דולומיטיזציה

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
איור 1: שקף של אבן גיר שעברה דולומיטיזציה
איור 1: שקף של אבן גיר שעברה דולומיטיזציה
דולומיט הוא שמו של מינרל קרבונטי ושל סלע סדימנטרי המורכב ממינרל זה (ראה איור 1). נוסחתו של המינרל היא CaMg(CO3)2. בגביש של דולומיט בשיווי משקל תרמודינמי, יוני המגנזיום והקלציום בסריג יהיו מסודרים בשכבות לסירוגין; דולומיט שנוצר בטמפרטורות נמוכות וטרם הגיע לשיווי משקל יראה סידור לא מלא (ראו להלן). דולומיט נפוץ בסלעים סדימנטריים ומטמורפיים. בתנאים המטמורפיים המינרל מגיע לשיווי משקל במהירות. דולומיט סדימנטרי נפוץ מאוד בחתך הסלעים הפאנרוזואי; המצאותו קשורה קשר הדוק עם סלעי גיר- בסביבה טקטונית וגיאוגרפית דומה. ישנם כמה סוגים של דולומיט סדימנטרי, ומקובל לסווגם בהתאם לדרך יצירתם: דולומיט דיאגנטי ודולומיט אפיגנטי הם הנפוצים ביותר. דולומיט שמתגבש בשקיעה כימית ישירה מתמיסה בטמפרטורות פני השטח של כדור הארץ הוא תופעה נדירה מאוד בחתך הסלעים העולמי, וכמעט שאינה קיימת- רוב הגיאולוגים מטילים ספק בקיומה של התופעה.

דולומיט דיאגנטי

איור 2:דולומיט משוכב מהחתך הטורוני, סמוך למכתש הקטן.
איור 2:דולומיט משוכב מהחתך הטורוני, סמוך למכתש הקטן.
דולומיט דיאגנטי נוצר בשלבים מוקדמים של מעבר ממשקע קרבונטי לא-מלוכד לסלע. מי ים רגילים הם על-רוויים למינרל דולומיט, כך שמבחינה תרמודינמית הוא אמור לשקוע; עם זאת, התנאים הקינטיים אינם מאפשרים זאת. אחת הטענות היא שבטמפרטורות נמוכות, קיימים קשרים חזקים בין יוני המגנזיום למולקולות המים, ולא נפרדים מהם כדי להשתתף בתגובת הדולומיטיזציה (Slaughter and Hill, 1991, in Blatt,1992). תגובה זו מתרחשת רק כאשר נוצרים התנאים המיוחדים לכך- בסביבה אוופוריטית בה שוקע גבס, נוצרים גרעיני גיבוש של דולומיט- סילוק יוני קלציום מהסדימנט מעלה את החוזק היוני של המגנזיום בתמיסת החללים, ומאפשר את החלפת מינרל הקלציט בדולומיט. דולומיטיזציה מתרחשת בשלבים שונים של הדיאגנזה, לעיתים בסדימנט שכבר עבר ליכוד. במדף יבשת, כאשר מתייחסים לסביבת השקעה של פלטפורמה קרבונטית- היכן שמוצאים חתכים עבים של סלעים קרבונטיים (למשל, ראה איור 2)- דולומיט דיאגנטי ימצא בדרך כלל בצד הקרוב ליבשת, והגיר- קרוב לאגן. לפיכך מיוחסת סביבת הדולומיטיציה הדיאגנטית לאיזורי לגונות בהן מעבר המים לים הפתוח מוגבל, או לאיזורי סבחות (מליחות)- בהן יש תנאים אוופוריטיים. מעניין לציין שניתן למצא דולומיט דיאגנטי מודרני בסבחות כמו שלחופי המפרץ הפרסי.

דולומיט אפיגנטי

איור 3: דולומיט דיסקורדנטי
איור 3: דולומיט דיסקורדנטי
דולומיט אפיגנטי הוא דולומיט שנוצר על ידי אלטרציה של סלעי קרבונט, במעבר של מי תהום בעלי יחס גבוה של יוני מגנזיום לקלציום. דולומיטיזציה כזו מתרחשת כאשר נוצרים התנאים הקינטיים המועדפים- ההנחה היא שטמפ' גבוהה של תמיסות (כ-100° לפי ניסויי מעבדה) היא זו שמאפשרת את התנאים. מעבר של תמלחות עשירות מאוד במגנזיום בתת הקרקע , או של מי תהום חמים (לאחר קבורה של החתך הקרבונטי) יכולים לספק תנאים כאלו. (Blatt, 1992) בארץ מוכרים גופי דולומיט הדיסקורדנטים (כלומר, שחוצים את השיכוב) בחתך הקרבונטי הטורוני הנחשף לאורך בקע ים המלח (ראה איור 3). הווצרות גופים אלה מיוחסת למעבר תמיסות שמקורן בלגונה קדומה, שהתקיימה בבקע ים המלח (סטרינסקי,1974). דולומיטיזציה אפיגנטית נוטה להעדיף תווך פורוזי יותר. לפיכך, במסלע פורוזי נראה גופים דיסקורדנטיים, בהם ניתן לראות מחיקה של השיכוב ושל דפוסי מאובנים (רז , 1983) לעומת סלעים שכבר בנויים דולומיט דיאגנטי, שלא יראו גופים כאלה. הגופים הדיסקורדנטיים מראים, בנוסף לדולומיטיזציה, גם יחסי 87Sr/ 86Sr השונים מסלע הסביבה, ומתאימים למי ים מתקופה מאוחרת לזו בה שקע הגיר הקרטיקוני המארח את הגופים. ערך איזוטופי זה מיוחס לערבוב בין סטרונציום הנתרם מסלעי הסביבה הקרטיקונים וסטרונציום הנתרם ממי -ים מהנאוגנן המאוחר (Stein et. al., 2002).


הנושא נלמד ונחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

רשימת מקורות

Adams, A.E., MacKenzie, W.S., Guilford ,C. , 1984. Atlas of sedimentary rocks under the microscope, Longman Group Limited.

Blatt, H., Sedimentary Petrology, 1992. W.H. Freeman and Company, New York

Raz, A. GSI Report, 3/83, 1983. M. Stein, A. Agnon, A. Katz and A. Starinsky, Strontium isotopes in discordant dolomite bodies of the Judea Group, Dead Sea basin, 2002. Israel J. Earth Sci. 51 pp. 219–224 Starinsky, A. Relationship between Ca-chloride brines and sedimentary rocks in Israel [Ph. D. thesis]: Jerusalem, Israel, Hebrew University, 176 p

כלים אישיים