کانی شناسی

[bb]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[bb]

برای بهتر شدن تاپیک
سئوال + نظر + پیشنهاد

[bb]

بررسى اورميکروسکوپى کانه ها Ore Microscopy نامى مرسوم در بررسى کانى هاى کدر به کمک ميکروسکوپ با پرتوهاى پلاريزه فرودى incident light است که به ((ميکروسکوپى نور منعکس )) نيز نامبردار است. کاربردهاى آن در زمينه هاى کانى شناسى، زمين شناسى اقتصادى ، کانه آرايى ، متالورژى،Metallurgy ودر بررسى سنگ هاى آذرين ،دگرگونى ورسوبى حاوى کانى هاى کدر است.با آنکه يکى از موارد مهم بررسى کانى هاى فلزى کدر تشخيص وتعيين نوع کانى است اما بررسى ساخت وبافت آنها نيز مورد توجه است.

اين کتاب به صورت پيش در آمدى بر موضوع طراحى شده است ؛ خواننده خواهان اطلاعات بيشتر ودقيق تر مى بايد به کتاب هايى جامع تر که در زير به شمارى از آنها اشاره شده است مراجعه کند.
کامرون Cameron (1961) ، شوتنShouten (1962)،فرويند )Freund ّ1966) ، گالوپين وهنرى Galopin &Henry (1972)،اوتن بوگارت وبورکه Oytenbogaardt& Burke (1973) ،رامدور Ramdohr(1980) ،کريگ ووقان Craig & Vaughan (1981) وپيکوت يوهان Picot& Johan. به هر حال دراين کتاب روش هاى اصلى تشخيص ومتداول تر بافت ها در منتخبى از کانى ها بيان شده است که براى بيشتر دانشجويان کافى به نظر مى آيد. انجمن زمين شناسان مى توانند پودرهاى دانه نبدى شده ونيز اندازه هاى (يا عيار)غير عادى کانى ها را نيز بررسى کنند.

اما دانشجويان دانشگاهها ،کالج هاى فنى ،دانشکده هاى معدن ،موزه هاو ديگر سازمان هاى همانند آن تنها نمونه هاى غير عادى يا پر عيار را مى بينند ،هر چند اين نمونه ها مى تواند در يادگيرى فن سودمند افتد ولى در عمل مى تواند به گمراهى بيانجامد.اين نکته در گزيده اى از کانى هاى توصيف شده در اين نوشتار منظور شده است.

بررسى ميکروسکوپى کانى هاى کدر وبکارگيرى ميکروسکوپ نور منعکس با تجهيزات فرعى مى تواند مطالعه اى جامع تلقى شود.در بيشتر موارد ضرورى است که از ساير روش ها نظير:تجزيه هاى شيميايى (توسط طيف نگارى Spectrographic ، فلوئورسانس پرتوهاى ايکس x-ray Fluorescence ميکروسکوپ يا ريزنماى الکترونى electron microprobe، جذب اتمى atomic absorption ،شيمى تر وروش هاى ديگر) ،پراش پرتوهاى ايکس x-ray diffraction بکار گيرى يونيورسال استيج universal stage وهمچنين سنجش ابعاد دانه ها کمک گرفت. بطور کلى در چنين بررسى هايى ،مطالعه ميکروسکوپى ،کانى هاى کدر ،آغازگرى مفيد وحتى ضرورى واساسى به شمار مى آيد.ولى نياز به يادآورى است که تا اطلاعات درباره بسترى که کانى هاى فلزى در آن جاى مى گيرد در دست نباشد شناخت کامل ودقيق آن ميسر نمى شود.متون وکتاب هايى شايسته وفراوان ،دربرگيرنده موارد ياد شده ،در دسترس است ولى نمونه هاى معرفى شده در ذيل نيز مفيد است پارک ومک ديارميد park&Mac Diarmid (1964)،براون Brown (1967) استانتون Stanton(1972) ،باومان Baumann (1976) ،ولفwolf (1976) ،بارنز Barnes(1979) ،ايوانز Evans(1980) جنسن وبتمن Jensen& Bateman (1981)وهوچى سون Hutchison(1983).
کتب کانى شناسى نيز فراوان است ولى در سطوح مقدماتى مطالعه آثار زير بنظر کافى مى رسد:دير ،هاوى وسوسمان Howie&Zussman ، DEER(1962) ،ريب Ribbe (1974)،رامبل Rumble (1976)ووفان وکرايگ (1978).

از روش هاى متداول شناخت کانى هاى کدر ، بررسى ومشاهده اين کانه ها در ميکروسکوپ با نور منعکس است ،تنوع وطيف گسترده آنها در طبيعت ايجاب مى نمايد که دانشجويان زمين شناسى بويژه کارشناسان زمين شناسى اقتصادى در پى کسب تجربه وتبحر هرچه بيشتر براى شناخت صحيح وتجزيه وتحليل دقيق تر اين کانه ها باشند.
بررسى کانه هاى کدر نه تنها پاسخگوى مسائلى در کانى شناسى ،کانه آرائى ،زمين شناسى اقتصادى ومتالوژنى است بلکه در انواع سنگ هاى آذرين ،دگرگونى ورسوبى حاوى کانى هاى کدر نيز کاربرد دارد.
کتاب حاضر که ترجمه کتاب Introduction to practical ore microscopy ازP.R Ineson است ،در نوع خود کتابى جامع وپايه بشمار مى رود که هم مى تواند مورد استفاده دانشجويان مبتدى قرار گيرد وهم به تبحر بيشتر کارشناسان بيافزايد.
مترجمين از رياست محترم سازمان زمين شناسى واکتشافات معدنى آقاى مهندس کره اى بدليل مساعدت در چاپ اين کتاب کمال تشکر را دارند.از آقاس دکتر ناصر خويى که دقت زياد در ويرايش اين اثر مبذول داشته وهمچنين از خانم عبدالهى در پيگيرى امور تايپ واز خانم خرسندى بخاطر صفحه آرايى کتاب نيز سپاسگذارى مى نمايند.
در خاتمه از خوانندگان کتاب اين خواهش را داريم که با ذکر نواقص يا اشتباهات احتمالى ما را در آثار بهتر مساعدت نمايند.
محمود مهر پرتو – فريده حلمى

[bb]

مقدمه
فرض شود که تنها يک ميکروسکپ انعکاسى بدون اصلاحات وتغيير دستگاه يا لوازم اضافى در دسترس است .اگر چنين باشد ،در حقيقت يک امتياز است،چون پيش از درک واشرااف کامل به روش هاى پايه اى تر ،هر گونه تلاش در راستاى بکارگيرى روش هاى پيچيده تر مى تواند فريب دهنده يا گمراه کننده باشد.در مقايسه با مطالعه برش هاى نازک در نور عبورى،در حالت بررسى ميکروسکپى کانى هاى فلزى،ويژگيها در بيشتر زمينه هاى کيفى است وبراى مهارت وتجربه هيچ جانشينى وجود ندارد(کسب تجربه ومهارت در بررسى کانى هاى جوراجور ،گردآورى شده از موقعيت ها ومحيطهاى گوناگون،بى شک به مهارت وتبحر خواهد انجاميد.
فزون بر يک نمونه صيقل شده ،در دسترس بودن نمونه اى از ماده اى که هنوز بريده ،چسبانده وصيقلى نشده مى تواند مفيد وموثر باشد .رنگ کلى يا عمومى ،رنگ پودر کانى streak وجلاى هر کانى در نمونه دستى در جدول کانى (فصل 8) آمده است.
رجوع به هر متنى در کانى شناسى توصيفى اطلاعاتى بمراتب بيشتر درباره اشکال يا ويژگيهاى تشخيص دادنى با چشم غير مسلح megascopic در دسترس خواهد گذاشت .ممکن است اين بخش از جدول هاى کانى ،براى نمونه هاى دانه درشت يا در هم تنيده intergrowth سود بخش افتد ،ولى در نمونه هاى بسيار دانه ريز ،از اين رو که ممکن است رنگ يا ساير ويژگيهاى يک کانى معين براثر همجوارى با ديگر کانى ها يا کانى هاى سنگ ميزبان پوشيده شود masked ورخ ننمايد،در حقيقت کارآمد نيست.
ميکروسکپ به منظور مشاهده ويژگيهاى نورى کانى ها مى تواند به دو روش اصلى بکار گرفته شود.
بدون جداساز يا آناليزور يعنى تنها قطبى ساز يا پلاريزر درگير باشد.(پلاريزر به گونه اى پايدار وهميشه در ميکروسکپ درگير است).در اين حالت مى گويند نمونه با نور قطبى (پلاريزه)خطى يا صفحه اى بررسى مى گردد،وبراى مشاهده موارد زير به کار مى رود.
رنگ انعکاسreflectance
دو انعکاسى bireflectance وچند رنگى انعکاسى reflectance paleochroism
با گذاشتن ودرگير کردن جداساز يا آناليزور (با زاويه 90 درجه نسبت به پلاريز)گفته مى شود که نمونه ،در وضعيت قطب هاى عمود بر هم تحت بررسى است که براى مشاهده موارد زير کاربرد دارد:
همروندى (ايزوتروپيسم isotropism) ناهمروندى (انيزوتروپيسم anisotropism)
رنگ هاى قطبش يا پولاريزاسيون polarisation colours (خواص چرخشى)
انعکاس هاى داخلى internal reflections
مشاهدات ممکن است با بکارگيرى عدسى هاى شناور در روغن/يا هوا صورت پذيرد.
2-1-4- رنگ
در هنگام مشاهده کانى در نور قطبى (پلاريزه)صفحه اى plan polarized light يا بين قطب هاى عمود بر هم،رنگ يکى از مهمترين ويژگيهاى آن است،که به هنگام آغاز يادگيرى بررسى ميکروسکپى کانى فلزى،متاسفانه دشوارترين کار است.فهرست تطبيق زير ممکن است به رفع برخى از مشکلات ومسائل کمک نمايد:
ميکروسکپ بطور صحيح نصب شود.
نمونه بتازگى (جديداً) صيقلى شده باشد يا ،در صورتى که چنين نيست ،نمونه حتى المقدور در هواى خشک نگهدارى شده باشد.چنانکه نمونه شرايط ياد شده را نداشته باشد ،ممکن است مشکلات متعددى را بوجود آورد ،زيرا کانيهاى مشخص ومعين (نظير نقره ومس طبيعى) هنگام ماندن در هوا به آسانى کدر مى شوند ودر نتيجه براى نماياندن رنگهاى (واقعى وصحيح)هميشه به صيقل دوباره نياز دارند.
نمونه ها در نور ثابت ومناسب مشاهده شوند، شدت نور ميکروسکپ بايد(در صورت امکان)تا بدان جا که چشم هاى شخص نياز دارد ، باشد.
شما کور رنگ نيستيد .گروه کثيرى از مردم بطور جزئى وتا اندازه اى کور رنگند وهرگز به آن رنگ پى نمى برند ،يا نمى توانند آن را تاييد کنند،دراين صورت از دوستى بخواهيد با نگاه به نمونه ،رنگ هاى مشاهده شده را ذکر کند يا بپذيرد.اگر چه توصيف وذکر رنگ از شخصى به شخص ديگر ممکن است کمى متفاوت باشد.
با توجه به اينکه رنگ بيشتر کانى ها بين سفيد محض تا خاکسترى تيره تغيير مى کندوتنها معدودى از آنها شديداً‌ رنگى اند (جدول4-1)،تشخيص وشناسايى تفاوت هاى جزئى رنگ در درجات رنگى ملايم که از خاکسترى وسفيد به غير سفيد تغيير مى کند، ضرورى است،ممکن است توصيه هاى زير مفيد واقع باشد:
تا آنجا که مى توانيد نمونه هاى جورواجور از يک کانى را ببينيد ودر تفاوت هاى که رنگ يک کانى مى تواند آشکار سازد دقيق شويد.
رنگ مشاهده شده را يادداشت کنيد وبه جدول هاى اين کتاب يا هر کتاب ديگر ،کاملاً مطمئن نباشيد،اين احتمال وجود دارد که نمونه مورد بررسى در بعضى از شرايط هيچيک از رنگ هاى قيده شده در جدول مذبور را آشکار نسازد.
در روند مشاهده يک کانى ، آن کانى را برگزينيد که نيمى از ميدان يا بيشتر گستره آن را بپوشاند سپس افروزش يا نور را تغيير دهيد.تفاوت هاى شدن رنگ ،نظير زرد روشن به زرد کمرنگ يا حتى از زرد روشن به سفيد بايد ديده شود. نور يا افروزش را به آنجايى برگردانيد که در آغاز بود ،اين کار مسائل ومشکلاتى را که بررسى نمونه هاى مختلف يک کانى به هنگام ناپايدارى شدت افروزش يا نور ايجاد مى کند،آشکار مى سازد.
بپذيريم که که ناهمسانى در رنگ يک کانى به کانى هاى احاطه کننده آن نيز مربوط مى شود. بدين سان که احتمال دارد کانى در يک سنگ ميزبان بدور از کانى کدر مى باشد يا در همسايگى کانى هايى با رنگ هاى روشن يا تيره تر از خود ، باشند.اين اثر ((تداخل رنگى خنثى neutral colour interference ناميده شده است.اين تفاوت هاى مى تواند بسته به اينکه نمونه ((در روغن )) يا ((هوا)) باشد تغيير يابد. جدول کانى (فصل 8)به گونه اى تنظيم شده که اين پديده را چاره ساز باشد. به عنوان مثال صفحه 28 بخش ((رنگ)) کالکوپيريت را ببنيد.علامت-> رنگ کالکوپيريت را در همسايگى .... مشخص مى کند. وقتى کالکوپيريت در همسايگى گالن است ممکن است زردتر از جايى باشد که دو کالکوپيريت ديوار به ديوار يکديگرند، يا چنانچه که در کنار طلا/نقره جاى گيرد شايد کالکوپيريت رنگ زرد مايل به سبز يا تيره تر نشان دهد. به همين سان ،آن کانى که همه گستره ميدان ديد را مى پوشاند ،مى تواند رنگى بطور کامل ناهمسان با رنگى آشکار سازد که همين کانى در وضعيت ريز دانگى چسبيده به ديگر کانى ها يا قطعات سنگ ميزبان از خود نشان مى دهد ،از اين رو لازم است که بررسى ميکروسکپى از عدسى شيئى قدرت پائين آغاز شود تا بدين سان، بيشترين شمار ممکن دانه هابه زير ديد روند وهمچنين تا آنجا که ممکن است همه ديافراگم ها بار گذاشته شود.
رنگ غالب ايروتروپ نا ايزوتروپ
(نسبى) (يا بگونه اى ضعيف ناايزوتروپ)
1- بشدت رنگى آبى کالکوسيت کووليت
زرد طلا کالکوپييت
قرمز/قهوه اى بورنيت ،مس ميلريت
صورتى/ارغوانى/بنفش برونيت ،مس کوبانيت
2- کمى رنگى :آبى تترائدريت پسيلوملان
(در مقايسه با کانى هاى همسايه)
سبز تترائدريت هماتيت هماتيت
زرد پيريت،پنتلانديت پروستيت
پيرارژريت
استانيت
مارکاسيون
نيکوليت
جزئى رنگى رنگى در مقايسه با کانى هاى همسايه در غير از آن صورت رنگ شديد) آبى کوپريت
رنگى سينابر
صورتى/ارغوانى/بنفش/زرد کوبالتيت نيکوليت
زرد پيريت مارکاسيت
قرمز/قهوه اى منيتيت پيروتيت
انارژيت
ايلمنيت
رنگ تابعى از :(الف)- ضريب انکسار نوع محيط يا ماده موجود بين عدسى ونمونه (معمولاً‌ هوا)؛ و(ب) شفافيت کانى است.بيشتر کانيهاى طبيعى ،کدر ولى اکثر کانى هاى باطله (گانگ)شفاف يا نيمه شفاف اند.اين قبيل کانى ها چون نمى توانند به اندازه کانى هاى کدر نور را منعکس کنند در نتيجه تيره تر به نظر مى رسند.
3-1-4- دوانعکاسى و چند رنگى انعکاسى
هنگام بررسى يک کانى با نور پلاريزه (قطبى) صفحه اى ، ممکن است،در اثر گرداندن کانى بدور خود ،در انعکاس آن(روشنى) و/يا رنگ آن تغييرى رخ دهد. تغيير در انعکاس را دو انعکاسى گويند.
تغيير در رنگ (يا ته رنگ هاى آن) را چند رنگى انعکاسى نامند.
شايان ذکر است که کانى هاى سيستم کوبيک با هر گونه جهت يافتگى دامنه يا بلورها بطور معمول هيچ يک از ويژگيهاى ياد شده را آشکار نمى سازند،برش هاى قاعده اى کانى هاى هگزاگونال وتترا گونال نيز بطور معمول دو انعکاسى يا چند رنگى انعکاسى را نشان مى دهند.
دو انعکاسى تحت تاثير موارد زير است:
ضريب انکسارRefrective Index(RI) محيط يا ماده ميان عدسى ونمونه :هر اندازه ضريب محيط بزرگتر باشد ،دوانعکاسى شديدترى بيان مى شود
جهت يافتگى کانى .بسته به جهت يک کانى نسبت به پرتوهاى تابيده ،احتمال دارد دو انعکاسى در آن از صفر تابيشترين مقدار تغيير کند.برخى مولفين بر آنند که با بکارگيرى اصلاحاتى همچون :(( خيلى ضعيف))،((ضعيف))، ((متوسط))،((قوى)) و((خيلى قوى)) اين اثر را بيان نمايند.
شايد اين اثر در کانى هاى شفاف مشخص ومعين (در بيشتر موارد کانى هاى گانگ) که داراى دو انعکاسى قوى هستند يعنى کربنات هاى کلسيم ،منيزيم ،آهن وسرب ديده شود. دو انعکاسى در کانى هاى اصلى سازنده سنگ آشکار نمى شود.

منبع: عنوان کتاب : پيش درآمدى اور ميکروسکپى کاربردى
نويسنده : محمود مهر پرتو , فريده حلمى
ناشر : سازمان زمين شناسى
تاريخ نشر : فروردين 1379
عنوان فصل : شناسايى کانى ها

[bb]

بافت هاى کانى هاى فلزى
علائم اختصارى استفاده شده براى کانه ها با فراوانى گسترده

باريت ........Ba
بورنيت.......B
کاللکوپيريت........Cc
کالکوسيت......... Chc
کروميت .......Cr
فلوريت....... F
گالن......... G
طلا........Au
ژيپس......Gyp
ايلمنيت .......i
منيتيت.........M
پنتلانديت.......pe
پيريت......Py
پيروتيت........Pr
کوارتز.........Qtz
اسفالريت.......Sph
استانيت...........st
استيب نيت.......Sti
تترائيدريت......Te
ولفراميت........W
-5- پيش در آمد
شناخت وتحليل درست وابستگى ميان دانه ها (يعنى بافت ها) در ميکروسکپى نور منعکس وبويژه در بررسى کانه ها از چنين اهميتى برخوردار است که مى تواند تعيين کننده هويت کانى ها باشد.
بافت ها مى توانند کمکى باشند در راستاى :
معلوم شدن ماهيت يا سرشت مراحل نهشت نخستين کانه
تعيين ((رويدادهاى)) بعدى، از قبيل تعادل دوباره re equilibaration دگرگونى،آهسته سرد شدن annealing ،هوازدگى ،اکسيداسيون وسيمانى شدن،
تشکيل بافت هاى غير زمينى Extra-terrestrial (ويدمن اشتاتن wsidmanstatten.
بررسى بافتى يک کانه مى تواند در آسياب نمودن وبهسازى وپرعيارى آن کانه در اجزاء ترکيب کننده اش بسيار مهم باشد.پايدارى کانى ها در پذيرش رخداد دگرسانى يکسان نيست.حتا اين پايدارى در ترکيب کلى کانى ها نيز همسان نيست .بطور مثال کانى هايى معين ، از خانواده اکسيدها يا سولفورها،در حفظ بافت نخستين خويش پايدارى بيشترى نشان مى دهند تا کانى هايى نظير پيروتيت وسولفورهاى مس وآهن، پايدارى برخى کانى ها ،نظير فلزات شايد از اين نوع ها کمتر باشد.هيچ يک از طرح هاى گروه بندى بافت ها کامل نيست ودر مورد هيچ يک از آنها توافقى بدست نيامده است.در نقاطى از جهان برخى از اصلاحات به صورت استاندارد شده در آمده اند.از همين رو است که پيروان مکتب هاى گوناگون:آمريکايى،اروپايى وخاور دور (آسيا واستراليا) اصلاحات بافتى را با تفاوت هاى جزيى به کار مى گيرند.در بيشتر موارد کلمات مترادف يا هم معنى که مى تواند گمراه کننده نيز باشد استفاده مى شود. بافت ها يا مى تواند به صورت هاى منطقه اى متحدالمرکز ،منظم وبا قاعده ،قلوه اى شکل وپوسته پوسته اى که دلالت بر خاستگاه زايشى دارد توصيف شود،يا اينکه صرفاً نشانگر نماد رويت پذير يک کانى يا مخلوطى از کانى ها باشد
2-5- توصيف بافت ها
1-2-5 دانه هاى تک ومنفرد
(الف) 1-2-5- داخلى
(الف 1)1-2-5- منطقه بندى (زونينگ)
براى آشکار شدن زونينيگ ،شايد نياز به اچ کردن با محلول هاى شيميايى باشد يا نباشد.کانى مى تواند از ديدگاه رنگ وياسختى ،داراى ساخت نوارى باشد.ناحيه بندى ممکن است بر اثر وقفه هايى در رشد،تغيير اختصاصات فيزيکى نوارهاى متناوب با وجود ميان بارها در برخى ونبودش در ديگر نوارها پديد آيد. منطقه بندى بطور معمول نشانگر تکرار وتجديد نموو رشد است ويا حاکى از نمو سريع وتشکيل از سيال ناخالص در دماى پائين مى باشد. احتمال دارد ناحيه بندى در نتيجه فرايندهاى ثانوى نظير دگرگونى منطقه اى يا دگرگونى مجاورتى پديد آيد يا با نظير همين عوامل از بين برود.
مثال ها:مس،استيب نيت،پيريت،گالن، کاسيتريت،پيراژريت.
شکل ۱-۵
نمو حاشيه بر آمده stoss-side growth،شکلى از منطقه بندى است.اين گونه از نمو بصورت يک ناحيه بندى معمولى است ،با اين تفاوت که نوارها در يک سطح يا چند سطح از يک پهلو پهن تر از ديگر پهلوها است. در اين حالت يک جهت ترجيهى نهشتگى را مى توان استنباط کرد، يعنى به اين نتيجه رسيد که سيال از سويى که نوارها پهن تر شده اند،آمده است. اين گونه منطقه بندى را بطور معمول مى توان در بلورهايى که در حفرات يا فضاى خالى وباز رشد مى کنند يافت.
مثال ها:استيب نيت،ميلريت وبسيارى از کانى هاى غير کوبيک .
شکل ۲-۵
نمونه هاى تقريباً سياه در کانى ها ديده مى شوند که بگونه اى آزاد وهمزمان در فضاهاى باز رشد کرده اند واشکال ستونى ،منشورى يا برگ مانند (ورقه اى) را بوجود آورده اند.اين قبيل نموها ممکن است نشانه تامين يکنواخت مواد از همه سو باشد که اين درست وارونه نمو حاشيه اى برآمده است. شکل کامل ودرست آن به الگوى اختصاصى نمو بلور کانى مربوطه وابسته است.چنانکه در اثناى رشد ،بلورهاى خاص ومنفردى با يکديگر رقابت وهم چشمى کنند،مکن است بافتهاى موازى يا نزديک به موازى را بوجود آورند.
مثال ها: استيب نيت وبيشتر کانى هاى دماى پائين.

[bb]

رنگ در سنگ



سيارة سبز- آبي ما در منظومه شمسي ويژگي خاصي دارد : سرشار از "رنگ" است. انسان كه در روح نامحدود خود در جستجوي تكامل و بلندي است، از زيبايي و شكوه هزاران رنگ در طبيعت استفاده كرده تا فرهنگ، تمدن و انديشه‌اش را غنا بخشد. به‌راستي زمين تك رنگ يا سياه و سفيد چقدر بي‌روح بود. سپاس آن يگانه را كه در هر رنگ، گنجينه‌اي شگفت به انسان هديه كرده است.

زماني كه مردمان اوليه شروع به نقاشي غار‌ها و يا زينت خودشان كردند، مجبور نبودند به دنبال رنگ بگردند. آنها با خرد كردن سنگ هاي محلي و مخلوط كردن پودر آنها با چربي حيوانات، طيف وسيعي از رنگ‌ها را به‌دست مي‌آوردند. رنگ، از قديمي‌ترين اختراعات بشر است. شما هم مي‌توانيد با خرد و نرم كردن كمي از گونه‌هاي مختلف سنگ و خاك، به دست‌ آوردن رنگ‌هاي جديد راتجربه كنيد.



تنوع رنگ در يك مادة معدني:

بسياري از كاني‌ها، همواره با يك رنگ مشخص و ويژه در سطح زمين يافت مي‌شوند كه اين خصوصيت براي شناسايي آنها بسيار مفيد است. در مقابل، بعضي از آنها، رنگ‌هاي گوناگوني را در طبيعت به خود مي‌گيرند. به عنوان مثال، شما مي‌توانيد تورمالين- Tormaline را به رنگ هاي سياه، قهوه اي، صورتي، سبز و آبي در طبيعت ببينيد.



سر‌نخ رنگ‌ها:



ساده ترين راهي كه مي‌توانيم رنگ حاصل از يك كاني يا مادة معدني را مشخص كنيم، اين است كه نمونه را بر روي كاغذ زبر و سفيدي بكشيم و اثر آن را بررسي كنيم. بسياري از مواد معدني، خط رنگي واضحي بر جا مي گذارند كه گاهي به رنگ مادة اصلي است و گاهي هم نه. اما تركيباتي هم وجود دارند كه در اثر سايش به پودر سفيدي تبديل مي‌شوند و عملا رنگي از خود برجا نمي گذارند.

اگر شما هم به رنگ‌هاي طبيعي علاقمنديد، بياييد با چند نمونه از رنگ هاي معدني معروف آشنا مي شويم:



رنگ مايه‌هاي خاكي:



هنرمندان قديمي از خاك‌هاي رسي_ Clays، در نقاشي‌هاي خود زياد استفاده مي كردند. رس‌ها مزاياي زيادي دارند از جمله اينكه در همه جا يافت مي‌شوند، نرم هستند و رنگ هاي گوناگوني ايجاد مي‌كنند. رنگ هاي حاصل از اين تركيبات، اغلب قهوه اي و سبز بي‌حالت است.





سايه‌هاي سفيد:

اولين رنگدانة سفيد، گچ (CaSO4.2H2O ) بوده هر چند در بعضي مناطق، استفاده از كائولن

( رس چيني ) (Al4(Si4O10)(OH)8 ) هم براي تهية رنگ سفيد رايج بوده است. امروزه كاني‌هاي تيتانيوم دار مانند ايلمينيت(FeTiO2 ) يا روتيل(TiO2 ) براي تهية رنگ‌هاي سفيد استفاده مي‌شوند.



به سياهي زغال:

غارنشينان اوليه، از زغال چوب استفاده مي‌كردند تا طرح‌هاي خود را با حاشيه‌هاي تيره تزئين كنند. هنوز هم هنرمندان از گرافيت استفاده هاي فراوان مي‌برند.





رنگ مايه هاي پوستي:

خاك هاي هماتيت دار- Hematite(Fe2O3 ) ، منبع رنگ‌هاي قرمز- قهوه اي به شمار مي‌آيند. هماتيت در بين كلية موادي كه براي توليد رنگ استفاده مي‌ شوند، از همه مشهورتر است. رد پاي هماتيت را در تمام تاريخ بشر مي‌توان يافت. هماتيت رنگ مناسبي دارد، فراوان است، به سادگي نرم مي‌شود و از همه مهمتر اينكه سمي نيست. در مقبرة توت انخ آمون، در كنار تمام جواهرات و اشياء بي نظيرفرعون مصر، يك جعبة كوچك نقاشي به دست آمد كه تصور مي شود فرعون مصر در كودكي از آن استفاده مي‌كرده است. در آن مجموعه‌اي از پودرهاي رنگي شامل پودر گچ، زرنيخ، مالاكيت و هماتيت يافت شد.



طلاي ساده لوحان:

هنرمندان قرون وسطي، از زرنيخ زرد- Orpiment (As2S3) ، استفاده مي كردند تا رنگ هاي زيادي از آن درست كنند. رنگ آن به تنهايي، اثري مانند طلا بر جا مي‌گذاشت. شباهت اين تركيب با طلا به‌قدري بود كه بعضي از كيمياگران آن عصر، سعي كردند تا از اين نمونه طلا استخراج كنند. به همين دليل آن را طلاي ساده‌لوحان مي‌نامند.

سبز درخشان:

مالاكيت- Malachite (Cu2(OH)2CO3 ) با داشتن مس در تركيب خود، رنگ عالي از سبز ايجاد مي‌كند. اولين استفاده از آن مربوط به دوران برنز و در مصر باستان بوده‌ است. روس‌ها به جاي مالاكيت از دي‌اوپتاز- Dioptase (Cu6(Si6O18).6H2O ) استفاده مي‌كردند كه در سيبري فراوان بود. اين تركيب، سبز درخشان و زيبايي ايجاد مي‌كند.



نارنجي مصري:

حدود 1500 سال پيش مصري‌ها نخستين كساني بودند كه از خرد كردن زرنيخ قرمز- Realgar (AsS ) رنگ نارنجي را به دست آورند. زرنيخ ، تركيبي ارسنيك دار است و در رسوبات چشمه‌هاي آب گرم يافت مي شود.



آبي كلاسيك:

آزوريت Azurite (Cu3(OH)2(CO3)2 ) نيز تركيبي از مس است و يكي از قديمي ترين و بهترين رنگدانه‌هاي آبي است كه انسان از قديم مي‌شناخته. اين تركيب معمولا نرم است ومخصوصا براي تهية رنگ با كيفيت عالي و ممتاز استفاده مي‌شود.



شنگرف طبيعي:

امپراطوران چين از قرمز روشن شنگرف - Cinnabar (HgS ) براي نوشتن نامه‌هايشان استفاده مي كردند. هنرمندان قرون وسطي، ترجيح مي‌دادند كه از شنجرف- Cinnabar به جاي زرنيخ استفاده كنند. به‌طوري كه اين تركيب در همه جا فراگير شد



آبي گرانبها:

اولين بار پارسي ها از پودر ظريف و عالي لاجورد- Lapis Lazuli (6](SO4,S,Cl2) (Na,Ca)9[Al(SiO4)) استفاده كردند تا آبي كاملي از رنگ درياهاي عميق به دست آورند. لاجورد به دليل گرانبها بودن، كمتر از آزوريت استفاده مي‌شد. در اين تصوير قرون وسطايي از مريم مقدس، از اين رنگ استفاده شده است.





تـهية مواد رنگي غير سمي:

وجود عناصري مانند ارسنيك و جيوه، سبب سمي بودن بعضي از رنگ هاي معدني مي‌شوند. با پيشرفت علم شيمي، محققان در صدد هستند تا تركيباتي متفاوت و بي خطررا جايگزين اين نمونه‌ها كنند. به عنوان مثال، سولفوسلنيد كادميوم رنگ هاي بي‌نظيري از قرمز شفاف تا نارنجي پرتقالي و زرد قناري ايجاد مي‌كند اما به خاطر داشتن كادميوم سمي است و مشكلات ريوي، كليوي و حتي سرطان را سبب مي‌شود. به همين دليل محققان آلماني، مخلوطي به نام" Perovskite" را معرفي كرده‌اند. آنها از تركيب عناصر كلسيم، لانتانيوم ، اكسيژن، نيتروژن و يا تركيب تانتاليوم، اكسيژن و نيتروژن، اين رنگدانه ها را به دست آورده‌اند. از اين رنگدانه‌ها در تهية رنگ براي شيشه‌هاي رنگي، سراميك و صنايع پلاستيك استفاده مي‌شود. اين تيم تحقيقاتي معتقد است وجود عناصري مانند اكسيژن و نيتروژن، سبب تغيير طول موج نور هاي جذب شده مي‌شوند و بنابر اين مي‌توان با تغيير نسبت اكسيژن يا نيتروژن در يك نمونه، طيف وسيعي از رنگ‌ها را به‌دست آورد.



رنگ‌هاي معدني در دنياي امروز:

بسياري از رنگدانه‌هاي معدني امروزه از حرارت دادن تركيباتي نظير كبالت و آلومينيوم در دماي بيش از 2000 درجه فارنهايت و به مدت طولاني، حاصل مي‌شوند. بالا بودن قيمت مواد اوليه و هزينة زياد لازم براي آماده سازي بعضي از آنها مانند رنگ هاي حاصل از كبالت و كادميوم، قيمت آنها را نسبتا گران مي‌كند. امروزه بسياري از رنگ ها را با مخلوط كردن رنگ هاي ديگر، با نسبت‌هاي متفاوت به‌دست مي‌آورند. مانند رنگ هاي بنفش و ارغواني.



تهيه كننده: سحرناز تاجبخش

[bb]

مفاهیم پایه ای کانی شناسی
.1. تعریف کانی : کانی جسمی است هموژن (یعنی از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی در جهات موازی یکسان باشد ) که به وسیله عوامل طبیعی بوجود آمده و از ترکیب جامد زمین باشد .
.2. اجسام ایزوتروپ:جسم ایزوتروپ جسمی است که در تمام جهات به یک اندازه رشد کرده به طوری که جسم به شکل کروی به وجود می آید .
.3. اجسام آن ایزوتروپ : جسمی است که بر خلاف اجسام ایزوتروپ در جهات غیر موازی از نظر فیزیکی و شیمیایی متفاوت بوده و رشد آن در جهات متفاوت با یکدیگر فرق می کند و یکسان نیست .
.4.تعریف کریستال : کریستال جسمی است هموژن و آنیزوتروپ که نظام اتمی تکراری سه بعدی دارد .
.5. تراخت : عبارت است از مجموعه صفحاتی که در یک بلور وجود دارد .
.6. هابیتوس : به مجموع فرم و یا تراخت یک بلور هابیتوس می گویند .
.7. آمورف : اجسامی هستند که هیچ گونه علامت و مشخصه بلوری در آنها وجود ندارد.
.8. اگرگات : هرگاه بلور های یک کانی تشکیل یک توده متراکم را بدهند به طوری که بلور ها دارای صفات بلوری نباشند ، به چنین تجمعی اگرگات گفته می شود .
.9. ایزومورفی (همشکلی) : کانی های مختلفی را که از نظر شیمیایی مشابه و دارای فرم و شکل بلوری یکسانی باشند را می گویند .
.10. پلی مورف(چند شکلی) : شکل های مختلف یک کانی که از نظر ترکیب شیمیایی یکسان بوده ولی از نظر شکل و فرم شبکه متفاوت باشند را پلی مورف یا چند شکلی می گویند .
.11. مدیفیکاسیون : حالت های مختلف فرم یک جسم با ترکیب شیمیایی ثابت را مدیفیکاسیون می گویند .
.12. پیزوالکتریسیته : بعضی از بلورها مانند کوارتز در اثر انقباض و یا انبساط ، سطح خارجی شان دارای بار الکتریکی می شود که به آن خاصیت پیزوالکتریکی می گویند . تورمالین نیز دارای این خاصیت است .
.13. پیروالکتریسیته : در این حالت سطح خارجی بلور توسط حرارت دارای بار الکتریکی می شود که به آن خاصیت پیرو الکتریکی می گویند .
.14. فلورسانس : هرگاه یک کانی در اثر تحریک اشعه ایکس یا اشعه ماورا بنفش نورافشانی کند به این حالت فلورسانس می گویند . الماس ، کلسیت ،فلوئوریت و...
.15. فسفر سانس : این پدیده مثل فلورسانس بوده با این تفاوت که تا چند لحظه بعد از قطع منبع اشعه خاصیت نورافشانی در آن باقی می ماند .
.16. پاراژنز : کانی هایی که شرایط تشکیل آنها یکسان بوده و در کنار یکدیگر یافت می شوند ولی از گروههای مختلف کانی ها باشند به آنها پاراژنز می گویند .
.17. پسودومورفیسم : هرگاه یک کانی در سیستم تبلوری غیر از سیستم تبلور خودش متبلور شود به این پدیده گفته می شود .
.18. میرمکیت : هم رشدی کوارتز و پلاژیکلاز .
.19. گرانیت خطی : همرشدی کوارتز و فلدسپات آلکان

[bb]

كاني شناسي طلا:
طلا در طبقه بندي عناصر طبيعي در گروه مس قرار مي گيرد. در سيستم كوبيك متبلور مي شود و بلورهاي آن به شكل اكتائدر و بندرت دودكائدر، هگزائدر و تراپزوئدر با آرايش شبكه اي مكعب با سطوح مركز دار مي باشند، ولي طلا اغلب به صورت رشته اي و شاخه شاخه از شكل افتاده است. بلورهاي مكعبي طلا نادرند. طلا كه فلز نجيبي است (سختي 5/2 تا 3 بر اساس مقياس موس) مي تواند در اثر آلياژ شدن با مس و ديگر فلزات سخت گردد. بيشتر طلاها مقداري نقره دارند. طلاي خالص چگالي بالايي دارد و وزن مخصوصش 3/19 است كه وقتي نقره همراه آن بيشتر باشد به 6/15 نزول مي كند.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 غلنبه در رسوبات رودخانه اي يافت مي شود. سنگهاي معدني غير از خود طلا شامل سلنورهاي طلا و تلورهاي طلا مي باشد


طلاي کوبيک با سطوح اکتاهدري

طلاي خالص همراه کمي سيليس

كاني هاي اصلي طلا: 1
- كالاوريت Calaverite با فرمول Au Te2 اين كاني طلا در سيستم مونوكلينيك متبلور شده و به صورت منشورهاي تيغه اي و شيار دار، غالبا دوقلو و توده هاي دانه اي پيدا مي شود. رنگ اين كاني از زرد برنزي تا سفيد نقره اي متغير است. خط اثرش خاكستري مايل به زرد تا خاكستري متمايل به سبز است. سختي اش 5/2 تا 3 و وزن مخصوصش 31/9 مي باشد. كالاوريت فاقد رخ بوده و كدر و شكننده است. اين كاني داراي جلا ي فلزي مي باشد. در اسيد نيتريك گرم حل مي شود و طلاي فلزي در محلول قرمز آزاد مي سازد. اختلاف آن با پيريت، سختي كمتر و داشتن بلورهاي طويل است. قابل ذكر است كه مقدار طلاي كالاوريت تا 44% مي رسد. اين كاني معمولا در رگه هاي هيدروترمال حرارت پائين تشكيل مي شود. 2- سيلوانيت Sylvanite با فرمول Ag,uA ) Te2 ) اين كاني نيز همانند كالاوريت در سيستم مونو كلينيك متبلور شده و به صورت منشورهاي كوتاه و ضخيم، كه برخي دوقلواند و نيز به شكل ستون، چوب بست يا دانه اي پيدا مي شوند.سيلوانيت احتمالا هم ساخت كالاوريت است ولي برخي از محلهاي فلزي توسط نقره اشغال شده است. رنگ اين كاني از خاكستري فولادي تا سفيد نقره اي متغير است و رنگ خاكه آن خاكستري متمايل به زرد است. سختي آن 5/1 تا 2 و وزن مخصوصش 11/8 است. سيلوانيت داراي جلاي فلزي درخشان، كدر و شكننده است. سطح شكست آن ناصاف بوده و داراي كليواژ كامل (010) مي باشد. سيلوانيت در اسيد نيتريك حل مي شود و طلاي فلزي آزاد مي سازد. اختلاف آن با كالاوريت در داشتن رخ و سختي كمتر است. ضمنا مقدار طلاي سيلوانيت 30% است.اين كاني نيز در رگه هاي هيدروترمال حرارت پائين تشكيل مي شود.
رنريت Krennerite با فرمول Au,Ag ) Te2 ) اين كاني در سيستم ارتو رمبيك متبلور مي شود.سختي كرنريت 5/2 وزن مخصوصش 62/8 است. مقدار طلاي كرنريت معمولا كمتر از كالاوريت است و حداكثر به 44% مي رسد. نسبت طلا به نقره در اين كاني 4:1 مي باشد. كرنريت گسترش زيادي دارد ولي از لحاظ استخراج طلا اهميت زيادي ندارد. 4- پتزيت Petzite با فرمول Ag3,Au ) Te2 ) سختي اين كاني 5/2، وزن مخصوصش 13/9 مي باشد و مقدار طلاي آن تا 25% مي رسد. رنگ اين كاني خاكستري تا سياه است و جلا ي فلزي دارد. رخ اين كاني مكعبي و شكست آن مختصري صدفي است. 5- مونت برايتيت Montbrayite با فرمول َAu2 Te3 اين كاني داراي سختي 5/2 و وزن مخصوص 9/9 مي باشد. مقدار طلاي مونت برايتيت تا 50% مي رسد. اين كاني يك تلورويد كمياب است. 6- ناژياژيت Nagyagite با فرمول Pb5 Au ( Te,Sb ) 4 S -8 سختي اين كاني 1 تا 5/1 و وزن مخصوص آن 5/7 مي باشد. مقدار طلاي ناژياژيت تا 7/12 % مي رسد. يك كاني نادر بوده و اكثرا در كانسارهاي ساب ولكانيك-گرمابي تشكيل مي شود. 7- مالدونيت Maldonite با فرمول َAu2 Bi سختي اين كاني نا مشخص و وزن مخصوص آن 7/15 مي باشد. مقدار طلاي آن 65% است.جزء كاني هاي نادر بوده و در كانسارهاي حرارت بالا تشكيل مي شود. 8- اروشيبنيت Aurostibnite با فرمول Au Sb2


کاني سيلوانيت

کاني پتزيت



كاني هاي فرعي طلا:
طلاي خالص در طبيعت بسيار كم است و آنچه اصطلاحا به آن طلاي خالص يا native گفته مي شود، در واقع طلايي است كه 4 تا 15 درصد جرمي، داراي ايزومرف نقره مي باشد. 1- الكتروم Electrum با فرمول Au,Ag اگر مقدار نقره در اختلاط كاني از 15 درصد جرمي بيشتر شود، كاني الكتروم با رنگ زرد كم رنگ تا سفيد كه در حقيقت كاني حد واسط بين نقره و طلاست، بوجود مي آيد. گاهي مقدار نقره تا 50% جرمي در ساختمان الكتروم بالا مي رود. 2- كوشتليتKustelite با فرمول Ag,Au در اين كاني نقره در اختلاط كاني بيشتر از 80% جرمي مي باشد. 3- پورپزيت Porpesite اين كاني علاوه بر نقره و طلا همراه با پالاريوم و روديوم نيز ديده شده است. مقدار پالاديوم بين 5 تا 11 درصد تغيير مي كند و كاني پورپزيت حاصل مي شود. 3- بيسموتو اوريت Bismutho_aurite با فرمول Au,Bi چنانچه طلا با بيسموت تا 4 % جرمي همراه باشد، اين كاني حاصل مي شود. 4- طلاي كوپريفر Ore cuprifer به طلاي مس دار اطلاق مي شود. 5- روديت Rodite با فرمول( Au ( Pt.Rh.Ir,Pd و 6- كورشتيبيت Qurostibite از ديگر كانيهاي فرعي طلا به شمار مي رود.
اکسيدهاي طلا
اکسيد طلاي (Au2O)(I) گفته مي شود که از ترکيب هيدروکسيد پتاسيم رقيق با کلريد طلاي (I) به وجود مي آيد ولي کاملا ناپايدار است و در مجاورت اين هيدروکسيد به طلا و يون اورات (AuO2) تجزيه مي شود. با اضافه کردن هيدروکسيد به محلول هايي که ترکيب هاي طلاي (III) دارند رسوب Au(OH)3 يا به احتمال بيشتر هيدروکسيد سس کويي اکسيد (Au2O3) تشکيل مي شود. اين ماده آمفوتر است ولي بيشتر اسيدي است تا قليايي. اورات هاي قليايي مثل KAuO2 محلولند ولي اورات هاي قليايي خاکي نامحلولند. اکسيد طلاي (AuO)(II) نيز تهيه شده ولي کاملا ناپايدار است
خواص فيزيكي :
برينل خواص فيزيكي طلا: طلاي خالص بدون شك زيباترين فلزات است.اين فلز جلاي فلزي و رنگ زرد (وقتي به صورت تودهاي يافت شود) دارد.و رنگهاي سياه، ياقوتي و زرشكي (وقتي به صورت عادي و پراكنده يافت شود) دارد. طلا چكش خوارترين فلز و رسانا ترين فلز بعد از نقره و مس مي باشد كه فلزي نرم و هادي بسيار خوب حرارت و الكتريسيته مي باشد. علامت اتمي طلا Au مي باشد. جرم اتمي طلا برابر با 9665/196، عدد اتمي آن 79 و شعاع اتمي آن pm144 است. طلا به صورت يك فلز سنگين و نيز" نجيب" طبقه بندي شده و در تجارت، مهمترين فلز در ميان فلزات گرانبها تلقي مي شود. فقط يك ايزوتوپ پايدار طلا وجود دارد و آنهم ايزوتوپ 79 آن است. طلا داراي تقريبا 24 ايزوتوپ راديو اكتيو است. رنگ اين فلز زرد سير مي باشد ولي وقتي از روشهاي فراريت يا رسوبي بدست مي آيد به رنگ بنفش سير، ارغواني و يا قرمز سير ديده مي شود. نقطه ذوب طلا 18/1064 درجه سانتيگراد و نقطه جوش آن 2856 درجه سانتيگراد و جرم حجمي آن gr/cm3 32/19مي باشد. سختي اين فلز بر حسب مقياس موس برابر با 3-5/2 و باطلا در مقايسه با ديگر فلزات از خاصيت ورقه و مفتول شدن زيادتري برخوردار است. طلا را مي توان به صورت ورقه اي با ضخامت mm00001/0و مفتولي به جرم 0005/0 گرم در هر متر در آورد. آلياژ آن با مس ، قرمزتر، سخت تر و قابليت گداخته شدن بيشتري تا طلاي خالص را دارد. همانند ديگر فلزات گرانبها، طلا در ايران بر حسب "مثقال" كه برابر 4/4 گرم است و در خارج با مقياس "تروي troy " مي سنجند كه هر اونس تروي معادل با 103431/31 گرم مي باشد. از خواص منحصر به فرد طلا، قابليت چكش خواري و رنگ زرد مايل به قرمز براق آن است. به وسيله الكتروليز، مي توان صفحاتي به ضخامت 00001/0 ميلي متر، و با كشش مي توان مفتولي به قطر mm 0/006 از طلا را بوجود آورد. 1 گرم طلا تا طول 3 كيلو متر قابل كشش است. مقدار ناچيزي از فلز سرب، بيسموت، تلور، سلنيم، آنتيموان، قلع و آلومينيوم، طلا را شكننده مي كنند. مقياس مساوي با 5/18 است

خواص شيميايي :

خواص شيميايي طلا: خواص شيميايي طلا: از لحاظ شيميايي طلا يكي از كم فعالترين فلزات به شمار مي رود. اين فلز در تماس به هوا كدر نمي شود. در مقابل قويترين محلولهاي قليايي پايدار است و در تماس با تمام اسيد هاي خالص، به جز اسيد سلنيك، كاملا مقاوم است. براي حل كردن طلا به نحو شيميايي بهترين راه اين است كه آن را در مخلوط يك مول اسيد نيتريك و سه مول اسيد كلرئيدريك كه به نام تيز آب سلطاني مشهور است، قرار دهيم. 3HCl + HNO3 + AU ________ AuCl3 +2H2O + NO طلا همچنين مي تواند با برم در دماي اتاق و فلوئور، كلر، يد و تلوريوم در دماهاي بالاتر تركيب شود، يكي از خصوصيات جالب طلا اين است كه مي تواند به صورت سولي و يا كلوئيدي در آيد. سولي هاي آبي طلا بر حسب اندازه ذرات آن مي توانند به رنگهاي قرمز، آبي يا ارغواني در آيند. سولي زيباي كاسيوس CASSIUS را مي توان با اضافه كردن كلريد قلع (II) به تركيبات طلا بدست آورد. طلا در تركيبات در تركيبات مختلف خود به صورت +1 و +3 ظرفيتي ظاهر مي شود. طلا تمايل بسيار زيادي در تشكيل كمپلكسهايي دارد كه در آن هميشه به صورت +3 ظرفيتي مي باشد. تركيبات +1ظرفيتي طلا خيلي پايدار نيستند و عموما به ظرفيت +3 اكسيده شده يا اينكه به صورت فلز آزاد احياء مي شوند. تمام تركيبات طلا، اعم از 1 ظرفيتي يا 3 ظرفيتي اكسيد شده يا اينكه به طورت فلز آزاد احياء مي شوند. البته اين يك قاعده كلي است كه تركيبات فلزات غير فعال (نجيب) به آساني به فلز مربوطه مي توانند احياء شوند، در حاليكه در مورد تركيبات فلزات فعال به آساني ميسر نيست.
طلا بر خلاف نقره و مس مي تواند تشكيل تركيبات آلي فلزي حقيقي دهد كه همگي نيز پايدارند. طلا و گوگرد را اگر با هم حرارت دهيم تركيب نمي شوند، ولي اين فلز در پلي سولفيدهاي قليايي حل شده و تيواوريت ها و احتمالا بعضي از تيواوريت ها را بوجود مي آورند طلا 18 ايزوتوپ داشته و نيمه عمري در حدود 7/2 روز دارد. تركيبي از 1 بخش اسيد نيتريك با 3 بخش اسيد هيپو كلريك "آكوارجيا" (aqua regia) يا به فارسي تيز آب سلطاني ناميده مي شود. كه مي تواند طلا را در خود حل نمايد و بدين دليل به اين نام خوانده مي شود، كه مي تواند شاه فلزات (king of metals) را در خود حل نمايد. طلايي كه در دسترس ما مي باشد طلاي تجارتي نام دارد كه خلوص 999/99+ درصد را دارا مي باشد. وزن مخصوص طلا بر اساس مقدار دما و عوامل ديگر متغير مي باشد.
زمان نيمه عمر :
طلاي راديواکتيو198 Au برابر با 7/2 روز است و از اين ايزوتوپ در ردمان پزشکي بهره مي گيرند. همچنين اين ايزوتوپ مصارف صنعتي متعددي به عنوان يک ردياب دارد و از آن در مطالعات حرکات رسوب کف اقيانوس ها در سواحل و اطراف استفاده مي شود. طلا همچنين در فرآيندهاي صنعتي عامل بسيار خوبي در برقراري و تمرکز انرژي حرارتي است. در بعضي از ادارات براي ممانعت از انتقال انرژي شيشه پنجره ها را با پوششي از طلا مي پوشانند تا بتواند به مقدار زيلدي از حرارت فصل تابستان بکاهد و برعکس نگذارد که حرارت داخل اتاق به خارج در فصل زمستان منتقل گردد و در ضمن، نور بسيارمطلوبي نيز بتواند وارد اتاق بشود. براي آب کردن يخ و برف روي شيشه بعضي از هواپيماها، کشتي ها و لکوموتيوها از طلا استفاده مي شود. بعضي از کمپلکس هاي طلا مثل فسفيت ها که معمولا داراي ترکيبات آلي گوگردي نيز هستند توانسته اند در درمان بيماري آرتوروز مفاصل مفيد واقع شوند.
کارآيي طلا به عنوان کاتاليزور در واکنش هاي هيدروژن دهي و هيدروژن زدايي مورد مطلعات بسيار وسيعي قرار گرفته ولي هنوز آنقدرها از اين فلز براي اين منظور استفاده نشده است.
البته مخلوط طلا و پالاديم کارآيي بيشتري تا پالاديم تنها به عنوان کاتاليزور در بعضي از فرآيندهاي مخصوص هيدروژن دهي و زدايي دارد ولي طلا هنوز هم در مقايسه با فلزات گروه پلاتين در اين موارد از اهميت کمتري برخوردار است. از طلاي با خلوص +999/99% در ساخت بعضي از استانداردهاي شيميايي و فيزيکي استفاده مي شود.
ساير مطالب در مورد طلا
مواد جايگزين:
هيچ فلز يا آلياژ جايگزين، کليه ي خواص مطلوب طلا را، دارا نمي باشد. تنها عاملي که مي تواند مسئله ي جايگزيني را شدت بخشد، قيمت بالاي طلا است، به طوري که با افزايش قيمت طلا در دوره ي زماني 80-1979 چند سازمان استفاده کننده از طلا، تشکيل کميته هايي را دادند، تا در اين رابطه تحقيق کرده و راه هايي را براي کاهش مصرف طلا در محصولات مختلف خود، تعيين کنند.
کاربرد پالاديم و پلاتين به عنوان جانشين، نيز ارتباط نزديکي به قيمت داشته و مصرف کننده بيشتر تمايل به طلا دارد. در صنايع الکترونيک چند ماده ي جايگزين از قبيل آلياژ(نيکل-قلع)، پالاديم يا (پالاديم-نقره) مي توانند به کار گرفته شوند که اغلب آنها با پوشش نازکي از طلا همراه بوده و اين پوشش آنها را از اکسيد شدن حفظ مي کند. در حال حاضر طلا، جايگاه اصلي خود را در زيورآلات و صنعت حفظ کرده است.
محصولات فرعي ( طلا به عنوان يک محصول فرعي ):
ببيشتر طلاي جهان از معادني تامين مي شود که در آنها طلا محصول اصلي است. اما مقادير مهمي نيز در حين تصفيه ي فلزات ديگر به ويژه مس بازيابي مي شوند. در ايالات متحده ي آمريکا در طول سال 1983 حدود 20% کل توليد، محصول فرعي استخراج فلز پايه به ويژه مس بود. طلا در چندين کشور، از کاني هاي مس بازيابي مي شود. براي مثال اين فلز از کاني هاي نيکل در کانادا، از کاني هاي پلاتين در آفريقاي جنوبي بازيابي شده و ساير کشورهايي که در آنها طلا به عنوان يک محصول فرعي مهم بازيابي مي شود، عبارتند از:
فيليپين، استراليا، گينه ي جديد، مکزيک و شوروي.
در ايران نيز از معدن مس سرچشمه ي کرمان طلا به عنوان يک محصول فرعي به دست مي آيد. نقره به خاطر همراهي و ارتباط آن با طلا در کاني ها به عنوان يک محصول، همراه تمامي عمليات استخراج طلا مي باشد. در تصفيه ي نهايي طلا به عنوان يک محصول فرعي، در کشور ايالات متحده ، مقادير مهمي از فلزات خانواده ي پلاتين( به ويژه پالاديم ) نيز بازيابي مي شوند. در سرتاسر جهان، کاني هاي طلا و کانسارهاي آبرفتي محصولات فرعي ارزشمندي را فراهم مي آورند. براي مثال مي توان به چندين معدن طلاي مهم آفريقاي جنوبي اشاره کرد که در آنها اورانيم به عنوان محصول مهم همراه توليد مي شود
ذخاير طلا و همراهان آن
عموما طلا، با سولفيد هاي فلزي غيرآهني و کاني هاي وابسته به آن، ارتباط بسيار نزديکي دارد و اغلب با اين سولفيدها و يا محصولات ناشي از اکسيد شدگي آنها همراه است. اين همراهان طلا عبارتند از:
کالکوپيريت، اسفالريت، گالنيت، آرسنوپيريت، پيريت، آنتيمونيت، ليمونيت و کوارتز.
آنتيمونيت
آنتيمونيت معمولا به صورت بلورهاي ستوني(columnar) و سوزني يا اينکه به صورت شعاعي پديدار مي شود و به ندرت به صورت آگرگات در کوارتز ديده مي شود، ترد و شکننده بوده ، رنگ آن خاکستري سربي و داراي جلاي فلزي مي باشد.
ليمونيت ( کانه آهن قهوه اي )
انباشتگي و تراکم اين کاني در قسمت هاي آلتره شده ي کانه ي سولفيدي، از اين جهت قابل توجه است که در بعضي مواقع داراي مقادير زيادي از طلا مي باشد


طلا همراه با مالاکيت، توربرنيت، ولفنيت و کازوريت

طلا همراه با پيريت و سيليس

کوارتز بيشتر از ديگر کاني ها، طلا را همراهي مي کند. بدين سبب اغلب در رگه هاي کوارتزي وجود دارد. طلاي آشکار(visible gold) اغلب در کوارتزهاي زرد – قهوه اي با ادخال هاي اخري (ochreous) ديده مي شود.
کاني هرزه سنگ طلا
کاني هرزه سنگ طلا، معمولا کوارتزاست، اما کربنات ها، تورمالين، فلوئوراسپار ( فلوئوريد کلسيم CaF2 ) و مقدار کمي از کاني هاي غير فلزي نيز ممکن است به عنوان هرزه سنگ (Gongue) طلا وجود داشته باشند. طلا معمولا در سولفيدهاي فلزات پست(Basemetals) و کاني هاي وابسته ي آن، جاي مي گيرد.
به طور کلي کانسارهاي طلا را به دو نوع تقسيم بندي مي کنند
الف- کانسارهاي برجا
در کانسارهاي برجا طلا همراه سنگ هاي آذرين اسيدي عميق و بينابين و به ندرت در سنگ هاي آذرين خروجي پيدا مي شود. در هر صورت همراه کوارتز در رگه هاي کوارتزي، همراه کاني هاي کلسيت، باريت، فلورين، آلاباندين(Alabandin) و همچنين همراه کاني هاي فلزي مانند: پيريت، بلند، کالکوپيريت، کاني هاي نقره و کاني هاي تلور(Te) و خيلي به ندرت همراه سلنيم (Se) است.

ب- کانسارهاي آبرفتي
از تخريب کانسارهاي برجا و حمل و نقل آن به وسيله ي عوامل طبيعي، کانسارهاي آبرفتي تشکيل مي شود و تجمع طلاي ناب در اين صورت در بستر رودخانه ها و درياچه هاي بسته، انجام مي گيرد، در آن صورت طلا همراه ساير کاني هاي سنگين مانند کرندوم (Corundum) و زيرکن (Zircon)و منازيت (Monazite) و کاسيتريت و نارسنگ (Garnet) و بالاخره مگنتيت (به شکل ماسه سياه) است. در پوسته ي زمين، تخمين زده مي شود که داراي مقدار متوسط 0001/0 اونس طلا به ازاي يک تن کوچک يا 5/3 قسمت در بيليون (3/5PPB) طلا باشد. سنگ هاي رسوبي به ويژه ماسه سنگ ها از درصد بيشتري طلا برخوردارند. درميان سنگ هاي آذرين، مقدار متوسط طلا در سنگ هاي مافيکي (mafic) تيره فام کمي بالاتر بوده و نسبت به سنگ هاي فلسيک (Felsic) پايين تر است. آب دريا نوعا داراي 011/0 (PPB) طلا مي باشد، هرچند اين مقدار از لحاظ مکاني از 44(PPB) تا 0/001(PPB) در نوسان است و مقدار طلا در آب هاي سطحي همانند آب دريا، در همان محدوده بوده و وابستگي زيادي به منبع آن پيدا مي کند. براي نمونه آب هايي که از معادن طلا در ياکوت جنوبي (Yakut) در شوروي جاري مي شوند، شامل مقدار متوسط 0/7(PPB) تا 0/9(PPB) طلا مي باشند.
در ايالات کلرادو آمريکا، پساب حاصله ازمعادن طلا و نواحي ديگر شامل 0/15 pbb طلا هستند. لازم به يادآوري است که چشمه هاي آب گرم معمولا نسبت به آب هاي ديگر از درصد بيشتر طلا برخوردارند و کانسارهاي طلا در بسياري از انواع سنگ ها يافت مي شوند. کانسارهاي هيدروگرمايي در سنگ هاي آذرين واسطه اي و اسيدي و آبرفت هاي رسوبي (Silty) سنگ هاي کربناته ي رگه دار و در سنگ هاي متامرفيک (Metamorphic) يا رسوبي سيليسي يا آلوميني، به طور معمول تري ظاهرگشته و ديده مي شود.
اصولا کانسارهاي طلا داراي منشاهاي زيرند: هيدروگرمايي(Hydrothermal) ، هيدروگرمايي- متامرفيک (Hydrothermal Metamorphic) ، متامرفيک، آبرفتي(رگه اي، توده اي و پراکنده) و جوش سنگ ها (Conglommerates) (لايه هاي سطحي، شکاف هاي باريک ايجاد شده در طول زمان).
طلا اساسا، همان طوري که گفته شد، به صورت فلز طبيعي رخ داده و با نقره و ديگر فلزات تشکيل آلياژ مي دهد و همچنين به صورت تلوريد ها (Tellurides) ظاهر مي شود. از جمله آلياژهاي طلا مي توان به الکتروم (Electrum) آلياژ طلا و نقره اشاره کرد و البته ساير مواد معدني طلا کمياب بوده و طلا معمولا همراه با سولفيدهاي آهن، نقره، آرسنيک، آنتيموان و مس مي باشد. اگرچه غني ترين کانسارهاي رگه اي از نوع رگه اي شکاف دار همراه با گانگ کوارتزي (Quartz Gangue) مانند بونانزس (Bonanzas) مي باشند، لکن طلا بيشتر از کانسارهاي عظيمي که عيارشان متوسط است استخراج مي شود. در آفريقاي جنوبي براي مثال، کاني هاي طلا با 10/2 اونس طلا در تن مورد عمليات بهره برداري قرار مي گيرند و در کنار آن معادني وجود دارند که در آنها کاني هاي مربوطه در هر تن 69/0 اونس طلا موجود است. کاني هاي طلاي ايالات متحده ي آمريکا، به طور متوسط 1/0 اونس يا کمتر طلا در هر تن دارند، هر چند امروزه با بهره گيري از روش هاي جداسازي و بازيابي ويژه اي ( فرآيند جداسازي کپه اي شيميايي ) کاني هاي با کمتر از 1/0 اونس طلا در تن را مي توان مورد بهره برداري قرار داد.
منشا طلا:
بيشتر ذخاير طلا، داراي منشا آذرين بوده و يا اينکه از تمرکزهاي سطحي، سرچشمه مي گيرند، و تعداد کمتري از ذخاير طلا بر اثر کنتاکت متاسوماتيسم به وجود مي آيند، اما ذخاير رگه اي اکثرا در اثر محلول هاي هيدروترمال حاصل مي شوند. بين رگه هاي طلادار و سنگ هاي نفوذي يک ارتباط گسترده وجود دارد که پيوند اين دو را، به وضوح مشخص مي کند. طلا در توده هاي معدني از منشا گرمابي، همراه پيريت، ميسپيکل کوارتز و يا همراه رودوکروزيت( Rhodochrosit ) و ساير کاني هاي منگنز و باريتين تشکيل مي شود.


رگه هاي نوع اول ( سولفيد طلا، کوارتز طلادار ) توده هاي معدني قديمي و قاعدتا، بدون نقره بوده و با سنگ هاي آذرين دروني مربوط هستند، اين رگه ها گاهي با پديده ي متاسوماتوز، بستگي دارند. تمرکزهاي مکانيکي، ذخايرعظيم پلاسري را به وجود مي آورند که اين پلاسري هاي طلادار براي استخراج طلا ، امروزه بسيار مهم هستند و در داخل ماسه ها و شن ها به همراه ساير فلزات سنگين، طلا ديده مي شود. مقدار طلا در پلاسرها تا چند دهم گرم در تن نيز مي تواند از نظر اقتصادي مناسب باشد.
ذخاير سوپرژن داراي مقدار ناچيزي طلا هستند
چگونگي پيدايش پلاسر طلا:
ذخاير طلاي پلاسري ، در نتيجه ي هوازدگي و تخريب سنگ هاي طلادار، حاصل مي شوند . تغييرات دما، آب و حلال هاي طبيعي، سنگ ها را تجزيه و تخريب کرده و طلا را آزاد مي نمايد، سپس محصولات هوازدگي توسط آب هاي جاري حمل شده و در ضمن تا حد اندازه هاي کوچکي خرد مي شوند بنابراين مقدار طلاي بيشتري آزاد مي شود.
طلا به خاطر داشتن جرم حجمي بالا ، در ميان توده هاي سيلت، ماسه و گراول جايگزين شده و به وسيله ي جريان رودخانه حمل مي گردد بيشتر مواقع طلا مانند مواد سبک تر به مناطق دورتر حرکت مي کند و در زماني که سرعت جريان رودخانه براي حمل طلا به نقاط دورتر کافي نيست، مستقر شده و معمولا بر روي سنگ بستر متمرکز مي شود و اصولا جرم حجمي بالاي طلا در مقابل عمل حمل و نقل به آن مقاومتي مشابه به دانه هاي درشت تر از ماسه مي دهد.
تشکيل پلاسرهاي عظيم، با به وجود آمدن يک سطح مبناي جديد در منطقه که ناشي از تخريب عميق و شديد سنگ هاست، همراه مي باشد.ذخاير طلاي پلاسري معمولا در مناطقي که رگه هاي طلادار وجود دارند يافت مي شوند ولي ذخائر موجود در رگه ها ممکن است بسيار کمتر يا ريزدانه تر از آن حدي باشند که از نظر اقتصادي قابل توجه باشد.



پلاسرها را به اشکال متنوعي تقسيم بندي مي نمايند ولي مي توان گفت که پلاسرها، نهايتا به دو گروه تقسيم بندي مي شوند:
1- پلاسرهاي کم عمق( پلاسرهاي مدرن)
اين گونه پلاسرها معمولا در داخل رودخانه ها و يا در نزديکي آنها وجود داشته و توسط ديگر رسوبات پوشيده نشده است.
2- پلاسرهاي عميق( پلاسرهاي قديمي)
اين پلاسرها در زير انبوهي از سنگ هاي پيوسته coherent مدفون شده اند.

[bb]

مختصری در رابطه با زمين شناسی و کانی سازی
كانسار سنگان با توجه به كانی سازی آن، از نوع سنگ آهن اسكارنی می باشد که قسمتی از روند شرق به غرب رشته كوه طالب را تشكيل می دهد. ساختار زمين شناسی نشان دهنده كنتاكت ماده معدنی و باطله از شمال به جنوب به صورت زير می باشد:
الف – گرانيت های سرنوسر
ب – کمپلکس كوارتزيت، ماسه سنگ و سيلت استون
ج – واحد اسكارنی شمالی (آنومالی C شمالی)
د – شيل و سيلت استون
ه – واحد اسكارنی جنوبی (آنومالی های A و B و C جنوبی)
و – مجموعه ولکانيکی
● انواع زونهای سنگ آهن كه در سنگان تعريف شده اند بصورت زير می باشند:
١- زون آهن توده ای پرعيار (marc)
٢- زون آهن پراكنده كم عيار (mapr)
٣- زون اكسيده
۴- زون سولفوره
در ادامه با توجه به اهميت آنومالی B مختصری در رابطه با خصوصيات زمين شناسی و کانی سازی آن توضيح داده می شود.

آنومالی B
آنومالی B از دو زون كانی سازی ماگنتيت/هماتيت توده ای و كانی سازی ضعيف تر، پراكنده يا ناپيوسته تشكيل شده است. زون اكسيده هر دو زون كانی سازی شده فوق را پوشانده است. اين زونها در كمر پائين توسط كنگلومرای برشی و در كمر بالا توسط سيلت استون مرزبندی شده اند. در افق كانی سازی شده سه زون باطله وجود دارد كه اين زونها عبارتند از:
١- يك لنز از سنگ آهك كه بصورت ضعيف در آن كانی سازی ديده شده و در منتهی اليه غربی آنومالی B قرار گرفته است.
٢- يك زون برشی كه در منتهی اليه جنوب شرقی كانسار واقع شده است.
٣- دايك های كوارتز و فلدسپات دار كه كانی سازی را قطع می نمايند.

[bb]

کاربرد کانی ها در زندگی روزمره

ميکا

ميکا ، نوعی کانی است که از آن به طور گسترده در سايه ی چشم ، پودرهای آرايشی، روژلب و براق کننده ی ناخن استفاده می شود تا به آنها درخشندگی و جلای مرواريد گونه بدهد.

ميکا در مقابل اشعه ی ماورا بنفش، نور، گرما ، هوا و مواد شيميايی مقاوم است و موجب چسبيده شدن مواد آرايشی به پوست می شود که در اين خاصيت مثل تالک عمل ميکند.

همچنين مانند تالک خاصيت لغزندگی داردو می تواندبه جای تالک در مواد آرايشی کاربرد داشته باشد. هنگامی که با لايه ای از اکسيد آهن پوشش داده شود ورقه های فلسی شکل آن مثل طلا می درخشد.

کائولن

کائولن يک کانی رسی است که به مواد آرايشی اضافه می شود تا رطوبت را جذب کند .

کائولن می تواندپوشش خوبی روی پوست بوجود آوردو در مقابل مواد چرب و کرم ها مقاوم است.

کائولن و يک کانی ديگر به نام ”بنتونيت“ ، مواد پايه و اصلی ماسک های آرايشی هستند و البته گاهی نيز به عنوان پاک کننده آرايشی مورد استفاده قرار می گيرند .

کائولن وساير کانی های رسی ، به عنوان پر کننده ی محصولات گوناگون نيز کاربرد دارند.

”پودر کلسيت “ ، يا کربنات کلسيم جذب کننده رطوبت است و به همين دليل

کلسيت و” دولوميت “ به پودرهای آرايشی اضافه می شوند تا قابليت جذب رطوبت آنها را افزايش دهند.

وقتی سخن از مواد آرايشی است ، موضوعی که نقش اصلی را بازی می کند ، رنگ آنها است .کانی ها به چشم ها ، گونه ها ، لب ها و ناخن ها ، رنگ می بخشد.

اکسيد آهن

يکی از مهمترين کانی های رنگی ، اکسيد آهن است که از زمان کلئوپاترا در مصر باستان به شکل گل اخرای قرمز به عنوان سرخواب از آن استفاده می شده است . امروز اکسيد آهن برای ايجاد رنگ های قرمز ، نارنجی ، زرد ، قهوه ای و مشکی در مواد آرايشی بکار می رود .

ساير کانی ها و کاربرد هايشان

” اکسيد های کروم “ معمولا برای رنگ سبز و ” منگنز “ بنفش برای رنگ های ارغوانی ، زرشکی و ” سنگ لاجورد “ ممکن است .برای رنگ آبی (لاجوردی) در مواد آرايشی مورد استفاده قرار گيرند . برای بدست آوردن رنگ آبی سير و رنگ صورتی ، از مخلوط کائولن ، خاکستر ، سودا ، سولفور و ذغال سنگ استفاده می شود .

”طلا “ به عنوان رنگ دانه ، همواره در طول تاريخ مورد توجه بوده است ؛ چنانچه مصريان قديم از طلا برای رنگ کردن پوست و موی خود بهره می گرفتند .

از اين کانی هنوز هم در پودر ها و لوازم آرايشی استفاده می کنند تا ظاهر براق و درخشنده ی طلا به پوست بدهد .

همانطور که يک هنرمند نقاش سعی دارد در آغاز کار ، به يک پرده ی نقاشی خود رنگی سفيد ، روشن و درخشنده ببخشد ، اين روشنی را ،” روتيل“ يا ”دی اکسيد تيتانيوم “ به لوازم آرايشی می دهد و آنها را تا حدود روشن و مات می کند . دی اکسيد تيتانيوم به عنوان محافظ ضد آفتاب عمل می کند و مثل تالک و اکسيد آهن و طلا ، قرنها کاربرد داشته است .

در هر ماده آرايشی مثل سايه روژگونه براق کننده ناخن لوسيون روژلب و پودر های آرايشی پيدا می شود .

کانی ها راه خودشان را به محصولات بهداشتی نيز که هر روز مورد استفاده قرار می گيرند پيدا کرده اند .

نمک يکی از کانی هايی است که در درمان بيماريهای پوستی موثر است و به صورت ماده افزودنی به صابون از آن استفاده می شود.

فلوئوريت به صورت فلورايد در خمير دندانها و آب آشاميدنی از پوسيدگی دندان پيشگيری می کنند .

کربنات کلسيم (کلسيت) و جوش شيرين (ناهکوليت) به علت دانه بندی ريز به عنوان ساينده دندانها در خمير دندانها به کار می روند .

مخلوط براکس و موم زنبور در کرم های پاک کننده به عنوان معلق کننده چربی ها (امولسيون کننده ) در آب مورد استفاده قرار گيرند .

اسيد بوريک به عنوان ماده ضد عفونی کننده به پودر های آرايشی افزوده می شود .