کانی ها :

به مواد جامدی که بطور خالص از کره زمین بدست می آیند موجودات زنده در بوجود آمدن آنها دخالتی ندارند. کانی گویند. هر کانی از یک عنصر یا ترکیب شیمیایی چند عنصر با هم بوجود می آید و یک یا چند کانی با هم، سنگ ها را تشکیل می دهند.

تاکنون بیش از ۳۰۰۰ نوع کانی، که در ساختار سنگ کره زمین بکار رفته اند،‌شناسایی شده است. انسان برای بدست آوردن مواد خام مورد نیاز از صنایع مختلف،‌مصالح ساختمانی ،‌کودهای شیمیایی،‌داروسازی،‌جواهر سازی و … از کانی ها استفاده می کند.

فکر کنید :
۱ – کدامیک از مواد زیر کانی هستند و کدامیک کانی نیستند؟

تشکیل کانی ها:

نمک باقی مانده در ته ظرف و زنگ روی میخ آهنی دو نوع کانی هستند که بر اثر تغییراتی که در آب شور و میخ رخ داده است بوجود آمده اند.

مشاهده کنید :
۱ – مقداری آب دریا یا چاه را در ظرفی بریزید، سپس ظروف آب را در محل گرمی قراردهید تا آب آن بخار شود. در ته ظرف چه می بینید؟
۲- یک میخ آهنی را به مدت چند روز در یک محل مرطوب قراردهید،‌روی میخ چه می بینید؟
- در ته ظرف مقداری نمک رسوب می کند.
- روی میخ زنگ می زند.

کانی های اولیه :

در زیر سنگ کره،‌لایه ای بسیار داغ و نرم به نام نرم کره وجود دارد. گاهی بر اثر عوامی مثل بالارفتن دما، مقداری از نرم کره ذوب می شود. به این مواد ذوب شده «ماگما» می گویند. ماگما پس از تشکیل شدن به سمت بالا صعود می کند و ممکن است راهی به سطح زمین بیابد یا داخل سنگ کره سرد شود. در اثر سرد شدن ماگما، کانی های اولیه بوجود می آیند. کوارتز، میکا و فلدسپات از کانی هایی هستند که از انجماد مواد مذاب بوجود آمده اند. بنابراین ،‌از کانیهای اولیه محسوب می شوند.

کانی های ثانویه :

کانیهای اولیه چون در دمای زیادی تشکیل می شوند با شرایط سطح زمین سازگار نیستند و عواملی مانند آب و هوا،‌به سرعت روی آن ها اثر می گذارد و آن ها را خرد و تجزیه می کنند و به کانی های جدیدی که با سطح زمین سازگارترند،‌تبدیل می کند . به همین جهت به آن ها کانی های ثانویه می گویند. کانیهای رسی از کانیهای ثانویه اند که از تجزیه فلدسپات ها بوجود می آیند.

بعضی از کانی های اولیه در آب حل می شوند. ممکن است برخی مواد حل شده دوباره با یکدیگر ترکیب شوند یا به حد سیر شده برسند،‌و در آب ته نشین گردند و دسته ای دیگر از کانی های ثانویه مانند نمک خوراکی (هالیت)،‌ژیپس (گچ) و کلسیت را تشکیل می دهند. گروهی از کانی های ثانویه مانند گرافیت (مغز مداد) در اثر گرما و فشار زیادی که تحمل کرده اند بوجود می آیند.

شناسایی کانی ها:

کانی ها بسیار گوناگونند. برای شناسایی آن ها از برخی خواص فیزیکی و شیمیایی آنها استفاده می کنند.

شکل بلور :

از نظر علمی به اجسامی بلوری یا متبور گفته می شود که ذرات تشکیل دهنده ی آنها با نظم و قاعده معینی در کنار هم قرار گرفته باشند. در مقابل اجسام متبلور، اجسام غیرمتبلور قرار دارند که طرز قرارگرفتن ذرات در آن ها، تابع قاعده ی معینی نیست و ذرات بطور نامنظم در کنار هم قرار گرفته اند.

یکی از مشخصات کانی ها،‌شکل بلوری آنهاست. یعنی اتم های سازنده ی یک کانی به صورتی منظم پهلوی هم قرار می گیرند و جسمی با سطح های صاف ایجاد می کنند.

سختی :

سختی کانی ها را می توان «مقاومت آن ها در برابر خراشیده شدن به وسیله سایر اجسام» تعریف کرد. بنابراین اگر دو کانی را روی هم بکشیم،‌آن کانی که بتواند روی دیگری شیار یا خط بیندازد،‌سخت تر است.

رنگ :

کانی ها رنگ های متفاوتی دارند. حتی یک کانی ممکن است به علت داشتن مقدار ناچیزی ناخالصی به رنگ های متنوع دیده شود. با این حال،‌برخی کانی ها به کمک رنگ مشخصی که دارند، شناسایی می شوند. برای مثال، گوگرد همیشه به رنگ زرد، ‌فیروزه همیشه به رنگ آبی فیروزه ای و گرافیک همیشه به رنگ سیاه است.
رنگ گرد کانی ها در تشخیص کانی ها مؤثرتر است. برای این کار ،‌کانی را روی جسمی که سختی زیادی دارند می کشند پس از روی رنگ خطی که برجای می گذارد نوع کانی را تشخیص می دهند.

مشاهده کنید :
مقداری نمک خوراکی را روی شعله ی آتش بپاشید،‌رنگ شعله چه تغییری می کند؟

رنگ شعله زرد می شود که نشانگر وجود سدیم در نمک طعام است.

سنگ ها

همه سنگ ها در سه گروه آذین، رسوبی و دگرگونی تقسیم بندی می کنند. هر یک از این سنگ ها با روش خاصی و از منشأ جداگانه ای بوجود آمده اند.

سنگ های آذرین :

بررسی های انجام شده در اعماق چاهها،‌معادن و سرچشمه های آب گرم نشان می دهد که داخل زمین گرم است و هر چه عمق افزایش پیدا کند، دما بیشتر می شود. زمین شناسان منبع اصلی گرمای داخل زمین را فعالیت برخی از عناصر سنگین می دانند که بر اثر تخریب آنها عناصر سبک تر و مقداری گرما حاصل می شود.
سنگ ها در عمقی که به نظر می رسد، بر اثر گرمای بسیار زیاد، باید به صورت مذاب باشند،‌باز هم بصورت جامدند.
زیرا فشار سنگ های بالایی مانع ذوب شدن سنگ ها در این اعماق می شود. اما اگر در این مناطق از فشار اندکی کاسته و یا بر گرما افزوده شود سنگ ها به صورت مذاب در می آیند . بنابراین در شرایط خاصی بخشی از سنگ های پوسته یا گوشته ذوب می شوند. این مواد ذوب شده از سنگ های اطراف خود، سبک ترند و به این علت تمایل دارند . به مناطق بالاتر از داخل زمین صعود کنند و اگر راهی به سطح زمین پیدا کنند. به صورت آتش فشان فوران کرده و روی زمین جاری می شوند و پس از انجماد، سنگ هایی را بوجود می آورند که به آن ها سنگ های آذرین بیرونی گفته می شود. اگر این مواد مذاب نتوانند به سطح زمین برسند و زیر سطح زمین،‌سرد شوند سنگ های آذرین درونی را تشکیل می دهند. تفاوت اصلی سنگ های آذرین بیرونی و درونی، در اندازه بلور کانی های آن هاست.
در جدول زیر،‌خصوصیات چهار سنگ که از سنگ های آذرین هستند، ذکر شده است.

سنگ های رسوبی :

عوامل طبیعی چون آب ،‌ باد و یخ بطور دائم، سنگ ها و صخره های سنگ و محکم کوه ها را خرد کرده و آن ها را بصورت ذرات ریز و درشت، یا مواد محلول به نقاط پست، مانند دریاها و دریاچه ها منتقل می کنند. این مواد، در آن جا بصورت لایه های موازی روی هم ته نشین می شوند. به این موادته نشین شده رسوب می گویند.
ذرات تخریب شده سنگ ها بر اساس اندازه،‌نام مشخص دارند که به ترتیب از کوچک به بزرگ عبارتند از : رس، ‌ماسه، ‌شن، ‌ریگ، ‌قلوه سنگ و تخته سنگ.
با گذشت زمان و دخالت چند عامل،‌ رسوبات سست و ناپیوسته اولیه به سنگ هایی سخت و یکپارچه تبدیل می شوند که به آن ها سنگ رسوبی گفته می شود. سنگ های رستی، ‌سنگ آهک، ماسه سنگ، سنگ گچ و سنگ نمک از جمله مهم ترین سنگ های رسوبی می باشند.

فکر کنید :
۱ – چرا طی صدها میلیون سال که از عمر زمین می گذرد همه ی کوه ها از بین نرفته اند ودریاها و دریاچه ها از مواد رسوبی پر نشده اند؟
چون سنگ های رسوبی بوجود آمده دوباره بر اثر عواملی چون چین خوردگی یا گسل از آب خارج شده و بصورت کوه در می آیند.

چگونه سنگ های رسوبی مختلف تشکیل می شوند؟

وقتی رسوبات در کف دریا روی هم انباشته می شوند، کم کم تحت فشار زیاد وزن خود و آب دریا قرار می گیرند و فشرده می شوند. با این فشار زیاد که بر رسوبات وارد می آید، آب از لابه لای ذرات خارج می شود و رسوبات خشک می شوند. فشرده شدن زیاد و نیز خشک شدن، خود می تواند مقدمه ی تشکیل بعضی از انواع سنگ های رسوبی مانند سنگ های رستی باشد.
همه مواد رسوبی، فقط با فشرده شدن و خشک ، سخت و تبدیل به سنگ نمی شوند. برای مثال، ماسه ها را نمی توان با فشار به هم چسباند. این مواد تنها در صورتی تبدیل به سنگ می شوند که موادی مانند سیمان در لابه لای ذرات آن ها نفوذ کند و آنها را به هم بچسباند. سیمان ها موادی هستند که معمولاً به صورت محلول در آب وجود دارند. از جلمه سنگ های رسوبی که از این راه تشکیل می شوند،‌ماسه سنگ و کنگلومرا است. گاهی اسکلت خرد شده ی جانوران دریایی به وسیله سیمانی به هم می چسبند و نوعی سنگ رسوبی بوجود می آورند.
همچنین در آب دریاها و دریاچه ها مقداری مواد محلول وجود دارد که فقط در شرایط خاصی تبدیل به رسوب می شوند. اگر آب محتوی برخی مواد محلول به مقدار زیاد تبخیر شود،‌رسوباتی باقی می ماند که ممکن است،‌سنگ گچ و سنگ نمک را تشکیل دهند. البته ممکن است مواد محلول در آب از راه انجام بعضی از واکنش های شیمیایی پیچیده نیز رسوب کنند که در آن صورت، گروه دیگری از سنگ ها از جمله سنگ های آهکی تشکیل می شوند.

فکر کنید :
دیده اید که همواره در ته کتری و سماور لایه های نازکی از آهک بوجود می آید. آیا برای تشکیل این لایه ها باید آب کتری یا سماور بطور کامل تبخیر شوند؟

خیر هر زمان که املاح موجود در آب به حد اشباع رسید اضافی املاح بصورت رسوب در دیواره کتری ته نشین می شود.

ویژه گی های سنگ های رسوبی:

یکی از ویژگیهای برجسته ی سنگ های رسوبی لایه لایه بودن آن ها و دیگری، امکان وجود فسیل در آنهاست، زیرا محیط های رسوبی محل مناسبی برای ایجاد فسیل اند. فسیل ها آثار و بقایای جانداران گذشته اند که بیشتر از همه در سنگ های رستی و آهکی که دانه ریزند – وجود دارند اما آن ها را میان ماسه سنگ ها نیز می توان یافت.

سنگ های دگرگونی :

گروه سوم سنگ ها که به دگرگون شده موسوم اند، چنین نیست، زیرا تشکیل این سنگ ها در زیر زمین و دور از چشم ما و در زمانی بسیار طولانی صورت می گیرد. وقتی سنگ های رسوبی و آذرین بدون اینکه ذوب شوند به مدت طولانی فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. آن قدر تغییر می کنند که دیگر شباهتی به سنگ های اولیه ندارند . وقتی سنگ ها دگرگون می شوند ،‌ممکن است بعضی از کانی های سنگ اولیه به کانی جدید تبدیل شوند با طرز قرارگرفتن کانی های سنگ اولیه به شکلی دیگر درآید.
بیشتر سنگ های دگرگون شده سخت و محکم اند. این سنگ ها را در کارخانه های سنگ بری در اندازه های مختلف برش می دهند و روی آن ها را صاف می کنند که در نتیجه، نمای زیبایی پیدا می کنند، از این رو، آن ها را در نمای ساختمان، کف راهرو، پله و جاهای دیگر بکار می برند.
مرمر یک سنگ دگرگون شده ی مرغوب است که از دگرگونی شدید سنگ و آهک حاصل می شود. از دیگر سنگ ها ی دگرگون شده می توان به کوارتزیت و گنیس اشاره کرد که اولی، از دگرگون شدن ماسه سنگ ها و دومی از دگرگون شدن گرانیت ها بوجود می آیند.

پرسش و پاسخ متن فصل ۶ :
۱ – کانی چیست؟

مواد طبیعی و خالصی هستند که انسان و سایر جانداران در بوجود آمدن آنها دخالت ندارند.

۲ – کانی های اولیه کدامند؟ مثال بزنید.

کانی هایی هستند که بر اثر سردشدن مواد مذاب حاصل می شوند. مثل کوارتز – فلدسپات – میکا

۲ – ماگما چیست؟

مواد مذاب درون زمین را ماگما گویند.

۴ – سنگ های آذرین درونی چگونه تشکیل شده ،‌مثال بزنید؟

از سردشدن مواد مذاب در خارج از زمین بوجود می آیند. مثل گرانیت و گابرد

۵- دو ویژگی سنگهای رسوبی را بنویسید؟

۱٫ لایه لایه هستند
۲٫ دارای فسیل باشند

۶- کاربرد اساسی سنگ ها و کانی ها در کجاست؟

۱٫ برای تأمین ماده
۲٫ تأمین انرژی

۷ – در مخازن نفتی منظور از سنگ پوششی چیست؟

سنگ هایی هستند که به صورت یک لایه نفوذ ناپذیر در روی مخازن نفتی وجود دارد و از بالاآمدن نفت جلوگیری می کنند.

۸ – زغال سنگ ها معمولاً بین کدام گروه سنگها یافت می شوند و چه مصارفی دارند؟

به صورت لایه هایی بین سنگ های رسوبی یافت می شوند و مصرف آن ها در تولید انرژی،‌ذوب فلزات،‌پتروشیمی می باشد.

۹ – از سنگ ها و کانی ها چگونه در صنایع الکتریکی استفاده می شود؟
برای ساختن انواع ترانزیستور و قطعات بکار رفته در وسایل صوتی و تصویری ،‌گرمائی و…