أين تحدث عمليات تحول الصخور المتحولة؟

تعتبر عمليات التحول استجابة طبيعية للصخور للتغيرات التي تحدث بفعل الظروف البيئية المحيطة بها. لذلك، فإن المناطق الأكثر نشاطاً ديناميكيًا على سطح الأرض، مثل الأطراف المحيطية، تكون أكثر عرضة لتلك العمليات المكثفة. على سبيل المثال، تتمتع المناطق المحيطة بالمحيط الهادئ بنشاط زلزالي وبركاني مرتفع، مما يسهم في دفن المواد بطريقة مكثفة.

تتم عمليات التحول بكثافة في المناطق الحدودية بين القارات وأماكن تشكل الجبال، حيث تتجمع الرواسب بشكل تدريجي، مما يُحدث تغييرات في تركيب الصخور نتيجة لتحولات الضغط ودرجات الحرارة. لذا، فإن الصخور المتحولة تكثر في طبقات الغلاف الأرضي، حيث أن معظم طبقات الأرض صلبة وتتوافر فيها الشروط اللازمة لإنجاز عمليات التحول. على الرغم من أن تشكيل الصخور المتحولة غالبًا ما يتم في أعماق القشرة الأرضية، إلا أنه يمكن أن تكون هذه الصخور مكشوفة على السطح بفعل التغيرات في الارتفاع الجيولوجي نتيجة عمليات التآكل.

الظروف التي تؤدي إلى عملية التحول

تؤثر عمليات التحول على الصخور بحيث تجعلها أكثر كثافة وتماسكًا دون أن تصل إلى مرحلة الذوبان. كما تتشكل معادن جديدة إما من خلال إعادة ترتيب المكونات المعدنية للصخور أو من خلال التفاعلات الكيميائية الناتجة عن السوائل التي تتخلل الصخور. يمكن أن تؤدي الزيادة في الضغط أو درجات الحرارة إلى تحويل الصخور المتحولة إلى أنواع جديدة، على الرغم من تعرضها للسحق أو التهشيم. وفيما يلي بعض الظروف التي تسهم في عمليات التحول:

درجة الحرارة

تُعد الحرارة من العوامل الأساسية في عمليات تحول الصخور، إذ توفر الطاقة اللازمة لتحفيز التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى إعادة تشكيل المعادن أو تكوين معادن جديدة. مع ارتفاع درجات الحرارة، تزداد حركة الأيونات الموجودة داخل المعادن، حتى في المواد الصلبة البلورية، مما يسهل تحرك الذرات بين مواقع مختلفة في البنية البلورية.

الضغط

يعتبر ارتفاع الضغط عاملاً مهمًا في تكوين الصخور المتحولة. يعود ارتفاع الضغط إلى ثلاثة أسباب رئيسية: الوزن الناتج عن تراكم طبقات الرواسب، والضغط الناتج عن اصطدام الصفائح أثناء تشكيل الجبال، وأيضاً الضغط الناتج عن انزلاق الصفائح.

النشاط الكيميائي

يلعب النشاط الكيميائي دورًا في تحويل الصخور، حيث يمكن للسوائل والأبخرة الساخنة الناتجة عن الضغط العالي أن تتخلل مسام الصخر، مما يؤدي إلى تفاعلات كيميائية تغير التركيب الكيميائي للصخور. هناك ثلاثة مصادر رئيسية للسوائل النشطة كيميائيًا؛ وهي المسامية في الصخور الرسوبية، والسوائل الناتجة من تبريد الصهارة، والمياه الناتجة من عملية جفاف المعادن مثل الجبس.

أهم عمليات تحول الصخور

تعرض الصخور، سواء كانت نارية أو رسوبية أو متحولة، للعديد من العوامل التي تغير أشكالها وتركيباتها الأساسية. تختلف عمليات تحول الصخور بناءً على تأثير كل عامل ومحيطها. وفيما يلي شرح لعمليات تحول الصخور المختلفة:

• التحول التماسي أو الحراري (Contact metamorphism): يحدث هذا النوع بالقرب من الحفر البركانية حيث ترتفع درجات الحرارة بشكل كبير، مما يؤدي إلى تسخين السطح الخارجي للصخور. يكون التحول محصوراً في المناطق الملامسة فقط، وتنتج الصخور المتحولة عادةً ذات حبيبات دقيقة.
• التحول الإقليمي (Regional metamorphism): يحدث في مساحات واسعة، ويؤدي إلى تشوه الصخور بسبب الضغط، مما ينتج عنه عادةً صخور متحولة شديدة الترقق، مثل الشيست والغنيس. كمثال، عندما تصطدم كتلتان قاريتان، يؤدي ذلك إلى طي الصخور وزيادة سماكتها، مما يدفع بها إلى أعماق أكبر حيث تتعرض لدرجات حرارة وضغط أكبر.
• التحول التهشمي (Cataclastic metamorphism): يحدث هذا النوع عندما تنزلق صخرتان باتجاه بعضهما في مناطق الصدع، حيث تولد الحرارة من الاحتكاك، مما يؤدي إلى تشوه الصخور ميكانيكياً، حيث تتعرض للتحطيم والسحق بسبب الضغط الناتج.
• التحول المائي الحراري (Hydrothermal metamorphism): يحدث بسبب ارتفاع الحرارة والضغط المصاحبين، حيث تتحول السوائل الساخنة نتيجة انتقال العناصر والأيونات الذائبة. يُعد شائعًا في الصخور البازلتية التي تنقصها المعادن المائية، وغالباً ما ينتج عنه رواسب غنية.
• تحول الدفن (Burial metamorphism): يحدث عندما تُدفن الصخور الرسوبية إلى أعماق تصل إلى عدة كيلومترات. عند ارتفاع درجات الحرارة فوق 300 درجة مئوية، تُنتج معادن جديدة مثل الزيوليت قد لا تبدو عليها علامات التحول، ولكن مع زيادة الحرارة والضغط، قد يتطور هذا النوع إلى التحول الإقليمي.
• التحول الصدمي (Shock metamorphism): يحدث عند اصطدام جسم خارجي مثل نيزك أو مذنب بالأرض، أو نتيجة انفجار بركاني ضخم، مما يولد ضغوطًا عالية جداً في الصخور المتأثرة، ويؤدي هذا الضغط العالي إلى تكوين معادن مستقرة.