راه های تشخیص کانی ها

نشانه‌های سجاوندی

عجب سازنده ی این علامت عرب دولاب است

کانی، ماده‌ای است طبیعی، جامد و غیرآلی که در ترکیب سنگ‌های پوسته زمین یافت می‌شود و دارای فرمول شیمیایی و ساختمان اتمی مشخص است. برخی کانی‌ها از یک عنصر خالص و بسیاری از آن‌ها از دو یا چند عنصر درست شده‌اند.

با توجه به فراوانی کانی‌ها و تنوع آن‌ها تشخیص کانی‌ها از یکدیگر از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین برای تشخیص آن‌ها از یکدیگر خواص مختلفی از جمله: سختی، چگالی، رنگ، رخ و … وجود دارد که آن‌ها را از یکدیگر متمایز می‌کند. زمین شناسان برای تشخیص کانی‌ها از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود.

راه های تشخیص کانی ها

اکثر کانی‌ها دارای شکل هندسی خاصی هستند. اندازه بلورها ممکن است بسیار بزرگ یا بسیار کوچک باشد. شکل کانی‌ها نیز بسیار گوناگون است. با وجود این، زاویه‌های بین سطح‌های مشابه در همه بلورهای یک کانی همواره یکسان است. برای مثال، بلور نمک، چه بزرگ و چه کوچک، همواره مکعبی شکل است و بین سطح‌های خود، زاویه 90 درجه دارد.

 براى به دست آوردن چگالى کانى‌ها، جرم آن‌ها را با ترازو و حجم را با استوانه‌ى درجه ‌بندى شده داراى آب، اندازه مى‌گیرند تا با تقسیم کردن جرم بر حجم، چگالى کانى به دست آید. چگالى بیش‌تر کانی‌هایی که بخش زیادى از پوسته‌ى زمین را مى‌سازند، حدود 2/5 تا 3/5 گرم بر سانتى‌متر مکعب است. کانى‌هایى که در ساختمان خود عنصرهاى سنگینى دارند، داراى چگالى بالایى هستند. براى مثال، چگالى گالن حدود 7/5 گرم بر سانتى‌متر مکعب است.

دانشمند اتریشى به نام موهس، مقیاسى براى درجه‌ى سختى کانى‌ها وضع کرد. مقیاس او از درجه‌ى یک براى تالک (نرم‌ترین کانى) تا درجه‌ى 10 براى الماس (سخت‌ترین کانى) است. بر اساس این مقیاس، سختى ناخن انسان 2/5، سکه‌ى مسى 5/3 و چاقوى فولادى قلم‌تراش 5/5 است. اکنون با توجه با این که در اثر کشیدن این چیزها بر سطح کانى، در آن خراش ایجاد مى‌شود یا نه، سختى کانى را اندازه مى‌گیرند و با توجه با سختى، کانى را شناسایى مى‌کنند.

رخ به شکستگی کانی‌ها در راستای سطح صاف، پس از وارد شدن ضربه‌ای شدید، مانند ضربه چکش، گفته می‌شود. میکا در یک جهت می‌شکند و ورقه ورقه می‌شود؛ کوارتز خورد می‌شود؛ نمک خوراکی رخ سه جهتی قائم و کلسیت رخ سه جهتی غیر قائم دارد.

برخی کانی‌ها همیشه به یک رنگ دیده می‌شوند. برای مثال، طلا همواره زرد، گرافیت همیشه سیاه و مالاکیت (Malachite) به رنگ سبز فیروزه‌ای است. رنگ را باید در سطحی که به تازگی شکسته شده است، مشاهده کرد. زیرا هوازدگی رنگ سطح رویی را تغییر می‌دهد.

در این روش کانی را بر چینی بدون لعاب مانند پشت نعلبکی بخشی که لعاب ندارد، می‌کشند تا لایه نازکی از آن بر سطح چینی بماند. کانی‌های نافلزی اثری بی‌رنگ یا به رنگ روشن دارند و کانی‌های فلزی رنگ‌های تیره‌تری پدید می‌آورند. برای مثال، کانی زرد رنگ پیریت، رنگ سیاه برجای می‌گذارد و اثر هماتیت، که بیش‌تر به رنگ خاکستری و سیاه است، قرمز-قهوه‌ای دیده می‌شود.

جلا یا درخشندگی سطح کانی نیز در شناسایی آن سودمند است. کانی‌های فلزی نور را به خوبی باز می‌تابانند و به اصطلاح جلای فلزی دارند. هالیت و کوارتز، جلای شیشه‌ای و اوپال و اسفالریت، جلای صمغی دارند.

وقتی نور به جسمی می‌تابد ممکن است تمام و یا بخشی از آن توسط جسم جذب شود. اگر میزان جذب خیلی جزئی باشد جسم یا کانی مورد مطالعه شفاف است و در این حالت از پشت آن اشیاء را می‌توان دید. اگر مقدار جذب نور زیاد باشد در این حالت کانی کدر خوانده می‌شود و نور از آن عبور نمی‌کند. اگر مقدار جذب نور در کانی متوسط باشد به طوری که نور از کانی عبور کند اما از پست آن اشیا دیده نشود، کانی مورد نظر نیمه شفاف خواهد بود.

خواص مغناطیسی

بعضی از کانی‌های حاوی آهن جذب آهنربا می‌شوند. این کانی‌ها را کانی‌های پارامغناطیس می‌نامند. به کانی‌هایی مانند کوارتز که فاقد این خواص هستند کانی‌های دیا مغناطیس اطلاق می‌شود.

کانی‌ها در شرایط عادی بی بو هستند اما برخی از آن‌ها در اثر ضربه، حرارت، مالش یا رطوبت بوی مخصوص می‌دهند. مثلاً ترکیبات آرسنیک در اثر حرارت بوی سیر می‌دهند. همچنین اگرچه اغلب کانی‌ها فاقد مزه هستند اما برخی از کانی‌ها دارای مزه هستند مانند نمک که مزه شور دارد. بعضی از کانی‌ها دارای لمس مخصوص به خود هستند مانند تالک که دارای لمس چرب است.

مرکز یادگیری سایت تبیان – تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا

شکل بلور : اکثر کانیها دارای شکل هندسی خاصی هستند و با اندازه گیری زوایای بین سطوح آن شکل بلورین و سیستم آنها مشخص می شود. سیستم های تبلوری و انواع رده های بلور شناسی و فرم بلور ها در مبحث جداگانه‌ای به نام بلور شناسی هندسی مورد مطالعه قرار می گیرد و از بحث در علم کانی شناسی خارج است.

کلیواژ یا رخ ( Cleavage ) : هرگاه یک کانی تحت اثر ضربه در امتداد سطوح معینی شکسته شود آن سطوح را رخ یا کلیواژ می گویند. بعضی از کانیها یک و یا دو سری رخ دارند و بعضی نیز فاقد رخ می باشند. کلیواژ یا رخ در چهار نوع متداول بررسی می شود که عبارت است از : رخ کامل ( Perfect Cleavage ) ٬ رخ خوب ( Good Cleavage ) ٬ رخ مشخص ( Distinct Cleavage ) ٬ رخ ناقص ( Imperfect Cleavage ). برخی از کانیها رخ کامل دارند مانند میکا ها یعنی به آسانی در جهت سطوح رخ بصورت صاف و صیقلی شکسته می شوند. کانیهایی که دارای رخ خوب هستند مانند کلسیت ٬ نمک طعام ٬ گالن و … کانیهایی هستند که در امتداد سطوح معینی می شکنند و سطوح صاف ایجاد می کنند و سطوح شکست ناهموار ندارند. کانیهایی که دارای رخ مشخص هستند گاهی در جهات رخ و بصورت سطوح صاف و صیقلی می شکنند و گاهی با ایجاد سطوح ناهموار شکسته می شوند مانند فلدسپاتها و آمفیبولها. تعدادی از کانیها نیز رخ ناقص دارند در این نوع رخ سطوح صاف بسیار کم است و عمدتا سطوح ناهموار ایجاد می شود مانند کانیهای بریل و آپاتیت.

سطوح جدایش ( Parting ) : اگر یک کانی در امتداد سطوح ساختمانی سستی شکسته شود دارای پارتینگ است. این سستی ممکن است نتیجه فشار و یا ماکل باشد و نیز این جداشدگی موازی با جهات بلور شناسی بوده و شبیه به کلیواژ می باشد.

سطح شکست ( Fracture ) : اگر کانی در جهتی غیر از جهت رخ یا سطوح جدایش شکسته شود به آن سطح شکست می گویند. سطح شکست کانیها در انواع صدفی ( Conchoidal ) ٬ رشته ای ( Fibrous ) ٬ صاف ( Even ) ٬ ناصاف و ناهموار ( Uneven ) یا نامنظم (Irregular) و مضرس یا تیز ( Hacky ) دیده می شود. در حالت صدفی سطح شکست صیقلی و محدب و مقعر بوده و شبیه سطح داخلی صدف دوکفه‌ای ها می باشد مانند شکستگی ابسیدین و کالسدوئن. در سطح شکست رشته ای محل شکستگی مانند شکسته شدن چوب است و بلور به صورت رشته ای دیده می شود که در کانیهایی مثل تومولیت و اکتینولیت قابل مشاهده است. در سطح شکست صاف بلور تقریبا در سطح صاف می شکند. در شکستگی  ناهموار سطح ناهموار و ریزی ایجاد می گردد که بیشتر در کانیهای سولفیدی ٬ آپاتیت و کاسیتریت دیده می شود. سطح شکست تیز یا مضرس حالتی است که در اثر شکستگی سطح دندانه‌ای با لبه‌های نوک تیز ایجاد می شود و این نوع شکستکی در عناصر طبیعی مانند طلا ٬ مس و پلاتین دیده می‌شود. بطور کلی اغلب کانیها دارای سطح شکست ناصاف هستند.

سختی ( Hardness ) : سختی عبارت است از مقاومتی که سطح کانی نسبت به خراش ٬ سایش و ضربه نشان می‌دهد. سختی نیز مانند دیگر ویژگی های فیزیکی کانیها بستگی به ساختار یا ساختمان بلور دارد. هر قدر نیروی بین اتمها قوی‌تر باشد سختی کانی نیز زیادتر است. درجه سختی کانیها را نسبت به هم و یا بوسیله تیغه چاقو ( سختی5 ) ٬ سکه مسی ( سختی3 ) ٬ ناخن ( سختی2.5 ) ٬ شیشه ( سختی5.5 ) و … مشخص می کنند. در مقیاس موس ( Mohs ) ده کانی بر اساس افزایش سختی درجه بندی شده اند که به ترتیب عبارتند از :

راه های تشخیص کانی ها

1- تالک  2- ژیپس  3- کلسیت  4- فلوئورین  5- آپاتیت  6- ارتوز  7- کوارتز  8- توپاز  9- کروندم  10- الماس

در مقیاس موس هر کانی بوسیله کانی سخت تر از خود خط بر می دارد و به کانی نرم تر از خود خط می اندازد و نیز درجه سختی سایر کانیها را نسبت به این کانیها می سنجند. با وجود اینکه امروزه روش های گوناگونی برای سنجش سختی کانیها ارائه شده است ولی زمین شناسان هنوز هم از مقیاس سختی موس استفاده می کنند.

تناسیته یا ضربه پذیری ( Tenacity ) : بعضی از مواد معدنی در برابر ضربه عکس العمل نشان می دهند و ممکن است شکسته ٬ خرد ٬ خم و یا پاره شوند که به این خاصیت تناسیته می گویند. بطور کلی عکس العملی که کانیها در برابر ضربه نشان می دهند عبارتند از : شکنندگی ( Brittlity ) ٬ چکش خواری ( Malleablity ) ٬ چاقو خواری ( Sectility ) ٬ مفتول شدن ( Ductility ) ٬ خم پذیری ( Flexibility ) و قابلیت ارتجاعی ( Elasticity ).

در حالت شکننده کانی بر اثر ضربه خرد می شود و یا بصورت پودر در می آید مثل گوگرد. اگر کانی خاصیت چکش خواری داشته باشد در اثر ضربه چکش پهن می شود مثل کانیهای فلزی چون طلا ٬ مس و … . هرگاه یک کانی با چاقو بریده شود گوییم خاصیت چاقو خواری یا برش پذیری دارد مانند کانی ژیپس. کانی که شکل پذیر بوده و بتوان آن را به شکل مفتول در آورد خاصیت مفتول شدن دارد بطور معمول کانیهای چکش خوار خاصیت مفتول شدن نیز دارند. در حالت خم پذیری کانی بر اثر فشار خم می شود و پس از برطرف شدن فشار به حالت اول بر ‌نمی‌گردد مثل میکا. بعضی از کانیها نیز در اثر فشار تغییر شکل و یا تغییر حجم می دهند ولی پس از برطرف شدن فشار به حال اول خود بر می گردند در این حالت گوییم کانی دارای خاصیت ارتجاعی است.

چگالی ( Density ) یا وزن مخصوص ( Specific Gravity ) : جرم واحد حجم هر ماده را چگالی آن ماده می‌گوییم. وزن مخصوص هر کانی عبارت است از وزن ماده به وزن آب هم حجم آن در 4 درجه سانتیگراد. وزن مخصوص یک ماده متبلور بستگی به نوع و آرایش اتم های آن دارد. هر قدر وزن اتمی عناصر سازنده کانی بیشتر باشد وزن مخصوص آن نیز بالاتر است. وزن مخصوص رابطه مستقیمی با ترکیب شیمیایی کانیها دارد بطوری که هر قدر یونهای سنگین تر در ترکیب شیمیایی کانی زیاد‌تر باشد وزن مخصوص کانی نیز بیشتر خواهد بود. برای جدایش کانیها از طریق چگالی از مواد شیمیایی ویژه مانند بروموفرم با چگالی 2.89 ٬ تترابروموراستیلن با چگالی 3 و مایع متیلن با چگالی 3.33 استفاده می شود.

شفافیت ( Diaphaneity ) : وقتی نور به جسمی بتابد ممکن است تمام و یا بخشی از آن توسط جسم جذب شود. اگر میزان جذب خیلی جزئی باشد جسم یا کانی مورد مطالعه شفاف ( Transparent ) است و در این حالت از پشت آن می توان اشیاء را دید. اگر مقدار جذب زیاد باشد در این حالت کانی کدر ( Opaque ) خوانده می شود و نور از آن عبور نمی کند. اگر مقدار جذب نور در کانی متوسط باشد به طوری که نور از کانی عبور کند اما از پشت آن اشیاء دیده نشود کانی مورد نظر نیمه شفاف ( Translucent ) خواهد بود.

جلا ( Luster ) : جلای یک کانی عبارت است از ظاهر عمومی سطح آن کانی در مقابل نوری که منعکس می کند. بطور کلی جلای متداول در بین انواع کانیها در دو دسته جلای فلزی و جلای غیر فلزی مورد بحث قرار می گیرد. جلای فلزی در کانیهایی مثل پیریت ٬ کالکوپیریت ٬ گالن و … مشاهده می شود. جلای غیر فلزی در انواع گوناگونی بررسی می شود که عبارتند از : جلای شیشه ای مانند کوارتز ٬ جلای صدفی یا مرواریدی مانند موسکویت ٬ جلای صمغی مانند اسفالریت ٬ جلای چرب مانند نفلین و کوارتز توده‌ای ٬ جلای ابریشمی مانند ژیپس فیبری و کریزوتیل ٬ جلای الماسی مانند سروزیت و آنکلزیت ٬ جلای خاکی مانند کائولن.       

رنگ (Color) : موقعی که نور سفید به سطح کانی برخورد می کند بخشی از آن منعکس و بخشی منکسر می شود. اگر کانی نور را جذب نکند بیرنگ است اما اغلب کانیها رنگی هستند زیرا طول موج های معینی از نور توسط کانی جذب شده و رنگ آن در نتیجه الحاق سایر طول موج هایی که به چشم می رسد بوجود می آید. برخی از کانیها ایدیوکروماتیک (Idiochromatic) نامیده می شوند این کانی ها رنگ مشخص و ثابتی دارند. به کانیهایی که به دلیل وجود ناخالصی رنگ ثابت و مشخصی ندارند آلوکروماتیک (Allochromatic) گفته می شود. برخی از کانیها نیز در جهات گوناگون بلور شناسی رنگ های متفاوتی نشان می دهند. این پدیده تحت عنوان چند رنگی (Pleochroism) نامیده می شود.

رنگ خاکه یا خط اثر (Streak) : رنگ خاکه کانیها بوسیله ساییدن آن روی قطعه ای از چینی بدون لعاب بدست می آید. یک کانی ممکن است رنگ های گوناگونی داشته باشد ولی رنگ خاکه آن همواره ثابت است.

پدیده نورزایی (Luminescence) : کانیهایی که در حالت عادی طول موج نور را تغییر داده و نور دیگری غیر نور تابش از خود خارج می کنند دارای پدیده لومینانس می باشند. به کانیهایی که در نور عادی تا ماوراء بنفش و اشعه ایکس و اشعه کاتدی دارای پدیده لومینانس هستند فلورسانت (Fluorescent) می گویند. اگر بعد از قطع نور باز هم خاصیت لومینانس ادامه یابد به آن فسفورسانس (Phosphorescence) گفته می شود.

خواص الکتریکی : در بلورهایی که فاقد مرکز تقارن هستند به جز رده ژیروئیدال محورهای قطبی وجود دارد. از 32 رده بلورها 21 رده فاقد مرکز تقارن است. اگر به یک طرف محور قطبی بلور فشاری وارد شود جریانی از الکترون ها به سمت دیگر محور حرکت کرده و قطب منفی را بوجود می آورند و سمتی که به آن فشار وارد آمده است قطب مثبت خواهد بود. این پدیده حاصل از تاثیر فشار را الکتریسیته فشاری یا پیزوالکتریسیته (Pizoelectricity) می نامند. از این خاصیت کانی ها در تبدیل ارتعاشات صوتی به الکتریکی و همچنین اندازه گیری فشار استفاده می شود.

خواص مغناطیسی : بعضی از کانیها مانند کانیهای حاوی آهن جذب آهنربا می شوند این کانی ها را کانیهای پارامغناطیس (Paramagnetic) می نامند. به کانیهایی مانند کوارتز که فاقد این خواص هستند کانیهای دیامغناطیس (Diamagnetic) اتلاق می شود.

خاصیت رادیواکتیویته : در جدول طبقه بندی عناصر مندلیف عناصری وجود دارد که پایدار نبوده و با واپاشی اشعه به نوع پایدار تبدیل می شوند. این عناصر را عناصر رادیواکتیو می نامند. اشعه ساطع شده می تواند از نوع آلفا ٬ بتا و یا گاما باشد. اشعه آلفا بار الکتریکی مثبت دارد و سرعت آن فوق العاده زیاد ولی قدرت نفوذ آن نسبت به اشعه های بتا و گاما کمتر است. اشعه بتا با بار منفی قدرت نفوذ بیشتری از اشعه آلفا دارد. اشعه گاما با بار الکتریکی خنثی دارای قابلیت نفوذ فوق العاده زیاد می باشد. برای تشخیص مواد رادیواکتیو از وسایل ویژه ای مانند کنتور گایگر استفاده می شود.

قابلیت ذوب : بعضی از کانیها در اثر حرارت ذوب می شوند. دمای ذوب هر کانی ثابت است و از این رو اطلاع از نقطه ذوب کانیها می تواند در شناسایی آنها کمک کند. بعضی از کانیها مانند کلسیت قبل از رسیدن به مرحله ذوب تجزیه می شوند. برخی از کانیها در اثر حرارت تصعید می شوند و برخی از کانیها در اثر افزایش دما می سوزند.

قابلیت هدایت حرارت : قابلیت هدایت حرارت در کانیها متفاوت است. سرعت انتقال حرارت در تمام جهات کانیهایی که در سیستم کوبیک متبلور می شوند یکسان است. اما در سایر کانیها  سرعت انتقال حرارت در تمام جهات یکسان است. در جهاتی از شبکه فضایی بلور که فاصله اتم ها کمتر است سرعت هدایت حرارت بیشتر می باشد. در بلورهایی که دارای محورهای قطبی هستند تغییرات حرارت ممکن است باعث پیدایش بار الکتریکی در دو قطب یک محور قطبی شود. به این پدیده خاصیت الکتریسیته حرارتی (Pyroelectrcity) می گویند.

قابلیت انحلال : برخی از کانیها در آب حل می شوند. شدت انحلال بستگی به دما ٬ PH آب و غیره دارد. برخی از کانیها مانند نمک در دمای بالا بهتر حل می شوند. در حالی که برخی از کانیها در دمای پایین بیشتر حل می شوند. اثر PH نیز در انحلال کانیها در آب متفاوت می باشد. بعضی از کانیها در محیط اسیدی برخی در محیط قلیایی  و برخی در محیط خنثی محلول هستند. اغلب کانیها در آب نامحلول می باشند.

بو ٬ مزه و لمس : کانیها در شرایط عادی بی بو هستند اما برخی از آنها در اثر ضربه ٬ حرارت ٬ مالش یا رطوبت بوی مخصوص می دهند. مثلا ترکیبات آرسنیک در اثر حرارت بوی سیر می دهند. همچنین گرچه اغلب کانیها فاقد مزه هستند اما برخی از کانیها دارای مزه هستند مانند نمک طعام که مزه شور براکس مزه شیرین اپسونیت مزه تلخ دارد. بعضی از کانیها مانند تالک لمس چرب دارند و برخی مانند رس به زبان می چسبند.

صدا : بعضی از کانیها در اثر ضربه چکش صدای ویژه ای دارند. مانند کربنات سرب که در اثر ضربه صدایی مشابه خرده شیشه را می دهد. کارنالیت در هنگام حل شدن در آب صدایی شبیه راه رفتن روی برف ایجاد می کند.

کد ِکج شدَنِ تَصآویر