induced Coupled Plasma .
4- وميض الأشعة السينية X-Ray Fluorescence .
5- الامتصاص الذري Atomic absorption .

وجميع هذه الطريق تعتمد على الجهاز المستخدم وحساسية الطريقة
=============
الي هنا تنتهي الرحلة
بقي جزء بسيط جدا عن المصادر و المراجع
شكرا لحسن متابعتكم و صبركم و طوووول البال
و الي لقاء جديد ....
شكرا