מינרלים וסלעים

Question 1

מהו היסוד הנפוץ ביותר בכדור הארץ?

Answer 1

ברזל - 35%.

כמות הברזל בקרום היא רק 6%. רוב הברזל מצוי בגלעין. ברזל, חמצן, צורן ומגנזיום – בונים למעלה מ80% מסך כדוה”א.

Question 2

מהו מינרל?

Answer 2

חומר טבעי אנ-אורגני, מוצק, הומוגני, בעל הרכב כימי מוגדר ומערך אטומטרי מסודר.

יש שישה תנאים עפ”י ספרו של עקיבא פלקסר (1991) “גיאולוגיה יסודות ותהליכים”:

1. חומר טבע – המינראל יהיה טבעי, ו_לא יוצר במעבדה_. למשל – גבישי מלח המיוצרים במעבדה לא נכללים תחת הקטגוריה של מינרל.
2. אנ-אורגני – אינו תרכובת אורגנית, למשל פחם – ג’ונגלים שקרסו בסביבה אנאירובית ונלחצו במשך זמן ולחץ.
3. מוצק – נפט לא כי הוא לא מוצק, מים לא, אבל קרח כן…
4. הומוגני – אם מפעילים לחץ על המינרל לכדי שבירתו הרי ששני החלקים בו ישמרו על תכונות חומר האם. החומר אחיד מבחינת תכונותיו המינרלוגיות והכימיות.
5. בעל הרכב כימי מוגדר – היסודות המרכיבים אותו הם תמיד אותם היסודות, אך ניתן להם חופש מסוים בהרכבת הכמויות בהם ימצאו באותו מינרל.
6. מערך אטומטרי מסודר – רוב המינרלים מסודרים בגבישים (קריסטלים). גביש הוא גוף מוצק, מוגבל במישורים טבעיים שסדרם קבוע. יש גם מינרלים אמורפיים שאין להם סידור של גביש, כמו הזהב, כמו הצור שהוא מינרל ואין בו סידור גבישי.

Question 3

מהו פולימורפיזם במינרלים?

Answer 3

למשל שני מינרלים נפוצים - יהלום וגרפיט (החומר שבתוך העיפרון). גרפיט הוא מינרל טבעי בכדה”א. ליהלום ולגרפיט שניהם עשויים פחמן נקי, אבל אחד יהלום ואחד עיפרון. הכל טמון במבנה הגביש. כשהלחץ מספיק חזק, עמוק והטמפ’ מספיק גדולות לדחוס וללחוץ – אז בתנאים מסוימים יווצר גרפיט ובתנאים אחרים יווצר פחם.

Question 4

מהו “סולם מוס”?

Answer 4

סולם לדירוג קשיות חריצה של מינרלים שונים ע”ש פרידריך מוס - מאה 17/18.

1. טלק
2. גבס
3. קלציט
4. פאולוריט
5. אפאטיט
6. אורתוקלז
7. קוורץ
8. טופז
9. קורנדום
10. יהלום

Question 5

מהי תכונת הפצילות?

Answer 5

1. פצילות – Cleavage – תכונה שבה המינרל מתפצל, יש לו מישורי פצילות שהם מישורי חולשה בתוך הגביש שלאורכם מתפצל.

Question 6

מהו סלע?

Answer 6

הסלע – מאסף טבעי של מינרלים המתרחש על פי חוקים טבעיים.

יש שלוש משפחות של סלעים שנוצרות עפ”י דרך ההיווצרות:

1. סלעי יסוד
2. סלעי משקע
3. סלעים מותמרים (מטאמורפיים).

Question 7

מהו עקרון האחידות?

Answer 7

ג’יימס האטון אבי הגיאולוגיה המודרנית כבר במאה ה-18 טבע את עיקרון האחידות.

אם אני מוצאת סלע אני צריכה לברר באיזה סביבת היווצרות נוצר ואז אוכל להבין את ההיסטוריה.

הבזלת נמצאת באזורים געשיים, ברמת הגולן היו הרי געש, בקעו לאבות, לוקחים סלע בזלת שנוצר היום ומשווים. התבוננות שיטתית בתהליכים ובתופעות בהווה מאפשרת הסקת מסקנות לגבי התרחשות אירועים ותהליכים דומים גם בעבר.

Question 8

מהן הקטיגוריות השונות אליהם ממיינים סלעים?

Answer 8

מיון סלעים

1. סלעים מגמתיים/יסוד
2. משקע/סדימנטריים
3. סלעים מותמרים/מטאמורפיים

Question 9

מהי מאגמה?

Answer 9

החומר הסלעי המותך המצוי במעמקי כדה”א, יש בו לא רק חומר מותך אלא גם אדי מים וגזים שונים. כשהמגמה עולה לפני השטח, הגז ואדי המים מתאדים ולכן מאותו רגע נשאר החומר המותך הנקרא לבה (LAVA).

בהרי אילת – דוג’ לסלעים מגמתיים, למשל הר שחורת. אלה סלעים שמקורם במגמה, גם ברמת הגולן.

Question 10

מהם סלעים וולקניים?

Answer 10

“סלעי פרץ” / אקסטרוזיביים -

סלעים הנוצרים בתהליך פריצה לפני השטח באזורים בהם יש מאמצי מתיחה. סלעים אלו מתקררים מהר ובתהליך זה נוצרים גבישים קטנים (קטנים מ 1 ס”מ). כאשר ההתקררות מהירה מאוד (למשל, במי ים), יווצר סלע נטול גבישים לחלוטין (לדוגמא - אובסידיאן - סלע זכוכיתי). הסלע הוולקני הנפוץ ביותר הוא הבזלת.

Question 11

מהם סלעים פלוטוניים?

Answer 11

סלעים שאינם פורצים לפני השטח ולפיכך מתקררים לאט, בכיס, מתחת לפני השטח.

ההתנצקות האיטית יוצרת מבנה אופייני - גבישים גדולים יחסית.

Question 12

מהו טוף מולחם (איגנימבריט)?

Answer 12

איגנימבריט נוצר מהתקררות של חומר פירוקלסטי שנפלט בהתפרצויות מתפוצצות הנוצרות כתוצאה מבריחת גזים בתוך המאגמה בעודה בצינור ההזנה. ההתפרצות המתפוצצת יוצרת רסק של סלע מותך, אפר געשי ופומיס, המתפזר בתוך הגזים כעמוד התפרצות או זרם פירוקלסטי צפוף. כאשר שוקע החומר הוא בונה יריעות בעוביים שונים.

בטמפרטורה העולה על 530 מעלות צלזיוס הוא מרותך ובהתקררו הופך לסלע מגובש.

Question 13

מהו פלדספר (Feldspar פצלת השדה)?

Answer 13

משפחה של מינרלים, נפוצה מאד בכיסי מגמה, יחסית קלים שהמוכרים בהם הם פלגיוקלז (וורדרד) ואורתוקלז (חום). אחד הרכיבים של סלעים רבים וביניהם גרניט.

Question 14

מהם סלעים מאפיים (mafic)?

Answer 14

מאפי (Mafic) הוא כינוי בגאולוגיה למינרלים סיליקטיים, מאגמה, סלעים פלוטוניים וסלעי פרץ דלים יחסית בצורן דו-חמצני – 45-52% – המכילים ריכוזים גבוהים של יסודות כבדים כברזל ומגנזיום. המונח הוא הלחם של ההברות הראשונות – Ma ממגנזיום ו-Fe מ-Ferrum, ברזל בלטינית.

למרות השם, מאגמה מאפית עשירה גם בסידן ובנתרן. המונח “סלעים מאפיים” מקביל פחות או יותר למונח הקודם “סלעים בסיסיים”. סלעים המכילים אחוז נמוך יותר של צורן דו-חמצני נקראים אולטרה-מאפי.

Question 15

מהם סלעים פלסיים (Felsic)?

Answer 15

פלסי (Felsic) הוא כינוי בגאולוגיה למינרלים סיליקטיים, מגמה, סלעי תהום וסלעי פרץ שבהם יש ריכוזים גבוהים של יסודות קלים כדוגמת צורן, חמצן, אלומיניום, נתרן ואשלגן. המונח הוא הלחם של תחיליות המילים פלדספר (פצלת השדה) וסיליקה, והוא נטבע בתחילת המאה ה-20.

צבעם של מינרלים פלסיים הוא בדרך כלל בהיר. מינרלים יוצרי סלעים פלסיים נפוצים כוללים את הקוורץ, המוסקוביט, האורתוקלז והפלגיוקלז העשיר בנתרן. הסלע הפלסי הנפוץ ביותר הוא הגרניט.

Question 16

מהו דייק (Dike)?

Answer 16

דייק הוא מחדר פלוטוני הנוצר מחדירת מאגמה לסלעי הליתוספירה והתגבשותה לסלע יסוד. דייקים הם גופי חדירה בלתי-תואמים, כלומר הם חודרים בניצב לשכבות סלעי הסביבה ומתגבשים בניצב להן או באלכסון.

Question 17

מהו סיל (Sill)?

Answer 17

מההרצאה:

גוף מגמתי דק יחסית, המתאים עצמו מבחינה גאומטרית לסלעי הסביבה.

מויקיפדיה:

סיל (אנגלית: Sill) הוא מונח בגאולוגיה לציון מחדר פלוטוני הנוצר מחדירת מאגמה לסלעי הליתוספירה והתגבשותה לסלע פלוטוני. סילים הם גופי חדירה תואמים, כלומר הם חודרים במקביל לשכבות סלעי הסביבה ומתגבשים ביניהם.

סילים נוצרים כתוצאה מחדירת סוגי מאגמה שונים בתהליך של הזרקת דייק אל בין שכבות סלע קיימות, הרמתן והתגבשותה ביניהן. הם מהווים מחדרים רדודים יחסית הניזונים מתאי מאגמה או בתוליתים, לרוב באמצעות דייקים.

סילים מתגבשים בין שכבות סלעי הסביבה ויוצרים שכבה שעוביה אינו עולה בדרך-כלל על מטרים בודדים, ואף מסתכמת במילימטרים אחדים כאשר מתבצעת הזרקה בין מישורי פצילות. מאחר שמרבית הסילים דקים מאוד, תהליכי הסחיפה החושפים אותם מגלים לעיתים גם את הדייקים המזינים אותם.

סילים עשויים להופיע כמחדרים שכבתיים – סלעי הצטברות הערוכים בשכבות במבנה קונצנטרי מן החוץ פנימה. שכבתיות זו נובעת מריבוי מחזורי הזרקה, ובמקרה זה עשוי להיות הבדל בסוג המסלע בשל הרכב שונה של המאגמה בכל הזרקה. גורם נוסף הוא הבדל במידת הגיבוש המפריט בחלקים שונים של המחדר, העשוי להיות פעיל יותר במרכז המחדר ולהצטמצם בשוליו.

Question 18

מהו לקולית (Laccolith)?

Answer 18

מההרצאה:

גוף מגמתי דמוי פטריה ,בעל צינור אספקה דק יחסית ,תואם לשכבות ביניהן חודר ,וגורם להרמתן וקימוטן מעליו.

מויקיפדיה:

לקולית הוא מחדר פלוטוני הנוצר מחדירת מאגמה לסלעי הליתוספירה והתגבשותה לסלע פלוטוני. לקוליתים הם גופי חדירה תואמים, כלומר הם חודרים במקביל לשכבות סלעי הסביבה ומתגבשים ביניהם.

לקולית נוצר בעומק רדוד יחסית על ידי מאגמה צמיגה יחסית, הזורמת מבעד לדייק דק ומתקררת לאטה מתחת לפני השטח – תהליך המאפשר את היווצרותם של גבישים גדולים. המאגמה מתגבשת לסלע פלוטוני מאפי בדרך-כלל דוגמת דיוריט, או סלעים חמוצים יותר דוגמת גרנודיוריט וגרניט.

לקולית דומה בהיווצרותו ללופולית, אך שונה ממנו בצורתו. ללקולית צורת פטריה או עדשה שראשה הרחב מעובה במרכזו והולך ומידקק בכיוון השוליים, בעוד ללופולית צורת משפך. צורת הפטריה נובעת ממפגש המאגמה בשכבות סלע גמישות יחסית, המאפשרת לה לדחוק את השכבות מעליה ולקמר אותן.

לקוליתים נקראים לעיתים “הרי כיפה” וממדיהם קטנים יחסית: קוטרם אינו עולה לרוב על 16 ק”מ ועוביים נע בין מאות מטרים לקילומטרים ספורים.

Question 19

מהו בתולית (Batholith)?

Answer 19

מההרצאה:

גוף מחדר גדול ממדים, לעיתים מגיע לכמה עשרות קילומטרים דוגמאות: הרי סיירה נבדה בקליפורניה, הר ה-מון בלאן הגבוה בהרי האלפים, ג’בל מוסה בסיני.

מויקיפדיה:

בָּתוֹלִית (מיוונית: “באתוס”, עמוק + “ליתוס”, אבן) הוא מחדר פלוטוני גדול של סלע יסוד הנוצר ממאגמה שהתקררה באיטיות עמוק בתוך קרום כדור הארץ. בתוליתים מורכבים בעיקר מגרניט, הנוצר מהתקררות של מאגמה עתירת סיליקה.

בתולית הוא גוף החדירה הגדול ביותר, קוטרו מעשרות עד מאות ק”מ. בהגדרתו, בתולית מכסה שטח העולה על 100 קמ”ר.

אף שלבתוליתים מראה הומוגני ואחיד, בפועל הם מבנים בעלי הרכב והיסטוריה מורכבים. בתולית עשוי להיות מורכב ממחדרים רבים שנוצרו במשך זמן רב ממאגמה שנבעה מהתכה חלקית של הקרום וזרמה כלפי מעלה. בתנועתם כנוזל בעל כושר ציפה מכונים המחדרים “דיאפירים פלוטוניים”. דיאפירים אלה נוזליים וחמים מאוד, והם נוטים לעלות דרך הסלעים תוך כדי דחיפתם של אלה לצדדים והמסתם החלקית. המסה חלקית זו מותירה חלק מסלעי הסביבה כקסנוליתים – סלעים בודדים בין גושי המאגמה. במהלך העלייה מוחדרות לסלעי הסביבה שלוחות (אַפוֹפיזות) בצורת דייקים, סילים ואפילו לקוליתים. רוב הדיאפירים לא מגיעים אל פני השטח כהרי געש אלא מאטים, מתקררים ומתמצקים כ”פלוטונים” בתת-הקרקע, בעומק של עד 30 קילומטרים.

דוגמה למורכבות זו היא שרשרת הרי סיירה נבדה בקליפורניה שבארצות הברית, המורכבת ברובה מבתולית גרניטי הבנוי ממאות מחדרים פלוטוניים נפרדים. היווצרות בתולית זה – שחלקים ממנו נחשפים ביוסמיטי – החלה בטריאס ונמשכה יותר מ-120 מיליון שנים.

התקררותה האיטית של המאגמה מאפשרת את היווצרותם של גבישים גדולים ונראים לעין – מכמה מילימטרים עד סנטימטרים אחדים.

Question 20

Answer 20

גופי חדירה עיקריים:

1. לקולית
2. דייק קטן
3. בתולית
4. דייק
5. סיל
6. פקק געשי
7. לופולית

Question 21

מהם חומרים פירוקלסטיים?

Answer 21

פירו – אש, קלסט – חלקיקי חומר. חלקיקי חומר שיוצאים מתוך הר הגעש, החל מאפר וולקני דק ועד לגושי ענק (פצצות וולקניות).

Question 22

מהם סלעי משקע (סלעים סדימנטריים Sedimentaric rock)?

Answer 22

סלעי משקע = סלע שנוצר בתנאי טמפ’ ולחץ רגילים ומחומר שמקורו בסלע קדום אחר.

סלעי משקע כשמם כן הם, סלעים ששוקעים…

75% משטח היבשות הם סלעי משקע, 5% מנפח קרום כדה”א. זו איזושהי שמיכה דקה של סלעי משקע בימים ובאוקיאנוסים הרדודים.

Question 23

איך נבנים סלעי משקע?

Answer 23

סלעי משקע נוצרים כתוצאה מבליה, הסעה, השקעה בבסיס הניקוז, דחיסה וליכוד של סלעים קדומים אחרים. ישנם סלעי משקע שנוצרים בסביבה ימית ושאינה ימית.

Question 24

מהי ליתיפיקציה?

Answer 24

הפיכת הסדימנטים לסלע – הסתלעות.

Question 25

מהם מקורות החומר היוצר סלעי משקע?

Answer 25

1. פירוק ישיר של סלעים קודמים, אם סלעים קודמים מתפרקים ומוסעים הם ייצרו סלעים קלסטיים (לא בהכרח). בליה, הסעה, השקעה בבסיס ניקוז, דחיסה וליכוד. 2. חומר הנוצר בגופי מים יבשתיים או ימיים: 1. שקיעה כימית (גבס, מלח) – אם נוסיף הרבה מלח למים זה יביא למצב של רוויה. השקיעה של המלח מתחילה ברוויה. אם יש רוויה של גבס ישקע גבס, אם קלציט אז היא תשקע. 2. שקיעה ביו-כימית (גיר, קירטון, דולומיט, חוואר). למשל במי עדן יש פחות סידן מאשר במי נביעות, מכיוון שמי עדן נשאבים ישר מרמת הגולן ומי נביעות נשאבו מאזור ק"ש ועברו בדרכם דרך סלע גיר ומשם הסידן, לכן גם הטעמים שונים. סלעי הגיר, הקירטון והדולומיט עשירים במאובנים. בקירטון יש בעיקר פלנקטונים ופומיניפרה(מאובנים מיקרוסקופיים), דגים או קיפודים. 3. חומר ממוצא אורגני (פחם, שוניות אלמוגים). 4. חומר הנפלט מפעילות וולקנית – החומר מתערבב ויכול להצטרף לסלעי המשקע.

Question 26

מהו עקרון הרציפות בכל הנוגע לשכבות סלעי משקע?

Answer 26

השכבות צריכות להמשיך ברצף אלא אם כן משהו הפריע להן. שכבות יכולות לעבור הטיה ולעבור שבירה.

Question 27

מהן סביבות ההשקעה השונות?

Answer 27

1. **סביבת השקעה ימית** - בסיס הסחיפה הוא גוף מים גדול (ים, אוקיאנוס). השקיעה יכולה להיות שקיעה כימית (מלח, גבס) או שקיעה ביו כימית - שקיעת שלדים של בע"ח ימיים (גיר, קירטון, חוואר, צור, דולומיט). 2. **סביבת השקעה שאינה ימית** - בסיס הסחיפה הוא אזור יבשתי - נהר, אגם, ביצה וכו'. בסביבה זו נוצרים סלעים קלסטיים (קלסט=חלקיק) כגון קונגלומרט, אבן חול, כורכר, חרסית, פצלים.

Question 28

מה ניתן ללמוד ממבט על קונגלומורט?

Answer 28

הקונגלומרט מספר לי מאיפה בא הנחל, מה ראה ואילו סלעים היו חשופים כשהתפתח, מה היה מרחק ההסעה, מה היה בסיס הניקוז, אם היה בסיס ניקוז גבוה יותר או נמוך. הקונגלומרט יודע לספר על הפליאו-גרפיה שהייתה כשנוצר, אם היה שטפון גדול או קטן.

Question 29

מהם שני המאפיינים הבולטים של סלעי משקע?

Answer 29

המצאות מאובנים ושכבות. בתמונה: סלע גיר עם מאובנים של חי ימי

Question 30

מהם סלעים מותמרים (מטאמורפיים)?

Answer 30

סלעים העוברים תהליכי שינוי - כימי, מינרולוגי, צורני. סלעים משתנים בתנאי **חום ולחץ**. ישנם שינויים הקשורים באירוזיה אך אלו משתייכים לגאו-מורפולוגיה. **שינויים הכרוכים בחום** מתרחשים כאשר סלעים נקברים או לחילופין כאשר מחדר מחמם את סלעי הסביבה כמו למשל בדייקים. מטאמורפוזה יכולה להיות בקנ"מ קטן (למשל מטמורפוזה של מגע) וגדול (כשסלע נקבר - יכול להגיע גם עד 10 ק"מ). ההתמרה מתרחשת בטמפרטורות שבין 250 ל - 1000 מעלות צלסיוס, מעבר לכך יש התכה. מטאמורפוזה יכולה להתקיים גם תחת **לחץ** - שיכול לשנות את סדר הגבישים. למשל גרניט בתהליך לחיצה של מליוני שנים יכול להפוך לגנייס (Gneiss)