الصخور النارية في البناء - كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال س:1: استنتج لماذا التركيب الكيميائي للأوبسيديان الأسود أو الأحمر تركييًا جرانيتيًا؟

الإجابة: س:1 الصخور الأوبسيديان يتكون من صهارة فلسية غنية بالسيليكا (مشابهة لصهارة الجرانيت)، لكنه يبرد بسرعة كبيرة فيتحول إلى زجاج بلا بلورات، أما اللون الأسود أو الأحمر فغالباً بسبب الشوائب.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، نحتاج أولاً إلى معرفة ما هو الأوبسيديان. الأوبسيديان هو نوع من الصخور النارية الزجاجية، أي أنه يتكون من مادة صهارة بردت بسرعة كبيرة جداً. الفكرة هنا هي أن التركيب الكيميائي للصهارة الأصلية هو المفتاح. الصهارة التي يتكون منها الأوبسيديان هي من النوع الفلسي، أي أنها غنية جداً بعنصر السيليكا. هذا النوع من الصهارة هو نفسه الذي يتكون منه الجرانيت. الفرق بين الجرانيت والأوبسيديان ليس في التركيب الكيميائي الأصلي، بل في طريقة التبريد. الجرانيت يبرد ببطء تحت الأرض، مما يسمح للبلورات المعدنية (مثل الكوارتز والفلسبار) بالنمو والتشكل. أما الأوبسيديان فيبرد فوق سطح الأرض بسرعة هائلة، فلا تسمح هذه السرعة للذرات بالترتيب في شبكات بلورية، فتتجمد على شكل زجاج. أما بالنسبة للون الأسود أو الأحمر، فهذا لا يتعلق بالتركيب الكيميائي الأساسي، بل بسبب وجود كميات قليلة جداً (شوائب) من عناصر مثل الحديد أو المنغنيز. إذن الإجابة هي: **لأنه يتكون من صهارة فلسية غنية بالسيليكا مشابهة لصهارة الجرانيت، لكنه يبرد بسرعة كبيرة فيتحول إلى زجاج، واللون ناتج عن شوائب.**

سؤال س:2: صف مجموعات الصخور النارية الثلاث الرئيسة.

الإجابة: س:2 الصخور الفلسية (الجرانيتية): عالية السيليكا، فاتحة اللون، غنية بالكوارتز والفلسبار. الصخور الأنديزيتية (متوسطة): سيليكا متوسطة، لون رمادي، يغلب فيها البلاجيوكليز. الصخور البازلتية (مافية): قليلة السيليكا، داكنة، غنية بالحديد والمغنيسيوم.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الصخور النارية تتشكل من تصلب الصهارة (الماجما). يتم تصنيفها إلى مجموعات رئيسية بناءً على تركيبها الكيميائي، وخاصة نسبة السيليكا (SiO₂)، مما يؤثر على لونها ومحتواها المعدني.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا المبدأ، يمكننا وصف المجموعات الثلاث: 1. **الصخور الفلسية (أو الجرانيتية):** تحتوي على نسبة عالية من السيليكا (أكثر من 65%). هذا يجعلها فاتحة اللون (مثل الأبيض، الوردي، الرمادي الفاتح). من المعادن الرئيسية فيها الكوارتز والفلسبار القلوي. الجرانيت هو المثال الأشهر. 2. **الصخور الأنديزيتية (المتوسطة):** تحتوي على نسبة متوسطة من السيليكا (بين 52% و 65%). لونها عادةً رمادي. المعدن السائد فيها هو فلسبار البلاجيوكليز. الأنديزيت هو المثال الرئيسي. 3. **الصخور البازلتية (أو المافية):** تحتوي على نسبة قليلة من السيليكا (أقل من 52%). هذا يجعلها داكنة اللون (أسود، أخضر داكن). وهي غنية بالمعادن الحديدومغنيسية مثل الأوليفين والبيروكسين. البازلت هو المثال الأشهر.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، المجموعات الثلاث هي: **صخور فلسية (جرانيتية) عالية السيليكا فاتحة اللون، وصخور أنديزيتية متوسطة السيليكا رمادية اللون، وصخور بازلتية (مافية) قليلة السيليكا داكنة اللون.**

سؤال س:3: طبق ما تعرفه عن معدلات التبريد في توضيح الاختلاف في حجوم البلورات.

الإجابة: س:3 كلما كان التبريد أبطأ نمت البلورات وأصبحت كبيرة الحجم، وكلما كان التبريد أسرع صغرت أو تكون نسيج زجاجي، والتبريد على مرحلتين ينتج نسيجاً بورفيريًا.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن حجم البلورات في الصخر الناري يعتمد بشكل رئيسي على معدل تبريد الصهارة. البلورات تحتاج إلى وقت لكي تنمو.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لنطبق هذا المبدأ: - إذا بردت الصهارة **ببطء شديد** (مثلما يحدث في الأعماق تحت سطح الأرض)، فإن الذرات لديها وقت طويل للانتقال والترتيب حول نوى التبلور. هذا يسمح للبلورات بالنمو إلى أحجام **كبيرة**، مما يعطي الصخر نسيجاً خشن التحبب (مثل الجرانيت). - إذا بردت الصهارة **بسرعة** (مثلما يحدث على سطح الأرض أو بالقرب منه)، فإن الذرات تتجمد بسرعة ولا تجد الوقت الكافي للانتقال والترتيب في بلورات كبيرة. هذا يؤدي إلى تكون بلورات **صغيرة** جداً (دقيقة التحبب) أو حتى إلى تكوين مادة زجاجية غير متبلورة (مثل الأوبسيديان). - هناك حالة خاصة وهي التبريد على مرحلتين: تبرد الصهارة أولاً ببطء تحت الأرض فتتكون بلورات كبيرة (بلورات ظاهرة)، ثم تندفع بسرعة إلى سطح أبرد فتبقى المادة المتبقية تبرد بسرعة مكونة قاعدة دقيقة التحبب أو زجاجية. هذا يعطي النسيج **البورفيري** الذي يحتوي على بلورات كبيرة مغموسة في قاعدة ناعمة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، العلاقة هي: **التبريد البطيء → بلورات كبيرة. التبريد السريع → بلورات صغيرة أو نسيج زجاجي. التبريد على مرحلتين → نسيج بورفيري.**

سؤال س:4: ميز بين الأنديزيت والديوريت من خلال خاصيتين فيزيائيتين من خصائص الصخور النارية.

الإجابة: س:4 أنديزيت: دقيق التحبب، ديوريت: خشن التحبب.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** من الخصائص الفيزيائية المهمة للصخور النارية هي نسيجها (حجم الحبيبات أو البلورات) ولونها. هذه الخصائص تعكس ظروف التبريد والتركيب الكيميائي.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لنطبق هاتين الخاصيتين على الصخرين: 1. **خاصية النسيج (حجم الحبيبات):** - **الأنديزيت:** يتكون على سطح الأرض أو بالقرب منه، حيث يبرد بسرعة نسبياً. هذا يؤدي إلى تكون بلورات صغيرة لا تُرى بالعين المجردة بسهولة. لذلك، نسيجه **دقيق التحبب**. - **الديوريت:** يتكون في الأعماق تحت سطح الأرض، حيث يبرد ببطء شديد. هذا يسمح للبلورات بالنمو إلى أحجام كبيرة يمكن رؤيتها بوضوح بالعين المجردة. لذلك، نسيجه **خشن التحبب**. 2. **خاصية اللون:** - **الأنديزيت:** صخر متوسط السيليكا، مما يعني أن محتواه من المعادن الداكنة (المافية) متوسط. لذلك، لونه عادةً **رمادي**. - **الديوريت:** صخر متوسط أيضاً ولكنه يتكون في بيئة مختلفة. غالباً ما يكون لونه **رمادي فاتح إلى رمادي متوسط**، وقد يحتوي على بقع سوداء من المعادن المافية مثل الهورنبلند. بشكل عام، يمكن وصف لونه بأنه **فاتح أكثر من الأنديزيت في كثير من الأحيان** بسبب اختلاف طفيف في التركيب المعدني.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن يمكن التمييز بينهما من خلال: **نسيج الأنديزيت دقيق التحبب بينما نسيج الديوريت خشن التحبب، ولون الأنديزيت رمادي بينما لون الديوريت غالباً ما يكون أفتح.**

سؤال س:5: حدد أيهما أكثر قابلية لتكوين بلورات مكتملة الأوجه في الصخور النارية: الكوارتز أم فلسبار البلاجيوكليز؟ وضح إجابتك.

الإجابة: س:5 فلسبار البلاجيوكليز لأنه يتبلور مبكراً فيجد مساحة للنمو بأوجه مكتملة. عكس الكوارتز المتأخر.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، نحتاج إلى معرفة مفهوم "سلسلة بوين" للتبلور. هذه السلسة توضح الترتيب الذي تتبلور به المعادن من الصهارة أثناء تبريدها. الفكرة هنا هي أن المعادن لا تتبلور جميعها في نفس الوقت. بعض المعادن تبدأ في التبلور مبكراً عندما تكون درجة حرارة الصهارة لا تزال مرتفعة، بينما يتبلور البعض الآخر في مراحل لاحقة عندما تبرد الصهارة أكثر. فلسبار البلاجيوكليز هو أحد المعادن التي تتبلور **مبكراً** في سلسلة بوين. عندما يبدأ في التبلور، تكون الصهارة لا تزال سائلة بالكامل تقريباً، مما يعني أن هناك مساحة كبيرة وحرة حوله. هذه المساحة تسمح للذرات بالانتقال بحرية وتترتب حول نواة البلورة من جميع الجهات، مما يمكنها من النمو بشكل كامل وتشكيل **أوجه بلورية مكتملة** وواضحة. على العكس من ذلك، معدن الكوارتز يتبلور **متأخراً جداً**، فهو من آخر المعادن التي تتصلب من الصهارة. بحلول الوقت الذي يبدأ فيه الكوارتز في التبلور، تكون معظم المساحة بين البلورات قد شغلت بالفعل بالمعادن التي تبلورت قبله (مثل الفلسبار والميكا والمعادن المافية). لذلك، لا يجد الكوارتز مساحة كافية للنمو بحرية، فيضطر إلى ملء الفراغات المتبقية بين البلورات الأخرى. هذا يؤدي إلى تكون بلورات كوارتز **غير منتظمة الشكل**، بدون أوجه مكتملة. إذن الإجابة هي: **فلسبار البلاجيوكليز، لأنه يتبلور مبكراً فيجد مساحة كافية للنمو بأوجه مكتملة، على عكس الكوارتز الذي يتبلور متأخراً فيملأ الفراغات بين البلورات الأخرى.**

ما هي الخصائص الرئيسة الثلاث التي يعتمد عليها تصنيف الصخور النارية؟

الإجابة: التركيب المعدني، والنسيج، وحجم البلورات.

الشرح: هذه الخصائص الثلاث هي المعايير الأساسية التي يحددها الجيولوجيون لتمييز أنواع الصخور النارية عن بعضها البعض.

تلميح: تذكر أن التصنيف يعتمد على خصائص تتعلق بالمكونات والشكل الداخلي.

التصنيف: ملخص | المستوى: سهل

ما الذي يحدد حجم بلورة الصخر الناري؟

الإجابة: معدل التبريد هو الذي يحدد حجم البلورة.

الشرح: التبريد البطيء يسمح للبلورات بالنمو إلى أحجام كبيرة، بينما التبريد السريع ينتج بلورات دقيقة أو حتى زجاجية.

تلميح: فكر في العلاقة بين سرعة عملية التبريد والناتج النهائي للبلورات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هي الخصائص التي تجعل الصخور النارية مناسبة للبناء؟

الإجابة: نسيج بلوراتها المتداخل يجعلها قوية، واحتواؤها على العديد من المعادن المقاومة للتجوية.

الشرح: هذه الخصائص الفيزيائية والمعدنية هي التي تمنح الصخور النارية متانة وجمالاً يجعلها مناسبة لأغراض البناء والتزيين.

تلميح: فكر في التركيب الداخلي للصخور ومقاومتها للعوامل الخارجية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هو أكثر الصخور النارية ثباتًا ومقاومة للتجوية؟ وأين يستخدم؟

الإجابة: الجرانيت هو أكثر الصخور النارية ثباتًا ومقاومة للتجوية. يستخدم بلاطًا للأرضيات، وفي المطابخ والرفوف، وأسطح المكاتب، وتزيين أوجه البنايات.

الشرح: الجرانيت يتميز بصلابته ومقاومته العالية، مما يجعله الخيار الأمثل للتطبيقات المعمارية التي تتطلب متانة وجمالاً.

تلميح: تذكر الصخر الناري الشائع الاستخدام في الديكور الداخلي والخارجي.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما هي الصخور النارية التي تستخدم في المملكة العربية السعودية بوصفها أحجار زينة؟ ومن أين تستخرج؟

الإجابة: تستخدم الصخور النارية مثل الجرانيت والجابرو في المملكة العربية السعودية بوصفها أحجار زينة، وتستخرج من مناطق الدرع العربي غربي المملكة.

الشرح: الدرع العربي هو منطقة غنية بالصخور النارية القديمة، مما يوفر مصدراً محلياً لأحجار الزينة المستخدمة في البناء والتشييد.

تلميح: ركز على نوعي الصخور المذكورين والموقع الجيولوجي المحدد في غرب المملكة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط