سفارش تبلیغ
صبا ویژن

آموزش سنگ تراشی

صفحه خانگی پارسی یار درباره

کانیها

    نظر

قسمتهای مختلف زمین از 88 نوع عنصر طبیعی به نسبتهای بسیار متفاوت ساخته شده است . در ترکیب پوسته زمین 8  عنصر اکسیژن ، سیلسیم ، آلومینیوم ، آهن ، کلسیم ، سدیم ، پتاسیم و منیزیم حدود 5/98 درصد و بقیه عناصر هم حدود 5/1 درصد را تشکیل می دهد .

کانیها

کانیها ، مواد طبیعی ، غیرآلی ، متبلور و جامدی هستند که ترکیب شیمیایی نسبتا ثابتی دارند . کانیها از اجتماع اتمها بوجود می آیند . از تجمع کانیها هم سنگ ساخته می شود و آنچه در طبیعت مشاهده می کنیم سنگهای مختلفی هستند که در شکل زیر مشاهده می کنیم :

 

 

 

 

فراوانی کانیها در همه جا یکسان نیست . بعضی در سطح زمین و بعضی در درون زمین فراوان ترند . علت نیز مربوط به فراوانی عناصر در بخشهای مختلف زمین است . مثلا در پوسته زمین 8 عنصر فراوان ترند . بنابراین در حالت کلی ترکیبات متفاوت این 8 عنصر را باید کانی های فراوان پوسته زمین بشمار آورد . فراوانی یک کانی به شرایط تشکیل و پایداری آن در محیط نیز وابسته است .

تشکیل کانیها

در طبیعت حدود 3000 نوع کانی پیدا می شود که از لحاظ ترکیب ، شکل ظاهری ، رنگ ، اندازه و ... بسیار متفاوتند . یک علت عمده این تفاوت ، چگونگی تشکیل آنهاست . بعضی از کانیها از انجماد مواد مذاب بوجود می آیند ( مانند کانیهائی که در تشکیل سنگهای آذرین دخالت دارند ) . بعضی ، از سرد شدن بخارها در سطح یا شکافهای موجود در سنگها بوجود می آیند . ( تشکیل گوگرد در قلعه کوه آتشفشان دماوند ) . برخی از کانیها از تبخیر محلولهایی که به حد اشباع رسیده اند بوجود می آیند . مثلا از تبخیر شدید آب دریا ، نمک و گچ تشکیل می شود . بعضی از کانیها نیز از تخریب کانیهای دیگر بوجود می آیند . مثلا از تجزیه و تخریب کانیهای سنگهای آذرین ، کانیهای رسی غیر محلول و کانیهای کربناتی و حتی سیلیس بوجود می آید . بعضی دیگر هم در نتیجه وارد آمدن فشار و گرمای زیاد بر روی کانیهای دیگر بوجود می آیند . مثلا گرافیت بر اثر گرما و فشار زیاد از آنتراسیت بوجود می آید .

 

شناسائی کانیها

برای مطالعه و شناسائی کانیها لازم است اجزای سازنده آنها را یعنی کانیها را بشناسیم . با استفاده از بعضی خواص فیزیکی کانیها که معمولا نیاز به ابزار های پیچیده ندارند شما می توانید بعضی از کانیها را شناسائی کنید . در اینجا مهمترین خواص فیزیکی کانیها را که در شناسائی آنها موثر است بررسی می کنیم :

1-    شکل بلور –  تقریبا همه کانیها به صورت متبلور دیده می شوند . جسم متبلور ، دارای نظم درونی سه بعدی است . یعنی در آن اتمهای سازنده مطابق نظم معینی پهلوی هم قرار می گیرند . در نتیجه بلور دارای سطوح صاف است و به یالها و سطوح خارجی محدود                 می شود . اگر ذرات شکر با سنگ نمک را ذره بین نگاه کنید می بینید که دارای شکل هندسی منظم و سطوح صاف هستند .

بلورها در اندازه های متفاوتی تشکیل می شوند . گاهی بلورها به حدی درشت هستند که با چشم قابل مشاهده اند . دراین صورت به آ نها درشت بلور می گویند . در بعضی موارد بلورها فقط توسط میکروسکوپ قابل مشاهده هستند که به آنها ریزبلور گفته می شود و گاهی بلورها به حدی ریز هستند که فقط با پرتوهای X  قابل تشخیص اند که در این صورت به آنها مخفی بلور گویند ، مانند کانیهای رسی که در تشکیل خاک شرکت دارند .        

اندازه بلور به شرایط تشکیل آن بستگی دارد . هر چه برای تشکیل یک بلور زمان بیشتری صرف شده باشد ، بلور درشت تر می شود . نکته بسیار مهم و جالب در مورد بلورها آن است که اگر چه شکل و اندازه ظاهری آنها ممکن است متفاوت باشد اما زوایای بین سطوح مشابه آن در تمام بلورهای یک کانی معین ، و یکسان و تغییر ناپذیر است . از این خصوصیت برای شناسائی کانیها استفاده می شود .

نکته 1):

اندازه بلورها – در طبیعت گاهی بلورهای عظیمی پیدا می شود . بعضی از اقسام بریل که یک کانی قیمتی محسوب می شود وزنی تا چندین تن دارند . بلورهای ژیپس در کشور خودمان به اندازه هائی حدود 50 سانتیمتر یافت می شود که در دنیا بی نظیرند .

نکته 2):

بلورهای مصنوعی – امروزه بلورهای کانیهای گوناگون را بطور مصنوعی تهیه             می کنند که از بلورهای طبیعی زیبا ترند و ممکن است چندین برابر بلورهای طبیعی باشند . از این بلورهای مصنوعی در جواهر سازی ، پزشکی ، الکترو نیک ، ... استفاده            می شود . یکی از مهمترین استفاده از بلورهای مصنوعی استفاده از بلور گارنت در ساختمان لیزرها و یا کوارتز در ساختن ساعتهای دقیق است .

برای بلورها ، 6 شکل با سیستم اصلی در نظر گرفته می شود که عناصر تقارن در آنها متفاوتند . هر سیستم دارای یک شکل اصلی مانند مکعب یا منشور شش وجهی و غیره است ، اما کمتر دیده می شود که یک کانی به شکل اصلی سیستم متبلور شده باشد ( بلورهای مکعبی نمک خوراکی ، پیریت ) ، بلکه اغلب روی قواعد مشخص ریاضی مشتقاتی از آن 6 سیستم وجود دارد که بلورها به آن شکل دیده می شوند . هر سیستم دارای یک شکل اصلی مانند مکعب یا منشور شش وجهی و غیره است .

2-   سختی کانیها – سختی کانیها را می توان بعنوان مقاومت آنها در برابر خراشیده شدن به وسیله سایر اجسام تعریف کرد ، سختی کانیها بیشتر به طرز قرار گرفتن اتمها در شبکه بلورین و انواع پیوند های اتمی در کانی بستگی دارد تا ترکیب شیمیائی آنها ، بطور مثال ، در حالیکه الماس و گرانیت هر دو از کربن خالص ساخته شده اند ، اولی سخت ترین جسم و دومی جسمی بسیار نرم است زیرا نیروی پیوند هایی که اتمهای کربن را در الماس به یکدیگر منعکس می کند به مراتب بیشتر از نیرو هائی است که اتمهای کربن را در گرانیت بهم وصل می کند .

برای تعیین سختی کانیها از مقیاسی به نام مقیاس موس (Mohs  ) استفاده می شود                ( از نام فردریخ موس کانی شناس آلمانی ) . در این مقیاس نرم ترین کانی سختی یک دارد                   ( تالک ) و سخت ترین کانی ، دارای درجه سختی 10 است ( الماس ) . هر کانی که بوسیله کانی دیگر خراش بردارد نسبت به آن نرم تر است .

مقیاس موس دارای 10 درجه به قرار زیر است :

تالک :        1                   

                                        با ناخن مخطط می شود

ژیپس :       2

 

کلسیت :    3   

فلوئورین : 4                  بوسیله فولاد مخطط می شوند

آپاتیت :     5  

اورتوز :      6                  از فولاد خط برنمی دارد و شیشه راهم مخطط نمی کند

کوارتز :      7

توپاز :        8                 فولاد و شیشه را مخطط می کند

کرندوم :    9

الماس :      10

 

در این مقیاس اگر کانی مورد آزمایش آپاتیت را که سختی آن 5 است مخطط سازد ، ولی اورتوز را که سختی آن 6 است مخطط نکند و از اورتوز نیز خط برندارد سختی آن 6 است . برعکس اگر کانی مورد آزمایش روی رویه آپاتیت تولید خط کند ولی نه تنها اورتوز را مخطط نکند ، بلکه از اورتوز خط بردارد سختی اش 5/5 خواهد بود .

هنگام آزمایش باید روی مخطط شده را ابتدا از گرد حاصل از جسمی که سختی آن کمتر است بخوبی پاک کرد و سپس با ذره بین با دقت نگاه کرد تا معلوم شود که آیا بر روی جسم خطی ایجاد شده یا نه . برای اطمینان از سختی اندازه گیری شده باید درجه سختی را در جهات مختلف آزمایش کنیم .

3- جلا – توانائی کانی در منعکس ساختن ، عبور یا جذب نور را جلا می گویند . هر قدر انعکاس و انکسار نور از سطح کانی و یا شکستگی آن زیادتر باشد جلای آن مشخص تر است .

یکی از علل گرانی الماس ، جلای زیبای آن است که به جلای الماسی معروف              است . جلای کانیها را می توان به دو گروه فلزی و غیر فلزی تقسیم کرد . در جلای فلزی     ( که خاص بسیاری از کانیهای فلزی است ) نور ، مانند سطح فلز براق بخوبی منعکس                   می شود ( مانند پیریت Fes2 ).

در جلای غیر فلزی نور بخوبی منعکس نمی شود و برای بیان آن از اصطلاحات گوناگونی استفاده می کنند . مثلا در جلای شیشه ای نور بخوبی از کانی عبور می کند                ( مانند کوارتز و هالیت ) در جلای الماسی ، نور در داخل الماس باز تابش کلی پیدا می کند و سبب درخشندگی الماس می شود . گاهی از منظر ظاهری کانی ها برای جلای آنها استفاده می کنند و اصطلاحاتی مانند صمغی ، چرب ، ابریشمی ، شیشه ای ، خاکی                 و ... بکار می برند .    

4- سطح شکست (رخ) – طلق نسوز (میکا) به آسانی ورقه ورقه می شود . حتی به کمک چاقو می توان هر ورقه آن را به ورقه ای نازک تر هم تقسیم کرد .

یک ضربه چکش به بلور کلسیت ، آن را به صورت متوازی السطوح های کوچک در می آورد . بلورهای مکعبی نمک نیز به صورت مکعب های کوچکتر یعنی در سه جهت فضائی شکسته می شوند ، بعضی از بلورها به هنگام شکسته شدن در امتداد سطح یا سطوح معینی به سادگی از هم جدا می شوند و بعضی دیگر فاقد این خاصیت اند ، یعنی دارای سطح شکست ناصاف هستند (کوارتز ) . این خاصیت بستگی به نحوه پیوندهای اتمها در جهات مختلف دارد . هر قدر قدرت پیوند اتمی در امتداد سطوح ضعیف تر باشد ، کانی در آن جهت آسانتر میشکند . فلدسپات ها در دو جهت ، نمک طعام در سه جهت قائم و کلسیت در سه جهت با زاویه غیر قائمه رخ دارند .

5- چگالی نسبی – جرم نسبی کانیها را می توان تا اندازه ای با در دست گرفتن حجم های مساوی از آنها با هم مقایسه کرد . اما راه دقیق تر ، تعیین چگالی نسبی آنهاست . چگالی نسبی یک کانی را می توان از تقسیم کردن چگالی یک کانی به چگالی آب بدست آورد . با این کار تعیین می کنیم که یک کانی چند بار از جرم آب هم حجم خود سنگین تر است . چگالی نسبی بیشتر کانیهای سیلیکاتی که بخش اعظم پوسته زمین را تشکیل می دهد ، حدود 5/2 تا 5/3 است . چگالی نسبی               زیادتر ، مربوط به کانیهائی است که در ترکیب خود عناصر سنگین ، مانند                        سرب ؛ باریم و ... دارند ( گالن pbs   با چگالی 5/7 و باریت Baso4 با چگالی 5/4 ) . مسلما کانیهایی که اتمهای سازنده آنها بهم نزدیکتر و فشرده تر باشد ، چگالی نسبی بیشتری خواهند داشت ( مانند چگالی نسبی الماس در مقایسه با چگالی نسبی گرافیت ).

6- رنگ و رنگ خاکه – می توان کانیها را از روی رنگ آنها نیز تشخیص داد ولی این قاعده کلی نیست . مثلا کوارتز در اصل بی رنگ است ، اما به رنگهای شیری ، بنفش ، زرد و دودی هم دیده می شود . این رنگها مربوط به ناخالصی های موجود در کانی است . اما کانیهائی هم وجود دارد که با رنگ خود به آسانی قابل شناسائی هستند مثلا یاقوت همیشه رنگ قرمز دانه اناری دارد . فیروزه به رنگ آبی فیروزه ای ، گرانیت همیشه سیاه و مالاکیت همیشه سبز دیده می شود .

رنگ گرد کانی ، گاهی در تشخیص کانیها موثر تر است . برای این کار کانی را به چینی بدون لعاب می کشند و از روی رنگ خطی که بر جا می گذارد نوع کانی را تشخیص می دهند . چنانکه یکی از راههای شناسائی طلا رنگ خاکه طلائی زرد طلائی آن است ، ولی پیریت با رنگ و جلائی شبیه به طلا دارای رنگ خاکه سیاه است ، یا آنکه اثر مانیتیت (Fe3o4  ) سیاه و اثر همانیت (FE2O3  ) قهوه ائی نمایان       می شود ، در حالی که ظاهرا این دو کانی معمولا سیاه است .

7- راههای شناسائی دیگر – بعضی کانیها مانند مس و طلا چکش خوارند ، در صورتی که گوگرد ترد و شکننده است . بعضی کانیها مانند میکا ( طلق نسوز ) در برابر گرما مقاوم اند و بعضی مانند ژیپس ، کدر و به پودر سفید رنگی تبدیل               می شوند . هالیت (Nacl ) مزه ای شور و سیلویت (Hcl ) مزه ای تلخ دارد .

برخی کانیها مانند مانیتیت خاصیت مغناطیسی دارند ، و بعضی مانند کائولینیت به زبان می چسبند . برخی مانند گرافیت و تالک در لمس با دست حالت چرب دارند (در صورتی که واقعا چرب نیستند ).

بعضی از واکنشهای شمیائی می تواند در شناسائی کانیها مفید باشد . مثلا کلسیت با اسید کلریدریک سرد و رقیق و دلومیت با اسید کلریدریک گرم و غلیظ ترکیب می شوند و گاز Co2 متصاعد می کنند . رنگ شعله نیز در شناسائی بعضی کانیها ( در واقع عنصری که در ترکیب دارند ) موثر است .

البته ، امروزه کانی شناسان با وسایل جدیدی مانند میکروسکوپ پلاریزان ، دستگاه اشعه ایکس ، میکروسکوپ الکترونی و طیف سنجهای نوری ، آسانتر                  می توانند کانیها را تشخیص بدهند .