کانی ها

كاني جسمي است هموژن كه در پوسته زمين بوجود مي آيد و داراي فرمول شيميايي و سيستم تبلور مشخصي مي باشد . بنابرين كليه كاني هاي يك گروه داراي سيستم تبلور و تركيب شيميايي يكسان هستند .
اما سنگها ، برخلاف كاني ها ، هتروژن مي باشند زيرا از تركيب چندين كاني مختلف بوجود مي آيند . هرچند كه بعضي از سنگ ها ممكنست فقط از يك كاني تشكيل شده باشند كه درين صورت بعنوان سنگ تك كاني توصيف مي شوند . سنگ ها به سه گروه اصلي تقسيم مي شوند : آذرين ، دگرگوني و رسوبي .

يك سنگ آذرين ازسرد شدن مواد مذاب موجود در درون زمين بوجود مي آيد . اين مواد مذاب اگر در زير زمين باشد، ماگما ، و اگر به سطح زمين فوران كند ، لاوا ، ناميده مي شود . بديهي است سنگهايي كه بر اثرسرد شدن ماگما دراعماق زمين بوجود مي آيند ، بدليل صرف زمان بيشتر جهت تبلور ، داراي بلورهاي درشت و شكلدار هستند . و برعكس سنگ هايي كه از انجماد لاوا در سطح زمين تشكيل مي شوند ، بدليل سرعت سرد شدن ، داراي بلورهاي ريز و يا فاقد بلور و شيشه اي ميباشند .   سنگ هاي دگرگوني سنگ هايي هستند كه از دگرگون شدن سنگهايي كه در اعماق زمين تحت تاثير فشار و حرارت زياد قرار گيرفته اند بوجود مي آيند . علاوه بر ان نفوذ مواد مذاب و گازهاي حاصله از آنها نيزبر سنگهاي مجاور اثر گذاشته و آنها را دگرگون مي كند. 
منشا سنگ هاي رسوبي ، مواد تخريبي و فرسايشي سطح زمين است كه بر اثرعوامل مكانيكي و يا شيميايي ، تحت تاثير نيروهاي خارجي مانند : نور آفتاب ، يخبندان ، آب هاي جاري ، باران ، باد و عناصر ارگانيكي حاصل مي گردند .
سنگ قيمتي به كليه مواد طبيعي كه از نظر ارزش مادي قابل توجه باشند ، گفته مي شود . درين تعريف كمي اغماض بكار رفته است زيرا هر نمونه بر اساس قابليت و ارزش خودش قيمت گذاري و قضاوت مي شود ، در نتيجه حتي همه الماس ها قيمتي نيستند . آنهايي كه فاقد پاكي و تلولو باشند بعنوان ابزار سابنده و برش دهنده در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرند . بعضي از كاني ها انواع سنگهاي قيمتي را مي سازند . بعنوان مثال كاني كروندم جواهر نيست ، ولي ممكنست بشكل يك ياقوت يا سفاير گرانقيمت در آيد .

مقياس سختي موس

 

  سختي ( مقاومت يك كاني در برابر خراش يا سابش ) به قدرت پيوند اتمي در ساختمان بلور ، بستگي دارد . برخي كاني ها ، مانند تالك بقدري نرم هستند كه سابيدن آن بين دو انگشت سبب شكسته شدن اين پيوند مي شود . و برعكس ، الماس ، بقدري پيوند محكمي دارد كه تنها بوسيله يك الماس طبيعي ديگر خراشيده مي شود . سختي هر كاني بوسيله ايجاد خراش روي سطح صاف آن توسط لبه تيز يك كاني با سختي شناخته شده ، تعيين مي گردد.
  در سال 1812 كاني شناس آلمانی ، فردريك موس ، پيشنهاد كرد كه 10 كاني شناخته شده متداول بعنوان مقياس مورد استفاده قرار گيرند . اين كاني ها و سختي در نظر گرفته شده براي آنها عبارتند از: تالك 1، ژيپس 2 ، كلسيت 3 ، فلوريت 4 ، آپاتيت 5 ، ارتوكلاز6 ، كوارتز 7 ، توپاز 8 ، كروندم 9 و الماس 10 . هر كاني مي تواند كاني مشابه يا با سختي كمتر را خش بياندازد ولي كاني هاي با درجات بالاتر را نه . كاني هايي كه سختي آنها تا 2 است را با ناخن و آنهايي كه تا سختي 5 دارند را مي توان با چاقو خط انداخت ولي براي سختي هاي بالاتر بايد از كاني ها استفاده كرد . بعضي از كاني ها در جهات مختلف داراي سختي هاي متفاوتي مي باشند ، لذا تشخيص آن كمي مشكل تر مي شود .

سيستم تبلور

 

  يكي از مهمترين اشكال شناسايي كاني ها ( در بعضي موارد تنها شكل شناسايي ) ، ساختمان داخلي آنهاست . در كاني شناسي هفت سيستم تقارن يا سيستم تبلور وجود دارد . كوبيك ( مكعبي ) ، هگزاگونال ( شش وجهي ) ، مونوكلينيك ( كج لوزي ) ، ارتورومبيك ( راست لوزي ) ، تتراگونال ( چهار وجهي ) ، تريكلينيك ( كج وجهي ) و تريگونال ( سه وجهي ) .

تقريباٌ همه كاني ها از يكي ازين سيستم ها پيروي مي كنند ، اگرچه تعداد كمي مانند ورتزيت در دو سيستم متبلور مي شوند .برخي دانشمندان معتقدند كه حتي مواد ي مانند صمغ كه در طبيعت بصورت غير بلورين ( بدون هيچگونه شكل مشخص ) ديده مي شوند ، ممكنست زماني بعضي انواع تقارن را نشان دهند . اگر اجسام سخت 360 درجه در جهتي چرخانده شوند و شكل مشابهي را ( در حين چرخش ) از خود نشان دهند ، گفته مي شود كه تقارن دارند .بعضي بلورها دوبار تكرار مي شوند و برخي سه ، چهار و شش بار. بنابرين اين بلورها سه ، چهار و شش نقطه تقارن دارند . توجه داشته باشيد كه هيچ بلوري پنج نقطه تقارن نشان نمي دهد .
   متقارن ترين بلورها آنهايي هستند كه در سيستم كوبيك متبلور مي شوند . دراين سيستم سه محور وجود دارد كه با هم مساوي بوده و با زاويه 90 درجه همديگر را قطع مي كنند. چنين اشكالي معمولاٌ با سطوح مختلف  از 6تا 12 ، ديده مي شوند . نمك طعام يكي از شناخته شده ترين كانيهاست كه در اين سيستم متبلور مي شود .
  شكل بنياني كاني ها در سيستم تتراگونال، مانند جعبه ايست كه قسمت بالا و پايين آن وجود نداشته باشد . اين يك شكل بازاست كه توسط شكل يا اشكال ديگر كامل مي شود . بنابرين داراي سه محور مي باشد كه دو محور باهم مساوي و محور سوم بلندتر ويا كوتاهتربوده و با يكديگر زاويه قائمه مي سازند . كاسيتريت ، كاني است كه درين سيستم متبلور مي شود .
  در سيستم مونوكلينيك، هيچكدام از سه محور هم اندازه نيستند . دو محور با همديگر زاويه قائمه مي سازند و محور سوم نسبت به ايندو مايل مي باشد .  هر بلور دراين نوع ، دو نقطه تقارن دارد يعني در هر چرخش كامل ، دو بار شكل مشابه نشان مي دهد و مثال درين مورد بلور ژيپس است .
  بلورها درسيستم تريكلينيك داراي سه محور بوده كه هم اندازه نيستند و هيچكدام با ديگري زاويه قائمه نمي سازند . در بين سيستم هاي بلوري ، اين سيستم كمترين تقارن را دارد . اكسينيت يكي از كاني هائيست كه درين سيستم تشكيل مي شود .
  بلورها در سيستم هگزاگونال داراي چهار محور مي باشند كه سه محور داراي طول مساوي و زاويه محل تقاطع آنها 120 درجه بوده و محور چهارم با طولي نابرابر، بصورت قائم آنها را قطع مي كند . بريل  كاني مشهور اين گروه است .
  سيستم تريگونال بسيار مشابه سيستم هگزاگونال مي باشد ( همانگونه كه در تصوير مي بينيد در يك دياگرام نشان داده شده اند .) ساده ترين كاني سيستم تريگونال شامل سه محور برابر است كه زاويه بين آنها قائمه نيست . كلسيت  دراين سيستم متبلور مي شود .

  بلورها در سيستم ارتورومبيك داراي سه محور با طول هاي متفاوت مي باشند كه زاويه بين آنها 90 درجه است . مثال در اين مورد كاني باريت مي باشد .

 

کانی ها

انواع كانی ها از نظر طریقه بوجود آمدن:
1- كانی های اولیه
2- كانی های ثانویهالف: كانی های اولیه: كانی هایی هستند كه بر اثر سرد شدن مواد مذاب درون زمین بوجود می آیند مثل كوارتز – فلدستاپ – میكا (كانی های سیلیكاتی) – هماتیت – لیمونیت(كانی های آهن دار) – كلیست (كانی كلسیم دار) ب: كانی های ثانویه: بر اثر تغییر و تجزیه كانی های اولیه بوجود می آیند مثال كانی رستی (از تجزیه فلدستاپ ها حاصل می شوند) شناسایی كانی ها: برای شناسایی كانی ها از خواص آن ها استفاده می كنند(شكل بلور- سختی- رنگ گرد كانی- جلا- رسانایی اكتریكی- چگالی) سختی: میزان سختی كانی ها با هم متفاوت است سخت ترین انها الماس با درجه 10 و نرمترین آنها تالك با درجه 1 سختی بقیه كانی ها بین درجه 1 تا 10 است.درجه سختی كانی: میزان مقاومت آن در برابر خراشیدگی را نشان می دهد.
درجه سختی
كانی
1
تالكناخن
2
ژیپسسكه مسی
3
كلسیتتیغه چاقو4فلوئوریتشیشه5آپاتیتسوهان6ارتوزچینی بدون لعاب7كوارتز8توپاز9كوندوم10الماس
جدول موهس درجه سختی كانی ها روش تعیین درجه سختی كانی ها:
اگر دو كانی را روی هم بكشیم همیشه كانی سخت تر بر روی كانی نرمتر خط می اندازد یعنی كانی كه روی كانی دیگر شیار تولید كند سخت تر است.
برای شناسایی جنس كانی ها از آزمایش شعله نیز می توان استفاده كرد. زیرا هر عنصری شعله را به رنگ مخصوص درمی آورد. مثلا:
عنصر سدیم رنگ شعله را زرد می كند
عنصر كلسیم رنگ شعله را سرخ آجری می كند
عنصر مس رنگ شعله را سبز می كند
عنصر پتاسیم رنگ شعله را بنفش می كند
سنگ ها:
كمتر كسی است كه در اطراف خود متوجه سنگها نشده باشد شاید سنگ های پله خانه خودتان را دیده اید و یا درنمای بعضی از ساختمانها سنگ ها زیبا نظر شما را جلب كرده باشد آیا از خود سوال كرده اید كه این سنگ ها چگونه بوجود آمده اند؟ از كجا این سنگ ها را تهیه می كنند؟ چرا رنگ بعضی ها روشن و بعضی ها تیره است. برای یافتن پاسخ سئوالات خود باید بیش تر با سنگ ها آشنا شوید. بطور كلی سنگ ها را به سه گروه اصلی تقسیم می كنند.
الف) سنگ های آذرین
ب)سنگ های رسوبی
ج) سنگهای دگرگونی
الف) سنگ های آذرین:
این سنگ از سرد شدن مواد مذاب درون زمین بوجود می آیند كه خود آن ها به دو دسته تقسیم می شوند. 1- آذرین درونی:
این سنگ ها بر اثر سرد شدن مواد مذاب در داخل زمین بوجود می آیند مثل سنگ گرانیت – گابرو
ویژگی این سنگ ها این است كه دارای بلورهای درشت می باشند و بیش تر رنگ روشن دارند 2- آذرین بیرونی: سنگ های هستند كه بر اثر سرد شدن مواد مذاب در خارج از زمین بوجود می آیند چون این مواد مذاب توسط آتشفشان از زمین خارج می شوند به این سنگ ها آتشفشانی نیز می گویند.
مثال: بازالت – زیولیت
علت تیره و روشن بودن سنگ بستگی به عناصر موجود در آن دارد مثلا سنگ ها تیره دارای آهن – منیزیم – كلسیم است و سنگ های روشن آلومینیوم – سدیم – پتاسیم دارند پرسش: علت گرمای درون زمین چیست؟
دانشمندان در مورد گرمای درون زمین نظریه های متعددی داده اند اما امروزه تقریبا مطمئن شده اند كه علت گرمای درون زمین فعالیت مواد رادیو اكتیو است. پرسش: مواد رادیواكتیو چیست؟
موادی هستند كه بعضی از آن ها ناپایدار بوده و می تواند به مواد دیگر تبدیل شود و مقدار زیادی انرژی تولید كنند. مثل اورانیم پرسش: آتشفشان چگونه به وجود می آید؟
در شرایط خاصی مقداری از مواد درون پوسته یا گوشته ذوب شده و مواد مذاب چون سبك تر هستند به سمت بالا حركت می كنند وقتی راهی به سطح زمین پیدا كنند از درون زمین به بیرون فوران می كنند كه به آن آتشفشان می گویند. ب)سنگ های رسوبی:
آب و باد و یخ از عوامل فرسایش دهنده هستند كه موجب خرد شدن سنگ می شوند و مواد حاصل توسط آب به دریا منتقل می شود و به صورت لایه لایه روی هم ته نشین می شوند و رسوبات را تشكیل می دهند
عوامل گوناگونی این رسوبات سست و ناپیوسته را به سنگ سخت تبدیل می كنند كه به این سنگ ها رسوبی می گویند.سنگ های رسوبی به روش های متعددی بوجود می آیند. ولی بیش ترین آن ها بر اثر فشار لایه های رسوبی بر روی همدیگر حاصل می شوند

پرسش: سنگ های رسوبی چگونه بر اثر رسوبگذاری تشكیل می شوند؟
وقتی رسوبات توسط رودخانه ها به دریا منتقل می شوند در كف دریا به ترتیب درشتی و ریزی روی هم انباشته می شوند بر اثر فشار لایه های بالایی بر روی لایه های پایین آب درون آن ها خارج شده و مواد سفت سخت می شوند مثل سنگ رستی
پرسش: چگونه بر اثر تبخیر آب دریا سنگ رسوبی حاصل می شود؟
چون آب دریاها و دریاچه ها به مقدار زیادی مواد محلول دارند(حدود 35 درصد). وقتی آب آن ها بر اثر گرما تبخیر شود مقدار زیادی از املاح محلول در آب رسوب می كنند و به سنگ تبدیل می شوند مثل سنگ گچ – سنگ نمك
پرسش: چگونه از بهم پیوستن ذرات سنگ های رسوبی تولید می شوند؟
همه مواد رسوبی بر اثر فشار به هم نمی چسبند مثلا ماسه هر چه تحت فشار قرار بگیرد سفت سخت نمی شود و این مواد توسط یك ماده چسبنده ای مثل سیمان به هم می چسبند و به سنگ تبدیل می شوند مثل ماسه سنگ و كنگرمرا
پرسش: بعضی از سنگ های رسوبی چگونه بر اثر واكنش شیمیایی تولید می شوند؟
آب دارای مواد محلول زیادی است بعضی از این مواد بر اثر انجام واكنش های شیمیایی پیچیده ای رسوب می كنند و مواد سفت و سختی تولید می كنند كه سنگ رسوبی دارد مثل سنگ آهك ویژگی های سنگ های رسوبی:

پرسش: فسیل چیست؟
آثار و بقایای جانداران گذشته كه بین سنگ های رسوبی یافت می شوند فسیل دارند
فسیل بیش تر در بین سنگ های رستی – آهكی – ماسه سنگ ها یافت می شود دانشمندان از فسیل چه استفاده ای می برند؟ تاریخ گذشته زمین را تعیین می كنند ج) سنگ های دگرگونی:
سنگ هائی هستند كه از دگرگون شدن سنگ های آذرین یا رسوبی حاصل می شوند مثل مرمر – گنیس – كوارتزیت

وقتی سنگی دچار دگرگونی می شود ممكن است دو نوع تغییر در ساختمان آن بوجود بیاید
1- تغییر در نوع كانی ها موجود در سنگ
2- تغییر در طرز قرار گرفتن كانی ها مرغوبیت یك سنگ دگرگونی به چه چیز بستگی دارد؟
به میزان فشار و گرمایی كه سنگ تحمل كرده است. در نمودار زیر دگرگون شدن چند سنگ را مشاهده می كنید.
چرخه سنگ ها:
بین انواع سنگ ها وابستگی وجود دارد كه در اثر گذشت زمان هر كدام به سنگ های دیگری تبدیل می شوند.
نكته: منشا تمام سنگ های روی زمین سنگ های آذرین هستند. شما می توانید علت را توضیح دهید.