البتروغرافيا والتقييم الفيزيائي-الميكانيكي للصخور المافيك-ألترا-مافية من أتود-أم خشيلة، مصر كحجر أبعادي

الصخور تحت أقدامنا

من أعمدة المعابد إلى أسطح المطابخ، يرتكز الكثير من عالمنا المبني على الحجر. لكن ليست كل الصخور مناسبة بالمثل لتحمّل عقود من الأقدام والعوامل الجوية والتآكل. تستكشف هذه الدراسة الصخور الداكنة والكثيفة في صحراء مصر الشرقية لمعرفة أيها يمكن قطعه بأمان إلى ألواح وكتل كبيرة للمباني والديكور، وأيها من الأفضل أن يبقى في باطن الأرض.

حجارة من جبل صحراوي

في منطقة أتود–أم خشيلة، على بعد نحو 60 كيلومترًا غرب ساحل البحر الأحمر، تظهر ثلاثة أنواع صخرية رئيسية معًا: نوعان من الجبرو (ميتاجبرو وأوليفين جبرو) وصخر أخضر اللون يسمى السربنتينيت. تنتمي هذه الأنواع الثلاثة إلى عائلة من الصخور الكثيفة والداكنة «مافيك» و«ألترا-مافية» التي تشكّلت عميقًا في قشرة الأرض والغطاء العلوي. المنطقة جزء من درع الجزيرة-نوبة، لوحة جيولوجية قديمة زوّدت منذ زمن بعيد الحجارة للمعالم المصرية. وبما أن هذه الصخور واسعة الانتشار وذات مظهر جذاب، طرح المؤلفون سؤالًا عمليًا: أي منها يمكن أن يخدم بثقة كحجر أبعادي — قطع كبيرة مقطوعة بدقة تُستخدم في الواجهات والأرضيات والتكسية؟

النظر داخل نسيج الصخر

جمع الفريق ثمانية عشر عينة ممثلة وفحص شرائح رقيقة من كل منها تحت المجهر. يهيمن في الميتاجبرو والأوليفين جبرو بلورات صلبة متداخلة من الفلسبار والأمفيبول والبيروكسين، وفي بعض المواضع الأوليفين. هذا النسيج المتماسك المشابه للقطع المتشابكة يميل إلى ربط الحبيبات معًا ومقاومة التكسر. بالمقابل، يتكوّن السربنتينيت في الغالب من معادن سربنتين رقيقة وحبيبية أو ليفية، مع بقع وعروق من كربونات ألطف وحبيبات معتمة مثل المغنيتيت. هذه التركيبات الطبقية والغنية بالعروق تُدخل مستويات من الضعف يمكن أن تعمل كمسارات جاهزة للشق عندما يتعرّض الصخر للإجهاد.

كيف أدت الحجارة في المختبر

لترجمة هذه الخصائص المجهرية إلى سلوك في العالم الحقيقي، قطع الباحثون الصخور إلى مكعبات وقياسوا خصائص مهمة للبناء: الكثافة، وكمية الماء التي تمتصها، وعدد المسامات، ومقدار الضغط الذي تتحمّله قبل الفشل. أظهرت نوعا الجبرو أداءً مشابهًا: كثافة مرتفعة نسبيًا، امتصاص ماء منخفض جدًا، مسامية منخفضة، وقوة انضغاط متوسطة حول منتصف سبعينات ميغاباسكال. السربنتينيت، رغم أنه غالبًا ما يكون بنفس الكثافة تقريبًا، امتصّ ماءً أكثر وكان له قوة أقل وأكثر تفاوتًا، بمتوسط يقل بنحو 10 ميغاباسكال عن الجبرو. عند المقارنة مع المعايير الدولية التي وضعتها ASTM لحجر الإنشاءات، يستوفي كلا الجبرو المتطلبات الرئيسية، بينما تفشل معظم عينات السربنتينيت من ناحية القوة، مع استثناءين على الحدود فقط.

اختبار العوامل الجوية والتآكل

لأن السربنتينيت يُستخدم على نطاق واسع للبلاط الزخرفي، فحص الفريق أيضًا كيف يتصدى للمعالجات القاسية التي تحاكي البيئات الحقيقية. نُقعت العينات مرارًا في محلول ملحي ثم جُففت لتشجيع تكوّن بلورات الملح، ودُرّبت على دورات بين ظروف حارة وباردة لمحاكاة الصدمة الحرارية. بصريًا، طورت مكعبات السربنتينيت رواسب ملحية على السطح وتلاشى اللون جزئيًا أثناء اختبار الملح، لكنها لم تتشقق إلى أجزاء. في كلا الاختبارين، بقيت خسارة الوزن أقل من واحد بالمئة، مما يشير إلى أنه بالرغم من قوتها الأقل، فإن هذه الصخور لا تنحل بسهولة بفعل الملح أو التقلبات الحرارية السريعة في الظروف المدروسة.

ماذا يعني ذلك للبنّائين والمصممين

بشكل مجمل، تُظهر الدراسة أن ليست كل الصخور الصحراوية الداكنة متساوية كمواد بناء. يجمع الميتاجبرو والأوليفين جبرو، بفضل معادنها الصلبة المتشابكة بإحكام، بين مسامية منخفضة وامتصاص ماء منخفض وقوة موثوقة، مما يجعلها مرشحة قوية للأعمال الحاملة أو للاستخدام الخارجي كحجر أبعادي. السربنتينيت، بينما هو جذاب ومتين إلى حد ما ضد الملح ودورات الحرارة-البرودة، يميل لأن يكون أضعف ميكانيكيًا بسبب معادنه الرقيقة وشبكات العروق. ربما يكون من الأفضل الاحتفاظ به لتطبيقات زخرفية غير حاملة، وحتى في هذه الحالة يجب فرز جودته المتفاوتة بعناية. وبصورة أوسع، تبرز هذه الدراسة أن فهم التركيب المعدني والنسيج الصخري أمر أساسي قبل الوثوق بحجر ما لدعم الهياكل التي نعيش ونعمل داخلها.

الاستشهاد: Abdel-Rahman, A.M., Latif, M.L.A., Khedr, M.Z. et al. Petrography and physical-mechanical evaluation of mafic-ultramafic rocks from Atud-Um Khasila, Egypt for dimension stone. Sci Rep 16, 12066 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44938-y

الكلمات المفتاحية: حجر أبعادي, جَبْرو, سِرْبنتينيت, قوة الصخر, صحراء مصر الشرقية