المعادن

[system]

تعريف المعدن Definition Of Mineral :

المعدن هو عبارة عن مادة صلبة متجانسة تكونت بفعل عوامل طبيعية غير عضوية وله تركيب كيميائى ثابت ونظام بلورى مميز .

وعلى الرغم من أن هذا التعريف قد حدد الشروط التى يجب أن يكون عليها المعدن فإن هناك بعض الاستثناءات فعلى سبيل المثال فإن الزئبق هو المعدن الوحيد الذى يوجد فى الطبيعة أحيانا على هيئة عنصرية سائلة وكذلك بعض المعادن التى لا يحدها إطار بلورى خاص بها مثل معدن الأوبال Opal وهو عبارة عن ثانى أكسيد السيليكون غير المتبلور . ويقدر عدد المعادن الموجودة فى الطبيعة بما يزيد عن الألفى معدن موزعة فى صخور القشرة الأرضية . وكان لابد لهذا العدد الضخم من المعادن من تصنيف أو تقسيم ينظمها فى مجموعات ليسهل دراستها بعد ذلك فرادى . ومن أشهر هذه التصنيفات ، تصنيـف العالـم الأمريكـي Dana الـذى صنـف المعـادن طبقـا للشقـوق الحمضية لها أى الأنيونات Anions على نحو ما جاء فى كتابه الموسوعى الشهير " System of Mineralogy" حيث صنف المعادن على النحو التالى : ـ

المعادن العنصرية Native Elements :

وهى المعادن التى توجد فى حالة عنصرية منفردة مثل الذهب والفضة والكبريت .

المعادن العنصرية

1- الذهب Gold

التركيب الكيميائى : Au ذهب . المكسر : مسنن .
الصلادة : 2.5-3 .
الإنفصام : لا يوجد .
الوزن النوعى : 15.6- 19.3 .
الفصيلة البلورية : مكعب .
اللون : أصفر ذهبى .
المخدش : أصفر ذهبى .
البريق : فلزى ناصع .
الشفافية : معتم .

خواص أخرى :
قابل للطرق والسحب والتشكيل . ويوجد الذهب فى حالتين : إما فى رواسب أولية ( موضعية ) In Situ كحبيبات منتثرة فى عروق المرو ( الكوارتز ) وإما ضمن الرواسب المنقولة التى تعرف برواسب البرقاء Placers وذلك بعد تحلل العروق الحاملة للذهب وتفتيتها بفعل عمليات التجوية والتى يتم نقلها بفعل السيول والمجارى المائية ليتم ترسيبها بعد ذلك .

الاستخدام :
يستخدم الذهب فى تغطية العملات النقدية للدول إذ يقاس مدى قوة اقتصاد أى دولة بحجم ما تملكه من احتياطيات من الذهب كما تستهلك كميات كبيرة منه فى صناعة الحلى والعملات الذهبية بالإضافة إلى استخدامه فى صناعة الأسنان وبعض الأجهزة العلمية وأيضا بعض العقاقير الطبية .

2- الفضة Silver

التركيب الكيميائى : Ag فضة .
الصلادة : 2.5- 3 .
الانفصام : لا يوجد .
المكسر : مسنن .
الوزن النوعى : 10.5.
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : أبيض فضى .
المخدش : أبيض فضى .
البريق : فلزى .
الشفافية : معتم .

خواص أخرى :

قابل للطرق والسحب والتشكيل وتوجد الفضة فى العروق المائية الحارة Hydro thermal Veins كما أن الذهب قد يحتوى على نسبة من الفضة قد تصل من 20-40% ويعرف الذهب الذى يحتوى على هذه النسبة من الفضة باسم الاليكترم Electrum .

الاستخدام :

تستخدم الفضة فى صناعة الحلى والمجوهرات والموجرات والعملات الفضية وفى صناعة أفلام التصوير وبعض المركبات الكيميائية والطبية .

3- النحاس Copper :

التركيب الكيميائى : Cu نحاس .
الصلادة : 2.5- 3 .
الإنفصام : لا يوجد .
المكسر : مسنن .
الوزن النوعى : 8.9 .
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : أصفر نحاسى .
المخدش : أصفر نحاسى .
البريق : فلزى .
الشفافية : معتم .

خواص أخرى :
قابل للطرق والسحب والتشكيل ويوجد النحاس على هيئة عنصرية منفردة فى العروق المائية الحارة غير أنه يتأكسد فى المناطق السطحية .

الاستخدام :
يستخدم النحاس بكثرة فى صناعة الأسلاك الكهربية والذخائر الحربية وسبانك البرونز والعملات النحاسية وكذلك الأجهزة الكهربية .

4- الكبريت Sulphur :

التركيب الكيميائى : S كبريت .
البريق : صمغى .
الشفافية : من شفاف إلى نصف شفاف .
الصلادة : 1.5- 2.5 .
الفصيلة البلورية : المعينى القائم .
اللون : أصفر كبريتى قد يكون مائلاً إلى الخضرة أحيانا .
المخدش : أصفر كبريتى .

خواص أخرى :
يتميز برائحته الكبريتية وسهولة انصهاره ( 112ْم ) ويوجد الكبريت بكميات كبيرة فى الصخور الرسوبية مختلطا مع معادن الجبس والكالسيت كما توجد أيضا رواسب الكبريت حول فوهات البراكين ويستخدم الكبريت بصفة أساسية فى صناعة حمض الكبريتيك الذى يستخدم أيضا بدوره فى قائمة طويلة من الصناعات بالإضافة إلى أن الكبريت يستخدم أيضا فى صناعة المفرقعات والأسمدة الكيميائية وفى بعض الأغراض الطبية وتبيض المنسوجات .

5- الجرافيت Graphite:

التركيب الكيميائى : c كربون .
البريق : فلزى .
الشفافية : معتم .
الانفصام : كامل ذو انفصام صفائحى .
الفصيلة البلورية : السداسى .
اللون : أسود إلى رصاصى فاتح .
المخدش : رصاص فاتح .
الصلادة : 1-2 .

خواص أخرى :
يتميز الجرافيت بأنه يترك أثرا أسود على الأصابع أو الورق ويوجد الجرافيت عادة فى الصخور المتحولة مثل صخور النيس Gneiss والشيست Schist ويستخدم فى صناعة البوتفات الحرارية المستعملة فى صناعة الصلب والنحاس كما يستخدم أيضا فى تبطين أفران الصهر وصناعة أقلام الرصاص وصناعة الطلاء والأقطاب الكهربائية

معادن الأكاسيد Oxide Minerals :

ومن أشهر معادن هذه المجموعة : الكواتز Quartz (ثانى أكسيد السيليكون) والهيماتيت Hematite (أكسيد الحديد) ……. الخ .

[system]

معادن الأكاسيد

الكوارتز Quartz :

التركيب الكيميائي : SiO2 ثانى أكسيد السيليكون .
الفصيلة البلورية : ثلاثى أو سداسى .
اللون : شفاف أو أبيض أو وردى أو بنفسجى أو بنى .
المخدش : أبيض .
البريق : زجاجى .
الشفافية : شفاف .
الصلادة : 7 .

وينقسم الكوارتز إلى قسمين :

1- كوارتز خشن التبلور Coarse Crystalline Quartz :
ويندرج تحته أنواع أهمها : البلور الصخرى Rock Crystal ( كوارتز شفاف على هيئة بلورات ) كوارتز لبنى Milky Quartz ( ذو لون أبيض ناصع ) جمشت Amethyst ( ذو لون بنفسجى ) كوارتز مدخن Smoky Quartz ( ذو لون بنى تقريبا ) كوارتز وردى Rose Quartz ( ذو لون أحمر وردى ) .

2- كواتزر خفى التبلور Cryptocrystalline Quartz :

ويندرج تحته أنواع أهمها : الكالسيدونى Chalcedony ويوجد عادة مالئا للشقوق والفجوات فى الصخور حيث تكون بالترسيب من المحاليل المائية وهو ذو لون أبيض أو رمادى ويتكون من ألياف ميكروسكوبية . والعقيق Agate وهو نوع من أنواع الكالسيدونى يتميز بوجود طبقات متموجه أو دائرية متعددة الأنواع نتيجة لتتابع الترسيب ، أما إذ كانت هذه الطبقات مستقيمة فيعرف فى هذه الحالة بأسم الأونكس Onyx ويعد الجاسبر ( اليشب ) Jasper ومن أشهر أنواع الكوارتز الخفى التبلور ويتميز بلونه الأحمر لاحتوائه على معدن الهيماتيت .

الكورندم Corundum :

التركيب الكيميائى : Al2O3 أكسيد الألومنيوم .
الفصيلة البلورية : الثلاثى .
اللون : رمادى أو أحمر أو أزرق .
المخدش : أبيض .
البريق : زجاجى .
الشفافية : من شفاف إلى نصف شفاف .
الصلادة : 9 .
الانفصام : لا يوجد .

ومن أنواع الكورندم الياقوت Ruby وهو النوع الشفاف ذو اللون الأحمر القانى والسفير Sapphire وهو النوع الشفاف ذو اللون الأزرق وكلاهما أى الياقوت والسفير من الأحجار الكريمة الغالية الثمن أيضا الإميرى Emery وهو خليط من الكورندم والماجنيتيت والهيماتيت .

ومن أهم أماكن تواجد الكورندم الرمال والرواسب المنقولة حيث يوجد الكورندم إما على هيئة بلورات أو حبيبات ظلت على حالها نظر لصلادة الكوراندم العالية للغاية . ويستخـدم الكورنـدم عـادة باستثناء الياقوت والسفير كمواد ساحجة Abrasive Material .

الهيماتيت Hematite :

التركيب الكيميائى : Fe2O3 أكسيد الحديديك .
الفصيلة البلورية : الثلاثى .
اللون : بنى مائل للأحمرار يصل إلى حد السواد .
المخدش : أحمر .
الشفافية : معتم .
الصلادة : 5.5-6.5 .
الانفصام : لا يوجد .
البريق : معتم فى الأنواع الترابية وفلزى فى الأنواع المتبلورة .

الهيماتيت من أوسع خامات الحديد انتشارا فى صخور القشرة الأرضية وفى جميع العصور الجيولوجية . ومعظم الرواسب الضخمة من الهيماتيت جاءت نتيجة لتحلل الصخور الحاوية للحديد حيث توجد هذه الرواسب على هيئة طبقات أو كتل غير منتظمة كما يوجد أيضا فى الصخور المتحولة تحولا إقليميا . ويستخدم الهيماتيت كأهم خام للحديد كما يستخدم أيضا فى صناعة الطلاء.

البيرولوسيت Pyrolusite :

التركيب الكيميائى : MnO2 ثانى أكسيد المنجنيز.
الفصيلة البلورية : رباعى .
اللون : أسود .
المخدش : أسود .
البريق : فلزى فى الأنواع المتبلورة .
الشفافية : معتم .
الصلادة : أحيانا من (1 –2) وفى الأنواع الكتلية من (6-6.5 ) .

والبيرولوسيت معدن سطحى النشأة حيث ينتج من إذابة أيون المنجنيز من الصخور الحاوية له . وعلى الرغم من وجود بكميات قليلة إلى أنه يعاد ترسيبه على هيئة معادن مختلفة للمنجنيز أهمها البيرولوسيت .
ويستخدم فى صناعة سبائك الصلب والبطاريات الجافة وكعامل مؤكسد فى صناعة الكلور والبروم بالإضافة إلى كونه مادة للتلوين .

ليمونيت Limonite :

التركيب الكيميائى : FeO(OH) . nH2O أكسيد حديد مائى .
الفصيلة البلورية : غير متبلور .
اللون : يترواح ما بين الأصفر إلى البنى الداكن .
المخدش : أصفر يميل إلى البنى .
البريق : مطفى عادة وأحيانا زجاجى .
الشفافية : معتم .
الصلادة : 3-5.5 .

الليمونيت ليس معدنا فى حد ذاته إذ أنه لا ينطبق علبه التعريف العلمى المحدد لكلمة معدن إذ أنه خليط من أكاسيد حديد متميئة وهوسطحى النشأة حيث يتكون من إذابة معادن الحديد السابقة التلوين كما يمكن أن يكون أيضا مكانى النشأة نتيجة لعلمية الأكسدة المباشرة . ويماثل الليمونيت معدن الجوثيت Goethite إلى حد كبير فى الخواص والنشأة فهو من أكاسيد الحديد المائية HFeO2 ولأنه ينطبق عليه تعريف المعدن فإنه ينتمى إلى فصيلة المعينى القائم ويستخدم كل من الليمونيت والجوثيت كخام للحديد وصناعة الأصباغ .

المجناتيت Magnetite :

التركيب الكيميائى : Fe3O4 أكسيد حديد مغناطيسى .
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : أسود حديدى .
المخدش : أسود .
البريق : فلزى .
الشفافية : معتم .
الصلادة : 6 .

خواص أخرى :
ذو تأثير مغنطيسى قوى والمجناتيت من الخامات الشائعة للحديد ويوجد عادة فى الصخور المتحولة على هيئة عدسات أو طبقات كبيرة كما يوجد أيضا ضمن مكونات الرمال السوداء على شواطئ البحار. ويستخدم المجناتيت بصفة أساسية فى صناعة الحديد والصلب .

الكروميت Chromite :

التركيب الكيميائي : FeCr2O4 أكسيد حديد وكروم .
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : أسود حديدى إلى أسود بنى .
المخدش : بنى داكن .
البريق : فلزى إلى نصف فلزى .
الشفافية : نصف شفاف .
الصلادة :5.5.

الكروميت من المعادن الشائعة فى الصخور النارية القاعدية وفوق القاعدية ويستخدم الكروميت كمصدر أساسى لعنصر الكروم الذى يستعمل فى صناعة الصلب وكذلك فى صناعة دباغة الجلود والطلاء .

البوكسيت Bauxite :

البوكسيت ليس معدنا فى حد ذاته وإنما هو خليط من عدة معادن تتكون بصفة أساسية من أكاسيد الومنيوم مائية زمن أهمها معادن الجبسيت Gibbsite والبويهيميت Boehmite والدياسبور Diaspore وتتراوح صلادته من 1-3 وهو ذو لون أبيض أو أصفر أو أحمر. ويتكون البوكسيت نتيجة لعمليات التجوية الكيميائية للصخور الحاوية على المعادن الغنية بالألومنيوم من خلال عمليات التحلل Decomposition والتصفية Leaching لذا فهو يعتبر من أهم خامات عنصر الألومنيوم .

معادن الكبريتيدات Sulphide Minerals :

ومن أمثلتها معدن الجالينا Galena ( كبريتيد رصاص) والبيريت Pyrit (كبريتيد حديد) ….الخ .

[system]

معـــادن أخـرى

• معادن الكبريتيدات
• معادن الكربونات
• معادن الهاليدات
• معادن الكبريتات

معــــادن الكبريتيدات

مثال :

معدن الجالينا Galena

التركيب الكيميائى : PbS كبريتيد رصاص .
الفصيلة البلورية : مكعب .
اللون : أسود رصاصى .
المخدش : أسود رصاصى .
البريق : فلزى ناصع .
الشفافية : معتم .
الانفصام : كامل مكعبى .
الصلادة : 2.5 .

يوجد الجالينا مصاحبا لمعادن الكبريتيدات عادة مثل … السفاليريت ( ZnS ) Sphalerite والبيريت ( FeS2 ) Pyrite الكالكوبيريت ( FeCuS2 ) Chalcopyrite والكالكوسيت ( Cu2S ) Chalcocite

حيث تتشابه جميعها فى كيفية النشأة إذ توجد أيضا على هيئة عدسات وجيوب فى بعض أنواع الصخور الجيرية . وتستخدم الجالينا كخام رئيسى لعنصر الرصاص الذى يدخل بدوره فى قائمة طويلة من الاستخدامات ولا سيما صناعة السبائك غير الحديدية .

معـــادن الكربونات

مثال 1 :

الكالسيت Calcite

التركيب الكيميائى : CaCO3 كربونات كالسيوم .
الفصيلة البلورية : ثلاثى .
المخدش : أبيض .
الشفافية : شفاف .
الانفصام : كامل .
الصلادة : 3 .

اللون : عادة أبيض وأحيانا يكون ملونا بسبب وجود الشوائب ويطلق على الأنواع الشفافة اسم : أيسنلادسبار Icelandspar الذى يتميز بخاصية الانكسار المزدوج Double Refraction والكالسيت من المعادن الواسعة الانتشار إذ هو المكون الأساسى للصخور الجيرية والرخام ويوجد فى الطبيعة على هيئة بلورات أو على هيئة كتلية أو ضمن رواسب الينابيع والكهوف الجيرية . ومن الجدير بالذكر أن هناك معدنا يماثل الكالسيت فى تركيبه الكيميائى وهو معدن الأرجوانيت Aragonite إلا أنه أقل ثباتا وانتشاراً من الكالسيت كما أنه ينتمى إلى فصيلة المعينى القائم .

مثال 2 :

ماجنيزيت Magnesite

التركيب الكيميائى : MgCO3 كربونات مغنسيوم .
الفصيلة البلورية : ثلاثى .
اللون : أبيض أو رصاص .
المخدش : أبيض .
الصلادة : 3.5-4.5 .

ويوجد فى العروق الناتجة من تحلل معدن السربنتين تحت تأثير المياه الحاملة لثانى أكسيد الكربون ( حمض الكربونيك ) ، ويستخدم الماجنزيت كمصدر لعنصر المغنسيوم وأملاحه كما يستخدم أيضا فى صناعة الحراريات .

مثال 3 :

دولوميت Dolomite

التركيب الكيميائي : Ca,Mg(CO3)2 كربونات مزدوجة من المغنسيوم والكالسيوم . الفصيلة البلورية : الثلاثى .
اللون : شفاف أو أبيض فى الغالب .
المخدش : أبيض . البريق : زجاجى .
الشفافية : شفاف إلى نصف شفاف .
الانفصام : كامل .
الصلادة : 3.5-4 .

والدولوميت هو أسم لمعدن وصخر فى نفس الوقت ويفضل البعض تسميته الدولوميت الصخر باسم دولوستون Dolostone تمييزا له عن الدولوميت المعدن .ويستخدم الدولوميت كمصدر لعنصر المغنسيوم وفى صناعة الأسمنت .

مثال 4 :

الملاكيت Malachite

التركيب الكيميائي : Cu2CO3(OH)2 كربونات نحاس قاعدية .
الفصيلة البلورية : الميل الواحد .
اللون : أخضر .
المخدش : أخضر .
البريق : زجاجى فى البلورات ومطفى فى الأنواع الكتلية .
الشفافية : نصف شفاف إلى معتم .
الصلادة : 3.5-4 .

الملاكيت من أهم خامات النحاس الواسعة الانتشار حيث يوجد فى نطاقات التأكسد Oxidation Zone وفى الأجزاء العليا من العروق النحاسية مصاحبا لعدد من معادن النحاس مثل معادن الآزوريت Azurite والكوبريت Cuperite والنحاس العنصرى Native Copper .

ويشبه الآزوريت معدن المالاكيت فى كثير من الوجوه فهو أيضا كربونات نحاس قاعدية Cu3(CO3)2(OH)2 ويماثله فى باقى الخواص الطبيعية باستثناء اللون والمخدش فهو أزرق .

معـــادن الهاليدات

مثال 1 :

الهاليت Halite

التركيب الكيميائى : NaCl كلوريد صوديوم .
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : شفاف أو أبيض فى الغالب .
المخدش : أبيض .
البريق : زجاجى .
الشفافية : شفاف .
الانفصام : كامل ( مكعبى ) .
الصلادة : 2.5 .

الهاليت أو الملح الصخرى Rock Salt من أوسع أملاح المتبخرات Evaporites . وفرة وانتشارا وهو ينتج من تبخير مياه البحار والبحيرات حيث تتكون رواسب سميكة منه. ويستخدم الهاليت ـ بعد تكريره ـ كمادة غذائية ( ملح الطعام ) وفى إنتاج كل من الكلور والصوديوم اللذين يستخدمان فى الصناعة على نطاق كبير فى إنتاج حمض الهيدروكلوريك والصودا الكاوية .

ومن الأملاح التى تتكون بهذه الطريقة معدن السيليفت وهو كلوريد البوتاسيوم KCI وهو أكثر قابلية للذوبان من الهاليت .

مثال 2 :

الفلوريت Fluorite

التركيب الكيميائى : CaF2 فلوريد الكالسيوم .
الفصيلة البلورية : المكعب .
اللون : متعدد الألوان .
المخدش : أبيض .
البريق : زجاجى .
الشفافية : شفاف .
الصلادة : 4.
الانفصام : كامل .

والفلوريت هو أيضا من المعادن الواسعة الانتشار إذ أنه أحد المكونات الرئيسية للعروق المعدنية كما يكثر وجوده فى صخور الدولوميت والأحجار الجيرية .

وتستخدم الأنواع الملونة منه كحجر شبه كريم غير أن استخدامه الأساسى يمكن فى كونه مادة صاهرة Fluxes وفى إنتاج عنصر الفلور.

معـــادن الكبريتات

مثال 1 :

الجبس Gypsum

التركيب الكيميائى : CaSO4.2H2O كبريتات كالسيوم مائية .
الفصيلة البلورية : الميل الواحد .
اللون : شفاف أو أبيض فى الغالب .
المخدش : أبيض .
البريق : زجاجى .
الشفافية : شفاف .
الصلادة : 2 .
الانفصام : كامل .

يوجد الجبس فى الصخور الجيرية على هيئة طبقات سميكة متداخلة كما يوجد ضمن أملاح المتبخرات .

وقد ينتج الجبس من تميؤ معدن الإنهدريت Anhydrite CaSO4 وهى عملية ينتج عنها زيادة فى حجم الجبس الناتج عن حجم الانهدريت ويستخدم الجبس بصفة أساسية ضمن مواد البناء والطلاء . مثال 2 : الباريت Barite التركيب الكيميائى : BaSO4 كبريتات باريوم . الفصيلة البلورية : المعينى القائم . اللون : شفاف أو أبيض فى الغالب . المخدش : أبيض . البريق : زجاجى . الشفافية : شفاف . الصلادة : 3-3.5 . الانفصام : كامل .

ويتميز الباريت بوزنه النوعى العالى 4.5 . يوجد الباريت عادة فى العروق المنتشرة فى الحجر الجيرى أو كشوائب فى العروق المعدنية الحاملة لخامات النحاس والرصاص ويستخدم الجزء الأكبر من الباريت كأحد مكونات طين الحفر Mud driling وذلك فى حفر آبار النفط والغاز الطبيعى . ويماثل الباريت فى معظم الخواص الطبيعية معدن السيليستيت Celestite وهو عبارة عن كبريتات استرانشيوم ولا يمكن التفرقة بينهما إلا بالتحليل الكيميائى .

منقول

[ahmedeldeep]

جزاك الله خيرا