عنوان:کاربرد سنگها و کانی های صنعتی و کاربرد آنها
قالب بندی:word
تعداد صفحات:26
محتویات
کاربرد سنگها و کانی های صنعتی و کاربرد آنها
تبلور
خواص عمومی کانیها
رنگ
سختی
کانیهای ثانویه یا برون زاد
کانیهای دگرگونی
انواع کانیها
نامگذاری کانیها
سنگ های رسوبی
اندازه دانهها
سنگ های رسوبی دانه ریز
سنگها
روش جدید شناسایی سنگها و کانیها
ریشه لغوی
نگاه اجمالی
کانی چیست؟
اهمیت اقتصادی کانیها
ساختار بلوری
تاریخچه
آزمایش ساده
ساختار کلی
ساختار بلوری غیر ایده آل
بلور مکعبی مرکز سطحی (fcc)
بلور مکعبی مرکز حجمی (bcc)
بلور کلرید سدیم Nacl
بلور کلرید سزیم CsCl
ساختار بلوری تنگ پکیده شش گوش (hcp)
ساختار الماسی
ساختار مکعبی سولفید روی ZnS
ساختار شش گوشی سولفید روی (و ورلستای
نگاه اجمالی
سیر تحولی و رشد
بلورشناسی نوین
بلور شناسی با پرتو ایکس
روش پودری
بلور شناسی به روش پراش الکترون
ماگما
انواع ماگما
گرانروی ماگماها
حرارت ماگماها
دگرگونی
فرایند دگرگونی
عوامل دگرگونی
ازدیاد دما در اثر عوامل تکتونیکی
فشار
فشار جزیی آب
انواع دگرگونی
دگرگونی مجاورتی
دگرگونی ناحیهای
مناطق دگرگونی
منطقه کم عمق
منطقه عمق متوسط
منطقه عمیق
رخسارههای دگرگونی
هوازدگی
انواع هوازدگی
هوازدگی شیمیایی
سرعت هوازدگی
هوازدگی و نهشتههای معدنی
بوکسیت
نهشتههای مس و نقره
بطور کلی سنگ ها و کانی ها به سه منظور استخراج می شوند
تأمین انرژی
ترتیب قرار گرفتن مواد در یک مخزن نفتی
یشم سبز
چشم ببر
عقیق سرخ
کوارتز سرخ
کوارتز شفاف
لعل بنفش
اشک سرخپوست
و . . .
منابع
قسمتهایی از متن
کاربرد سنگها و کانی های صنعتی و کاربرد آنها
کانی
کانی عبارت از عنصر یا ترکیبات شیمیایی همگنی است که بطور طبیعی در زمین یافت میشود. ترکیب شیمیایی کانیها معین است، و معمولا متبلورند. خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر کند. هر کانی دارای مشخصات ویژه و انحصاری مانند سیستم تبلور ، سختی ، کلیواژ ، جرم مخصوص ، رنگ و... میباشد. در بعضی از کانیها ، اتم بعضی از عناصر ساختمان بلوری قابل تعویض با اتمهای هم اندازه از عناصر دیگر میباشد. به عنوان مثال میتوان جانشینی آهن و منیزیم بجای هم در پیروکسنها را نام برد.
تبلور
معمولا کانیها بصورت اشکال منظم هندسی متبلور میشوند که به آنها بلور میگویند. بلور را میتوان به عنوان جسمی که دارای ساختمان اتمی منظم است، تعریف کرد. هرگاه بلور را بطور مداوم به قطعات کوچک تقسیم کنیم، به جایی میرسیم که دیگر قابل تقسیم کردن نیست. این جز کوچک غیر قابل تقسیم ، معمولا دارای شکل هندسی منظم است که اتمهای تشکیل دهنده بلور در رئوس ، مراکز سطوح ، وسط یالها و یا مرکز آن قرار دارند و به نام واحد بلور یا سلول اولیه خوانده میشود. هر جسم متبلور از پهلوی هم قرار گرفتن تعداد زیادی سلول اولیه تشکیل شده است که به نام شبکه بلور نامیده میشود. بسته به عناصر قرینهای که در سلول اولیه وجود دارد، اجسام متبلور را به 7 سیستم شامل سیستم مکعبی ، تتراگونال ، تری گونال ، هگزا گونال ، ارتورومبیک ، مونوکلینیک و تری کلینیک تقسیم میکنند.
خواص عمومی کانیها
سختی
سختی را میتوان به صورت مقاومت کانی در برابر خراشیده شدن تعریف کرد. در کانی شناسی ، سختی یک جسم را با جسم دیگر میسنجند. طبق تعریف اگر جسمی ، جسم دیگر را مخطط کند از آن سخت تر است. برای سنجش سختی کانیهای مختلف 10 کانی را به عنوان مبنای سختی انتخاب کردهاند و سختی سایر کانیها را نسبت به آنها میسنجند. این مقیاس به نام مقیاس موس معروف است.
کانی تالک ژیپس
کلسیت
(فلوئورین آپاتیت ارتوز کوارتز توپاز کرندوم الماس
درجه سختی 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
کلیواژ
برخی از بلورها در امتدادهای بخصوصی به آسانی و به صورت سطوح صاف شکسته میشوند. این سطوح به نام سطوح رخ یا کلیواژ خوانده میشود. باید توجه داشت که سهولت شکستن کلیواژ در کانیهای مختلف متفاوت است و حتی ممکن است یک کانی دارای امتداد کلیواژهای مختلف باشد.
جرم مخصوص
جرم مخصوص به علت ناخالصیهای موجود در کانی ثابت نیست و همیشه مقدار آن بین دو حد در نظر گرفته میشود. جرم مخصوص یکی از مشخصات مهمی است که توسط آن میتوان نوع کانی را مشخص کرد.
رنگ
رنگ کانیها معمولا خیلی متغیر است و بسته به عوامل فیزیکی و شیمیایی در حد وسیعی تغییر میکند. بطوری که نمیتوان آن را جز مشخصههای اصلی در نظر گرفت. ولی رنگ خاکه کانی یعنی رنگی که در اثر مالش آن با یک صفحه چنین حاصل میشود، نسبتا ثابت تر است و در خیلی موارد به شناسایی کانی کمک میکند.
جلا
اشعهای که در سطح کانی منعکس میشود منظره ویژهای به آن میدهد که به نام جلای کانی خوانده میشود. جلای کانی به خواص سطح و قدرت جذب آن بستگی دارد و به انواع فلزی ، الماسی ، شیشهای ، صمغی ، مومی ، صدفی ، چرب و ابریشمی تقسیم میشود.
خواص مغناطیسی
بعضی از کانیها دارای خواص آهنربایی طبیعیاند که کمک موثری در شناسایی آنها بشمار میرود.
خواص شیمیایی
از خواص شیمیایی کانیها نیز میتوان برای شناسایی آنها استفاده کرد. از جمله این خواص میتوان قابلیت انحلال کانی در آب و محلولهای شیمیایی ، تشکیل املاح با اسیدها و بازها و ... نام برد.
انواع کانی از نظر نحوه تشکیل
کانی اولیه یا درون زاد
کانیهای درون زاد همان طور که از نامشان پیدا است، در درون زمین یعنی کیلومترها زیر زمین تشکیل شدهاند. ماده اصلی تشکیل دهنده کانیهای درون زاد و بطور کلی مادر همه کانیها جسم سیال خمیر مانندی است که به نام ماگما خوانده میشود. با توجه به نحوه تشکیل کانیهای مختلف از ماگما ، میتوان مراحل مختلفی برای تشکیل کانیها تشخیص داد که این مراحل شامل مراحل ماگمایی اولیه ، پگماتیتی ، پنوماتولیتیک و گرمابی است.
کانیهای ثانویه یا برون زاد
این کانیها از تغییر و تبدیل کانیهای اولیه یا درون زاد بوجود میآیند. کانیهای اولیه عموما در شرایط فشار و درجه حرارت بالا تشکیل شدهاند و به همین خاطر این کانی در شرایط سطح زمین که متفاوت با شرایط تشکیل آنها میباشد چندان سازگار نیستند. کانیهای اولیه برای سازگار شدن با شرایط سطح زمین ، خرد و تجزیه شده و به کانیهای ثانویه یا برون زاد تبدیل میشوند. فرآیندهای مختلفی همچون هوازدگی ، رسوبی و بیولوژیکی به تشکیل کانیهای ثانویه کمک میکنند.
کانیهای دگرگونی
تغییر مشخصات کانیها و سنگها در اثر حرارت و فشار ، دگرگونی نامیده میشود. در اثر دگرگونی کانیها ممکن است شکل بلورین اولیه خود را از دست داده و به شکل جدیدی متبلور شوند. البته تغییر تبلور کانیها در جهتی است که با شرایط جدید سازگار باشند. ضمن تغییرات دگرگونی ممکن است ترکیب شیمیایی کانیها نیز عوض شده و عناصری از ساختمان آن خارج و یا به آن وارد شوند. دگرگونی به سه نوع مجاورتی ، ناحیهای و حرکتی تقسیم میشود که درطی هر یک از این دگرگونیها کانیهای مختلفی بوجود میآید.
انواع کانیها
تاکنون سه هزار کانی در دنیا شناخته شده است. برای مطالعه آنها ابتدا باید به طریقی آنها را طبقه بندی کرد. اولین طبقه بندی نسبتا علمی کانیها را ابوعلی سینا ، دانشمند ایرانی انجام داده است. در این تقسیم بندی کانیها به چهار گروه اصلی سنگها و مواد خاکی ، مواد سوختنی ، نمکها و فلزات تقسیم میشدند. امروزه کانیها را بر اساس نحوه تشکیل ، ترکیب شیمیایی و ساختمان آنها طبقه بندی میکنند. بر اساس ترکیب شیمیایی و ساختمان داخلی کانیها میتوان آنها را به انواع زیر تقسیم کرد.
نامگذاری کانیها
کانیها عموما اسامی ناآشنا دارند و تنها عده معدودی از آنها دارای نام ایرانی هستند. اسامی کانیها بر اساس یک سری ضوابط و قوانین بین المللی تعیین میشود که عبارتند از:
سنگ های رسوبی
سه جزء اصلی بافتی سنگ های رسوبی تخریبی عبارتند از
1- دانه ها که در حد گراول ، ماسه ، و سیلت میباشند
2- ماتریکس یا ماده زمینه که از ذرات دانه ریز در حد سیلت و رس تشکیل شده و دانه های رسوبی را در بر میگیرد.
3- سیمان که به صورت شیمیایی تشکیل شده وعمدتاً از جنس سیلیس و یا کربنات کلسیم می باشد، البته برخی از اوقات سیمان از جنس اکسید آهن نیز دربین دانه ها تشکیل می شود. سیمان می شد چسب دانهها را به یکدیگر می چسباند. در بسیاری از مواقع بین دانه ها فضاهای خالی باقی می ماند که بعداً ممکن است توسط آب های زیرزمینی و یا نفت و گاز اشغال شود که برخی از رشته های تخصصی زمین شناسی نظیر آب شناسی و زمین شناسی نفت وظیفه بررسی این فضاهای خالی را که اصطلاحاً تخلخل نامیده میشوند را دارند.
- اندازه دانهها
یکی از مهمترین شاخصه های بافتی رسوبات و سنگ های رسوبی اندازه دانه های تشکیل دهنده آن می باشد. زیرا توسط بررسی اندازه دانه ها میتوان انرژی عامل حمل ونقل و دوری و نزدیکی رسوب نسبت به ناحیه فشار را تعیین نمود و به واسطه اندازه دانه ها تقسیم بندی رسوبات و سنگ های رسوبی مطابق جدول زیر انجام می شود. طبقه بندی دانه ها از روی بلندترین قطر آنها صورت می گیرد که برای اولین بار توسط ونثورث واودرن ارایه شد. این مقیاس لگاریتمی بوده و در آن ، هر درجه ای برابر بزرگتر از درجه قبلی است. امروزه این مقیاس میلی متری نیز معروف است.
2: شکل دانه grain shape
شکل دانه عبارت از توصیف فرم هندسی دانه در رسوب یا سنگ است که توسط فرم، کروپت ، گردشدگی و بافت سطح دانه مورد بررسی قرار میگیرد.
الف ) فرم form : فرم عبارت است از رابطه بین سه قطر اصلی تشکیل دهنده یک دانه می باشد ( اقطار بلند، کوتاه، متوسط) که براساس آن دانه ها ممکن است به اشکال زیر دیده شوند.
ب) کرویت sphericity
کرویت عبارتست از این که شکل دانه تا چه حد به کره نزدیک باشد. کرویت یکی از ویژگی های ارثی دانه ها می باشد.
ج) گردشدگی reandness
گردشدگی عبارتست از این که دانه رسوبی زوایا و گوشه های تیز خود را در حین حمل و نقل از دست بدهد. هرچه دانه رسوبی بزرگتر باشد گردشدگی سریعتر اتفاق می افتد. امروزه اگر کنار بستر یک رودخانه بروید ذراتی را خواهید دید که کاملاً گوشه های تیز خودرا از دست داده اند. به واسطه میزان گردشدگی می توان به راحتی مقدار مسافت طی شده رسوب را تخمین زد. هرچه رسوبی مسافت بیشتری را طی نموده باشد گردتر می شود. باید توجه داشت ذرات دانه ریز در صد سیلت هیچگاه گرد نمی شوند. میزان گردشدگی بستگی به درجه سایش دانه در هنگام حمل ونقل ، اندازه دانه ومسافت حمل ونقل دارد.
د) بافت سطح دانه grain surface texture
عوارض مواد در سطح دانه ، بافت سطح دانه را تشکیل می دهند. بعنوان مثال رسوبات از منشاء یخچالی که در حد گراول باشند عمدتاً برروی آنها خطوطی دیده می شود که نمایانگر جهت حرکت یخچال میباشد. و یا اینکه در کنار ساحل دریا به دانه های ماسه ای توجه نمایند متوجه می شوید که دانه ها ماسهای درخشان و براق می باشند. زیرا سطح این دانهها در اثر حرکت بر روی یکدیگر توسط امواج براق گردیده است.
در محیط های بیابانی سطح دانهها کدر یا مات است ، امروزه دانشمندان زمین شناسی توسط بررسی این اختصاصات توسط میکروسکوپ های پیشرفته ، به راحتی می توانند فشار بسیاری از رسوبات را شناسایی نمایند.
3 - جورشدگی sorting
جورشدگی به یکنواختی اندازه دانهها در سنگ اشاره می نماید، اگر سنگی از دانه های بااندازه تقریباً یکسال تشکیل شده باشد را سنگ با جورشدگی خوب می نامند و اگر سنگ از مخلوطی از دانهها در سایزهای مختلف نظیر گراول ، ماسه و گل تشکیل شده باشد آن را سنگی با جورشدگی بد مینامند، به طور کلی رسوبات ساحل دریا از جورشدگی بسیار خوب و رسوبات یخچالی از جورشدگی بدی بهره میبرند. دانشمندان از جورشدگی در تشخیص مقدار منافذ خالی موجود در سنگ استفاده مینمایند.
4- طرز قرارگیری دانه ها
نحوه آرایش دانه هاو رسوبات در مقدارفضای خالی بین ذرات حایز اهمیت بسزایی است. بطوریکه هرگاه دانه ها به صورت مکعبی آرایش پیدا نمایند مقدار تخلخل به صورت 47 % و اگر به صورت رومبوئدر آرایش یابند میزان تخلخل تقریباً نصف خواهد شد. این مسئله در آب شناسی حائز اهمیت است.
سنگ های رسوبی دانه ریز
براساس اندازه تشکیل دهنده این گونه سنگها آن را به دو قسمت تقسیم میشوند.
1- سیلت سنگ ها ( اندازه دانهها یابین 4 تا 64 میکرون)2- رس سنگ ها(اندازه دانهها از 4 میکرون کوچکتر میباشد).
1- سیلت سنگها
اندازه دانهها تشکیل دهنده این گونه سنگها مابین 64 تا 4 میکرون میباشد. از نظر بافتی سیلت سنگها مابین ماسهها و فسیلها میباشند. تشخیص اندازه دانهها توسط چشم غیر مسلح مشکل است، اما یکی از ساده ترین راهها برای تشخیص آن در طبیعت این است که اگر مقداری از آن را مابین دندان های خود قرار دهیم، دانههای تشکیل دهنده آن را احساس خواهیم نمود. کوارتز عمدهترین ذره تشکیلدهنده سیلتها است
2- رس سنگ ها
شیل ها ویا رس سنگ ها از دانه های بسیار ریز ( کوچکتر از 4 میکرون) تشکیل شدهاند. بنابراین دانهها بقدری ریز هستند که توسط لنز دستی و میکروسکوپ با بزرگنمایی کم هم قابل تشخیص نمیباشند. در طبیعت جهت تشخیص این گونه سنگ ها از سیلت سنگ ها کافی است قدری آن را مابین دندانهای خود بگذاریم بر اثر فشار هیچگونه دانهای را در بین دندانهای خود احساس نمی نماییم. این گونه سنگ ها را براساس ردهبندی و نحوه شکسته شدن به دودسته شیل و رس سنگ تقسیم می نماید.
ـ شیل : دارای خاصیت فیسیلیستی است fissile ) این دارای لایه بندی ظریف بوده و در امتداد این لایه بندی به راحتی جدا میشود.
ـ رس سنگ : فاقد فیسیلیستی بوده و به صورت نامنظم می شکند.
ـ رنگ رسوبات دانهریز بسیار متغیر است که علت برخی ازرنگ ها به شرح زیر است.
رنگ سیاه بعلت وجود مواد آلی میباشد که به این گونه شیل ها ، شیل سیاه میگویند.
رنگ قرمز در شیل های قرمز بعلت وجوداکسید آهن است ونمایانگر رسوبگذاری آن در محیط های اکسیدان میباشد.
ـ کائولن : نوعی گل سنگ سفید رنگ است که عمدتاً از کانی کائولیونیت تشکیل شده است. این گونه سنگ کاملاً اقتصادی است واز آن در ساخت چینی، کاغذ ، پلاستیک و صنایع دیگر استفاده میشود. کشور مانسبت به این ماده معدنی نسبتاً غنی میباشد و معادن آن در استان آذربایجان شرقی ، خراسان و لرستان موجوداست.
سنگ
سنگهای ساحلسنگها تشکیل شدهاند از یک یا چند نوع از کانیهای موجود در زمین که لایه فوقانی کره زمین (سنگکره) را پدید آوردهاند.
سنگها
سنگها ازجمله موادی هستند که در همه جای کره زمین وجود دارند. روی زمین، در رودخانهها، کوهها و کف دریاها و داخل زمین هم سنگ وجود دارد. سنگها انواع متفاوتی دارند. بعضی زبر و بعضی دیگر صاف هستند. بعضی درشت و برخی کوچک. بعضی از سنگها به علت استحکام فراوان، سالها به شکل بناهای تاریخی باقی میمانند. سنگهای رسوبی۰: بعضی از سنگها بر اثر ته نشین شدن مواد داخل آب به وجود میآیند. رودها مقدار زیادی مواد را با خود به دریاها و دریاچهها میبرند. این مواد به دلیل سنگینی به ته دریا میروند. روی هم قرار میگیرند و پس از سفت شدن سنگهایی را به وجود میآورند که به آنها سنگهای رسوبی گفته میشود. سنگهای رسوبی لایه لایهاند که رنگ یا جنس هر لایه با لایه دیگر متفاوت است. سنگهای رسوبی در کوههای البرز و زاگرس به فراوانی یافت میشوند. ریگ، شن و سنگهای آهکی نمونههایی از سنگهای رسوبی هستند. سنگهای آذرین: گروه دیگری از سنگها بر اثر سرد شدن مواد بسیار داغ به وجود آمدهاند که قبلاً در زمین بودهاند. دمای اعماق زمین زیاد است و بعضی سنگها را ذوب میکند. این سنگها در زیر یا سطح زمین دوباره سرد میشوند و سنگهایی را به وجود میآورند که به آنها آذرین میگویند. سنگهای کوههایی مانند دماوند و الوند از نوع آذرین است. سنگهای آذرین از بلورهای ریز یا درشت تشکیل شدهاند. سنگهای دگرگون شده: بعضی از سنگهای رسویی یا آذرین اگر مدت زیادی در اعماق زمین بمانند، باید فشار و گرمای زیادی را تحمل کنند. این سنگها مانند آجر پخته میشوند و شکل قبلی خود را از دست میدهند و به همین دلیل به آنها سنگهای دگرگون شده میگویند. (مانند سنگ مرمر) سنگها از چه ساخته شده اند؟ همه سنگها از یک یا چند کانی به وجود آمدهاند. کانی چیست؟ مغز مداد شما یک کانی است. گچی که با آن مینویسید، پنجرههای فلزی و حتی نمکی که با غذا میخورید یک کانی است. بعضی کانیها مانند نمک به همان شکل خود قابل استفادهاند. اما بعضی دیگر این گونه نیستند بلکه سنگ معدن بعضی کانیها مانند فلزات را برای به دست آوردن مواد مورد نیاز کاملاً خرد و ذوب میکنند. فایده سنگها و کانیها: سنگها و کانیها در امر ساختمان سازی، صنعت، پزشکی و غیره به کار میروند. مصارف کانیها باید با دقت و صرفه جویی فراوان صورت'' گیرد.