کانی ها را بهتر بشناسید!
کانی (که ریشه آن به واژه فارسی «کان» برمی‌گردد و در عربی به آن «معدن» گفته می‌شود) یک ماده طبیعی، جامد و غیرزنده است. این ماده معمولاً ترکیب شیمیایی ثابتی دارد و به صورت بلورهای مشخصی در سنگ‌های پوسته زمین پیدا می‌شود. هر کانی فرمول شیمیایی و آرایش اتمی ویژه خود را دارد و در صنایع گوناگونی مثل ساخت خمیردندان، ساعت و موارد دیگر کاربرد دارد.
کانی‌ها موادی طبیعی، غیرآلی، بلوری و جامد هستند که ترکیب شیمیایی تقریباً ثابتی دارند و در سنگ‌های زمین وجود دارند. هر کانی ساختار اتمی و فرمول مشخصی دارد.
اما موادی مثل شیشه، چینی، آلیاژهای مختلف که به دست انسان تولید می‌شوند، یا چیزهایی مانند مروارید، صدف، استخوان و عاج که توسط جانداران ساخته می‌شوند، کانی به شمار نمی‌روند. تنها استثنا در این زمینه گرافیت و زغال‌سنگ است که اگرچه منشأ طبیعی و آلی دارند، ولی در طول زمان تغییرات زیادی کرده‌اند و امروزه به طور مستقیم منشأ موجودات زنده محسوب نمی‌شوند. همچنین یخ را بیشتر زمین‌شناسان یک کانی می‌دانند. درباره نفت نیز برخی از متخصصان زمین‌شناسی آن را در گروه کانی‌ها قرار می‌دهند.
انواع کانی ها
تقریباً تمام کانی‌ها به صورت بلور تشکیل می‌شوند، یعنی اتم‌های تشکیل‌دهنده آن‌ها به شکل منظم و سه‌بعدی در کنار هم قرار گرفته‌اند. اندازه بلورهای یک کانی به مدت زمانی که برای تشکیل آن صرف شده بستگی دارد؛ هرچه این زمان طولانی‌تر باشد، بلورهای بزرگ‌تری به وجود می‌آید.
انواع کانی‌ها بر اساس اندازه بلور:
– کانی‌های درشت‌بلور
– کانی‌های ریزبلور
– کانی‌های مخفی‌بلور
کانی‌های درشت‌بلور را می‌توان با چشم دید، کانی‌های ریزبلور با میکروسکوپ مشاهده می‌شوند و کانی‌های مخفی‌بلور فقط با استفاده از پرتو ایکس قابل تشخیص هستند.
انواع کانی‌ها بر اساس ویژگی‌های شیمیایی:
– کانی‌های سیلیکاتی
– کانی‌های غیرسیلیکاتی
ویژگی کانی‌ها
کانی‌ها ویژگی یکنواختی دارند. این یعنی تمام ذرات ریز تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی کاملاً شبیه به هم هستند. مثلاً اگر یک تکه نمک خوراکی (هالیت) را به قسمت‌های بسیار کوچک تقسیم کنیم، هر کدام از آن ذرات طعم شور دارند، به راحتی در آب حل می‌شوند و سایر خصوصیات نمک را حفظ می‌کنند.
کانی‌ها جامد و دارای ساختار بلوری هستند؛ به این معنا که ذرات درون آن‌ها با نظم و ترتیب مشخصی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این نظم باعث می‌شود سطح بیرونی کانی‌ها صاف و هموار باشد. شکل منظم و بلوری کانی‌ها در نتیجه‌ی چینش اتم‌ها و مولکول‌ها در ساختار داخلی آن‌هاست.
هر کانی ترکیب شیمیایی ثابتی دارد. به عنوان نمونه، پیریت همیشه به صورت FeS₂ است و کلسیت نیز همواره ترکیبی برابر با CaCO₃ دارد. البته در بعضی از کانی‌ها ممکن است مقدار بعضی عناصر کمی تغییر کند. مثلاً در کانی الوین با فرمول FeMgSiO₄، درصد آهن و منیزیم می‌تواند از بلوری تا بلوری دیگر، بین صفر تا صد درصد متغیر باشد.
بعضی کانی‌ها مانند طلا فقط از یک عنصر ساخته شده‌اند. البته طلا به ندرت به صورت خالص پیدا می‌شود. بلورهای مکعبی و رنگ زرد طلا، در صورت همراهی با نقره، روشن‌تر به نظر می‌رسند و اگر با مس ترکیب شده باشند، رنگ آن‌ها متمایل به قرمز می‌شود. بسیاری از کانی‌ها از دو یا چند عنصر مختلف تشکیل شده‌اند که together یک ماده مرکب را تشکیل می‌دهند. برای مثال، کوارتز که فراوان‌ترین کانی است، از ترکیب سیلیسیم و اکسیژن به وجود آمده است.
کاربرد کانی‌ها
از ابتدا، کانی‌ها به همان شکل طبیعی که از زمین استخراج می‌شدند، مورد استفاده قرار می‌گرفتند. بعضی از این کانی‌ها که بلورهای زیبا و مقاومی در برابر سایش داشتند، پس از تراش و صیقل خوردن، به عنوان زیورآلات به کار رفتند. به این گونه کانی‌ها، سنگ‌های قیمتی یا جواهر می‌گویند. از مهم‌ترین این کانی‌های باارزش می‌توان به الماس، فیروزه، یاقوت کبود، زمرد، زبرجد، لعل، سنگ چشم گربه، عقیق و درّ کوهی اشاره کرد.
امروزه بیش از ۴۰ نوع کانی و صدها ترکیب حاصل از آن‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شود. در ادامه به برخی از این موارد اشاره می‌کنیم:
– **الیوین:** ساخت جواهر و تولید مواد مقاوم در برابر حرارت بالا.
– **پیروکسن:** ساخت جواهر و استخراج فلزات کمیاب.
– **آمفیبول:** ساخت جواهر، تولید پارچه ضدحریق و مواد دیرگداز.
– **میکا:** عایق الکتریکی در رادیو، تلویزیون و سایر دستگاه‌های برقی، شیشه دریچه کوره‌های ذوب فلز، تولید کاغذ دیواری، ساخت لاستیک، کاغذ معمولی، رنگ ضدحریق، طلق سماور و چراغ‌های آشپزخانه.
– **تورمالین:** صنایع الکترونیک، تهیه بور و ساخت جواهر.
– **تالک:** ساخت کاغذ، صنایع نساجی، تولید لاستیک، صابون خیاطی، صفحه کلید برق، سرامیک‌سازی، حشره‌کش، عایق بام، پودر بچه و لوازم آرایشی.
– **سرپانتین:** سنگ نما برای ساختمان، مواد دیرگداز و استخراج منیزیم.
– **آزبست:** تولید پارچه نسوز، توری چراغ، عایق حرارتی، لنت ترمز، لوله و صفحات سیمانی. استفاده از این کانی به دلیل نقش آن در ایجاد بیماری‌های ریوی، ممنوع شده و به آن “کانی نامهربان” می‌گویند.
– **کوارتز:** ساخت ساعت، ابزارهای نوری و نجومی، تولید کاغذ، شیشه، سمباده و جواهر.
– **ارتوزها:** لعاب‌دهی ظروف چینی و کاشی.
– **پلاژیوکلاز:** ساخت جواهر و نماکاری ساختمان.
– **کائولینیت:** تولید ظروف چینی، کاغذ، رنگ و پلاستیک.
– **ژیپس:** مصالح ساختمانی، مجسمه‌سازی، ساخت کاغذ، کندکننده در سیمان پورتلند، بهبود حاصلخیزی خاک، بتونه نقاشی و کمک به رشد مخمر در صنایع غذایی.
– **باریت:** صنایع دارویی، عکسبرداری از دستگاه گوارش، تولید رنگ، پلاستیک، مواد عایق، کاغذ و گل حفاری.
– **کلسیت:** سنگ نما برای ساختمان، مجسمه‌سازی، تولید سیمان، تصفیه آب، ساخت شیشه، دباغی چرم، ساخت ابزارهای نوری برای ایجاد نور پلاریزه، تولید کاغذ، کشاورزی و ذوب فلزات.
– **دولومیت:** تولید آجر برای پوشش داخلی کوره‌های با حرارت بالا و ساخت سیمان پورتلند.
– **منیزیت:** ساخت آجر نسوز و استخراج منیزیم.
– **زرنیخ:** پزشکی، تولید رنگ، ساخت حشره‌کش و تهیه آرسنیک.
– **آپاتیت:** تولید کودهای شیمیایی و اسید فسفریک.
– **مالاکیت:** لوازم آرایشی، تزئینات داخلی ساختمان و استخراج مس.
– **هالیت:** تهیه سدیم و کلر، تولید شوینده‌ها، صنایع نساجی، چوب‌بری، رنگرزی، دباغی، تولید کود، نگهداری از مواد غذایی و به عنوان مایع خنک‌کننده در موتور یخچال. همچنین به عنوان نمک خوراکی استفاده می‌شود.
– **سیلویت:** استخراج پتاسیم و کلر و تولید کود شیمیایی.
– **فلوئوریت:** ذوب فلزات، ساخت ابزارهای نوری و تولید خمیردندان.
– **گوگرد:** تولید اسید سولفوریک، ساخت لاستیک، صنایع نساجی، دباغی، تولید رنگ، کاغذسازی، مواد منفجره، کبریت‌سازی، سموم آفت‌کش، کود و حشره‌کش.
– **طلا:** ساخت جواهر، ضرب سکه، دندانپزشکی، ترانزیستورها و دیودها، صنایع هواپیماسازی و فضایی، کاتالیزور در فرآیندهای شیمیایی، آبکاری طلا، مجسمه‌سازی، لوازم الکترونیکی و ساخت آلیاژهای ویژه.
– **نقره:** ساخت جواهر، ضرب سکه، تولید کاغذ و کاتالیزور در فرآیندهای شیمیایی.
– **مس:** صنایع الکتریکی و الکترونیک، لوله‌سازی، ضرب سکه، ساخت ظروف، تولید آلیاژ، رنگ‌های آبی و سبز، آبکاری، لوازم آرایشی، فرآیندهای شیمیایی و تهیه محلول شوایتزر (حلال سلولز پنبه).
– **الماس:** ساخت جواهر، تولید ابزارهای برش و سایش و سرمته‌های حفاری.
– **گرافیت:** ساخت بوته کوره‌های فولادسازی، تولید رنگ، صنعت برق، نیروگاه‌های هسته‌ای، ساخت واکس و مدادسازی.
– **مسکوویت:** استفاده در صنعت و شیشه‌سازی.
علاوه بر این، بسیاری از کانی‌ها منبع مهمی برای استخراج فلزات هستند یا در فرآیند تولید فلز کاربرد دارند: سیدریت، مگنتیت، هماتیت و لیمونیت (آهن)، اسمیتسونیت و اسفالریت (روی)، سروزیت و گالن (سرب)، کالکوسیت، کالکوپیریت و کوپریت (مس).
روش های شناسایی کانی ها
برای تشخیص و شناسایی کانی‌ها از ویژگی‌های فیزیکی، واکنش‌های شیمیایی (مثل اثر اسید) و خصوصیات نوری آن‌ها استفاده می‌شود.
روش‌های ساده برای شناسایی کانی‌ها (بر پایه ویژگی‌های فیزیکی) عبارت‌اند از: شکل بلور، میزان سختی، چگالی، رنگ، مقاومت در برابر حرارت، خاصیت آهنربایی، قابلیت چکش‌خوری، میزان جذب آب، جلای سطح و رنگ خاکه.
زمین‌شناسان برای تشخیص کانی‌ها از روش‌های مختلفی مانند آزمایش رنگ شعله، طیف‌نوری، میکروسکوپ‌های پلاریزان، میکروسکوپ الکترونی و پرتو ایکس بهره می‌برند.
**رنگ شعله:**
در این روش، تکه‌ای از کانی یا پودر آن را روی شعله نگه می‌دارند و با وسیله‌ای به آن می‌دمند. با توجه به رنگی که در شعله ایجاد می‌شود، می‌توان برخی کانی‌ها را تشخیص داد.
– سدیم: رنگ زرد
– پتاسیم: رنگ نارنجی
– منیزیم: رنگ قرمز
– کلسیم: رنگ نارنجی
– باریم: رنگ سبز مایل به زرد
– مس: رنگ سبز درخشان
**طیف نور:**
در این روش مقدار بسیار کمی از کانی را داخل دستگاهی قرار می‌دهند که با جرقه الکتریکی و تحت فشار زیاد کار می‌کند تا کانی بخار شود. در این حالت، اتم‌های عناصر تشکیل‌دهندهٔ کانی، طول موج مشخصی تولید می‌کنند که پس از عکسبرداری می‌توان با کمک آن‌ها به ترکیبات کانی پی برد.
**میکروسکوپ پلاریزان:**
در این روش، یک قطعه سنگ حاوی کانی‌های مختلف را آنقدر نازک می‌کنند تا نور از آن عبور کند. سپس آن را زیر میکروسکوپ پلاریزان بررسی می‌کنند. با مشاهده شکل ظاهری، نوع شکستگی، ضریب شکست نور، رنگ و سایر ویژگی‌ها، کانی شناسایی می‌شود.
**میکروسکوپ الکترونی:**
با این میکروسکوپ، یک لایه نازک از کانی را مطالعه می‌کنند. پرتو الکترونی به کانی برخورد می‌کند و بخشی از آن جذب کانی می‌شود و سایه‌ای از کانی روی صفحه مخصوص ایجاد می‌کند. بررسی این سایه از نظر شکل ظاهری، شکستگی‌ها و ساختار داخلی کانی، به شناسایی آن کمک می‌کند.
**پرتو ایکس:**
این روش به‌ویژه برای شناسایی کانی‌هایی که ترکیب شیمیایی مشابه دارند، بسیار مفید است. پرتوهای ایکس به بلور کانی تابانده می‌شود. بخشی از پرتوها از کانی عبور می‌کند و بخشی دیگر پس از برخورد با ذرات موجود در شبکه بلوری کانی، بازتاب می‌یابد. با تجزیه و تحلیل تصویری که از اثر این پرتوها روی فیلم عکاسی به‌دست می‌آید، می‌توان کانی را شناسایی کرد.
نامگذاری کانی‌ها
بیشتر کانی‌ها نام‌های خود را از زبان‌های قدیمی مانند یونانی و لاتین گرفته‌اند. بعضی از کانی‌ها هم به احترام کاشف آن‌ها یا برای بزرگداشت دانشمندان نامگذاری شده‌اند.
به طور کلی، روش‌های مختلفی برای نامگذاری کانی‌ها وجود دارد:
– بعضی نام‌ها بسیار قدیمی هستند و هنوز به درستی نمی‌دانیم چرا این گونه نامیده شده‌اند؛ مثل کوارتز.
– برخی از نام کاشف آن‌ها گرفته شده‌اند؛ مانند کانی کوولیت که از نام کوولی، کانی‌شناس ایتالیایی، گرفته شده است.
– نام منطقه‌ای که برای اولین بار کانی در آن پیدا شده؛ مانند آرگونیت از منطقه آرگون در اسپانیا.
– بعضی کانی‌ها نام‌های مربوط به افسانه‌ها را دارند؛ مانند مارتیت که از مارس، خدای جنگ در افسانه‌ها، گرفته شده است.
– ترکیب شیمیایی کانی؛ مانند سیدریت که از واژه یونانی سیدروس به معنی آهن گرفته شده است.
– ویژگی‌های فیزیکی کانی؛ مانند باریت که از کلمه یونانی باروس به معنی سنگین گرفته شده است.
– کاربرد کانی؛ مانند نفریت که از نفرون به معنی کلیه گرفته شده، چون در گذشته برای درمان بیماری‌های کلیه استفاده می‌شده است.
– رنگ کانی؛ مانند الوین که به دلیل رنگ سبز زیتونی آن، این نام را دارد.
– برخی کانی‌ها هم نام محلی دارند که امروزه در سراسر جهان استفاده می‌شود؛ مانند کرندوم و سافیر که نام‌های هندی هستند.
کانی‌هایی با نام‌های ایرانی
بیرونیت (Birunite)
این ماده معدنی در سال ۱۹۵۷ میلادی پیدا شد و برای پاسداشت دانشمند بزرگ ایرانی، ابوریحان بیرونی، به نام او ثبت شد. این کار به خاطر قدردانی از مطالعات و تحقیقات ارزشمند او در زمینه مواد معدنی و سنگ‌ها انجام گرفت.
آویسنیت (Avicennite)
این کانی در سال ۱۹۵۸ کشف شد و نام آن از دانشمند نامدار ایرانی، پورسینا، گرفته شده است. پورسینا اولین فردی بود که در کتاب شفا، به دسته‌بندی مواد معدنی پرداخت.
تالمسیت (Talmessite)
این ماده معدنی را دو دانشمند به نام‌های باریان و هرپن، در سال ۱۹۶۰ در معدن تالمسی کشف کردند. این معدن در نزدیکی روستایی به همین نام در منطقه انارک اصفهان قرار دارد و نام کانی نیز از آن گرفته شده است. تالمسیت خاصیت فلوئورسانس دارد و رنگ آن از بی‌رنگ تا سبز دیده می‌شود.
ایرانیت (Iranite)
این کانی نیز توسط باریان و هرپن و در سال ۱۹۶۳ در یکی از معادن قدیمی به نام سه‌برز، در شمال غرب انارک پیدا شد. نام این ماده معدنی، ایرانیت، برگرفته از نام کشور ایران است. رنگ آن زرد پررنگ و شبیه زعفران است و جلایی شیشه‌ای دارد. این کانی در اطراف نایبندان هم دیده شده است.
خونیت (Khuniite)
ادیب و اتمان در سال ۱۹۷۰ این ماده معدنی را در معدن خونی، واقع در شمال انارک، کشف کردند. خونیت از نظر ظاهری بسیار شبیه به کانی ایرانیت است، با این تفاوت که رنگ زرد آن متمایل به قهوه‌ای است.
انارکیت (Anarakite)
این کانی نیز توسط ادیب و اتمان و در سال ۱۹۷۲ در منطقه انارک استان یزد پیدا شد. نام آن از نام همان منطقه گرفته شده و رنگ این ماده معدنی سبز است.
خادمیت (Khademite)
این ماده معدنی را باریان، برتلون و صدرزاده در منطقه ساغند یزد کشف کردند. نام آن در سال ۱۹۶۳ به افتخار نصرالله خادم، که در آن زمان ریاست سازمان زمین‌شناسی ایران را بر عهده داشت، انتخاب شد.
پیشنهادی: با لایه‌های زمین بیشتر آشنا شوید!
کانی چیست و انواع آن _ مدیر تولز