علوم تجربی

science

کانی ها

انواع کانی از نظر نحوه تشکیل

کانی اولیه یا درون زاد

کانی‌های درون زاد همان طور که از نامشان پیدا است، در درون زمین یعنی کیلومترها زیر زمین تشکیل شده‌اند. ماده اصلی تشکیل دهنده کانی‌های درون زاد و بطور کلی مادر همه کانی‌ها جسم سیال خمیر مانندی است که به نام ماگما خوانده می‌شود. با توجه به نحوه تشکیل کانی‌‌های مختلف از ماگما ، می‌توان مراحل مختلفی برای تشکیل کانی‌ها تشخیص داد که این مراحل شامل مراحل ماگمایی اولیه ، پگماتیتی ، پنوماتولیتیک و گرمابی است.

کانی‌های ثانویه یا برون زاد

این کانی‌ها از تغییر و تبدیل کانی‌های اولیه یا درون زاد بوجود می‌آیند. کانی‌های اولیه عموما در شرایط فشار و درجه حرارت بالا تشکیل شده‌اند و به همین خاطر این کانی در شرایط سطح زمین که متفاوت با شرایط تشکیل آنها می‌باشد چندان سازگار نیستند. کانی‌های اولیه برای سازگار شدن با شرایط سطح زمین ، خرد و تجزیه شده و به کانی‌های ثانویه یا برون زاد تبدیل می‌شوند. فرآیندهای مختلفی همچون هوازدگی ، رسوبی و بیولوژیکی به تشکیل کانی‌های ثانویه کمک می‌کنند.

انواع کانی‌ها

تاکنون سه هزار کانی در دنیا شناخته شده است. برای مطالعه آنها ابتدا باید به طریقی آنها را طبقه بندی کرد. اولین طبقه بندی نسبتا علمی کانی‌ها را ابوعلی سینا ، دانشمند ایرانی انجام داده است. در این تقسیم بندی کانی‌ها به چهار گروه اصلی سنگ‌ها و مواد خاکی ، مواد سوختنی ، نمک‌ها و فلزات تقسیم می‌شدند. امروزه کانی‌ها را بر اساس نحوه تشکیل ، ترکیب شیمیایی و ساختمان آنها طبقه بندی می‌کنند. بر اساس ترکیب شیمیایی و ساختمان داخلی کانی‌ها می‌توان آنها را به انواع زیر تقسیم کرد.
  • کانی‌هایی که دارای اتم های آزاد بوده و شامل کانی‌هایی هستند که بطور آزاد و به شکل عنصر در طبیعت یافت می‌شوند.
  • کانی‌هایی که از ترکیب کاتیون‌ها با آنیون‌های ساده تشکیل شده‌اند و شامل سولفورها ، هالیدها و اکسیدها هستند.

شناسايى کانى‌ها

زمين‌شناسان براى شناسايى کانى‌ها از روش‌هاى گوناگونى، مانند رنگ‌ شعله، طيف نورى، ميکروسکوپ‌هاى پلاريزان، ميکروسکوپ الکترونى و پرتو ايکس، بهره مى‌گيرند.

رنگ‌شعله. در اين روش تکه‌اى از کانى يا پودر آن را روى شعله نگه مى‌دارند و با دستگاهى به آن مى‌دمند. با تغيير رنگى که در شعله پديد مى‌آيد، مى‌توان برخى از کانى‌ها را شناسايى کرد. سديم رنگ زرد، پتاسيم رنگ نارنجى، منيزيم رنگ قرمز، کلسيم رنگ نارنجى، باريم رنگ سبز مايل به زرد و مس رنگ سبز درخشان، به وجود مى‌آورد.

طيف نور. در اين روش مقدار اندکى از يک کانى را در دستگاهى، که با جرقه‌ى الکتريکى و در فشار زياد کار مى‌کند، قرار مى‌دهند تا کانى بخار شود. در اين حالت، اتم‌هاى عنصرهاى سازنده‌ى کانى، طول موج ويژه‌اى توليد مى‌کنند که پس از عکس‌بردارى مى‌توان با کمک آن‌ها به عنصرهاى سازنده‌ى کانى پى ‌برد.

ميکروسکوپ پلاريزان. در اين روش، ضخامت يک قطعه سنگ را که داراى کانى‌هاى گوناگون است، به اندازه‌اى کم مى‌کنند تا شفاف شود و نور از آن بگذرد. سپس آن را زير ميکروسکوپ پلاريزان بررسى مى‌کنند. اکنون از روى شکل ظاهرى، نوع شکستگى، ضريب شکست نور، رنگ و ديگر ويژگى‌ها، کانى را شناسايى مى‌کنند.

ميکروسکوپ الکتروني. لايه‌ى نازکى از کانى را با اين ميکروسکوپ مطالعه مى‌کننند. باريکه‌ى الکترونى به کانى برخورد مى‌کند و بخشى از آن به کانى جذب مى‌شود که سايه‌اى از کانى روى صفحه‌ى ويژه‌اى به وجود مى‌آورد. بررسى اين سايه از نظر شکل ظاهرى، شکستگى‌ها و ساختمان درونى کانى‌ها، به شناسايى کانى مى‌انجامد.

پرتو ايکس. اين روش در شناسايى کانى‌ها، به‌ويژه کانى‌هايى که ترکيب شيميايى مشابهى دارند، بسيار کارآمد است. پرتوهاى ايکس را به بلور کانى مى‌تابانند. بخشى از اين پرتوها از کانى مى‌گذرد و بخشى پس از برخورد با ذره‌هايى که در گوشه‌هاى شبکه‌ى بلور کانى قرار دارند، بازتاب مى‌يابد. با برسى عکس به دست آمده از اثر اين پرتوها بر فيلم عکاسى، مى‌توان کانى مورد نظر را شناسايى کرد.

شناسايى کانى‌هاى آشنا

به کمک ويژگى‌هاى فيزيکى و شيميايى کانى‌ها، مى‌تـوان به روش‌هاى ساده‌ترى برخى از کانى‌هاى بسيار شناخته شده را شناسايى کرد.

شکل بلور. اندازه‌ى بلورها ممکن است بسيار بزرگ يا بسيار کوچک باشد. در حالى که وزن کانى بريل ممکن است تا 200 تن هم برسيد، برخى کانى‌ها تنها با پرتوهاى ايکس ديده مى‌شوند. شکل کانى‌ها نيز بسيار گوناگون است. با وجود اين، زاويه‌هاى بين سطح‌هاى مشابه در همه‌ى بلورهاى يک کانى همواره يکسان است. براى مثال، بلور نمک، چه بزرگ و چه کوچک، همواره مکعبى شکل است و بين سطح‌هاى خود، زاويه‌ 90 درجه دارد.

سختي. دانشمند اتريشى به نام فردريش موهس(1839-1773) مقياسى براى درجه‌ى سختى کانى‌ها وضع کرد. مقياس او از درجه‌ى يک براى تالک(نرم‌ترين کانى) تا درجه‌ى 10 براى الماس (سخت‌ترين کانى) است. بر اساس اين مقياس، سختى ناخن انسان، 5/2، سکه‌ى مسى 5/3 و چاقوى فولادى قلم‌تراش، 5/5 است. اکنون با توجه با اين که در اثر کشيدن اين چيزها بر سطح کانى، در آن خراش ايجاد مى‌شود يا نه، سختى کانى را اندازه مى‌گيرند و با توجه با سختى، کانى را شناسايى مى‌کنند.

رَخ(کليواژ). رخ به شکستگى کانى‌ها در راستاى سطح صاف، پس از وارد شدن ضربه‌اى شديد، مانند ضربه‌ى چکش، گفته مى‌شود. ميکا در يک جهت مى‌شکند و ورقه ورقه مى شود؛ کوارتز خورد مى‌شود؛ نمک خوراکى رخ سه جهتى قائم و کلسيت رخ سه جهتى غير قائم دارد.

رنگ. برخى کانى‌ها هميشه به يک رنگ ديده مى‌شوند. براى مثال، طلا همواره زرد، مالاکيت، گرافيت هميشه سياه و مالاکيت به رنگ سبز فيروزه‌اى است. رنگ را بايد در سحى که به تازگى شکسته شده است، مشاهده کرد. زيرا هوازدگى رنگ سطح رويى را تغيير مى‌دهد.

اثر بر چينى بدون لعاب. در اين روش کانى را بر چينى بدون لعاب( پشت نعلبکى بخشى که لعاب ندارد) مى‌کشند تا لايه‌ى نازکى از آن بر سطح چينى بماند. کانى‌هاى نافلزى اثر بى‌رنگ يا به رنگ روشن دارند و کانى‌هاى فلزى رنگ‌هاى تيره‌ترى پديد مى‌آورند. براى مثال، کانى زرد رنگ پيريت، رنگ سياه برجاى مى‌گذارد و اثر هماتيت، که بيش‌تر به رنگ خاکسترى و ساه است، قرمز قهوه‌اى ديده مى‌شود.

جلا. جلو يا درخشندگى سطح کانى نيز در شناسايى آن سودمند است. کانى‌هاى فلزى نور را به‌خوبى بازمى‌تابانند و به اصطلاح جلاى فلزى دارند. هاليت و کوارتز، جلاى شيشه‌اى و اوپال و اسفالريت، جلاى صمغى دارند.

چگالى(جرم‌حجمى). براى به دست آوردن چگالى کانى‌ها، جرم آن‌ها را با ترازو و حجم را با استوانه‌ى درجه‌بندى شده داراى آب، اندازه مى‌گيرند تا با تقسيم کردن جرم بر حجم، چگالى کانى به دست آيد. چگالى بيش‌تر کانى هاى سيليکاتى، که بخشى زيادى از پوسته‌ى زمين را مى‌سازند، حدود 5/2 تا 5/3 گرم بر سانتى‌متر مکعب است. کانى‌هايى که در ساختمان خود عنصرهاى سنگينى مانند سرب و باريوم دارند، داراى چگالى بالايى هستند. براى مثال، چگالى گالن(PbS)، حدود 5/7 گرم بر سانتى‌متر مکعب است.

خواص مغناطیسی

بعضی از کانی‌ها دارای خواص آهنربایی طبیعی‌‌اند که کمک موثری در شناسایی آنها بشمار می‌رود.

خواص شیمیایی

از خواص شیمیایی کانی‌ها نیز می‌توان برای شناسایی آنها استفاده کرد. از جمله این خواص می‌توان قابلیت انحلال کانی در آب و محلول‌های شیمیایی ، تشکیل املاح با اسیدها و بازها و ... نام برد.

 

نامگذاری کانی‌ها

کانی‌ها عموما اسامی ناآشنا دارند و تنها عده معدودی از آنها دارای نام ایرانی هستند. اسامی کانی‌ها بر اساس یک سری ضوابط و قوانین بین المللی تعیین می‌شود که عبارتند از:

  • نام عده زیادی از کانی‌ها در واقع اسم محلی است که برای اولین بار در آنجا پیدا شده‌اند و به انتهای نام منطقه پسوند ایت اضافه شده است. به عنوان مثال ایلمنیت از نام کوههای ایلمن واقع در اورال و تیرولیت از تیرول که محلی در اتریش است گرفته شده است.
  • نام بعضی از کانی‌ها از اصطلاحات خاص بعضی کشورها گرفته شده است. مثلا سافیر از اصطلاحات محلی هندوستان است.
  • نام عده دیگری از کانی‌ها از رنگ آنها در زبان یونانی گرفته شده است. مثلا هماتیت به معنی قرمز خونی، آزوریت به معنی آبی رنگ ، کلریت به معنی سبز رنگ و آلبیت به معنی سفید رنگ است.
  • بعضی از کانی‌ها نام خود را از خواص ویژه‌ای که داشتند گرفته‌اند. مثلا دیستن ، در زبان یونانی به معنی دارای «دو سختی» است.
  • نام بعضی از کانی‌ها مربوط به عناصر موجود در آنهاست. مثلا نیکلین دارای نیکل و کوپریت دارای مس است.
  • نام بعضی از کانی‌ها از اسم محققینی که آنها را برای اولین بار یافته‌اند مشتق شده است. مثلا براگیت به نام کاشف آن «براگ» و بیرونیت به نام یابنده آن ابوریحان بیرونی و ... گرفته شده است.

 

 

تصاویر زیبا از کانی ها:

             کلسیت

 

        ژیپس

                              آپاتیت                                          ژیپس

 

پیریت بلور آزوریت آراگونیت و کلسیت

            پیریت                              بلور آزوریت             آراگونیت و کلسیت

 

 

    ۱         

                                       کوارتز دودی

۳

                               کوپریت

۵

                                       اریتریت با کوارتز

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه دوم دی 1389ساعت 18:13  توسط سمیرا بیری  |