پوسته جامد زمین - پوسته زمین - تنها 1.5٪ از حجم کل کره زمین را تشکیل می دهد. اما، با وجود این، این پوسته زمین یا به عبارتی لایه بالایی آن است که بیشترین علاقه را برای ما دارد، زیرا منبع مواد خام معدنی است.
مواد معدنی- اینها اجسام طبیعی نسبتاً همگنی هستند که ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی خاصی دارند. نام "معدنی" از کلمه لاتین "minera" گرفته شده است که در لغت به معنای سنگ معدن، سنگ معدن است. علمی که به مطالعه ترکیب، ساختار و خواص کانی ها، منشأ و شرایط پیدایش آنها می پردازد، کانی شناسی نامیده می شود.
مواد معدنی تشکیل می شوددر نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی رخ داده در پوسته زمین. مانند تمام طبیعت اطراف ما، آنها از عناصر شیمیایی. به بیان تصویری، یک ماده معدنی نوعی ساختمان ساخته شده از آجر - عناصر شیمیایی است که طبق قوانین خاصی از طبیعت ساخته شده است. و همانطور که انسان ساختمان های مختلفی را روی زمین از تقریباً همان تعداد آجر ساخته است، طبیعت نیز از تعداد نسبتاً کمی از عناصر شیمیایی بیش از 3 هزار ماده معدنی مختلف را در پوسته زمین ایجاد کرده است.

در مجموع، با در نظر گرفتن انواع متعدد، بیش از 7 هزار نام از آنها وجود دارد که با توجه به برخی ویژگی ها به هر ماده معدنی داده می شود.
در پوسته زمین، مواد معدنی اغلب نه به طور مستقل، بلکه به عنوان بخشی از آن یافت می شوند. آنها تا حد زیادی خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ ها را تعیین می کنند و از این نظر بیشترین علاقه را برای فناوری پردازش سنگ دارند.
بیشتر مواد معدنی در طبیعت در حالت جامد وجود دارند. کانی های جامد می توانند کریستالی یا بی شکل باشند که از نظر شکل هندسی خارجی متفاوت هستند - برای کانی های کریستالی منظم و برای بی شکل نامشخص.

شکل مواد معدنی بستگی دارددر مورد آرایش اتم ها در آنها. در کانی‌های کریستالی، اتم‌ها در یک نظم کاملاً مشخص قرار می‌گیرند و یک شبکه فضایی را تشکیل می‌دهند، به همین دلیل بسیاری از کانی‌ها (به عنوان مثال، کریستال کوارتز) ظاهری مانند چند وجهی منظم دارند. کانی های کریستالی ناهمسانگرد هستند، یعنی خواص فیزیکی آنها در جهات مختلف متفاوت است. در کانی های بی شکل (معمولاً به شکل مهره ها) اتم ها به طور تصادفی مرتب می شوند. چنین کانی هایی همسانگرد هستند، یعنی خواص فیزیکی آنها در همه جهات یکسان است.

طبقه بندی مواد معدنی

مطابق با طبقه بندی شیمیایی که در حال حاضر پذیرفته شده است، همه مواد معدنی را می توان به 9 کلاس تقسیم کرد:
I. سیلیکات ها نمک های اسیدهای سیلیسیک هستند که در میان آنها زیرگروه هایی از مواد معدنی وجود دارد که ترکیب و ساختار مشترکی دارند: فلدسپات ها که بر اساس تقسیم بندی می شوند. ترکیب شیمیاییبرای پلاژیوکلازها و ارتوکلازها، پیروکسن ها، آمفیبول ها، میکاها، الیوین، تالک، کلریت ها و کانی های رسی. این پرتعدادترین طبقه است که تا 800 کانی دارد.
II. کربناتها نمکهای اسید کربنیک هستند که شامل 80 ماده معدنی می شود که رایج ترین آنها کلسیت، منیزیت و دولومیت است.

III. اکسیدها و هیدروکسیدها - حدود 200 ماده معدنی را با هم ترکیب می کنند که از جمله رایج ترین آنها کوارتز، اوپال، لیمونیت و هاماتیت است.
IV. سولفیدها ترکیباتی از عناصر با گوگرد هستند که تعداد آنها به 200 ماده معدنی می رسد. نماینده معمولی- پیریت
V. سولفات ها - نمک های اسید سولفوریک شامل حدود 260 ماده معدنی،
که در این میان گچ و انیدریت بیشترین فراوانی را دارند.
VI. هالیدها نمک اسیدهای هالید هستند که تعداد آنها حدود 100 دقیقه است.
رالوف. نمایندگان معمولی هالوژن هالیت (نمک سفره) و
فلوریت
VII. فسفات ها نمک های اسید فسفریک هستند. یک نماینده معمولی است
آپاتیت
هشتم. تنگستات ها ترکیبات اسید تنگستیک هستند.
IX عناصر بومی الماس و گوگرد هستند.

کانی شناسی.

کانی شناسی (از کانی و... logy)، علم ترکیبات شیمیایی طبیعی - کانی ها، ترکیبات، خواص، ویژگی ها و نقوش آنها. ساختار فیزیکی(ساختارها)، و همچنین در مورد شرایط شکل گیری و تغییر در طبیعت. وظیفه اصلی کانی شناسی ایجاد است مبانی علمیبرای جستجو و ارزیابی ذخایر معدنی، غنی سازی آنها برای استفاده عملی در اقتصاد ملی.

کانی شناسی یکی از قدیمی ترین علوم زمین شناسی است که با توسعه آن، علوم جدیدی از آن جدا شده و رشد می کنند. علوم مستقل. بنابراین، در قرن 19. کریستالوگرافی و سنگ نگاری در آغاز قرن بیستم از کانی شناسی جدا شدند. - مطالعه کانی ها، ژئوشیمی و سپس شیمی کریستال.

گرایش های اصلی کانی شناسی:

• کانی شناسی توصیفی- مشغول مطالعه، انباشت و شفاف سازی مطالب واقعیتوسعه مسائل سیستماتیک؛ تعمیم داده های ریخت شناسی، مشخصات فیزیکیمواد معدنی و ترکیب شیمیایی آنها
• کانی شناسی ژنتیکی- شرایط، الگوها و فرآیندهای منتهی به شکل گیری معین را روشن می کند گونه های معدنیو انجمن های معدنی - ذخایر معدنی.
• کانی شناسی تجربی- به مدل سازی فرآیندهای طبیعی و مطالعه سیستم های فیزیکوشیمیایی می پردازد تا شرایط وقوع مواد معدنی در طبیعت را روشن کند.
• کانی شناسی منطقه ای- تعمیم مطالعه کانی شناسی برخی از مناطق و استان های سنگ معدن برای ایجاد الگوهای توزیع مواد معدنی و انجمن های آنها در ارتباط با تاریخ توسعه زمین شناسی منطقه.
• کانی شناسی کاربردی- مشکلات مرتبط با دخالت گونه های معدنی جدید در استفاده صنعتی را با انجام تحقیقات کانی شناسی با هدف استفاده کامل تر از مواد خام معدنی و افزایش استخراج اجزای مفید آن ایجاد می کند.
• کانی شناسی اجرام کیهانی.

کانی ها مواد کریستالی هستند که از نظر ترکیب و ساختار همگن هستند و در نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی طبیعی به وجود می آیند و جزء سنگ ها و کانه ها هستند.

کانی ها نه تنها شامل مواد کاملاً کریستالی، بلکه برخی از مواد طبیعی کریپتوکریستالی و بی شکل هستند که از دوران باستان به پادشاهی کانی ها تعلق دارند. اینها مواد جامد، محصولات فرآیندهای طبیعی، اجزای سنگ ها هستند. (مثال: کلسدونی، عقیق).

مواد معدنی شامل تشکیلات طبیعی شیمیایی و ساختاری همگن هستند که اجزای دیگر اجرام کیهانی - ماه، سیارات، شهاب سنگ ها هستند.

محصولات مصنوعی مختلفی که از نظر خواص، ترکیب و ساختار مشابه مواد معدنی هستند، کانی های مصنوعی نامیده می شوند.

نام‌گذاری کانی‌ها بر اساس ویژگی‌های فیزیکی مشخصه، ترکیب شیمیایی یا مکانی که برای اولین بار در آنجا کشف شده‌اند، صورت می‌گیرد. بسیاری از کانی ها به نام دانشمندانی که آنها را کشف یا توصیف کرده اند نامگذاری شده اند.

متداول ترین دسته از کانی ها در طبیعت سیلیکات ها هستند (حداقل 75 درصد). رایج ترین کانی های موجود در پوسته زمین فلدسپات و کوارتز هستند که به ترتیب 55% و 12% را تشکیل می دهند.

کانی هایی که وجود آنها در ترکیب سنگ ها غالب است، نامیده می شوند سنگ سازی.

مواد معدنی موجود در سنگ ها به صورت ناخالصی نامیده می شوند لوازم جانبی.

استفاده از مواد معدنی

امروزه حدود 4 هزار گونه معدنی در پوسته زمین کشف شده است. به طور مداوم، هر ساله، گونه ها یا گونه های جدیدی کشف می شوند. تنها چند صد نوع کانی در پوسته زمین رایج‌ترین نوع ماده معدنی است، اما حتی از این کانی‌ها، همه مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. با این حال، همراه با کشف گونه های جدید، فن آوری ها نیز در حال بهبود هستند، که امکان گسترش مداوم دامنه مواد معدنی مورد استفاده در اقتصاد و دامنه کاربرد آنها را فراهم می کند. ذخایر صنعتی مواد معدنی آنقدر که به نظر می رسد رایج نیستند و درصد زیادی از مواد معدنی را تشکیل نمی دهند. تعداد کلذخایر اکتشاف شده بزرگترین ارزش برای صنعت است سپرده های پیچیده که ممکن است شامل چندین گونه معدنی باشد که برخی از آنها ممکن است اصلی و بقیه تصادفی باشند.

زمانی که گیاهان سبز و میکروارگانیسم‌ها روی آن‌ها می‌نشینند، خاک‌ها از لایه سطحی سنگ‌ها تشکیل می‌شوند. به سنگ هایی که از آنها خاک تشکیل می شود، سنگ های خاک ساز یا مادر می گویند. به آنها خاک و زیر خاک نیز می گویند.

ترکیب شیمیایی و کانی شناسی خاک بستگی به ترکیب سنگی دارد که از آن تشکیل شده است. سنگ ها از کانی هایی تشکیل شده اند که منشأ مشترکی دارند. بیشتر سنگ ها از چند کانی تشکیل شده اند، سنگ های ساده از یک کانی تشکیل شده اند.

مواد معدنی. جسم طبیعی که دارای ترکیب شیمیایی ثابت و خواص فیزیکی معینی باشد کانی نامیده می شود.

بر اساس منشأ آنها، بین کانی‌های اولیه تشکیل‌دهنده سنگ‌های آذرین و کانی‌های ثانویه که در نتیجه هوازدگی کانی‌های اولیه و تغییر در ترکیب شیمیایی آنها ایجاد می‌شوند، تمایز قائل می‌شوند.

کانی های اولیه خاک شامل آن دسته از کانی هایی است که جزء سنگ های آذرین بوده و بدون تغییر در ترکیب به سنگ ها و خاک های دیگر منتقل شده اند. بنابراین، کانی‌های اولیه بازمانده سنگ‌های آذرین را نشان می‌دهند که تنها تحت تخریب مکانیکی قرار گرفته‌اند، اما ترکیب شیمیایی خود را حفظ کرده‌اند. کانی های اولیه معمولاً با کانی های ثانویه مخلوط می شوند که بخش عمده ای از خاک ها را تشکیل می دهند. فقط سنگ ها و خاک های شنی عمدتاً از ماده معدنی اولیه - کوارتز تشکیل شده اند. ترکیب سنگ‌ها و خاک‌های مادر شامل کانی‌های اولیه زیر است: کوارتز، فلدسپات‌ها (اورتوکلاز، میکروکلین)، میکا، مگنتیت، هماتیت و غیره. کانی‌های اولیه از ماگما در روده‌های زمین در دما و فشار معینی تشکیل می‌شوند. هنگامی که به سطح زمین می رسند، تحت تأثیر آب، هوا و موجودات زنده از بین می روند و به کانی های ثانویه تبدیل می شوند و از آنها سنگ های رسوبی خاک ساز به وجود می آیند.

چندین طبقه بندی مواد معدنی وجود دارد: شیمیایی، ژنتیکی، کاربرد عملی. طبقه بندی کانی ها بر اساس ترکیب شیمیایی در زیر مورد بحث قرار می گیرد.

همه مواد معدنی به کلاس های زیر تقسیم می شوند: عناصر بومی، سولفیدها، هالیدها، اکسیدها، نمک اسیدهای اکسیژن (کربنات ها، سولفات ها، فسفات ها، نیترات ها)، سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها، ترکیبات هیدروکربنی.

عناصر بومی از یک عنصر شیمیایی تشکیل شده اند. اینها شامل الماس، گرافیت، گوگرد، و همچنین مواد معدنی - نقره، طلا، پلاتین است. کانی های این طبقه کمتر از 0.1 درصد جرم را تشکیل می دهند پوسته زمینو اغلب کمیاب یا گرانبها هستند.

الماس سخت ترین ماده معدنی است که تحت فشار بسیار زیاد در روده های زمین تشکیل می شود. این به طور گسترده ای در فناوری و برای تولید استفاده می شود جواهر سازی.

گرافیت یک ماده معدنی بسیار نرم است، اگرچه ترکیب شیمیایی آن مشابه الماس است. از زغال سنگ و قیر در نتیجه فرآیندهای دگرگونی تشکیل می شود. رنگ آن از خاکستری تیره تا سیاه متغیر است. این به شکل توده های متراکم در بین سنگ های دگرگونی رخ می دهد: شیست، مرمر، گنیس. از گرافیت ها برای ساخت مداد، الکترود در راکتورهای هسته ای و بوته های ذوب الکتریکی استفاده می شود.

گوگرد یک ماده معدنی زرد روشن است که به شکل کریستال ها و توده های خاکی یافت می شود. این بوسیله تبلور از محلول های آبی داغ و همچنین در هنگام فوران های آتشفشانی و هوازدگی سولفات ها تشکیل می شود. گوگرد به طور گسترده ای در صنایع شیمیایی، کشاورزی و پزشکی. متعلق به کانی های خاک ساز است.

سولفیدها ترکیبات گوگردی هستند فلزات سنگین(نمک های هیدروسولفید اسید). متداول ترین مواد در پوسته زمین پیریت، کالکوپیریت، گالن، سینابار و غیره می باشد. بسیاری از کانی های این طبقه کانی هایی هستند که از آنها مس، سرب و جیوه به دست می آید. محصولات هوازدگی سولفید در تشکیل خاک شرکت می کنند.

پیریت FeS2 پیریت آهن یا گوگرد است. بیشتر اوقات از ماگمای مذاب و همچنین از طریق تبلور هنگام قرار گرفتن در معرض بخارات داغ روی ترکیبات آهن یا در نتیجه فرآیندهای دگرگونی تشکیل می شود. پیریت به عنوان یک ماده خام برای تولید اسید سولفوریک عمل می کند و خاکستر آهن به عنوان سنگ آهن استفاده می شود. تحت تأثیر اکسیژن و آب، پیریت با تشکیل هیدروکسیدهای آهن، سولفات ها، کربنات ها و اسید سولفوریک از بین می رود که بر روند فرآیندهای تشکیل خاک تأثیر می گذارد. لازم است محتوای سولفیدها در سنگها در ذخایر معدنی توسعه یافته در نظر گرفته شود. سنگ های حاوی سولفید که در هنگام هوازدگی در معرض سطح قرار می گیرند اسید سولفوریک را تشکیل می دهند. پس از احیای یک منطقه مختل شده توسط معدن، لایه هوموس اعمال شده به سطح با اسید سولفوریک اشباع می شود که منجر به تخریب و آلودگی غیر قابل برگشت خاک می شود. محیط.

کالکوپیریت FeCuS 2 پیریت مسی به رنگ زرد برنجی است. تحت تأثیر فرآیندهای هیدروترمال و همچنین ماگمایی تشکیل می شود. کالکوپیریت سنگ معدن اصلی تولید مس است. به راحتی اکسید می شود و آهن و مس را تشکیل می دهد. مس پیریت برای تولید سولفات مس CuS04 استفاده می شود که در کشاورزی برای کنترل آفات محصولات باغی استفاده می شود.

گالن یا درخشش سرب، PbS سنگ معدن اصلی حاوی سرب است. همراه با مخلوط روی از محلول های معدنی داغ که در امتداد شکاف های اتاقک ماگما قرار دارند آزاد می شود. سرب از گالن به دست می آید که در صنعت برق و همچنین برای تولید فونت های تایپوگرافی، سفید سربی، شات و ... استفاده می شود.

هالیدها نمک اسیدهای هیدروهالیک (HCl، HF و غیره) هستند. بالاترین ارزشاز کانی های این دسته مانند سیلویت، هالیت و کارنالیت برای خاک سازی و کشاورزی استفاده می شود.

سیلوین KCl نمک اصلی برای تولید کود پتاس است. در دریاچه های نمک خشک یا خلیج های جدا شده از دریا هنگام تبخیر آب تشکیل می شود.

هالیت NaCl - سنگ نمک، نمک خوراکی. به طور گسترده ای در صنایع غذایی استفاده می شود. در طبیعت، به شکل تجمعات بزرگ نمک (لایه ها، ذخایر، گنبدها) در بین سنگ های رسوبی رخ می دهد. هنگامی که آب های زیرزمینی با هالیت اشباع می شود، دومی به عنوان منبع شوری خاک عمل می کند که منجر به کاهش قابل توجهی می شود. حاصلخیزی خاک.

ذخایر سیلویت و هالیت در اورال میانه، بلاروس، منطقه کارپات، سیبری و غیره قرار دارند.

کارنالیت MgCl 2 KCl 6H 2 O یک کانی است که همراه با سیلویت و هالیت وجود دارد. کودهای فلزی منیزیم و پتاس از کارنالیت به دست می آیند.

اکسیدها ترکیبات عناصر شیمیایی مختلف با اکسیژن یا با اکسیژن و آب هستند. اینها کانی های سنگ ساز گسترده ای هستند. کلاس اکسیدها به گروه‌هایی تقسیم می‌شوند: اکسیدهای سیلیکون، اکسیدهای آهن، اکسیدهای آلومینیوم، اکسیدهای منگنز.

گروه اکسیدهای سیلیکون شامل کوارتز، کلسدونی و اوپال است.

کوارتز SiO 2 رایج ترین کانی کریستالی سنگ ساز است (حدود 65 درصد از پوسته زمین از کوارتز تشکیل شده است). کوارتز با سختی بالا، شکستگی ناهموار و عدم شکاف مشخص می شود. این کانی جزء سنگهای آذرین (گرانیت و ...) و دگرگونی (گنیس، کوارتزیت و ...) است. هنگامی که کوارتز و سنگ های حاوی کوارتز هوازدگی می کنند، سنگریزه ها، سنگ های خرد شده، شن و ماسه های مختلف (بادی، آبی، یخبندان) تشکیل می شوند.

کلسدونی SiO 2 یک کانی بی شکل با درخشش مات، از محلول های آبی تشکیل شده است، دارای شکل گره، گره، استالاکتیت و رنگ های متنوع است. انواع کلسدونی (سنگ چخماق، جاسپر، عقیق، کارنلین) به عنوان یک ماده زینتی استفاده می شود.

Opal SiO 2 · nH 2 O - اکسید سیلیکون آبدار. در هنگام هوازدگی سیلیکات ها و همچنین در هنگام رسوب شیمیایی از محلول ها تشکیل می شود.

گروه اکسیدهای آهن شامل هماتیت، مگنتیت و لیمونیت است.

هماتیت Fe 2 O 3 - سنگ آهن قرمز. حاوی حدود 65 درصد آهن است. به عنوان سنگ معدن در تولید کوره بلند استفاده می شود. رسوبات انواع مختلف ذخایر ژنتیکی (آذرین، دگرگونی، هیدروترمال) را تشکیل می دهد. در آب و هوای خشک و گرم در پوسته هوازدگی یافت می شود.

مگنتیت یا سنگ آهن مغناطیسی Fe 3 O 4 - ترکیبی با منشاء مختلف - ماگمایی، هیدروترمال و غیره مواد اولیه برای ذوب آهن و فولاد. مگنتیت با خاصیت مغناطیسی، رنگ سیاه، درخشندگی فلزی و عدم شکاف مشخص می شود.

Limonite 2Fe 2 O 3 ZN 2 O یک سنگ آهن قهوه ای است که عمدتاً در لایه های بالایی پوسته زمین پخش می شود و در هنگام هوازدگی مگنتیت و هماتیت و همچنین در کف دریاچه ها، باتلاق ها و در خاک ها تشکیل می شود. رنگ اغلب زرد لیمویی است، اما سیاه نیز یافت می شود. برای ذوب آهن و فولاد استفاده می شود.

گروه اکسیدهای آلومینیوم شامل بوکسیت و هیدرارژیلیت (گیب سایت) می باشد.

بوکسیت Al 2 O 3 nH 2 O یک ماده معدنی است که محتوای آب در آن می تواند متفاوت باشد. بوکسیت خود دارای فرمول Al 2 O 3 2H 2 O است. اگر حاوی سه مولکول آب (Al 2 O 3 3H 2 O) باشد، آن ماده معدنی هیدرارژیلیت نامیده می شود. بوکسیت و هیدرارژیلیت همراه با خاک رس به صورت توده خاکی وجود دارند. مواد معدنی سفید یا کمی مایل به خاکستری، مایل به قرمز، به رنگ سبز هستند. در طول هیدرولیز آلومینوسیلیکات ها در طول هوازدگی تشکیل می شوند. این کانی ها سنگ معدن اصلی برای تولید فلز آلومینیوم هستند.

پیرولوزیت MnO 2 از گروه اکسیدهای منگنز است. این سنگ معدن اصلی منگنز است. پیرولوزیت در تولید رنگ و همچنین برای تولید کلر و اکسیژن استفاده می شود. منگنز که به عنوان یک عنصر کمیاب مورد نیاز گیاهان است از پیرولوزیت وارد خاک می شود.

نمک های اسیدهای اکسیژن به گروه های زیر تقسیم می شوند: کربنات ها، سولفات ها، فسفات ها، نیترات ها. تمام کانی های این طبقه در تشکیل خاک اهمیت زیادی دارند و به عنوان مواد اولیه برای تولید کودها عمل می کنند.

کربناتها نمکهای اسید کربنیک هستند: کلسیت، منیزیت، دولومیت، سیدریت.

کلسیت CaCO 3 سنگ آهکی است که پس از آسیاب برای آهک کردن خاکهای اسیدی استفاده می شود. آنها همچنین در متالورژی، ساخت و ساز، اپتیک و غیره استفاده می شوند. بلورهای کلسیت خالص بی رنگ، شفاف و دوشکست (Iceland spar) هستند. در سنگ های رسوبی، کلسیت سفید رنگ است و به صورت رسوباتی از سنگ آهک و گچ یافت می شود. می تواند منشأهای مختلفی داشته باشد (هیدروترمال، دگرگونی)، اما اغلب در هنگام بارش از محلول های گرم و سرد تشکیل می شود.

منیزیت MgCO 3 به شکل توده های مرمر مانند سفید، خاکستری یا قهوه ای وجود دارد. تحت شرایط هیدروترمال یا در هنگام هوازدگی سنگ های اولترامافیک تشکیل شده است. از آنها در ساخت سیمان، آجرهای نسوز و به صورت زمینی برای احیای شیمیایی خاکهای اسیدی استفاده می شود.

دولومیت CaMg(CO 3) 2 یک کربنات دوگانه از کلسیم و منیزیم با منشا رسوبی یا گرمابی است. در توده های دانه ای متراکم با رنگ های مختلف (سفید، زرد، خاکستری و حتی سیاه) قرار دارد. این ماده به عنوان یک ماده مقاوم در برابر آتش در متالورژی و در کشاورزی برای آهک کردن خاک های اسیدی استفاده می شود.

Siderite FeCO 3 - اسپار آهن، به صورت هیدروترمال از برهمکنش محلول های آهنی با سنگ آهکی تشکیل می شود. به عنوان ماده اولیه برای تولید آهن استفاده می شود.

سولفات ها نمک های اسید سولفوریک هستند: گچ، میرابیلیت و غیره.

گچ CaSO 4 2H 2 O یک کانی با منشاء رسوبی است. رنگ آن سفید است اما در صورت وجود ناخالصی می تواند خاکستری، صورتی یا آبی باشد. سنگ گچ آسیاب شده برای احیای سولونتزها و کاهش قلیایی خاک استفاده می شود. گچ سوخته (آلباستر) به عنوان مصالح ساختمانی و در پزشکی استفاده می شود. انواع زیبایی از گچ فیبری - سلنیت - به عنوان استفاده می شود سنگ زینتی.

Mirabilite Na 2 SO 4 10H 2 O - نمک گلوبر. هنگام تبخیر آب در دریاچه های نمک تشکیل می شود. در دمای بالاتر از 33 درجه سانتیگراد به سولفات سدیم بی آب - تناردیت تبدیل می شود. در پزشکی به عنوان استفاده می شود محصول دارویی، برای تهیه نوشابه استفاده می شود.

فسفات ها نمک های اسید فسفریک هستند: آپاتیت، فسفوریت، ویویانیت.

آپاتیت دو نوع دارد: فلوراپاتیت - Ca 5 (PO 4) 3 F و کلراپاتیت - Ca 5 (PO 4) 3 Cl. اغلب به صورت ماگمایی تشکیل می شود، اما می تواند منشأ دگرگونی نیز داشته باشد. به شکل یک توده دانه ای پیوسته به رنگ خاکستری مایل به سبز، سبز، مایل به آبی و رنگ بنفش. انباشته های بزرگ با سنگ های قلیایی همراه است. ذخایر اصلی آپاتیت در شبه جزیره کولا (آپاتیتی) در حال توسعه است. آنها برای تولید کود فسفر اصلی - سوپر فسفات و همچنین برای تولید اسید فسفریک و فسفر استفاده می شوند.

فسفوریت Ca 3 (PO 4) 2 یک ماده معدنی است که به صورت رسوبات گره ای و دال در میان سنگ های رسوبی یافت می شود، اما می تواند منشأ آذرین نیز داشته باشد. با وجود ناخالصی های کوارتز، فلدسپات، گلوکونیت و غیره مشخص می شود. حاوی 12 تا 24 درصد P 2 O 5 است. پس از آسیاب، می توان آن را مستقیماً به عنوان کود فسفاته یا برای تولید کودهای غلیظ استفاده کرد.

Vivianite Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O یک ماده معدنی سفید رنگ است که در هوا به رنگ آبی یا آبی در می آید که در بین سنگ های آهن قهوه ای و به صورت لایه های میانی در باتلاق های کم ارتفاع یافت می شود. ناخالصی های این ماده معدنی ذغال سنگ نارس را با ترکیبات فسفر غنی می کند که باعث افزایش ارزش کودهای تهیه شده بر اساس پیت می شود.

نیترات ها نمک های اسید نیتریک هستند: نیترات سدیم، نیترات پتاسیم.

نیترات سدیم NaNO 3 منشأ آلی دارد، به عنوان کود نیتروژن و همچنین برای تولید اسید نیتریک و باروت استفاده می شود.

نیترات پتاسیم KNO 3 به عنوان کود نیتروژن پتاسیم استفاده می شود.

سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها 95 درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می دهند. یک سوم مواد معدنی متعلق به این طبقه است. منشا آنها عمدتا آذرین است. این کانی ها با درخشندگی غیرفلزی و چگالی کم (نور) مشخص می شوند. سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها تمام خصوصیات خاک را تعیین می کنند: فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی.

الیوین (Mg, Fe)2SiO 4 یک ماده معدنی سنگ ساز منیزیم-آهن است. در بازالت ها و دونیت ها به شکل دانه های سبز مایل به زرد تیره یافت می شود. هنگامی که هوازدگی شیمیایی می شود، به اسید سیلیسیک، کربنات منیزیم و هیدروکسید آهن تبدیل می شود. برای تولید آجرهای نسوز و جواهرات استفاده می شود.

فلدسپات ها حدود 50 درصد از جرم پوسته زمین را تشکیل می دهند و از رایج ترین کانی ها هستند. تشکیل آنها با تبلور ماگما همراه است، بنابراین آنها اغلب در سنگ های آذرین، کمتر در شیل ها، کنگلومراها و ماسه سنگ ها یافت می شوند. در طی فرآیند هوازدگی، مواد معدنی ثانویه (از جمله خاک رس)، اسید سیلیسیک و کربنات ها از فلدسپات ها تشکیل می شوند. از نظر ترکیب شیمیایی، اینها آلومینوسیلیکاتهای پتاسیم، سدیم و کلسیم هستند. آنها به فلدسپات های پتاسیم سدیم (اورتوکلاز، میکروکلین) و کلک سدیم (پلاژیوکلاز) تقسیم می شوند. ارتوکلاز K(AlSi 3 O 8) در سنگهای آذرین اسیدی رایج است. در طی هوازدگی شیمیایی، رس های کائولن از ارتوکلاز تشکیل می شوند. میکروکلاین ترکیب شیمیایی مشابه ارتوکلاز دارد، اما در ساختار شبکه کریستالی متفاوت است. پلاژیوکلازها در ترکیب شیمیایی مخلوط های هم شکل آلبیت Na (AlSi 3 O 10) و آنورتیت Ca (Al 2 Si 2 O 8) هستند. فلدسپات ها معمولاً سفید رنگ هستند.

میکاها آلومینوسیلیکات های لایه ای گسترده هستند. بر اساس ترکیب شیمیایی آنها، آنها بین میکاهای پتاسیمی، به عنوان مثال مسکوویت KAl 2 (AlSi 3 O 10) و میکاهای منیزیم - آهن، به عنوان مثال بیوتیت K(Mg, Fe) 3 (OH) 2 تمایز قائل می شوند. مسکویت میکای بی رنگ است، بیوتیت میکای سیاه است. در حین هوازدگی و تجزیه این کانی ها، پلاسرهایی تشکیل می شوند که در طی فرآیندهای فرسایش، توسط آب به فرورفتگی های موجود در نقش برجسته منتقل می شوند. میکا برای ساخت مصالح ساختمانی مقاوم در برابر آتش و در صنعت برق استفاده می شود.

ترکیبات هیدروکربنی: نفت، اوزوکریت، ذغال سنگ نارس، زغال سنگ فسیلی. این ترکیبات از گیاهان و جانوران مرده به وجود می آیند.

کانی های ثانویه در طول هوازدگی کانی های اولیه تشکیل می شوند. کانی های ثانویه در طبیعت گسترده هستند و جزء اصلی بسیاری از سنگ های رسوبی - مورین ها، لس ها و خاک ها هستند. مهمترین خواص خاکها با محتوای آنها مرتبط است: ظرفیت جذب، خواص فیزیکی و مکانیکی (تورم، ویسکوزیته، سختی و غیره). در اکثر خاک ها، کسر رس توسط کانی های رس متبلور متعلق به زیر کلاس سیلیکات های لایه ای غالب است. رایج ترین کانی های رسی عبارتند از: مونتموریلونیت، کائولینیت، هیدرومیکاس، بیدلیت، نونترونیت و غیره.

مونت موریلونیت در حالت ریز خرد شده است و در صورت مرطوب شدن حجم آن بسیار افزایش می یابد. با محتوای زیاد در خاک، باعث ظرفیت جذب بالا و همچنین ویسکوزیته در هنگام مرطوب و سختی در هنگام خشک می شود. خاک رس های متشکل از مونت موریلونیت در صنعت برای تصفیه مایعات از آلاینده های معلق استفاده می شود.

کائولینیت توده های رسی متراکم کائولینیتی را تشکیل می دهد که به رنگ سفید، زرد یا خاکستری است. تفاوت آن با مونت موریلونیت این است که هنگام مرطوب شدن متورم نمی شود و ظرفیت جذب پایینی دارد. خاک رس کائولینیت در صنعت چینی و سفال استفاده می شود.

هیدرومیک ها در جریان هوازدگی میکاها تشکیل می شوند و در خاک ها گسترده هستند. آنها معمولاً مخلوط با کائولینیت و سایر مواد معدنی رسی یافت می شوند. ساختار نزدیک به مونتموریلونیت است.

سایر کانی های ثانویه (بیدلیت، نونترونیت) همراه با مونت موریلونیت در سنگ ها و خاک های رسوبی یافت می شوند.

سنگ هاخاک از ذرات جامد، محلول خاک (آب با مواد محلول در آن)، هوای خاک و موجودات زنده تشکیل شده است. فاز جامد خاک شامل مواد معدنی است که 90...99 درصد جرم آن یا بیشتر را تشکیل می دهد. بخش معدنی خاک از سنگ ها تشکیل شده است.

سنگ ها از مواد معدنی در یک ترکیب خاص تشکیل شده اند. بسته به شرایط تحصیل، همه چیز سنگ هابه سه گروه آذرین، دگرگونی و رسوبی تقسیم می شوند. هر سنگی ویژگی های خاص خود را دارد. ویژگی های خارجی توسط ساختار و بافت تعیین می شود. از آنها برای شناسایی سنگ ها استفاده می شود.

ساختار یک سنگ به شکل، اندازه و روش همجوشی کانی های تشکیل دهنده آن بستگی دارد. سنگ های آذرین عمیق، متشکل از دانه های کریستالی مواد معدنی، ساختار دانه ای دارند. سنگ های آذرین فوران شده یک توده شیشه ای یکنواخت (غیر کریستالی) با شکستگی مخروطی هستند.

بافت (ترکیب) موقعیت آن را در سنگ مشخص می کند اجزاء. به بافت هایی که از کانی های همگن و بدون جهت مکانی خاص تشکیل شده اند، همگن می گویند. بافت ناهمگن مشخصه سنگهای شیل متشکل از صفحات نازک است.

رنگ سنگ ها با ترکیب شیمیایی و رنگ مواد معدنی موجود در آنها تعیین می شود.

سنگ های آذرین از ماگمای مذاب تشکیل می شوند. اگر سرد شدن ماگما به آرامی و در اعماق زیاد اتفاق می افتاد، سنگ های عمیق یا نفوذی تشکیل می شدند که با ساختار کریستالی و عدم تخلخل مشخص می شوند (گرانیت، سینیت، دیوریت، گابرو، لابرادوریت، پریدوتیت، دونیت). . اگر ماگما روی سطح ریخته شود و به سرعت سرد شود، سنگ های افوزیو یا افیوژن تشکیل می شوند. آنها ساختار کریستالی ندارند، زیرا سرد شدن سریع ماگما منجر به تشکیل بلورها (بازالت، دیاباز، آندزیت، لیپاریت) نمی شود.

کلیه سنگهای آذرین بسته به میزان سیلیس SiO 2 موجود در آنها به اسیدی (بیش از 65%)، متوسط ​​(52...65%)، بازی (40...52%) و اولترابازیک (کمتر از 40) تقسیم می شوند. ٪.

رایج ترین سنگ های آذرین گرانیت ها، سینیت ها، دیوریت ها، آندزیت ها، گابروها، دیابازها و بازالت ها هستند.

گرانیت ها سنگ های پلوتونیک اسیدی هستند که از فلدسپات های پتاسیم سدیم، کوارتز، میکا و هورنبلند تشکیل شده اند. گرانیت ها دارای ساختاری تمام کریستالی به رنگ خاکستری، صورتی، قرمز هستند. به طور گسترده در تمام سیستم های کوهستانی و همچنین در منطقه سپر کریستالی بالتیک (شبه جزیره کولا، کارلیا) و صفحه کریستالی اوکراین (بلندهای Volyn-Podolsk و Azov) توزیع شده است.

سینیت ها سنگ های متوسط ​​عمیقی هستند که در آنها فلدسپات ها غالب هستند. برخلاف گرانیت، فاقد کوارتز هستند، اما حاوی هورنبلند و اوژیت بیشتری هستند.

دیوریت ها سنگ های متوسط ​​عمیق هستند. آنها با سینیت ها در محتوای بالاتر (حدود 35٪) مواد معدنی رنگی (هورنبلند، اوژیت، بیوتیت) متفاوت هستند.

آندزیت یک سنگ میانی پراکنده است که از پلاژیوکلاز، پیروکسن ها و هورنبلند تشکیل شده است.

گابرو یک سنگ پایه عمیق با ساختار دانه ای کریستالی است که اغلب دارای کریستال های بسیار بزرگ است. رنگ خاکستری تیره یا تیره دارند. دیابازها از نظر ترکیب کانی شناسی مشابه گابرو هستند.

بازالت ها سنگ های مافیک افوزیو هستند که از پلاژیوکلاز، مگنتیت و آپاتیت تشکیل شده اند. بازالت ها در خاور دور و سیبری گسترده هستند. رنگ آنها سیاه است و از نظر ترکیب شیمیایی شبیه به گابرو هستند.

سنگ های دگرگونی از سنگ های آذرین یا رسوبی در اعماق زمین تشکیل می شوند که فشار خون بالاو دمای بالا وقتی پوسته زمین منحرف می شود، سنگ ها غرق می شوند. تحت تأثیر فشردگی یک طرفه و افزایش دما، سنگ ها در نتیجه تبلور مجدد می توانند شاخ و برگ، یعنی ترکیب لایه ای (شیل) به دست آورند.

سنگهای دگرگونی شامل گنیس، شیست، مرمر، هورنفلس و غیره است.

گنیس ها با شاخ و برگ و ساختار کریستالی مشخص می شوند. اغلب در مناطقی از توزیع گرانیت، که با سنگ های انتقالی مرتبط هستند - گنیس گرانیت یافت می شود. گنیس ها هم از سنگ های آذرین و هم از سنگ های رسوبی تشکیل می شوند.

شیل ها ساختار لایه ای دارند و به راحتی در جهت موازی تقسیم می شوند. آنها خاک رس، قابل اشتعال، میکا و غیره هستند.

شیل ها رس های شیلی دگرگون شده به رنگ خاکستری تیره هستند.

مرمرها سنگ های کریستالی متراکمی هستند که از سنگ آهک سست تشکیل شده اند. سنگ‌های آهک با غوطه‌ور شدن در روده‌های زمین، ذوب می‌شوند و هنگامی که به سطح می‌آیند سرد و متبلور می‌شوند. سنگ مرمر سفید از سنگ آهک خالص یا گچ تشکیل شده است. ناخالصی های اکسیدهای آهن به مرمر رنگ قرمز می دهد و مواد حاوی کربن به آن رنگ خاکستری تیره می دهد.

سنگ های رسوبی در نتیجه رسوب مجدد محصولات هوازدگی سنگ های آذرین تشکیل شده اند. در بیشتر نقاط کره زمین، خاک ها بر روی سنگ های رسوبی تشکیل شده اند.

بر اساس روش تشکیل، کلیه سنگ های رسوبی به سه گروه مکانیکی، شیمیایی و آلی تقسیم می شوند.

سنگ‌های مکانیکی یا آواری در طی آسیاب مکانیکی (خرد کردن) سنگ‌های مختلف تحت تأثیر هوازدگی حرارتی و همچنین تخریب آنها توسط یخچال‌ها و آب‌های برفی تشکیل می‌شوند.

Eluvium محصولات هوازدگی باقی مانده در محل تشکیل آنها است. این ماده از قطعات با اندازه های مختلف تشکیل شده است. در مناطق کوهستانی، eluvium در ارتفاعات یافت می شود. خاک های تشکیل شده بر روی eluvium با حاصلخیزی کم، ضخامت کم، و همچنین سنگریزه و سنگی مشخص می شوند.

کولوویوم محصولات هوازدگی سست است که توسط جریان های موقت آب جزئی که در طول باران ها و ذوب برف های بهاری به سمت پایین شیب ها جاری می شوند، حمل می شوند. این ماده خاکی ریز در پایه و پایین شیب ها رسوب می کند. خاک های حاصلخیز بر روی رسوبات کولوویال تشکیل می شوند. در کوهستان، جریان های موقت بسیار قوی هستند و همراه با خاک ریز، زباله های بزرگی را حمل می کنند. در این حالت رسوبات طبقه بندی نشده ای به نام پرولوویوم تشکیل می شود.

آبرفت رسوبات جریان های دائمی آب رودخانه است. این نهشته‌ها در دره‌های رودخانه‌ای تشکیل می‌شوند و با لایه‌بندی و مرتب‌سازی مشخص می‌شوند.

رسوبات دریاچه - ساپروپل، سیلت، مارن. آنها با لایه بندی نازک مشخص می شوند.

رسوبات باتلاقی از ذغال سنگ نارس و سیلت باتلاقی تشکیل شده است.

رسوبات دریایی در دشت خزر، در ساحل یافت می شود دریاهای شمال. این سنگ ها مرتب شده، لایه لایه و حاوی نمک هستند. خاک های شور بر روی رسوبات دریایی تشکیل می شوند.

رسوبات بادی زمانی تشکیل می شوند که مواد شنی توسط باد منتقل و رسوب می شوند. رسوبات شن و ماسه مناطق وسیعی را در بیابان ها اشغال می کنند و شکل های زمین مانند تپه ها، تپه ها و تپه ها را تشکیل می دهند.

در دشت های وسیع، رسوبات دوره کواترنر - نهشته های یخچالی - عمدتاً گسترده است. آنها در نتیجه یخبندان های باستانی دوره کواترنر شکل گرفتند. رایج ترین آنها مورن، ماسه های فلوویوگلاسال و لوم های پوششی هستند.

مورین - رسوبات نامتجانس و نامتجانس پس از عقب نشینی یخ های قاره ای. رنگ مورن قرمز مایل به قهوه ای و کمتر زرد مایل به قهوه ای است. با غرقابی مداوم، مورن گلی می شود و رنگ خاکستری مایل به خاکستری می شود. این سنگ ها حاوی تخته سنگ هستند. مورن آلومینوسیلیکات غیر کربناتی فنوسکاندی با تخته سنگ های گرانیتی و مورن کربناته وجود دارد. در مورین های غیر کربناتی، خاک های پودزولی، تخته سنگی، اسیدی با حاصلخیزی کم تشکیل می شود. مورین کربناته (یا محلی) در مکان هایی در مناطق شمال غربی منطقه غیرسیاه زمین روسیه (لنینگراد، اسکوف، نووگورود، ولوگدا و غیره) یافت می شود. این سنگها خاکهای نسبتاً غنی با واکنش خنثی یا کمی قلیایی تولید می کنند.

ماسه های Fluvioglacial یا fluvioglacial توسط آب ذوب یخچال های طبیعی با جریان سریع منتقل شده و در پشت قلمرو یخبندان قرار می گیرند. این رسوبات شنی و شنی-شنگل حاوی تخته سنگ یا کربنات نیستند. چنین نهشته‌هایی به‌ویژه در دشت‌های Polesie و Meshchera گسترده است. خاک های کم حاصلخیزی، فقیر از نظر هوموس و مواد مغذی، روی ماسه های فلوویوگلاسال تشکیل می شوند. اگر این ماسه‌ها توسط خاک‌های رس قرار داشته باشند، باتلاق خاک رخ می‌دهد که اغلب در فرورفتگی‌های بسته در Polesie و Meshchera مشاهده می‌شود.

لوم های پوششی در نواحی پری یخبندان کم عمق از آب های با حرکت آهسته نهشته شدند. آنها مورن را می پوشانند که در نام آنها منعکس شده است. لوم های پوششی، سنگ های مرتب شده به رنگ زرد مایل به قهوه ای هستند که حاوی تخته سنگ نیستند و از لوم های سیلتی با ترکیب یکنواخت تشکیل شده اند. لوم های پوشاننده هنگام مرطوب شدن متورم می شوند و پس از خشک شدن به قطعات منشوری و مغزدار تبدیل می شوند. آنها با نفوذپذیری ضعیف آب، ظرفیت رطوبت بالا و توانایی بالا بردن آب از طریق مویرگ ها به ارتفاع زیاد (3 ... 4 متر) مشخص می شوند. بر روی لوم های پوششی، خاک های پودزولیک و سدی-پودزولی تشکیل شد.

لس سنگی است که در جنوب نهشته های یخبندان و رودخانه-یخچال رایج است. با ترکیب سیلتی-لومی همگن (با غلبه ذرات از 0.05 تا 0.01 میلی متر)، محتوای کربنات و تخلخل مشخص می شود.

ضخامت لس 10 ... 11 متر است. لس بهترین سنگ خاک ساز است. با این حال، آنها به راحتی توسط آب شسته می شوند و دیوارهای شیب دار را تشکیل می دهند، که باید در هنگام توسعه اقدامات ضد فرسایش در نظر گرفته شود.

لوم های لس مانند از نظر جغرافیایی و خصوصیات جایگاهی میانی بین لوم های لس و پوششی دارند. آنها حاوی کربنات کمتری نسبت به لس هستند و تخلخل کمتری مشخص است. خاک های خاکستری جنگلی و چرنوزم ها بر روی لوم های لس مانند تشکیل می شوند.

در نتیجه، سنگ های شیمیایی با رسوب یک ماده در کف مخازن از محلول ها به وجود می آیند واکنش های شیمیایییا تغییر دمای آب سنگ های کربناته در بستر دریا تا حدودی از رسوب کربنات کلسیم از آب تشکیل می شوند که با آب رودخانه. بیشتر کربنات کلسیم رسوب می کند بستر دریا، محصول فعالیت میکروارگانیسم های خاص است. بنابراین، در دوره کرتاسه دوران مزوزوئیک، رسوبات گچ به دلیل آمیب های بیضه میکروسکوپی (روزن داران و غیره) انباشته شدند. ذخایر کلرید (هالیت، سیلویت و ...) و سولفات در توصیف کانی ها مورد توجه قرار می گیرند.

سنگهای آلی از مواد زائد حیوانات و گیاهان و همچنین بقایای تجزیه نشده آنها (پیت) تشکیل شده است. بسیاری از سنگ های کربناته (سنگ آهک های مرجانی، سنگ آهک های صدفی و غیره) با مشارکت موجوداتی تشکیل می شوند که اسکلت یا پوشش محافظ آنها حاوی کربنات کلسیم است.

مواد معدنی طبیعی و مصنوعی. کانی های اولیه و ثانویه.

معدنی (برگرفته از لات قرن سده میانه. minera - سنگ معدن)- این یک جسم طبیعی با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی مشخص است که در نتیجه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی طبیعی در سطح و اعماق زمین، ماه و سایر سیارات رخ می دهد و دارای ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و خاصی است. خواص شیمیایی؛ معمولاً جزء سنگ ها، سنگ معدن ها و شهاب سنگ ها است. یک کانی معمولاً یک ترکیب شیمیایی طبیعی از عناصر یا یک عنصر بومی است که تحت شرایط فیزیکی و شیمیایی محیطی خاصی تشکیل شده است.

کانی شناسی مطالعه مواد معدنی است. کانی شناسی ترکیبات، خواص شیمیایی و فیزیکی کانی ها، منشاء آنها، فرآیندهای تغییر و تبدیل به کانی های دیگر و همچنین روابط برخی کانی ها با سایر کانی ها در ذخایر معدنی یا سنگ ها را مطالعه می کند.

اصطلاح "معدنی" به معنای یک ماده کریستالی معدنی طبیعی جامد است. اما گاهی اوقات در یک زمینه وسیع تری در نظر گرفته می شود و برخی از محصولات آلی، بی شکل و سایر محصولات طبیعی را به عنوان مواد معدنی طبقه بندی می کند.

برخی از مواد طبیعی که در شرایط عادی مایع هستند نیز کانی محسوب می شوند (مثلاً جیوه بومی که در دمای پایین تر به حالت کریستالی می رسد). آب، برعکس، به عنوان یک ماده معدنی طبقه بندی نمی شود، آن را به عنوان حالت مایع (ذوب) یخ معدنی در نظر می گیرد.

برخی از مواد آلی - نفت، آسفالت، قیر - اغلب به اشتباه به عنوان مواد معدنی طبقه بندی می شوند، یا آنها را به یک کلاس ویژه "مواد معدنی آلی" طبقه بندی می کنند، که امکان سنجی آن بسیار بحث برانگیز است.

برخی از کانی ها در حالت آمورف هستند و ساختار کریستالی ندارند. به کانی هایی که شکل بیرونی کریستال دارند، اما در حالت آمورف و شیشه مانند هستند، متامیکت نامیده می شوند. به عنوان مثال، نمک سفره به وضوح کریستالی است، در حالی که عقیق بی شکل است. در کانی هایی با ساختار کریستالی، ذرات بنیادی (اتم ها، مولکول ها) در جهت معین و در فاصله معینی از یکدیگر قرار گرفته و شبکه بلوری را تشکیل می دهند. در یک ماده بی شکل، این ذرات به طور آشفته قرار دارند. خواص فیزیکی اولیه آن (سختی، شکاف، شکنندگی، شکل خارجی کریستالوگرافی و غیره) به ساختار داخلی یک کانی (بلور یا بی شکل) بستگی دارد. و به نوبه خود از مهم ترین ویژگی های تشخیصی کانی ها هستند.

ترکیب مواد معدنی با فرمول شیمیایی آن - تجربی، نیمه تجربی، شیمیایی کریستالی بیان می شود. فرمول تجربی فقط رابطه بین عناصر منفرد در کانی ها را منعکس می کند. در آن، با افزایش تعداد گروه های آنها در جدول تناوبی، عناصر از چپ به راست مرتب شده اند، و برای عناصر یک گروه - با کاهش تعداد سریال آنها، یعنی. همانطور که ویژگی های قدرت آنها افزایش می یابد.

در حال حاضر بیش از 3 هزار ماده معدنی در طبیعت یافت و مورد مطالعه قرار گرفته است، اما پراکنش یکسانی ندارند. هر ساله حدود 30 گونه از آنها کشف می شود که تنها چند ده گونه از آنها گسترده است، بقیه نادر هستند. گسترده ترین مواد معدنی حاوی اکسیژن، سیلیکون و آلومینیوم هستند، زیرا این عناصر در پوسته زمین غالب هستند - 82.58٪.

نام کانی ها از محل اولین اکتشاف آنها به افتخار کانی شناسان بزرگ، زمین شناسان و دانشمندان دیگر تخصص ها، کلکسیونرهای معروف مواد معدنی، مسافران، فضانوردان، شخصیت های عمومی و سیاسی گذشته و حال، با توجه به برخی ویژگی های فیزیکی مشخص یا ترکیب شیمیایی. اصل شیمیایی اخیر به ویژه توصیه می شود و اکثر مواد معدنی کشف شده در دهه های اخیر اطلاعاتی در مورد ترکیب شیمیایی خود در نام خود دارند.

در دنیای باستان تلاش هایی برای سیستماتیک کردن مواد معدنی بر اساس مبانی مختلف انجام شده است. در کانی شناسی مدرن انواع مختلفی از طبقه بندی کانی شناسی وجود دارد. اکثر آنها بر اساس یک اصل ساختاری-شیمیایی ساخته شده اند. پرکاربردترین طبقه بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی است. موادی از یک نوع شیمیایی اغلب دارای ساختار مشابهی هستند، بنابراین کانی ها ابتدا بر اساس ترکیب شیمیایی به کلاس ها و سپس بر اساس ویژگی های ساختاری به زیر کلاس ها تقسیم می شوند.

مواد معدنی بسته به منشا آنها طبقه بندی می شوند. اولیه و ثانویه.

کانی های اولیه شامل کانی هایی هستند که برای اولین بار در پوسته زمین یا روی سطح آن در طی تبلور ماگما تشکیل می شوند. رایج ترین کانی های اولیه عبارتند از کوارتز، فلدسپات و میکا که گرانیت یا گوگرد را در دهانه های آتشفشانی تشکیل می دهند.

کانی‌های ثانویه در شرایط عادی از محصولات تخریب کانی‌های اولیه در اثر هوازدگی، در هنگام بارش و تبلور نمک‌ها از محلول‌های آبی یا در نتیجه فعالیت حیاتی موجودات زنده تشکیل شدند. اینها نمک آشپزخانه، گچ، سیلویت، سنگ آهن قهوه ای و غیره هستند.

مهم نیست که دنیای مواد معدنی چقدر غنی و متنوع است، همیشه اینطور نیست می توانید آنها را دریافت کنیدبه مقدار کافی و کیفیت مورد نیاز مردم اغلب نه تنها به مواد معدنی نیاز دارند، بلکه فقط به مواد معدنی نیاز دارند که نیازهای رو به رشد متالورژی، مهندسی برق و رادیو، نوری-مکانیکی، ساخت ابزار دقیق و سایر صنایع را برآورده کند. الزاماتی که اقتصاد ملی برای مواد معدنی قائل است اغلب بسیار زیاد است: درجه خلوص شیمیایی بالا، شفافیت، برش کامل و غیره. و البته طبیعت همیشه قادر به برآوردن این نیازها نیست. بنابراین انسان با محدود نکردن به استخراج مواد معدنی طبیعی، دائماً به دنبال راه‌ها و ابزارهایی برای دستیابی به کانی‌های مصنوعی است که نه تنها چیزی کم‌تر، بلکه از نظر خواص از مواد طبیعی نیز برتر است. پیشرفت علم و فناوری هر ساله به ما اجازه می دهد تا عمیق تر به اسرار دنیای معدنی نفوذ کنیم. انسان آموخته است که تجهیزات منحصر به فردی ایجاد کند که به دست آوردن مواد معدنی نه تنها از نظر کیفیت کمتر از متولدین اعماق زمین نیست، بلکه می تواند مواد معدنی جدید و قبلاً ناشناخته تولید کند که اغلب دارای خواص بسیار ارزشمند و بدیع هستند.

با روش های مصنوعی (روش سنتز) می توان کانی هایی را که در شرایط طبیعی یافت می شوند (الماس، کوراندوم، کوارتز و غیره) و کانی هایی که به طور مستقل در شرایط طبیعی وجود ندارند (آلیت، بلیت و غیره) را به دست آورد. در محصولات فنی مختلف از جمله سیمان، نسوز و ... گنجانده شده است. در حال حاضر تعدادی از مواد معدنی که به ندرت در طبیعت یافت می شوند اما دارای خواص ارزشمندی هستند (فلوریت، کوراندوم و ...) برای مصارف صنعتی به دست آمده اند.

روش های سنتز مواد معدنی طبیعی را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

1) سنتز در شرایط فشار عادی انجام می شود.

2) سنتز در فشارهای بالا انجام می شود.

در حال حاضر، تولید مواد معدنی مصنوعی به فرآیندهای زیر انجام می شود:

1) تبلور مذاب؛

2) واکنش هایی که در آن اجزای گاز شرکت می کنند.

3) بدست آوردن مواد معدنی در حضور محلول های آبی.

4) بدست آوردن مواد معدنی از طریق واکنش در محیط جامد.

اهمیت عملی سنتز مواد معدنی در سال های اخیر به طور چشمگیری افزایش یافته است. با این وجود، اهمیت مواد معدنی مصنوعی هنوز نسبتاً کم است. نقش اصلی متعلق به مواد معدنی طبیعی است - تامین کنندگان اصلی بسیاری از فلزات برای صنعت

مواد معدنی به طور گسترده یافت می شوند کاربرد V دنیای مدرن. حدود 15 درصد از تمام گونه های معدنی شناخته شده در فناوری و صنعت استفاده می شود. مواد معدنی به عنوان منابع تمام فلزات و سایر عناصر شیمیایی (کانسنگ فلزات آهنی و غیرآهنی، عناصر کمیاب و کمیاب، سنگ‌های زراعی، مواد خام برای صنایع شیمیایی) ارزش عملی دارند. کاربردهای فنی بسیاری از مواد معدنی بر اساس خواص فیزیکی آنها است.

مواد معدنی سخت (الماس، کوراندوم، گارنت، عقیق، و غیره) به عنوان ساینده و ضد ساینده استفاده می شود. مواد معدنی با خواص پیزوالکتریک (کوارتز و غیره) - در الکترونیک رادیویی؛ میکا (مسکوویت، فلوگوپیت) - در مهندسی برق و رادیو (به دلیل خواص عایق الکتریکی آنها).

آزبست - به عنوان عایق حرارتی؛

تالک - در پزشکی و روان کننده ها؛

کوارتز، فلوریت، اسپار ایسلند - در اپتیک؛

کوارتز، کائولینیت، پتاسیم فلدسپاتپیروفیلیت - در سرامیک؛

منیزیت، فورستریت - به عنوان مواد نسوز منیزیم و غیره.

تعدادی از کانی ها سنگ های قیمتی و زینتی هستند. در عمل اکتشافات زمین شناسی، اکتشاف کانی شناسی و ارزیابی ذخایر معدنی به طور گسترده ای استفاده می شود.

در مورد تفاوت های فیزیکی و خواص شیمیاییمواد معدنی (چگالی، مغناطیسی، الکتریکی، سطحی، رادیواکتیو، درخشنده و سایر خواص)، و همچنین تضاد رنگ، برای پایه روش‌های غنی‌سازی و جداسازی مواد معدنی و همچنین روش‌های ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی اکتشاف و اکتشاف ذخایر معدنی استفاده می‌شوند. .

سنتز صنعتی تک بلورهای آنالوگ مصنوعی تعدادی از مواد معدنی برای صنایع الکترونیک رادیویی، اپتیک، ساینده و جواهرات در مقیاس بزرگ انجام می شود.

تا به امروز بیش از 4 هزار ماده معدنی شناخته شده است. هر سال، چندین ده گونه معدنی جدید کشف می شود و چندین "بسته" می شوند - آنها ثابت می کنند که چنین ماده معدنی وجود ندارد.

چهار هزار ماده معدنی در مقایسه با تعداد ترکیبات معدنی شناخته شده (بیش از یک میلیون) زیاد نیست.

تمام فرآیندهای تشکیل کانی ها و سنگ ها را می توان به سه گروه تقسیم کرد:

الف. فرآیندهای درون زا (داخلی) یا، همانطور که اغلب آنها را، هیپوژن (عمیق) می نامند که به دلیل انرژی حرارتی داخلی کره زمین رخ می دهد.

ب- فرآیندهای برون زا (خارجی) یا هایپرژنی (سطحی) که عمدتاً تحت تأثیر انرژی خورشیدی در سطح زمین رخ می دهند.

ب- فرآیندهای دگرگونی (دگرگونی) مرتبط با انحطاط انجمن های معدنی تشکیل شده قبلی (اعم از برون زا و درون زا) در نتیجه تغییر شرایط فیزیکوشیمیایی، که در این میان جایگاه اصلی را تغییر فشار و دما اشغال می کند.

اصطلاح "معدنی" به معنای یک ماده کریستالی معدنی طبیعی جامد است. اما گاهی اوقات آن را در یک زمینه غیرقابل توجیه گسترده در نظر می گیرند و به کانی ها برخی از محصولات آلی، بی شکل و سایر محصولات طبیعی، به ویژه برخی از سنگ ها اشاره می کنند که به معنای دقیق نمی توان آنها را جزء کانی ها طبقه بندی کرد.

• برخی از مواد طبیعی که در شرایط عادی مایع هستند (مثلاً در دمای پایین تر به حالت کریستالی می رسند) نیز کانی محسوب می شوند. آب، برعکس، به عنوان یک ماده معدنی طبقه بندی نمی شود، آن را به عنوان حالت مایع (ذوب) یخ معدنی در نظر می گیرد.
• برخی از مواد آلی - نفت، آسفالت، قیر - اغلب به اشتباه به عنوان مواد معدنی طبقه بندی می شوند، یا آنها را به یک کلاس ویژه "مواد معدنی آلی" طبقه بندی می کنند، که امکان سنجی آن بسیار بحث برانگیز است.
• برخی از کانی ها در حالت آمورف هستند و ساختار کریستالی ندارند. این به طور عمده مربوط به به اصطلاح. کانی‌های متامیکت که شکل بیرونی کریستال دارند، اما به دلیل تخریب شبکه کریستالی اصلی خود تحت تأثیر تشعشعات رادیواکتیو سخت از عناصر رادیواکتیو موجود در ترکیب خود، در حالت آمورف و شیشه مانند هستند. ، و غیره.). مواد معدنی به وضوح کریستالی، آمورف - متاکولوئیدها (به عنوان مثال، اوپال، لشاتلیریت، و غیره) و کانی های متامیک وجود دارند که شکل خارجی کریستال ها را دارند، اما در حالت آمورف و شیشه مانند هستند.

"یک ماده معدنی یک محصول شیمیایی و فیزیکی فردی از یک واکنش فیزیکوشیمیایی طبیعی است که در حالت کریستالی قرار دارد" (Godovikov A. A., "Mineralogy", M., "Nedra" ، 1983).

طبقه بندی مواد معدنی

طبقه بندی های زیادی برای مواد معدنی وجود دارد. اکثر آنها بر اساس یک اصل ساختاری-شیمیایی ساخته شده اند.

کانی‌ها را می‌توان با توجه به شیوع آنها به کانی‌های سنگ‌ساز تقسیم کرد - که اساس بیشتر سنگ‌ها را تشکیل می‌دهند، کانی‌های جانبی - اغلب در سنگ‌ها وجود دارند، اما به ندرت بیش از 5 درصد سنگ را تشکیل می‌دهند، نادر، که وقوع آن کمیاب یا کم، و کانی های معدنی، به طور گسترده در ذخایر سنگ نمایان می شوند.

پرکاربردترین طبقه بندی بر اساس ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی است. موادی از یک نوع شیمیایی اغلب دارای ساختار مشابهی هستند، بنابراین کانی ها ابتدا بر اساس ترکیب شیمیایی به کلاس ها و سپس بر اساس ویژگی های ساختاری به زیر کلاس ها تقسیم می شوند.
طبقه بندی شیمیایی کریستالی مواد معدنی که در حال حاضر پذیرفته شده است، همه آنها را به دو دسته تقسیم می کند کلاس هاو به نظر می رسد این است:

I. بخش عناصر بومی و ترکیبات بین فلزی

II. فصل سولفیدها، سولفوسالت ها و ترکیبات مشابه

• 1 کلاس سولفیدها و ترکیبات مشابه
• کلاس 2 سولفوسالت ها

III. فصل ترکیبات هالید (هالیدها)

• 1 کلاس فلوراید
• کلاس 2 کلریدها، برومیدها و یدیدها

IV. فصل اکسیدها (اکسیدها)

• 1 کلاس اکسیدهای ساده و پیچیده
• کلاس 2 هیدروکسیدها یا اکسیدهای حاوی هیدروکسیل

بخش V نمک های اکسیژن (اکسی نمک ها)

• 1 کلاس نیترات ها
• کلاس 2 کربنات ها
• کلاس 3 سولفات ها
• کلاس چهارم کرومات ها
• 5. کلاس تنگستات ها و مولیبدات ها
• کلاس ششم فسفات ها، آرسنات ها و وانادات ها
• درجه 7 ام بوراتس
• کلاس هشتم سیلیکات ها
  • الف. سیلیکات های جزیره.
  • ب. سیلیکات های زنجیره ای.
  • ب. سیلیکات های روبان.
  • د. سیلیکات های لایه ای.
  • د. سیلیکات های چارچوب.

VI. فصل ترکیبات آلی

خواص مواد معدنی

مهمترین ویژگی کانی ها ساختار و ترکیب شیمیایی کریستالی آنهاست. تمام خواص دیگر کانی ها از آنها ناشی می شود یا با آنها در ارتباط است. مهمترین خواص مواد معدنی که علائم تشخیصی است و امکان تعیین آنها را فراهم می کند به شرح زیر است:

• عادت کریستالی با بازرسی بصری مشخص می شود؛ یک ذره بین برای بررسی نمونه های کوچک استفاده می شود
• درخشش یک اثر نوری است که در اثر انعکاس بخشی از شار نور بر روی یک کانی ایجاد می‌شود. بستگی به بازتابی ماده معدنی دارد.
• شکاف توانایی یک کانی برای شکافتن در امتداد جهات کریستالوگرافی خاص است.
• شکست، ویژگی سطح یک ماده معدنی روی یک تراشه تازه و غیر ذوب شده است.
• رنگ نشانه ای است که به طور قطع مشخص کننده برخی از کانی ها (مالاشیت سبز، لاجورد آبی، سینابر قرمز) است و در تعدادی از کانی های دیگر بسیار فریبنده است که رنگ آنها بسته به وجود ناخالصی های کروموفوریک می تواند در طیف گسترده ای متفاوت باشد. عناصر یا نقص های خاص در ساختار کریستالی (فلوریت ها، کوارتز، تورمالین).
• رنگ صفت رنگ یک ماده معدنی در پودر ریز است که معمولاً با خراش دادن سطح زبر یک کیک اسفنجی چینی تعیین می شود.
• مغناطیسی - به محتوای آهن عمدتاً دو ظرفیتی بستگی دارد که با استفاده از آهنربای معمولی شناسایی می شود.
• Tarnish یک لایه نازک رنگی یا چند رنگ است که بر روی سطح هوازدگی برخی کانی ها در اثر اکسیداسیون ایجاد می شود.
• شکنندگی قدرت دانه های معدنی (کریستال ها) است که در هنگام شکافت مکانیکی آشکار می شود. شکنندگی گاهی اوقات با سختی مرتبط یا اشتباه گرفته می شود که درست نیست. سایر مواد معدنی بسیار سخت به راحتی می توانند شکافته شوند، به عنوان مثال. شکننده باشید (مثل الماس)

این خواص مواد معدنی به راحتی در مزرعه مشخص می شود.

انواع مواد معدنی

تا به امروز بیش از 4 هزار ماده معدنی شناخته شده است. هر سال، چندین ده گونه معدنی جدید کشف می شود و چندین "بسته" می شوند - آنها ثابت می کنند که چنین ماده معدنی وجود ندارد.

چهار هزار ماده معدنی در مقایسه با تعداد ترکیبات معدنی شناخته شده (بیش از یک میلیون) زیاد نیست. زمین شناسان مقدار کم مواد معدنی را به دلایل زیر توضیح می دهند:

بنیاد ویکی مدیا 2010.