علوم تجربی

               شناسایی سنگ ها و کانی ها

      سنگ ها از کانی ها درست می شوند. اکثر سنگ ها از دو یا چند کانی و معدودی سنگ ها فقط از یک کانی تشکیل یافته اند. سنگ معروف گرانیت از سه کانی تشکیل شده است. در نمونه های گرانیت به آسانی می توان کانی ها را تفکیک کرد . این سه کانی کوارتز، فلدسپات صورتی و میکای سیاه هستند.

    سنگ نمک یک سنگ تک کانی است. این کانی هالیت نام دارد. سنگ های معروفی همچون سنگ آهک و ماسه سنگ نیز اکثرا تک کانی هستند. کانی آهک کلسیت و کانی ماسه سنگ کوارتز است . ماسه سنگ از دانه های ماسه سیمانی شده تشکیل می شود. اگر دانه ها ذرات کوچک کوارتز باشند که غالبا چنین است ونیز اگر سیمان نگهدارنده آنها کوارتز باشد که ممکن است چنین باشد، ماسه سنگ کاملا کوارتز است. با این حال ماسه سنگ ها ممکن است به وسیله کانی دیگری با یکدیگر متصل باشند. حتی ممکن است دانه های ماسه همگی از جنس کوارتز نباشند. در برخی از ماسه سنگها حداقل بخشی ازدانه های ماسه سنگ از جنس فلدسپات می باشند.

   در بسیاری از موارد دیدن کانیهای مختلف در یک سنگ آسان نیست . ذرات کانیهای مختلف ممکن است آنقدر کوچک و به قدری خوب مخلوط شده باشند که تصور می رود سنگ از یک کانی منفرد ساخته شده است . برای مثال  سنگ  اسلیت نشان نمی دهد که مخلوطی از کانیها است.

     مثل همه موارد روی زمین کانیها از یک یا چند عنصر شیمیایی ساخته می شوند. بیش از یک صد عنصر در طبیعت وجود دارد . بعضی فراوان و بعضی کمیاب هستند. برای آن که به آسانی بتوان گفت که هر ماده از چه عناصری ساخته می شود . دانشمندان از علامتهایی برای نمایش عناصر استفاده می کنند( مثلا H  برای هیدروژن ) . کانیها هم تک عنصری ( برای مثال طلا فقط از یک نوع اتم تشکیل شده). و هم ترکیبی هستند که از بیش از یک اتم یا عنصر پیوند داده شده  با یکدیگر, تشکیل می شوند. هر ترکیب یک فرمول دارد. این فرمول نشان می دهد که مثلا در آب، تعداد اتم های  هیدروژن دو برابر اتمهای اکسیژن است.هر کانی نیز فرمول مخصوص خود را دارد.

     اگر با ذره بین به برخی از دانه های نمک طعام نگاه کنید خواهید دید که این ذرات مکعب های کوچک و ریزی هستند . مکعب ها بلور می باشند. آنها شبیه شکل بلور هالیت هستند. نمک طعام یک شکل خاص از کانی هالیت است. اکثر کانیها به شکل بلور یافت می شوند.شکل بلور راهنمایی برای شناخت کانیها است . اما برای آنکه این راهنما مفید واقع شود شما باید شکل کانیها ی مختلف راکه به صورت بلور متبلور می شوند بشناسید.

  کانی ها ازنظر سختی بسیار متنوع هستند . بنابر این سختی یک کانی به شناسایی ان کمک می کند. مقیاس موهس  سختی کانی ها را از نقطه نظر سختی به ده درجه تقسیم بندی کرده است. کانی تالک در این مقیاس درجه یک ؛ و ژیپس درجه دو دارد  یعنی ژیپس از تا لک سخت تر است اما نه به سختی کلسیت که درجه آن سه است و به همین ترتیب الماس دارای درجه سختی ده است یعنی سخت ترین کانیها.

    در توصیف کانی ها همیشه سختی راذکر می کنند . اگر شما می خوانید یک کانی درجه سختی 5/7 دارد متوجه می شوید که از کوارتز سخت تر است امانه به اندازه توپاز . اگرسختی آن 5/2 است بین ژیپس و کلسیت قرار دارد.

هر کانی ؛ کانی نرمتر از خودش یا مثل خودش را خراش می دهد. با داشتن نمونه های دستی کانی ها, می توان سختی کانی دلخواه را بر اساس مقیاس موهس بررسی نمایید

مقیاس موهس:

1- تالک

2- ژیپس

3- کلسیت

4- فلوریت

5- آپاتیت

6- ارتوکلاز

7- کوارتز

8- توپاز

9- کروندوم

10- الماس

مثلا سختی ناخن انگشت برابر 5/2 است یعنی با ناخن می توان روی تالک و ژیپس خراش ایجاد کرد . و سختی سکه حدود 3 است . سختی یک چاقوی جیبی 5/5 است . سختی سوها ن فولادی خوب برابر 5/6 است بنابراین نمی توان با هیج سوهانی روی کوارتز خراش ایجاد کرد.

  فرض کنید شما سنگی در اختیار دارید که به خاطر رنگ آبی آن فکر می کنید فیروزه است. ولی با مطاله کانی فیروزه در می یابید که سختی فیروزه 6 است . اگر نمونه شما با یک سکه خراش بر دارد آنگاه به اشتباه خود پی می برید زیرا نمونه شما دارای سختی کمتر از سکه(3) است.

     موضوع دیگری که در شناسایی کانی مهم است رنگ خاکه کانی است .رنگ خاکه کانی هنگامی که بر روی چینی بدون لعاب مالیده شود، با قی می ماند و این وسیله دیگری برای شناخت کانی ها است (سطح زیرین موزائیک لعاب دار یا قوری چینی در این مورد قابل استفاده است). رنگ خاکه ممکن نیست شبیه رنگ خود کانی باشد . برای مثال رنگ  کالکوپریت  زرد برنجین است ولی رنگ خاکه آن سیاه مایل به سبزاست. رنگ خاکه هوربنلاند سیاه مایل به سبز، بی رنگ است.

     یکی دیگرازعوامل شناسایی کانی ها چگالی آن جسم است. چگالی یعنی جرم واحد حجم ؛ یعنی اینکه یک متر مکعب آن ماده چند کیلو گرم است (ویا یک سانتیمتر مکعب آن چند گرم است). برای تعیین چگالی معمولا از یک ظرف درجه بندی شده استفاده می کنند. به این ترتیب که ابتدا در ظرف درجه دارمقداری  آب (یا مایع مناسب دیگری که کانی رادر خود حل نکند ) می ریزیم و حجم آن آب را یادداشت می کنیم سپس جسم مورد نظر را در آب می اندازیم به طوریکه کاملا در آب غوطه ور شود . دوباره حجم آب را یادداشت می کنیم سپس این دو حجم یادداشت شده را از هم کم می کنیم تاحجم واقعی جسم بدست آید. بعد از آن، جرم جسم را بر حجم آن تقسیم می کنیم تا چگالی محاسبه شود . سپس با مراجعه با جدول های مناسب جنس جسم را حدس می  زنیم.

   البته برای شناسایی کانی ها فقط سختی کانی یا رنگ خاکه یا چگالی کافی نیست.گاهی به کار گیری یک روش پیچیده نیز لازم می شود .