لماذا تختلف الصخور في ألوانها؟

لماذا تختلف الصخور في ألوانها؟

تختلف الصخور الموجودة في الغلاف الصخري للأرض بألوانها بسبب تنوع المكونات المعدنية التي تدخل في تكوين كل صخر، فالمعادن هي وحدات البناء الأساسية للصخور، إذ قد يدخل في تكوين الصخر نوع واحد من المعادن، إلا أن الجزء الأكبر منها يتكون من أكثر من نوع من المعادن، وبالتالي يُمكن لهذه المعادن أن تشكل مجموعة لا حصر لها من الألوان في الصخور.^[١]

يُقدِّر العلماء أنواع المعادن الموجودة في الطبيعة بأكثر من 4,000 نوع، لكل منها تركيبة كيميائية خاصة به تمنحه لونًا معينًا يظهر به المعدن، كما يُمكن للون المعدن أن يتأثر في الشوائب الكيميائية، والتفاعلات بين المعادن نفسها، والظروف البيئية.^[١]

أسباب الألوان في المعادن

من الأسباب التي تؤدي إلى تغيير لون الصخر هي الشوائب (بالإنجليزية: Impurities) الموجودة في المعادن، والتي تُعدّ المسبب الرئيس لظهور الألوان، وتُعرّف الشوائب بأنّها عناصر كيميائية تدخل في تركيب الأحجار الكريمة بتركيز منخفض، ومن الأمثلة عليها: التيتانيوم (Ti)، والحديد (Fe)، والنحاس (Cu)، والنيكل (Ni)، والكوبالت (Co)، والكروم (Cr)، والمنغنيز (Mn)، والفاناديوم (V)، وغيرها من العناصر التي لا يُمكن أن توجد في المركبات النقيّة، ومن الأمثلة على تأثير الشوائب في اللون في المعادن المختلفة:^[٢]

• الياقوت: قد يحتوي الياقوت (بالإنجليزية: Ruby) على عنصر الكروم بنسبة أقل من 1%، فيكون لونه ورديًا أو أحمرًا، وعلى العكس من ذلك، إذا لم يدخل الكروم في تكوين الياقوت يكون عديم اللون.
• التركواز أو الفيروز: إنّ الشوائب المسسبة للون في الحجر الكريم الفيروز (بالإنجليزية: Turquoise) هي عنصر أساسي لتشكله وتكوينه، ودونها لا يتشكل الحجر.
• البيريل: في معدن البيريل (بالإنجليزية: Beryl) إذا أُضيف له شوائب مختلفة، فإنّه يستجيب بطرق متباينة، ويعطي ألوانًا مختلفة حسب نوع الشوائب التي تمّت إضافتها فيه، مثل:^[٢]
• الحديد: يُقسم البيريل الذي يحتوي على الحديد إلى:
• الزبرجد (بالإنجليزية: Aquamarine): يدخل في تركيبه (Fe⁺²)، ويظهر باللون الأزرق.
• هيليودور (بالإنجليزية: Heliodor): يدخل في تركيبه (Fe⁺³) ويظهر باللون الأصفر.
• البيريل الأخضر (بالإنجليزية: Green Beryl): يدخل في تركيبه مزيج من (Fe⁺²) و(Fe⁺³)، وسمّي بالبريل الأخضر دلالة على لونه.
• المنغنيز: يُقسم البيريل الذي يحتوي على المنغنيز إلى:
• مورغنيت (بالإنجليزية: Morganite): يدخل في تركيبه (Mn⁺²)، ويظهر باللون الوردي.
• البيريل الأحمر (بالإنجليزية: Red Beryl): يدخل في تركيبه (Mn⁺³) ويظهر باللون الأحمر، وسمِّي بالبريل الأحمر دلالة على لونه.
• الكروم: يُقسم البيريل الذي يحتوي على الكروم إلى:
• الزُّمرد (بالإنجليزية: Emerald): يدخل في تركيبه (Cr⁺³)، ويُسمى الزمرد الأخضر.

ألوان مختلفة ناتجة عن نفس النوع من الشوائب

قد يُحدث نفس النوع من الشوائب تأثيرات متباينة تبعًا للمعدن الذي يدخل في تركيبه؛ ويعود ذلك إلى أنّ الكروم يمتص الضوء بشكل مختلف عند دخوله في تكوين تلك المعادن، وفيما يأتي مثال على ذلك:^[٢]

• الكروم (Cr⁺³) في الياقوت يعطي لونًا أحمرًا.
• الكروم (Cr⁺³) في البيريل يعطي لونًا أخضرًا، ويُسمى الزُّمرد الأخضر.
• الكروم (Cr⁺³) في الألكسندريت (بالإنجليزية: Alexandrite) يُعطي لونًا أرجوانيًا أو أحمرًا.

معلومات حول ألوان الصخور المختلفة

تختلف ألوان الصخور اعتمادًا على مكوناتها المعدنية والظروف التي تكونت فيها، فيما يأتي تفسير لظهور الصخور بألوان مختلفة:^[٣]

• قد تتشكل الصخور في ظروف مؤكسدة أو قليلة الأكسدة، فمثلًا تكوّنت الصخور المترسبة في البحار العميقة والمحيطات في بيئات أقل أكسدة من غيرها، وبالتالي تميل معادن الحديد الداخلة في تركيب هذه الصخور إلى تكوين صخور باللون الرمادي أو الأسود.
• إذا ترسبت أو تكونت الصخور في بيئة ضحلة تميل لأنّ تكون خضراء أو بنيّة.
• إذا تأكسدت الصخور المترسبة في البيئة الأرضية خاصة في البيئات الرطبة بدلًا من البيئة المائية، فإنّها تعطي الصخر اللون الأحمر أو الأسمر.
• تظهر الصخور المتكونة في الكثبان الرملية، والشواطئ، والبحار الضحلة، والبحيرات باللون الأبيض.
• لا تميل الصخور المتشكلة عند ظروف ذات درجة حرارة عالية -كالصخور المتكونة بفعل تصلب المواد المنصهرة، أو الصخور المتكونة على أعماق كبيرة، إذ كانت درجة الحرارة مرتفعة- إلى أن تكون باللون الأحمر؛ ويعود ذلك إلى عدم قدرة معادن الحديد الداخلة في تكوين هذه الصخور على التأكسد في ظل الظروف المذكورة سابقًا.
• تميل الصخور المستقرة على السطح إذا كانت تحتوي على معادن الحديد إلى التأكسد، خاصة إذا وجدت في بيئة رطبة، وتظهر باللون الأحمر.
• بشكل عام، ترسبت معظم الصخور الحمراء الموجودة في التكوين الصخري للأرض على السطح وليس تحت الماء.