تعریف کانی و روش های شناسایی کانی ها

3570

در این پست ابتدا به تعریف کانی می پردازیم سپس در ادامه روش های شناسایی کانی ها را بر می شماریم، بنابراین با ما همراه باشید.

تعریف کانی

پوسته سخت و جامد زمین از سنگ ساخته شده است.

بررسی دقیق تر نشان می دهد که سنگ ها نیز خود از قسمت های ساده تری به نام کانی درست شده اند.

بر طبق تعریف کانی ها مواد جامد طبیعی، غیر آلی، معمولا متبلور، همگن و با ترکیب شیمیایی مشخص می باشند.

با توجه به تعریف فوق معلوم می شود که اجسام متبلوری که به طور مصنوعی و در آزمایشگاه درست می شوند یا مواد متبلور طبیعی ولی آلی و همچنین مواد طبیعی مایع و گازی، مانند آب و نفت از کانی ها محسوب نمی شوند.

نمونه های جامدی که تمام ویژگی های کانی را داشته ولی متبلور نباشند (مانند اپال) شبه کانی نامیده می شوند.

تاکنون حدود ۳۰۰۰ کانی در طبیعت شناخته شده است، البته اغلب این کانی ها بسیار نادرند.

بد نیست بدانیم که از این میان تنها حدود ۲۵ کانی در سنگ های پوسته زمین فراوان یافت می شوند، به نحوی که آنها را کانی های سنگ ساز می نامند.

شناسایی کانی ها

تشخیص سنگ های سازنده پوسته زمین نیاز به شناسایی اجزای تشکیل دهنده انها، یعنی کانی ها دارد.

خوشبختانه تعداد کانی های سنگ ساز محدود است.

علاوه بر آن، رابطه نزدیکی بین خواص فیزیکی ظاهری کانی با ترکیب شیمیایی و مشخصات بلورشناسی آن وجود دارد.

از این روست که پس از کمی تمرین می توان با استفاده از اینگونه خواص، که تعیین آنها معمولا نیاز به ابزار پیچیده ندارد، نام کانی را به سهولت روی زمین تعیین کرد.

در ادامه مهمترین خواص فیزیکی کانی ها را که در شناسایی آنها مورد استفاده قرار می گیرد، بررسی می کنیم.

جلا از روش های شناسایی کانی ها

جلای هر کانی به عنوان یکی از روش های شناسایی کانی ها در واقع توانایی آن در منعکس ساختن، متفرق کردن یا جذب نور است.

شاید یک مثال بتواند مفهوم جلا را بهتر نشان دهد.

دو کانی پیریت و گوگرد هر دو زرد رنگ اند ولی به دلیل بازتاب متفاوت نور از آنها، جلاهای مشخص و متفاوتی را از خود نشان می دهند.

به طور کلی هر چه انعکاس و انکسار نور از سطح کانی و سطوح رخ و شکستگی داخل آن شدیدتر باشد جلای آن نیز قوی تر و شدیدتر خواهد بود.

از طرفی چون جلا در نمونه های مختلف یک کانی کم و بیش پایدار است از این رو وسیله مناسبی برای تشخیص کانی ها است.

جلای کانی ها را می توان به دو گروه اصلی فلزی و غیر فلزی تقسیم کرد.

تفاوت برای جلای فلزی و غیر فلزی کم و بیش مشابه تفاوت بین رنگ متالیک و رنگ عادی اتومبیل ها است.

از دیدی دیگر، جلای کانی ها را می توان بر مبنای شدت یا درجه نیز طبقه بندی کرد.

به عنوان مثال هماتیت یک کانی درخشان است در صورتی که رس ها کانی های مات و فاقد درخشندگی هستند.

کانی ها را می توان بر مبنای شفافیت، یعنی مقدار نوری که از آنها عبور می کند نیز به انواع شفاف، نیمه شفاف و کدر طبقه بندی کرد.

در همین راستا کوارتز شفاف و فلدسپات ها کدر می باشند.

رنگ و رنگ خاکه از روش های شناسایی کانی ها

رنگ بخش های سالم و هوانزده کانی نشانه دیگری برای تشخیص آنهاست.

باید توجه داشت که پاره ای از کانی ها حالتی گمراه کننده داشته و نمونه های مختلف آن رنگ های متفاوتی دارد.

به عنوان مثال، کانی کوارتز ممکن است به رنگ های سفید شیری، گلی، بنفش، بی رنگ و غیره دیده شود.

از طرف دیگر، چند کانی مختلف ممکن است به یک رنگ باشند.

از این رو معمولا به همراه تعیین رنگ کانی، رنگ خاکه آن را نیز مشخص می کنند.

به این منظور گوشه ای از کانی مورد نظر را به روی یک صفحه چینی بدون لعاب می کشیم و اثر حاصل را مشاهده می کنیم.

باید توجه داشت که برای تعیین رنگ خاکه یک کانی، سختی آن باید کمتر از سختی یک صفحه چینی بدون لعاب (حدود ۷) باشد.

به خاطر داشته باشید که رنگ و رنگ خاکه یک کانی الزاما مشابه نیست.

به عنوان مثال رنگ خاکه کانی های فلزی ممکن است همانند رنگ ظاهری آنها یا غیر از ان باشد، در صورتی که رنگ خاکه بیشتر کانی های غیر فلزی، صرف نظر از رنگ ظاهریشان، سفید یا بی رنگ است.

با توجه به مثال فوق معلوم می شود که رنگ خاکه بیشتر برای شناسایی کانی های فلزی به کار می رود.

سختی از روش های شناسایی کانی ها

سختی که از روش های تشخیص کانی ها است، مقاومتی است که کانی در برابر خراشاندن، ساییدن یا خراشیده شدن از خود نشان می دهد.

برای تعیین سختی کانی ها کافی است که هر کانی را توسط کانی دیگر خراش دهیم تا سختی نسبی آن دو معلوم گردد.

برای اینکه تعیین سختی کانی ها حالتی یکنواخت پیدا کند، “فردریک موس” کانی شناس آلمانی ۱۰ کانی را که به طور متوالی هر یک سخت تر از نمونه قبلی است انتخاب نمود.

این ۱۰ کانی که به “مقیاس سختی موس” معروف اند امروزه به صورت گسترده جهت تعیین سختی کانی ها مورد استفاده قرار می گیرند.

جدول ۱- سری موس برای تعیین درجه سختی کانی ها

روش های شناسایی کانی ها

باید توجه داشت که درجات سختی موس فقط نسبت سختی را نشان می دهد و نشانگر مقدار واقعی سختی کانی نیست.

به این معنی که الماس با سختی ۱۰ ممکن است بیش از چندین برابر آپاتیت با سختی ۵ سخت باشد.

برای تعیین درجه سختی یک کانی مجهول، کافی است که گوشه ای از آن را به روی چند کانی متوالی سری موس بکشیم.

به عنوان مثال اگر کانی مجهول، ژیپس با سختی ۲ را خط بیندازد و توسط کلسیت با سختی ۳ خط بردارد، سختی آن چیزی در حد فاصل درجات ۲ و ۳ است.

در حالاتی که کانی های سری موس در دسترس نباشد می توان از ناخن، کاردف یک تکه شیشه و سوهان فولادی استفاده کرد.

در زمان تعیین سختی کانی ها باید به چند نکته توجه کرد.

  • اول اینکه تعیین سختی کانی های ترد و خرد شونده و همچنین هوازده به درستی انجام نمی گیرد.
  • لبه های تیز یک کانی سخت ممکن است در زمان کشیدن به روی کانی نرم تر بشکند و ما را در مورد درجه واقعی سختی کانی گمراه کند.

در برخی حالات لبه یک کانی نرم اثراتی به روی سطح کانی سخت تر بر جای می گذارد البته در اینگونه موارد اثر حاصل با کشیدن دست و مالش پاک می شود.

برای اطمینان از سختی اندازه گیری شده باید کانی را از چند جهت مورد آزمایش قرار داد.

همچنین باید علاوه بر خراشاندن کانی مجهول توسط کانی یا جسم دارای سختی معلوم، عمل عکس آن را نیز انجام داد.

باید توجه داشت که خراشیدگی های واقعی پاک شدنی نیست و می توان آنها را در زیر لبه ناخن حس کرد.

بد نیست بدانیم که درجه سختی بیشتر به نوع پیوند و استقرار اتم ها در شبکه بلورین کانی بستگی دارد تا ترکیب شیمیایی آن.

به عنوان مثال الماس و گرافیت هر دو کربن خالص اند ولی اولی سخت ترین جسم و دومی بسیار نرم است.

رخ از روش های شناسایی کانی ها

در برخی از کانی ها نحوه قرار گرفتن اتم ها در شبکه بلورین به نحوی است که در جهاتی خاص پیوندهای سست تری بین آنها ایجاد می شود، به نحوی که بر اثر ضربه یا فشار در امتداد آن سطوح با سهولت بیشتری می شکنند.

به عنوان مثالی در این مورد می توان کانی های گروه میکا را نام برد که در امتداد و به موازات یک سطح خاص ورقه ورقه شده و به اصطلاح رخ برمیدارند.

نمونه دیگر بلورهای نمک طعام است که دارای سه دسته رخ عمود بر هم است.

به طور کلی هر دسته رخ در یک کانی به صورت گروهی از سطوع صاف و هموار، که به موازات هم قرار گرفته اند ظاهر می شود. (شکل ۱)

انواع رخ در کانی ها

شکل ۱- انواع رخ در کانی ها

در شکل ۱ رخ ها به شرح زیر می باشند :

  • الف) رخ در یک جهت (میکا، توپاز و کلریت)
  • ب) در دو جهت که یکدیگر را با زاویه قائم قطع کرده اند (فلدسپات)
  • ج) رخ در دو جهت که یکدیگر را با زاویه غیر قائم قطع کرده اند (هورنبلند)
  • د) رخ در سه جهت عمود بر هم یا رخ مکعبی (گالن، هالیت سیلویت)
  • ه) رخ در سه جهت غیر عمود یا رخ لوزی وار (کلسیت)
  • و) رخ در چهار جهت یا رخ ۸ سطحی (فلوئوریت و الماس)
  • ز) رخ در ۶ جهت یا رخ ۱۲ سطحی (آسفالریت)

شکستگی از روش های شناسایی کانی ها

اگر با چکش ضربه ای به یک کانی بدون رخ وارد کنیم به شکلی خاص می شکند ( در مورد کانی های دارای رخ، شکستگی باید در جهتی غیر از سطوح رخ آن ایجاد شود).

شکستگی کانی های مختلف ممکن است صاف و هموار، ناهموار، خشن، صدفی و یا تخته ای باشد.

نوع شکستگی مشخصه خوبی برای تشخیص برخی از کانی ها است.

ضربه پذیری، که نشان دهنده عکس العمل کانی ها در برابر ضربه و همچنین مقاومت ذرات تشکیل دهنده کانی در مقابل خرد شدن و جدا شدن از یکدیگر است، نیز می تواند به عنوان نشانه ای در شناسایی به کار آید.

نحوه تغییر شکل کانی ها نیز با یکدیگر فرق می کند.

مس و طلا چکش خواراند، در صورتی که گوگل ترد و شکننده است.

میکاها نیز رفتاری کشسان دارند.

چگالی نسبی از روش های شناسایی کانی ها

چگالی نسبی هر کانی عبارت از وزن آن نسبت به وزن آب هم حجمش است.

چگالی نسبی بیشتر کانی ها بین ۲ تا ۳/۵ است.

اگر چگالی نسبی یک کانی کمتر از ۲ باشد در دست سبک به نظر می آید.

در مقابل اگر چگالی نسبی ی کانی بیشتر از ۳/۵ باشد سنگین به نظر خواهد رسید.

خاصیت مغناطیسی از روش های شناسایی کانی ها

برخی از کانی ها خاصیت مغناطیسی داشته یا توسط آهنربا جذب می شوند و این نشانه بسیار خوبی برای تشخیص آنها است.

طعم، بو و لمس از روش های شناسایی کانی ها

گروهی از کانی ها طعم خاصی دارند، مانند هالیت (نمک طعام) که شور است و سیلویت (سولفات منیزیم آبدار) که تلخ است.

بو نیز در مورد برخی از کانی ها نشانه مناسبی برای تشخیص آنهاست.

به عنوان مثال بر اثر مالش پیریت و حرارت دادن کانی های سولفیدی بوی گوگرد به مشام می رسد.

بر اثر مالش یا شکستن ترکیبات آرسنیک بوی سیر ایجاد می شود.

لمس کانی توسط دست نیز ممکن است بتواند در شناسایی آن تاثیر داشته باشد.

به عنوان مثال کانی تالک در لمس با دست حالت جسمی چرب را تداعی می کند.

واکنش با اسید از روش های شناسایی کانی ها

تنها ویژگی شیمیایی که در شناسایی فوری کانی ها به کار گرفته می شود نحوه ترکیب آنها با هیدرولیک اسید ضعیف ( ۵ تا ۱۰ درصد ) است.

به عنوان مثال کلسیت در اسید رقیق می جوشد.

شکل کانی ها از روش های شناسایی کانی ها

شرایط تشکیل کانی ها همواره به صورتی نیست که بتواند بلورهای بزرگ و کاملا مشخص بسازند.

البته در برخی حالات، کانی ها چه به طور آزاد و چه در داخل سنگ، بلورهای بسیار بزرگ و زیبایی می سازند.

با این حال در بسیاری موارد بلورها آنقدر ریزند که با چشم غیر مسلح قابل تفکیک و تشخیص نیستند.

بلورهای ریز کانی ها را با ذره بین دستی یا در بررسی های دقیق، با میکروسکوپ های پلاریزان و اشعه ایکس مورد بررسی قرار می دهند.

محمد حسن دانشور
محمد حسن دانشور

دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش ژئوتکنیک دانشگاه شیراز هستم امیدوارم بتوانم آموخته های 7 سال تحصیل و پژوهش خود را در دانشگاه شیراز با شما دانشجویان و مهندسین عمران به اشتراک بگذارم

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*