درس کانی شناسی توصیفی۲

درس کانی شناسی توصیفی۲

اسلاید 1: بسمه تعالی2درس کانی شناسی توصیفیتعداد واحد درسی: 2واحدنحوه ارزشیابی: حضوردر کلاس: 5% (10%) پروژه، فعالیت های کلاسی: 10%میانترم مبانی درس: 15%میانترم آزمایشگاه: 15%پایانترم مبانی درس: 30%پایانترم آزمایشگاه: 25%

اسلاید 2: پیش نیاز دروس سنگ شناسی، زمین شناسی اقتصادی و بطورکلی علوم زمین می باشد.هدف دراین درس کسب توانایی لازم جهت توصیف کانیهای غیرفلزی، شناخت خصوصیات آنها بطور عملی و تئوری می باشد. در این درس خصوصیات فیزیکی کانیها بررسی می گردد.منابع:راهنمای کانی شناسی تالیف کلاین و هارلبوت، ترجمه فرید مر و سروش مدبری. www.mii.orgwww.usgs.govwww.ngdir.com www.minerals.net Poormirzaee.uut@gmail.com

اسلاید 3: اهمیت کانی ها در زندگی روزمره انسانها

اسلاید 4: تعریف کانی:ماده ای جامد، طبیعی و همگن با ترکیب شیمیایی معین و آرایش اتمی بسیار منظم می باشد که بطور معمول بوسیله فرآیندهای معدنی تشکیل می شود.خواص فیزیکی کانیها:

اسلاید 5: رخ: تمایل کانیها به شکسته شدن به موازات صفحه های اتمی می باشد. که این ویژگی بدلیل ساختار اتمی خاص کانیها می باشد.رخ کامل رخی می باشد که توسعه خوبی در کانی دارد و کانی همواره در طول آن جدا می شود.جلا:به ظاهر عمومی یک کانی در نور بازتابیده گفته می شود. معمولا دونوع جلای فلزی و نافلزی داریم.

اسلاید 6: جلای فلزی مانند جلای کانیهای، گالن، پیریت، کالکوپیریت.جلاهای نافلزی مانند:شیشه ای: کوارتز و تورمالین.صمغی: اسفالریت، گوگرد.مرواریدی: تالک.چرب:نفلین.ابریشمی: ژیپس رشته ای، مالاکیت.الماسی: سروسیت و انگلزیت.

اسلاید 7: رنگ خاکه: رنگ یک کانی که بصورت گرد ریز درآمده باشد را رنگ خاکه می گویند. که بدین منظور از چینی بدون لعاب استفاده می شود. کانی هماتیت می تواند هم جلای فلزی و غیر فلزی نشان دهد اما رنگ خاکه آن همواره قرمز قهوه ای می باشد.

اسلاید 8: سختی: مقاومت یک کانی در مقابل خراشیده شدن، سختی نام دارد (H).درترکیبهای شیمیایی مختلف دارای ساختار درونی مشابه، با کاهش اندازه یون و افزایش بار یون، سختی زیاد می شود.HARDNESS SCALEINDEX MINERALCOMMON OBJECTS1Talc 2GypsumFingernail3Calcite 4FluoriteCopper Penny5Apatite 6Orthoclase 7QuartzGlass8Topaz 9Corundum 10Diamond 

اسلاید 9: گرانی ویژه: چگالی نسبی عددی است بین وزن یک ماده و وزن آب هم حجم آن در دمای 4 درجه سانتیگراد. اگر یک کانی چگالی نسبی برابر2 داشته باشد یعنی وزنی برابر دوبرابر آب هم حجم خود دارد.رنگ کانی:این ویژگی ساده ترین ویژگی کانی می باشد که در توصیف آن استفاده می شود آخرین ویژگی که در بررسی یک کانی باید مورد توجه باشد رنگ آن است(؟).

اسلاید 10: مراحل مختلف توصیف و تشخیص نام یک کانی:مشخص کردن جلای کانی.مشخص کردن سختی کانی .مشخص کردن رنگ خاکه کانی.بررسی کلیواژ کانی.بررسی وزن مخصوص کانیها.سایر خواص ویژه کانیها(واکنش با اسیدها،خاصیت مغناطیسی،..)تشخیص نام کانی، با توجه به ویژگیهای بالا و انطباق با جدول ویژگیهای کانیها.

اسلاید 11: طبقه بندی کانیها:براساس گروه آنیونی غالببراساس ساختارهای درونی.Native ElementSulfides (S)Sulfosalts (Sb2S3)Oxides (O)Hydroxides (OH)Halides (Cl, F, Br, I)Carbonates (CO3)Sulfates (SO4)Phosphates (PO4)Nitrates, Borates, Tungstates, Molybdates, Arsenates, Vanadates...Silicates Nesosilicates Sorosilicates Cyclosilicates Inosilicates Phyllosilicates Tectosilicates

اسلاید 12: کانیهایی که یک گروه آنیونی غالب در ترکیب خود دارند، شباهتهای خانوادگی آشکاری دارند و این شباهتها قویتر و آشکارتر از کانیهایی است که کاتیون غالب آنها یکسان است.

اسلاید 13:

اسلاید 14:

اسلاید 15: به استثنای گازهای آزاد جوی تنها حدود 20عنصر به حالت خالص یافت می شوند.عناصر آزادفلزات شامل: Gold, Silver, Copper, Platinum, Palladium, Osmium, Iridium, Iron, Fe-nickelشبه فلزات شامل: Arsenic, Bismuth, Antimonyنافلزات : Sulfur, Diamond, Graphite

اسلاید 16: گروه فلزات: (طلا، پلاتین، آهن)الف) طلا: این گروه شامل طلا، نقره، مس و سرب هستند. این عناصر در یک گروه از جدول تناوبی قرار دارند و خواص شیمیایی اتمهای آنها شبیه هم هستند. همگی نرم هستند، چکش خوارند، شکل پذیر و برش پذیر می باشند. هادی الکتریسیته و گرما می باشند. و دارای گرانی ویژه بالایی می باشند.عناصر آزادAuAgCuPt

اسلاید 17: ب) گروه پلاتین: این گروه شامل پالادیم، پلاتین- ایریدم، این کانیها نسبت به عناصر گروه طلا سخت تر و نقطه ذوب بالایی می باشند.پ) گروه آهن: این گروه شامل فلزات آهن، آهن- نیکل می باشد. آهن ونیکل شعاع اتمی نزدیک به هم دارند. بنابراین نیکل می تواند جانشین بخشی از آهن شود. آهن خالص و کاماسیت(5.5درصد نیکل دارد) بسته بندی تنگ مکعبی دارند. تائنیت (27-65 درصد نیکل دارد) وکاماسیت مشخصه شخانه های آهنی می باشد.عناصر آزاد

اسلاید 18: AUایزومتریک بوده و بلورها بطور معمول هشت وجهی بوده و اغلب بصورت گروههای بلوری درخت مانند یافت می شود. بلورها شکل نامنظمی دارند و به شکل های برگی، مشبک و شاخه شاخه دیده می شوند.طلاي خالص چگالي بالايي دارد و وزن مخصوصش 19.3 است كه وقتي نقره همراه آن بيشتر باشد به 15.6 نزول مي كند. سختي 2.5 تا 3 بر اساس مقياس موس دارد. طلا داراي سطح شكست تيز، كدر، با جلاي فلزي به رنگ زرد و با رنگ خاكه زرد بوده و بسيار چكش خوار و مفتول شدني است.طلا به واسطه خاصيت چكش خواري و وزن مخصوص زياد از پيريت، كالكو پيريت و ميكاهاي تجزيه شده زرد رنگ مشخص مي شود. طلا معمولا به صورت دانه هاي پراكنده در رگه هاي كوارتزي با پيريت و ديگر سولفورها، يا به صورت دانه هاي گرد يا گاه تكه هاي بزرگ در رسوبات رودخانه اي يافت مي شود. سنگهاي معدني غير از خود طلا شامل سلنورهاي طلا و تلورهاي طلا مي باشند. طلا معمولا بصورت فلز آزاد یافت می شود.

اسلاید 19: Auکاربردهای طلا و کشورهای تولید کننده آن (؟): بیشتر جهت تهیه شمش طلا استفاده می شود در آبکاری فلزات و کاربردهای خاص صنعتی... ازجمله کشورهای تولید کننده می توان به افریقای جنوبی و کانادا نام برد.رخداد طلا:رگه های گرمابی طلا-کوارتزاست که همراه پیریت و دیگر سولفیدها از محلول کانی دار بالا رونده نهشته می شود. طلا بصورت جانبی از ذخایر سولفیدی فلزهای پایه نیز بازیافت می شود.

اسلاید 20: تصویر مناطق مختلف آلتراسیون هیدروترمالی

اسلاید 21: Agبلورهای نقره ایزومتریک بوده و بصورت گروههای شاخه شاخه، درختی یا شبکه ای می باشند. بطور توده های نامنظم، ورقه ای یا پولکی دیده می شوند.نقره طبيعي داراي سختي 2.5 تا3، وزن مخصوص 12-9.6 (عمدتاً 10.5)، جلای فلزي و بدون رخ با شکستگی می باشد.مقدار نقره آن 100 درصد بوده و معمولاً همراه با مقاديري از فلزات ديگر مانند طلا، جيوه و مس است. نقره طبيعي ممکن است به صورت پراکنده در بخش هاي اکسيدي ذخاير فلزات پايه يافت شود. دوتيپ تركيبات معدني نقره شناخته شده است: 1-تركيباتي كه در آنها نقره به مقدار كم و به صورت فلز فرعي وجود دارد مانند گالن، اسفالريت، كالكوپيريت، استانين و طلاي طبيعي که 80% نقره دنيا به اين شكل است. 2-كانيهاي اختصاصي نقره كه اين عنصر مهمترين فلز قابل استخراج آنهاست. اين كاني ها چنانچه مقدار نقره شان تا 450 گرم در تن برسد قابل استخراج است. مانند کانی آکانتيت Ag2S که دارای 87درصد نقره می باشد.

اسلاید 22: Agرخداد نقره و کاربردهای آن(؟):بصورت آزاد بمقدار کم در مناطق اکسیده کانسارهای معدنی گسترش دارد. در هر حال نقرهآزاد در ذخایر بزرگ نتیجه نهشت از محلولهای هیدروترمال می باشد.

اسلاید 23: cuمس در ساختمان بلورين 250 كاني مي‌نشيند ولي تنها شماري اندك از آن‌ها از نقطه‌نظر اقتصادي اهميت دارند. از اين ميان، شماري از كاني‌ها كه فراوان‌ترين كانه‌‌هاي اصلي مس مي‌باشند، از اهميت ويژه برخوردارند. همانند: كالكوپيريت CuFeS2، كالكوسيت Cu2S، كوولين CuS، بورنيت Cu5FeS4، مس طبيعي Native Copper، مالاكيت Cu2(CO3)(OH)2 و آزوريت Cu3 (CO3)2(OH)2 سيستم تبلور: كوبيك (مكعبي) ، رخ: بدون رخ با شكستگي دندانه اي،صدفي جلا:فلزي، شكستگي:صدفي - دندانه اي، شفافيت:كدر(اپاك)، رنگ كاني :قرمزروشن كه سريعاْ قرمز مسي يا قرمزقهوه اي مي شود. گرانی ویژه 8.5 و سختی 2.5 تا 3 دارد.رنگ اثر خط :قرمز مسي، چكش خوار ، هادي بسيار خوب الكتريسيته - در اسيد نيتريك حل ميشودودرشعله گاز ذوب مي گردد- با آب تميز ميشود. مس آزاد دارای اندکی Ag، Bi، Hg، As، Sb می باشد.

اسلاید 24: رخداد: مقدار کمی مس آزاد در بسیاری از نواحی در مناطق اکسیدی ذخایر مس، همراه با کوپریت، مالاکیت و آزوریت یافت شده است. بیشتر ذخایر اولیه مس آزاد با گدازه های بازالتی همراه بوده و در آنها نهشت مس، حاصل واکنش محلولهای گرمابی با کانیهای اکسیدی آهن است. همچنین در مناطق آلتراسیون هیدروترمال دیده می شود. تنها ذخایر عمده این تیپ در شبه جزیره کوی ناو میشیگان در ساحل جنوبی دریاچه سوپریور واقع شده است.کاربردهای مس آزاد(؟):کانسنگ فرعی مس مس باشد. در آلیاژهای مختلف استفاده می شود. بعد از آهن دومین فلز ارزشمند برای تمدن بشری است.cu

اسلاید 25: Ptسيستم تبلور:كوبيك (مكعبي)،رخ: ندارد، جلا:فلزي شكستگي:خشن شفافيت:كدر(اپاك)، خاصيت مغناطيسي:ضعيف تر از آهن، سختی 4 تا 4.5 دارد. گرانی ویژه بالا(در حالت خالص) 21.45 ، در حالت آزاد 14 تا 19 می باشد. چکش خوار و برش پذیر می باشد. دارای رنگ خاکستری فولادی با جلای روشن می باشد. رنگ خاکه نقره ای خاکستری می باشد.پلاتین بیشتر بصورت فلز آزاد در سنگهای اولترابازیک بویژه دونیتها، همراه اولیوین، کرومیت، پیروکسن و مگنتیت یافت می شود. بطور گسترده در پلاسرهای مجاور سنگ های آذرین اولیه پلاتین دار استخراج می شود. پلاتین خالص معمولا ناخالصی هایی مانند طلا، مس، نیکل، آهن و عناصر کمیابی نظیر ایریدیم، اسمیم، رودیم و پالادیم دارد.

اسلاید 26: پلاتین برای نخستین بار در آمریکای جنوبی در کلمبیا کشف شد. کانادا با تولید بالای پلاتین از معدن نیکل- مس سادبوری به یکی از تولید کنندگان مهم این فلز تبدیل شد. همچنین افریقای جنوبی با استخراج پلاتین زون مرنسکی مقام اول را در تولید این فلز کسب کرد.کاربردهای مهم (؟):ویژگی مهم پلاتین نقطه ذوب بالا و مقاومت آن در برابر مواد شیمیاییPt

اسلاید 27: Feگروه آهن شامل کانیهای کاماسیت، تائنیت، Fe می باشد. کاماسیت و تائنیت منشا غیر زمینی دارند وترکیباتی از آهن ونیکل می باشند که بترتیب تقریبا.5 5درصد و 27-65 درصد نیکل دارند.Fe دارای سختی 4.5 دارای رخ و گرانی ویژه ای برابر7.3 تا 7.9 است.دارای رنگ خاکستری فولادی تا سیاه و بشدت مغناطیسی می باشد. آهن آزاد در سطح زمین بسیار کم یافت می شود اما در شخانه ها فراوان می باشد.در جزیره دیسکو گرینلند مهمترین محلی می باشد که در آنجا دانه های ریز تا قطعات بزرگ چند تنی آهن در بازالتها یافت می شود. مطالعه الگوهای کاماسیت و تائنیت در شخانه ها حائز امیت می باشد.

اسلاید 28: Meteorite with no widmanstatten pattern widmanstatten patternFe

اسلاید 29: شبه فلزاتشبه فلزات آرسنیک، آنتیموان و بیسموت به گروه هم ساختاری متعلق می باشند. ساختار این فلزات را برخلاف فلزها نمی توان بصورت بسته بندی ساده کره ها نشان داد. که بدلیل موقعیت این شبه فلزات در جدول تناوبی است که در گروه 5 اصلی در سمت انتهای الکترونگاتیو یک ردیف مربوط است. اعضای این گروه، خواص فیزیکی مشابهی دارند. همگی نسبت به فلزهای آزاد شکننده تر و رساناهای ضعیفتری برای گرما و الکتریسیته می باشند. این خواص، بازتاب کننده پیوندی حد واسط بین فلزی و کووالانسی است. بنابراین از پیوند فلزی خالص قویتر و از نظر خواص،جهت دارتر بودن و تقارن پایین تری را ایجاد می کند. آرسنیک:اغلب دارای مقادیری نقره، آنتیموان، نیکل، آهن و سولفور می باشد. دارای رنگ خاکه تیره، دارای رنگ روشن متمایل به سفید، در صورت اکسیده شدن رنگ خاکستری ت تیره خواهدداشت.

اسلاید 30: Asآرسنیک دارای سختی 3-4 و دارای گرانی ویژه 5.6 تا 5.7 جلای فلزی و اپاک می باشد. دارای رخ ضعیف می باشد. این شبه فلز معمولا در رگه های اپی ترمال و مزو ترمال و بیشتر مواقع در سنگهای دولومیتی دگرگونی یافت می شود. Sb As

اسلاید 31: نافلزهاگروه سوم از رده بندی عناصر آزاد، نافلزها می باشند که از لحاظ ساختاری تفاوتهایی با دو گروه قبل دارند. در این گروه سه کانی گوگرد، گرافیت و الماس قرار دارند. این کانیها دارای خواص فلزی نمی باشند (به جز گرافیت که جلای فلزی دارد). این کانیها دارای وزن سبکی می باشند و می توانند شفاف باشند.

اسلاید 32: Sساختار ارتورمبیک و بصورت توده های نامنظم با تبلور ناقص یافت می شود. بصورت توده ای، قلوه ای و استالاکتیتی یافتمی شوند.. سختی 1.5 تا 2.5 دارد و گرانی 2.05 تا 2.09، جلای صمغی ورنگ زرد گوردی دارد که در صورت ناخلصی(رس و سلنیم) به رنگ زرد با سایه هایی از سبز تا خاکستری سرخ دیده می شود. شفاف تا نیم شفاف می باشد. رسانای ضعیف گرما می باشد. نبود رخ خوب در آن متمایز کننده آن از ارپیمنت است.گوگرد معمولا در حاشیه دهانه آتشفشانهای فعال یا خاموش یا در نزدیکی آن و یا در رگه ها همراه با سولفیدهای فلزی یافت می شود. معمولا در سنگهای رسوبی ترشیاری نیز یافت می شود اغلب همراه با انیدریت، ژیبس و سنگ آهک یافت می شود.

اسلاید 33: Sروش استخراج گوگرد، روش فراش است. حدود نیمی از ذخایر گوگرد جهان از ذخایر گوگرد آزاد است و بقیه بصورت محصول جانبی ذوب کانسنگ های سولفیدی، گازهای ترش و از پیریت باز یافت می شوند.کاربردهای گوگرد و کشورهای تولید کننده(؟):در ترکیبات گوگردی، صنایع شیمیایی،.. عمده تولید کنندگان گوگرد عبارتند از آمریکا، ژاپن، ایتالیا.

اسلاید 34: Cگرافیت یکی از چندریخت کربن می باشد که دارای رسانایی الکتریکی بالایی می باشد. دارای بلورشناسی هگزاگونال، رخ کامل، سختی 1-2 می باشد. رنگ و رنگ خاکه سیاه و لمس چرب می باشد. گرافیت دارای ناخالصی هایی نظیر اکسید آهن، رس یا دیگر کانیها می باشد. این کانی اغلب در سنگهای دگرگونی مانند آهکهای بلورین، شیستها، گنایس ها یافت می شود. مواد کربندار آلی ولایه های زغالسنگی دگرگون شده نیز ممکن است به گرافیت تبدیل شوند. گرافیت در رگه های گرمابی همراه کواتز، بیوتیت، ارتوکلاز، تورمالین و تیتانیت نیز یافت می شود. گرافیت مصنوعی نیز با استفاده از آنتراسیت یا کک نفتی به عنوان مواد اولیه در کوره های الکتریکی ساخته می شود.کاربردها و کشورهای تولید کننده گرافیت(؟): در صنایع نسوز و باتریسازی...کاربرد دارد و ازکشورهای تولید کننده می توان به کره شمالی وجنوبی،کشورهای جمهوری مستقل مشترک المنافع، هند.

اسلاید 35: با تشکر از توجهتان؟