دانلود مقاله در مورد سنگ ها و کانی ها

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 29 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏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.
‏3
‏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.
‏3
‏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.
‏•‏ کانی‌هایی که دارای اتم های آزاد بوده و شامل کانی‌هایی هستند که بطور آزاد و به شکل عنصر در طبیعت یافت می‌شوند.
‏•‏ کانی‌هایی که از ترکیب کاتیون‌ها با آنیون‌های ساده تشکیل شده‌اند و شامل سولفورها ، هالیدها و اکسیدها هستند.
‏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:
‏•‏ نام عده زیادی از کانی‌ها در واقع اسم محلی است که برای اولین بار در آنجا پیدا شده‌اند و به انتهای نام منطقه پسوند ایت اضافه شده است. به عنوان مثال ایلمنیت از نام کوههای ایلمن واقع در اورال و تیرولیت از تیرول که محلی در اتریش است گرفته شده است.
‏•‏ نام بعضی از کانی‌ها از اصطلاحات خاص بعضی کشورها گرفته شده است. مثلا سافیر از اصطلاحات محلی هندوستان است.
‏•‏ نام عده دیگری از کانی‌ها از رنگ آنها در زبان یونانی گرفته شده است. مثلا هماتیت به معنی قرمز خونی، آزوریت به معنی آبی رنگ ، کلریت به معنی سبز رنگ و آلبیت به معنی سفید رنگ است.
‏•‏ بعضی از کانی‌ها نام خود را از خواص ویژه‌ای که داشتند گرفته‌اند. مثلا دیستن ، در زبان یونانی به معنی دارای «دو سختی» است.
‏•‏ نام بعضی از کانی‌ها مربوط به عناصر موجود در آنهاست. مثلا نیکلین دارای نیکل و کوپریت دارای مس است.
‏•‏ نام بعضی از کانی‌ها از اسم محققینی که آنها را برای اولین بار یافته‌اند مشتق شده است. مثلا براگیت به نام کاشف آن «براگ» و بیرونیت به نام یابنده آن ابوریحان بیرونی و ... گرفته شده است.
‏سنگ هاي رسوبي
‏سه جزء اصلي بافتي سنگ هاي رسوبي تخريبي عبارتند از
‏1- دانه ها كه در حد گراول ، ماسه ، و سيلت مي‌باشند
‏2- ماتريكس يا ماده زمينه كه از ذرات دانه ريز در حد سيلت و رس تشكيل شده و دانه هاي رسوبي را در بر مي‌گيرد.
‏3- سيمان كه به صورت شيميايي تشكيل شده وعمدتاً از جنس سيليس و يا كربنات كلسيم مي باشد، البته برخي از اوقات سيمان از جنس اكسيد آهن نيز دربين دانه ها تشكيل مي شود. سيمان مي شد چسب دانه‌ها را به يكديگر مي چسباند. در بسياري از مواقع بين دانه ها فضاهاي خالي باقي مي ماند كه بعداً ممكن است توسط آب هاي زيرزميني و يا نفت و گاز اشغال شود كه برخي از رشته هاي تخصصي زمين شناسي نظير آب شناسي و زمين شناسي نفت وظيفه بررسي اين فضاهاي خالي را كه اصطلاحاً تخلخل ناميده مي‌شوند را دارند.
‏4
‏- اندازه دانه‌ها
‏يكي از مهمترين شاخصه هاي بافتي رسوبات و سنگ هاي رسوبي اندازه دانه هاي تشكيل دهنده آن مي باشد. زيرا توسط بررسي اندازه دانه ها مي‌توان انرژي عامل حمل ونقل و دوري و نزديكي رسوب نسبت به ناحيه فشار را تعيين نمود و به واسطه اندازه دانه ها تقسيم بندي رسوبات و سنگ هاي رسوبي مطابق جدول زير انجام مي شود. طبقه بندي دانه ها از روي بلندترين قطر آنها صورت مي گيرد كه براي اولين بار توسط ونثورث واودرن ارايه شد. اين مقياس لگاريتمي بوده و در آن ، هر درجه اي برابر بزرگتر از درجه قبلي است. امروزه اين مقياس ميلي متري نيز معروف است.
‏ 2: شكل دانه grain shape
‏شكل دانه عبارت از توصيف فرم هندسي دانه در رسوب يا سنگ است كه توسط فرم، كروپت ، گردشدگي و بافت سطح دانه مورد بررسي قرار مي‌گيرد.
‏الف ) فرم form‏ : فرم عبارت است از رابطه بين سه قطر اصلي تشكيل دهنده يك دانه مي باشد ( اقطار بلند، كوتاه، متوسط) كه براساس آن دانه ها ممكن است به اشكال زير ديده شوند.
‏ب) كرويت sphericity
‏كرويت عبارتست از اين كه شكل دانه تا چه حد به كره نزديك باشد. كرويت يكي از ويژگي هاي ارثي دانه ها مي باشد.
‏ج) گردشدگي reandness
‏گردشدگي عبارتست از اين كه دانه رسوبي زوايا و گوشه هاي تيز خود را در حين حمل و نقل از دست بدهد. هرچه دانه رسوبي بزرگتر باشد گردشدگي سريعتر اتفاق مي افتد. امروزه اگر كنار بستر يك رودخانه برويد ذراتي را خواهيد ديد كه كاملاً‌ گوشه هاي تيز خودرا از دست داده اند. به واسطه ميزان گردشدگي مي توان به راحتي مقدار مسافت طي شده رسوب را تخمين زد. هرچه رسوبي مسافت بيشتري را طي نموده باشد گردتر مي شود. بايد توجه داشت ذرات دانه ريز در صد سيلت هيچگاه گرد نمي شوند. ميزان گردشدگي بستگي به درجه سايش 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 تشكيل مي دهند. بعنوان مثال رسوبات از منشاء يخچالي كه در حد گراول باشند عمدتاً برروي آن‌ها خطوطي ديده مي شود كه نمايانگر جهت حركت يخچال مي‌باشد. و يا اينكه در كنار ساحل دريا به دانه هاي ماسه اي توجه نمايند متوجه مي شويد كه دانه ها ماسه‌اي درخشان و براق مي باشند. زيرا سطح اين دانه‌ها در اثر حركت بر روي يكديگر توسط امواج براق گرديده است.
‏در محيط هاي بياباني سطح دانه‌ها كدر يا مات است ، امروزه دانشمندان زمين شناسي توسط بررسي اين اختصاصات توسط ميكروسكوپ هاي پيشرفته ، به راحتي مي توانند فشار بسياري از رسوبات را شناسايي نمايند.
‏3 - جورشدگي sorting
‏جورشدگي به يكنواختي اندازه دانه‌ها در سنگ اشاره مي نمايد، اگر سنگي از دانه هاي بااندازه تقريباً يكسال تشكيل شده باشد را سنگ با جورشدگي خوب مي نامند و اگر سنگ از مخلوطي از دانه‌ها در سايزهاي مختلف نظير گراول ، ماسه و گل تشكيل شده باشد آن را سنگي با جورشدگي بد مي‌نامند، به طور كلي رسوبات ساحل دريا از جورشدگي بسيار خوب و رسوبات يخچالي از جورشدگي بدي بهره مي‌برند. دانشمندان از جورشدگي در تشخيص مقدار منافذ خالي موجود در سنگ استفاده مي‌نمايند.
‏4- طرز قرارگيري دانه ها
‏نحوه آرايش دانه هاو رسوبات در مقدارفضاي خالي بين ذرات حايز اهميت بسزايي است. بطوريكه هرگاه دانه ها به صورت مكعبي آرايش پيدا نمايند مقدار تخلخل به صورت 47 % و اگر به صورت رومبوئدر آرايش يابند ميزان تخلخل تقريباً نصف خواهد شد. اين مسئله در آب شناسي حائز اهميت است.
‏سنگ هاي رسوبي دانه ريز
‏براساس اندازه تشكيل دهنده اين گونه سنگ‌ها آن را به دو قسمت تقسيم مي‌شوند.