کانی چیست؟ – به زبان ساده و در زمین شناسی

کانی، یک ماده طبیعی، جامد و غیر آلی با ترکیب شیمیایی مشخص و ساختار اتمی منظم است. اغلب کانی‌ها، به صورت بلوری در طبیعی یافت می‌شوند. این مواد، از پرکاربردترین و ضروری‌ترین مواد مورد استفاده توسط انسان‌ها هستند. به عنوان مثال، کانی‌‌های حاوی عناصر فلزی، مواد اولیه مورد نیاز برای ساخت خودروها، هواپیماها، ساختمان‌ها و دیگر قطعات یا سازه‌های فلزی را تامین می‌کنند. علاوه بر این، مواد دارویی (داروهای شیمیایی)، کودهای کشاورزی و برخی از مواد غذایی نیز توسط کانی‌ها تولید می‌شوند. ناگفته نماند، نمکی که تقریبا هر روز در غذای خود استفاده می‌کنید، یک نوع کانی است. کاربرد گسترده این مواد، اهمیت مطالعه بر روی آن‌ها (کانی‌شناسی) را دو چندان می‌کند. در این مقاله، به تعریف کانی و بررسی کاربردها، نحوه تشکیل، مراحل اکتشاف/استخراج، روش‌های شناسایی و انواع آن می‌پردازیم.

مواد در طبیعت به چه شکل یافت می شوند ؟

در طبیعت مواد به دو شکل آلی و غیر آلی یافت می‌شوند. به موادی مانند چوب، نخ یا هر ماده‌ای که منشا گیاهی یا جانوری داشته باشد، ماده آلی می‌گویند. در شیمی مدرن، ترکیبات دارای کربن (موجود در ارگانیسم‌های زنده) و هیدروژن را به عنوان مواد آلی در نظر می‌گیرند.

ماده غیر آلی چیست ؟

موادی مانند سنگ، فلز یا هر ماده‌ای که در ترکیب شیمیایی آن‌ها، پیوند کربن با هیدروژن وجود نداشته باشد، مواد غیر آلی نام دارند. بر اساس یک تعریف کلی، می‌توانیم بگوئیم که مواد غیر آلی، جهان غیر زندگان را تشکیل می‌هند. در تصویر زیر، چند نمونه از مواد آلی و غیر آلی نمایش داده شده است.

احتمالا تا به حال اصطلاح «محصولات ارگانیک» به گوشتان خورده است. این اصطلاح، معمولا برای نشان دادن منشا طبیعی و آلی محصولات مختلف استفاده شده و به عنوان یک مزیت بیان می‌شود. با این وجود، غیر آلی بودن مواد، نشانه کیفیت یا اهمیت پایین آن‌ها نیست. به عنوان مثال، آب، یک ماده غیر آلی یا اصطلاحا غیر ارگانیک است که ادامه حیات موجودات زنده به آن بستگی دارد. علاوه بر آب، کانی‌ها نیز به عنوان مواد غیر آلی مهم در زندگی انسان‌ها به شمار می‌روند. این مواد، نقش بسزایی در زندگی انسان‌ها دارند.

کانی چیست ؟

کانی یا «ماده معدنی» (Mineral)، یک ماده جامد و غیر آلی است که به طور طبیعی بر روی پوسته زمین یافت می‌شود. کانی ها، ترکیب شیمیایی مشخص و ساختار اتمی منظمی دارند. به عنوان مثال، الماس، یک کانی شناخته شده است که از کربن خالص تشکیل می‌شود. این کانی، به دلیل ساختار بلوری و مشخصات فیزیکی منحصر به فرد، به عنوان یکی از جواهرات محبوب و گران‌بها در دنیا به شمار می‌رود.

برای تعریف کانی‌ها، موارد زیر را در نظر داشته باشید:

• کانی‌ها مواد طبیعی هستند و انسان‌ها در ساخت آن‌ها تاثیری ندارند.
• کانی‌ها مواد غیر آلی هستند و منشا گیاهی یا جانوری ندارند.
• کانی‌ها مواد جامد هستند و حالت مایع یا گاز ندارند.
• کانی‌ها دارای ترکیب شیمیایی مشخص هستند؛ البته ممکن است ترکیب آن‌ها ثابت نباشد.
• کانی‌ها، ساختار اتمی منظم و مرتب دارند و به شکل بلوری تشکیل می‌شوند.

کانه چیست ؟

به کانی‌های ارزشمند و قابل استفاده در صنایع مختلف، «کانه» می‌گویند. این کانی‌ها، طی فرآیندهای معدنکاری از پوسته زمین استخراج می‌شوند. کانه‌ها را می‌توان به دو نوع فلزی و غیر فلزی تقسیم کرد. با وجود این تقسیم‌بندی، منظور از کانه در اغلب موارد، کانه‌های فلزی پرکاربرد در صنعت نظیر آهن، آلومینیوم، مس و غیره است.

کانسنگ یا کانسار چیست ؟

سنگ معدن، «کانسنگ» (Ore) یا «کانسار» (Mineral Deposit) ذخایر طبیعی هستند که از دو بخش کانه و باطله تشکیل می‌شوند. باطله‌ها، مواد فاقد ارزش اقتصادی هستند. البته ممکن با گذشت زمان، باطله‌ها نیز ارزشمند تلقی شده و به عنوان کانه در نظر گرفته شوند.

تعریف کانی در علوم هشتم

بر اساس تعریف کتاب علوم هشتم، کانی‌ها، موادی طبیعی در سنگ‌کره زمین هستند که از عناصر مختلف تشکیل می‌شوند و خود، سنگ‌ها را تشکیل می‌دهند. این مواد طبیعی، حالت جامد، ساختار متبلور و ترکیب شیمیایی نسبتا ثابتی دارند.

کانی چگونه تشکیل می شود ؟

کانی، به روش‌‌های مختلف تشکیل می‌شود. منشا برخی از کانی‌ها، جریان‌های مذاب بسیار داغ بوده و منشا برخی دیگر، جریان‌های سرد است. علاوه بر این، کانی‌هایی وجود دارند که از تبلور مجدد مواد جامد به وجود می‌آیند. از متداول‌ترین روش‌های تشکیل کانی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تبلور مواد مذاب (ماگما و گدازه) هنگام سرد شدن
• محلول‌های فراسیر شده
• آب‌های گرم زیرزمینی

در ادامه، به توضیح هر یک از موارد بالا می‌پردازیم.

تشکیل کانی از مواد مذاب

دمای نقاطی از اعماق زمین، به قدری بالا است که حتی سنگ‌ها را ذوب می‌کند. به سنگ‌های مذاب درون زمین، ماگما می‌گویند. دمای ماگما، به بالای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. در صورتی که این مواد مذاب به سطح زمین برسند، به آن‌ها گدازه گفته می‌شود. تصویر زیر، گدازه‌های جاری در نزدیکی آتشفشان را نمایش می‌دهند.

با کاهش دمای ماگما و گدازه‌ها، کانی به وجود می‌آید. برخی از کانی‌ها، در دماهای بالا و برخی دیگر در دماهای پایین‌تر متبلور می‌شوند. هر چه سرعت کاهش دمای مواد مذاب کمتر باشد، زمان کافی برای رشد بلورهای بزرگ بیشتر خواهد بود. گرانیت، چنین خاصیتی دارد. به همین دلیل، بلور کانی‌های آن بزرگ و با چشم غیر مسلح قابل تشخیص هستند (تصویر زیر).

گدازه، به دلیل ارتباط مستقیم با هوا، با سرعت بسیار بیشتری نسبت به ماگما سرد می‌شود. کاهش دمای سریع این ماده مذاب، زمان کافی برای تشکیل بلورهای بزرگ را از آن می‌گیرد. در این شرایط، کانی‌هایی با بلورهای بسیار کوچک به وجود می‌آیند. البته، ترکیب شیمیایی ماگما و گدازه پس از تبلور، تغییری نمی‌کند. هنگام جریان یافتن مواد مذاب، امکان آزادسازی و ترکیب شدن مولکول‌های آن‌ها با مولکول‌های مختلف افزایش می‌یابد. در صورت رخ دادن این حالت، کانی‌های جدید تشکیل می‌شوند. این اتفاق، در حین پدیده دگرگونی رخ می‌هد.

تشکیل کانی از محلول های فراسیر شده

آب آشامیدنی، حاوی مقدار کمی از املاح معدنی است. در محلول‌های نمکی، مقدار این املاح به اندازه قابل توجهی افزایش می‌یابد. به طور کلی، امکان حل مقدار مشخصی از عناصر در آب وجود دارد. با تبخیر آب، لایه‌ای از ذرات جامد باقی می‌ماند. ذرات ته نشین شده در کنار یکدیگر، کانی‌ها را تشکیل می‌دهند. میزان کانی‌های تشکیل شده، به میزان عناصر حل شده در آب وابسته است. نمک‌های حل شده در دریاها و برخی از دریاچه‌ها، به اندازه‌ای هستند که باعث ته‌نشینی و تشکیل کانی‌ها شوند.

تشکیل کانی بر اثر تبخیر آب های زیرزمینی

اغلب آب‌های روی زمین، از جمله آب اقیانوس‌ها و آب‌های زیرزمینی، حاوی عناصر مختلف هستند. این عناصر، به مقدار برابر در ترکیب آب حضور می‌یابند و تشکیل محلول می‌دهند. تشکیل محلول، تبلور مواد را در پی دارد. کانی‌های هالید و سدیم کلرید (نمک خوراکی)، طی میلیون‌ها سال و با تبخیر آهسته آب‌های سطحی شکل گرفته‌اند. از دیگر کانی‌های حاصل از تبخیر محلول می‌توان به ژیپس (گچ) و کلسیت اشاره کرد.

مجاورت آب‌های زیرزمینی با مواد مذاب، نیز باعث تشکیل کانی می‌شود. مراحل تشکیل کانی‌ها در این حالت به صورت زیر است:

• افزایش دمای آب زیرزمینی توسط ماگما
• تجزیه ترکیبات و حل شدن آن‌ها درون آب
• جریان یافتن محلول درون ترک‌های سنگ
• سرد شدن محلول و تبلور عناصر حل شده
• تشکیل کانی در میان ترک‌ها

اکتشاف و استخراج کانی ها چگونه انجام می شود ؟

اکتشاف مواد معدنی، فرآیند جستجو برای یافتن شواهد حضور هرگونه تمرکز کانی در سنگ‌های یک منطقه است. این فرآیند، معمولا با جمع‌آوری اطلاعات زمین‌شناسی نواحی مختلف و تعمیم اطلاعات به نواحی بزرگتر انجام می‌گیرد. به این ترتیب، یک تصویر کلی از وضعیت زمین‌شناسی منطقه و کانی‌های احتمالی موجود در آن به دست می‌آید. اولین مرحله در اکتشاف کانی‌ها، انجام مطالعات کتابخانه‌ای و تحقیق‌های غیر میدانی است.

در مطالعات تئوری، نواحی مستعد کانسارهای معدنی کاندید می‌شوند. سپس، زمین‌شناسان به محل‌های مورد نظر می‌روند و مشاهدات/برداشت‌های اولیه را انجام می‌دهند. پیچیدگی مراحل اکتشاف مواد معدنی، رفته رفته زیاد می‌شود. در فازهای اول، این مراحل به صورت ساده، با دقت تقریبی و به روش‌های ارزان صورت می‌گیرند. اگر نتایج مطالعات اولیه رضایت‌بخش بود، نوبت به روش‌های پیشرفته‌تر، دقیق‌تر و طبیعتا گران‌تر می‌رسد. البته، بسیاری از مطالعات اولیه، هیچگاه به مرحله بعدی نمی‌روند. به طور کلی، مراحل اکتشاف کانی‌ها عبارت هستند از:

1. مطالعات تئوری
2. برداشت زمین‌شناسی
3. برداشت نمونه خاک/رسوبات و انجام مطالعات ژئوفیزیک سطحی
4. حفاری اولیه
5. حفاری پیشرفته
6. مطالعات تفصیلی و تحقیقات زمین‌‌شناسی
7. استخراج

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، آخرین مرحله از اکتشاف مواد معدنی، استخراج آن‌ها است. با استخراج سنگ‌های معدنی، اطلاعات بیشتر و دقیق‌تری از کانی‌های موجود در آن‌ها به دست می‌آید. این اطلاعات می‌توانند منجر به کشف کانی‌ها و کانسارهای دیگر نیز شوند. به عبارت دیگر، تا زمانی که معدن فعال و در حال استخراخ باشد، فرآیند اکتشاف کانی ادامه می‌یابد. استخراج کانی‌ها و به دست آوردن محصول نهایی برای استفاده در صنعت یا حوزه‌های دیگر، مطابق با مراحل زیر انجام می‌گیرد:

1. حفاری/انفجار
2. بارگیری و باربری
3. فرآوری

در استخراج مواد فلزی، مرحله ذوب نیز به مراحل بالا اضافه می‌شود. کانی‌ها، اهمیت بسیار زیادی در زندگی انسان‌ها دارند. در بخش بعدی، به معرفی اهمیت و کاربردهای این مواد ضروری می‌پردازیم.

کانی ها چه کاربردی دارند ؟

کانی‌ها، از پرکاربردترین مواد غیر آلی در زندگی انسان‌ها هستند. به عنوان مثال، نمکی که در غذای خود استفاده می‌کنید (سدیم کلرید)، به عنوان یک کانی بلورین در نظر گرفته می‌شود؛ یا آب تمیزی که هر روزه می‌نوشید، توسط کانی‌ها تصفیه می‌شوند. کانی‌ها، در کشاورزی، ساخت و ساز، انرژی، صنعت و بسیاری از حوزه‌های مرتبط با زندگی انسان‌ها کاربرد دارند.

کاربرد کانی ها در حوزه انرژی چیست ؟

کانی‌ها، از منابع مهم و حیاتی در صنعت انرژی به حساب می‌آیند. به عنوان مثال، یک توربین بادی را در نظر بگیرید. برای ساخت این مولد انرژی، به بیش از ۳۰۰ تن فولاد، ۴ تن مس و ۳ تن آلومینیوم نیاز است. البته در هر نیروگاه بادی، چندین توربین وجود دارد. فولاد، مس و آلومینیوم مورد نیاز برای ساخت این توربین‌ها، از فرآوری کانسنگ‌ها و استخراج کانی‌های دربرگیرنده آن‌ها تامین می‌شوند.

انرژی اتمی، حدود ۱۰ درصد از انرژی مورد نیاز برای تولید برق در دنیا را تامین می‌کند. اورانیوم، مهمترین عنصر برای بهره‌مندی از این نوع انرژی است که معمولا از کانی اورانیت به دست می‌آید. با رشد جمعیت جهانی، نیاز به استخراج کانی‌های مورد استفاده در صنعت انرژی روز به روز افزایش می‌یابد. اهمیت این کانی‌ها به قدری است که علاوه بر صنعت انرژی، بر روی قدرت استراتژیک و سیاسی کشورها نیز تاثیر می‌گذارد.

کاربرد کانی ها در حوزه کشاورزی چیست ؟

ترکیب خاک، از مهم‌ترین عوامل در کیفیت محصولات کشاورزی است. خاک‌ها، از پنج مولفه اصلی شامل مواد غیر آلی، مواد آلی، آب، هوا و موجودات زنده (کرم، حشرات و غیره) تشکیل می‌شوند. مواد غیر آلی موجود در خاک‌ها، مواد معدنی و شامل چندین نوع کانی هستند. این مواد، بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی خاک تاثیر می‌گذارند. در حوزه کشاورزی، کانی‌ها به عنوان منبعی برای تقویت مشخصات خاک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد کانی‌ها در حوزه کشاورزی به بهبود خواص آن‌ها محدود نمی‌شود. این مواد غیر آلی، در فعالیت‌های مرتبط با کشاورزی نظیر تولید کود، ساخت آفت‌کش، بهسازی خاک، تهیه غذای حیوانات، ذخیره مواد غذایی و فرآوری مواد غذایی کاربرد دارند. بیش از ۴۰ نوع کانی در این فعالیت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این وجود، فسفات، پتاس، ژیپس و زئولیت، به عنوان چهار کانی اصلی در حوزه کشاورزی تلقی می‌شوند:

• فسفات: این ماده، در تهیه کود کشاورزي کاربرد دارد. حدود ۹۰ درصد سنگ فسفات استخراجی در دنیا، در صنعت کشاورزی و غذا (اغلب به صورت کود) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• پتاس: این ماده، یک منبع مغذی برای تقویت خاک و محصولات کشاورزی است. پتاس کافی، آنزیم‌های گیاهان را فعال می‌کند و واکنش‌های شیمیایی مهم برای جذب آب و فتوسنتز را تسریع می‌بخشد.
• ژیپس: این ماده، یکی از اولین کودهای مورد استفاده در دنیا به شمار می‌رود. ژیپس، حاوی کلسیم و سولفور (از مواد مغذی و ضروری برای گیاهان) است که به رشد گیاهان کمک می‌کند.
• زئولیت: این ماده، کاربردهای متعددی در کشاورزی دارد. افزایش بازده محصول، بهبود بهره‌وری کود، کشتن آفات، از بین بردن قارچ‌ها و غیره، از کاربردهای زئولیت در حوزه کشاورزی است.

کاربرد کانی ها در ساخت و ساز

در ساخت یک خانه، با توجه به ابعاد ساخت و ساز، بین چند ده تن تا چند صد سنگدانه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سنگدانه‌ها، مجموعه‌ای از ذرات ریز و درشت هستند که به عنوان مصالح، مواد اولیه و یا پرکننده در اجرای سازه‌هایی نظیر اه، راه‌آهن، سد، پل، ساختمان و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

از کانی‌های پرکاربرد در اجرای سازه‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• فولاد: اسکلت ساختمان‌های بزرگ
• رس: آجر و کاشی
• آهک، رس، شیل و ژیپس: سیمان
• ژیپس: گچ
• ماسه سیلیسی: شیشه
• ماسه، شن و سنگدانه‌های خرد شده: پرکننده و بتن
• مس: لوله‌کشی و سیم‌کشی

کاربرد کانی ها در صنعت پزشکی

کانی‌ها، از مواد حیاتی در دنیای پزشکی محسوب می‌شوند. این مواد، هم در ترکیب داروها و هم در ساخت تجهیزات پزشکی کاربرد دارند. به عنوان مثال، عنصر مس را در نظر بگیرید. این ماده، در ساخت دستگاه‌های تصویربرداری MRI‌ کاربرد دارد. علاوه بر این، به دلیل خاصیت از بین بردن باکتری، ویروس و قارچ‌ها، برخی از بیمارستان‌ها از آن یا آلیاژهای آن بر روی سطوح حساس استفاده می‌کنند.

از دیگر عناصر مفید در صنایع پزشکی می‌توان به نقره اشاره کرد. این ماده، به عنوان یکی از مواد اولیه در برخی از آنتی‌بیوتیک‌های موضعی، بانداژ زخم و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نقره، از رشد باکتری‌ها جلوگیری کرده و به ترمیم زخم کمک می‌کند. به عنوان مثال آخر کاربرد کانی در صنعت پزشکی، به تیتانیوم اشاره می‌کنیم. این فلز، به دلیل مقاومت بالا در کنار وزن پایین، برای ساخت مفاصل مصنوعی استفاده می‌شود. از تیتانیوم می‌توان به عنوان جایگزین استخوان نیز استفاده کرد.

کاربرد کانی ها در صنایع دیگر

یکی دیگر از کاربردهای کانی‌ها، استفاده از عناصر موجود در آن‌ها برای ساخت قطعات الکترونیک، تولید انرژی پاک، هواپیماسازی، خودروسازی و ساخت تجهیزات نظامی است. در این صنایع، علاوه بر عناصر رایج صنعتی، از عناصر کمیاب زمین نیز استفاده می‌شود.

عناصر کمیاب، موادی هستند که معمولا در ساخت تجهیزات الکترونیکی و تجهیزات پیشرفته به کار می‌روند. به عنوان مثال، تلفن‌های هوشمند، دوربین‌های دیجیتال، بردهای تجهیزات نظامی، حافظه کامپیوترها، ال‌ای‌دی‌ها، تلویزیون‌های تخت، مانیتورها و نمایشگرهای الکترونیکی، اغلب توسط این عناصر ساخته می‌شوند.

نامگذاری کانی ها چگونه است ؟

نامگذاری اغلب کانی‌ها، با توجه به عبارت‌های لاتین و یونانی صورت می‌گیرد. در عنوان بسیاری از کانی‌ها مانند هماتیت، لیمونیت، کلسیت و غیره می‌توان پسوند «-یت» (ite-) را مشاهده کرد. این پسوند از کلمه «Lithos» ب معنای «سنگ» اقتباس شده است. برخی از کانی‌ها مانند آلماندین، آندزین، با پسوند «-ین» (ine-) نوشته شده و برخی دیگر نیز با پسوند «-اید» (ide-) نوشته می‌شوند. منشا نامگذاری اکثر کانی‌ها به خواص فیزیکی، محل پیدایش یا اسم کاشف یا دیگر ویژگی‌های منتسب به آن‌ها نظیر خواص ماورالطبیعه بازمی‌گردد.

در ادامه، عنوان برخی از کانی‌ها و وجه تسمیه آن‌ها را آورده‌ایم:

• «مالاکیت» (Malachite): برگرفته از یک عبارت یونانی برای اشاره به رنگ سبز
• «آزوریت» (Azurite): برگرفته از یک عبارت عربی به معنی رنگ آبی
• «کیانیت» (Kyanite): برگرفته از یک عبارت یونانی به معنی رنگ آبی
• «کارنلیان» (Carnelian): برگرفته از یک عبارت یونانی به معنی گوشت (اشاره به رنگ جگری یا گوشتی این کانی)
• «لابرادوریت» (Labradorite): برگرفته از نام منطقه لابرادور در کانادا
• «شاتوکیت» (Shattuckite): برگرفته از نام معدن شاتوکیت در ایالت آریزونا
• «عقیق یا اوژیت» (Agate): برگرفته از نام رود اوژیت در ایتالیا (تغییر یافته به رود دریلو)
• «پرهنیت» (Prehnite): برگرفته از نام یک نظامی هلندی (هندریک ون پِرهِن)
• «کوولین» (Covellite): برگرفته از نام یک کانی‌شناس ایتالیایی (نیکولو کووِلی)
• «دومورتیریت» (Dumortierite): به افتخار یک دیرینه‌شناس فرانسوی (اوژن دومورتیه)
• «آمتیست» (Amethyst): برگرفته از قدرت ماورالطبیعه منسوب به این کانی برای جلوگیری از کاهش هوشیاری
• «تراورتن» (Travertine): برگرفته از قدرت ماورالطبیعه منسوب به این کانی برای افزایش روحیه
• «مگنتیت» (Magnetite) و «پیریت» (Pyrite): برگرفته از قدرت ماورالطبیعه منسوب به این کانی‌ها برای شفابخشی

امروزه، بیش از ۴۰۰۰ کانی با نام‌های مختلف وجود دارند. نامگذاری کانی‌های جدید، با مجوز اتحادیه بین‌المللی کانی‌شناسی انجام می‌گیرد. فرآیند ثبت نام برای کانی‌ها، بسیار پیچیده و زمانبر است.

کانی های ایرانی کدام هستند ؟

همان‌طور که اشاره کردیم، نامگذاری کانی‌ها، قاعده مشخصی ندارد و می‌تواند بر اساس محل کشف، نام کاشف، گرامیداشت افراد یا حتی خواص ماورالطبیعه باشد. کانی‌های ایرانی، کانی‌هایی هستند که به افتخار مشاهیر یا دانشمندان ایرانی و یا محل کشف آن‌ها در ایران نامگذاری شده‌اند.

برخی از معروف‌ترین کانی های ایرانی عبارت هستند از:

• «ایرانیت» (Iranite): به افتخار کشور ایران
• «بیرونیت» (Birunite): به افتخار ابوریحان بیرونی
• «آویسنیت» (Avicennite): به افتخار ابوعلی سینا
• «تالمسیت» (Talmessite): برگرفته از نام معدن تالسمی
• «خونیت» (Khuniite): برگرفته از نام معدن خونی
• «انارکیت» (Anarakite): برگرفته از نام معدن انارک
• «خادمیت» (Khademite): به افتخار ریاست وقت زمین‌شناسی ایران، نصرالله خادم
• «دلیرانیت» (Daliranite): به افتخار دانشمند ایرانی، فرحناز دلیران

انواع کانی ها چه هستند ؟

معیارهای مختلفی برای تقسیم‌بندی انواع کانی‌ها وجود دارند. به عنوان مثال، در بخش‌های قبلی، روش‌های تشککیل کانی‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. این روش‌ها، به عنوان یکی از معیارهای طبقه‌بندی کانی در نظر گرفته می‌شوند. خواص فیزیکی، ترکیب شیمیایی و کاربرد نیز از دیگر معیارهای رایج برای قرار دادن کانی‌ها در گروه‌های مختلف هستند. در ادامه، به مرور کلی انواع کانی‌ها بر اساس این معیارها می‌پردازیم.

انواع کانی ها بر اساس نحوه تشکیل

بر اساس منشا و نحوه تشکیل، کانی‌ها به انواع ماگمایی، گرمابی و رسوبی تقسیم می‌شوند. در بخش نحوه تشکیل کانی، به توضیح مکانیزم این موارد پرداختیم. در ادامه، به ارائه توضیحات بیشتر راجع به کانی‌های ماگمایی، گرمابی و رسوبی می‌پردازیم.

کانی ماگمایی چیست ؟

به عناصری که از ماگمای در حال سرد شدن تشکیل شوند، کانی ماگمایی، کانی اولیه، کانی درونی یا کانی آذرین می‌گویند. این کانی‌ها، معمولا چگالی بالایی دارند و در بخش زیرین مواد مذاب ته‌نشین می‌شوند. در صورت زیاد بودن مقدار آب و مواد فرار نظیر کربن‌دی‌اکسید در مراحل نهایی تبلور ماگما، بلورهای درشت با عنوان «پگماتیت» (Pegmatite) به وجود می‌آیند. لیتیم، زمرد و کانی‌های صنعتی مانند مسکوویت، معمولا در کانسارهای پگماتیتی حضور دارند.

کانی گرمابی چیست ؟

با رفتن به اعماق زمین، به ازای هر ۱۰۰ متر، ۳ درجه سانتی‌گراد به دما افزوده می‌شوند. به این تغییرات دما، شیب زمین گرمایی می‌گویند. دمای آب موجود در نواحی عمیق (آب‌های حاصل از ماگما، نفوذ آب بستر اقیانوس‌ها و آب‌های زیرزمینی)، به دلیل شیب زمین‌گرمایی افزایش می‌یابد. این مسئله، حل شدن عناصر مختلف در آب را در پی دارد. با ته‌نشینی عناصر در شکستگی‌های سنگ، کانی‌های گرمابی و ذخایر معدنی عناصری نظیر مس، سرب، روی، مولیبدن، قلع و برخی دیگر از فلزات تشکیل می‌شوند. به کانی‌های گرمابی، کانی ثانویه، کانی بیرونی یا کانی دگرگونی نیز می‌گویند.

کانی رسوبی چیست ؟

به کانی‌هایی که از رسوب عناصر مختلف به وجود می‌آیند، کانی رسوبی گفته می‌شود. محل تشکیل این کانی‌ها، نواحی مرتبط با آب (دریاها، بستر رودها و غیره) است. کانسارهای حاوی کانی‌های رسوبی با عنوان ذخایر پلاسری شناخته می‌شوند.

انواع کانی ها بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی

در اواسط دهه ۱۸۰۰ میلادی (اوایل دهه ۱۲۰۰ شمسی)، مشخصات فیزیکی، به اصلی‌ترین معیار تقسیم‌بندی کانی‌ها در نظر گرفته می‌شد. در این دوران، کانی‌ها را بر اساس خواصی نظیر سختی‌شان در گروه‌های مختلف قرار می‌دادند. در این رویکرد، کرندوم و الماس در یک گروه قرار می‌گرفتند. با توسعه روش‌های تعیین ترکیب شیمیایی کانی‌ها، جا برای توسعه رویکردهای جدید به منظور دسته‌بندی این مواد باز شد. در بین سال‌های ۱۸۵۰ تا ۱۸۹۲ میلادی (۱۲۲۹ تا ۱۲۷۱ شمسی)، کانی‌شناسی به نام جیمز دوایت دانا، یک سیستم طبقه‌بندی کانی بر اساس ترکیب شیمیایی را ارائه کرد که تا به امروز پابرجا مانده است.

دانا، کانی‌ها را بر اساس آنیون‌هایشان دسته‌بندی کرد. اکسیدها (ترکیبات دارای -O^۲)، سیلیکات‌ها (ترکیبات دارای -SiO_۴^۴) و سولفات‌ها (ترکیبات دارای -SiO_۴^۲)، برخی از گروه‌های شناخته شده در این دسته‌بندی هستند. به طور کلی، کانی‌ها را می‌توان به دو گروه سیلیکاته و غیر سیلیکاته تقسیم‌بندی کرد. زیرگروه‌های این دسته‌بندی عبارت هستند از:

• سیلیکاته
• غیر سیلیکاته
  • سولفات
  • کربنات
  • فسفات
  • هالید (هالوژن)
  • سولفید
  • اکسید
  • عناصر

بر اساس طبقه‌بندی شیمیایی، کانی‌هایی که در یک گروه قرار داشته باشند، امکان ظاهر شدن در یک سنگ را نیز دارند؛ چراکه وضعیت زمین‌شناسی تشکیل آن‌ها یکسان است. خواص فیزیکی، از اصلی‌ترین معیارهای شناسایی کانی‌ها هستند. با این وجود، امروزه دیگر از طبقه‌بندی فیزیکی به این منظور استفاده نمی‌شود. گروه‌بندی بر اساس ترکیب شیمیایی، برخی از ویژگی‌های مشترک بین کانی‌ها را برجسته می‌کند. به این ترتیب، زمین‌شناسان می‌توانند به صورت منطقی راجع به کانی‌های موجود در سنگ‌‌ها اظهار نظر کنند.

حدود ۹۰ درصد از کانی‌های پوسته زمین، سیلیکاته هستند. از میان صدها کانی سیلیکاته، فقط هشت مورد از آن‌ها از فراوانی بالایی برخوردارند. یکی از این کانی‌ها، کوارتز است. کانی‌‌های دارای فراوانی پایین، برای اقتصاد یک کشور اهمیت دارند. از این کانی‌ها می‌توان به گالن (منبع اصلی فلز سرب) و آپاتیت (منبع تولید اسید فسفریک) اشاره کرد.

جدول طبقه بندی شیمیایی کانی ها

جدول زیر، طبقه بندی شیمیایی کانی‌ها را به همراه نام و فرمول شیمیایی آن‌ها نمایش می‌دهد.

انواع کانی ها بر اساس کاربرد

یکی دیگر از معیارهای تقسیم‌بندی کانی‌ها، کاربرد آن‌ها است. کانی‌ها بر اساس کاربری به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

• سوختی
• غیر فلزی
• فلزی
  • گرانبها
  • غیرآهنی
  • آهنی

خواص کانی ها چه هستند ؟

رنگ، سختی، وزن مخصوص، جلا، خاکه و کلیواژ، از مهم‌ترین خواص کانی‌ها هستند. این خواص، معمولا برای شناسایی کانی‌ها در مراحل اولیه اکتشاف مواد معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، به توضیح هر یک از خواص کانی‌ها می‌پردازیم.

رنگ کانی ها چگونه است ؟

یکی از واضح‌ترین مشخصات فیزیکی کانی‌ها، رنگ آن‌ها است. بسیاری از کانی‌ها، رنگ مشابه دارند. به عنوان مثال، الیوین، اپیدوت و اکتینولیت، سبز رنگ هستند. از طرف دیگر، برخی از کانی‌ها، با رنگ‌های مختلف در طبیعت ظاهر می‌شوند. این مسئله، به دلیل وجود ناخالصی‌ها در ترکیب کانی‌ها رخ می‌دهد. به عنوان مثال، کوارتز (فراوانترین کانی پوسته زمین)، به صورت بی‌رنگ، دودی، صورتی، بنفش یا زرد یافت می‌شود.

یکی از دلایل منحصربه‌فرد نبودن رنگ کانی‌ها، تاثیر ترکیب شیمیایی و ساختار بلوری بر روی رنگ است. به عنوان مثال، حضور عناصری مانند آهن در ترکیب یک کانی، همیشه باعث ایجاد رنگ در آن کانی می‌شود. با این وجود، وضعیت اکسیداسیون آهن می‌تواند منجر به تولید رنگ‌هایی نظیر سیاه، قرمز یا سبز در کانی‌های حاوی این عنصر شود. حضور برخی از عنصرها در ساختار بلوری کانی‌هایی نظیر الیوین، عامل اصلی تولید رنگ در آن‌ها است. در صورتی که حضور همان عنصرها در کانی‌هایی نظیر کوارتز، عامل ناخالصی است.

در مجموع، نمی‌توان با دیدن رنگ یک کانی، نوع آن را به طور قطعی تشخیص داد. این مشخصه فیزیکی باید در کنار خواصی نظیر ساختار بلوری مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، هورنبلاند، بیوتیت و مسکویت، همگی در سنگ‌هایی نظیر گرانیت یافت می‌شوند. هورنبلاند و بیوتیت، هر دو سیاه رنگ هستند. با این وجود، هر یک از آن‌ها را می‌توان با بررسی ساختار بلوریشان تشخیص داد؛ چراکه بیوتیت، ساختار لایه‌ای داشته اما هورنبلاند، ساختار چندوجهی دارد. مسکویت و بیوتیت، هر دو لایه‌ای بوده اما دارای رنگ‌های متفاوت هستند. در واقع، مسکویت، بدون رنگ است.

رنگ خاکه کانی چیست ؟

رنگ خاکه، رنگ کانی در حالت پودری است. این رنگ، زمین‌شناسان را در تشخیص بهتر نوع کانی‌ها یاری می‌کند. اگر یک کانی را بر روی صفحه مخصوصی مانند صفحه زیر بکشیم، اثر آن به شکل پودر یا اصطلاحا خاکه باقی می‌ماند. نکته جالب در مورد رنگ خاکه، ثبات نسبی آن است.

همان‌طور که اشاره کردیم، برخی از کانی‌ها در رنگ‌های مختلف و متفاوت ظاهر می‌شوند. با این وجود، خاکه شکل‌های مختلف یک کانی، معمولا یک رنگ بخصوص دارد. به همین دلیل، این ویژگی می‌تواند به زمین‌شناسان در تشخیص بهتر کانی‌ها کمک کند. یکی دیگر از کاربردهای رنگ خاکه، شناسایی بهتر جلای فلزی و غیر فلزی است. در بخش‌های بعدی، به معرفی جلا نیز خواهیم پرداخت.

ساختار بلوری کانی چیست ؟

شکل بیرونی بلور کانی یا اصطلاحا ساختار بلوری کانی، به ساختار اتم‌های تشکیل دهنده آن بستگی دارد. ساختار یک بلور، با زاویه بین صفحات آن مشخص می‌شود. برخی از کانی‌ها مانند هالیت یا همان نمک خوراکی (NaCl) و پیریت (FeS)، ساختار مکعبی دارند. برخی دیگر مانند تورمالین، منشوری هستند. برخی دیگر نیز مانند آزوریت و مالاکیت (کانه‌های مس)، ساختار بلوری منظمی ندارند و اصطلاحا آمورف هستند.

ساختار بلوری، معیار خوبی برای تشخیص دقیق کانی‌ها است. با این وجود، این ساختار معمولا با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نیست. بلورهای کامل یک کانی را فقط در صورت رشد کافی آن‌ها در حفره‌ها (مانند ژئود) می‌توان تشخیص داد. هنگام سرد شدن ماگما، بلورهای کانی برای پر کردن فضاهای خالی رقابت می‌کنند. از این‌رو، با توجه به میزان فضای موجود، شکل بلورها با یکدیگر تفاوت جزئی خواهد داشت. البته، زاویه بین صفحات بلور همواره یکسان است.

خواص مقاومتی کانی چه هستند ؟

مقاومت کانی، سهولت یا سختی آن در برابر شکست و تغییر شکل‌های ناشی از اعمال تنش را نمایش می‌دهد. پیوند شیمیایی بین بلورهای کانی، خواص مقاومتی آن را تعیین می‌کند. سفتی، سختی، کلیواژ و شکست، همگی از خواص مقاومتی کانی به شمار می‌روند. در ادامه، به معرفی این خواص خواهیم پرداخت.

سختی کانی چیست ؟

سختی، مقاومت سطح کانی در برابر خراش است. روش‌های مختلفی برای آزمایش سختی کانی‌ها وجود دارد. در اغلب موارد، تعیین سختی کانی‌ها توسط مقایسه آن‌ها با جسمی با سختی مشخص انجام می‌گیرد. به عنوان مثال، اگر سطح کانی با کشیدن ناخن بر روی آن خراش بردارد، می‌گوییم ناخن از کانی سخت‌تر است. در اوایل دهه ۱۸۰۰ میلادی (اوایل دهه ۱۱۸۰ شمسی)، یک کانی‌شناس اتریشی به نام فردریک موس، مقیاس نسبی سنجش سختی نسبی کانی‌ها بر اساس آزمون خراش را ارائه کرد.

بر مقیاس موس، سختی کانی‌ها بین اعداد ۱ تا ۱۰ قرار می‌گیرد. عدد ۱، به نرم‌ترین کانی و عدد ۱۰، به سخت‌ترین کانی اختصاص می‌یابد. جدول زیر، سختی موس را با مثال نمایش می‌دهد.

مقیاس موس خطی نیست. به عنوان مثال، با وجود اختلاف دو واحدی سختی کرندوم نسبت به کوارتز، سختی کرندوم در واقع چهار برابر سختی کوارتز است. با وجود ارائه روش‌های دقیق‌تر برای تعیین سختی کانی‌ها، روش موس هنوز هم مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ چراکه این روش، از سادگی و سرعت بالا بهره می‌برد. زمین‌شناسان معمولا یک چاقوی فولادی را برای اجرای تست خراش در میان تجهیزات خود قرار می‌دهد.

هنگام تردید در تشخیص کانی‌های مشابه نظیر کوارتز و کلسیت، با کشیدن چاقو بر روی سطح کانی، سختی نسبی آن مشخص می‌شود. به عنوان مثال، چاقوی فولادی بر روی کلسیت خراش می‌اندازد اما بر روی سطح کوارتز اثری بر جای نمی‌گذارد. دقیق مانند همین مثال، ژیپس و کلسیت به یکدیگر شباهت دارند؛ اما ناخن فقط می‌تواند بر روی ژیپس خراش بیاندازد.

سختی متفاوت کانی‌ها، آن‌ها را برای کاربری‌های مختلف مناسب می‌کند. کانی‌های نرم مانند کلسیت یا سنگ مرمر، مناسب مجسمه‌سازی (یکی از هنرهای هفتگانه جهانی) است. در حالیکه کانی‌های سخت نظیر الماس، مناسب سایش و پرداخت سنگ‌ها هستند.

کلیواژ کانی چیست ؟

اغلب کانی‌ها، دارای ضعف ذاتی در ساختار اتمی‌شان هستند. در واقع، مقاومت پیوند در راستای یکی از صفحات کمتر از مقاومت پیوند در صفحات اطراف موقعیت ضعیف کانی است. در صورت وارد کردن ضربه توسط یک چکش یا هر عامل دیگری، کانی در راستای صفحه ضعیف خود می‌شکند. به این نوع شکست که در امتداد صفحات بلوری رخ می‌دهد، رَخ، تورق یا «کلیواژ» (Cleavage) می‌گویند. کلیواژ به آرایش اتم‌های کانی و قدرت پیوند شیمیایی بین آن‌ها بستگی دارد.

به عنوان مثال، لایه‌های بیوتیت، دارای پیوند هیدروژنی بسیار ضعیفی هستند. این لایه‌ها به راحتی از روی یکدیگر جدا می‌شوند. به دلیل جدایش بیوتیت در راستای صفحات صاف، می‌گوییم کلیواژ این کانی کامل است. کانی‌های زبرتر، کلیواژ خوب تا ضعیف دارند.

برخی از کانی‌ها، هیچ صفحه ضعیفی در ساختار اتمی خود نداشته و متعاقبا، هیچ کلیواژی ندارند. این کانی‌ها، گسیخته می‌شوند. به عنوان مثال، گسیختگی کوارتز با یک الگوی خاص (الگوی حلزونی) است. در این کانی، محل گسیختگی به شکل یک گودال با خطوط هم‌مرکز (مانند شکل گسیختگی شیشه) درمی‌آید. نداشتن کلیواژ، یکی از ویژگی‌های متمایز کوارتز نسبت به دیگر کانی‌ها است. تصویر زیر، آرایش اتمی کانی هالیت و نحوه تاثیر آن‌ها بر روی صفحات شکستگی را نمایش می‌دهد.

در تصویر بالا، اتم‌های کلر و سدیم با آرایش خاصی (آرایش مکعبی) در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. کانی هالیت، در راستای صفحه‌ای می‌شکند که اتمی بر روی آن قرار نداشته باشد. با توجه به تصویر بالا، سه صفحه را با این ویژگی می‌توان یافت. این صفحات یکدیگر را با زاویه ۹۰ درجه قطع می‌کنند. به راستای این صفحات، جهت کلیواژ می‌گویند. تعداد جهت‌های کلیواژ و زاویه بین آن‌ها، یکی از خواص بسیار مهم در شناسایی کانی‌ها به شمار می‌رود. تشخیص کلیواژ، به تمرین و تجربه نیاز دارد. تصویر زیر، نمونه‌هایی از کانی‌ها با کلیواژ مشخص را نمایش می‌دهد.

جلای کانی چیست ؟

جلا، نحوه بازتاب نور توسط سطح کانی است. در نگاه اول، شاید این مشخصه قابل درک و تشخیص نباشد. برای درک بهتر جلا، نحوه بازتاب تصویر بر روی یک پنجره شیشه‌ای را با بازتاب تصویر بر روی سطح فلزی ماشین مقایسه کنید. اگر کانی، نور مانند بازتاب شیشه بازتاب دهد، می‌گوییم آن کانی دارای جلای شیشه‌ای است. در صورت بازتاب نور مانند بازتاب فلزات، می‌گوییم کانی جلای فلزی دارد.

علاوه بر جلای فلزی و شیشه‌ای، سطح کانی می‌تواند جلای مرواریدی، رزینی، چرب، ابریشمی، الماسی و خاکی نیز داشته باشد. با دیدن نمونه‌های مختلف از کانی‌ها با جلاهای متفاوت، براحتی می‌توانید این مشخصه را مانند رنگ تشخیص دهید. در بخش‌های قبل اشاره کردیم که رنگ خاکه در شناسایی جلای فلزی از جلای غیر فلزی کاربرد دارد. خاکه کانی‌های دارای جلای فلزی، تیره و سنگین است؛ در حالیکه خاکه کانی‌های غیر فلزی، معمولا روشن است.

چگالی کانی ها چند است ؟

چگالی کانی‌ها بین ۱/۰۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب تا حدود ۱۷/۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب تغییر می‌کند. چگالی آب برابر با ۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب، چگالی آهن خالص برابر با ۷/۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب و چگالی طلا برابر با ۱۷/۶۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. به عبارت دیگر، چگالی کانی‌ها بین چگالی آب تا چگالی طلا قرار دارد.

اندازه‌گیری چگالی یک کانی خاص، فرآیند زمانبری دارد. از این‌رو، اغلب زمین‌شناسان، با استفاده از تجربه خود، چگالی نسبی کانی‌ها (سنگینی یا سبکی کانی نسبت به ابعادش) را حس می‌کنند و با بلند کردن آن‌ها، محتویات آن را حدس می‌زنند. به عنوان مثال، کانی‌های حاوی آهن و مخصوصا سرب، به طور غیر معمولی سنگین‌تر از چیزی هستند که به نظر می‌آیند.

سفتی کانی چیست ؟

«سفتی» (Tenacity)، اصطلاحی است که چقرمگی یا مقاومت کانی در برابر تغییرشکل/شکست را بیان می‌کند. کانی‌های دارای پیوند یونی، نظیر فلوریت و هالیت، هنگام قرارگیری در معرض بارهای اضافی، خرد شده و به چند تکه تقسیم می‌شوند. در طرف دیگر، کانی‌های دارای پیوند فلزی، مانند مس، شکل‌پذیرند و هنگام قرارگیری در معرض بارهای اضافی، تغییر شکل می‌دهند.

کانی‌هایی نظیر ژیپس و تالک وجود دارند که به عنوان کانی‌های برش‌پذیر شناخته می‌شوند. با اعمال بار به این کانی‌ها می‌توان آن‌ها را به فلس‌های نازک برش داد. برخی دیگر از کانی‌ها نظیر میکا، الاستیک هستند. این کانی‌ها در هنگام بارگذاری خم می‌شوند و پس از باربرداری، بدون هیچ تغییری به وضعیت اولیه خود بازمی‌گردند.

دیگر خواص کانی ها

در بخش‌های قبلی، مهم‌ترین خواص فیزیکی کانی‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. تشخیص اولیه کانی‌ها توسط زمین‌شناسان، معمولا با ارزیابی این خواص صورت می‌گیرد. البته، مشخصه کانی‌ها به این موارد محدود نمی‌شود. گاهی اوقات، خواص منحصر به فرد برخی از کانی‌های خاص، به کمک زمین‌شناسان می‌آیند. این خواص در تمام کانی‌ها وجود ندارد، به همین دلیل، آن‌ها را به صورت جداگانه معرفی می‌کنیم.

واکنش پذیری کانی ها با اسید

برخی از کانی‌ها، بخصوص کانی‌ها کربناته، به گونه‌ای با اسید واکنش می‌دهند که می‌توان آن را با چشم غیر مسلح مشاهده کرد. این ویژگی، معمولا به منظور تشخیص دو کانی کلسیت و دولومیت از یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. ریختن یک قطره هیدروکلریک اسید رقیق بر روی کانی کلسیت، باعث ایجاد سریع حباب بر روی سطح این کانی (جوشش اسید بر روی سطح) شده و کربن دی‌اکسید آزاد می‌شود.

با ریختن یک قطر اسید بر روی کانی دولومیت، سطح این کانی با سرعت بسیار پایینی با اسید واکنش می‌دهد. اگر دلومیت به شکل پودر نباشد، برای مشاهده حباب‌ها در این واکنش نیاز به ذره‌بین خواهید داشت. البته در صورت ضعیف بودن اسید، احتمالا هیچ حبابی حتی با ذره‌بین قابل مشاهده نباشد.

خاصیت مغناطیسی کانی ها

برخی از کانی‌ها، دارای خاصیت مغناطیسی هستند. در صورت نزدیک کردن آهنربا به این کانی‌ها، آهنر و کانی به یکدیگر جذب می‌شوند. مگنتیت، یکی از کانی‌های آهن‌دار است که شناسایی آن معمولا با در نظر گرفتن خاصیت مغناطیسی صورت می‌گیرد.

خش کانی

کانی پلاژیوکلاز فلدسپات به پتاسیم فلدسپات شباهت دارد. وجه تمایز این دو کانی، شیارهای بسیار نازک و موازی بر روی پلاژیوکلاز فلدسپات است. به این شیارها، «خش» (Striation) می‌گویند. شیارهای ریز روی کانی‌ها، توسط ذره‌بین و فقط بر روی بخشی از کلیواژ قابل مشاهده هستند. از این‌رو، برای تشخیص آن‌ها، باید تمام بخش‌های کلیواژ را در شرایط مناسب نوری مورد بررسی قرار داد.

مزه، بو و حس

برخی از کانی‌ها، مزه، بو و حس مختص به خود دارند. به عنوان مثال، کانی هالیت یا همان نمک خوراکی، شور است. کانی‌های سولفیدی نظیر پودر سولفوریت (سولفات روی)، بویی مشابه به تخم مرغ گندیده دارند. لمس برخی از کانی‌ها نیز حس مشخصی را منتقل می‌کند. به عنوان مثال، حس لمس سطح کانی تالک، مانند حس لمس یک سطح لغزنده است.

کانی شناسی چیست و چگونه انجام می گیرد ؟

«کانی‌شناسی» (Mineralogy)، یکی از گرایش‌های زمین‌شناسی است که به مطالعه ترکیب شیمیایی، ساختار بلوری و خواص فیزیکی کانی‌ها برای شناسایی آن‌ها می‌پردازد. کانی‌های مهم، معمولا به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

• کانی‌های تشکیل‌دهنده سنگ
• کانی‌های ثانویه با فراوانی کمتر
• کانی‌های معدنی (کانه) با ارزش اقتصادی

جدول زیر، نمونه‌هایی از کانی‌های موجود در گروه‌های بالا را نمایش می‌دهد.

در ادامه، به معرفی برخی از انواع کانی‌های مهم تشکیل‌دهنده سنگ‌ها و نحوه شناسایی آن‌ها می‌پردازیم.

فلدسپات ها

به سیلیکات‌های آلومینیوم با پتاسیم، سدیم و کلسیم، «فلدسپات» (Feldspar) می‌گویند. این کانی‌ها، فراوان‌ترین کانی‌های در پوسته زمین محسوب می‌شوند. شناسایی فلدسپات‌ها نسبتا ساده است. دو کلیواژ این کانی‌ها، با زاویه ۹۰ درجه یکدیگر را قطع می‌کنند. سختی فلدسپات‌ها برابر با ۶ بوده و جلای آن‌ها شیشه‌ای است. به طور کلی، دو نوع فلدسپات با عنوان‌های پلاژیوکلاز فلدسپات و پتاسیم فلدسپات وجود دارند.

ترکیب شیمیایی پلاژیوکلازها از سیلیکات آلومینیوم سدیم (NaAlSi_۳O_۸) تا سیلیکات آلومینیوم کلسیم (CaAl_۲Si_۲O_۸) تغییر می‌کند. رنگ این نوع کانی‌ها نیز بسیار متنوع است. فلدسپات‌های دارای سدیم، معمولا به رنگ روشن (سفی، کرم یا خاکستری کم‌رنگ) هستند. فلدسپات‌های دارای کلسیم، معمولا به رنگ خاکستری یا خاکستری تیره دیده می‌شوند. البته در بخش‌های قبلی اشاره کردم که ویژگی خش (شیارهای ریز و موازی)، نقطه تمایز اصلی پلاژیوکلازها با دیگر کانی‌ها به شمار می‌رود. با این وجود، کلیواژ تمام پلاژیوکلازها، این مشخصه را از خود به نمایش نمی‌گذارند.

پتاسیم فلدسپات، یک عنوان عمومی برای اشاره به شکل‌های مختلف ترکیب شیمیایی KAlSi_۳O_۸ (ارتوکلاز، میکروکلین و سانیدین) است. این گروه از کانی‌ها به رنگ‌های سفید، خاکستری روشن و حتی سبز یافت می‌شود. با این وجود، رنگ صورتی، متداول‌ترین و متمایزترین رنگ فلدسپات‌های پتاسیم است. با وجود رگه‌های نسبتا موازی بر روی برخی از انواع این کانی‌ها، نمی‌توان آن‌ها را به عنوان خش (ویژگی منحصر به فرد پلاژیوکلازها) در نظر گرفت.

کوارتز

«کوارتز» (Quartz) با فرمول شیمیایی SiO_۲، فراوان‌ترین کانی در پوسته سطح زمین است. این کانی در خاک، سنگ و حتی غبار موجود در اتمسفر نیز یافت می‌شود. دوام بالای کوارتز، آن را در برابر عوامل فرسایش محفوظ می‌دارد. این کانی، رنگ‌ها و شکل‌های مختلفی دارد. از خواص متمایز کوارتز می‌توان به سختی بالا (عدد ۷ در مقیاس موس)، سطح شکست حلزونی و جلای شیشه‌ای اشاره کرد.

بلورهای شیشه‌ای بدون رنگ، آمتیست بنفش و بلورهای دودی، همه از انواع شناخته شده و پرکاربرد کوارتز به حساب می‌آیند. برخی دیگر از انواع کوارتز بر اساس رنگ عبارت هستند از:

• کوارتز شیری
• کوارتز صورتی
• کوارتز دودی مایل به خاکستری
• کوارتز قرمز یا جاسپر
• کوارتز سفید

کوارتز کاربردهای متعددی دارد. اصلی‌ترین کاربرد این کانی، تولید شیشه است. برخی از انواع کوارتز، به دلیل زیبایی و رنگ منحصر به فرد، به عنوان جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در گذشته، کوارتز در ساخت ابزارهای جنگی به کار گرفته می‌شد. با اتصال کوارتز به یک باتری، این کانی با یک نرخ ثابت ارتعاش می‌کند. این ویژگی، برای ساخت ساعت‌های دقیق به کار می‌آید. دانه‌های ماسه (یکی از انواع سنگدانه‌ها)، از جنس کوارتز هستند. این سنگدانه‌ها به عنوان مصالح ساختمانی در تولید بتن مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آمفیبول

«آمفیبول» (Amphibole)، سیلیکات آلومینیوم با آهن، منیزیم، کلسیم و سدیم آبدار است. هورنبلاند، به عنوان فراوان‌ترین آمفیبول در نظر گرفته می‌شود. این کانی سیاه رنگ، دو کلیواژ در جهت‌های مختلف دارد که با زاویه ۶۰ و ۱۲۰ درجه یکدیگر را قطع می‌کنند. کلیواژ هورنبلاند، یکی از معیارهای تشخیص این کانی است.

هورنبلاند معمولا به صورت بلورهای ریز به همراه کانی‌ها دیگر در سنگ‌های آذرین و دگرگونی ظاهر می‌شود. با این وجود، در صورت داشتن یک ذره‌بین، می‌توان آن را به خوبی تشخیص داد. پرکاربردترین آمفیبول، آزبست نام دارد. این کانی، به دلیل هدایت حرارتی پایین، به صورت الیاف در عایق‌های حرارتی به کار می‌رود. تولید سیمان، کف‌سازی، ساخت مواد زبر، پوشش‌دهی، بسته‌بندی، آب‌بندی و دوخت لباس‌های محافظ، از کاربردهای آزبست است.

پیروکسن

«پیروکسن» (Pyroxene)، سیلیکات آهن، منیزیم و کلسیم است. این کانی‌ها نیز مانند آمفیبول‌ها، با ساختار بلوری ریز و در سنگ‌های آذرین خاص ظاهر می‌شوند. اوژیت، فراوان‌ترین کانی پیروکسن به شمار می‌رود. این کانی، رنگ سبز مایل به مشکی دارد. به همین دلیل، بسیاری آن را با هورنبلاند اشتباه می‌گیرند. وجه تمایز اوژیت و هورنبلاند، کلیواژ آن‌ها است. از دیگر پیروکسن‌های رایج می‌توان به دیوپسید اشاره کرد. این کانی دارای رنگ سبز روشن بوده و دارای کاربرد زینتی است.

میکا

سیلیکات‌های آلومینیوم با آهن، منیزیم و پتاسیم، با عنوان «میکا» (Mica) شناخته می‌شوند. بیوتیت و مسکوویت، فراوان‌ترین کانی‌های این گروه هستند که سنگ‌های آذرین و دگرگونی را تشکیل می‌دهند. بیوتیت، سیاه رنگ و مسکوویت بی‌رنگ تا طوسی کم رنگ است. این دو کانی، کلیواژ کامل و جلای شیشه‌ای دارند. از این‌رو، به راحتی می‌توان آن‌ها را تشخیص داد. مسکوویت، یک عایق صوتی و الکتریکی عالی محسوب شده و اغلب در صنایع الکتریکی استفاده می‌شود.

کلریت

سیلیکات آلومینیوم با آهن و منیزیم، «کلریت» (Chlorite) نام دارد. این کانی سبز تیره، یک کلیواژ کامل را از خود به نمایش می‌گذارد. البته برخلاف میکا، کلریت بعد از خم شدن به حالت اولیه بازنمی‌گردد. به عبات دیگر، این کانی، انعطاف‌پذیر است اما الاستیک نیست. اغلب کلریت‌ها به صورت دانه‌های ریز در سنگ‌های دگرگونی ظاهر می‌شوند. برای مشاهده این دانه‌ها، شاید نیاز به ذره‌بین باشد.

تالک

«تالک» (Talc)، سیلیکات آلومینیوم و منیزیم است. سختی این کانی در مقیاس موس، برابر با ۱ (نرم‌ترین کانی) در نظر گرفته می‌شود. تالک به قدری نرم است که از آن به عنوان پودر بچه استفاده می‌شود. اگر بلورهای تالک بزرگ باشند، می‌توان یک کلیواژ کامل را بر روی آن‌ها مشاهده کرد. با این وجود، در اغلب موارد، بلورهای این کانی ریز بوده و کلیواژ آن غیر قابل تشخیص است. جلای مرواریدی، حس روغنی و نرمی تالک، آن را از دیگر کانی‌ها متمایز می‌کند. کانی تالک، از دگرگونی کانی‌های دیگری نظیر الیوین به وجود می‌آید. این کانی، یکی از اجزای اصلی در سنگ صابون است.

رس ها

سیلیکات‌های آلومینیوم آبدار با عنوان «رس» (Clay) شناخته می‌شوند. کانی‌های رسی، از اجزای اصلی تشکیل دهنده خاک، رسوب و سنگ‌های رسوبی هستند. این کانی‌ها، معمولا ارزش ظاهری ندارند. در علوم زمین، عبارت «رس» برای اشاره به دو مفهوم مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حوزه خاک‌شناسی و مکانیک خاک، به ذرات بسیار ریز (کوچک‌تر از ۰/۰۰۴ میلی‌متر)، رس می‌گویند. در علم کانی‌شناسی، به گروه خاصی از کانی‌ها، رس گفته می‌شود.

کانی‌های رسی در هر حوزه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. این کانی‌ها در تولید ظروف چینی، آجر، آب‌بند سد، پرکننده کاغذ، رنگ، دارو و حتی شکلات، کاربرد دارند. کانی‌های رسی با بلورهای بسیار ریز، جلای مات، نرمی و بوی نزدیک به بوی خاک شناسایی می‌شوند. رنگ کانی‌های رسی متنوع است. با این وجود، کائولینیت سفید، به عنوان فراوان‌ترین کانی رسی به شمار می‌رود.

الیوین

«الیوین» (Olivine)، سیلیکات آهن و منیزیم است. این کانی به رنگ‌های سبز مایل به زرد تا سبز یافت می‌شود. دانه‌های الیوین، از مجموع ذرات ریز بلوری به وجود می‌آیند. با نگاه کردن به بلورهای الیوین می‌توان حالت شکست حلزونی آن را مشاهده کرد. این کانی، کلیواژ ندارد. سختی الیوین بین ۶/۵ تا ۷ است. بنابراین، ذرات ریز آن در اثر خراش از هم جدا نمی‌شوند. اغلب الیوین‌ها در سنگ‌های آذرین تیره حضور می‌یابند. این کانی هم در صنعتی (به صورت آجر ضد حرارت) و هم در زیورآلات (به صورت جواهر پریدوت) کاربرد دارد.

کلسیت و دولومیت

«کلسیت» (Calcite) با ترکیب شیمیایی CaCo_۳ و «دولومیت» (Dolomite) با ترکیب شیمیایی CaMg(CO_۳)_۲، دو کانی اصلی در گروه کانی‌های کربناته هستند. این کانی‌ها در سنگ‌های رسوبی نظیر سنگ آهک و سنگ دولومیت یافت می‌شوند. معادل دگرگونی این کانی‌ها، مرمر است. کلسیت، از فراوان‌ترین کانی‌های موجود در رگه‌ها و حفره‌های آزاد سنگ‌ها به شمار می‌رود. این قابلیت، امکان رشد بلورهای زیبا در حفره‌ها را افزایش می‌دهد.

کلسیت و دولومیت، کاربردهای زیادی دارند. تصفیه ضایعات، تغذیه حیوانات، کود گیاهی، تولید سیمان و ساخت شیشه، کاغذ، لعاب و مواد شیمیایی صنعتی، بخشی از کاربردهای گسترده این دو کانی در صنایع مختلف هستند. کلسیت در هر سه جهت کلیواژ دارد. این کلیواژها یکدیگر را با زاویه‌ای به غیر از زاویه ۹۰ درجه قطع می‌کنند. کلسیت دارای سختی موس ۳ بوده و به راحتی قابل شناسایی است. در بخش‌های قبلی اشاره کردیم که راحت‌ترین راه برای تشخیص کلسیت از دولومیت، ریختن یک قطره هیدروکلریک اسید رقیق بر روی سطح این دو کانی است.

ژیپس

«ژیپس» (Gypsum)، یک کانی با ترکیب CaSO_۴.۲H_۲O است. این کانی به رنگ‌های سفید تا خاکستری با قابلیت حکاکی (مرمر گچی) و رنگ سفید با جلای ابریشمی یافت می‌شود. سختی ژیپس از سختی ناخن انسان کمتر است. خوشه بلورهای ژیپس، زیبایی خاصی دارند. با این وجود، این بلورها بسیار حساس و آسیب‌پذیرند. ژیپس، به طور گسترده برای تولید گچ و رطوبت‌گیر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

هالیت

«هالیت» (Halite) با ترکیب شیمیایی NaCl، همان نمک خوراکی است. شناسایی این کانی با مزه کردن طعم شور آن انجام می‌گیرد. البته برای تشخیص هالیت، می‌توان از خواص دیگر آن نیز استفاده کرد. هالیت معمولا به رنگ سفید یا بی‌رنگ است. البته، وجود ناخالصی، رنگ این کانی را تغییر می‌دهد. هالیت، کلیواژ مکعبی کامل و سختی پایین (۲/۵ موس) دارد. این نمک، در سنگ‌های رسوبی ناشی از تبخیر آب دریا و معمولا به همراه دیگر کانی‌های تبخیری نظیر ژیپس یافت می‌شود. برخلاف تصور عام، کاربرد اصلی هالیت یا همان نمک خوراکی، مزه‌دار کردن غذا یا آب کردن یخ و برف نیست. این کانی، اغلب به عنوان منبع اصلی سدیم و کلر در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فلوریت

«فلوریت» (Fluorite) با فرمول شیمیایی CaFe_۲، یک کانی زیبا است که در رنگ‌های زرد ملایم، سبز روشن، بنفش یا بی‌رنگ یافت می‌شود. بلورهای این کانی معمولا به صورت هشت‌وجهی یا مکعبی هستند. فلوریت برخی از مشخصه‌های لازم برای تبدیل شدن به یک جواهر را دارد؛ با این وجود، سختی پایین (سختی ۴ در مقیاس موس) و مقاومت نسبتا پایین در برابر شکست، نگهداری از آن را دشوار می‌کند. این کانی، به عنوان کمک‌ذوب در کارخانه‌های فولاد و تولید هیدروفلوریک اسید مورد استفاده قرار می‌گیرد. هیدروفلوریک اسید، یکی از معدود مواد دارای توانایی حل کانی‌های سیلیکاته است.

سرپانتین

به سیلیکات آبدار منیزیم، «سرپانتین» (Serpentine) می‌گویند. پنبه نسوز یا «آزبست» (Asbestos)، شناخته شده‌ترین نوع سرپانتین بوده و سرپانتین سبز توده‌ای، متداول‌ترین نوع سرپانتین است. سرپانتین توده‌ای را می‌توان به راحتی و با جلا و حس چرب تا رزینی آن شناسایی کرد. میزان سختی این کانی، بین ۳ تا ۵ موس قرار دارد. سرپانتین توده‌ای و رگه‌ای، معمولا به عنوان المان تزئینی در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. بیش از ۹۵ درصد آزبست در دنیا نیز توسط کانی سرپانتین تولید می‌شوند.

گارنت

به سیلیکات آلومینیوم، آهن، منیزیم و کلسیم، «گارنت» (Garnet) می‌گویند. این کانی دگرگونی، اغلب با به صورت بلورهای کامل ظاهر می‌شود. اگرچه، برخی از بلورهای گارنت بسیار بزرگ هستند. به همین دلیل، برای تهیه نمونه‌های آزمایشگاه کانی‌شناسی، این بلورها را به قطعات کوچک خرد می‌کنند. سختی موس گارنت بین ۶/۵ تا ۷/۵ بوده و جلای آن شیشه‌ای تا رزینی است.

فرم بلوری گارنت، را می‌توان به عنوان یک مشخصه بارز برای شناسایی آن در نظر گرفت. با این وجود، رنگ این کانی (قرمز مایل به قهوه‌ای، زرد، سبز و رنگ‌های دیگر)، معیار مطمئنی برای تشخیص آن نیست. گارنت، هم به عنوان ساینده در سنباده و سندبلاست به کار می‌رود؛ هم به عنوان جواهر در زیورآلات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استارولیت

سیلیکات آبدار آلومینیوم و آهن، «استارولیت » (Staurolite) نام دارد. این کانی نیز مانند گارنت، به صورت بلورهای کامل و در سنگ‌های دگرگونی یافت می‌شود. یکی از مشخصه‌های بارز استورولیت، بلورهای سیاه مایل به قهوه‌ای آن است. به بلورهای رشد کرده در درون این کانی، جفت بلور (بلورهای دوقلو) می‌گویند.

 کیانیت

«کیانیت» (Kyanite) با فرمول شیمیایی Al_۲SiO_۵، یک کانی به رنگ آبی روشن است که بلورهایی به شکل خنجر دارد. این کانی، در تولید شمع خودرو و لعاب محصولات سفالی به کار گرفته می‌شود.

هماتیت

«هماتیت» (Hematite) با فرمول شیمیایی Fe_۲O_۳، یکی از مهم‌ترین کانی‌های موجود در کانسارهای آهن است. رنگ قرمز تا قهوه‌ای این کانی، به شناسایی راحت آن کمک می‌کند. هماتیت، در فرم‌های مختلف ظاهر می‌شود. برخی از این فرم‌ها عبارت هستند از:

• هماتیت قهوه‌ای مایل به قرمز با سختی پایین و به همراه مواد خاکی
• هماتیت سیاه مات با سختی بالا
• هماتیت آینه‌ای با جلای فلزی و توده‌های کوچک مشابه میکا

با وجود انواع مختلف هماتیت، رنگ خاکه تمام هماتیت‌ها یکسان (قرمز) است. اغلب هماتیت‌ها در سنگ‌های رسوبی یا معادل دگرگونی آن‌ها یافت می‌شوند. به این سنگ‌ها، سازند آهن می‌گویند. هماتیت، مهم‌ترین کانسار آهن به شمار می‌رود. این کانی، منبع اصلی تولید فولاد است.

مگنتیت

یکی دیگر از کانی‌های شناخته شده و مهم که به منظور استخراج آهن مورد استفاده قرار می‌گیرد، «مگنتیت» (Magnetite) است. این کانی، خاصیت مغناطیسی دارد. در واقع اسم آن نیز همین ویژگی را نمایش می‌دهد. با داشتن یک آهنربای کوچک می‌توان مگنتیت را به راحتی شناسایی کرد. در صورت نداشتن آهنربا، به ویژگی‌های دیگر این کانی نظیر رنگ سیاه، خاکه سیاه، جلای فلزی در شیارهای تاز و وزن مخصوص بالا برای تشخیص آن به کار می‌آیند. مگنتیت، از کانی‌های ثانویه رایج در سنگ‌های آذرین و دگرگونی است.

لیمونیت

از دیگر کانسارهای آهنی می‌توان به «لیمونیت» (Limonite) اشاره کرد. لیمونیت، یک اسم عمومی برای اشاره به اکسیدهای آهنی غیر آبدار و آبدار با ساختار بلوری ضعیف است. در گذشته، سنگ لیمونیت به عنوان یک کانی مجزا در نظر گرفته می‌شد. این سنگ به رنگ‌های زرد، زرد مایل به قهوه‌ای، قرمز یا سیاه یافت می‌شود. لیمونیت، معمولا طی فرآیند اکسیداسیون کانی‌های حاوی آهن به وجود می‌آید. به همین دلیل، این سنگ، یک نوع زنگ‌زدگی به شمار می‌رود. خاکه لیمونیت، به رنگ زرد-قهوه‌ای است. همین ویژگی، به منظور تمایز آن با هماتیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیمونیت، یکی از کانه‌های فرعی آهن در نظر گرفته می‌شود.

گالن

«گالن» (Galena) با فرمول شیمیایی PbS، جلای فلزی واضح و سه کلیواژ کامل با زاویه ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر دارد. وزن مخصوص این کانی، بسیار زیاد و در حدود ۷/۵ است. گالن را می‌توان به تقریبا عنوان تنها کانه سرب در نظر گرفت. این کانه، در باتری‌ها و محصولات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کانسار گالن، معمولا به صورت رگه‌ای یافت می‌شود.

اسفالریت

«اسفالریت» (Sphalerite) با فرمول شیمیایی ZnS، تنها کانی موجود در طبیعت با شش جهت کلیواژ است. البته تشخیص این شش کلیواژ، کار ساده‌ای نیست. به همین دلیل، در صورت عدم تشخیص کلیواژها، باید جلای این کانی (جلای رزینی شبیه به صمغ درخت) را مورد بررسی قرار داد. علاوه بر این، رنگ زرد، قهوه‌ای یا مشکی به همراه خاکه زرد-قهوه‌ای و بوی نامطبوع نیز می‌توانند ما را در شناسایی این کانی کمک کنند.

اسفالریت، مهم‌ترین منبع فلز روی به شمار می‌رود که معمولا به همراه گالن یافت می‌شود. فلز روی، برای پوشش‌دهی آهن (گالوانیزه کردن آهن)، ساخت باتری، تولید رنگ ساختمان/رنگ مو، تولید آلیاژ و حتی شامپوهای ضد شوره به کار می‌رود.

پیریت

«پیریت» (Pyrite) با فرمول شیمیایی FeS_۲، یک کانی فلزی بوده که به «طلای احمقان» معروف است. این کانی، رنگ زرد-برنزی با جلای فلزی دارد. به همین دلیل، برخی آن را با طلا اشتباه می‌گیرند. بلورهای پیریت، معمولا دارای ساختار مکعبی و چندوجهی هستند. البته سطح شکست این بلورها، هیچ نظم خاصی ندارد. این کانی معمولا در مواجه با هوا، اکسیده و کدر می‌شود.

پیریت، به دیگر کانی‌های سولفیدی زرد رنگ نظیر کالکوپیریت شبیه است. البته دانستن سختی پیریت (۶ تا ۶/۵)، کالکوپیریت (۲/۵ تا ۳) و طلا (۲/۵ تا ۳)، به تمیز دادن این کانی‌ها از یکدیگر کمک می‌کند. پیریت، یکی دیگر از کانی‌های ثانویه در سنگ‌های آذرین، رسوبی و دگرگونی محسوب شده و در رگه‌ها یا توده‌های نامنظم جمع می‌شود. استخراج این کانی معمولا در کنار کانی‌های سولفیدی باارزش‌تر صورت می‌گیرد. پیریت در تولید سولفوریک اسید کاربرد دارد.

کالکوپیریت

«کالکوپیریت» (Chalcopyrite) با فرمول شیمیایی CuFeS_۲، یک کانی سولفیدی به رنگ زرد-برنزی است. این کانی، سختی ۳/۵ تا ۴ و رنگی زردتر از پیریت دارد. کالکوپیریت به عنوان یکی از مهمترین کانه‌های مس شناخته می‌شود. عنصر مس، در صنایع الکتریکی (سیم‌های انتقال برق)، تولید برنز (آلیاژ مس با قلع)، اتصالات تاسیسات، آستر و دیگر وسایل کاربرد دارد. کانی کالکوپیریت، به شکل کانسارهای رگه‌ای و توده‌ای (با شکل‌های مختلف) یافت می‌شود.

گرافیت

«گرافیت» (Graphite) با فرمول شیمیایی C (کربن)، یک کانی خاکستری تیره، نقره‌ای یا مشکی و با جلای چرب و حس نرم است. هنگام لمس این کانی، خاکه آن به انگشتان می‌چسبد. مغزه مداد، از ترکیب گرافیت با رس ساخته می‌شود. مخلوط گرافیت با نفت، یک روان‌کننده خوب را به وجود می‌آورد. از کاربردهای دیگر این کانی می‌توان به ساخت زغال ژنراتور، باتری‌ها و الکترودها اشاره کرد. این کانی کربنی، معمولا در سنگ‌های دگرگونی مشاهده می‌شود.

بوکسیت

«بوکسیت» (Bauxite)، سنگی متشکل از چندین کانی اکسید آلومینیوم است. با این وجود، در گذشته، این سنگ را به عنوان یک کانی در نظر می‌گرفتند. ساختار بوکسیت به صورت دانه‌ای شکل است. رنگ آن می‌تواند سفید، خاکستری یا قرمز باشد. با لمس این سنگ، نرمی و خاکی بودن آن احساس می‌شود. تشکیل بوکسیت، طی فرسایش قابل توجه سنگ‌ها در نواحی گرمسیری و نزدیکی نواحی گرمسیری رخ می‌دهد. بوکسیت، از اهمیت صنعتی بسیار بالایی برخوردار است؛ چراکه تنها کانسار آلومینیوم محسوب می‌شود. هر جایی که به یک فلز مستحکم و سبک نیاز باشد، آلومینیوم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مراحل شناسایی کانی ها چه هستند ؟

شناسایی کانی‌ها، معمولا بر اساس خواص فیزیکی آن‌ها صورت می‌گیرد. این فعالیت، روند مخصوص به خود را داشته و نیاز به تجربه و دقت فراوان دارد. در این بخش، مراحل تشخیص کانی‌ها را به صورت گام به گام و توسط جداول مخصوص آموزش می‌دهیم. این جداول، راهنمای خوبی برای درک سریع شباهت‌ها و تفاوت‌های انواع کانی‌ها هستند.

پیش از اینکه جداول راهنما برای تشخیص برخی از کانی‌های مهم را ارائه کنیم، به توضیح یک نکته مهم می‌پردازیم. در هنگام مطالعه بر روی نوع کانی‌ها، همواره به خاطر داشته باشید که تصاویر ارائه شده از یک کانی در کتاب‌ها و اطلس‌های مختلف، معمولا با شکل آن کانی در واقعیت تفاوت دارد. دنیای علوم مرتبط با زمین، از جمله کانی‌شناسی، دنیای عدم قطعیت است. طبیعت می‌تواند کانی‌ها را به شکل‌ها و رنگ‌های مختلف دربیاورد و شما را به اشتباه بیاندازد. البته با کسب تجربه (مشاهده نمونه‌های متعدد در فیلد) و استفاده از ابزار مناسب (ابزارهای دستی تا الکتریکی)، می‌توانید قطعیت نتایج مطالعات خود را به میزان قابل توجهی افزایش دهید. یکی از این ابزارها، جداول مشخصات اصلی کانی‌ها است که در ادامه این بخش به آن‌ها خواهیم پرداخت.

با توجه به اصول تحقیق به روش علمی، اولین مرحله برای شناسایی کانی، انجام مشاهدات و شکل دادن یک یا چند فرضیه است. پس از انجام این مرحله، ارزیابی دقیق‌تر مشخصات کانی مطابق با پاسخ به سوالات مطرح شده در جدول زیر انجام می‌گیرد.

در جدول بالا، برای هر خانه‌ای که سوالی پس از آن مطرح نشده باشد، یک جدول ارائه شده است. این جداول، ما را در شناسایی بهتر نمونه‌های آزمایشگاه کانی شناسی کمک می‌کنند.

شناسایی کانی با جلای فلزی

اگر جلای کانی مورد بررسی فلزی باشد، نوع آن بر اساس جدول زیر و با توجه به دیگر مشخصه‌های فیزیکی تعیین می‌شود.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی

تشخیص کانی با جلای غیر فلزی، به مطالعات بیشتری نیاز دارد. به این منظور، قبل از هر چیزی، باید سختی کانی مورد بررسی قرار گیرد.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی و سختی کمتر از ۵/۵

اگر سختی یک کانی با جلای غیر فلزی کمتر از ۵/۵ باشد، رنگ خاکه آن (رنگی بودن یا بدون رنگ بودن خاکه) به عنوان مبنای شناسایی در نظر گرفته می‌شود.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی، سختی کمتر از ۵/۵ و خاکه رنگی

شناسایی کانی‌های دارای جلای غیر فلزی، سختی کمتر از ۵/۵ با خاکه رنگی، مطابق با جدول زیر صورت می‌گیرد.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی، سختی کمتر از ۵/۵ و خاکه سفید

تعداد خاصی از کانی‌ها، خاکه‌ای به رنگ سفید، رنگ‌های مایل به سفید یا رنگ‌های بسیار ملایم دارند. این کانی‌ها، به دو دسته بدون کلیواژ یا با کلیواژ نامشخص و با کلیواژ مشخص تقسیم می‌شوند. از این‌رو، تشخیص آن‌ها بر اساس خواص دیگری نظیر سختی، وزن مخصوص و غیره صورت می‌گیرد. جدول زیر، نحوه تشخیص کانی با جلای غیر فلزی، سختی کمتر از ۵/۵، خاکه نسبتا سفید و بدون کلیواژ را نمایش می‌دهد.

جدول زیر، مشخصات مورد نیاز برای تشخیص کانی با جلای غیر فلزی، سختی کمتر از ۵/۵، خاکه نسبتا سفید و یک یا چند کلیواژ مشخص است.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی و سختی بیشتر از ۵/۵

اگر کانی مورد بررسی، دارای جلای غیر فلزی، سختی بالای ۵/۵ و خاکه سفید یا مایل به سفید باشد، نوع آن با توجه به تعداد کلیواژ تعیین می‌شود.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی، سختی بیشتر از ۵/۵، خاکه سفید و بدون کلیواژ

جدول زیر، مشخصات مورد نیاز برای تشخیص کانی با جلای غیر فلزی، سختی بیشتر از ۵/۵، خاکه سفید و بدون کلیواژ را نمایش می‌دهد.

شناسایی کانی با جلای غیر فلزی، سختی بیشتر از ۵/۵، خاکه سفید و دارای کلیواژ

تشخیص کانی‌های دارای جلای غیر فلزی، سختی بالای ۵/۵، خاکه سفید و یک یا دو کلیواژ، بر اساس مشخصات نمایش داده شده در جدول زیر صورت می‌گیرد.

شناسایی دقیق کانی ها

گاهی اوقات، شواهد به گونه‌ای هستند که باعث تردید زمین‌شناسان در مورد شناسایی دقیق کانی مورد بررسی می‌شوند. یکی از نکات موثر بر روی بهبود قضاوت زمین‌شناسان و کاهش عدم قطعیت در این زمینه، تجربه است. هرچه تجربه فرد بیشتر شود، اعتماد به نفس و صحت قضاوت او نیز افزایش می‌یابد. البته این به معنای قطعیت صد در صدی هنگام تصمیم‌گیری در مورد تمام نمونه‌ها نیست. در کانی‌شناسی، مانند تمام حوزه‌های تخصصی دیگر، ابزارهایی وجود دارند که به کمک ما می‌آیند.

میکروسکوپ پتروگرافی، یک دستگاه دقیق برای شناسایی کانی‌های ناشناخته است. این دستگاه، معمولا توسط متخصصان مورد استفاده قرار می‌گیرد. دانشجویان و محققان، معمولا از دستگاه‌های دیگری نظیر میکروسکوپ الکترونی برای تشخیص کانی‌های ناشناخته مستعد استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها، برای تعیین ترکیب شیمیایی نمونه‌های مورد آزمایش کافی هستند. با این وجود، در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر، دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) به کمک ما می‌آید. این دستگاه، ساختار اتمی کانی‌ها را مشخص می‌کند. به این ترتیب، یا نام کانی را به طور قطعی به دست می‌‌آورید یا اگر خوش‌شانس باشید، یک کانی جدید کشف می‌کنید.

کانی شناسی نوری چیست ؟

«کانی‌شناسی نوری» (Optical Mineralogy)، علم مطالعه بر روی کانی‌ها و سنگ‌ها توسط اندازه‌گیری خواص نوری آن‌ها است. در کانی‌شناسی نوری، نمونه‌ها به صورت مقاطع نازک آماده آزمایش می‌شوند. اصلی‌ترین ابزار در شناسایی کانی‌ها بر اساس خواص نوری‌‌شان، «میکروسکوپ پتروگرافی» (Petrographic Microscope) نام دارد. این دستگاه، به منظور تعیین ترکیب کانی‌شناسی، منشا و نحوه تشکیل مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سوالات متداول در رابطه با کانی ها

در این بخش، به برخی پرتکرارترین سوالات در رابطه با کانی‌ها پاسخ می‌دهیم.

کانی یعنی چه ؟

کانی، یک عنصر یا ترکیب شیمیایی است که معمولا به صورت بلوری و بر اثر فرآیندهای شیمیایی تشکیل می‌شود. کانی‌ها، اجزای تشکیل‌دهنده سنگ‌ها هستند.

کانی شناسی چیست ؟

کانی‌شناسی، علم شناسایی نوع کانی‌ها از روی خواص ظاهری، فیزیکی و شیمیایی آن‌ها است.

برای شناسایی کانی از چه خواصی استفاده می شود ؟

زمین‌شناسان و کانی‌شناسان، از خواص فیزیکی و شیمیایی برای تشخیص نوع کانی استفاده می‌کنند. از مهم‌ترین خواص برای این کار می‌توان به سختی، جلا، رنگ ظاهری، رنگ خاکه، وزن مخصوص، کلیواژ، شکستگی و دوام اشاره کرد.

کانی شناسی نوری چیست ؟

کانی‌شناسی نوری، علم شناسایی کانی‌ها با توجه به خواص نوری آن‌ها است.

تفاوت سنگ و کانی چیست ؟

کانی، ماده‌ای با خواص فیزیکی و شیمیایی مشخص است. از ترکیب دو یا چند کانی، سنگ به وجود می‌آید. در واقع، کانی، به عنوان اجزای تشکیل‌دهنده سنگ در نظر گرفته می‌شود.

فراوان ترین کانی چیست ؟

کانی کوارتز، فراوان‌ترین کانی سنگ‌کره زمین است.

فراوان ترین نوع کانی چیست ؟

سیلیکات‌ها، با اختلاف، فراوان‌ترین گروه کانی‌ها محسوب می‌شوند. کوارتز و فلدسپات، دو کانی رایج سیلیکاته هستند که هر دو به میزان زیاد در فرآیند تشکیل سنگ‌ها مشارکت دارند.

پنج کانی فراوان در زمین چه هستند ؟

کوارتز، فلدسپات، میکا، آمفیبول (مانند هورنبلاند) و الیوین، پنج کانی فراوان زمین به شمار می‌روند.

کمیاب ترین کانی های زمین چه هستند ؟

پینایت، بریل قرمز، تورمالین (کهربای) پارائیب، الکساندریت، سفایر (یاقوت) پادپاراچا، یاقوت کبود کشمیری، الماس قرمز و ژادیت (یشم سبز)، کمیاب‌ترین کانی‌های روی زمین هستند. این کانی‌ها اغلب به عنوان جواهر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گرانترین کانی چیست ؟

قیمت‌گذاری بر روی کانی‌های بسیار متفاوت است و از قاعده خاصی پیروی نمی‌کند. به عنوان مثال، یک کانی زینتی کمیاب می‌تواند از چند میلیون تا چند میلیارد قیمت داشته باشد. با این وجود، شاید بتوان سنگ یشم سبز (ژادیت) را به عنوان گرانترین کانی معرفی کرد. هر قیراط (۰/۲ گرم) از این کانی، حدود ۳ میلیون دلار (با قیمت روز دلار، چیزی حدود ۱۰۰ میلیارد تومن) قیمت دارد.

پرکاربردترین کانی چیست ؟

مس، پرکاربردترین کانی در جهان است. این کانی، کاربرد زیادی در ساخت تاسیسات و تجهیزات مرتبط با زندگی انسان‌ها دارد.

نام دیگر کانی هالیت چیست ؟

نام دیگر کانی هالیت یا ترکیب سدیم کلرید، سنگ نمک است.

کانی گرافیت چیست و چگونه تشکیل می شود ؟

کانی گرافیت، یکی از آلوتروپ‌های کربن است. این کانی، طی فرآیند دگرگونی رسوبات حاوی مواد کربنی (واکنش ترکیبات کربن‌دار با محلول‌های هیدروترمال یا جریان‌های ماگما) یا تبلور کربن ماگمایی تشکیل می‌شود.

سختی کانی یعنی چه ؟

سختی کانی، یک ویژگی نسبی است که توانایی اجسام دیگر برای ایجاد خش بر روی سطح یک کانی یا توانایی یک کانی برای ایجاد خش بر روی اجسام را نمایش می‌دهد.

کانی چشم گربه ای چیست ؟

کانی «کریزوبریل» (Chrysoberyl)، یک کانی جواهر است که به دلیل شباهتش به چشم گربه، با عنوان کانی یا سنگ چشم گربه ای نیز شناخته می‌شود.

سخت ترین کانی چیست ؟

الماس، با سختی موس ۱۰، به عنوان سخت‌ترین کانی در نظر گرفته می‌شود.

نرم ترین کانی چیست ؟

تالک، با سختی موس ۱، به عنوان نرم‌ترین کانی در نظر گرفته می‌شود.

سختی ناخن چقدر است و به چه معنا است ؟

سختی ناخن برابر با ۲/۵ است. بنابراین، بتوان با ناخن بر روی یک کانی خط انداخت، سختی آن کانی کمتر از ۲/۵ خواهد بود.

گوهر کانی چیست ؟

گوهر کانی، به کانی‌هایی گفته می‌شود که به دلیل زیبایی، دوام و کمیابی، قیمت بالایی دارند.