دانلود تحقیق کانی شناسی

کانی شناسی ریشه لغوی لغت مینرال کانی که از قرون وسطی مورد استعمال قرار گرفته از لغت یونانی) Mna متشابه لاتینی آن Mina است ( به معنی "کانی" یا ")گردال" (از نظر معدن شناسی مشتق شده است، لذا نام فارسی آن یعنی "کانی" معروف موادی است که از کانسارها بدست میآورند.

نگاه اجمالی قرنها پیش از دستیابی انسان به فلزات و علم استخراج و مصرف آنها ، برخی از سنگها و کانیها مهمترین ابزار دفاعی ، زراعی و شکار بشر محسوب میشدهاند.

بشر اولیه جهت تهیه ابزار سنگی از مولد دارای سختی زیاد همچون سنگ چخماق ، کوارتزیت ، ابسیدین ، کوارتز و ...

که در محیط زندگیاش فراوان بوده استفاده کرده است.

نحوه استفاده و بکارگیری این مولد آنچنان در زندگی و پیشرفت انسان مؤثر بوده است که بر این اساس زمان زندگی انسان اولیه را به سه دوره دیرسنگی ، میانسنگی) و نوسنگی تقسیم شدهاند.

همزمان با شناخت فلزات و استخراج آنها عصر فلزات آغاز گردید.

احتمالاً اولین فلز استخراج شده در حدود ۴۵۰ سال ق.م ، مس بوده است.

کانیها از نظر فیزیکی و شیمیایی اجسام طبیعی و همگن هستند که تقریبا منحصرا بصورت بلور و یا لااقل توده بلورین حاوی ذرات ظریف و ریز تا درشت تشکیل میگردند.

فقط معدودی از کانیهایی که آنها را بصورت جامد میشناسیم، به حالت بی شکل و یا ژلهای وجود دارند.

با توجه به همگن بودن شیمیایی کانیها ، ترکیب آنها را میتوان بوسیله فرمول نشان داد.

مع ذلک این فرمول در بسیاری از حالات ، منظور عادی شمی را مجسم نمیکند، به این جهت در نگارش آن مفاهیم کریستالو شیمی به مقیاس وسیعی باید منظور گردد.

برای معرفی کانیها علاوه بر فرمول آنها ، تمام خواص فیزیکی مانند خواص نورانی ، الکتریکی ، مقاومت ، سختی و بالاخره خاصیت بلورشناسی نیز مورد بررسی قرار میگیرد.

اساس مطالعه این خواص موضوع کانی شناسی عمومی را تشکیل میدهد.

تاریخچه مصریان قدیم شش هزار سال قبل از میلاد در صحرای سینا فیروزه را به خاطر رنگ زیبایش استخراج میکردند.

انسانهای عهد حجر ، سنگ آتشزنه را که دارای سطح شکست تیز است، به عنوان چاقو و سرنیزه ، جهت تراشیدن چوب و تهیه نوک تیز کمان به کار میبرند.

علاوه بر تفریت که دارای سطح شکست منحنی شکل است برای تهیه تبر و از سنگ آتشزنه و پیریت جهت تهیه آتش استفاده میکردند.

عهد حجر زمانی خاتمه یافت که انسان توانست در نتیجه تجارب گوناگون از مس و قلع آلیاژی به نام مفرغ یا برنز تهیه کند.

در طی عهد برنز بشر قرنها تجربه اندوخت تا سرانجام حدود ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت.

به روایت دیگر حدود ۲۷۰۰ سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه مینموده است.

حدود ۳۰۰۰ سال ق.م مصریها از ذوب سیلیس ، شیشه تهیه نمودند و قرنها پیش از میلاد مسیح چینها در فسیلها از کائولن ابزار چینی میساختهاند.

در طول تاریخ اطلاعات بسیاری در رابطه با چگونگی شکل گیری ، جنس ، ساختمان و سایر خصوصیات کانیها بدست آمده است.

سیر تحولی و رشد اصولا یونانیها نخستین ملتی بودند که جنبه علمی کانیها را بررسی کردند مثل تالس ملطی که ۴۸۵ سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس ۵۲۷-۵۴۹ ق.م که دست به استخراج معادن زد.

یک کتاب سنگ شناسی الاحجار) که به ارسطو (۳۲۲-۳۸۴ ق.م نسبت میدادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است ۲۸۸-۳۷۲ ق.م بجا مانده بنام "راجع به سنگها" که شاید بتوان گفت اولین کتاب علمی کانی شناسی است.

کتاب با ارزش دیگری که بعدها نوشته شد بوسیله پزشک رومی جالینوس ۲۰۱-۱۱۳ م بود.

اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا ۱۰۳۷-۹۷۰تحت عنوان "درباره کانیها" را شاید بتوان گفت اولین کتابی است که کانیها را بطور سیستماتیک به چهار دسته تقسیم کرده است.

از اروپاییان از کانی شناس آلمانی آلبرت فون بول ۲۸۰-۱۱۹ م یاد میکنیم این شخص که به ماگنوس معروف است داراری پنج جلد کتاب از زمینه کانی شناسی است.

از دو شخصیت دیگر آلمانی به نامهای باسیلوس والنتین و آگریکولا ۱۶۲۳-۱۵۵۵یاد میکنیم که شخص اخیر بعدها به پدر کانی شناسی معروف گشت.

آخرین شخصی که کانیها را از نظر ظاهری مورد مطالعه قرار داد، کانی شناس روسی لموسوف ۱۷۱۱-۱۷۶۵ بود.

در سال ۱۶۶۹ یک دانشمند دانمارکی به نام نیلس استنسن قانون ثابت بودن زوایا را کشف کرد.

در همین سال شخص دیگری به نام اراسموس بارتولینوس موفق به کشف شکست مضاعف کلیست ایسلندی گردید.

قانون پارامتر وایس آلمانی در دهه دوم قرن بیستم وضع کرد.

در سال ۱۸۳۰ هسل ۳۲ کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی ۲۳۰ شبکه فضایی را ثابت کردند.

با کشف اشعه ایکس بوسیله رنتگن ، تحول عظیمی در کانی شناسی بوجود آمد بدینوسیله برای اولین مرتبه ماکس فون لاوه موفق به مطالعه ساختمان داخلی کریستال گردید.

بعد از اینکه استفاده از اشعه ایکس در کانی شناسی نشان داده شد، براگ در سال ۱۹۱۳ اولین ساختمان یعنی شبکه نمک طعام را معرفی نمود.

کانی چیست؟

کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت میشود.

خواص فیزیکی کانیها در حدود مشخص ممکن است تغییر نمایند.

کانیها به صورت اجسام هندسی با ساختمان اتمی منظم متبلور میگردند که به آن بلور میگویند.

اگر بلور یک کانی را به قطعات کوچک و کوچکتر تقسیم نماییم سرانجام به کوچکترین جزء دارای شکل هندسی منظم خواهیم رسید که آن را واحد تبلور ، سلول اولیه و یا سلول واحد بلور مینامند.

از کنار هم قراردادن واحدهای تبلور شبکه بلور که سازنده اجسام متبلور است ایجاد میگردد.

علاوه بر کانیهای متبلور با دسته‌ای از ترکیبات دارای تمامی خواص کانی بجز سیستم تبلور می‌باشند که این دسته را شبه ‌کانی می‌نامند و شرایط تشکیل کانیها بسیار متفاوت است ، برخی مانند پیریت ممکن است در شرایط بسیار متنوعی ایجاد ‌گردند در حالیکه برخی دیگر به عنوان شاخص کانی ، فشار ، دما وجود عناصر رادیواکتیو و ...

مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همه کانیها به استثنا شبه‌کانی‌ها در یکی از ۷ سیستم تبلور شناخته شده متبلور می‌گردند.

برخی از کانیها در شرایط مشابه در کنار هم تشکیل می‌گردند که به آنها پاراژنز با کانی‌های همراه گفته می‌شود.

کانیها در طبیعت در اندازه‌‌های بسیار متفاوتی یافت می‌شوند که بر این اساس آنها را به درشت بلور ، متوسط بلور ، ریز بلور و مخفی بلور تقسیم می‌نمایند.

برخی از انواع درشت بلور و متوسط بلور در نمونه‌های دستی قابل تشخیص بوده ، انواع ریز بلور توسط میکروسکوپهای قوی و کانیهای مخفی بلور را به کمک اشعه ایکس و میکروسکوپهای الکترونی می‌توان شناسایی نمود.

اهمیت اقتصادی کانیها کانیها دارای ارزش اقتصادی بسیار زیادی می‌باشند، بطوری که اقتصاد بسیاری از کشورهای جهان نظیر شیلی ، گینه ...

بر اساس مواد معدنی پایه‌ریزی شده است.

اگر چه بسیاری از کانیها دارای ارزش درمانی ویژه خود هستند و حتی تعدادی به عنوان مواد سمی و مهلک مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولی افرادی نیز وجود دارند که همراه داشتن کانیهای معین را در درمان برخی از بیماریهای موثر می‌دانند.

در سراسر جهان عده زیادی علاقمند به جمع‌آوری مجموعه‌های کانی هستند، در یک پیک نیک خانوادگی می‌توان نمونه‌هایی از این خلقت زیبای خداوند جمع‌آوری نمود.

با توجه به اینکه در کشور ما کانیهای متنوعی وجود دارند و بسیاری از آنها قابل دسترس می‌باشند.

کانیها از دوران پیش از تاریخ ، نقشی اصلی در نحوه زندگی بشر و استاندارد زندگی وی داشته‌اند.

با گذشت هر قرن ، اهمیت اقتصادی کانیها به گونه‌ای فزاینده بیشتر شده و امروزه به اشکال بیشماری ، از احداث آسمانخراشها گرفته تا ساخت رایانه به آنها وابسته‌ایم.

تمدن جدید ، به طور شگفت آوری به کانیها وابسته است و کاربرد وسیع آنها را الزامی کرده است.

تعداد کمی از کانیها مانند تالک ، آزبست ، گوگرد و ...

به همان شکل استخراج شده ، معروف می‌شوند.

اما بسیاری از آنها را برای به دست آوردن یک ماده مفید ، باید در آغاز فرآوری کرد.

▪ برخی از محصولات آشناتر عبارتند از : ـ آجر ـ شیشه ـ سیمان ـ گچ و چیزی در حدود بیست فلز از آهن گرفته تا طلا.

کانسنگهای فلزی و کانیهای صنعتی در همه قاره‌ها و در هر جا که کانیهای خاص به اندازه کافی تمرکز یافته و استخراج آنها اقتصادی باشد، استخراج می‌شوند.

رنگ کانی اطلاعات اولیه برای شناسایی کانیها از خواص فیزیکی ، کرسیتالوگرافی ، شمیایی و هم چنین بررسیهای زمین شناسی استفاده می‌شود .

با اینکه نتیجه حاصل از مطالعه خواص کرسیتالوگرافی و شمیایی و همچنین بررسیهای زمین‌ شناسی از دقت بیشتری برخوردار می‌باشد ولی چون استفاده از موارد سه گانه فوق مستلزم صرف وقت زیادی است، لذا در شناساییهای مقدماتی از خواص فیزیکی مدد می‌گیرند، زیرا با اینکه استفاده از خواص فیزیکی در بعضی موارد از دقت کمتری بهره مند است ولی به لحاظ سرعت عمل بخصوص در کارهای روی زمین می‌تواند مفید فایده باشد.

رنگ یکی از خواص مهم کانیهاست ، بطوری که نامگذاری اکثر کانیها با توجه به نوع رنگ آنها صورت گرفته است، چگونگی تشکیل رنگ بسیار پیچیده می‌باشد.

▪ مطالعه رنگ کانیها برای مطالعه رنگ کانیها دو روش معممول است: ۱) مطالعه نوری که از کانی عبور می‌کند و یا مطالعه نوری که کانی منعکس می‌نماید.

کانیهایی که نور را از خود عبور می‌دهند و یا مگنتیسم هستند (عناصر اصلی جدول تناوبی و ترکیبات مختلفی آن) کانیهایی که در نور انعکاسی مورد پژوهش قرار می‌گیرند پارامگنتیسم می‌باشند (عناصر فرعی جدول تناوبی و ترکیبات آنها.

عناصر فرعی جدول همیشه باعث رنگ می‌شوند مثل کرم ، کبالت ، آهن و مس.

تقسیم بندی کانیها از نظر رنگ بطور کلی کانیها را از نظر رنگ به ۳ دسته تقسیم می‌کنند.

الف) ئیدیوکروماتیسم Idiochromatis بعضی از کانیها در طبیعت همیشه رنگ بخصوص دارند که این رنگ فقط در این نوع کانیها دیده می‌شود مثل مالاکیت سبز ، آزوریت آبی آسمانی ، لازولیت آبی رنگ است.

ئیدیوکروماتیسم ‌معنی رنگ ویژه می‌دهد.

ب) آلوکروماتیسم Allochromatism بعضی از کانیها در اصل بی‌رنگ هستند ولی به علت وجود مواد ناخالص و یا پیگمنت به رنگهای مختلفی دیده می‌شوند که هر یک از آنها با توجه به رنگی که دارند اسامی مختلفی را دارا می‌باشند.

مخصوصا این مطلب در مورد کوارتز بخوبی صادق است.

مثلا کوارتز بی‌رنگ را در کوهی ، کوارتز سفید را کوارتز شیری ، کوارتز بنفش را آمتسیت ، کوارتز زرد را سیتیرین ، کوارتز دودی ، کوارتز صورتی را رز کوارتز و بالاخره کوارتز سیاه را مورین می‌‌نامند.

ج) پسیدوکروماتیسم Pseudochromatism بعضی از کانیها شفاف و یا نیمه شفاف در جهات مختلف رنگهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند .

این کانی‌ها اصولا فاقد رنگ می‌باشد.

ولی چون شعاعهای نوری پس از برخورد به سطح کریستالی آنها که دارای رخ و یا ماکلهای ریزی می‌باشند در جهات گوناگونی انعکاس می‌یابند در نتیجه تداخل این شعاعهای انعکاسی در جهات مختلف رنگهای متفاوتی به چشم می‌خورد.

این خاصیت بویژه در لابرادور و همچنین در اوپال اصیل (Noble opal) بخوبی دیده می‌شود.

گاهی ممکن است این تداخل امواج گمراه کننده مثلا گارنیریت دارای رنگی شبیه مالاکیت است و فقط در صورتی می‌توان این دو را از یکدیگر تشخیص داد که آنها پهلوی هم قرار داده شود و باهم مقایسه گردد.

نامگذاری کانی بر اساس رنگ همانطوری که اشاره شد نامگذاری بعضی از کانیها بر اساس رنگشان صورت گرفته است.

کلریت اقتباس است از کلمه یونانی (hloros) به معنی سبز ورودونیت از لغت یونانی (Rhodon) به معنی گل رز گرفته شده ، رابی از کلمه یونانی (Ruber) اقتباس گشته و سرانجام کروکوئیت که منشا آن لغت یونانی (Crocos) به معنی زعفران است گرفته شده.

تاثیر ناخالصی یا پیگمنت در رنگ کانی در ضمن در اصطلاح کانی شناسی پیگمنت به ماده‌ای گفته می‌شود که باعث تغییر رنگ کانی گردد، البته خود کانی ممکن است، رنگی نداشته باشد ولی مقدار پیگمنت حتی به مقدار یک صدم درصد نیز می‌تواند باعث رنگ کانی گردد.

وجود کروم به صورت پیگمنت در کرندوم باعث رنگ قرمز این کانی می‌شود که در این حالت به آن یاقوت می‌گویند.

همچنین اگر در کرنودم آهن سه ظرفیتی ، آهن و منگنز دو ظرفیتی ، تیتانیوم و بالاخره مخلوطی از آهن دو و سه ظرفیتی به صورت پیگمنت باشد، به ترتیب رنگهای قهوه‌ای ، عنابی ، آبی و سیاه دیده می‌شود.

علاوه بر این کانیهایی که دارای مقداری ناخالصی هستند.

اگر تحت تاثیر اشعه های آلفا، بتا و گاما قرار گیرند رنگین می شوند .

مثلا نمک طعام را می توان با اشعه ایکس برنگ زرد درآورد.

رنگ سفید شیری کانیها نتیجه وجود حبابهای هوا در لایه‌های کریستالی می‌باشد.

برای تشخیص صحیح رنگها لازم است از رنگهای مختلفی که در ذهن داریم استفاده گردد منتها بایستی توجه داشت نامهایی که برای رنگها ذکر می‌کنیم مانوس و متداول