کانی شناسی

« كانی شناسی یا مینرالوژی شاخه ای از زمین شناسی است كه به مطالعه و یا بررسی كا نی ها از نظر تركیب شیمیایی ، خواص فیزیكی ، شرایط تشكیل و پیدایش آنها و روابط طببیعی بین كانی ها می پردازد.» كانی یا ماده معدنی جسمی است همگن و طبیعی با فرمول شیمیایی و سیستم تبلور مشخص و خواص فیزیكی و نورانی مخصوص به خود. كانی ها به فرم و شكل منفرد و بلورین و یا به حالت تجمع تشكیل می شوند. از اجتماع كانی ها و به هم پیوستگی آنها سنگها وكانسنگها تشكیل می شود. تا كنون بیش از 2000 كانی مختلف شناخته شده كه تعدادی از آنها به مقدار جزیی در طبیعت یافت می شود و از نظر اقتصادی نیز در حال حاضر اهمیت چندانی ندارند.

عوامل مهم و اصلی در شناسایی كانی ها عبارتند از:

1- خواص فیزیكی: كه مهم ترین آنها عبارتند از شكل رخ، سطح شكست، سختی، وزن مخصوص، جلا و شفافیت، قابلیت ذوب و...

2- خواص شیمیایی: مانند تجزیه كانیها یعنی تعیین عناصر موجود در آنها و در نتیجه پی بردن به كمیت و مقدار هر یك از عناصر و آزمایش در جه ذوب كا نی ها

3- خواص نوری: كه مهم ترین آنها ضریب شكست و اختلاف آن، تعیین زاویه خاموشی و تشخیص چند رنگی بودن كانی است كه به وسیله میكروسكوپ پلاریزان مطالعه و بررسی می شود.

كانی ها علاوه بر آنكه سنگ مینای سنگ ها هستند اغلب فوایدی نیز به همراه دارند. كانی ها معمولا زمانی با ارزش می شوند كه تمركزشان به حدی باشد كه بهره برداری از آنها را با صرفه بنماید. برخی از كانی ها به دلیل اتمهایشان مفیدند. آهن، آلومینیوم ومس كه پر مصرف ترین فلزات اند از اكسیدها، سولفیدها و هیدروكسیدهایشان به دست می آیند. « كانی های حاوی اورانیوم منابع مهم سوختهای فسیلی اند.»

كانی های دیگر اغلب به دلیل ویژیگی های فزیكی شان اهمیت پیدامی كنند به عنوان مثال سختی زیاد الماس آن را به صورت یكی از مهم ترین ساینده های صنعتی در آورده است یا كاغذ سمباده توسط ذرات كانی كروندم كه سختی زیاد (9در مقیاس موس) دارد پوشیده است. در مقابل گرافیت به قدری نرم است كه به عنوان مغز مداد مصرف می شود.  لمس چرب و نرمی كانی هایی مانند تالك و گرافیت باعث شده كه از آنها به عنوان روان كننده و كاهش دهنده اصطكاك استفاده شود. پیوند فلزی در طلا، نقره، پلاتین و مس آنها را هادی های خوبی برای جریان الكتریسیته نموده است.

خلاصه آنكه ظاهرا" هیچ گونه حدی برای كاربرد كانی ها نمی توان تصور كرد. چون هر روز كه می گذرد مصارف جدیدی در آنها یافت می شود.

كانی ها به دو دسته تقسیم می شوند: سیلیكات ها و غیرسیلیكات ها.

 كانیهای سیلیكاته كه قسمت اعظم لیتوسفر را تشكیل می دهند و از سیلیسیم تشكیل می شود.

اما كانی های غیر سیلیكاته فاقد سیلیسیم بوده و در سنگ ها به مقدار كم یافت می شود به همین جهت به آنها كانی های فرعی نیز می گویند. در یك سنگ آن عده از كا نی های تشكیل دهنده سنگ كه تعداد آنها و در نتیجه مقدار درصدشان از بقیه مواد معدنی  بیشتر باشد و غالبا بلورهای درشت تری داشته باشند را كانی های اصلی می گویند و كانی هایی كه مقدار درصدشان كمتر و ریزتر باشند را كانی های فرعی نام گذاری كرده اند.

« كانی های اتفاقی یا عارضی به كانی هایی گفته می شود كه وجود آنها در سنگ همیشگی نیست و بطور نا منظم و به ابعاد مختلف در متن سنگ پراكنده اند.» البته باید این نكته را در نظر داشته باشیم كه یك كانی دریك سنگ ممكن است كانی اصلی آن سنگ به حساب آید اما همان كانی درسنگ دیگر كانی فرعی یا عارضی باشد. مثلا كلسیت در سنگهای رسوبی آهكی كانی اصلی محسوب می گردد اما همان كلسیت در سنگ های آذرین یك كانی عارضی و اتفاقی می باشد.

كانی های سیلیكاته:

در مورد سیلیكاتها بیشتر ساختمان آنها و نحوه اتصال و استقرار تتراهدرها كه بنیان اصلی آنها را تشكیل می دهد مبنای تقسیم بندی آنها قرار گرفته است.

ساختمان تتراهدرها بدین گونه است كه درمركز آن سیلیسیم قرار گرفته و چهار گوشه آن به وسیله اكسیژن اشغال شده است. یون اكسیژن كه دارای دو ظرفیت می باشد یك ظرفیت آن به وسیله سیلیسیم و ظرفیت دیگر آن كه آزاد است معمولا به وسیله یونهای فلزی احاطه می شود.چهار وجهی های بكار رفته در ساختمان سیلیكاتها ممكن است منفرد و جدا باشند و یا به طریق های مختلف به یكدیگر متصل گردند. بر مبنای نوع استقرار و اتصال چهار وجهی ها به یكدیگر، سیلیكاتها را به دسته های زیر تقسیم می نمایند:

1- نزو سیلیكات ها:

در این دسته از سیلیكات ها تتراهدرهای چهاروجهی بصورت منفرد و مستقل می باشند و از چهار وجهی های دیگر به وسیله یون های فلزی جدا می شوند.فرمول عمومی می باشد.كانی های الیوین از این دسته محسوب می شوند.

2- سوروسیلیكات ها:

در این دسته از سیلیكات ها چهار وجهی ها با بنیان دو به دو به یكدیگر متصل شده اند. سوروسیلیكات ها شش ظرفیت آزاد دارند كه به وسیله یونهای فلزی گرفته می شود. كانی های گروملیلیت كه از كانی های وابسته به فلدسپاتوئیدها می باشند از این دسته هستند.

3- سیكلوسیلیكات ها:

در سیلیكات های حلقوی تتراهدرهای آنها به وسیله دو گوشه به یكدیگر متصل شده اند و چهار وجهی ها زنجیره های بسته ای بین خود تشكیل داده اند كه به صورت حلقه مانند است. تعداد چهاروجهی های یك حلقه ممكن است 3 یا 4 و یا 6 باشد و هیچوقت۵ نیست چون تقارن مربوط به درجه پنج ندارد.از كانی های این دسته می توان بنیتوئیت، بریل و تورمالین را نام برد.

4- اینو سیلیكات ها:

در اینو سیلیكات ها تترا هدرها یا چهار وجهی های آنها به صورت زنجیر باز یا روبان مانند پشت سر هم واقع شده اند كه هر چهار وجهی بوسیله دو گوشه با تتراهدرهای ماقبل و ما بعد خود مربوط می گردد.از نظر ماكزوسكوپی اینو یسلیكات ها ساختمان سوزنی، منشوری، رشته و غیره...  دارند.

اینو سیلیكات ها به دو دسته تقسیم می شوند:

الف- اینو سیلیكات هایی كه چهاروجهی های آنها بصورت زنجیره ساده به دنبال هم قرار دارند مانند پیروكسن

ب- اینوسیلیكات هایی كه زنجیره مضاعف دارند یعنی چهار وجهی های آنها بصورت زنجیره مضاعف پشت سرهم واقع شده است و در آنها دو رشته چهار وجهی با پلهای اكسیژن به یكدیگر متصل شده اند. كانی های این گروه، در نمونه های ماكروسكوپی ، بعضی موارد بصورت رشته های طویل دیده می شود. مانند كانی ترمولیت.

5- فیلو سیلیكات ها یا سیلیكات های ورقه ای :

 در فیلو سیلیكات ها چهار وجهی های تشكیل دهنده آنها بصورت ورقه هایی در یك سطح قرار دارند.هر چهار وجهی به وسیله سه گوشه به چهار وجهی مجاور خود

متصل شده است.به این ترتیب لایه های چهار وجهی بصورت شش گوش طوری پهلوی هم قرار گرفته اند كه نوك تیز آنها در یك امتداد است.سطح لایه ها از قاعده های مثلثی، كه از نظر الكتریكی خنثی است تشكیل می شود و به همین جهت آنها را سیلیكات های ورقه ای یا فیلو سیلیكات ها می نامند. كانی های عمده آن: تالك، میكا، سرپانتین و كانی های گروه آرژیل می باشند.

6- تكتو سیلیكات ها:

در تكتو سیلیكات ها چهار وجهی های (SiO4) بوسیله هر چهار گوش با چهار وجهی مجاور خود متصل شده است. در نتیجه ساختمان سه بعدی دارند. بعضی تترا هدرها در سه امتداد فضایی به یكدیگر متصل می باشند. بنابراین هر اتم اكسیژن به دو چهار وجهی مجاور تعلق دارد. كانی های مهم این گروه عبارت است از: سیلیس،  فلدسپات ها، فلدسپاتوئید ها ، ‌زئولیت ها، اسكاپولیت ها و...