نظراً لكثرة عدد المعادن واختلاف خصائصها وفصائل تبلورها كان لا بد من تصنيفها. ولعمل ذلك لا بد من اختيار أساس لإجراء عملية التصنيف. ولما كانت الأسس الممكن اختيارها كثيرة ومتعددة اتفق العلماء على اعتماد التصنيف الأكثر شمولية، فكان اعتماد التركيب الكيميائي كأساس لعملية التصنيف. ويعتمد هذا التصنيف على وضع المعادن التي تحوي الأيون السالب ذاته في مجموعة واحدة مثل وضع المعادن التي تحوي أيون الكربونات السالب (CO32-) في مجموعة وتسمى مجموعة الكربونات. ومجموعة المعادن التي تحوي أيونات الكبريتات السالب (SO2-4) تسمى مجموعات الكبريتات، وهكذا...، لاحظ أننا يمكن أن نصنّف المعادن اعتماداً على بنائها البلوري، أو اعتماداً على قساوتها، أو ألوانها.
1- التصنيف الكيميائي للمعادن
أمكن تصنيف المعادن اعتماداً على تركيبها الكيميائي إلى المجموعات التالية:
أ- المعادن العنصرية مثل: الذهب (Au)، الكبريت (S)، الألماس (C).
ب- الأكاسيد مثل: الهيماتيت (Fe2O3)، الماغنيتيت ((Fe3O4، الكورندم (Al2O3).
جـ- الكبريتيدات مثل: الغالينا (PbS)، البيريت (FeS2).
د- الكبريتات مثل: الجبس (CaSO4.2H2O)، الباريت ((BaSO4.
هـ- الهاليدات مثل: الهاليت (NaCI) (ملح الطعام)، الفلوريت (CaF2).
و- الكربونات مثل: الكالسيت (CaCO3)، الملاكيت Cu2CO3(OH)2 والأوزوريت Cu3(CO3)2(OH)2.
ز- الفسفات مثل: الأباتيت Ca5(PO4)3(F,CI,OH)، التركواز [CuAI6(PO4)4 (OH)8.4H2O] .
ح- السليكات مثل: الأوليفين (Mg,Fe)2 SiO4، والكوارتز SiO2.
ومن دون شك فإن معادن المجموعة الثامنة هي الأكثر أهمية وشيوعاً في القشرة الأرضية إذ ان المعادن التي تقع ضمنها هي التي تكوّن الغالبية العظمى من الصخور.
2- تصنيف المعادن السليكاتية
كما سبق أن ذكرنا تعتبر مجموعة المعادن السليكاتية أكثر مجموعات المعادن شيوعاً في صخور القشرة الأرضية، يليها في ذلك مجموعة الكربونات ممثلة بمعدن الكالسيت، ويعود السبب في ذلك – أي في كونها أكثر المجموعات شيوعاً- إلى إمكانية بناء أنسجة بلورية مختلفة عمادها ذرات السليكون والأكسجين، وهي في هذا تشبه المركبات الهيدروكربونية التي عمادها ذرتا الكربون والهيدروجين.
الجدول (13-1): قائمة بالعائلات السليكاتية
 |
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(1) الصيغة الكيميائية ليست للحفظ.
وفيما يلي وصف لعائلات المعادن السليكاتية الموضحة في الجدول السابق:
أ-
|
الأولفين (Olivine): وهو اسم لعائلة من المعادن تمتاز بلونها الأخضر الزويتوني وبريقها الزجاجي، وتتبلور على درجات حرارة مرتفعة. وتكثر معادن هذه العائلة في صخور البازلت والغابرو وهي سليكات حديدية مغنيسية.
| ||||
ب-
|
البايروكسين (Pyroxene): وهو اسم لعائلة من المعادن تمتاز بلونها الأسود وانفصام باتجاهين متعامدين، ويكثر وجود هذه المعادن في الصخور البازلتية المكونة للقشرة الأرضية، وهي كذلك سليكات حديدية مغنيسية.
| ||||
ج-
|
الأمفيبول (Amphibole): أشهر معادن هذه العائلة شيوعاً هو معدن الهورنبلند ولون هذا المعدن إما أخضر غامق أو أسود، وما يميزه عن البايروكسين هو اتجاهات الانفصام والتي تميل على بعضها بزوايا 120 ْ/ 60 ْ، وهي سليكات حديدية مغنيسية، قد يدخل الكالسيوم وغيره من الأيونات الموجبة في تركيبها.
| ||||
د-
|
المايكا (Mica): يمثل هذه العائلة معدناً المسكوفيت والبيوتيت. أما معدن المسكوفيت (مايكا بيضاء) فيمتاز بلونه الفاتح وبريقه الؤلؤي (لافلزي). وأما البيوتيت (مايكا سوداء) فله لون غامق بسبب احتوائه على الحديد والمغنيسيوم. ويكثر وجود معادن هذه العائلة في صخور الغرانيت . وتظهر انفصاماً في اتجاه واحد. لاحظ دخول عناصر البوتاسيوم والألمنيوم في بنيتها.
| ||||
| هـ- |
الفلسيبار (Felspar): تمثل معادن هذه العائلة 50% من مكونات القشرة الأرضية وتقسم إلى فرعين:
|
وتمتاز معادن كلا الفرعين بألوانها الفاتحة واتجاهي انفصام متعامدين. وكذلك عدم وجود المغنيسيوم والحديد في بنيتها. بل إن البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والألومنيوم هي الأيونات الموجبة الأساسية فيها.
الشكل (13-1): عينة من الأورثوكليز.
الشكل (13-2): عينة من البلاجيوكليز.
الكوارتز (Quartz): وهو المعدن الوحيد من مجموعة المعادن السليكاتية الذي يتكون من السليكون والأكسجين فقط. وكبقية المعادن الأخرى يمكن أن يحتوي على شوائب تكسبه ألواناً مختلفة كالأبيض والسكني والأرجواني (أميثيست).
|
و
|
لو قدر لك أن تحصل على عينة من كل نوع من المعادن السابق ذكرها لوجدت أنه يمكن تقسيم عيناتها إلى مجموعتين إحداهما معادن غامقة اللون، والأخرى معادن فاتحة اللون. والمعادن الغامقة تمتاز باحتوائها على عنصري الحديد والمغنيسيوم بالمقارنة مع مجموعة المعادن الفاتحة التي لا تحتوي على هذين العنصرين. لذا قسمت المعادن السليكاتية إلى قسمين هما:
أ. المعادن السليكاتية الفيّرومغنيسية أو الحديدية المغنيسية Ferromagnesian Minerals
ب. المعادن السليكاتية غير الفيّرومغنيسية Nonferromagnesian Minerals
نشاط 13-1
تصنيف المعادن السليكاتية
صنف عائلات مجموعة المعادن السليكاتية إلى معادن غامقة ومعادن فاتحة معتمداً في ذلك على التركيب الكيميائي لكل مجموعة كما هو موضح في الجدول (13- 1).
|
3- البنية البلورية للمعادن السليكاتية
تضم عائلة المعادن السليكاتية أكثر من 90% من معادن القشرة الأرضية، ويمثل أفراد هذه العائلة مركبات لعنصري السليكون والأكسجين، بالإضافة إلى عنصر أو أكثر من العناصر الفلزية كالحديد والألومنيوم. ووحدة البناء الأساسية في المعادن السليكاتية مكونة منأربع ذرات من الأكسجين مرتبة حول ذرة من السليكون، ويربطهما معاً روابط مشتركة، ولو تخيلنا خطوطاً وهمية تربط بين الأكسجين الأربع لنتج لدينا شكل هندسي يسمى رباعي الأوجه منتظم (Tetrahedron) وهو شكل بلوري كما هو موضح في الشكل(13 – 3).
ويمثل هذا الشكل الهندسي وحدة البناء الأساسية في المعادن السليكاتية. ويرجع سر وجود هذا العدد الكبير من المعادن السليكاتية في القشرة الأرضية بالمقارنة مع بقية مجموعات المعادن الأخرى إلى إمكانية ربط مجسمات رباعي الأوجه منتظم (Tetrahedron) مع بعضها بعضاً بطرق مختلفة كما هو موضح في الشكل (13-4).
| 
الشكل (13-3): (أ) مجسم رباعي الأوجه منتظم لأربع ذرات من الأكسجين (O) مرتبة حول ذرةمن السليكون (.)
(ب) مسقط لمجسم رباعي الأوجه منتظم
|
أ-
|
ترابط أيوني: بهذه الكيفية ترتبط مجسمات رباعي الأوجه المنتظم والمكونة من SiO4-4 السالبة الشحنة مع أيونات كالحديد أو المغنيسيوم (Fe2+,Mg2+) الموجبة الشحنة كما في الأوليفين. انظر الشكل (13-4أ).
|
ب-
|
ترابط على شكل أحادي السلسلة: حيث تشترك مجسمات رباعي الأوجه المنتظم مع بعضها لإنتاج سلسلة من المجسمات كما هو الحال في البايروكسين. انظر الشكل (13-4ب).
|
جـ-
|
ترابط على شكل سلسلة مزدوجة: كما هو الحال في الأمفيبولات. لاحظ الشكل (13-4جـ).
|
د-
|
ترابط على شكل صفائح: كما هو الحال في المايكا. لاحظ الشكل (13-4د).
|
 |
الشكل (13-4): بعض من كيفيات ترابط مجسمات رباعي الأوجه المنتظم مع بعضها بعضاً لإنتاج المعادن السليكاتية.
0 Comments