يبين الدرس لماذا يبحث الجيولوجيون عن الخامات المعدنية، ويفرق بين التنقيب والاستكشاف، ثم يشرح كيف تكشف المسوح الجيوفيزيائية والجيوكيميائية عن الشواذ وهالات التشتت ومواقع الخامات المحتملة.
آخر تحديث:
أدت زيادة عدد سكان العالم والتطور الصناعي إلى زيادة الحاجة إلى الخامات المعدنية في صخور القشرة الأرضية. لذلك لا يبحث الجيولوجيون عن أي تجمع معدني فقط، بل عن تجمع بتراكيز تسمح باستثماره اقتصاديا.
الخامات المعدنية: تجمعات معدنية توجد في صخور القشرة الأرضية بأشكال وأحجام متعددة، وبتراكيز تسمح باستثمارها اقتصاديا.
تكون الخامات فلزية أو لافلزية. توجد في الأردن خامات فلزية مثل الحديد والنحاس واليورانيوم، وخامات لافلزية مثل الفوسفات والصخر الجيري النقي والصخر الزيتي.
تمر عملية الاستكشاف الجيولوجي بمرحلتين. الأولى هي التنقيب، وفيها تحدد الأماكن المحتملة لتوزع الخامات باستخدام الصور الجوية والخرائط الجيولوجية وجمع عينات من الصخور والتربة من سطح الأرض ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية.
المرحلة الثانية هي الاستكشاف. يتوجه الجيولوجيون إلى المناطق التي حددها التنقيب للبحث التفصيلي عن الخامات فوق سطح الأرض أو تحته، وتحديد قيمتها الاقتصادية، ومعرفة خصائص الصخور والتراكيب واحتمال توافر المياه الجوفية لتجنب مشكلات الاستخراج.
التنقيب ليس الاستكشاف: التنقيب يرشح المناطق المحتملة، أما الاستكشاف فيدرس هذه المناطق تفصيليا لتحديد وجود الخام وقيمته الاقتصادية.
يهدف الاستكشاف الجيوفيزيائي إلى البحث عن خامات معدنية لها صفات فيزيائية مختلفة عن الصخور المضيفة. لذلك تحدد خاصية الخام طريقة المسح: المغناطيسية للمسح المغناطيسي، الموصلية للمسح الكهرمغناطيسي أو الكهربائي، الكثافة للمسح الجاذبي، الإشعاعية للمسح الإشعاعي، وسرعة الموجات للمسح الزلزالي.
بعد جمع القيم الجيوفيزيائية من المسوح المختلفة، تعد خرائط كنتورية لهذه القيم لحصر المساحات التي تمثل الشواذ الجيوفيزيائية. هذه الشواذ تساعد على تحديد أماكن توزيع الخام المحتملة.
الشواذ الجيوفيزيائية: قيم غير طبيعية تجمع أثناء المسح الجيوفيزيائي وتختلف عن القيم المحيطة بها في المنطقة.
توصف الشاذة بأنها موجبة إذا كانت قيمتها أكبر من القيم الطبيعية في المنطقة، وسالبة إذا كانت أقل من القيم الطبيعية. وهذا لا يعني أن رقم الشاذة السالبة يجب أن يكون عددا سالبا؛ المقصود أنها أقل من الطبيعي حولها.
معنى السالبة: الشاذة السالبة وصف مقارن بالقيم الطبيعية المحيطة، وليست بالضرورة رقما سالبا على الخريطة.
تحليل خريطة الشواذ: حدد أولا القيم الطبيعية، ثم القيم الشاذة، ثم نوع الشاذة، ثم المنطقة التي تتركز فيها أعلى أو أوضح قيم مرتبطة بالخام.
يعد الاستكشاف الجيوكيميائي مهما للبحث عن الخامات، وخاصة الفلزية التي توجد بتراكيز قليلة ولا يمكن كشفها بالاستكشاف الجيوفيزيائي. وفيه تحلل الصخور والتربة ورواسب الأنهار والبحيرات، وقد تستخدم عينات صخرية أو عينات تربة أو مياه جوفية.
في طريقة العينات الصخرية، يحلل المحتوى المعدني في الصخور لتحديد مناطق تحتوي على عناصر بتراكيز عالية تدل على وجود الخام. تسمى هذه العناصر عناصر دالة؛ فالنحاس والكبريت والزئبق بقيم شاذة قد تدل على خام الذهب، وارتفاع غاز الرادون قد يدل على خام اليورانيوم.
العتبة: القيمة التي تتغير عندها القيم الجيوكيميائية الطبيعية إلى قيم شاذة.
تنتشر العناصر والغازات الدالة من الصخور المضيفة للخامات إلى المناطق المجاورة على شكل هالات تشتت. تتناقص قيم الشواذ الجيوكيميائية كلما ابتعدنا عن أماكن وجود الخام حتى تصبح مساوية للقيم الطبيعية.
قد تتشكل هالات التشتت أثناء تشكل الخام من محاليل حرمائية تتحرك بعيدا عن مركز الخام، أو نتيجة تعرض الصخور الحاوية للخام للتجوية والتعرية ونقل المواد إلى مناطق أوسع.
ومن الأمثلة في الأردن: كشف المسح الجيوكيميائي عن تراكيز عالية من الذهب على الطرف الشمالي من الدرع العربي النوبي في جنوب الأردن، وظهرت القيم الشاذة في الصخور البركانية الفلسية في وادي أبو خشيبة ووادي الحور ووادي صبرا.
قبل المراجعة: قارن في ذهنك: الجيوفيزيائي يقيس خاصية فيزيائية، والجيوكيميائي يقيس تركيز عنصر أو غاز دال.
صوّر هذا الجدول وسمِّعه:
| المصطلح/المفهوم | الدلالة |
|---|---|
| الخامات المعدنية (Ore Minerals) | تجمعات معدنية توجد بأشكال وأحجام متعددة في صخور القشرة الأرضية بتراكيز تسمح باستثمارها اقتصاديا |
| التنقيب (Prospecting) | عملية مباشرة وغير مباشرة تحدد الأماكن المحتملة لتوزع الخامات المعدنية. |
| الاستكشاف (Exploration) | عملية تفصيلية في المناطق التي حددها التنقيب للبحث عن الخامات وتحديد قيمتها الاقتصادية |
| الشواذ الجيوفيزيائية (Geophysical Anomalies) | قيم غير طبيعية تجمع أثناء المسح الجيوفيزيائي وتختلف عن القيم المحيطة بها في المنطقة |
| العتبة (Threshold) | القيمة التي تتغير عندها القيم الطبيعية إلى قيم شاذة في الاستكشاف الجيوكيميائي. |
| هالات التشتت (Dispersion Halos) | انتشار العناصر والغازات الدالة على الخامات من الصخور المضيفة إلى المناطق المجاورة |
تجمعات معدنية توجد بأشكال وأحجام متعددة في صخور القشرة الأرضية بتراكيز تسمح باستثمارها اقتصاديًا.
عملية مباشرة وغير مباشرة تُحدد عن طريقها الأماكن المحتملة لتوزع الخامات المعدنية، وذلك باستخدام الصور الجوية والخرائط الجيولوجية، وجمع عينات من الصخور والتربة من سطح الأرض، ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية.
عملية يتوجه فيها الجيولوجيون إلى المناطق التي حددتها عمليات التنقيب؛ للبحث التفصيلي عن الخامات المعدنية التي يمكن أن تكون موجودة فوق سطح الأرض، أو تحته؛ لتحديد قيمتها الاقتصادية.
القيم غير الطبيعية المجموعة أثناء عملية المسح الجيوفيزيائي، إذ تختلف قيمتها عن القيم التي حولها في المنطقة.
القيمة التي تتغير عندها القيم الطبيعية إلى قيم شاذة.
انتشار للعناصر والغازات الدالة على الخامات المعدنية من الصخور المضيفة لها إلى المناطق المجاورة على شكل هالات، بحيث تتناقص قيم الشواذ الجيوكيميائية كلما ابتعدنا عن أماكن وجود الخامات المعدنية حتى تصبح مساوية للقيم الطبيعية.
توصف الشاذة الجيوفيزيائية بأنها موجبة إذا كانت قيمتها أكبر من القيم الطبيعية في المنطقة.
توصف الشاذة الجيوفيزيائية بأنها سالبة إذا كانت قيمتها أقل من القيم الطبيعية في المنطقة.
خرائط تُستخدم لتحليل البيانات الجيوفيزيائية والجيوكيميائية (عرض خطوط تساوي القيم) لحصر مواقع الشواذ وتحديد المناطق المحتملة لوجود الخامات المعدنية.
البحث عن خامات معدنية لها صفات فيزيائية (مغناطيسية، موصلية، كثافة، إشعاعية، سرعة موجات) تختلف عن الصخور المضيفة لها، باستخدام مسح مغناطيسي أو كهربائي/كهرمغناطيسي أو جاذبي أو إشعاعي أو زلزالي بحسب خاصية الخام المستهدف.
أسلوب استكشاف يعتمد على تحليل الصخور والتربة ورواسب الأنهار والبحيرات أو المياه الجوفية للكشف عن عناصر أو غازات دالة بتراكيز شاذة تدل على وجود خام، ويفيد خاصة في الخامات الفلزية ذات التراكيز القليلة التي لا يكشفها الاستكشاف الجيوفيزيائي.
عناصر أو غازات (مثل النحاس والكبريت والزئبق كدلالة على الذهب، أو غاز الرادون كدلالة على اليورانيوم) يشير ارتفاع تركيزها بقيم شاذة إلى احتمال وجود خام معدني قريب.
اشرح الفكرة الرئيسة في قسم "الخامات المعدنية ومراحل البحث"؟
أدت زيادة عدد سكان العالم والتطور الصناعي إلى زيادة الحاجة إلى الخامات المعدنية في صخور القشرة الأرضية؛ لذلك لا يبحث الجيولوجيون عن أي تجمع معدني فقط، بل عن تجمع بتراكيز تسمح باستثماره اقتصاديا. الخامات المعدنية هي تجمعات معدنية توجد في صخور القشرة الأرضية بأشكال وأحجام متعددة، وبتراكيز تسمح باستثمارها اقتصاديا، وتكون فلزية (كالحديد والنحاس واليورانيوم في الأردن) أو لافلزية (كالفوسفات والصخر الجيري النقي والصخر الزيتي). ويمر البحث عنها بمرحلتين: التنقيب، وفيه تُحدد الأماكن المحتملة لتوزع الخامات باستخدام الصور الجوية والخرائط الجيولوجية وجمع عينات من الصخور والتربة من سطح الأرض ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية؛ ثم الاستكشاف، وفيه يتوجه الجيولوجيون إلى المناطق التي حددها التنقيب للبحث التفصيلي عن الخامات فوق سطح الأرض أو تحته وتحديد قيمتها الاقتصادية.
اشرح الفكرة الرئيسة في قسم "الاستكشاف الجيوفيزيائي والشواذ"؟
يهدف الاستكشاف الجيوفيزيائي إلى البحث عن خامات معدنية لها صفات فيزيائية مختلفة عن الصخور المضيفة. لذلك تحدد خاصية الخام طريقة المسح: المغناطيسية للمسح المغناطيسي، الموصلية للمسح الكهرمغناطيسي أو الكهربائي، الكثافة للمسح الجاذبي، الإشعاعية للمسح الإشعاعي، وسرعة الموجات للمسح الزلزالي. بعد جمع القيم الجيوفيزيائية من المسوح المختلفة، تعد خرائط كنتورية لهذه القيم لحصر المساحات التي تمثل الشواذ الجيوفيزيائية. هذه الشواذ تساعد على تحديد أماكن توزيع الخام المحتملة. قيم غير طبيعية تجمع أثناء المسح الجيوفيزيائي وتختلف عن القيم المحيطة بها في المنطقة.
اشرح الفكرة الرئيسة في قسم "الاستكشاف الجيوكيميائي وهالات التشتت"؟
يعد الاستكشاف الجيوكيميائي مهما للبحث عن الخامات، وخاصة الفلزية التي توجد بتراكيز قليلة ولا يمكن كشفها بالاستكشاف الجيوفيزيائي. وفيه تحلل الصخور والتربة ورواسب الأنهار والبحيرات، وقد تستخدم عينات صخرية أو عينات تربة أو مياه جوفية. في طريقة العينات الصخرية، يحلل المحتوى المعدني في الصخور لتحديد مناطق تحتوي على عناصر بتراكيز عالية تدل على وجود الخام. تسمى هذه العناصر عناصر دالة؛ فالنحاس والكبريت والزئبق بقيم شاذة قد تدل على خام الذهب، وارتفاع غاز الرادون قد يدل على خام اليورانيوم. العتبة هي القيمة التي تتغير عندها القيم الجيوكيميائية الطبيعية إلى قيم شاذة. وتنتشر العناصر والغازات الدالة من الصخور المضيفة للخامات إلى المناطق المجاورة على شكل هالات تشتت، تتناقص قيمها كلما ابتعدنا عن أماكن وجود الخام حتى تصبح مساوية للقيم الطبيعية؛ وقد تتشكل هذه الهالات أثناء تشكل الخام من محاليل حرمائية تتحرك بعيدا عن مركز الخام، أو نتيجة تعرض الصخور الحاوية للخام للتجوية والتعرية ونقل المواد إلى مناطق أوسع.
ما خطوات الحل أو الفكرة التي يوضحها مثال "مثال 2: خريطة قيم مغناطيسية"؟
القيم الجيوفيزيائية الطبيعية هي القيم الأقل من 3000 γ. 2. القيم الجيوفيزيائية الشاذة هي القيم التي تزيد على 3000 γ. 3. الشاذة موجبة لأنها أعلى من القيم الطبيعية. 4. المنطقة و هي المنطقة التي يحتمل وجود الخام فيها.
ما خطوات الحل أو الفكرة التي يوضحها مثال "تمرين: خريطة قيم جاذبية"؟
أقرأ خطوط تساوي القيم أولا وأحدد المجال الذي يمثل الخلفية الطبيعية حول الشاذة. 2. أحدد القيم التي تختلف عن الخلفية الطبيعية باعتبارها قيما شاذة. 3. إذا كانت القيم الشاذة أقل من الطبيعي فهي شاذة سالبة، وهذا يناسب القباب الملحية الأقل كثافة من الصخور المحيطة. 4. أختار المنطقة التي تتركز فيها القيم الشاذة بوصفها موضع الجسم المسبب للشاذة.
بطاقات مهمة
تجمعات معدنية توجد بأشكال وأحجام متعددة في صخور القشرة الأرضية بتراكيز تسمح باستثمارها اقتصادياً.
عملية مباشرة وغير مباشرة تُحدد عن طريقها الأماكن المحتملة لتوزع الخامات المعدنية.
عملية تفصيلية يتوجه فيها الجيولوجيون للمناطق التي حددها التنقيب لتحديد القيمة الاقتصادية للخام.
القيم غير الطبيعية المجموعة أثناء المسح الجيوفيزيائي، والتي تختلف عن القيم المحيطة بها في المنطقة.
القيمة التي تتغير عندها القيم الطبيعية إلى قيم شاذة.
انتشار العناصر والغازات الدالة على الخامات المعدنية من الصخور المضيفة إلى المناطق المجاورة.
نصائح للمراجعة