بحث في علوم الجيولوجيا المعدنية. نقدم لكم متابعينا بحثا شاملا عن علوم جيولوجيا المعادن وما هو مفهومها الحقيقي والعلمي. نقدمها لكم في هذا العرض المميز.
علم المعادن
علم المعادن يعني موضوع طبيعي. صلب. غير عضوي. ولها مكونات كيميائية معينة، وبنية بلورية محددة، والبنية الداخلية المنتظمة غالبا ما تمثل شكل البلورة نفسها. لمعدن مثل:
– صلابة
– الثقل النوعي أو الكثافة
– الانفصال
– اللون
– لون الخدش
– التألق
– الشفافية
وتوجد المادة الكيميائية على شكل بلورة واحدة أو أكثر، كل واحدة منها مختلفة تماما عن الأخرى. على سبيل المثال، يوجد الكربون في الطبيعة على شكل بلورات الماس، وهي أصلب بلورات معروفة، كما يوجد أيضًا على شكل بلورات الجرافيت، وهي أقل البلورات صلابة. وقد تمكن العلماء حتى الآن من وصف أكثر من ألفي معدن مختلف، إلا أن جميع المعادن المشتركة التي تدخل في تركيب الصخور، وكذلك المعادن الاقتصادية، لا تتجاوز مائتي معدن فقط.
كيف يتم تشكيل المعادن؟
– النشاط الناري: تتم عملية التبلور من خلال سائل منصهر، حيث تبدأ المعادن بالتشكل بعد تبريد هذا السائل، أو من خلال التبلور من المحاليل الساخنة.
عمليات الترسيب: يحدث التبلور من خلال ترسيب المركبات الملحية في مياه البحر والمحيطات. ويحدث هذا الهطول نتيجة تبخر الماء، وقد يكون على شكل خامات معدنية رسوبية.
– عمليات التحول: قد تتشكل المعادن نتيجة تعرضها لعوامل مختلفة وهي الحرارة والضغط وبخار الماء والتفاعلات الكيميائية للمحاليل. ومن أمثلة المعادن التي تتشكل نتيجة عوامل التحول الجرافيت الذي يتكون من الفحم.
الخصائص العامة للمعادن
وهي تتشكل في الطبيعة تلقائيا دون أي تدخل بشري.
– الصلابة أو الصلابة وهي تعبر عن قدرة المعدن على خدش معدن آخر أو عدمه.
– المواد النقية التي لها مكونات كيميائية محددة ولها شكل بلوري تترتب فيه ذراتها في ثلاثة أبعاد بشكل هندسي منتظم ومتكرر.
– تتميز بعض المعادن بألوانها المميزة.
الخصائص الفيزيائية للمعادن
المظهر البلوري: هو الشكل الخارجي للبلورة والذي بدوره يعكس الترتيب الداخلي للذرات المكونة لها.
اللون: من الممكن تمييز عدد محدد من المعادن التي لها ألوان مميزة مثل الأخضر أو الأصفر، ويمكننا رؤيتها بالعين المجردة على السطح الخارجي للمعدن.
الفرك: بعد حك المعدن باستخدام وسادة الفرك، يتم إنتاج مسحوق محدد بلون محدد. يعبر الفرك عن لون مسحوق المعدن بعد عملية الفرك، ويستخدم لتمييز المعادن المتشابهة في اللون.
الصلابة: هي الخاصية التي تعبر عن مقاومة المعدن للخدش ويمكن تحديدها باستخدام معدن معروف صلابته وحكه به.
اللمعان: يتم التعبير عن مدى لمعان سطح المعدن من خلال شدة الضوء المنعكس عن سطحه، وهو إما بريق معدني، أو بريق شبه معدني، أو بريق غير معدني.
الشفافية: تعبر عن قدرة المعدن على مرور الضوء من خلاله، وتنقسم المعادن بناءً على ذلك إلى معدن معتم، ومعدن شبه شفاف، ومعدن شفاف.
الثقل النوعي: يعبر هذا التعبير عن كثافة المعدن بالنسبة لكثافة الماء.
الانفصال: هو قدرة المعدن على التشقق، ويحدث هذا التشقق على الأسطح ذات الروابط الكيميائية الضعيفة. غالبًا ما تتم عملية انقسام المعادن عند عدد من مستويات الانقسام.
علوم الأرض
علوم الأرض هي مجموعة العلوم التي تتعلق بدراسة نشأة الأرض وتكوينها، وعلاقتها بالكون، وتغيراته تحت تأثير العوامل الداخلية والخارجية. كل ما يتعلق بكوكب الأرض يدخل ضمن اهتمامات علوم الأرض وبالتالي فهو فرع من علوم الكواكب (والعلوم الطبيعية)، حيث يكتسب كوكب الأرض أهميته من كونه الكوكب الوحيد الذي يعرف وجود الحياة على سطحه حتى الآن. هناك دائمًا مناهج وأساليب اختزالية أو شمولية لعلوم الأرض. استخدمت الفروع التاريخية الرئيسية لعلوم الأرض الفيزياء والجيولوجيا والرياضيات والكيمياء وأخيرًا علم الأحياء لتشكيل فهم كمي لمناطق الغلاف الجوي الرئيسية داخل نظام الأرض.
التصنيف الكيميائي للمعادن
ويوجد المعدن على شكل مركب فيزيائي، ويمكن تحديد العناصر المكونة له عن طريق التحليل الكيميائي. كما يمكن معرفة تركيبته الكيميائية، وهناك عدة طرق لتصنيف المعادن. إلا أن التصنيف الكيميائي يعد من أبسط وأشمل وأهم الطرق لتقسيم المعادن، وهو التصنيف المتبع في معظم الجامعات ومتاحف الجيولوجيا والصناعات التعدينية في الوقت الحاضر.
تنقسم المعادن حسب تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات كما يلي:
– مجموعة المعادن الأولية: مثل الذهب، والألماس، والكبريت.
– مجموعة الكبريتيدات : وهي أملاح معدنية يتحد فيها الكبريت مع عناصر أخرى مثل الجالينا والبيريت
– مجموعة الأكسيد: وهي الأملاح المعدنية الناتجة عن اتحاد الأكسجين مع عناصر أخرى، مثل الكوارتز، والهيماتيت، والليمونيت.
– مجموعة الهاليدات: وهي أملاح معدنية تتحد عناصرها مع عناصر الهالوجين (الفلور والكلور والبروم واليود) مثل الهاليت والفلوريت.
– مجموعة الفوسفات: وهي أملاح معدنية تتحد عناصرها مع مجموعة الفوسفات، مثل الأباتيت.
– مجموعة الكربونات: وهي أملاح معدنية تتحد عناصرها مع مجموعة الكربونات، مثل الكالسيت والدولوميت.
– مجموعة الكبريتات: وهي أملاح معدنية تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات، مثل الأنهيدريت والجبس.
– مجموعة السيليكات: وهي الأملاح المعدنية التي تتكون نتيجة اتحاد مجموعة السيليكا مع عنصر واحد أو أكثر. السيليكات هي واحدة من أكبر مجموعات الأملاح المعدنية.
حقائق علمية:
وقد كشف الجيولوجيون أن 35% من مكونات الأرض حديد.
ويعتبر الحديد من أكثر المعادن ثباتاً، وتصل كثافته إلى 7874 كم3، وبالتالي يحافظ على توازن الأرض.
ويتميز الحديد بأعلى الخصائص المغناطيسية من أجل الحفاظ على الجاذبية الأرضية
أصل الحديد يأتي من بقايا النيازك والنيازك التي تسقط من الفضاء الخارجي على كوكب الأرض، حيث تتساقط آلاف النيازك التي قد يصل وزن بعضها إلى عشرات الأطنان، وقد تم اكتشاف بعضها في أستراليا وأمريكا.
– لا تتشكل ذرة الحديد الواحدة إلا بطاقة هائلة تفوق إجمالي الطاقة الشمسية.