موسوعة العلوم - جيولوجيا - علم المعادن ( مقدمة )



علم المعادن ( مقدمة )

علم المعادن (Mineralogy) هو علم من علوم الأرض، والذي يختص بدراسة الخواص الكيميائية، الفيزيائية، الضوئية والبنية البلورية للمعادن. هناك فروع (دراسات متخصصة) في علم المعادن تضم البحث في أنظمة تبلور المعادن ومراحل تشكل بنيتها ، و تصنيفها، توزيعها الجغرافي، بالإضافة إلى طرق استخدامها.

1. الكوارتز.
2. الماجنتيت.
3. الفلسبار.
4. الكبريت.
5. اولفين.
6. البيروكسين.

يمكن تعريف المعدن بأنه ماده غير عضويه تكونت تحت الظروف الطبيعيه من ضغط وحراره.. وله تركيب بلوري داخلي ثابت ويظهر أحيانا على شكل بلورات ويوجد على شكل متبلور في أغلب الأحيان. ويلاحظ من التعريف السابق أن المعدن هو مادة توجد في الطبيعة وليس للإنسان أو الحيوان أو النبات دخل في تكوينها. كما نلاحظ أن التركيب الكيميائي ليس كافيا لتحديد المعدن حيث أنه لا بد أن نعرف التركيب البلوري الذي يتحكم في كثير من من الصفات الطبيعية للمعدن مثل:

• الصلابة
• الوزن النوعي أو الكثافة
• اللون
• الانفصال
• لون المخدش
• البريق
• الشفافية

وتوجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر يختلف كل منما تمام الاختلاف عن الآخر فمثلا يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن الألماس وهو أصلب المعادن المعروفة كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو أقل المعادن صلابة وقد تمكن العلماء حتى الآن من وصف أكثر من ألفين معدن مختلف إلا أن جميع المعادن الشائعة التي تدخل في تركيب الصخور وكذلك المعادن الاقتصادية لا تتجاوز مئتي معدن فقط. الأنظمة البلورية توجد المعادن في أشكال بلورية مختلفة والبلورة عبارة عن جسم من وسط صلب متجانس التركيب الكيميائي، تتخذ فيه الذرات مواضعا في شكل هيكلي هندسي منتظم. ويتميز الشكل الهيكلي بقابلية تقسيمه إلى وحدات أو خلايا متماثلة تماما، وأصغر خلية تسمي الخلية الأساسية. يظهر التركيب البلوري عينيا macroscopic في هيئة أسطح ومستويات طبيعية تعرف باسم أوجه البلورة وتتميز بوجود علاقات تماثل معينة تعكس نظام الهيكل الهندسي.

يمكن تقسيم نظم البلورات إلى سبعة نظم بلورية وذلك على أساس أطوال المحاور البلورية أ، ب، ج والزوايا البلورية؟،؟،؟، والنظم البلورية السبع هي:

• نظام المكعب
• نظام الرباعي
• نظام السداسي
• نظام الثلاثي
• نظام المعيني القائم
• نظام أحادي الميل
• نظام ثلاثي الميل

يتسم كل معدن بأحد تلك الأنظمة، حيث تتلاحم خلايا النظام من دون فراغات بحيث تكون الصورة العينية للمجموع مطابقة تماما لهيكل الخلية الأساسية. ويمكن تصور ذلك بسهولة في حالة كون الخلية الأساسية المكعبة، فيحدها من اليمين مكعبا ومن اليسار مكعبا، ومن فوقها مكعبا ومن تحتها مكعبا، وأمامها مكعبا وخلفها مكعبا، يذل تكون الخلية الأساسية قد تغطت تماما بمكعبات تحدها من جميع جهاتها الست. ثم تُشغل طبقة الخلايا الأساسية السطحية بنفس الطريقة المذكورة وبهذا تكبر البلورة المعدنية.

التصنيف الكيميائي للمعادن

يوجد المعدن على شكل مركب كيميائي يمكن بواسطة التحليل الكيميائي تعيين العناصر المكونة له . كما يمكن أيضا معرفة صيغته الكيميائية وتوجد عدة طرق لتصنيف المعادن، بيد أن التصنيف الكيميائي يعد من أبسط وأشمل الطرق لتقسيم المعادن وأهمها ، وهو التصنيف المتبع في معظم الجامعات و متاحف الجيلوجيا وصناعات التعدين في الوقت الحاضر.

وتقسم المعادن من حيث تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات كما يلي:

• مجموعة المعادن العنصرية: مثل الذهب والماس والكبريت.
• مجموهة المعادن الكبريتيدات: وهي المعادن التي يتحد فيها الكبريت مع العناصر الأخرى، مثل الجاليناوالبايرايت
• مجموعة معادن الأكاسيد: وهي المعادن الناتجة عن اتحاد الأكسجين بالعناصرالأخرى، مثل الكوارتز والهيماتايت والليمونايت.
• مجموعة الهاليدات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع عناصر الهالوجين فلور، كلور، بروم، يود) مثل معدن الهالايت والفلورايت.
• مجموعة معادن الفوسفات: وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الفوسفات مثل معدن الأباتايت.
• مجموعة معادن الكربونات: وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكربونات مثل الكالسايت والدولومايت.
• مجموعة معادن الكبريتات: وهي معادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات مثل الانهيدرايت والجبس.
• مجموعة معادن السيليكات: وهي المعادن التي تتكون نتيجة اتحاد مجموعة السيليكا مع عنصر أو أكثر. وتعد السيليكات من أكبر مجموعات المعادن
•