فصل دوم - سنگها

[Dr Ernesto]

چرخه سنگ

سنگ به موادی گفته مى شود که به طور طبيعى از اجتماع يک يا چند نوع کانى تشکيل شده باشند. در زمين ، سه گروه سنگ، با سه روش تشکيل ومنشاء جداگانه وجود دارد: سنگهاى آذرين،محصول انجماد مواد ذوب درونى زمين اند که در داخل يا سطح پوسته سرد وتبديل به سنگ شده اند. در طول زمانهاى دراز ودخالت عوامل مختلف فيزيکى وشيميايى ،سنگهاى هر گروه به سنگ هاى ديگر تبديل مى شوند،چنانکه سنگ هاى مختلف ،در روى زمين تحت تاثير عوامل فرساينده اى چون هوا،آب ،يخچال ،باد وغيره قرار مى گيرند وخرد مى شوند.
مواد حاصل به قسمت هاى ديگرى حمل مى شوند ودر آنجا به صورت رسوب در مى آيند وسرانجام، سنگهاى رسوبى جديدى را مى سازند. سنگهاى رسوبى ممکن است در اعماق زمين مدفون شوند ودر آنجا تحت تاثير گرما وفشار به سنگهاى دگرگون شده مبدل مى شوند. يا آنکه پس از ذوب ،سنگهاى آذرى جديدى را حاصل آورند. سنگهاى آذرين هم تحت تاثير فشار وحرارت دگرگون مى شوند . به مجموعه اين تغييرات وتبديل حالتها ،چرخه سنگ گفته مى شود.

کانيها

کانيها مواد طبيعى ،غير الى بدون کربن، متبلور وجامدى هستند که ترکيب شيميايى نسبتاً ثابتى دارند.
فراوانى يک کانى به شرايط تشکيل وپايدارى آن در محيط نيز وابسته است.


تشکيل کانيها

در طبيعت حدود 3000 نوع کانى پيدا مى شود که از لحاظ ترکيب ،شکل ظاهرى ،رنگ ،اندازه و... بسيار متفاوتند .يک علت عمده اين تفاوت، چگونگى تشکيل آنهاست. بعضى از کانيها از انجماد مواد مذاب به وجود مى آِيند (مانند کانيهايى که در تشکيل سنگ هاى آذرين دخالت دارند) .بعضى از سرد شدن بخارها در سطح يا شکاف هاى موجود در سنگها به وجود مى آيند (تشکيل گوگرد در قله کوه) آتشفشان دماوند.برخى از کانيها از تبخير محلولهايى که به حد اشباع رسيده اند به وجود مى آيند.مثلاً از تبخير شديد آب دريا ،نمک وگچ تشکيل مى شود .برخى از کانيها از تبخير محلولهايى که به حد اشباع رسيده اند به وجود مى آيند.مثلاً از تبخير شديد آب دريا،نمک گچ تشکيل مى شود. بعضى از کانيها نيز از تخريب کانيهاى ديگر به وجود مى آيند. مثلاً‌ از تجزيه وتخريب کانيهاى سنگ هاى آذرين ،کانيهاى رسى غير محلول وکانى هاى کربناتى وحتى سيليس به وجود مى آيد. بعضى ديگر هم در نتيجه واردآمدن فشار وگرماى زياد بر روى کانيهاى ديگر به وجود مى آيند مثلاً گرافيت بر اثر گرماوفشار زياد از آنتراسيت به وجود مى آيد.

[Dr Ernesto]

شناسايى کانيها

براى مطالعه وشناسايى سنگ ها لازم است اجزاى سازنده آنها يعنى کانيها را بشناسيم .با استفاده از بعضى از خواص فيزيکى کانى ها که معمولاً نياز به ابزارهاى پيچيده ندارد ،شما مى توانيد برخى از کانيها را شناسايى کنيد. در اينجا مهمترين خواص فيزيکى کانيها را که در شناسايى آنها موثر است بررسى کنيم:

1-شکل بلور- تقريباً همه کانيها به صورت متبلور ديده مى شوندجسم متبلور،داراى نظم درونى سه بعدى است.
اندازه بلورها – در طبيعت گاهى بلورهاى عظيمى پيدا مى شود .
بلورهاى مصنوعى –امروزه بلورهايى از کانيهاى گوناگون را به طور مصنوعى تهيه مى کنند که از بلورهاى طبيعى زيباترند وممکن است چندين برابر بلورهاى طبيعى باشند.

2- سختى- سختى کانيها را مى توان به عنوان مقاومت آنها در برابر خراشيده شدن به وسيله ساير اجسام تعريف کرد. سختى کانى ها بيشتر به طرز قرار گرفتن اتمها در شبکه بلورين ونوع پيوندهاى اتمى در کانى بستگى دارد تا ترکيب شيميايى آنها؛به طور مثال ،در حالى که الماس وگرافيت هر دو از کربن خالص ساخته شده اند ،اولى سخت ترين جسم ودومى جسمى بسيار نرم است.
براى تعيين سختى کانى ها از مقياسى به نام مقياس موس(Mohs) استفاده مى شود(از نام فدريخ موس کانى شناسى آلمانى).در اين مقياس نرم ترين کانى سختى يک دارد (تالک) وسخت ترين کانى، داراى درجه سختى 10 است (الماس).

3 -جلا- توانايى کانى در منعکس ساختن،عبور يا جذب نور را جلا مى گويند. هر قدر انعکاس وانکسار نور از سطح کانى ويا سطح شکستگى آن زيادتر باشد، جلاى آن مشخص تر است.



4-سطح شکست (رخ) - طلق نسوز (ميکا) به آسانى ورقه ورقه مى شود.حتى به کمک چاقو مى توان هر ورقه آن را به ورقه اى نازک تر هم تقسيم کرد.

5-چگالى نسبى- جرم نسبى کانيها را مى توان تا اندازه اى با در دست گرفتن حجم هاى مساوى از آنها با هم مقايسه کرد .اما راه دقيق تر ،تعيين چگالى نسبى آنها است.چگالى نسبى يک کانى را مى توان از تقسيم کردن چگالى يک کانى به چگالى آب به دست آورد.



6- رنگ ورنگ خاکه- مى توان کانيها را از روى رنگ آنها نيز تشخيص داد ولى اين قاعده کلى نيست. مثلاً‌کوارتز در اصل بى رنگ است،اما به رنگ هاى شيرى،بنفش زرد ودودى هم ديده مى شود. اين رنگ ها مربوط به ناخالصى هاى موجود در کانى است.
رنگ گرد کانى ،گاهى در تشخيص کانيها موثر است. براى اين کار کانى را به چينى بدون لعاب مى کشند واز روى خط رنگ خطى که بر جاى مى گذارد نوع کانى را تشخيص مى دهند .



7- راههاى شناسايى ديگر- بعضى از کانيها مانند مس وطلا چکش خوارند،در صورتى که گوگرد ترد وشکننده است. بعضى کانيها مانند ميکا(طلق نسوز) در برابر گرما مقاوم اند وبعضى مانند ژيپس،کدر وبه پودر سفيد رنگى تبديل مى شوند.هاليت(NaC1)مزه اى شور وسيلويت(KC1) مزه اى تلخ دارد. برخى از کانيها مانند مانيتيت خاصيت مغناطيسى دارندوبعضى مانند کائولينيت به زبان مى چسبند.برخى مانند گرافيت وتالک در لمس با دست حالت چرب دارند(در صورتى که واقعاً چرب نيستند).

[Dr Ernesto]

طبقه بندى کانيها


کانيهاى تشکيل دهنده سنگها به اصطلاح کانيهاى سنگ ساز،بر حسب انواع سنگها به گروه کانيهاى ماگمايى ،رسوبى ودگرگونى تقسيم مى شوند.


کانيهاى ماگمايى


95 درصد از وزن پوسته زمين را سنگ هاى آذرين تشکيل مى دهند. اين سنگ ها از سرد شدن مواد مذاب درونى به نام ماگما به وجود آمده اند.کانيهاى سازنده اين نوع سنگها که منشاء درونى دارند،داده شده اند که واحد سازنده بلور در مجموع داراى بار خنثى است.


سیلیکاتها


الف- سيليکاتهاى تيره

اليوين- اليوين، در واقع در کانيهاى آهن ومنيزيم و بلورهاى آن سبز زيتونى است. اليوين جلاى شيشه اى دارد،فاقد رخ است واز سيليکاتهايى است که در دماى بالا تشکيل مى شود. اين کانى تحت تاثير محلول هاى آبدار گرم ابتدا به سرپانتين وسپس به تالک مبدل مى شود.از سرپانتين به عنوان سنگ تزئينى واز تالک در صنايع دارويى استفاده مى شود.

پيروکسن- اين گروه از سيليکاتها ،کلسيم،آهن ومنيزيم آبدارند. بلور اين دسته از کانيها منشورى شکل وطويل است وبه اصطلاح سوزنى ناميده مى شود.از مهمترين آمفيبوليتها ،هورنبلاند است. آزبست يا پنبه کوهى،که از الياف آن در تهيه پارچه نسوز استفاده مى کنند،از اقسام آمفيبولها است وخود از دگرسانى سرپانتين به وجود مى آيد.

ميکاى سياه يا بيوتيت- سيليکات آهن،منيزيم وپتاسيم آبدار است. بلورهاى آن به صورت پولکهاى سياهى براق در اغلب سنگ هاى آذرين يافت مى شود.اصولاً ميکاها به دليل داشتن ساختمان اتمى ورقه اى به آسانى ورقه ورقه مى شوند وبه اصطلاح رخ يک جهتى دارند.

ب- سيليکاتهاى روشن

ميکاى سفيد(مسکوويت)- کليه مشخصات ميکاى سفيد به جز رنگ وترکيب شيميايى آن در مورد ميکاى سفيد نيز صدق مى کند.اين کانى به جاى آهن ومنيزيم،داراىKو A1 است، لذا مى توان آن را سيليکات آلومنيوم وپتاسيم آبدار در نظر گرفت .

کوارتز- اين کانى در حالت خالص بى رنگ است (درکوهى) و به مقدار زياد در سنگ هاى آذرين روشن مانند گرانيت وريوليت يافت مى شود .سختى آن زياد است وشيشه راخط مى اندازد.اين کانى رخ ندارد. شکستگى کوارتز صدفى وجلاى آن شيشه اى است وبلورهايش معمولاً به صورت منشورهاى شش حجمى است که به منشور ختم مى شوند.

غير سيليکاتها

اين گروه از کانى هاى سنگ ساز شامل فسفات ها، سولفاتها، اکسيدها وچند عنصر آزاد از قبيل مس،سلا وگوگردند.در مقايسه با سيليکاتها به ميزان بسيار کمترى در سنگ هاى آذرين يافت مى شوند وبه همين دليل به آنها کانيهاى فرعى نيز مى گويند .مهمترين انواع کانى هاى غير سيليکاتى عبارتند از:

آپاتيت- فسفات کلسيم با کمى کلر با فلوئور است که به صورت کانى فرعى در سنگ هاى آذرين يافت مى شود.

فيرزوه- فسفاتى به رنگ آبى فيروزه اى است ،که بهترين نوع آن در حوالى نيشابور از داخل سنگ هاى آتشفشانى استخراج مى شود.

باريت- سولفات باريم که معمولاً‌به صورت رگه هاى معدنى يافت مى شود. چگالى آن زياد است وبه همين دليل به آن کانى سنگين مى گويند.رنگ آن سفيد وياخاکسترى روشن است .اين کانى پس از آسياب شدن به صورت پودر در گل حفارى چاههاى نفت وگاز به کار برده مى شود.

کانى هاى رسوبى

مواد حاصل از تخريب سنگ هاى آذرين ،دگرگون شده و رسوبى توسط آبهاى جارى به حوضه هاى رسوبگذارى حمل وبه درياچه ها يا درياها ته نشين مى شوند.پاره اى از کانيها ابتدا در آبها به حالت محلول در مى آيند وسپس در اثر تبخير ويا واکنش هاى شيميايى در درياچه ها ودرياها کانيهاى رسى را پديد مى آورند .بنابريان ،در سنگ هاى رسوبى بسيارى از کانيهاى سازنده سنگهاى آذرين ودگرگون شده را مى توان يافت.در اين ميان ،کانى هاى رسى از همه فراوان ترند .از ساير کانيهاى مهم رسوبى مى توان کربناتها،کلريدها، وبرخى از سولفات ها را نام برد.


کانيهاى رسى

از تجزيه شيميايى پاره اى از سيليکاتها در اثر هوازدگى شيميايى به وجود مى آيند. اين کانى ها همراه با مواد آلى گياهى وجانورى وپاره اى از باکتريها، خارجى ترين بخش پوسته زمين يعنى خاک را به وجود مى آورند. کانيهاى رسى بسيار دانه ريزند ومانند ميکاها ساختمان ورقه اى دارند. برخى از کانى هاى رسى مانند کائولن که از تجزيه فلدسپاتها طبق رابطه زير حاصل مى شوند، در صنعت کاشى سازى وچينى سازى کاربرد زيادى دارند.

2KAlSi3o8+2H2o+Co2=Al2Si2o5(OH)4+4SIO2+KCO3



کربناتها

از کربناتها ،کانى کلسيت (CaCO3)را مى توان نام برد که کانى اصلى سنگ هاى آهکى ومرمر است. کلسيت در رگه هاى معدنى اغلب به صورت بلورهاى لوزى السطوح بى رنگ يا شيرى رنگ ديده مى شود.


کلريدها وسولفات ها- بر اثر تبخير آب دريا يا درياچه ها در حوضه هاى رسوبي بسته وبه اصطلاح کولابى، املاح آنها به صورت لايه هاى ته نشين مى شود ورسوبات تبخيرى يا شيميايى به وجود مى آيد.ان دسته از نمک هايى که در درياچه هاى نواحى گرم زمين(مانند نواحى مرکزى وجنوبى ايران) رسوب مى کنند،شامل کلريدسديم (هاليت)،سولفات سديم وسولفات کلسيم است.

کانيهاى دگرگونى

بسيارى از کانيهاى موجود در سنگ هاى آذرين ورسوبى ،در اثر فشار لايه هاى فوقانى ودماي زياد موجود در قشر زيرين پوسته يا در مجاورت توده هاى ماگمايى تغيير شکل وحالت مى دهند وبه صورت کانى هاى دگرگونى درمى آيند.تعداد اين کانى ها زياد است که از بين آنها،دو نمونه را در اينجا ذکر مى کنيم .

گارنت(گروناها) - از انواع سيليکاتها وخاص سنگ هاى دگرگون شده مانند ميکاشيست است.

گرافيت- تنها کانى دگرگونى است که منشاء زيستى دارد.

کاربرد کانیها

1- کانيهاى قيمتى – بعضى از کانيها به علت دارا بودن رنگ ،جلا،شکل ويژه بلور وسختى زياد، قيمتى يا نيمه قيمتى محسوب مى شوند.چنين کانيهايى را مى توان برش وصيقل داد وبه عنوان جواهر به کار برد.بعضى از جواهرات چنين کانى هايى را مى توان برش وصيقل داد وبه عنوان جواهر به کار برد .بعضى از جواهرات مانند الماس وزمرد ،بسيار کميابند

2- کانيها وتاريخچه گذشته زمين – زمين شناسان،براى درک بعضى از وقايع گذشته ،از کانى ها استفاده مى کنند. مثلاً‌وجود کانيهاى فراوان نمک وگچ ،علامتى مبنى بر وجود درياچه هاى گرم وکم عمق در گذشته وتبخير فراوان در آن زمانها هستند. گلوکوفان،که نوعى آمفيبول است، فقط در شرايطى که فشار زياد وگرما باشد تشکيل مى شود. پس مى توان قضاوت کرد که محل يافت شدن گلوکوفان، قبلاً‌در شرايط فشار زياد بوده است.

3- کانسنگ ها- بوکسيت وهماتيت را کانسنگ(سنگ معدن) هم مى نامندکانسنگ به ماده اى مى گويند که مى توان آن را براى حاصل آوردن فراورده هاى پر ارزش استخراج وتصفيه کرد. در بيشتر کانسنگ ها،مقدارى مواد بى ارزش (باطله) هم وجود دارد که بايد آنها را از کانى هاى پرارزش جدا کنند.
به محلى که يک يا چند کانسنگ که ارزش استخراج دارنديافت مى شوند،کانسار گويند.

[raft]

سلام؟