کانون محیط زیست جهاددانشگاهی استان مرکزی

                       در تمام ساختمانهای سیلیکاتی بررسی شده (بجز آنهایی که در فشارهای فوق‌العاده زیاد تشکیل می‌شوند) سیلیسیوم بین چهار اتم اکسیژن قرار می‌گیرد. به نظر می‌رسد این ترتیب قرار گرفتن سیلیسیوم در ترکیبات سیلیکاتی جهان شمول باشد. زیرا پیوند بین سیلیسیوم _ اکسیژن آنقدر قوی است که چهار اتم اکسیژن همیشه در گوشه‌های چهار وجهی‌ای دیده می‌شوند که صرفنظر از شکل مابقی ساختمان همیشه دارای ابعاد ثابت و شکل منظمی است. سیلیکاتها از راههای گوناگونی که این چهار وجهی‌های سیلیسیوم _ اکسیژن به یکدیگر مربوط می‌شوند، تشکیل می‌گردند. این چهار وجهی‌ها ممکن است به صورت واحدهای جدا و مشخص حضور داشته باشند، یا ممکن است از طریق به اشتراک گذاشتن گوشه‌ها (یا عبارت دیگر اکسیژن) به یکدیگر متصل شوند.

اساس طبقه بندی

کوچکترین واحد سازنده سیلیکاتها به شکل یک هرم چهار وجهی است که سطوح آن را مثلث های متساوی الاضلاع تشکیل می دهند.نحوه آرایش این چهار وجهی ها اساس تقسیم بندی سیلیکاتها هستندکه باعث بوجود آمدن ساختمان های سیلیکاتی متفاوت در آنها می شود.این واحدها یا بنیان های چهار وجهی بار الکتریکی منفی دارند(   SiO ) و باید

وجود نمی آورد.

بنیان های چهار وجهی ممکن است یک,  دو, سه یاهر چهار اکسیژن خود را به اشتراک گذاشته واشکال مختلف به وجود آورند . با توجه به این مطلب صرفا جهت آشنایی سیلیکات ها را به گروه های زیر تقسیم می کنیم.

نزو سیلیکاتها

در این گروه هیچ گونه پیوند مستقیمی بین چهار وجهی وجود ندارد و به عنوان چهار وجهی منفرد نامیده میشود.

مثال:کانی الیوین با فرمول شیمیایی Si O ) Mg Fe ( که رنگ سبز زیتونی تیره دارد.

 

طبقه بندی سیلیکاتها بر اساس انواع اتصالها

·         گروههای چهار وجهی مستقل :

در این نوع ساختمان چهار وجهی‌های سیلیسیوم _ اکسیژن به صورت محدوده‌های جدا و مستقل حضور دارند. ساختمان حاصل است و کانی تیپیک این گروه فورستریت به فرمول است. این گروه از سیلیکاتها به نزوسیلیکاتها (Nesosilicates) شهرت یافته‌اند.

·         گروههای چهار وجهی با اتصال محدود :

در این نوع سیلیکاتها ، چهار وجهی‌های سیلیسیوم _ اکسیژن از طریق به اشتراک گذاشتن یکی از اکسیژنها واقع بین دو چهار وجهی به یکدیگر متصل شده‌اند.

o        سوروسیلیکات (Sorosilicate) :

اگر دو چهار وجهی از این طریق به یکدیگر متصل شوند، فرمول ترکیب حاصل بوده و کانی تیپیک آن آکرمانیت (Akermanite) به فرمول است و چنین ترکیباتی را سوروسیلیکات می‌نامند.

o        سیکلوسیلیکات (Cyclosilicate) :

اگر بیش از دو چهار وجهی از طریق به اشترک گذاشتن اکسیژن به یکدیگر متصل شوند، واحد بسته‌ای با ساختار حلقوی تشکیل می‌شود که ترکیب کلی آن است. در این گروه حلقه‌هایی با شش اتم سیلیسیوم شناخته شده است. بنیتوئیت به فرمول با شش چهار وجهی متصل به هم نمونه‌ای از این نوع سیلیکات است. این گروه از سیلیکاتها را سیکلوسیلیکات می‌نامند.

·         ساختمان زنجیری:

چهار وجهی‌های متصل ، زنجیره‌هایی با گسترش نامحدود ایجاد می‌کنند. دو نوع از این ساختمان وجود دارد که باعث ایجاد و ترکیب شیمیایی کم و بیش مختلف می‌شود.

o        یک زنجیره‌ای (Single Chain) : در آنها نسبت سیلسیم به اکسیژن ، 1 به 3 است و به وسیله کانیهای خانواده پیروکن مشخص می‌شوند.

o        جفت زنجیره‌ای (Double Chain) : چهار وجهی‌های موجود در دو زنجیره موازی بطور یک در میان به یکدیگر متصل بوده و نسبت سیلسیم به اکسیژن ، 4 به 11 است و به وسیله کانیهای خانواده آمفیبول مشخص می‌شوند. این زنجیره‌ها دارای گسترش نامحدود بوده و در جهت C ساختمان بلوری کشیده شده و از طریق عناصر فلزی به یکدیگر متصل هستند. به این گروه از سیلیکاتها اینوسیلیکات (Inosilicate) می‌گویند.

·         ساختمانهای صفحه‌ای (Sheet Structures) :

در این ساختمان سه اکسیژن هر چهار وجهی با چهار وجهی مجاور به اشتراک گذاشته شده است تا صفحات تخت گسترده‌ای تشکیل شود. در واقع این ساختمان همان ساختمان جفت زنجیره‌ای اینوسیلیکاتی است که به جای یک جهت در دو جهت بطور نامحدودی گسترش یافته است. در این نوع اتصال ، نسبت سیلسیم به اکسیژن ، 2 به 5 بوده و واحد اصلی در ساختمان تمام میکاها و کانیهای رسی است.

این صفحات ، شبکه‌هایی تخت و شش ضلعی بوجود می‌آورند که مسئول خواص اصلی کانیهایی از این قبیل است. شکل ظاهری و مشخص شش ضلعی کاذب و همچنین رخ قاعده‌ای کامل موازی با سطح صفحه نیز ناشی از این ساختمان است. به این گروه از سیلیکاتها فیلوسیلیکات (Phyllosilicate) می‌گویند.

·         شبکه‌های سه بعدی :در این ساختمان ، هر چهار وجهی ، تمام گوشه‌های خود را با سایر چهار وجهی‌ها به اشتراک گذاشته است. نتیجه این امر تشکیل شبکه‌ای سه بعدی است که در آن نسبت سیلسیوم به اکسیژن ، 1 به 2 می‌باشد. انواع مختلف سیلیس _ کوارتز ، تریدیمیت (Tridymite)، کریستوبالیت (Cristobalite) دارای این نوع ساختار می‌باشند. در این ساختمان ، اتم سیلیسیوم چهار ظرفیتی به وسیله دو اتم اکسیژن دو ظرفیتی متعادل شده است.

در این گونه سیلیکاتها بخشی از اتمهای سیلیسیوم به وسیله آلومینیوم جایگزین شده است. بنابراین ساختمان به صورت در می آید. جایگزینی به جای حضور یونهای مثبت بیشتری را ایجاب می‌نماید تا ساختمان از نظر بار الکتریکی همچنان خنثی بماند. فلدسپارها و زنولیت‌ها ، مثالهایی از این نوع سیلیکاتها می‌باشند که به تکتوسیلیکات (Tektosilicate) شهرت دارند.

      سیلیکو سیلیکاتها

ساختمان حلقه ای که ذر ان شش اتم اکسیژن باعث پیوند بنیان ها شده اند. سه ,چهار یا شش چهار وجهی توسط اکسیژن های قاعدهای دو تا دوتا با هم پیوند داردند.

مثال :کانی بریل با فرمول شیمیایی )  Be Al Si  O  ( که نوع جواهری آن زمرد نام دارد.

اینو سیلیکاتها

دراین گروه چهار وجهی ها دو اکسیژن قاعده ای به اشتراک می گذارند و دو تا دوتا به شکل زنجیر به هم متصل می شوند.

3)الف: ساختمان زنجیری ساده:

مثال به طور کلی یون های تقریبا هم اندازه می توانند جانشین یکدیگر شوند(آهن و منیزیم که شعاع یونی نزدیک به هم دارند یا سدیم و کلسیم که جای یکدیگر را در ساختمان بلورین اشغال می کنند). این وضع تغییر مهمی را در ساختمان کانی به پیروکسن ها که مهمترین آنها اوژیت نام دارد.که بلورهای آن به شکل منشور و به رنگ های سیاه تا سبز تیره است . این کانی در سنگ های اذرین تیره و بازیک یافت می شود.

: یکدیگر را دفع کنند,لیکن در ساختمان بلورین کانیها, این بنیان ها به وسیله یون های مثبت چون آلومینیم , آهن,  منیزیم وغیره طوری به یکدیگر پیوند داده شده اند که واحد سازنده بلور در مجموع خنثی است. یون های پیوند دهنده بنیان ها دارای اندازه و بار الکتریکی متفاوتند.

3)-ب :ساختمان زنجیری مضاعف:

مثال: آمفیبول ها

از انواع آمفیبول ها می توان به هورنبلاند,آزبست وگلوکوفان اشاره نمود.

گلوکوفان در شرایطی که فشار زیاد و گرما کم باشد تشکیل می شود.

از مشخصات کلی آمفیبول ها می توان به داشتن بلورهای منشوری و طویل (سوزنی شکل) و وجود آب در ساختمان کانی شناسی آنها اشا ره نمود.

فیلو سیلیکاتها

دراين گروه هر چهاروجهي با سه چهار وجهي ديگر به هم متصل اند .كاني هايي كه درگروه جاي دارند همگي داراي  ساختمان   ورقه اي ميباشند

كانيهاي اين گروه مانند آمفيبول ها آبدار بوده وعامل (OH) دارند.

مثال ها:

4-1)كاني هاي رسي مانند كائولينيت وتالك

4-2)ميكاهامانند مسكويت (ميكاي سفيد) وبيوتيت (ميكاي سياه)

4-3)سرپانتين

4-4)كريزوتيل

تکتو سیلیکاتها

/3 پوسته سنگي زمين از تكتو سيليكاتها هستند. در تكتوسيليكاتها همه يون هاي اكسي‍‍‍‍‍‍ژن واقع شده در هر چهار وجهي  با چهار وجهي هاي مجاور به اشتراك گذاشته شده اند .

5-1)گروه (SiO)   مانند كوارتز –تريديميت-اپال(SiO  -Nh O) –سنگ آتشزنه (فلينيت) وكلسدوني

5-2) فلدسپات هاي پتاسيم دار مانند :  ميكروكلين – ارتو كلاز (ارتوز) – سانيدين

5-3) فلدوسپاتهاي پلاژيو كلاز  مانند  : آلبيت(فلدسپات سديم دار ) و آنور تيت ( فلدسپات كلسيم دار)

اساس طبقه بندی کانی ها

کانیهای تشکیل دهنده سنگ ها یا به اصطلاح کانی های سنگ ساز بر حسب انواع سنگ ها  به سه گروه کانی های ماگمایی   کانی های رسوبی و دگرگون تقسیم می شوند . کانی های ماگمایی خود به دو گروه بزرگ کانی های سیلیکاتی و کانی های غیر سیلیکاتی تقسیم بندی می شوند و چون کانیهای سیلیکاتی 99 درصد حجم سنگ های آذرین را تشکیل می دهند در این جزوه به تقسیم بندی آن ها می پردازیم . البته در سنگ های آذرین به مقدار بسیار کم غیر سیلیکات ها هم وجود دارند که شامل اکسیدها, فسفات ها, سولفات ها, سولفیدهاو بعضی عناصر خالص مانند طلا ( Au ) نقره ) Ag  ) گوگرد(  S ) و مس( Cu ) می باشند .

به عنوان مثال از فسفات ها می توان به آپاتیت و فیروزه  , ازسولفات ها به باریت و از اکسیدها به کروندوم اشاره نمود

طبقه بندی کانیها

 

                                                                          تیره: الیوین, آمفیبول ,پیروکسن و بیوتیت(میکای سیاه)

                                  سیلیکاتی(si دار)                                روشن: فلدسپات ,کوارتز ومسکویت( میکای سفید)

                                                          

                       

کانی های                                              

ماگمایی

                                                               اکسید ها مانند کروندوم(  Al O   ) اکسید آلومینیم

                                                               سولفات ها مانند باریت( Ba So    )سولفات باریم                                          غیر سیلیکات ها                                                         سولفید ها مانند پیریت(Fe S  )سولفید آهن

(si ندارند)            

 

                            کانی های رسی

ککانی های                            هالیت(کلرید سدیم) کلرید ها مانند وسیلویت(کلرید پتاسیم)

ررسوبی                               کربنات ها مانند کلسیت ودولومیت

 

 

 

کانی های  دگرگونی               گرافیت (کربن با منشا زیستی)            گارنت     

طبقه بندی کانیها از نظر رنگ

                                   الیوین

                            پیروکسن

    1 )سیلیکات های         آمفیبول

        تیره               میکای سیاه

 

                                                       ارتوکلاز    ) فلدسپات پتاسیم دار)         

2 )سیلیکات های             فلدسپات ها             پلاژیوکلاز(فلدسپات های کلسیم دار و سدیم دار)                                                

        روشن                      کوارتز

                                    میکا ی سفید                   

 

رابطه میان عمق و دما

  با توجه به رابطه میان دما وعمق در مورد کانی ها می توان گفت که کانی های روشن در دمای پایین تری نسبت به کانی های تیره ذوب می شوندو عمق ذوب کانی های تیره بیشتر از کانی های روشن است.

چنان چه می دانیم سنگ های پر سیلیس به علت وفور کانی هایی مانند کوارتز و فلدسپات ظاهر روشنی دارند که به آنها سنگ های اسیدی می گوییم مانند سنگ گرانیت

·       از جدول بالا به این نتیجه می رسیم که منطقه ذوب کانی های روشن درپوسته زمین است.    

همچنین میتوان گفت کانی های تیره که حاوی آهن و منیزیم  زیادی هستند عمق ذوب بیشتری نسبت به کانی های روشن دارند. پس نتیجه می گیریم منطقه ذوب کانی های تیره در گوشته زمین است.

 

منابع و ماخذ

وب زمین شناسان ایران

وب دانشجویان دانشگاه تهران

مجله زمین ما

کتاب کانی شناسی