פצילות

פצילוּת היא תכונה של חומר הגורמת לו להתפצל לאורך מישורי חולשה ישרים ומוגדרים, הנובעים מהיערכות האטומים או הגבישים המרכיבים אותו. התפצלות החומר נובעת מפעולה חיצונית כגון חדירה לתוכו, או כתוצאה מלחץ המופעל לאורך ובמקביל למישורי החולשה – בניגוד לשברים הנובעים מלחץ המופעל בניצב למישורים אלה.

בגאולוגיה פצילות היא מונח המתאר מצב שבו מינרלים או סלעים נוטים להתפצל לאורך מישורי חולשה במבנה כתוצאה משבירה או לחץ. קיים שוני בין סוגי הפצילות והגורמים להם במינרלים ובסלעים. גם התחומים הדיסציפלינריים הדנים בנושא שונים: פצילות במינרלים היא בתחום המינרלוגיה, בעוד שפצילות בסלעים היא בתחום הפטרולוגיה והגאולוגיה המבנית, ולכן יש הנוטים להפריד לחלוטין בין שני הסוגים.

פצילות במינרלים

במינרלוגיה, פצילות היא הנטייה של חומרים גבישיים להתבקע לאורך מישורים במבנה הגבישי של מינרל. מישורים אלו מייצגים מישורים בעלי אנרגיית פני שטח מינימלית בגביש, והם תוצאה של קשרים כימיים מועדפים בסידור הקבוע של אטומים ויונים הבונים אותו. כאשר הגביש מתפצל לאורך מישור ביקוע כזה, הפאות החדשות שנוצרות הן מישוריות. על פעולת הביקוע ניתן לחזור שוב ושוב תוך שימוש במישורים מקבילים. מישורי ביקוע אלה עשויים להימצא במקביל לפאת התגבשות אפשרית בגביש, אם כי בפועל פאה כזו לא תמיד נוצרת. לכל מינרל תכונת פצילות המאפיינת אותו, וכל הסוגים של המינרל יפגינו תמיד אותה תכונת פצילות. מינרלים החסרים תכונה זו נשברים לרסיסים בלתי אחידים בצורתם שאינם בעלי פאות מישוריות.

המשטחים הנוצרים על-פני הגביש נקראים מישורי פצילות, והם ישרים ומקבילים ולעיתים יוצרים משטחים מדורגים או מופיעים כקווים מקבילים. את מישורי הפצילות ניתן לראות באמצעות מיקרוסקופ וגם בעין בלתי מזוינת.^[1]

סוגי הפצילות

הפצילות נוצרת במקביל למישורים הקריסטלוגרפיים:^[1]

פצילות בסיסית (Basal) או פינקאודית (pinacoidal) – מתרחשת במקביל לבסיס הגביש. כיוון זה מסומן במישור {001} של הסריג הגבישי (ראו אינדקס מילר) וגם במישור {001} במקרה של גבישים הקסגונליים או מעוינים. דוגמה לפצילות בסיסית יש בקבוצת הנציצים בהם מתקלפים קשקשים מהמינרל בשל מישורי חולשה המקבילים לבסיס, וכן בגרפיט.
פצילות קובייתית (Cubic) – מתרחשת במישורי {001} של הגביש, במקביל לפאות הקובייה עבור גבישים בעלי סימטריה קובייתית. זה המקור לצורה הקובייתית של גבישי מלח בישול טחונים – המינרל הליט. גם במינרל גלנה קיימת פצילות קובייתית מושלמת.
פצילות אוקטהדרלית (Octahedral) – מתרחשת על מישורי {111} של הגביש, תוך יצירת צורת תמניון (בלעז: אוקטהדרון) לגביש בעל סימטריה קובייתית. דוגמאות לפצילות אוקטהדרלית מושלמת קיימות ביהלום ובפלואוריט. בגבישים בעלי סימטריה נמוכה יותר יהיה מספר קטן יותר של מישורי {111}.
פצילות דודקהדרלית (Dodecahedral) – מתרחשת על מישורי {110} של הגביש, תוך יצירת צורת דודקהדרון (תריסרון) לגביש בעל סימטריה קובייתית. בגבישים בעלי סימטריה נמוכה יותר יהיו מספר קטן יותר של מישורי {110}.
פצילות רומבוהדרלית (Rhombohedral) – מתרחשת במקביל לפאות {1011} של מעוינון (בלעז: רומבוהדרון). בקלציט ובמינרלים פחמתיים אחרים מתקיימת פצילות רומבוהדרלית מושלמת.
פצילות פריזמטית (Prismatic) – פצילות במקביל למנסרה אנכית {110}. בצרוסיט, בטרמוליט ובספודומן מתקיימת פצילות פריזמטית.

כיווני ביקוע

מינרלים בעלי תכונת פצילות עשויים להראות כיוון ביקוע אחד או כמה כיווני ביקוע: שניים, שלושה, ארבעה ואף שישה כיוונים, כאשר שברי המינרלים המתבקעים לשלושה כיוונים או יותר יוצרים גופים גאומטריים התחומים במישורי הפצילות שלהם בלבד:

פצילות בכיוון אחד: סלניט, נציץ
פצילות בשני כיוונים: פירוקסן, אורתוקלז (בזווית ישרה)
פצילות בשני כיוונים: אמפיבול (בזוויות של 56 או 124 מעלות)
פצילות בשלושה כיוונים: הליט וגלנה (בזווית ישרה – פצילות קובייתית)
פצילות בשלושה כיוונים: קלציט (בזווית שאינה ישרה – פצילות מעוינת או רומבוהדרלית)
פצילות בארבעה כיוונים: יהלום, פלואוריט
פצילות בשישה כיוונים: ספלריט

בנוסף למישורי הפצילות עשויים להימצא בגבישים אלה גם מישורי שבירה או סדקים: משטחים עקמומיים ובלתי-אחידים החוצים את הגביש בכיוונים שונים. משטחי שבירה נפוצים במינרלים חסרי פצילות דוגמת קוורץ, והם עשויים להיווצר בגבישים הנתונים ללחץ מכני.

טיב הפצילות

טיב הפצילות נובע מחוזק הקשר הכימי: קשר יוני יאפשר פצילות טובה ואילו קשר קוולנטי יאפשר פצילות ברמה פחותה. נוהגים לתאר את הפצילות במונחי איכות (עד כמה הפצילות יוצרת משטח חלק) ובמונחי קושי (עד כמה קל או קשה ליצור את הפצילות). אם המשטח הוא חלק לחלוטין הפצילות מכונה "מושלמת", ואם המשטח מחוספס ומשונן לחלוטין נוהגים לכנות את הפצילות "גרועה". מכיוון שמונחי האיכות הם סובייקטיביים, קיימות כמה הגדרות לטיב הפצילות, ולהלן אחת מהן:^[2]

פצילות מושלמת (perfect) – משטחי הביקוע הם חלקים, מבריקים, נרחבים ורצופים (נציץ, הליט).
פצילות בלתי מושלמת (imperfect) – ביקוע שאינו מושלם, מונח מקביל לפצילות "טובה" או "מובחנת"
פצילות טובה (good) – משטחי הביקוע ברורים וחלקים אך אינם רצופים (אמפיבול, פירוקסן).
פצילות גרועה (poor) – משטחי הביקוע מקוטעים וקטנים (אפטיט).
פצילות מובחנת (distinct) – ניתן להבחין במשטחי ביקוע.
פצילות בלתי מובחנת (indistinct) – קיימים משטחי ביקוע אולם קשה להבחין בהם.

מינרל בעל תכונת פצילות בכמה כיוונים עשוי להציג כמה איכויות פצילות, למשל מושלמת בכיוון אחד וטובה בכיוון אחר, דוגמת אורתוקלז.

את הקושי ביצירת הביקוע נוהגים לדרג לשלוש רמות:

קלה
קשה
קשה מאוד

לדוגמה, לנציצים יש פצילות מושלמת בכיוון אחד שקל לבקע, ליהלום יש פצילות מושלמת בארבעה כיוונים שקל לבקע ולספלריט יש פצילות מושלמת בשישה כיוונים שאת חלקם קל לבקע אך את האחרים - קשה.

היפרדות

היפרדות (Parting) היא תכונה הקיימת בחלק מהגבישים, והיא מתרחשת כאשר מינרלים נשברים לאורך מישורים של חולשה מבנית עקב לחץ חיצוני או לאורך המישורים המשותפים של גבישים תאומים. היפרדות דומה לפצילות מבחינה חיצונית, אך מתרחשת אך ורק כתוצאה מלחץ. דוגמאות כוללות את המגנטיט המפגין היפרדות אוקטהדרלית, קורונדום המפגין היפרדות רומבוהדרלית והמינרלים מקבוצת הפירוקסן המפגינים היפרדות בסיסית.^[1]

שימושים

פצילות היא תכונה פיזיקלית המשמשת באופן מסורתי לזיהוי מינרלים, הן בדוגמיות והן בבחינה מיקרוסקופית של מינרלים וסלעים. לדוגמה, הזוויות בין מישורי הפצילות הפריזמטית עבור מינרלים מקבוצת הפירוקסן (88°-92°) או מינרלים מקבוצת האמפיבול (56°-124°) מהוות אמצעי לאבחנה קלה בין שני סוגי קבוצות אינוסיליקטיים אלה.^[1]

לפצילות בגביש יש חשיבות טכנית בתעשיית האלקטרוניקה ובחיתוך אבני חן. באבנים יקרות מתבצע ביקוע באמצעות מכה כשלב ראשון בתהליך העיבוד, למשל בתעשיית ליטוש היהלומים.

גבישים סינתטיים בודדים של חומרים מוליכים למחצה נמכרים בדרך כלל כפרוסות סיליקון שקל יותר לבצע בהם את פעולת הביקוע. לחיצה של פרוסת הסיליקון על משטח רך ושריטת קצה בחרט יהלום גורמת לביקוע הפרוסה.

פצילות בסלעים

פצילות היא מונח בפטרולוגיה ובגאולוגיה מבנית המתאר את הנטייה של סלע להישבר לאורך מישורי חולשה מועדפים, שנגרמו על ידי התפתחות המארג המישורי של הסלע כתוצאה מעיוות. סלעים העוברים עיוות כתוצאה מהתמרה בדרגה נמוכה עד נמוכה מאוד מפתחים לעיתים קרובות מישורים לאורכם יכול הסלע להתפצל בקלות. לווחה, פיליט וצפחה הן דוגמאות לסלעים שבהם יש פצילות חודרנית הנגרמת בחלקה על ידי סידור מחדש של המינרלים הפילוסיליקטיים כתוצאה ממאמץ השיטוח המתגבר. נראה כי רמת ההתפתחות של הפצילות תלויה בכמות הלחץ על הסלע, סוג הסלע וסוגי מנגנוני העיוות המעורבים בתהליך.

פצילות נחשבת למקרה מיוחד של לווחיות,^[3]^[4] למרות שחלק מהגאולוגים נוהגים להפריד בין שני המונחים ומאמצים את נקודת ההשקפה שפצילות הופכת ללווחיות ככל שדרגת ההתמרה עולה ונוצרים מינרלים חדשים.^[5]

פצילות מתפתחת היטב בסלעים הבנויים מגרגרים דקים ופחות בסלעים הבנויים מגרגרים גסים. פצילות פשוטה מקבילה בדרך כלל למשטחי הציר של קמטים שנוצרו על ידי זרימה אחידה של המסה הסלעית. פצילות המתפתחת בשלב מוקדם עשוי להיות בלב ההתפתחות הבאה של הקמט.^[6]

פצילות רציפה כמו זו המופיעה בלווחה או צפחה היא המרקם הטקטוני היסודי שניתן לזהות בסלעים. פצילות גם מתפתחת בסלעים שיש בהם דרגה נמוכה של מעוות והתמרה מאשר בלווחות. בסלעים אלה, הפצילות מתרחשת במשטחים או תפרים נחבאים המצופים לעיתים בשכבה דקה של חרסית או בחומר פחמני. משטחי הפצילות מופרדים על ידי אזורים לא מעוותים של סלע משקע ועשויים להיות חלקים או משיקים.

סוגי הפצילות

פצילות חודרנית – פצילות חודרנית או רציפה קיימת בכל הסלע, לכאורה עד רמת הגרגירים הבונים את הסלע. עם זאת, בחינה מיקרוסקופית מראה שפצילות כזו היא מקומית בטבעה, כשפרט ללוחיות פצילות ברורות הסלע אינו מעוות.^[5]
פצילות מרווחת – מתייחסת בדרך כלל למישורי פצילות ברורים שניתן לראותם בעין בלתי מזוינת.^[4]
פצילות מחורצת – בפצילות מחורצת המארג נשלט על ידי קימוט מיקרוסקופי של מארג מישורי קודם. סוג מארג זה יכול להיות תוצאה של השקעה ראשונית או דיאגנזה, אך לרוב הוא פצילות הקשורה לעיוות קודם.^[7]
פצילות מעבר – בפצילות מעבר מתפתח המארג כך שנוצרים פסי מיחבר במקביל למישורי הפצילות, ולמעשה מבטלים את השיכוב המקורי מן ההשקעה הראשונית. במקרים אחדים ברור שסוג זה של פצילות התפתח מחריצה שבה התרכז קוורץ בציר הקימוט ופילוסילקטים התרכזו לאורך הזרועות. התהליך מתרחש בתמיסת לחץ כשקוורץ מתמוסס לאורך הזרועות ומושקע בצירים.^[5]
פצילות שבירה – סוג זה של פצילות מורכב משברים במרווחים קטנים, אם כי הן הטרמינולוגיה והפירוש של מבנים אלו נתונים במחלוקת.^[5]

הקשר לקמטים

כאשר רצף של שכבות אבן חול ואבן בוץ עובר קימוט במהלך התמרה מדרגה נמוכה עד נמוכה מאוד, נוצרת פצילות במקביל למישור צירי הקימוט, בייחוד בחלקים העשירים בחרסית של הרצף. לרצפים מתחלפים של אבן חול ואבן בוץ שעברו קימוט יש פצילות בצורת מניפה, המתפזרת בשכבות אבן הבוץ ומתכנסת באבן החול. ההשערה היא שהתופעה מתרחשת משום שהקימוט נשלט על ידי שבירה של שכבות אבן החול החזקות יותר, בעוד אבני הבוץ עוברות עיוות וממלאות את הסדקים שנוצרו.^[5]

היווצרות

קיימות שתי השערות באשר למנגנונים היוצרים פצילות בסלעים: סיבוב של גרגירי פילוסיליקטים קיימים על ידי הגברת הלחץ^[8]^[9] והתגבשות מינרלים פילוסיליקטיים חדשים המוכוונת על ידי שדה הלחץ הבולט.^[10]^[11] נתונים מניסיונות ותצפיות נוטים לתמוך בהשערה הראשונה, אך ההשערה השנייה נותרה כתורמת אפשרית להתפתחות המארג.^[12]

ראו גם

לקריאה נוספת

שלמה שובאל, צפונות כדור הארץ, האוניברסיטה הפתוחה, 2006, מסת"ב 965-06-0872-9

קישורים חיצוניים

פצילות במינרלוגיה

הערות שוליים

^ ¹ ² ³ ⁴ * Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., Wiley, ISBN 0-471-80580-7
^ Cleavage
^ 1997. Specifications And Guidelines For Bedrock Mapping In British Columbia, Appendix VII: Glossary of Selected Geologic Terms, Resources Information Standards Committee, British Columbia Government
^ ¹ ² Report of IUGS sub-commission on the systematics of metamorphic rocks
^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Price, N.J. & Cosgrove, J.W. 1990. Analysis of geological structures. Cambridge University Press, 520pp.
^ rock-cleavage: Web Search Results from Answers.com
^ Ramsay, J.G. & Huber, M.I. 1987. The techniques of modern structural geology: Volume 2, Academic Press, 391pp.
^ Sorby, H.C. 1853. On the origin of Slaty-cleavage, New Philosophical Journal Edinburgh, 55, 137-148.
^ March 1932. Mathematishce Theorie der Regelung nach der Korngestalt bei affiner deformation. Zeit Krist., 81, 285-297.
^ Harker, A. 1884, On Slaty-cleavage and Allied Rock Structures, Report British Association of Science, 813-852.
^ Kamb 1959, Theory of preferred orientation developed by crystallization under stress, J. Geophys. Res., 67, 153-170
^ Passchier, C.W, & Trouw, R.A.J. 2005, Microtectonics, Springer, 366pp.

[Klein-1] ¹ ² ³ ⁴ * Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., Wiley, ISBN 0-471-80580-7

[2] Cleavage

[3] 1997. Specifications And Guidelines For Bedrock Mapping In British Columbia, Appendix VII: Glossary of Selected Geologic Terms, Resources Information Standards Committee, British Columbia Government

[Brodie-4] ¹ ² Report of IUGS sub-commission on the systematics of metamorphic rocks

[Cosgrove-5] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Price, N.J. & Cosgrove, J.W. 1990. Analysis of geological structures. Cambridge University Press, 520pp.

[6] rock-cleavage: Web Search Results from Answers.com

[7] Ramsay, J.G. & Huber, M.I. 1987. The techniques of modern structural geology: Volume 2, Academic Press, 391pp.

[8] Sorby, H.C. 1853. On the origin of Slaty-cleavage, New Philosophical Journal Edinburgh, 55, 137-148.

[9] March 1932. Mathematishce Theorie der Regelung nach der Korngestalt bei affiner deformation. Zeit Krist., 81, 285-297.

[10] Harker, A. 1884, On Slaty-cleavage and Allied Rock Structures, Report British Association of Science, 813-852.

[11] Kamb 1959, Theory of preferred orientation developed by crystallization under stress, J. Geophys. Res., 67, 153-170

[12] Passchier, C.W, & Trouw, R.A.J. 2005, Microtectonics, Springer, 366pp.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: פצילות
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: פצילות