آشنايي با خواص عمومي کانيها

[.MohammadReza. 19850]

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..

بيش از 4000 گونه کاني توسط انجمن جهاني کاني‌شناسي (ima) شناسايي شده است. از اين تعداد، 150 کاني را مي‌توان جزو کاني‌هاي معمول و 50 کاني را مي‌توان از کاني‌هاي تا ندازه‌اي کمياب بشمار آورد. بقيه آن‌ها کاني‌هاي کمياب يا بسيار کمياب هستند.

 

◄ اختصاصات کاني ها :

کانيها را بر اساس خواص مختلفي دسته بندي مي کنند اين خواص عبارتند از:

درجه سختي – لومينسانس – چگالي – ماکل- رخ - سطح شكست- خاصيت پيروالکتريسيته - خاصيت پيزوالکتريسته- لمس کاني – رنگ در کاني ها - رنگ خاکه - انواع جلا - شفافيت - ضربه پذيري – بو – مزه- خواص راديواکتيويته - خواص مغناطيسي

 

◄ درجه سختي:

درجه سختي، ميزان مقاومت يك كاني در برابر خراشيده شدن را نشان مي‌دهد.سختي كاني به نوع پيوند و چگونگي استقرار اتمها در مولكولهاي آن بستگي دارد. براي مقايسه سختي، دوكاني را بر روي هم مي‌كشند، كاني داراي سختي بيشتر بر روي كاني كم مقاومت‌تر خط مي اندازد، و اگر دو كاني داراي سختي يكسان باشند مي‌توانند بر روي همديگر خط بي‌اندازند. البته بايد توجه نمود كه آيا واقعاً خراشيدگي پديد آمده است يا خير، زيرا كاني‌هاي نرم ممكن است اثري از خود بر روي كانيهاي مقاومتر پديد آورند كه البته اين اثر با مالش پاك مي‌گردد.

 

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.

1- تالک 2- ژيپس 3- کلسيت 4- فلوئورين 5- آپاتيت 6- ارتوز 7- کوارتز 8- توپاز 9- کرندوم 10- الماس

 

 

◄ رخ يا کليواژ (Cleavage):

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

 

 

 

»» رخ کامل (Prefect cleavage ) : درصورتي که کاني به راحتي و به صورت صفحات نازک با سطوح صاف و و صيقلي بشکند مي گويند که داري رخ کامل است. مانند ميکا و ژيپس.

»» رخ خوبGood cleavage)) : هرگاه کاني در امتداد سطوح معيني بشکند و سطوح صاف ايجاد کند در آن صورت مي گويند که داراي رخ خوب است , در اين کانيها همواره کاني در جهات سطوح رخ مي شکند و سطوح شکست ناهموار ندارد. مانند کلسيت , نمک طعام , گالن.

»» رخ مشخص : (Distinct cleavage) کانيهائي که داراي اين نوع رخ هستند گاهي در جهات رخ و به صورت سطوح صاف و صيقلي ميشکنند و گاهي با ايجاد سطوح ناهموار مي شکنند مانند : فلدسپاتها , آمفيبوله.

»» رخ ناقص : (Imperfect cleavage ) دراين نوع رخ ؛سطوح صاف بسيار کم است و عمدتاُ سطوح ناهموار ايجاد مي شود. مانند بريل , آپاتيت

 

 

◄ چگالي كانيها (وزن مخصوص، وزن حجمي):

چگالي بلورهاي داراي شكل هندسي منظم، از طريق محاسبه حجم جسم و تعيين نسبت حجم به وزن جسم بدست مي‌آيد. براي بدست آوردن چگالي كانيهاي فاقد شكل معين مي‌توان قطعه‌اي از كاني مورد نظر را به استوانه مدرج حاوي آب قرار داد. تفاوت سطح آب در قبل و بعد از قراردادن كاني برابر با حجم كاني مي‌باشد.

همچنين مي‌توان وزن يك نمونه را در هوا و به صورت غوطه‌ور در آب از طريق ترازو به دست آمد. چگالي كانيها به تركيب شيميايي آنها بستگي دارد، ناخالصي‌هاي موجود در يك كاني مي تواند از جرم مخصوص آن كاني را تغيير دهد به همين دليل جرم و به دنبال آن چگالي را بين دو عدد نزديك به هم در نظر مي‌گيرند.برخي از كانيها در آب محلول هستند، جهت محافظت از اين نوع كاني‌ها در طول آزمايش، بهتر است از مايعاتي چون استون، الكل و بنزين استفاده نمود. البته بايد چگالي اين مايعات را قبلاً تعيين و با آب مقايسه نمود.در برخي از كانيها چگالي يكي از ويژگيهاي مهم در شناسايي به شمار مي‌رود، به عنوان مثال وزن مخصوص گالن و باريت بسيار بالا بوده در صورتي كه دياتوميت بسيار سبك مي باشد.

 

 

 

◄ ماکل يا دو قلويي( Twining):

رشد توأم دو يا چند بلور هم شكل كه از نظر بلورشناسي جزء يك گروه مي‌باشند و از قوانين خاصي تبعيت مي‌نمايند را دوقلويي مي‌گويند. نمود اين پديده ايجاد عناصر تقارن ( صفحه تقارن , محور تقارن و غيره ) اضافي مي باشد. دو نوع دوقلويي بسته به چگونگي قرار گرفتن بلورهاي منفرد به طور ساده و با هم و يا در داخل يكديگر تقسيم وجود دارد،که عبارتند از:

»» ماکل تماسي(متقاطع) : که به دو قسمت ساده و پلي سسنتتيک ( چند گانه) تقسيم مي شود.

»» ماکل متداخل : به دو قسمت ساده و صليبي تقسيم مي شود

 

◄ سطح شكست( Fracture):

يكسان بودن قدرت پيوندهاي شيميايي در تمام جهات در برخي از كانيها سبب مي‌شود كانيها در اثر ضربه به صورت نامنظم شكسته شوند سطح پديد آمده را سطح شكست مي‌گويند. انواع شکستگي عبارتند از:

 

»» شکستگي صدفي : (Conchoidal Fracture ) هرگاه سطح حاصل از شکستگي به صورت يک سطح صاف و مقعر که شبيه به سطح داخلي صرف دو کفه ايها است باشد به نام شکستگي صدفي ناميده مي شود مانند شکستگي سنگ شيشه و کالسدوئن.

»» شکستگي رشته اي : ( Fibrous Fracture ) در اين نوع شکستگي محل شکستگي مانند شکسته شدن چوب است و حالت رشته اي دارد. اين نوع شکستگي در توموليت و آکتينوليت ديده مي شود.

»» شکستگي مضرس : ( Hackly Fracture ) دراين حالت سطح شکستگي حالت داندانه اي و تيز دارد. اين شکستگي در اغلب عناصر طبيعي مانند : طلا , مس , پلاتين ديده مي شود.

»» شکستگي ناهموار : ( Uneven Fracture ) در اين توع شکستگي سطح ناهموار و زبري ايجاد مي شود. اين حالت در کانيهاي سولفيدي ,آپاتيت و کاسيتريت ديده مي شود.

 

◄ لومينسانس ( Luminescence ):

خاصيتي است كه در برخي كانيها هنگام حرارت دادن آنها به صورت التهابي نوراني ديده مي‌شود اين اين خاصيت در دماي بين 50 تا 100 درجه سانتيگراد در طيف مرئي ديده مي شود و در دماي بالاتر از 450 درجه سانتيگراد خاتمه مي يابد. (م-نظري جزوه آموزشي 1378)

به عبارتي ديگر هر گاه دسته‌اي اشعه نوراني به يك جسم تابيده شود معمولاً قسمتي از آن جذب و تبديل به حرارت مي‌شود. ولي در برخي از كانيها قسمتي از انرژي تبديل به انرژي نوراني با طول موج بزرگتر شده و معمولاً رنگ آن عوض مي‌شود. اين قابليت به نام خاصيت نوردهي يا لومينسانس خوانده مي‌شود. (مدني و شفيعي‌ـ زمين شناسي عمومي‌)

پديده لومينسانس در اثر تغيير تراز الكترونها در اثر تحريك فيزيكي ايجاد مي‌گردد. برخي از كانيها اگر تحت تأثير نور شديد يا نور ماوراء بنفش و يا مالش شديد قرار گيرند اين خاصيت را از خود بروز مي‌دهند.

پديده لومينسانس به انواع مختلفي تقسيم مي‌شود كه برخي از آنها عبارتند از فلورسانس، فسفرسانس، ترمولومنيلساس و تريبولومنيلساس مي‌باشد.

 

 

»» فلورسانس( Fluorescence) : اگر به محض قطع شدن محرك، نوري كه ايجاد مي‌شود از بين برود اصطلاحاً به آن فلورسانس گفته مي‌شود. كانيهاي داراي اين خاصيت در نور فرابنفش تغيير رنگ مي دهند مانند نور ساطع شده از شبرنگ خيابانها براي شناسايي اين خاصيت مي‌توان از لامپهاي تست اسكناس استفاده نمود.

»» فسفرسانس( Phosphorescence) : اگر تا مدتي پس از قطع انرژي اين خاصيت نوردهي تا مدتي باقي بماند به نام فسفرسانس ناميده مي‌شود مانند برخي از ساعتهاي مچي كه خاصيت شبرنگ دارند و در تاريكي نور از خود ساطع مي‌كنند.كاني خالص هيچ‌وقت داراي خاصيت فسفرسانس نيست براي اينكه كاني داراي خاصيت مزبور باشد لازم است كه در آن مقداري ناخالصي كه فسفرزا گفته مي‌شود وجود داشته باشد (دكتر قريب، شناخت سنگها جلد 2)

»» ترمو لومينسانس( Thermoluminescene) : پديد ه ايي که طي آن برخي كانيها هنگام حرارت دادن به صورت التهابي ، نوراني ديده مي‌شود اين خاصيت در دماي بين 50 تا 100 درجه سانتيگراد در طيف مرئي ديده مي شود و در دماي بالاتر از 450 درجه سانتيگراد خاتمه مي يابد.

»» فتولومينسانس (Photoluminescence) : اگر لومينسانس بر اثر تحريک کانيها با نور مرئي و يا پرتو فرابنفش پديدار شود به نام فتولومينسانس ناميده مي شود مثل : پيروفيليت ( Pyrophylite )

»» کاتولومينسانس ( Cathodoluminescence ) : اگر عامل محرکه پرتوهاي کاتديک يا پرتوx باشد به نام کاتدولومينسانس خوانده مي شود مثل : گيبسيت Gibbsite

»» تريبولومينسانس (triboluminescence) : گاهي پديده لومينسانس بر اثر ضربه ايجاد مي شود که به نام تريبولومينسانس ناميده مي شود مثل : کوارتز ( Quartz )

»» الکتولومينسانس ( Electroluminedcenec ) : گاهي اثر جريانات الکتريکي بر لومينسانس موثر است که به آن الکترولومينسانس گفته مي شود

»» کريستالولومينسانس ( Crysthlloluinescence ) : گاهي رشد و تشکيل کاني جديد نيز با تايش نور همراه است و بنام کريستالو لومينسانس خوانده مي شود.

»» ترمولومينسانس ( Thermoluminescence ) : گاهي در اثر حرارت کانيها خاصيت لومينسانس از خود نشان مي دهند که در اين صورت پديده را ترمو لومينسانس گويند مثل : آپاتيت ( Apatite )

 

 

◄ خاصيت پيروالکتريسيته ( Pyroelectricity ) :

کانيهايي که در اثر حرارت دادن و يا سرد کردن داراي بارهاي الکتريکي مي شوند را گويند. البته اين پديده در بلورهايي مشاهده مي‌گردد كه فاقد مركز تقارن مي‌باشد. بارهاي الکتريکي دو سر اين کانيها مخالف همديگر مي باشد همچنين بارهاي الکتريک هر قطب بر اثر سرد کردن مخالف با بارهاي الکتريکي آن قطب بر اثر حرارت دادن است. در اثر گرم شدن در يكي از دو انتهاي محور تقارن اين نوع بلورها با رالكتريكي مثبت و در انتهاي ديگر بار منفي به وجود مي‌آيد و هنگام سرد شدن اين عمل معكوس مي‌شود. بلور كوارتز به خوبي خاصيت پيروالكتريسيته از خود نمايش مي دهد به طوريكه در رويه‌هاي آنها يكي در ميان بارالكتريكي مثبت و منفي در اثر دما ايجاد مي‌شود.از اين خاصيت براي تبديل انرژي حرارتي به انرژي الکتريکي بخصوص بهره برداري از انرژي خورشيدي استفاده مي کنند. تورمالين يکي از کانيهايي است که داراي خاصيت پيروالکتريسيته مي باشد.

 

◄ خاصيت پيزوالکتريسته ( Piezoelectricity ) :

بعضي از کانيها بر اثر فشارها و يا کششهاي مکانيکي در جهات معيني داراي بارهاي الکتريکي مي شوند که در دو طرف کاني اين بارها مخالف يکديگرند هستند. مثلا کوارتز بر اثر فشار مکانيکي در جهت محور x و يا کشش در جهت محور y داراي بار الکتريکي مخالف در دو سر کاني و در جهت محور c مي شود و اگر جهت فشار يا کشش را عوض کنيم بارهاي دو سر بلور تغيير مي کند. امروزه به علت مصرف زياد صفحه‌هاي پيزوالكتريك آنها را از بلورهاي مصنوعي اتيلن ديامين. تارترات، فسفات آلومينيوم و بعضي مواد ديگر به قيمت ارزان تهيه مي‌كنند.

 

◄ لمس :

 

به وسيله دست زدن به كانيها مي‌توان فهميد كه كدام يك بيشتر و كداميك كمتر دما را هدايت مي‌كنند. به عنوان مثال توپار خيلي سردتر از كوارتز است چون كوارتز بيشتر هادي دما است. بعضي از كانيها لمس زبر و عده‌اي مثل تالك حالت صابون مانند و نرم و لغزنده‌اي دارند. و يا گرافيت و نفلين لمس چرب دارند. بعضي ديگر به دليل داشتن خلل و فرج زياد به زبان مي چسبند مثل كائولن.

 

◄ رنگ ( Color ):

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.

 

»» ايديوکروماتيک : ( Idiochromatic ) کانيهاي خود رنگ را گويند. رنگ اين کانيها به دليل ترکيب شيميائي يا ساختمان داخلي آنها است و همواره ثابت است مانند سبز مالاکيت يا رنگ آبي در لازوريت.

»» آلوکرماتيک : ( Allochromatic ) کانيهاي دگر رنگ را گويند. اين نوع رنگ بدليل وجود ناخالصي در کاني به وجود مي ايد و با توجه به انواع ناخالصي ؛ تنوع رنگي نيز ديده مي شود. مثل کاني کوارتز که به رنگهاي متنوعي ديده ميشود.

»» پزوروکرماتيک : (Pesudochromatic ) کانيهاي داراي رنگ کاذب را گويند. اين نوع زنگ در اثر انعکاس نور در سطوح مختلف کانيهاي شفاف يا نيمه شفاف اينجاد مي شود ؛ بدين صورت که شعاعهاي نوري پس از برخورد به سطوح کريستالي کانيها در جهات مختلف منعکس مي شوند و در نتيجه تداخل آنها رنگهاي متفاوتي به چشم مي خورد. مثل کاني لابرادوريت. در بعضي از کانيها مانند کالکوپريت تداخلي از چند رنگ به صورت رنگين کمان منعکس مي شود.

 

◄ انواع جلا (Luster species):

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.

 

»» جلاي فلزي : (metallic Luster) اين نوع جلا در کانيهائي که نور را از خود عبور نمي دهند و تماماُ منعکس مي کنند ديده مي شود مانند کانهاي فلزي مثل : گالن , هماتيت و طلا.

»» جلاي نيمه فلزي : ( Sub metallic Luster) در اين نوع کانيها که نور را از خود عبور نمي دهند مقدار انعکاس نور کمتر از حالت قبلي است مثل : ماگنتيت , پيرولوزيت , کروميت و..

»» جلاي شيشه اي : ( Vitreous Luster ) کانيهاي مانند شيشه که نور از آنها عبور ميکند داراي اين نوع جلا هستند مثل : ليمونيت , کوارتز , باريت و...

»» جلاي نيمه شيشه اي : (Sub vitreous Luster ) در کانيهائي که مقدار نور عبوري از آنها کمتر از شيشه است ديده مي شوند مثل : کلسيت , آلونيت و...

»» جلاي صمغي : ( Resinous Luster ) اين حات از جلا شبيه صمغ است مثل : بلاند , آپاتيت , ارپيمان , رآلگار و...

»» جلاي چرب : ( Greasy Luster ) در اين حالت جسم چرب نيست ولي حالت چربي دارد مثل : کوارتز , تالک , اپال و تورمالين نيز تا حدي داري جلاي چرب مي باشند.

»» جلاي مرواريدي : ( Pearly Luster ) در اني حلت جسم جلائي مانند مرواريد دارد مثل : سلستيت , دولوميت و...

»» جلاي الماسي : ( Adamantine Luster ) در کانيهائي که شکست نور زياد دارند اين نوع جلا ديده مي شود مثل : سروزيت , مالاکيت , اسفالريت و...

»» جلاي ابريشمي : ( Silky Luster) در اثر تجمع رشته هاي نازک بعضي از کانيهاي اين نوع جلا به وجود مي ايد مثل : آزبست , هورنبلند , الکسيت و...

 

 

◄ شفافيت (Transparency ) :

 

»» شفاف : ( Transparent ) کاني نور را کاملا از خود عبور ميدهد و ميتوان از پشت آن اشياء را ديد مثل: ورقه نازک ژيپس يا کوارتز.

»» کدر : کاني نور را از خود عبور نمي دهد مثل مگنتيت , گالن و...

»» نيمه شفاف : ( Translucent ) کاني نور را خود عبور مي دهد ولي از پشت آن اشياء ديده نمي شوند مثل : کوارتز ناخالص , هاليت و..

 

»» اندک شفاف : ( Sub translucent ) نور از ورقهاي نازک کاني عبور مي کند مثل : فلوريت , پلاژيوکلاز.

 

◄ ضربه پذيري ( Tenacity ) :

رفتار کانيها در مقابل ضربه هاي وارده به آنها مي باشد که شامل چهار قسمت مي باشد:

 

»» شکننده : ( Brittle ) که در اثر ضربه خرد مي شوند مثل : گوگرد.

»» چکش خوار : ( Malleable ) که قابليت چکش خواري را دارا مي باشد مثل : کانيهاي فلزي چون طلا , مس

»» برش پذير : ( Sectile ) که توانايي برش خوردگي را دارا مي باشند مثل : ژيپس.

»» خم پذير : ( Flexible ) که قابليت ارتجاء را دارا مي باشند مثل : ميک.

 

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام