بخشی از مقاله
سنگها و كانيها چطور شكل مي گيرند ؟
بحث كلي : پوسته زمين تغيير مي كند و باعث مي شود كه سنگهاي جديد شكل بگيرند و سنگهاي قديمي نيز تغييرمي كنند . اين وقايع هنگاميكه ورقه ها به هم برخورد مي كنند ، روي مي دهد . يك كاني از برخي موادي كه هرگز زنده نبوده اند شكل گرفته است . كانيها بوسيله يك فرمول شيميايي تقسيم بندي مي شوند . كانيهاي ديگري وجود دارد كه از اجزاي موجودات زنده نظير حيوانات و گياهان تشكيل شده اند . اين كانيها ، سوختها و گازها هستند . كانيها ممكن است بوسيله فرايندهاي هوازدگي طبيعي تغيير يابند .
اذرين-سنگهاي اذرين از ماگماي سرد شده تشكيل شده اند . ماگما سنگ مذابي است كه در اعماق زمين وجود دارد . به ماگمائي كه به سطح زمين رسيده است گدازه گفته مي شود .
رسوبي- سنگهاي رسوبي همزمان با قرار گيري رسوبات بر روي هم و سيماني شدن انها تحت تاثير وزن اب و لايه هاي رسوبي بالائيشان شكل مي گيرند . اين فرايند براي لايه هائي كه در كف حوضه رسوب كرده اند به مدت هزاران سال اتفاق مي افتد .
دگرگون- سنگهاي دگرگوني بواسطه حداكثر فشار و درجه حرارت از سنگهاي رسوبي و اذرين تشكيل شده اند كه طي فرايندها كانيهاي انها تغيير مي كند .
سنگ رسوبي- هوازدگي اتفاق مي افتدو سنگ از رسوبات تراكم يافته (تحت تاثير فشار) بوجود مي ايد .
سنگ اذرين- از ماگما و يا گدازه سرد شده شكل مي گيرد .
سنگ دگرگوني- گرما و فشار كانيها سنگهاي اذرين يا رسوبي را تغيير مي دهد .
سنگهاي رسوبي و سنگهاي دگرگوني هر دو تحت تاثير فشارند .
سنگهاي اذرين و سنگهاي دگرگوني هم فشار وهم حرارت را تجربه مي كند .
مباحث بيشتر:
سنگها بطور طبيعي از يك ، دو ويا تعداد بيشتري كاني تركيب شده اند . انها جامدات غير زنده اي هستند كه در طبيعت يافت مي شوند .
- مرمر از تغيير سنگ اهك تحت حرارت هاي بالا بوجود مي ايد . مرمر در مجسمه سازي استفاده مي شده و امروزه به منظور سنگهاي سقف و كف در ساختمان سازي بكار مي رود . همچنين از قديم در حمام ها بكار مي رفته است .
- گچ (گل سفيد) از اسكلت موجودات كوچك دريازي تشكيل شده كه تنها با چشم مسلح قابل مشاهده اند .
- سنگ اهك از پوسته هاي شكسته شده وجانداران كوچك دريايي تشكيل شده است . سنگ اهك در واقع جسم جامد سفيد رنگي است كه رنگ ديگري در ان بكار نرفته است .
- الماس سخترين كاني شناخته شده است .
- كوارتزيت از دگرگوني ماسه سنگ در شرايط دما و فشار بالا ايجاد شده است . اين سنگ به ارامي سرد شده و كريستالهاي سفيد رنگي دارد .
- اوپال از روم امده است ، اوپال سنگي است كه رنگهاي متعددي دارد .
- فيروزه در حدود 3000 سال پيش توسط ازتك كشف شده و رنگ سبز ابي دارد .
- ماسه سنگ از دانه هاي ماسه اي كه در كف اقيانوس رسوب كرده اند شكل گرفته كه فشار زيادي را به هم وارد كرده اند .
- كوارتز آهن دار از طريق سرد شدن آهسته تشكيل مي شود. اما صورتي رنگ با لكه هاي سفيد است يا ممكن است شفاف، قهوه اي يا سياه باشد.
- گرانيت سنگي است كه شما مي توانيد به اساني ان را تشخيص دهيد .
- ابسيدين سياه رنگ و صاف است و تيزي كمي دارد .
- پوميس سنگ سفيد، روشن رنگ و بمبي شكلي است.
- چوب سيليسي شده قرمزويا قهوه اي رنگ است كه اين رنگها سن نوارها را نشان مي دهند كه اغلب شبيه به چوب مي باشد .
- توف هنگاميكه اهك از اب موجود در نواحي كم باران نهفته مي شود شكل مي گيرد .
- گراول تكه سنگ، ابي ، خاكستري است ، كه سطح ناهمواري دارد .
- زغال سنگ كه طلاي سياه نيز ناميده مي شود . ميليونهاسال عمر دارد . ان را به جهت سوخت و يا گرما مي سوزانيم . انسان از اعصار گذشته زغال سنگ را استخراج مي كرده است . زغال سنگ جسم سخت ، شكننده و سياه رنگ است.
- قالب – بخش ميان تهي كه بعد از تجزيه جانور دررسوب ايجاد مي شود.
- نشانه – فسيلي اثري از يك موجود زنده است نظير اثر پا كه در سنگ گذاشته شده است .
- قالب – فسيلي كه از رسوبات پر كننده يك قالب به وجود آمده است.
براى مطالعه وشناسايى سنگ ها لازم است اجزاى سازنده آنها يعنى كانيها را بشناسيم .با استفاده از بعضى از خواص فيزيكى كانى ها كه معمولاً نياز به ابزارهاى پيچيده ندارد ،شما مى توانيد برخى از كانيها را شناسايى كنيد. در اينها مهمترين خواص فيزيكى كانيها را كه در شناسايى آنها موثر است. بررسى كنيم: 1-شكل بلور- تقريباً همه كانيها به صورت متبلور ديده مى شوند(شكل3-5).جسم متبلور،داراى نظم درونى سه بعدى است.
يعنى در آن، اتمهاى سازنده مطابق نظم معينى پهلوى هم قرار مى گيرند.در نتيجه ،بلور داراى سطوح صاف است وبه يالها وسطوح خارجى محدود مى شود. اگر ذرات شكر ياسنگ نمك را با ذره بين نگاه كنيد،مى بينيد كه داراى شكل هندسى منظم وسطوح صاف هستند.بلورها در اندازه هاى متفاوتى تشكيل مى شوند .گاهى بلورها به حدى درشت هستند
كه باچشم قابل مشاهده اند.در اين صورت به آنها درشت بلور مى گويند .در بعضى موارد بلورها فقط توسط ميكروسكپ قابل مشاهده هستند كه به آنها ريز بلور گفته مى شود وگاهى بلورها به حدى ريز هستند كه فقط با پرتوهاى x قابل تشخيص اند كه در اين صورت به آنها مخفى بلور مى گويند،مانندكانيهاى رسى كه در تشكيل خاك شركت دارند. اندازه بلورها به شرايط تشكيل آنها بستگى دارد .هر چه براى تشكيل يك بلور زمان بيشترى صرف شده باشد ،بلور درشت تر مى شود.
نكته بسيار مهم وجالب در مورد بلورها آن است كه گرچه شكل واندازه ظاهرى آنها ممكن است متفاوت باشد اما زوايا بين سطوح مشابه آن در تمام بلورهاى يك كانى معين، يكسان وتغيير ناپذير است.از اين خصوصيت براى شناسايى كانيها استفاده مى شود. اندازه بلورها – در طبيعت گاهى بلورهاى عظيمى پيدا مى شود .بعضى از اقسام بريل كه يك كانى قيمتى محسوب مى شوندوزنى تا چندين تن دارد .بلورهاى ژيپس در كشور خودمان به اندازه هايى حدود 50 سانتيمتر يافت مى شود كه در دنيا بى نظيرند. بلورهاى مصنوعى –امروزه بلورهايى از كانيهاى گوناگون را به طور مصنوعى تهيه مى كنند
كه از بلورهاى طبيعى زيباترند وممكن است چندين برابر بلورهاى طبيعى باشند. از اين بلورهاى مصنوعى در جواهرسازى ،پزشكى الكترونيك و.... استفاده مى شود.يكى از از مهمترين موارد استفاده از بلورهاى مصنوعى استفاده از بلورگارنت در ساختمان ليزرها ويا كوارتز در ساختن ساعت هاى دقيق است. 2- سختى- سختى كانيها را مى توان به عنوان مقاومت آنها در برابر خراشيده شدن به وسيله ساير اجسام تعريف كرد.
سختى كانى ها بيشتر به طرز قرار گرفتن اتمها در شبكه بلورين ونوع پيوندهاى اتمى در كانى بستگى دارد تا تركيب شيميايى آنها؛به طور مثال ،در حالى كه الماس وگرافيت هر دو از كربن خالص ساخته شده اند ،اولى سخت ترين جسم ودومى جسمى بسيار نرم است،زيرا نيروى پيوندهايى كه اتم هاى كربن را در الماس به يكديگر متصل مى كنند
به مراتب بيشتر از نيروهايى است كه اتمهاى هاى كربن را در الماس به يكديگر متصل مى كند به مراتب بيشتر از نيروهايى است كه اتم هاى كربن را در گرافيت به هم وصل مى كند. براى تعيين سختى كانى ها از مقياسى به نام مقياس موس(Mohs) استفاده مى شود(از نام فدريخ موس كانى شناسى آلمانى).در اين مقياس نرم ترين كانى سختى يك دارد (تالك) وسخت ترين كانى، داراى درجه سختى 10 الست (الماس).هر كانى كه به وسيله كانى ديگر خراش بردارد نسبت به آن نرم تر است.
براى اطمينان از سختى اندازه گيرى شده ،بايد درجه سختى را در جهان مختلف آزمايش كينم .به علاوه ،بايد در خراشيدن وتعيين درجه سختى، عمل عكس را نيز انجام داد. 3 -جلا- توانايى كانى در منعكس ساختن،عبور يا جذب نور را جلا مى گويند. هر قدر انعكاس وانكسار نور از سطح كانى ويا سطح شكستگى آن زيادتر باشد، جلاى آن مشخص تر است. يكى از علل پدايش گرانى الماس جلاى زيباى آن است كه به جلاى الماسى معروف است .جلاى كانيها را مى توان به دو گروه فلزى وغيز فلزى تقسيم كرد.در جلاى فلزى (كه خاص بسيارى از كانيهاى فلزى است) نور، مانند سطح فلز براق به خوبى منعكس مى شود (مانند پيريت FeoS2) در جلاى غير فلزى نور به خوبى منعكس نمى شود وبراى بيان آن از اصطلاحات گوناگونى استفاده مى كنند.
مثلاً:در جلاى فلزى نور به خوبى منعمس نمى شود وبراى بيان آن از اصطلاحات گوناگونى استفاده مى كنند. مثلاً: در جلاى شيشه اى براى نور به خوبى از كانى عبور مى كند (مانند كوارتز وهاليت) در جلاى الماسى ،نور در داخل الماس بازتابش كلى پيدا مى كند وسبب درخشندگى الماس مى شود. گاهى از منظره ظاهرى كانيها براى بيان جلاى آنها استفاده مى كنند واصلاحاتى مانند صمغى،چرب وابريشمى ،خاكى و..به كار مى برند. 4-سطح شكست (رخ)- طلق نسوز (ميكا) به آسانى ورقه ورقه مى شود
حتى به كمك چاقو مى توان هر ورقه آن را به ورقه اى نازك تر هم تقسيم كرد. يك ضربه چكش به بلور كلسيت،آن را به صورت متوازى السطوح هاى كوچك در مى آورد.بلورهاى مكعبى نمك نيز به صورت مكعب هاى كوچك تر يعنى در سه جهت فضايى شكسته مى شوند.بعضى ازبلورها،به هنگام شكسته شدن در امتداد سطح يا سطوح معينى به سادگى از هم جدا مى شوندوبعضى ديگر فاقد اين خاصيت اند،يعنى داراى سطح شكست ناصاف هستند(كوارتز).اين خاصيت بستگى به نحوه پيوندهاى اتمها در جهات مختلف دارد
. هر قدر قدرت پيوند اتمى در امتداد سطوحى ضعيف تر باشد ،كانى در آن جهت آسان تر مى شكنند.فلدسپات ها در دوجهت ،نمك طعام در سه جهت قائم وكلسيت در سه جهت با زاويه قائمه رخ دارند. 5-چگالى نسبى- جرم نسبى كانيها را مى توان تا اندازه اى با درست گرفتن حجم هاى مساوى از آنها با هم مقايسه كرد
.اما راه دقيق تر ،تعيين چگالى نسبى آنها است.چگالى نسبى يك كانى را مى توان از تقسيم كردن چگالى يك كانى به چگالى آب به دست آورد. با اين كار تعيين مى كنيم كه يك كانى چند بار از جرم آب حجم خود سنگين تر است.چگالى نسبى بيشتر كانى هاى سيليكاتى كه بخش اعظم پوسته زمين را تشكيل مى دهند حدود 5/2 تا 5/3 است.چگالى نسبى زيادتر ،مربوط به كانى هايى است كه در تركيب خود عناصر سنگين مانند سرب، باريم و... دارند(گالنpbS با چگالى 5/7 وباريتBaSO4 با چگالى 5/4)
. مسلماً‌كانى هايى كه اتمهاى سازنده آنها به هم نزديك تر وفشرده تر باشد.،چگالى نسبى بيشترى خواهند داشت (مانند چگالى نسبى الماس در مقايسه با چگالى نسبى گرافيت). 6- رنگ ورنگ خاكه- مى توان كانيها را از روى رنگ آنها نيز تشخيص داد ولى اين قاعده كلى نيست. مثلاً‌كوارتز در اصل بى رنگ است،اما به رنگ هاى شيرى،بنفش زرد ودودى هم ديده مى شود. اين رنگ ها مربوط به ناخالصى هاى موجود در كانى است. اما كانى هايى هم وجود دارند كه با رنگ خود به آسانى قابل شناسايى هستند مثلاً ياقوت هميشه رنگ قرمز دانه انارى دارد،فيروزه به رنگ آبى فيروزه اى ،گرافيت هميشه سياه ومالاكيت هميشه سبز ديده مى شوند.
رنگ گرد كانى ،گاهى در تشخيص كانيها موثر است. براى اين كار كانى را به چينى بدون لعاب مى كشند واز روى خط رنگ خطى كه بر جاى مى گذارد نوع كانى را تشخيص مى دهند .چنانكه يكى از راههاى شناسايى طلا رنگ خاكه زرد طلايى آن است،ولى پيريت با رنگ وجلايى شبيه به طلا داراى رنگ خاكه سياه است،يا آنكه اثر مانيتيت (Fe3o4) سياه واثر هماتيت (Fe2o3) قهوه اى نمايان مى شود،در حالى كه ظاهر اين دوكانى معمولاً‌سياه است. 7- راههاى شناسايى ديگر- بعضى از كانيها مانند مس وطلا چكش خوارند،در صورتى كه گوگرد ترد وشكننده است
. بعضى كانيها مانند ميكا(طلق نسوز) در برابر گرما مقاوم اند وبعضى مانند ژيپس،كدر وبه پودر سفيد رنگى تبديل مى شوند.هاليت(NaC1)مزه اى شور وسيلويت(KC1) مزه اى تلخ دارد. برخى از كانيها مانند مانيتيت خاصيت مغناطيسى دارندوبعضى مانند كائولينيت به زبان مى چسبند.برخى مانند گرافيت وتالك در لمس با دست حالت چرب دارند(در صورتى كه واقعاً چرب نيستند).
بعضى از واكنشهاى شيميايى مى تواند در شناسايى كانيها مفيد باشد،مثلاً كلسيت با اسيد كلريدريك سرد ورقيق ودولوميت با اسيد كلردريك سرد ورقيق ودولوميت با اسيد كلريدريك سرد ورقيق ودولوميت با اسيد كلريدريك گرم وغليظ تركيب مى شوند وگاز CO2متصاعد مى كنند. زنگ شعلخ نيز در شناسايى بعضى از كانيها(در واقع عنصرى كه در تركيب دارند)موثر است.البته امروز كانى شناسان با وسايل جديدى مانند ميكروسكوپ پلاريزان، دستگاه اشعه ايكس؛ميكروسكپ الكترونى وطيف سنجهاى نورى ،آسناتر مى توانند كانيها را تشخيص بدهند.
