کانی

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 450 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 1000 سال قبل از میلاد مسیح به کشف و تهیه آهن توفیق یافت. به روایت دیگر حدود 2700 سال قبل عصر مفرغ آغاز شد که در این عصر انسان ابزار خود را از این آلیاژ تهیه می‌نموده است. حدود 3000 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 485 سال قبل از میلاد به خاصیت کهربایی کانیها اشاره کرده و تمیش تکلس (527-549 ق.م) که دست به استخراج معادن زد. یک کتاب سنگ شناسی (الاحجار) که به ارسطو (322-384 ق.م) نسبت می‌دادند بعدها معلوم شد که در سده هشتم نوشته شده ، ولی کتابی از شاگردش یتوفر است (288-372 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 (201-113 م) بود. اثر دانشمند عالیقدر ایرانی ، ابو علی سینا (1037-970) تحت 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 (280-119 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 (1623-1555) یاد 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 (1711-1765) بود. در سال 1669 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 1830 هسل 32 کلاسه را ثابت کرد، پس از آن با استفاده از محاسبات ریاضی فدروف روسی و شنفلیس آلمانی 230 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 1913 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 7 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

کانسارهای کرومیت در جهان به دو صورت کرومیت های تیپ لایه ای که غالباً در کمپلکس های بزرگ لایه ای باسن پروتوزوئیک در دنیا یافت می شود. (مانند کمپلکس بوشولد در آفریقای جنوبی) و دیگری ذخایر تیپ آلپینی که در آن کانسار کرومیت به صورت عدسی شکل است و در سنگهای سرپانتینی شده بسیاری از افیولیتی آلپی مشاهده می شود، یافت می شود.

در ایران سنگهای افیولیتی کمربند آلپی مشاهده می شوند یافت می گردد.

در ایران سنگهای افیولیتی از گسترش و توسعه فراوانی برخوردار بوده و کانسارهای کرومیتی مهمترین پتانسیل معدنی در سنگهای افیولیتی هستند. ناحیه اسفندقه در جنوب کرمان از جمله مناطق افیولیتی در ایران است که از لحاظ ذخایر اقتصادی بسیار با اهمیت است. در این ناحیه کانسارهای کرومیت به صورت توده های عدسی شکل ونا منظم و پراکنده می باشند که در داخل سنگهای آذرین بازیک تا فوق بازیک قرار دارد.

بعلت پیچیدگی ساختار زمین شناسی مجموعه های افیولیتی هنوز روش مشخص و دقیقی برای اکتشاف کانسارهای کرومیت تیپ آلپی شناخته نشده است و اکتشاف کانسارهای کرومیت در مناطق افیولیتی معمولاً از طریق روشهای اکتشاف انجام پذیرفته است.

اصولاً در اکتشاف کانسارهای کرومیت آلپینی مشخص کردن ترکیب سنگ شناسی و بافتهای سنگ مطالعات ژئوشیمیایی سنگ میزبان و کانه کرومیت و همچنین مطالعات زمین ساختی در مقیاس میکروسکپی (فولیشن ها و لینیشن ها و لایه بندی ها) و ماکروسکپی اهمیت زیادی دارند.

با در نظر گرفتن این موضوع مطالعاتی در مناطق رزکوئیه در 7 کیلومتری شمال شهر بافت و ده شیخ در120 کیلومتری جنوب شهر بافت از ناحیه معدنی اسفندیه انجام شده است.

در گام اول برداشت های صحرایی و عملیات نمونه برداری در این مناطق انجام و سپس از نمونه های برداشت شده مقاطع میکروسکپی تهیه شد. با مطالعه نمونه ها ترکیب سنگ شناسی مناطق و وضعیت کانه کرومیت در کانسنگ های کرومیتی مشخص شده است.

به منظور تائید مطالعات سنگ شناسی بسیاری از نمونه ها مورد آنالیزXRD قرار گرفتند. هم جنین توسط روشهای تجربی ترکیب کانه کرومیت از طریق آنالیز XRD تعیین گردید.

در ادامه مطالعات انجام شده ترکیب شیمیایی تعدادی از نمونه های سنگی منطقه شامل سنگهای میزبان و سنگ دربرگیرنده کانسارهای کرومیتی توسط روش آنالیز XRF مشخص گردید و از این طریق نتایج بسیار با ارزشی در رابطه با روند تفریق ماگمایی و مکان تشکیل سنگهای افیولیتی در منطقه بدست آمد.

به منظور مشخص نمودن تیپ کانسارهای کرومیتی منطقه و هم چنین مکان تشکیل آنها در کمپلکس افیولیتی توسط آنالیز میکروسکپ الکترونی ترکیب شیمیایی کانه کرومیت تعیین گردید.

در نهایت نیز نقشه زمین شناسی به مقیاس 1:10000 از منطقه ده شیخ تهیه شده است.

مجموعه ای که در این جا گردآوری شده است، نتایج تمام مطالعات ذکر شده در بالاست که در 6 فصل جمع آوری شده است.

فهرست مطالب

فصل اول : کلیات (1)

1-1 مقدمه

2-1 ترکیب پوسته اقیانوسی

3-1 نحوه شکل گیری پوسته اقیانوسی

4-1 دگرگونی در پوسته اقیانوسی

5-1 افیولیت ها و پریدوتیت های آلپین

6-1 فرق افیولیت ملانژ با افیولیت کلاسیک

7-1 منشأ افیولیت ها

8-1 نیروی محرک صفحات

9-1 دگرگونی در مجموعه افیولیتی

10-1 افیولیت های ایران

11-1 مشخصات افیولیت ملانژهای ایران

12-1 دگرسانی در افیولیت ملانژهای ایران

13-1 سن افیولیت ملانژهای ایران

فصل دوم : کلیات (2)

1-2 کانسارهای کرومیت ایران

2-2 کرمیت

3-2 تجارت جهانی کرم

4-2 تیپ کانسارهای کرومیت

1-4-2 کانسارهای کرومیت لایه ای

2-4-2 کانسارهای کرومیت انبانی

5-2 مقایسه کانسارهای کرومیت انبانی و کانسارهای کرومیت لایه ای

6-2 ساخت و بافت کانه کرومیت

7-2 انکلوزیونهای موجود در کانه کرومیت

8-2 ترکیب ماگما و ته نشینی کرومیت درکانسارهای تیپ لایه ای

9-2 تأثیر روابط سنگ و مذاب در شکل گیری کانسارهای کرومیت انبانی

10-2 دو مثال از کرومیتهای تیپ انبان

1-10-2 کانسارهای کرومیتی در افیولیت های عمان

2-10-2 کانسارهای کرومیتی گلمن در ترکیه

11-2 کانسارهای کرومیت ایران

فصل سوم : زمین شناسی و سنگ شناسی مناطق رزکوئیه و ده شیخ

1-3 زمین شناسی عمومی منطقه اسفندقه

2-3 موقعیت جغرافیایی مناطق رزکوئیه و ده شیخ

3-3 زمین شناسی منطقه رزکوئیه

4-3 نمونه برداری از منطقه رزکوئیه

5-3 مطالعات میکروسکپی بر روی مقاطع نازک منطقه رزکوئیه

1-5-3 سرپانتینیت های منطقه رزکوئیه

2-5-3 رخساره های دگرگونی در منطقه رزکوئیه

6-3 مطالعه مقاطع صیقلی منطقه رزکوئیه

7-3 زمین شناسی منطقه ده شیخ

8-3 نمونه برداری از منطقه شیخ

9-3 نتایج حاصل از مطالعه مقاطع نازک منطقه ه شیخ

10-3 کانی شناسی سنگهای پریدوتیتی منطقه ده شیخ

11-3 مشخصات عمومی کانسارهای کرومیت منطقه ده شیخ

12-3 مطالعه مقاطع صیقلی منطقه ده شیخ

فصل چهارم : مطالعات پراش اشعه X(XRD)

1-4 مقدمه

2-4 آنالیز شیمیایی XRD سنگها یمنطقه ده شیخ

3-4 آتالیز XRD سنگهای منطقه رزکوئیه

4-4 تعیین ترکیب شیمیایی کانه کرومیت از طریق نمودار XRD

1-4-4 مطالعه XRD کالسنگ کرومیتی منطق رزکوئیه و ده شیخ

نتیجه گیری

پیشنهادات

منابع