کانی ها

هیچ می دانید مواد اولیه ای که برای ساخت اشیاء مختلف بکار می روند از کجا تأمین می شوند؟

تا بحال از خود پرسیده اید که نقاط رنگی مختلفی که در سنگ ها دیده می شوند چه هستند؟

آیا می دانید که سنگ های قیمتی که در جواهرات استفاده می شوند دقیقاً از چه تشکیل شده اند؟

 

جواب همه ی این سوالات و بسیاری سوال مشابه یک کلمه است ” کانی ها “.

کانی ها در زندگی بشریت اهمیت بسیاری دارند. کانی ها منبع بسیاری از منابعی (مانند مس، آهن، طلا و…) که هر روزه در زندگی از آن ها استفاده می کنیم، می باشند. همچنین منبع بسیاری از مکمل های غذایی مانند منیزیم، آهن، کلسیم و… کانی ها هستند.

کانی های موجود در سنگ ها اطلاعات بسیار مهمی از منشأ جهان هستی به ما می دهند.

علم مطالعه ی کانی ها را کانی شناسی (Mineralogy) گفته می شود. تا بهمن ۱۳۹۱ ( فوریه ی سال ۲۰۱۳) بیش از ۴۷۰۰ کانی توسط اتحادیه ی بین المللی کانی شناسی(IMA) شناسایی و معرفی شده است. تقریباً هرساله ۱۰۰ کانی جدید به فهرست کانی ها اضافه می شود.

کانی های زیادی وجود دارند اما فقط چند درصد از آن ها معمول هستند که از بین آن ها فقط تعدادی حدود ۲۰ عدد از آن ها تشکیل دهنده ی سنگ ها هستند.

کانی چیست؟

از دیدگاه زمین شناسان، ” کانی ماده ای طبیعی، غیرآلی، جامد و بلورین است که دارای ترکیب شیمیایی خاصی است“.

کانی ماده ایست طبیعی، یعنی توسط فرآیندهای طبیعی زمین شناسی بوجود می آید.

کانی ماده ایست غیرآلی، یعنی از مواد و ترکیبات هیدروکربنی که اساس بدن موجودات زنده هستند، تشکیل نشده است.

کانی ماده ایست جامد، یعنی اتم‌های تشکیل دهنده ی آن در مکانهای مشخصی قرار گرفته اند.

کانی ماده ایست بلورین، یعنی اتم های تشکیل دهنده ی آن طبق الگویی منظم، تکرارپذیر و سه بعدی منظم شده اند.

کانی ماده ایست دارای ترکیب شیمیایی خاص که توسط یک فرمول شیمیایی توضیح داده می شود. فرمول شیمیایی به ما می گوید چه المان هایی و به چه مقدار در کانی وجود دارد.

کانی هایی را که ترکیب شیمیایی یکسانی داشته ولی در خواص فیزیکی متفاوتند را پلی مورف می گویند.

ویژگی های فوق، ویژگی هایی هستند که یک کانی باید همه ی آن ها را باهم و در کنار هم داشته باشد. عدم وجود هریک از این ویژگی ها باعث می شود تا ماده ی مورد نظر کانی محسوب نشود. کهربا که صمغ درختان قدیمیست و مروارید، که در داخل صدف دوکفه ای ها ایجاد می شود و عاج فیل، بدلیل آنکه محصول فعالیت موجودات زنده و جزو ترکیبات آلی اند، کانی به حساب نمی آیند.  جیوه ی طبیعی هم بدلیل مایع بودن کانی نیست. سنگ نیمه قیمتی اپال نیز که غیر آلی و جامد است بدلیل اینکه فاقد نظم داخلی است جزو کانی ها به حساب نمی آید. از طرف دیگر یک پولک برف نوعی کانی به حساب می آید. زیرا ضمن اینکه جامد است به طور طبیعی و طی فرآیندی غیر آلی تشکیل می شود و دارای شکلی متقارن و نظمی داخلی هستند.

سنگ ها تجمعات طبیعی کانی ها و یا مواد کانی مانند هستند. یک سنگ ممکن است از یک کانی تشکیل شده باشد. به عنوان مثال سنگ آهک که ترکیبی از کانی کلسیت است. دلیل اینکه سنگ آهک یک سنگ است و یک شکل از کانی کلسیت معرفی نمی شود این است که سنگ آهک از بلورهای چندتایی کلسیت که با یک الگوی درهم پیچیده رشد کرده یا سیمانی شده است، تشکیل یافته است.

بلور هر کانی توسط چند سطح مستوی احاطه می شود که در محل برخورد سطوح یک بلور به یکدیگر یال های بلور بوجود می آیند و در محل تقاطع یال ها، گوشه ها ساخته می شوند. زوایای بین سطوح مشابه بلورهای یک کانی مشخص، هواره عددی ثابت است. این ویژگی راهنمای مناسبی در تشخیص بلور کانی های مختلف از هم می باشد.

ویژگی های فیزیکی کانی ها:

برای شناسایی یک کانی ناشناس، در قدم اول باید ویژگی های فیزیکی آن را شناسایی و با جدول شناسایی کانی ها مقایسه کرد. از مهمترین مشخصات فیزیکی کانی ها می توان موارد زیر را نام برد:

رنگ(Color): اولین چیزی که توجه را بخود جلب می کند، رنگ کانی است. برای برخی کانی ها رنگ مشخصه ی سودمندی است مثل موسکویت که معمولاً به رنگ های سفیدنقره ای یا بی رنگ و بیوتیت که سیاه یا قهوه ای تیره است. رنگ ویژگی بسیار متغیری در برخی کانی ها مانند کوارتز است و با تغییر در ترکیب شیمیایی تغییر می کند.

رنگ خاکه (Streak) : رنگ خاکه، رنگ اثر کانی بر روی چینی بدون لعاب است. رنگ خاکه معمولاً با رنگ کانی تفاوت دارد.

جلا(Luster): توانایی هر کانی در منعکس کردن، پراکنده کردن و جذب نور را جلا گویند. جلای یک کانی با مقایسه ی کانی با مواد مشابه توضیح داده می شود. جلای کانی ها به دو دسته ی ” جلای فلزی ” و ” جلای غیر فلزی ” تقسیم می شود. جلای غیر فلزی معمول تر است و مهمترین نوع آن جلای شیشه ایست.

در برخی منابع جلای شیشه ای را تحت عنوان ” شفافیت ” بیان می کنند و آن را بصورت توانایی کانی در عبور نور از خود، تعریف می کند. مانند کانی کوارتز. در واقع شفافیت یک کانی به مقدار نوری که از آن عبور می کند بستگی دارد.

سختی(Hardness): مقاومت کانی در برابر خراشیده شدن را سختی آن کانی گویند. سختی نشانه ای از نحوه ی پیوند بین اتم ها یا یون های تشکیل دهنده ی کانی است. سختی کانی ها توسط مقایسه ی آن با گروهی از کانی ها با سختی مشخص سنجیده می شود. بطور معمول سختی کانی ها با سری کانی های موس(Mohs’ hardness scale) سنجیده می شود.

شکل بلورین(Crystal): شکل بلور برخی کانی ها در شناسایی برخی از کانی ها مفید واقع می شود. در طبیعت کمتر به بلورهای منفرد از یک کانی بر می خوریم و کانی ها عموماً بصورت تجمعی از بلورهای ریز و درشت دیده می شوند.

رخ (Cleavage): تمایل کانی ها به شکستن در امتداد سطوحی موازی هم را رخ پذیری و هر یک از این سطوح را سطوح رخ گویند.

شکستگی(Fracture): کانی هایی که رخ ندارند، دارای سطح شکست نامنظم و بی قاعده ای هستند که می تواند ویژگی برای شناسایی آن ها بکار رود. برخی کانی ها ممکن است دارای سطح شکست صدفی و برخی دیگر دارای سطح شکست خشن باشند.

وزن مخصوص(Specific Gravity): وزن مخصوص کانی ها می تواند به عنوان مشخصه ای برای شناسایی کانی ها بکار رود.

ویژگی های اختصاصی: برخی از کانی ها دارای ویژگی هایی خاص خود هستند که با استفاده از آن ها می توانند شناسایی شوند. به عنوان مثال پودر بسیاری از کانی های سولفیدی بوی تخم مرغ گندیده می دهند ولی کانی های آرسنیکی در اثر مالش یا شکستن یا پودرشدن بوی سیر می دهند. و یا کانی هایی مثل مس و طلا چکش خوارند در صورتی که گوگرد ترد و شکننده است.

کانی ها بر اساس آنیون یا مجموعه ی آنیون هایشان طبقه بندی می شوند. بعنوان مثال کانی هایی که دارای چهاروجهی های سیلیسیم-اکسیژن اند سیلیکات ها و آن هایی که آنیون گوگرد دارند سولفیدها و آن هایی که دارای گروه آنیونی کربن هستند کربنات نامیده می شوند.

کانی ها به دو دسته ی کلی ” کانی های سیلیکاتی ” و ” کانی های غیر سیلیکاتی ” تقسیم می شوند.

سیلیکاتها

کانی های سیلیکاتی:

پوسته ی زمین عمدتاً از یون های سیلیسیم و کلسیم درست شده است از این رو عمده ترین کانی های سازنده ی پوسته ی زمین، کانی های سیلیکاتی هستند. به طوری که ۸۷% پوسته از این کانی ها تشکیل شده است.

چهاروجهی های سیلیسیم- اکسیژن هسته ی اولیه ی کلیه کانی های سیلیکاتی است. در برخی کانی ها دو چهار وجهی مجاور، یک یون اکسیژن را با یکدیگر به اشتراک می گذارند و ساختی دارای چهاروجهی مضاعف می سازند. چهاروجهی های مضاعف هسته ی اولیه کانی هایی هستند که نسبت اکسیژن به سیلیسیم آن ها ۷ به ۲ است. در گروه دیگری از کانی ها هرچهار وجهی ممکن است دو اکسیژن خود را با چهاروجهی مجاور به اشتراک بگذارد. این امر به دو صورت امکان پذیر است. در ” سیلیکات های حلقوی “، حلقه هایی که از سه، چهار یا شش جهاروجهی درست شده اند، آنیون پیچیده ای می شوند که سنگ بنای کانی را می سازند. در کانی های دیگر این اشتراک مضاعف باعث ایجاد زنجیری منفرد از چهاروجهی ها می شود(سیلیکات های زنجیری). در سیلیکات های زنجیری و حلقوی نسبت اکسیژن به سیلیسیم ۳ به ۱ است.

سیلیکاتها

در شرایطی که هر چهاروجهی سه اکسیژن به اشتراک بگذارد ” سیلیکات ورقه ای ” ایجاد می شود. این نوع ساختمان به بهترین وجه در ساختمان متورق کانی میکا دیده می شود.

درحالتی که مقدار اکسیژن در محیط بسیار کم شده، چهاروجهی ها از چهار رأس خود به چهار وجهی های دیگر می چسبند و به این ترتیب شبکه ای سه بعدی(داربستی) از چهاروجهی ها بوجود می آید. کانی کوارتز مهمترین عضو سیلیکات های داربستی است.

در مواردی ممکن است به همراه کم شدن اکسیژن در محیط میزان سیلیسیم نیز کاهش یابد. در اینجاست که در شبکه ی بلورین کانی، به جای سیلیسیم، آلومینیم جایگزین می شود و گروه بزرگی از سیلیکات های آلومینیم دار به نام ” فلدسپات “ها را بوجود می آورند. فلدسپات ها فراوان ترین سیلیکات ها هستند و حدود ۵۰% وزنی پوسته ی زمین را تشکیل می دهند.

گروه های اصلی کانی های سیلیکاتی عبارتند از: الیوین ها، گروناها، پیروکسن ها، آمفیبول ها، میکاها، فلدسپات های پلاژیوکلاز، فلدسپات های پتاسیم دار، کوارتز و کانی های رسی.

کانی های غیر سیلیکاتی:

گرچه تعداد کانی های غیر سیلیکاتی بیش از کانی های سیلیکاتی است، ولی این کانی ها بخش کمی از پوسته ی زمین را تشکیل می دهند. کانی های غیرسیلیکاتی معمولاً به صورت کانی فرعی در سنگ هایی که عمدتاً از سیلیکات ها درست شده اند یافت می شوند. مهمترین کانی های غیر سیلیکاتی عبارتند از: عناصر، اکسیدها، سولفیدها، کربنات ها، هالیدها، سولفات ها و فسفات ها.

 

 

 

 

 


منابع:
زمین شناسی فیزیکی جلد اول – انتشارات پیام نور
زمین شناسی فیزیکی – Charles C. Plummer

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست