صفحه 1:
ee
ee ee
صفحه 2:
پیش نیاز دروس سنگ شناسی» زمین شناسی اقتصادی و بطورکلی علوم
.زمين می باشد
هدف دراین درس کسب توانایی لازم جهت توصیف کانیهای غیرفلزی»
شناخت خصوصیات آنها بطور عملی و تنوری می باشد. در این درس
خصوصیات فیزیکی کانیها بررسی می گردد.
ae
a Sue GS UK LAs راهتمای کانی
دا سمط
www.usgs.gov
www.ngdir.com
www.minerals.net
Poormirzaee.uut@gmail.com
SSA 484
صفحه 3:
اهمیت کانی ها در زندگی روزمره انسانها
Every American Born ۷۱۷۱۱۱ ۰
1.64 million ibs
م0 3206 6 ور Stone, Sand, & Gravel
we و2۳ a 7
سين 2 Sat ١ 0 81585 gallons
يي Petroleum
65
2.196 Troy oz. 20 و
Gola “mene
۲ aS
96.28" آور ae ‘ote!
oP Coe or Nine
۳5 59
کی تور ۲
me قم ريج نالك tron Ore ۹6 ووو OF
3.7 million pounds of minerals, metals, and fuels in his/her lifetime
(©2001 Mier Infrration taste Golden, Colorado
صفحه 4:
“تعريف كانى
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:
۳۰۳۹۳6۶2
صفحه 5:
01 05 شکسته شدن به موازات صفحه های اتمی می باشد. که
.این ویژگی بدلیل ساختار اتمی خاص کانیها می باشد
ال م زآشد که توبعه حا اس
Past كانى دارد و کانی م8
همواره در طول آن جدا می شود
Blocky Bs.
ال سومی یک کانی در SZEE Rhombohedral
Prismatic
نور باتابیده گفته می شود. معمولا دونوع جلای فلزی و
نافلزی داریم.
صفحه 6:
,جلای فلزی مانند جلای کانیهای» گالن» پیریت کالکوپیریت
:جلاهای نافلزی مانند
,شيشه ای: کوارتز و تورمالین ANS
ءااله۲ع۳ نس عاهجعونهر
صمغی: اسفالریت» گوگرد. کی
مرواریدی: تالک. 4 تم
چرب:نفلین.
ابریشمی: ژیپس رشته ای» مالاکیت.
الماسی: سروسیت و انگلزیت.
صفحه 7:
زک تاد
رنگ یک کانی که بصورت گرد ریز درآمده باشد را رنگ خاکه می گویند.
000 )| ی بدون لعاب استفاده می شود. کانی همائیت می
تواند هم جلای فلزی
110 ان دهد اما رزگ خاکه
آن همواره قرمز قهوه ای می باشد.
صفحه 8:
سختی: مقاومت یک کانی در مقابل خراشیده شدن. سختی نام دارد (11).
درترکیبهای شیمیایی مختلف دارای ساختار درونی مشابه» با کاهش
اندازه يون و افزايش بار يون» سختى زياد مى شود.
hee
صفحه 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
By نگ کی
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(؟).
صفحه 10:
مراحل مختلف توصیف و تشخیص نام یک کانی:
مشخص کردن جلای کانی.
ل آتختی کانی .
©.مشخص كردن رنگ خاکه کانی.
۴بررسی کلیواژ کانی.
9بررسی وزن مخصوص کانیها.
9.سایر خواص ویژه کانیهاواکنش با اسیدها»ءخاصیت مغناطیسی»..)
2.تشخیص نام کانیء با توجه به ویژگیهای بالا و انطباق با جدول
ویژگیهای کانیها.
صفحه 11:
صفحه 12:
کانیهایی که یک گروه آنیونی غالب در ترکیب خود دارند. شباهتهای
کانوادگی آشکاری دارند و این شباهتهاقوبتر و آشکارتر از کنیهایی است
اک اون خالب آنها یکسان است
Some Chemical Classes of Minerals
Class Defining Anions Example
Native elements None: no charged ions Copper metal (Cu)
Oxides and hydroxides Oxygen ion (07>) Hematite (Fe,O,)
Hydroxyl ion (OH>) Brucite (Mg|OH],)
Halides Chloride (CI-), fluoride (F>), Halite (NaCl)
bromide (Br-), iodide (I>)
Carbonates Carbonate ion (CO,2) Calcite (CaCO,)
Sulfates Sulfate ion (SO,2) Anhydrite (CaSO,)
Silicates Silicate ion (SiO,4) Olivine (Mg,SiO,)
صفحه 13:
Table 2.4 Common nonsilicate mineral groups
Mineral Group Name Chemical Formula Economic Use
Oxides Hematite FeO, Ore of iron, pigment
Magnetite FeO, Ore of iron
Corundum ALO; Gemstone, abrasive
1 HO Solid form of water
Uraninite U0, Ore of uranium
Sulfides Galena PbS Ore of lead
Sphalerite ZnS Ore of zine
Pyrite یک Sulfuric acid production
Chaleopyrite Cues, Ore of copper
Ginnabar Hes Ore of mercury
Suliates Gypsum CaSO, 2,0 Plaster
Anhydrite 50, Plaster
Barite BasO, Drilling mud
Native elements Gold Au Trade, jewelry
Copper Cu Electrical conductor
Diamond 6 Gemstone, abrasive
‘Sulfur 5 ‘Sulfa drugs, chemicals
Graphite c Pencil lead, dry lubricant
Silver Ag Jewelry, photography
Platinum Pt Catalyst
Halides Halite NaCl Common salt
Fluorite CaF) Used in steel making,
Sylvite ka Fertilizer
Carbonates Calcite 600 Portland cement, lime
Dolomite )ولا Portland cement, lime
صفحه 14:
Plate separation zone Plate convergence zone
Deep-ocean ۱
trench Magmatic arc
Seafloor
Manganese nodules
Mid-ocean ridge
Hydrothermal deposits of iron,
copper, and zinc sulfides
Intrusives with chromium
Disseminated (poryphry) copper
in intrusives
Vein deposits ofead, gol, iver,
molybdenum, zinc, tin, tungsten
Ophiolites with chromium,
copper, zinc, ead
صفحه 15:
عناصر آزاد
+ ای کارهای آزاد جوی تنها حدود 20عنصر به حالت خالص Eb
ا شونت
Gold, Silver, Copper, Platinum,
Palladium
Osmium, Iridium, Iron, Fe-nickel
Arsenic, Bismuth, Antimony
Sulfur, Diamond, Graphite
صفحه 16:
عناصر آزاد
گروه فلزات: Ub) پلاتین» آهن)
(Call طلا: این گروه شامل طلاء نقره. مس و سرب هستند.
اين 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 مى باشند. و دارای گرانی ویژه بالایی می
باشند.
صفحه 17:
عناصر آزاد
ب) گروه پلاتین:
این گروه شامل پالادیم. پلاتین- ایریدم.
این کانیها نسبت به عناصر گروه طلا سخت تر و نقطه ذوب بالایی
پ) گریوه آهن:
این گروه شامل فلزات آهن. آهن- نیکل می باشد. آهن ونیکل شعاع
آتمی نزدیک به هم دارند. بنابراین نیکل می تواند جانشین بخشی از
آهن شود. آهن خالص و کاماسیت(0. 60درصد نیکل دارد) بسته
بندی تنگ مکعبی دارند. تائنیت (06-0*2 درصد نیکل دارد)
وکاماسیت مشخصه شخانه های آهنی می باشد.
صفحه 18:
AU
ایزومتریک 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 .46 است که وقتي نقره همراه آن
بیشتر باشد به 9.9 نزول مي کند. سختي تا 0 بر اساس مقیاس موس دارد.
طلا داراي سطح شکست تیزء کدرء با جلاي فلزي به رنگ زرد و با رنگ خاکه زرد
بوده و بسیار چکش خوار و مفتول شدني است.طلا به واسطه خاصیت چکش خواري و
وزن مخصوص زیاد از پیریست» کالک و پیریت و ميكاهاي تجزیه شده زرد رنگ
مشخص مي شود. طلا معمولا به صورت دانه هاي پراکنده در رگه هاي كوارتزي با
پیریت و دیگر سولفورها» یا به صورت دانه هاي گرد یا گاه تکه هاي بزرگ در
رسوبات رودخانه اي یافت مي شود. سنگهاي معدني غیر از خود طلا شامل سلنورهاي
طلا و تلورهاي طلا مي باشند. طلا معمولا بصورت فلز آزاد یافت می شود.
صفحه 19:
Au
کاربردهای طلا و کشورهای تولید کننده آن (؟):
بیشتر جهت تهیه شمش طلا استفاده می شود در آبکاری فلزات و کاربردهای
خاص صنعتی... از جمله کشورهای تولید کننده می توان به افریقای جنوبی و
كنلا نام برد.
رخداد طلاء
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
3 نیز بازیافت می شود.
صفحه 20:
تصوير مناطق مختلف آلتراسیون هیدروترمالی
Hydrothermal Alteration Zones, Minerals,
Explanation:
Chi- Chorite Keo = Keornte and Ores in a Porphyry Copper Deposit
Epi- Epidote = Aunt
Garo -Carbonate 8 Copper
Qo dua Gi Suliae
Au - Gold
Kfeld- Potassium و Siver
Feldspar imp - Molybdenite
mag - Magnetite
Bi - Biotite
Anh Anhydrite Pyrite Shell
py- Pyrite Argillic Np 0%
Q-Kaol-Alun op 01-8%
feral
ChL-Epi-Cart
A chi-serEpi-mag BB (Modified from Lowell and Guilbert, 1970)
صفحه 21:
Ag
بلورهای 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 0.6 تا وزن مخصوص 60.046 (عستاً ۰)00.5
جلای فلزي و بدون رخ با شکستگی می باشد.مقدار نقره آن (1000) درصد بوده و
معمولاً همراه با مقاديري از فلزات دیگر مانند طلاء جیوه و مس است. نقره طبيعي
ممکن است به صورت پراکنده در بخش هاي اكسيدي ذخایر فلزات پایه یافت شود.
ترکیبات معدني نقره شده است:
تركيباتي که در آنها نقره به مقدار کم و به صورت فلز فرعي وجود دارد مانند
گالن» اسفالریت» کالکوپیریت» استانین و طلاي طبيعي که (9006 نقره دنیا به این
شکل است.
کانيهاي اختصاصي نقره که این عنصر مهمترین فلز قابل استخراج آنهاست.
اين كاني ها چنانچه مقدار نقره شان تا 200 گرم در تن برسد قابل استخراج است.
مانند کانی آکانتیت ۸925 که دارای ۵ درصد نقره می باشد.
صفحه 22:
Ag
رخداد نقره و کاربردهای آن(؟):
07 إر ا مقدار کم در مناطق اکسیده
کانسارهای معدنی گسترش دارد. در هر حال نقره
آزاد در ذخایر بزرگ نتیجه نهشت از محلولهای
هیدروترمال می باشد.
صفحه 23:
Cu
مس در ساختمان بلورین 0060 كاني مي‌نشیند ولي تنها شماري اندك از آنها از نقطه‌نظر
اقتصادي اهمیت دارند. از اين میان. شماري از كانيها که فراوان‌ترین کانه‌هاي اصلي مس
مي‌باشند» از اهمیت ویژه برخوردارند. همانند: کالکوپیریت ۱1۴652), کالکوسید
5 کرولین 5لان, بورنیت ۱15۳654), مس طبيعي 00006۲ ۱!۵۲۷6,
مالاكيت 0012)603()011(2© و آزوريت Cu3
(CO3)2(OH)2
سیستم تبلور: كوبيك (مكعبي) » رخ: بدون رخ با شكستگي دندانه ايصدفي جلافلزي؛
شكستگي:صدفي - دندانه اي. شفافیت:کدر(اپاك)» رنگ كاني :قرمزروشن که سریعاً قرمز
مسي یا قرمزقهوه اي مي شود. گرانی ویژه 0.0 و سختی 0.0 تا 9 دارد.رنگ اثر
خط زقرمز مسي» چکش خوار » هادي بسیار خوب الکتریسیته - در اسيد نيتريك حل
میشودودرشعله گاز ذوب مي گردد- با آب تمیز میشود. مس آزاد دارای اندکی Ags Bis
50 ۸۵6۰ ۲۱9۰ می باشد.
صفحه 24:
Cu
8( 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 مسء حاصل واکنش
محلولهای گرمابی با کانبهای اکسیدی آهن است. همچنین در مناطق آلتراسیون
هیدروترمال دیده می شود. تنها ذخایر عمده اين 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.
صفحه 25:
Pt
تبلور:كوبيك (مكعبي)ءرخ: نداردء جلافلزي شکستگي:خشن
۳ خاصيت مخناطيسي:ضعيف تر از آهن» سختى *6 تا 65.8
دارد. گرانی ویژه بالا(در حالت خالص) 00.060 » در حالت آزاد 40 تا
© 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
کال ولا تلخالصی هاپی مالند طلاه مسسء تيكل آهن و عناصر كميابى
نظير ايريديم؛ اسمیم» رودیم و پالادیم دارد.
صفحه 26:
Pt
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 اين
فلز تبدیل شد. همچنین افریقای جنوبی با استخراج پلاتین زون مرنسکی مقام
اول را در تولید اين فلز کسب کرد.
کاربردهای مهم (؟):
ویژگی مهم پلاتین نقطه ذوب بالا و مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی
صفحه 27:
Fe
5( تام کانیهای کاماسیت. تاننیت» ۴6 می باشد. کاماسیت و
غیر زمینی دارند وترکیباتی از آهن ونیکل می باشند که بترتیب تقريبا. ©
رصد و 00-078 درصد نیکل دارند.
6 دار لی‌سختی0. 6 دارلورخ و گرانی‌ویژه لویرلبر 9.م) تا 2.0 لست
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.
صفحه 28:
Fe
Meteorite with no widmanstatten,
widmanstatten pat!
صفحه 29:
شبه فلزات
شبه 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 6
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 الكتريسيته مى باشند. اين خواصء 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 سفیده در صورت اکسیده شدن رنگ
خاکستری ت تیره خواهدداشت.
صفحه 30:
آرسنیک دارای سختی P-O و دارای گرانی ویژه 6.0 تا 6.0 جلای فلزی و
اپاک می باشد. دارای رخ ضعیف می باشد. اين شبه فلز معمولا در رگه های
اپی ترمال و مزو ترمال و بیشتر مواقع در سنگهای دولومیتی دگرگونی یافت
می شود.
50
صفحه 31:
نافلزها
گروه سوم از رده بندی عناصر آزاد» نافلزها می باشند که از لحاظ
ساختاری تفاوتهایی با دو گروه قبل دارند. در اين گروه سه کانی
گوگرد گرافیت و الماس قرار دارند.
اين كانيها دارای خواص فلزی نمی باشند (به جز گرافیت که جلای
فلزی دارد). اين کانیها دارای وزن سبکی می باشند و می توانند
شفاف باشند.
صفحه 32:
5
ساختار ارتورمبیک و بصورت توده های نامنظم با تبلور ناقص یافت می شود.
بصورت توده ای قلوه ای و استالاکنیتی یافتمی شوند.. سختی .4 تا 6.6
دارد و گرانی 6.006 تا ۰6.05 جلای صمغی ورنگ زرد گوردی دارد که
در صورت ناخلصی(رس و سلنیم) به رنگ زرد با سایه هایی از سبز تا
خاکتر ی 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.
۹ ۱ یه دهانه اتشفشانهای فعال یا خاموش یا در نزدیکی آن و یا
در ركه ها همراه با سولفیدهای فلزی یافت می شود. معمولا در سنگهای
رسوبی ترشیاری نیز یافت می شود اغلب همراه با انیدریت» ژیس و سنگ
آهک یافت می شود.
صفحه 33:
5
۶ روش 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
در ترکیبات گوگرد:
آمریکا ژاین» اب
صفحه 34:
6
كرافيت يكى از جندريخت كربن مى باشد كه داراى رسانايى الكتريكى بالايى مى باشد.
دارای بلورشناسی هگزاگونال» رخ کامل» سختى 0-© مى باشد. رنك و رنك خاكه
8 رت مي باشد. گرافیت دارای ناخالصی هایی نظبر اکسید آَهن» رس یا
دیگر کانیها می باشد.
۱ وص بن مانند 1 شیستهاه گنایس ها یافت
Nee cas ی زد شده نير عمکن اس به
گرافیت تبدیل ر رگه های كواتزء بيوتيت» ارتوكلاز»
تورمالین و نیز | ی شود. گر نیز با استفاده از آنتراسیت
ودره در کوره های الکنریکی ساخته می لا
کاربردها و کشورهای تولید کننده گرافیت(؟): در صنایع نسوز و باترب
دارد و ازکشورهای تولید کننده
می توان به کره شمالی وجنوبی»کشورهای جمهوری
مستقل مشترک المنافع» هند.
صفحه 35:
با تشک از توجهتان