مقاله کانی شناسی (docx) 16 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 16 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
انواع سنگها
● سه نوع سنگ اساسي چه هستند؟
سنگهاي آذرين، رسوبي و دگرگون . سنگهاي آذرين از ماگماي سرد شده بوجود مي آيند. اگر ماگما در سطح سرد شود، سنگهايي مثل بازالت بوجود مي آيندو اگر در درون زمين سرد شوند، سنگهاي بوجود آمده گرانيت ناميده مي شوند. سنگهاي رسوبي از ذرات ساير سنگها بوجود مي آيند. مثلاً ماسه سنگ از ماسه درست شده است. ماسه به نوبه ي خود عمدتا شامل کوارتز مي باشد، يک نوع کاني که در گرانيت وجود دارد، مثال ديگر سنگهاي آهکي هستندکه از صدف موجودات دريايي، بوجود مي آيند. سنگهاي دگرگون، سنگهايي هستند که در اثر فشار و حرارت، تغيير يافته اند. مثلاً حرارت زياد، سنگ آهک را به مرمر تبديل مي کند.● با ارزش ترين مواد معدني کدامند؟
سنگهاي قيمتي مانند الماس، ياقوت، ياقوت کبود، زمرد با ارزش ترين مواد معدني هستند، طلا و نقره نيز اگر چه جزء مواد معدني محسوب مي شوند اما در طبيعت آنها را بصورت عنصر مي توان يافت.● آيا مواد معدني مي توانند شما را نا مرئي کنند؟
خير .زماني مردم به اعتقادات خرافي در مورد مواد معدني عقيده داشتند. در قرون وسطي، مردم فکر مي کردندکه اگر اوپال ـ Opal را در برگ بو بپيچند و بپوشند نا مرئي مي شوند.
● سخت ترين ماده ي معدني چيست؟
الماس که شکل خالص اما کمياب کربن است تحت فشار زياد در اعماق زمين حاصل مي شود و سخت ترين ماده طبيعي است.
● متداول ترين سنگها کدامند؟
سنگهاي رسوبي ۷۵% سطح خشکي هاي زمين را پوشانده اند. اما سنگهاي آذرين و دگرگون، ۹۵% سنگهاي رويه ي پوسته ي زمين را تا عمق ۱۶ کيلومتر تشکيل مي دهند.
● «سنگهاي تولد» چه هستند؟
کانيها و مواد معدني خاصي، نشانه ماه تولد هر شخصي است. مثلاً «گارنت» Garnet، سنگ تولد متولدين دي ماه است، در حاليکه «ياقوت» سنگ متولدين مرداد ماه است.
● عناصر و کاني ها چه هستند؟
پوسته ي زمين شامل ۹۲ عنصر مي باشد که دو تا از متداول ترين آنها، اکسيژن و سيليس است. آلومينيوم، آهن، کلسيم، سديم ، پتاسيم و منيزيم نيز در پوسته فراوانند.
اين ۸ عنصر، ۵۹/۹۸% وزن پوسته زمين را تشکيل مي دهند. بعضي عناصر مانند طلا به صورت خالص يافت مي شوند. اما بيشتر عناصر به طور شيميايي با هم ترکيب مي شوند و کانيها را درست مي کنند. مثلاً از ترکيب شدن اکسيژن و سيليس همرا ه با مقدير کم ساير عناصر، کاني هايي به وجود مي آيند به نام سيليکاتها. در سنگي مانند گرانيت، مي توانيد کاني هاي فلدسپات، کوارتز و ميکا را پيدا کنيد.● کدام سنگها در ساختمان سازي بکار مي روند؟
دو نوع سنگ رسوبي، سنگ آهک و ماسه سنگ و از سنگهاي آذرين، گرانيت و از سنگهاي دگرگون، مرمر براي تزئينات ساختمان بکار مي رود.
● آيا زغال سنگ، يک نوع سنگ است؟
خير، سنگها ترکيبات معدني و غير زنده محسوب مي شوند. اما زغال سنگ مانند نفت و گاز طبيعي، ميليونها سال پيش از بقاياي موجودات زنده تشکيل شده است . براي همين آنها را «سوختهاي فسيلي» مي نامند.● آيا بعضي از مواد معدني، فراواني بيشتري از بقيه دارند؟
بسياري از مواد معدني مفيد فراوانند، اما برخي از آنها کمتر رايج اند. مواد معدني مهم، ذخاير محدودي دارند و
بنا براين اغلب دوباره بازيابي مي شوند.
باز يافت اين مواد در انرژي لازم جهت استخراج سنگ معدن و تهيه ي ماده ي مورد نظر، صرفه جويي مي کند.
کاني شناسي
ريشه لغوي
لغت مينرال (کاني) که از قرون وسطي مورد استعمال قرار گرفته از لغت يوناني Mna (متشابه لاتيني آن Mina است) به معني "کاني" يا "گردال" (از نظر معدن شناسي) مشتق شده است، لذا نام فارسي آن يعني "کاني" معروف موادي است که از کانسارها بدست ميآورند.
نگاه اجمالي
قرنها پيش از دستيابي انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخي از سنگها و کانيها مهمترين ابزار دفاعي ، زراعي و شکار بشر محسوب ميشدهاند. بشر اوليه جهت تهيه ابزار سنگي از مولد داراي سختي زياد همچون سنگ چخماق ، کوارتزيت ، ابسيدين ، کوارتز و ... که در محيط زندگياش فراوان بوده استفاده کرده است. نحوه استفاده و بکارگيري اين مولد آنچنان در زندگي و پيشرفت انسان مؤثر بوده است که بر اين اساس زمان زندگي انسان اوليه را به سه دوره ديرسنگي ، ميانسنگي) و نوسنگي تقسيم شدهاند. همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گرديد. احتمالاً اولين فلز استخراج شده در حدود 450 سال ق.م ، مس بوده است.
کانيها از نظر فيزيکي و شيميايي اجسام طبيعي و همگن هستند که تقريبا منحصرا بصورت بلور و يا لااقل توده بلورين حاوي ذرات ظريف و ريز تا درشت تشکيل ميگردند. فقط معدودي از کانيهايي که آنها را بصورت جامد ميشناسيم، به حالت بي شکل و يا ژلهاي وجود دارند. با توجه به همگن بودن شيميايي کانيها ، ترکيب آنها را ميتوان بوسيله فرمول نشان داد. مع ذلک اين فرمول در بسياري از حالات ، منظور عادي شمي را مجسم نميکند، به اين جهت در نگارش آن مفاهيم کريستالو شيمي به مقياس وسيعي بايد منظور گردد. براي معرفي کانيها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فيزيکي مانند خواص نوراني ، الکتريکي ، مقاومت ، سختي و بالاخره خاصيت بلورشناسي نيز مورد بررسي قرار ميگيرد. اساس مطالعه اين خواص موضوع کاني شناسي عمومي را تشکيل ميدهد.
تاريخچه
مصريان قديم شش هزار سال قبل از ميلاد در صحراي سينا فيروزه را به خاطر رنگ زيبايش استخراج ميکردند. انسانهاي عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که داراي سطح شکست تيز است، به عنوان چاقو و سرنيزه ، جهت تراشيدن چوب و تهيه نوک تيز کمان به کار ميبرند. علاوه بر تفريت که داراي سطح شکست منحني شکل است براي تهيه تبر و از سنگ آتشزنه و پيريت جهت تهيه آتش استفاده ميکردند.
عهد حجر زماني خاتمه يافت که انسان توانست در نتيجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلياژي به نام مفرغ يا برنز تهيه کند. در طي عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود 1000 سال قبل از ميلاد مسيح به کشف و تهيه آهن توفيق يافت. به روايت ديگر حدود 2700 سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در اين عصر انسان ابزار خود را از اين آلياژ تهيه مينموده است. حدود 3000 سال ق.م مصريها از ذوب سيليس ، شيشه تهيه نمودند و قرنها پيش از ميلاد مسيح چينها در فسيلها از کائولن ابزار چيني ميساختهاند. در طول تاريخ اطلاعات بسياري در رابطه با چگونگي شکل گيري ، جنس ، ساختمان و ساير خصوصيات کانيها بدست آمده است.
سير تحولي و رشد
اصولا يونانيها نخستين ملتي بودند که جنبه علمي کانيها را بررسي کردند مثل تالس ملطي که 485 سال قبل از ميلاد به خاصيت کهربايي کانيها اشاره کرده و تميش تکلس (527-549 ق.م) که دست به استخراج معادن زد. يک کتاب سنگ شناسي (الاحجار) که به ارسطو (322-384 ق.م) نسبت ميدادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولي کتابي از شاگردش يتوفر است (288-372 ق.م) بجا مانده بنام "راجع به سنگها" که شايد بتوان گفت اولين کتاب علمي کاني شناسي است.
کتاب با ارزش ديگري که بعدها نوشته شد بوسيله پزشک رومي جالينوس (201-113 م) بود. اثر دانشمند عاليقدر ايراني ، ابو علي سينا (1037-970) تحت عنوان "درباره کانيها" را شايد بتوان گفت اولين کتابي است که کانيها را بطور سيستماتيک به چهار دسته تقسيم کرده است. از اروپاييان از کاني شناس آلماني آلبرت فون بول (280-119 م) ياد ميکنيم اين شخص که به ماگنوس معروف است داراري پنج جلد کتاب از زمينه کاني شناسي است. از دو شخصيت ديگر آلماني به نامهاي باسيلوس والنتين و آگريکولا (1623-1555) ياد ميکنيم که شخص اخير بعدها به پدر کاني شناسي معروف گشت.
آخرين شخصي که کانيها را از نظر ظاهري مورد مطالعه قرار داد، کاني شناس روسي لموسوف (1711-1765) بود. در سال 1669 يک دانشمند دانمارکي به نام نيلس استنسن قانون ثابت بودن زوايا را کشف کرد. در همين سال شخص ديگري به نام اراسموس بارتولينوس موفق به کشف شکست مضاعف کليست ايسلندي گرديد. قانون پارامتر وايس آلماني در دهه دوم قرن بيستم وضع کرد. در سال 1830 هسل 32 کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات رياضي فدروف روسي و شنفليس آلماني 230 شبکه فضايي را ثابت کردند. با کشف اشعه ايکس بوسيله رنتگن ، تحول عظيمي در کاني شناسي بوجود آمد بدينوسيله براي اولين مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلي کريستال گرديد. بعد از اينکه استفاده از اشعه ايکس در کاني شناسي نشان داده شد، براگ در سال 1913 اولين ساختمان يعني شبکه نمک طعام را معرفي نمود.
کاني چيست؟
کاني عبارت است از عناصر يا ترکيبات شيميايي طبيعي جامد ، همگن ، متبلور و ايزوتروپ با ترکيبات شيميايي نسبتاً معين که در زمين يافت ميشود. خواص فيزيکي کانيها در حدود مشخص ممکن است تغيير نمايند. کانيها به صورت اجسام هندسي با ساختمان اتمي منظم متبلور ميگردند که به آن بلور ميگويند. اگر بلور يک کاني را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسيم نماييم سرانجام به کوچکترين جزء داراي شکل هندسي منظم خواهيم رسيد که آن را واحد تبلور ، سلول اوليه و يا سلول واحد بلور مينامند. از کنار هم قراردادن واحدهاي تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ايجاد ميگردد.
علاوه بر کانيهاي متبلور با دستهاي از ترکيبات داراي تمامي خواص کاني بجز سيستم تبلور ميباشند که اين دسته را شبه کاني مينامند و شرايط تشکيل کانيها بسيار متفاوت است ، برخي مانند پيريت ممکن است در شرايط بسيار متنوعي ايجاد گردند در حاليکه برخي ديگر به عنوان شاخص کاني ، فشار ، دما وجود عناصر راديواکتيو و ... مورد استفاده قرار ميگيرند. همه کانيها به استثنا شبهکانيها در يکي از 7 سيستم تبلور شناخته شده متبلور ميگردند. برخي از کانيها در شرايط مشابه در کنار هم تشکيل ميگردند که به آنها پاراژنز با کانيهاي همراه گفته ميشود. کانيها در طبيعت در اندازههاي بسيار متفاوتي يافت ميشوند که بر اين اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ريز بلور و مخفي بلور تقسيم مينمايند. برخي از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونههاي دستي قابل تشخيص بوده ، انواع ريز بلور توسط ميکروسکوپهاي قوي و کانيهاي مخفي بلور را به کمک اشعه ايکس و ميکروسکوپهاي الکتروني ميتوان شناسايي نمود.
اهميت اقتصادي کانيها
کانيها داراي ارزش اقتصادي بسيار زيادي ميباشند، بطوري که اقتصاد بسياري از کشورهاي جهان نظير شيلي ، گينه ... بر اساس مواد معدني پايهريزي شده است. اگر چه بسياري از کانيها داراي ارزش درماني ويژه خود هستند و حتي تعدادي به عنوان مواد سمي و مهلک مورد استفاده قرار ميگيرند، ولي افرادي نيز وجود دارند که همراه داشتن کانيهاي معين را در درمان برخي از بيماريهاي موثر ميدانند. در سراسر جهان عده زيادي علاقمند به جمعآوري مجموعههاي کاني هستند، در يک پيک نيک خانوادگي ميتوان نمونههايي از اين خلقت زيباي خداوند جمعآوري نمود. با توجه به اينکه در کشور ما کانيهاي متنوعي وجود دارند و بسياري از آنها قابل دسترس ميباشند.
کانيها از دوران پيش از تاريخ ، نقشي اصلي در نحوه زندگي بشر و استاندارد زندگي وي داشتهاند. با گذشت هر قرن ، اهميت اقتصادي کانيها به گونهاي فزاينده بيشتر شده و امروزه به اشکال بيشماري ، از احداث آسمانخراشها گرفته تا ساخت رايانه به آنها وابستهايم. تمدن جديد ، به طور شگفت آوري به کانيها وابسته است و کاربرد وسيع آنها را الزامي کرده است. تعداد کمي از کانيها مانند تالک ، آزبست ، گوگرد و ... به همان شکل استخراج شده ، معروف ميشوند. اما بسياري از آنها را براي به دست آوردن يک ماده مفيد ، بايد در آغاز فرآوري کرد. برخي از محصولات آشناتر عبارتند از : آجر ، شيشه ، سيمان ، گچ و چيزي در حدود بيست فلز از آهن گرفته تا طلا. کانسنگهاي فلزي و کانيهاي صنعتي در همه قارهها و در هر جا که کانيهاي خاص به اندازه کافي تمرکز يافته و استخراج آنها اقتصادي باشد، استخراج ميشوند.
کاني عبارت از عنصر يا ترکيبات شيميايي همگني است که بطور طبيعي در زمين يافت ميشود. ترکيب شيميايي کانيها معين است، و معمولا متبلورند. خواص فيزيکي کانيها در حدود مشخص ممکن است تغيير کند. هر کاني داراي مشخصات ويژه و انحصاري مانند سيستم تبلور ، سختي ، کليواژ ، جرم مخصوص ، رنگ و... ميباشد. در بعضي از کانيها ، اتم بعضي از عناصر ساختمان بلوري قابل تعويض با اتمهاي هم اندازه از عناصر ديگر ميباشد. به عنوان مثال ميتوان جانشيني آهن و منيزيم بجاي هم در پيروکسنها را نام برد.
تبلور
معمولا کانيها بصورت اشکال منظم هندسي متبلور ميشوند که به آنها بلور ميگويند. بلور را ميتوان به عنوان جسمي که داراي ساختمان اتمي منظم است، تعريف کرد. هرگاه بلور را بطور مداوم به قطعات کوچک تقسيم کنيم، به جايي ميرسيم که ديگر قابل تقسيم کردن نيست. اين جز کوچک غير قابل تقسيم ، معمولا داراي شکل هندسي منظم است که اتمهاي تشکيل دهنده بلور در رئوس ، مراکز سطوح ، وسط يالها و يا مرکز آن قرار دارند و به نام واحد بلور يا سلول اوليه خوانده ميشود. هر جسم متبلور از پهلوي هم قرار گرفتن تعداد زيادي سلول اوليه تشکيل شده است که به نام شبکه بلور ناميده ميشود. بسته به عناصر قرينهاي که در سلول اوليه وجود دارد، اجسام متبلور را به 7 سيستم شامل سيستم مکعبي ، تتراگونال ، تري گونال ، هگزا گونال ، ارتورومبيک ، مونوکلينيک و تري کلينيک تقسيم ميکنند.
خواص عمومي کانيها
سختي
سختي را ميتوان به صورت مقاومت کاني در برابر خراشيده شدن تعريف کرد. در کاني شناسي ، سختي يک جسم را با جسم ديگر ميسنجند. طبق تعريف اگر جسمي ، جسم ديگر را مخطط کند از آن سخت تر است. براي سنجش سختي کانيهاي مختلف 10 کاني را به عنوان مبناي سختي انتخاب کردهاند و سختي ساير کانيها را نسبت به آنها ميسنجند. اين مقياس به نام مقياس موس معروف است.
کانيتالکژيپسکلسيت(فلوئورينآپاتيتارتوزکوارتزتوپازکرندومالماس درجه سختي12345678910
کليواژ
برخي از بلورها در امتدادهاي بخصوصي به آساني و به صورت سطوح صاف شکسته ميشوند. اين سطوح به نام سطوح رخ يا کليواژ خوانده ميشود. بايد توجه داشت که سهولت شکستن کليواژ در کانيهاي مختلف متفاوت است و حتي ممکن است يک کاني داراي امتداد کليواژهاي مختلف باشد.
جرم مخصوص
جرم مخصوص به علت ناخالصيهاي موجود در کاني ثابت نيست و هميشه مقدار آن بين دو حد در نظر گرفته ميشود. جرم مخصوص يکي از مشخصات مهمي است که توسط آن ميتوان نوع کاني را مشخص کرد.
رنگ
رنگ کانيها معمولا خيلي متغير است و بسته به عوامل فيزيکي و شيميايي در حد وسيعي تغيير ميکند. بطوري که نميتوان آن را جز مشخصههاي اصلي در نظر گرفت. ولي رنگ خاکه کاني يعني رنگي که در اثر مالش آن با يک صفحه چنين حاصل ميشود، نسبتا ثابت تر است و در خيلي موارد به شناسايي کاني کمک ميکند.
جلا
اشعهاي که در سطح کاني منعکس ميشود منظره ويژهاي به آن ميدهد که به نام جلاي کاني خوانده ميشود. جلاي کاني به خواص سطح و قدرت جذب آن بستگي دارد و به انواع فلزي ، الماسي ، شيشهاي ، صمغي ، مومي ، صدفي ، چرب و ابريشمي تقسيم ميشود.
خواص مغناطيسي
بعضي از کانيها داراي خواص آهنربايي طبيعياند که کمک موثري در شناسايي آنها بشمار ميرود.
خواص شيميايي
از خواص شيميايي کانيها نيز ميتوان براي شناسايي آنها استفاده کرد. از جمله اين خواص ميتوان قابليت انحلال کاني در آب و محلولهاي شيميايي ، تشکيل املاح با اسيدها و بازها و ... نام برد.
انواع کاني از نظر نحوه تشکيل
کاني اوليه يا درون زاد
کانيهاي درون زاد همان طور که از نامشان پيدا است، در درون زمين يعني کيلومترها زير زمين تشکيل شدهاند. ماده اصلي تشکيل دهنده کانيهاي درون زاد و بطور کلي مادر همه کانيها جسم سيال خمير مانندي است که به نام ماگما خوانده ميشود. با توجه به نحوه تشکيل کانيهاي مختلف از ماگما ، ميتوان مراحل مختلفي براي تشکيل کانيها تشخيص داد که اين مراحل شامل مراحل ماگمايي اوليه ، پگماتيتي ، پنوماتوليتيک و گرمابي است.
کانيهاي ثانويه يا برون زاد
اين کانيها از تغيير و تبديل کانيهاي اوليه يا درون زاد بوجود ميآيند. کانيهاي اوليه عموما در شرايط فشار و درجه حرارت بالا تشکيل شدهاند و به همين خاطر اين کاني در شرايط سطح زمين که متفاوت با شرايط تشکيل آنها ميباشد چندان سازگار نيستند. کانيهاي اوليه براي سازگار شدن با شرايط سطح زمين ، خرد و تجزيه شده و به کانيهاي ثانويه يا برون زاد تبديل ميشوند. فرآيندهاي مختلفي همچون هوازدگي ، رسوبي و بيولوژيکي به تشکيل کانيهاي ثانويه کمک ميکنند.
کانيهاي دگرگوني
تغيير مشخصات کانيها و سنگها در اثر حرارت و فشار ، دگرگوني ناميده ميشود. در اثر دگرگوني کانيها ممکن است شکل بلورين اوليه خود را از دست داده و به شکل جديدي متبلور شوند. البته تغيير تبلور کانيها در جهتي است که با شرايط جديد سازگار باشند. ضمن تغييرات دگرگوني ممکن است ترکيب شيميايي کانيها نيز عوض شده و عناصري از ساختمان آن خارج و يا به آن وارد شوند. دگرگوني به سه نوع مجاورتي ، ناحيهاي و حرکتي تقسيم ميشود که درطي هر يک از اين دگرگونيها کانيهاي مختلفي بوجود ميآيد.
انواع کانيها
تاکنون سه هزار کاني در دنيا شناخته شده است. براي مطالعه آنها ابتدا بايد به طريقي آنها را طبقه بندي کرد. اولين طبقه بندي نسبتا علمي کانيها را ابوعلي سينا ، دانشمند ايراني انجام داده است. در اين تقسيم بندي کانيها به چهار گروه اصلي سنگها و مواد خاکي ، مواد سوختني ، نمکها و فلزات تقسيم ميشدند. امروزه کانيها را بر اساس نحوه تشکيل ، ترکيب شيميايي و ساختمان آنها طبقه بندي ميکنند. بر اساس ترکيب شيميايي و ساختمان داخلي کانيها ميتوان آنها را به انواع زير تقسيم کرد.
کانيهايي که داراي اتم هاي آزاد بوده و شامل کانيهايي هستند که بطور آزاد و به شکل عنصر در طبيعت يافت ميشوند.
کانيهايي که از ترکيب کاتيونها با آنيونهاي ساده تشکيل شدهاند و شامل سولفورها ، هاليدها و اکسيدها هستند.
نامگذاري کانيها
کانيها عموما اسامي ناآشنا دارند و تنها عده معدودي از آنها داراي نام ايراني هستند. اسامي کانيها بر اساس يک سري ضوابط و قوانين بين المللي تعيين ميشود که عبارتند از:
نام عده زيادي از کانيها در واقع اسم محلي است که براي اولين بار در آنجا پيدا شدهاند و به انتهاي نام منطقه پسوند ايت اضافه شده است. به عنوان مثال ايلمنيت از نام کوههاي ايلمن واقع در اورال و تيروليت از تيرول که محلي در اتريش است گرفته شده است.
نام بعضي از کانيها از اصطلاحات خاص بعضي کشورها گرفته شده است. مثلا سافير از اصطلاحات محلي هندوستان است.
نام عده ديگري از کانيها از رنگ آنها در زبان يوناني گرفته شده است. مثلا هماتيت به معني قرمز خوني، آزوريت به معني آبي رنگ ، کلريت به معني سبز رنگ و آلبيت به معني سفيد رنگ است.
بعضي از کانيها نام خود را از خواص ويژهاي که داشتند گرفتهاند. مثلا ديستن ، در زبان يوناني به معني داراي «دو سختي» است.
نام بعضي از کانيها مربوط به عناصر موجود در آنهاست. مثلا نيکلين داراي نيکل و کوپريت داراي مس است.
نام بعضي از کانيها از اسم محققيني که آنها را براي اولين بار يافتهاند مشتق شده است. مثلا براگيت به نام کاشف آن «براگ» و بيرونيت به نام يابنده آن ابوريحان بيروني و ... گرفته شده است.