הצגת המקור של הדף "תצורת חתרורים"

{{יחידת סלע
| תקופה = פלאוגן
| שם = תצורת חתרורים
| תמונה = [[קובץ:Hatrurim Location Hebrew.jpg|300px]]
| כיתוב = מיקום תצורת חתרורים
| סוג = [[תצורה (גאולוגיה)|תצורה]]
| גיל = [[פלאוקן]] – [[אאוקן]] {{טווח מאובנים|56|66}}
| ליתולוגיה = [[חוואר]], [[קירטון]] ו[[חרסית]] שעברו [[התמרה]] בחום גבוה
| קרויה על שם = [[בקעת חתרורים]] ליד [[ערד]]
| השם נקבע על ידי = [[יעקב בן-תור]] ו[[עקיבא פרומן]] ב-1949
| אזור = [[בקעת חתרורים]] ו[[מעלה אדומים]]
| מדינה = ישראל
| חלק מ = [[חבורת הר הצופים]]
| יחידת סלע מתחת = [[תצורת מישאש]]
| יחידת סלע מעל = אין
| עובי = מעל ל-60 מטרים
}}
'''תצורת חתרורים''' היא [[תצורה (גאולוגיה)|תצורה]] [[גאולוגיה|גאולוגית]] ב[[חבורת הר הצופים]] מתקופת ה[[פלאוקן]], שזמנה לפני 66 מיליון שנים. התצורה מתאפיינת בצבעוניות יוצאת דופן ובמגוון של [[מינרל]]ים נדירים.

== תיאור, כינויים ושמות==
ה[[סלע]]ים של תצורת חתרורים מופיעים כ[[מחשוף (גאולוגיה)|מחשופים]] צבעוניים, בגוונים של [[ירוק]], [[אדום]] ו[[שחור]]. צורתם אינה מסודרת, ואין בהם מבנה של [[שכבה (גאולוגיה)|שכבות]] על אף שמקורם ב[[סלע משקע|סלעי משקע]]. בתוך הסלעים [[עורק (גאולוגיה)|עורקים]] וסדקים רבים, צבעוניים אף הם, בגוונים של ירוק, [[סגול]], [[צהוב]] ו[[לבן]].

הצבעוניות של הסלעים במורד הדרך מ[[ירושלים]] לים המלח (הניכרת בייחוד אחרי גשם) משכה תשומת לב בזמנים קדומים. בראש המעלה מבחינים ב[[סלע]]ים צבעוניים, חלקם בצבע אדום שנתנו לדרך את שמה - [[דרך מעלה אדומים]].{{הדגשה|וְעָלָה הַגְּבוּל דְּבִרָה מֵעֵמֶק עָכוֹר וְצָפוֹנָה פֹּנֶה אֶל הַגִּלְגָּל אֲשֶׁר נֹכַח לְמַעֲלֵה אֲדֻמִּים אֲשֶׁר מִנֶּגֶב לַנָּחַל|[[ספר יהושע]], [[S:יהושע טו|ט"ו, ז']]}}. גם שמות ב[[ערבית]] למקומות לאורך הדרך מתייחסים לצבע הסלעים: "חאן אל אחמר" (החאן האדום), "טלאת א-דם" (מעלה הדם) ו"קלעת א-דם" (מבצר הדם).

האזור בו מופיעים הסלעים הצבעוניים זכה לכינוי "האזור המגוון" ("The Mottled Zone"),{{הערה|[[יהודה פיקרד]], ''Geological research in the Judean Desert''{{כ}}, Jerusalem: Goldberg press{{כ}}, 1931, עמ' 108}} כינוי המקובל גם בימינו. את השם חתרורים לתצורה נתנו ב-1949 [[יעקב בן-תור]] ו[[עקיבא פרומן]] על בסיס השם ב[[ערבית]] "אל חתרורה" המופיע בשני מקומות בארץ: ב[[בקעת חתרורים]], וב[[אכסניית השומרוני הטוב]], בראש דרך מעלה אדומים, הקרויה "חאן אל חתרור" או "חאן חתרורה". בשני המקומות מצויים הסלעים הצבעוניים האופייניים לתצורת חתרורים.

==תפוצה==
[[מחשוף (גאולוגיה)|מחשופים]] של סלעים מתצורת חתרורים מופיעים בכמה מקומות באזור [[יהודה (חבל ארץ)|יהודה]]: מחשופים קטנים סמוך ל[[כביש ירושלים-תל אביב]] מול [[כפר שמואל]], ליד [[כפר אוריה]] וממערב לעיירה [[תרקומיא]]; מחשופים גדולים יותר ב[[מעלה אדומים]], במצודת [[הורקניה]], באזור [[חגיגות נבי מוסא#מתחם הקבר|נבי מוסא]], ובג'בל חָרמון (מצפון לבקעת הורקניה). המחשוף הגדול ביותר, בשטח של כמה עשרות קמ"ר, נמצא ב[[בקעת חתרורים]] מדרום מזרח ל[[ערד]]. מחשופים נוספים מוכרים ב[[ירדן]]: מָקָרין בצפון ירדן, סווילה במרכזה, ודבא-סיווקה מזרחית ל[[ים המלח]]. כל המחשופים הידועים של תצורת חתרורים מופיעים בתוך [[קער]]ים גאולוגיים – סינקלינות. סך כל שטח המחשופים של תצורת חתרורים מגיע לכמה מאות קמ"ר.

==סטרטיגרפיה ופטרולוגיה==
החתך ה[[סטרטיגרפיה|סטרטיגרפי]] של אזורים בהם קיימים מחשופי הסלעים של תצורת חתרורים נראה כך (מלמטה כלפי מעלה):
*[[חבורת יהודה]]
*[[חבורת הר הצופים]]
**[[תצורת מנוחה]] מ[[לוח הזמנים הגאולוגי|גיל]] ה[[סנטון]]
**[[חצורת מישאש]] סלעי [[צור (סלע)|צור]] מגיל ה[[קמפן (גיל גאולוגי)|קמפן]].
**סלעי תצורת חתרורים.
לעומת זאת, חתך אופייני שנעשה ב[[בקעת צין]], אזור שעבר אותם תהליכים גאולוגיים, אבל אינו מכיל את תצורת חתרורים, נראה כך:
*[[חבורת יהודה]]
*[[חבורת הר הצופים]]
**[[תצורת מנוחה]] מגיל הסנטון
**תצורת מישאש סלעי [[צור (סלע)|צור]] מגיל ה[[קמפן (גיל גאולוגי)|קמפן]].
**סלעי פוספוריט (מהם מפיקים [[פוספטים]]) 
**[[תצורת ע'רב]] שכבות של [[קירטון]] ו[[חוואר]] בהירים מגיל ה[[מאסטריכט (גיל גאולוגי)|מאסטריכט]]
**[[תצורת טקיה]] שכבות של חוואר ו[[חרסית]] בגוון ירקרק מתקופת ה[[פלאוקן]].
*[[חבורת עבדת]] - [[אבן גיר]] וקירטון עם עדשות צור מתקופת ה[[אאוקן]]
*[[תצורת חצבה]] - חול וחלוקים ששקעו בסביבה יבשתית מתקופת ה[[נאוגן]].
השכבות של תצורת טקיה וע'רב ספוגות ב[[ביטומן]], חומר אורגני שלעיתים הוא מהווה עד 20% ממשקל הסלע. סלעים רווי ביטומן אלו מכונים [[פצלי שמן]] וניתן לנצלם להפקת אנרגיה על ידי שריפת הסלעים.{{הערה|לחברת פמ"א (פיתוח משאבי אנרגיה) מתקן בסמוך למפעל [[רותם אמפרט]] השורף פצלי שמן ומייצר [[קיטור]] וחשמל}}

מהשוואת שני החתכים הסטרטיגרפיים ניתן לראות כי סלעי חתרורים מצויים במקום כמה שכבות סלע: תצורת ע'רב, תצורת טקיה, חבורת עבדת וכו'.

==היסטוריה של חקר התצורה==
המאפיינים הייחודים לסלעים של תצורת חתרורים: הצבעוניות, היעדר השכבות בסלעי משקע, והעורקים הצבעוניים המרובים משכו תשומת לב של חוקרים רבים ב[[המאה ה-19|מאה ה-19]] וב[[המאה ה-20|מאה ה-20]]. החוקרים העלו השערות מרובות לאופן היווצרות הסלעים: [[התפרצות געשית]], תנאים מיוחדים בהם בו הורבדו סלעי המשקע, קיומם של [[עפרה (מחצב)|עפרות]] [[ברזל]] מתחת לסלעים ואפילו פגיעת [[מטאוריט]] או [[כוכב שביט]].

באמצע [[שנות ה-60 של המאה ה-20]] גילתה קבוצת חוקרים מ[[האוניברסיטה העברית בירושלים]] ו[[המכון הגיאולוגי לישראל]] שכללה את [[יעקב בן-תור]], [[שולמית גרוס]] ו[[ליזה הלר-קלאי]] כי לסלעים בתצורת חתרורים מאפיין ייחודי נוסף - הרכבם ה[[מינרלוגיה|מינרלוגי]]. אנליזה של הסלעים גילתה בהם [[מינרל]]ים נפוצים דוגמת [[וולאסטוניט]], [[דיופסיד]], [[גארנט]]ים ו[[אנורתיט]], אבל גם מינרלים נדירים דוגמת [[ספוריט]] (Ca<sub>5</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>), [[בראונמילריט]] (Ca<sub>2</sub>(Al,Fe)<sub>2</sub>O<sub>5</sub>), [[גהלניט]] ([Ca<sub>2</sub>Al[AlSiO<sub>7</sub>) ו[[לרניט]] (Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>) היציבים בטמפרטורות גבוהות וידועים ממקומות בהם [[סלע גיר|סלעי גיר]] [[צורן|צורניים]] עברו [[התמרה#התמרת מגע|התמרת מגע]] מ[[מחדר פלוטוני|מחדרים]] של [[סלע געשי|סלעים געשיים]], בעיקר [[בזלת]]. סביבה נוספת שבה מופיעים מינרלים אלו היא מעשי ידי אדם - ב[[צמנט פורטלנד]], מוצר בסיסי של תעשיית ה[[בנייה]]. תהליך ייצור הצמנט דומה לתהליך המתרחש בזמן התמרת המגע - חימום תערובת של קירטון וחרסית בטמפרטורה גבוהה (1,300°C).

שולמית גרוס הרחיבה את חקר המינרלים, וב-1977 פרסמה [[עבודת מחקר]] שבה תיארה 123 מינרלים שונים שנתגלו בתצורת חתרורים. חמישה מהם התגלו קודם לכן באתר בודד אחד בעולם, ושמונה היו ידועים רק כתוצרים סינתטיים של תעשיית ה[[מלט]]. גרוס גילתה גם מינרלים חדשים. היא תיארה שניים מהם וקראה להם [[בנתוריט]] (על שם פרופ' [[יעקב בן-תור]]) ו[[יעלימיט]] (על שם [[הר יעלים]] ו[[נחל יעלים]], [[תוואי שטח]] בולטים בבקעת חתרורים). היא זיהתה מינרל חדש שלישי אך לא הספיקה לתארו, ואת המלאכה השלימו דיטמר ובר (Dietmar Weber) ואדולף בישוף (Adolf Bischoff), צמד מינרלוגים [[גרמנים]] בשנת [[1994]], והם קראו למינרל [[גרוסיט]] לכבודה.

בחינה של סלעי תצורת חתרורים העלתה כמה תמיהות:
*המינרלים שזוהו בתצורת חתרורים נוצרים בטמפרטורות גבוהות. הם מופיעים בסלעי משקע ימיים כשלא ברור מהו מקור החום שיצר אותם. אין בקרבתם שום מחדר [[מאגמה|מגמטי]] או סימנים ל[[התפרצות געשית|פעילות געשית]].
*במקומות אחרים בעולם שבהם נוצרים מינרלים מסוג זה בהתמרת מגע, כתוצאה ממחדר מגמטי, מצויים הסלעים המותמרים במרחק של מטרים ספורים מהמחדר בעוד שתצורת חתרורים משתרעת על מחשופים ששטחם מגיע לעשרות קמ"ר.
*מדוע יש הבדל בין החתך הסטרטיגרפי של חבורת הר הצופים בין אזורים בהם קיימת תצורת חתרורים לאזורים דרומיים יותר, כך שבמקומות בהם קיימת תצורת חתרורים היא תמיד השכבה העליונה ביותר כשהיא מחליפה את תצורת ע'רב ולעיתים גם את תצורת טקיה?
*מדוע מופיעה תצורת חתרורים ב[[קער]]ים (סינקלינות) בלבד?

==התאוריה של היווצרות התצורה==
את תחילת הפתרון לתעלומה הציעו לראשונה ב[[שנות ה-20 של המאה ה-20]] צמד גאולוגים [[בריטים]], ברייס ויילי (Bryce Kerr Nairn Wyllie, נפטר ב-1952) וג'ורג' ליס (George Martin Lees,{{כ}} 1898–1955) שעבדו עבור [[חברת הנפט האנגלו-פרסית]] (Anglo-Persian Oil Company) וסקרו עבורה שטחים ב[[המזרח התיכון|מזרח התיכון]]. השניים טענו כי ההתמרה של סלעי המשקע הימיים התרחשה כתוצאה מחום גבוה שמקורו בשריפה של הביטומן שהיה ספוג בסלעים של תצורת ע'רב וטקיה. קיומם של המינרלים של טמפרטורות גבוהות שכנע את הצוות של בן-תור בנכונות ההשערה. הוכחה נוספת לכך שסלעי חתרורים הם תוצאה של חימום הם עמודונים [[מנסרה (גאומטריה)|פריזמטיים]] השכיחים באזור המגע בין סלעי חתרורים לסלעי הסביבה. העמודונים דומים בצורתם וכנראה גם בדרך יצירתם לעמודונים דומים דוגמת העמודים ה[[משושה|משושים]] של [[בריכת המשושים]] או העמודונים מ[[אבן חול|אבן החול]] ב[[המנסרה|מנסרה]] שב[[מכתש רמון]]. זוהי תופעה מוכרת הנובעת מהתקררות גופים חמים.

קיומו של הביטומן בסלעים אין בו די על מנת לגרום לשריפה. לשם כך נחוץ גם [[חמצן]]. פצלי השמן באזור [[נחל אפעה]] (שם ממוקם מפעל פצלי השמן של חברת [[פמ"א]]) אינם נדלקים מעצמם משום שהם קבורים תחת שכבות של סלעי משקע. אבל מהרגע שהסלעים נחשפים לאוויר זו רק שאלה של זמן עד שהסלעים ידלקו מעצמם, ואכן במהלך 2010 התרחשה בעירה כזו והיא נמשכה למעלה מחודש.{{הערה|{{הארץ|צפריר רינת|השריפה התת-קרקעית בקרבת דימונה עוד לא כובתה, על אף שעבר יותר מחודש|1.1237152|27 בדצמבר 2010}}}} מחקר תצורת חתרורים התמקד, בין השאר, ב[[תיארוך]] אירוע ההתמרה, והוא התבסס על שיטות המאפשרות תיארוך האירוע בלא קשר לגיל של שכבת הסלע המקורית. מחקר שביצע פרופ' [[יהושע קולודני]] ב-1971, תוך שימוש בשיטת "עקבות ביקוע" של [[אורניום]] בגבישי [[אפטיט]] מותמרים באזור [[בית סחור]] קבע שההתמרה של סלעי חתרורים התרחשה לפני כ-16 מיליון שנים. ב-1990 השתמש [[אבי בורג]] בשיטה של מדידת יחסים בין [[איזוטופ]] של [[אשלגן]] הדועך ל[[ארגון]] ומצא כי בבקעת חתרורים היו שני אירועי התמרה. האחד ב[[מיוקן]] (לפני 16 מיליון שנים) והשני ב[[פליוקן]] (לפני פחות מ-3 מיליון שנים). ממצאיו אוששו 5 שנים מאוחר יותר במחקר של צוות חוקרים בראשות דפנה גור, שהשתמשה ביחסים בין שני איזוטופים של ארגון (Ar<sup>39</sup> ו-Ar<sup>40</sup>). כיוון שגיל השכבות של תצורות ע'רב וטקיה עתיק הרבה יותר (בין 60 ל-70 מיליון שנים) ברור שאירוע ההתמרה התרחש זמן רב לאחר שסלעי המשקע של תצורות אלו הורבדו בים. הוכחה נוספת לכך מהווים גם חלוקי אבן וחול המצויים על גבי הסלעים המותמרים. בבדיקת הרכבם התברר כי גם הם עברו התמרה. חלוקי אבן אלו אינם מכילים ביטומן ומכאן נובע שההתמרה שעברו היא תוצאה של שריפת הסלעים שמתחתם. כיוון שחלוקי האבן הגיעו אל הסלעים כגופי סחף, ברור כי השריפה התרחשה אחרי שנוצרה מערכת הניקוז שהובילה אותם לשם, וזו התפתחה עם היווצרות [[בקע ים המלח]] לפני כ-3 מיליון שנים.

===תהליכי הבעירה===
להתלקחות הסלעים נדרשים כמה תנאים. ראשית, אספקת חמצן סדירה. זו מתרחשת רק כאשר הסלעים הספוגים בביטומן נחשפים לפני השטח כאשר תהליכי [[בליה]] מסירים את הסלעים מעליהם. שנית, הצתה מהירה, שאם לא כן החומר הביטומני שבסלעים [[חימצון|יתחמצן]] ולא יבער. ושלישית, שבסלע ייווצרו סדקים שיובילו את החמצן לעומק הסלע. תהליכי הבליה אינם אחידים, ולכן אירוע הבעירה התרחש בכל מחשוף בתקופה שונה, ולפעמים בכמה שלבים באותו מחשוף. בגלל התלות בחמצן מוגבל עומק החדירה של הבעירה מתחת לפני השטח לכמה עשרות מטרים, והוא מותנה בעומק הסדקים שדרכם מגיעה אספקת החמצן לבעירה. בקידוח שנעשה בבקעת חתרורים נמצאו סלעי המקור הספוגים בביטומן מתחת ל-60 מטרים של סלעים מותמרים.

תהליך הבעירה העיקרי החל עם יצירת בקע ים המלח (כאמור לפני כ-3 מיליון שנים) שגרם לסידוק ולתהליכי [[סחיפה]] שבהם הוסרו סלעי [[תצורת חצבה]] ונחשפו הסלעים הספוגים בביטומן. החומר האורגני ניצת כמעט מיד לאחר החשיפה לאוויר. הבעירה יצרה סדקים נוספים, הן בשל השתחררות גזים ([[פחמן דו-חמצני]] ו[[אדי מים]]), והן בשל הצטמצמות הסלע לאחר התמרתו. דרך הסדקים שנוצרו חדר אוויר והחמצן שבתוכו הבעיר מוקדים נוספים. סדקים אלו נעלמו בסופו של דבר בשל תהליכי גיבוש מחדש וקריסת הסלעים, למעט מקומות שבהם חדר חול לסדקים. החום הגבוה גרם להתמרה של החול והוא מנע את סגירת הסדקים, לדוגמה, סמוך לסינקלינת מורג. את מוקדי הבעירה ניתן לזהות כיום לאורך [[כביש ירושלים-יריחו]] במרחק של כמה מטרים עד כמה עשרות מטרים ביניהם בצורת גוון שחור המעיד על התפחמות החומר האורגני בסלעי הפוספוריט בגג תצורת מישאש שמתחת לסלעים שעברו התמרה.

על פי הרכב המינרלים ניתן לקבוע כי הטמפרטורות ששררו בעת הבעירה היו 
בתחום 900°C-400°C, כאשר קיומו של המינרל [[וולאסטוניט|פסאודווולאסטוניט]] במקומות מסוימים מעיד כי היו מוקדי בעירה שבהם הגיעה הטמפרטורה ל-1,100°C. על סמך העובדה שלא זוהו סימני התכה בסלעי חתרורים ברור שהטמפרטורה לא הגיעה ל-1,300°C. שולמית גרוס הצליחה לייצר במעבדה את רוב המינרלים הבונים את סלעי חתרורים על ידי חימום של סלעים מתצורת ע'רב ומתצורת טקיה לטמפרטורת ההתמרה המשוערות. ה[[בדווים]] בירדן הצליחו להפיק [[סיד]] באמצעות שריפת הסלעים. הטמפרטורה הנדרשת על מנת להפיק סיד מאבן הגיר היא כ-700°C.

על סמך הנחות לגבי [[הולכת חום]] של סלעים, וקביעת גבולות עליונים ותחתונים למשך הבעירה העריכו קולודני ובורג כי בכל מוקד נמשכה הבעירה בין 300 ל-1,000 ימים. כיוון שנפח הסלעים המותמרים המופיעים בתצורת חתרורים גדול מאוד ברור שהיה מספר גדול מאוד של מוקדי בעירה. הסלעים לא בערו באירוע אחד, אלא סביר להניח שהבעירה התפשטה באיטיות ממוקד אחד שגרם להיסדקות הסלע, חדירת חמצן לסדקים, [[בעירה ספונטנית|הצתה ספונטנית]] ויצירת מוקד חדש. תהליך היצירה של המחשוף כולו נמשך כנראה אלפי או אף עשרות אלפי שנים.

===פטרולוגיה ומינרלוגיה===
בחינה של הסלעים בתצורת חתרורים גילתה את כל התחום שבין יחידות סלע שלא הותמרו (כלומר שייכות לתצורת ע'רב ותצורת טקיה), סלעים שהתמרתם נמוכה (מכילים מינרלים של טמפרטורות התמרה נמוכות) וסלעים הבנויים ממינרלים של טמפרטורה גבוהה בלבד, כלומר עברו התמרה מלאה. ניתן לזהות בקלות את סוג הסלעים המקורים (ה[[פרוטולית]]ים) שמהם נוצרו הסלעים המותמרים. יותר מכך, הבדלים בתכולת ה[[חרסית]] של סלעים, שלא קל להבחין בהם בסלעים "רגילים", מודגשים הרבה יותר בסלעים אלו לאחר התמרה. משמע, ההתמרה לא רק שאינה מסווה את הסלעים המקוריים, אלא היא גם מחדדת את ההבדלים ביניהם. הסלעים שעברו התמרה מלאה בולטים בגונם הכהה ומשתרעים על פני שטח שיכול להגיע לכמה מאות מטרים רבועים. הם קשים, יוצרים [[מצוק]]ים, ומכילים מינרלים נדירים דוגמת [[ספוריט]], [[גהלניט]], ו[[בראונמילריט]].

ניתן לקבוע את הטמפרטורה שבה "נאפה" סלע המקור על סמך הרכב המינרלים שבו. סלעי המקור כדוגמת [[קירטון]] מכילים בעיקר [[קלציט]] שמקורו בשלדי [[מיקרואורגניזם|מיקרואורגניזמים]]. היצורים הנפוצים בקירטון הם ה[[קוקוליתופורידים|קוקליטים]] (סוג של [[אצות|אצה]] היוצרת לוחות גיר דקים) וה[[חוריריות]] (סוג של [[חד תא|יצור חד-תאי]]) כמו כן יש בסלעים מעט [[צורן דו-חמצני]] שגם מקורו בשלדי מיקרואורגניזמים כדוגמת [[צורניות]], סוג של [[פלנקטון]] ו[[קרנוניות]], סוג של [[חד-תאיים]], החיים בעיקר באזורים עמוקים וקרים של הים, וחרסיות (אלומו-סיליקטים). בעת שסלעים נחשפים לטמפרטורה גבוהה של כמה מאות [[מעלות צלזיוס]] מתחילה [[תגובה כימית]] בין המרכיבים ונוצרים מרכיבים חדשים. לדוגמה, בטמפרטורות גבוהות מ-350°C, ובהיעדר לחץ{{הערה|לחץ יכול למנוע את הריאקציה ונדרש חום גבוה יותר}} מתחוללת ה[[תגובה כימית|תגובה הכימית]] הבאה, המכונה "ריאקצית וולאסטוניט":
<div style="text-align: left;">
: <math>\mathrm{CaCO_3 + SiO_2 \;\overrightarrow{\longleftarrow}\; CaSiO_3 + CO_2\uparrow}</math>

: <big>[[פחמן דו-חמצני]] + [[וולאסטוניט]]  <math>\overrightarrow{\longleftarrow}</math>       [[קוורץ]]  +   [[קלציט]]</big>
</div>

מכיוון שאחד התוצרים בתגובה הכימית, הגז [[פחמן דו-חמצני]], מתנדף, [[שיווי משקל כימי|שיווי המשקל הכימי]] על פי [[עקרון לה שטליה]] נוטה לכיוון התוצרים של התגובה, כלומר התגובה נמשכת עד סיומה ואינה הפיכה מטבעה. מכאן נובע שהימצאות וולאסטוניט בסלע מעידה על טמפרטורה גבוהה מ-350°C, אבל נמוכה מ-500°C, משום שבטמפרטורה זו הופך הוולאסטוניט לספוריט בתגובה הבאה:
<div style="text-align: left;">
: <math>\mathrm{3CaCO_3 + 2CaSiO_3 \;\overrightarrow{\longleftarrow}\; Ca_5[CO_3,(SiO_4)_2] + 2CO_2\uparrow}</math>

: <big>[[פחמן דו-חמצני]]    +           [[ספוריט]]     <math>\overrightarrow{\longleftarrow}</math>       [[וולאסטוניט]]     +      [[קלציט]]</big>
</div>
ואכן ספוריט, שהוא מינרל נדיר יחסית בעולם, נפוץ בסלעי תצורת חתרורים ומהווה מרכיב עיקרי ב"שיש ערד" (ראו פסקת שימושים).

תופעה נוספת שהתרחשה בזמן ההתמרה היא ריכוז [[יסוד (כימיה)|יסודות]], בעיקר [[גופרית]] שמקורה בחומר האורגני ו[[מתכת|מתכות]], אף הם מהחומר האורגני או מסלעי הפוספוריט שבגג תצורת מישאש. דוגמאות: 
*בסלעי ה[[חוואר]] של תצורת טקיה יש [[תרכיז (גאולוגיה)|תרכיזים]] של [[פיריט]] ([[סולפיד]] ה[[ברזל]] - FeS<sub>2</sub>). בהתמרה הופך הברזל ל[[תחמוצת ברזל|תחמוצות ברזל]], שאחת מהם, המינרל [[מגהמיט]] (γ-Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) הוא [[פרומגנטיות|פרומגנטי]]. את התוצאה רואים בסלעי החוואר המותמרים של תצורת טקיה הצהבהבים-ירקרקים המופיעים בבקעת חתרורים בלבד. בסלעים אלו יש תרכיזים כדוריים בקוטר של כמה ס"מ שגונם שחור השקועים בסלע, וכל אחד מהם מתנהג כ[[מגנטיות|מגנט]].
*תהליך [[מטאסומטיזם]] (התמרה בשל פעולת מים חמים) ממצה את המתכת [[כרום]] ומרכז אותה לתוך סדקים שבהם היא מתגבשת כמינרל הירוק [[וולקונסקואיט]] ((Ca<sub>0.3</sub>(Cr<sup>+3</sup>,Mg,Fe<sup>+3</sup>)<sub>2</sub>(Si,Al)<sub>4</sub>O<sub>10</sub>(OH)<sub>2</sub>&middot;4(H<sub>2</sub>O). מינרל זה מופיע כעורקים ירוקים בתוך "שיש ערד". מינרל כרום נוסף, נדיר הרבה יותר, הוא המינרל הסגול [[בנתוריט]] ((Ca<sub>6</sub>(Cr,Al)<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>(OH)<sub>12</sub>•26(H<sub>2</sub>O).

==תצורת חתרורים בהשוואה ליצירת מלט ובטון==
כאמור, תהליך ההתמרה של תצורת חתרורים דומה לתהליך יצירת [[צמנט]]. הצמנט הידוע ביותר, [[צמנט פורטלנד]], הומצא בבריטניה על ידי אייזק ג'ונסון (Isaac Johnson), ומעבידו ג'וזף אספדין (Joseph Aspdin) רשם עליו פטנט ב-1824. בתהליך הבסיסי מערבבים אבקת [[אבן גיר]], [[חרסית]] וחול ים [[קוורץ|קוורצי]]. את התערובת מחממים לטמפרטורה גבוהה (עד 1600 מעלות [[צלזיוס]]). את התוצר המכונה קלינקר טוחנים לאבקה אפורה המוכרת כמלט. התהליך ליצירת צמנט זהה לתהליך ההתמרה הטבעי שהתחולל בתצורת חתרורים ואכן מוצאים בצמנט פורטלנד שני מינרלים המצויים גם בתצורת חתרורים, [[לרניט]] (Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>), המצוי באופן טבעי גם במקומות אחרים בעולם באזורי מגע בין אבני גיר ל[[בזלת]], ו[[חתרוריט]] (Ca<sub>3</sub>SiO<sub>5</sub>), מינרל שלא נמצא מעולם בטבע לפני כן וקרוי על שם התצורה.

מהצמנט מכינים [[בטון]] על ידי ערבובו עם [[חול]], [[חצץ]] ו[[מים]]. ביצירת הבטון מעורבים שני תהליכים כימיים, קליטת מים (הידרטציה) וספיחת [[פחמן דו-חמצני]] מהאוויר ויצירת [[פחמה]]. בעקבות תהליכים אלו נוצרים בתערובת קבוצה חדשה של מינרלים המכונה "מינרלי בטון", המקנים לבטון את החוזק והעמידות. גם בטבע מתרחש תהליך זה, כאשר גשמים יורדים על תצורת חתרורים מתחיל תהליך איטי, בעיקר לאורך סדקים, של הפיכת המינרלים שנוצרו בהתמרה ("מינרלי מלט") למינרלי בטון, תהליך שהוא סוג של בליה. בפועל מהווים מינרלי ההתמרה של טמפרטורה גבוהה (מינרלי המלט) את עיקר הסלעים של תצורת חתרורים וגונם כהה, בעוד שמינרלי הבטון מצויים בעורקים וסדקים וגונם בהיר.

==שימושים==
השימוש העיקרי בסלעי תצורת חתרורים הוא כאבן דקורטיבית לבניין. בסוף המאה ה-19 נתגלתה אבן ירוקה במחשופי תצורת חתרורים שליד [[בית סחור]]. האבן כונתה בפי החוצבים הערבים "מיזי אחדר" ("אבן ירוקה") ושימשה לקישוט בתי פאר, בין השאר היא מקשטת אולמות ב[[מלון המלך דוד]]. אחד מתוצרי ההתמרה של [[אבן גיר]] הוא [[שיש]]. בהתמרה שבה נוצרה תצורת חתרורים נוצרה אבן שחורה-חומה שעוברים בה גידים ועורקים בהירים. אבן זו נחצבה בבקעת חתרורים ושווקה תחת השם "שיש ערד" כאבן בניין ששימשה לציפוי מבנים ומטבחים וכאבן מרצפת.

שימוש אחר לתצורת חתרורים היה בבחינת הבליה של בטון תעשייתי. קבוצת מחקר בינלאומית רצתה לבדוק את עמידות הבטון לבליה לאורך זמן ממושך על מנת לקבל החלטה האם ניתן לקבור חומרים [[רדיואקטיביות|רדיואקטיביים]] בבטון מתחת לקרקע. כיוון ש[[זמן מחצית חיים]] של חומרים רדיואקטיביים יכול להיות ארוך מאוד, לא ניתן לבדוק את הבליה של בטון תעשייתי, שייצורו החל רק במחצית הראשונה של המאה ה-19. לשם כך נעשה המחקר במחשוף חתרורים שליד מָקָרין בצפון ירדן, שם עברו הסלעים את תהליך הבליה (כלומר מעבר ממינרלי מלט למינרלי בטון) במלואו, והם כיום גושים הבנויים ממינרלי בטון, ולכן יכלו לשמש להדמיה של התנהגות ועמידות בטון לאורך זמן.

בבקעת חתרורים (לא הרחק מצומת חתרורים והעיר ערד) התגלו בתי מלאכה לייצור כלים דו פניים מסלעים המכילים [[לרניט]] (Larnite bearing rock). ידועים שלושה אתרי חציבה וסיתות שבהם חצבו את חומר הגלם (בולבוסי לרניט) וסיתתו מהם גרזנים וכילפות (Hatchet\Adzeׂׂ), כלים נפוצים ב[[התקופה הנאוליתית|תקופה הנאוליתית]] ו[[התקופה הכלקוליתית|הכלקוליתית]]. לא ידוע מאין באו סתתי הלרניט ולאן נלקחו הכלים שיצרו.

==לקריאה נוספת==
<div style="direction: ltr;">
* Gross, S., 1977. ''The mineralogy of the Hatrurim formation''. Israel. Geol. Surv. Isr. Bull. 70, 80 p. (המאמר של שולמית גרוס על תצורת חתרורים)
*Burg, A., Starinsky, A., Bartov, Y. and Kolodny, Y., 1992. ''Geology of the Hatrurim formation ("Mottled Zone") in the Hatrurim basin''. Isr. J. Earth sci., V. 40, pp. 107-124.
*Vardi J. 2015. Larnite-Bearing Rock—The Discovery of a New Source of Raw Material in the Production of Neolithic and Chalcolithic Bifacial Tools. Archaeometry 57:20-35.
</div>

==קישורים חיצוניים==
* {{מטח|אבי בורג; [[יהושע קולודני]]| סלעים בוערים בישראל - בית חרושת טבעי למלט ולבטון|10169}} - פורסם לראשונה בכתב העת [[גליליאו (כתב עת)|גליליאו]].
*[http://earth.wiki.huji.ac.il/index.php/%D7%AA%D7%A6%D7%95%D7%A8%D7%AA_%D7%97%D7%AA%D7%A8%D7%95%D7%A8%D7%99%D7%9D תצורת חתרורים] - אתר האנציקלופדיה למדעי כדור הארץ של המכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית
*[http://www.mindat.org/loc-2063.html Hatrurim Formation, Negev desert, Israel] אתר Mindat - הדף מכיל רשימת מינרלים שנתגלו בתצורת חתרורים, כשהמינרלים שנתגלו לראשונה בתצורת חתרורים מודגשים.

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:ישראל: תצורות גאולוגיות|חתרורים, תצורה]]
[[קטגוריה:ישראל: גאוגרפיה]]