أسئلة ترند - آخر الأنشطة في جيولوجيا - الثانوية العامة

تم الإجابة عليه: ما هو التبلور الجزئي للمعادن؟ و ما هي آليه عمل التبلور الجزئي؟

Fri, 12 Jul 2024 20:23:43 +0000

التبلور الجزئي Fractional Crystallization

- عندما تبرد الصهارة تتبلور معادنها بترتيب عکس ترتیب انصهار بلورات المعادن في حالة الانصهار الجزئي، بمعنى أن آخر المعادن انصهارًا تكون أولها تبلورًا.

- تسمى عملية تصلب بلورات المعادن وانفصالها التبلور الجزئي Fractional crystallization.

- تشبه هذه العملية عملية الانصهار الجزئي في أن تركيب الصهارة يتغير في كل منهما.

- في هذه الحالة تنفصل البلورات التي تتكون في البداية عن الصهارة، ولا تستطيع التفاعل معها، فتصبح الصهارة المتبقية غنية بالسيليكا.

- الشكل التالي: تعتبر عتبة باليسيد (Palisade Sill) في وادي نهر هدسون (Hudson) في نيويورك ونيو جيرسي مثالاً على عملية التبلور الجزئي وترسيب البلورات.

- ففي العتبة البازلتية تكونت بلورات صغيرة في نطاق التبريد؛ لأن الأجزاء الخارجية من هذا الجسم البازلتي بردت بسرعة أكبر من الأجزاء الداخلية.

- مع بدء تبريد الصهارة التي اخترقت الطبقات الصخرية تتكون البلورات وتستقر في القاع، وتسمى هذه الطبقية في توزيع البلورات التبلور الجزئي.

آلية التبلور الجزئي Mechanism of partial crystallizaion

- كما هي الحال عادة في الاستقصاء العلمي قاد اكتشاف باون لمزيد من التساؤلات(سلاسل تفاعلات باون Bowen's Reaction Series).

- على سبيل المثال، إذا تحول الأوليفين إلى بيروكسين فلماذا نجد الأوليفين في الصخر؟ يفترض الجيولوجيون أنه في ظروف خاصة تنفصل البلورات المتكونة من الصهارة فيتوقف التفاعل بين الصهارة والمعدن، ويمكن أن يحدث هذا عندما تستقر البلورات في قاع الجسم الصهاري، وعندما ينفصل سائل الصهارة عن البلورات يتكون جسمان ناريان مختلفان في مكوناتهما.

- يوضح الشكل السابق هذه العملية، كما يوضح مفهوم التبلور الجزئي من خلال عرض مثال عتبة باليسيد، وهذه إحدى الطرق التي تتكون بها الصهارة.

- باستمرار التبلور الجزئي وانفصال بلورات أخرى من المعادن تصبح الصهارة أغنى بالسيليكا وعناصر الألومنيوم والبوتاسيوم. لذا، فإن آخر معدنين يتبلوران هما الفلسبار البوتاسي والكوارتز.

- الفلسبار البوتاسي أكثر أنواع الفلسبار شيوعًا في القشرة الأرضية، بينما تحتوي العروق على الكوارتز غالبًا كما في الشكل التالي؛ لأنه يتبلور في أثناء اندفاع الجزء السائل المتبقي من الصهارة في الشقوق الصخرية.

- الشكل السابق يوضح عروق الكوارتز هذه آخر ما برد وتبلور من الجسم الصهاري المتبقي.

تم الإجابة عليه: ما هي سلاسل تفاعلات باون Bowen's Reaction Series؟

Fri, 12 Jul 2024 19:55:00 +0000

سلاسل تفاعلات باون

- قام الجيولوجي الكندي باون في مطلع القرن العشرين بتوضيح كيف تبرد الصهارة وتتبلور المعادن فيها، بترتيب منتظم في عملية تعرف الآن بسلاسل تفاعلات باون Bowen's Reaction Series.

يوضح الشكل التالي العلاقة بين درجة حرارة الصهارة في أثناء تبريدها والمعادن السيليكاتية التي تشكل الصخور النارية.

- اكتشف باون نمطين للتبلور ؛ الطرف الأيمن ويتميز بتغير متدرج ومستمر في مكونات المعدن في مجموعة الفلسبار، أما الطرف الأيسر الموازي فيتميز بتغير مفاجئ وغير مستمر في المعادن الغنية بالحديد والماغنسيوم.

المعادن الغنية بالحديد والماغنسيوم Iron -magnesium rich mineral

- يمثل الطرف الأيسر من سلسلة تفاعلات باون المعادن الغنية بالحديد والماغنسيوم، والتي تخضع لتغيرات مفاجئة مع تبريد الصهارة وتبلورها.

- ففي البداية يتبلور معدن الأوليفين من الصهارة، وعندما تبرد الصهارة بما يكفي لبدء تبلور معدن جديد يتشكل البيروكسين من تفاعل الأوليفين مع الصهارة، ومع استمرار انخفاض درجة الحرارة تحدث تفاعلات مشابهة منتجة الأمفيبول والبيوتيت وهي أقل المعادن احتواء على الحديد والماغنسيوم.

الفلسبار Feldspar

- يمثل الطرف الأيمن من سلسلة تفاعلات باون معادن فلسبار البلاجيوكليز التي تخضع لتغير مستمر في مكوناتها، فمع تبريد الصهارة يتكون أكثر معادن البلاجيوكليز غنى بالكالسيوم.

- يتفاعل هذا المعدن مع الصهارة، وتتغير مكوناته ليصبح غنياً بالصوديوم.

- في بعض الحالات عندما يتم التبريد سريعًا تصبح أنوية الفلسبار الغنية بالكالسيوم غير قادرة على التفاعل تمامًا مع الصهارة، فتكون النتيجة هي تكون بلورة ذات نطاقات غنية بالكالسيوم وأخرى بالصوديوم كما في الشكل التالي:

- عندما تبرد الصهارة بسرعة قد لا تجد بلورة الفلسبار الوقت الكافي للتفاعل تماما مع الصهارة فتبقي على أنوية غنية بالكالسيوم. والنتيجة تكون بلورات بنطاقات تتميز بغناها بالكالسيوم وأخرى بالصوديوم.

تم الإجابة عليه: لماذا تختلف مكونات الصهارة الكيميائية عن المكونات الكيميائية للصخر الأصلي؟

Fri, 12 Jul 2024 19:40:14 +0000

الانصهار الجزئي Partial melting

- افترض أنك جمدت شمعاً منصهراً وماء في قالب مكعبات جليد، وأخذت هذا القالب خارج الثلاجة وتركته في درجة حرارة الغرفة؛ سوف ينصهر الجليد، ولكن الشمع لن ينصهر . والسبب في ذلك هو اختلاف درجتي انصهارهما.

- تنصهر الصخور بالطريقة نفسها لاختلاف درجات انصهار المعادن التي تحتويها، لذلك لا تنصهر جميع أجزاء الصخر عند درجة الحرارة نفسها.

- وهذا يفسر لماذا تكوّن الصهارة غالبًا مزيجًا من بلورات ومصهور صخري.

- تسمى عملية انصهار بعض المعادن عند درجات حرارة منخفضة مع بقاء معادن أخرى صلبة الانصهار الجزئي Partial Melting .

- يضاف مع صهر كل مجموعة معدنية عناصر جديدة إلى خليط الصهارة، مما يؤدي إلى تغير في مكوناتها.

- إذا لم تكن درجات الحرارة كافية لصهر الصخر بأكمله فإن مكونات الصهارة الناتجة ستختلف عن مكونات الصخر الذي تكونت منه، وهذه إحدى الطرائق التي تتكون بها الأنواع المختلفة من الصخور النارية.

تم تعديل الإجابة عليه: ما هي العوامل الرئيسية المؤثرة في تكون الصهارة؟

Fri, 12 Jul 2024 19:30:16 +0000

العوامل المؤثرة المؤثرة في تكون الصهارة

- تتكون الصهارة بانصهار قشرة الأرض، أو مادة الستار.

- هناك أربعة عوامل رئيسة تؤثر في تكون الصهارة، وهي كما يلي:

(1) درجة الحرارة

(2) الضغط

(3) المحتوى المائي

(4) المحتوى المعدني لمادة القشرة أو الستار.

(1) درجة الحرارة

- تزداد درجة الحرارة عادة كلما تعمقنا في القشرة الأرضية، وتسمي هذه الزيادة في درجة الحرارة الممال الحراري، وهي ممثلة في الشكل التالي:

- لدى حفاري آبار النفط خبرة مباشرة في الممال الحراري الأرضي؛ فآلات الحفر يمكن أن تصادف درجات حرارة تزيد على °200C في أثناء حفر آبار النفط العميقة.

(2) الضغط

- يزداد الضغط أيضًا مع زيادة العمق، وهذا ناجم عن وزن الصخور العلوية.

- تفيد التجارب المختبرية أنه مع ازدياد الضغط الواقع على الصخور تزداد درجة الانصهار، لذلك فإن الصخر الذي ينصهر عند °1100C على سطح الأرض ينصهر عند درجة °1400C على عمق 100km.

(3) المحتوى المائي

- أما العامل الثالث الذي يؤثر في تكون الصهارة فهو المحتوى المائي الذي يغير من درجة انصهار الصخور التي تقل بازدياد المحتوى المائي.

(4) المحتوى المعدني Mineral content

- لكي نفهم كيف تعتمد الصهارة على عناصرها ومركباتها؛ من المفيد إلقاء الضوء على المحتوى المعدني للصهارة.

- المعادن المختلفة لها درجات انصهار مختلفة؛ فعلى سبيل المثال تنصهر صخور البازلت التي تتكون من معادن الأوليفين والفلسبار الكلسي والبيروكسين عند درجات حرارة أعلى مقارنة بصخور الجرانيت أو الريولايت التي تتكون من الكوارتز والفلسبار البوتاسي.

- إن درجة انصهار صخر الجرانيت أقل من درجة انصهار صخر البازلت؛ لأنه يحتوي على ماء أكثر ، ولمعادنه درجات انصهار أقل.

- عموماً تنصهر الصخور المحتوية على الحديد والماغنيسيوم - ومنها البازلت عند درجات حرارة، أعلى مقارنة بالصخور المحتوية على نسب أعلى من السيليكون ومنها الجرانيت.

تم الإجابة عليه: ما هي مكونات الصهارة Magma؟

Fri, 12 Jul 2024 19:13:40 +0000

مكونات الصهارة Composition of magma

- يعتمد نوع الصخر الناري المتكون على مكونات الصهارة.

- الصهارة خليط من صخر مصهور وغازات مذابة وبلورات معدنية.

- العناصر الشائعة في الصهارة هي نفسها العناصر الرئيسة في القشرة الأرضية:

الأكسجين O
السيليكون Si
الألومنيوم Al
الحديد Fe
الكالسيوم Ca
الصوديوم Na
البوتاسيوم K
الماغنيسيوم Mg

- من بين جميع المركبات الموجودة في الصهارة، تعد السيليكا من أكثرها شيوعًا وتأثيرًا في خصائصها.

- تصنف الصهارة اعتمادًا على محتواها من السيليكا إلى بازلتية أو أنديزيتية أو ريولايتية - كما هو مبين في الجدول التالي:

- يؤثر محتوى الصهارة من السيليكا في درجة انصهارها وسرعة تدفقها.

- عندما تتحرر الصهارة من الضغط الواقع عليها من الصخور المحيطة بها تتمكن الغازات الذائبة فيها من الانطلاق إلى الغلاف الجوي، لذا تختلف مكونات اللابة الكيميائية قليلاً عن المكونات الكيميائية للصهارة التي نتجت اللابة عنها.

تم الإجابة عليه: كيف تتكون الصخور النارية؟

Fri, 12 Jul 2024 17:59:25 +0000

تعريف الصخور النارية

- الصخور النارية هي صخور تتكوّن عندما تبرد المواد المنصهرة في باطن الأرض وتتبلور.

- الصخور النارية أول الصخور التي تشكلت عندما بردت الأرض، وتبلورت في القشرة الأرضية الأولية.

- تستخدم الصخور النارية في العديد من المجالات ومنها: مجال البناء وفي المطابخ وواجهات المباني ورصف الشوارع.

تكون الصخور النارية Igneous Rocks

- الصهارة صخور مصهورة توجد تحت سطح الأرض.

- أما اللابة Lava فهي صهارة تتدفق على سطح الأرض.

- تتكون الصخور النارية Igneous Rock عندما تبرد الصهارة أو اللابة وتتبلور المعادن.

- تمكن العلماء من صهر معظم أنواع الصخور في المختبر بتسخينها إلى درجات حرارة تتراوح بين 800C^o و 1200C^o.

- تتوافر درجات الحرارة هذه في الطبيعة في الجزء السفلي من القشرة الأرضية، وفي الجزء العلوي من الستار .

- يعتقد العلماء أن مصدري الطاقة الحرارية الأرضية هما: الطاقة المتبقية من تكوّن الأرض من الصهير الأولي، وطاقة التحلل الإشعاعي للعناصر .

مكونات الصهارة Composition of magma

- يعتمد نوع الصخر الناري المتكون على مكونات الصهارة.

- الصهارة خليط من صخر مصهور وغازات مذابة وبلورات معدنية.

- العناصر الشائعة في الصهارة هي نفسها العناصر الرئيسة في القشرة الأرضية: الأكسجين ، والسيليكون Si، والألومنيوم Al، والحديد Fe، والكالسيوم Ca، والصوديوم Na ، والبوتاسيوم ، والماغنيسيوم Mg.

- ومن بين جميع المركبات الموجودة في الصهارة، تعد السيليكا من أكثرها شيوعًا وتأثيرًا في خصائصها.

- تصنف الصهارة اعتمادًا على محتواها من السيليكا - كما هو مبين في الجدول التالي إلى بازلتية أو أنديزيتية أو ريولايتية.

- يؤثر محتوى الصهارة من السيليكا في درجة انصهارها وسرعة تدفقها.

تكون الصهارة Magma formation

- تتكون الصهارة بانصهار قشرة الأرض، أو مادة الستار.

- هناك أربعة عوامل رئيسة تؤثر في تكون الصهارة، هي درجة الحرارة، الضغط، المحتوى المائي، المحتوى المعدني لمادة القشرة أو الستار.

- يزداد الضغط أيضًا مع زيادة العمق، وهذا ناجم عن وزن الصخور العلوية.

المحتوى المعدني Mineral content

- لكي نفهم كيف تعتمد الصهارة على عناصرها ومركباتها؛ من المفيد إلقاء الضوء على المحتوى المعدني للصهارة.

- إن درجة انصهار صخر الجرانيت أقل من درجة انصهار صخر البازلت؛ لأنه يحتوي على ماء ،أكثر ، ولمعادنه درجات انصهار أقل.

- عموماً تنصهر الصخور المحتوية على الحديد والماغنيسيوم - ومنها البازلت عند درجات حرارة ،أعلى مقارنة بالصخور المحتوية على نسب أعلى من السيليكون ومنها الجرانيت.

الانصهار الجزئي Partial melting

- وهذا يفسر لماذا تكوّن الصهارة غالبًا مزيجًا من بلورات ومصهور صخري.

- تسمى عملية انصهار بعض المعادن عند درجات حرارة منخفضة مع بقاء معادن أخرى صلبة الانصهار الجزئي Partial Melting .

- يضاف مع صهر كل مجموعة معدنية عناصر جديدة إلى خليط الصهارة، مما يؤدي إلى تغير في مكوناتها، وإذا لم تكن درجات الحرارة كافية لصهر الصخر بأكمله فإن مكونات الصهارة الناتجة ستختلف عن مكونات الصخر الذي تكونت منه، وهذه إحدى الطرائق التي تتكون بها الأنواع المختلفة من الصخور النارية.

تم الإجابة عليه: ما هو المقصود بالأحجار الكريمة؟

Wed, 12 Jun 2024 16:09:32 +0000

الأحجار الكريمة Gems

- ما الذي يجعل الياقوت أكثر قيمة من المايكا؟ لندرته ولكونه أكثر جمالًا من المايكا، لذا يعتبر الياقوت من الأحجار الكريمة.

- الأحجار الكريمة Gems هي معادن ثمينة ونادرة وجميلة، فضلاً عن قساوتها ومقاومتها للخدش والأحجار الكريمة تصقل وتستعمل في صناعة المجوهرات.

- يوضح الشكل التالي ألماسًا مصقولاً وآخر غير مصقول:

- الشكل السابق يظهر جمال الأحجار الكريمة الحقيقي بمجرد قطعها وتلميعها.

- يؤدي وجود بعض الشوائب أحيانًا في أحد المعادن إلى جعله ذا لون مختلف، وأغلى ثمناً من المعدن النقي نفسه.

- الجمشت حجر كريم من الكوارتز حيث يحتوي على كمية من الحديد الذي يجعل لونه بنفسجيّا.

- معدن الكوروندم الذي يستعمل في جعل أدوات القطع أكثر حدةً يوجد أيضًا في شكلين من الأحجار الكريمة هما: الياقوت ruby والزفير Sapphir حيث يحتوي الياقوت على كميات نادرة من عنصر الكروم، بينما يحتوي الزفير على مقدار ضئيل من الكوبالت والتيتانيوم.

تم الإجابة عليه: متى يسمى المعدن خاماً؟

Wed, 12 Jun 2024 16:02:08 +0000

الخامات Ores

- يسمى المعدن خامًا Ore إذا احتوى على مواد قيمة يمكن تعدينها، بحيث تكون مجدية اقتصادياً.

- الهيماتيت على سبيل المثال خام يحتوي على عنصر الحديد، فالمواد المصنوعة من الحديد في غرفة صفك مصدرها على الأغلب خام الهيماتيت والمواد المصنوعة من الألومنيوم مصدرها خام البوكسيت والدراجة النارية في الشكل التالي مصنوعة من فلز التيتانيوم الذي يستخرج من معدن الإلمنيت.

- يتم استكشاف المعادن الاقتصادية بطرق مختلفة منها الاستشعار عن بعد Remote Sensing؛ وتستخدم هذه الطريقة من خلال الأقمار الاصطناعية أو طائرات تحمل معدات خاصة؛ لجمع بيانات ومعلومات عن الخامات المعدنية، أو التراكيب الجيولوجية المصاحبة للتجمعات المعدنية على سطح الأرض.

- تعتمد هذه الطريقة على قياس مقدار الطاقة الكهرومغناطيسية المنبعثة أو المنعكسة عن الأجسام المراد دراستها، ثم معالجتها باستخدام برمجيات خاصة، ورسم صور وخرائط للأجسام المدروسة. ومن الخامات المعدنية التي يتم استكشافها بهذه الطريقة: النحاس، والذهب، وخامات الحديد.

- يوجد في المملكة العربية السعودية الكثير من الخامات الاقتصادية، من أهمها:

الذهب الذي يستخرج من مناجم مهد الذهب والصخيبرات والحجار.
من الخامات الأخرى: الفضة والنحاس والنيكل والكروم والزنك.

تم الإجابة عليه: ما هي أنواع المعادن؟

Wed, 12 Jun 2024 15:33:17 +0000

مجموعات المعادن Minerals Groups

- ترتبط العناصر بعضها مع بعض بطرائق وأشكال ونسب مختلفة، وينتج عن ذلك تكون آلاف المعادن.

- لتسهيل دراسة المعادن وفهم خواصها صَنَّفَها الجيولوجيون إلى مجموعات، ولكل مجموعة طبيعة كيميائية محددة وخصائص مميزة.

(1) السيليكات Silicate

- يُعد الأكسجين أكثر العناصر شيوعًا في القشرة الأرضية، يليه السيليكون، وتسمى المعادن المحتوية على الأكسجين والسيليكون وعنصر آخر أو أكثر - في الغالب السيليكات Silicate.

- تشكل السيليكات 96% تقريباً من المعادن الموجودة في القشرة الأرضية ويتبع المعدنان الأكثر شيوعاً (الفلسبار والكوارتز) مجموعة السيليكات.

- وحدة البناء الأساسية للمعادن السيليكاتية هي سيليكا الهرم الرباعي الأوجه المبين في الشكل التالي:

- الهرم الرباعي الأوجه Tetrahedron جسم صلب محاط بأربعة أوجه من مثلثات متساوية الأضلاع على شكل هرم، لذا يمكن تسميته هرم السيليكا.

- من المعروف أن الإلكترونات في مستويات الطاقة الأخيرة في الذرة تسمى إلكترونات التكافؤ.

- يحدد عدد إلكترونات التكافؤ نوع وعدد الروابط الكيميائية التي تشكلها الذرة، ولأن لذرة السيليكون أربعة إلكترونات تكافؤ، فلديها القدرة على الارتباط بأربع ذرات أكسجين بطرائق متعددة، مما يسمح بوجود معادن السيليكا بتراكيب متنوعة، وخصائص مختلفة.

- الشكل السابق تحتوي أهرامات السيليكا على أربعة أيونات أكسجين مرتبطة مع ذرة سيليكون مركزية.

- تتحد أهرامات السيليكا، بعضها مع بعض على شكل سلاسل وصفائح وتراكيب معقدة، وتصبح هذه التراكيب معادن سيليكاتية متعددة في الأرض.

- ترتبط أيونات رباعي الأوجه بعضها مع بعض بروابط قوية لتشكل الصفيحة أو السلسلة أو تراكيب معقدة ثلاثية الأبعاد والروابط بين الذرات تساعد في تنوع خصائص المعادن، ومنها المكسر والانفصام.

- يظهر الشكل التالي الصفائح السيليكاتية (Phyllosilicate)، حيث ترتبط كل من أيونات البوتاسيوم الموجبة أو الألومنيوم مع صفائح الأهرامات السالبة الشحنة.

- تنفصم المايكا إلى صفائح بسهولة؛ لأن قوى التجاذب بين صفائح أهرامات السيليكا وأيونات الألومنيوم والبوتاسيوم ضعيفة.

- يتكون الإسبستوس أيضًا من سلاسل مزدوجة من أهرامات السيليكا، وتنتج عن ضعف الروابط بين هذه السلاسل المزدوجة الطبيعة الليفية لمعدن الأسبستوس.

(2) الكربونات Carbonates

- يتحد الأكسجين بسهولة مع معظم العناصر تقريبًا مكونا مجموعات معدنية منها الكربونات والكربونات معادن مكونة من أيونات فلز أو أكثر موجبة الشحنة متحدة مع أيون الكربونات CO₃^-2 سالب الشحنة.

- من أمثلة الكربونات الكالسيت والدولوميت والرودوکروزیت.

- توجد معادن الكربونات في الصخور الجيرية والرخام.

- تمتاز بعض معادن الكربونات ومنها الكالسيت بتعدد ألوانها بسبب وجود شوائب فيها، كذلك يتميز معدن الرودوكروزيت بلونه الوردي المبين في الشكل السابق.

(3) الأكاسيد Oxides

- هي مركبات تتألف من أكسجين وفلز.

- تعد معادن الهيماتيت Fe₂O₃ والماجنيتيت Fe₃O₄ أكاسيد حديد شائعة، ومصدرًا جيدًا للحديد.

- معدن اليورانينيت UO₂ معدن قيم؛ لأنه يشكل المصدر الرئيس لليورانيوم المستخدم في إنتاج الطاقة النووية.

(4) الفوسفات Phosphate

- معادن تحتوي على أيون الفوسفات ^-3(PO₄) ضمن تركيبها الكيميائي.

- ومن أشهر معادن هذه المجموعة الأباتيت Ca₅(PO₄) (F, Cl, OH)

- تستخدم الفوسفات في صناعة الأسمدة وإنتاج حامض الفوسفوريك.

(5) المجموعات الأخرى Other groups

- هناك مجموعات معدنية رئيسة أخرى، ومنها الكبريتات والكبريتيدات والهاليدات والفوسفات والعناصر الحرة (الأصلية).

- الكبريتيدات – ومنها البيريت FeS₂ - مركبات تتألف من الكبريت وعنصر واحد أو أكثر.

- أما الكبريتات - ومنها الأنهيدريت CaSO₄ - فهي مركبات لعناصر متحدة مع أيون الكبريتات SO₄^-2.

- تتكون الهاليدات – ومنها معدن الهاليت NaCl - من أيونات الكلوريد أو الفلوريد متحدة مع كالسيوم أو صوديوم أو بوتاسيوم.

- العناصر الحرة - ومنها الفضة Ag أو النحاس Cu - مكونة من عنصر واحد فقط>

- الجدول التالي يوضح مجموعات المعادن واستعمالاتها الرئيسية:

تم الإجابة عليه: لماذا يعتبر استعمال المخدش في التعرف على المعادن محدوداً؟

Wed, 12 Jun 2024 15:14:34 +0000

المخدش Streak

- يترك المعدن الذي يُخدَش بقطعة البورسلان مسحوقاً ملوناً على سطحها.

- المخدش Streak هو لون مسحوق المعدن.

- يكون مخدش المعادن اللافلزية في العادة أبيض اللون، لذا يكون المخدش مفيداً جداً في تعرف المعادن الفلزية أكثر من المعادن اللافلزية.

- قد لا يشبه مخدش المعدن الفلزي لونه الخارجي، كما في الشكل التالي:

- على سبيل المثال يوجد معدن الهيماتيت بهيئتين ينجم عنهما مظهران مختلفان.

- الهيماتيت الذي يتكون بفعل التجوية والتعرض للهواء والماء يكون مظهره صدئًا، وبريقه أرضيّاً، بينما الهيماتيت الذي تكون من الصهارة لونه فضي، ومظهره فلزي، أما مخدشهما فأحمر إلى بني.

- لا يمكن أن نستخدم المخدش إلا مع المعادن الأطرى من قطعة الخزف، وهذا سبب آخر يجعل استعمال المخدش في تعرف المعادن محدودًا.

تم الإجابة عليه: ما هو اختبار القساوة المستخدم للتعرف على نوع المعدن؟

Wed, 12 Jun 2024 15:07:18 +0000

اختبار القساوة Hardness

- من أكثر الاختبارات مصداقية واستخداماً في تعرُّف المعادن هو القساوة Hardness

- القساوة Hardness هو مقياس لقابلية المعدن للخدش.

- طور الجيولوجي الألماني فريدريك موهس مقياسًا لتعرف قساوة المعادن المجهولة، بمقارنتها بقساوة عشرة معادن معلومة القساوة.

- المعادن المختارة في مقياس موهس يمكن تعرفها بسهولة، ويكثر وجودها في الطبيعة إلا الألماس.

- يمثل معدن التلك الدرجة رقم 1 في مقياس موهس للقساوة؛ لأنه من أطرى المعادن، ويمكن خدشه بظفر الأصبع.

- وفي المقابل فإن الألماس يمثل الرقم 10 في المقياس نفسه لذا يستخدم لجعل أدوات القطع ومنها مثقاب الحفر ومعدات الصقل أكثر حدة.

- يوضح الشكل التالي معدني الماس والكورندوم.

- يستخدم المقياس المبين في الجدول التالي بالطريقة الآتية:

- المعدن الذي يُخدَشُ بظفر الإصبع قساوته تعادل 2 أو أقل.

- المعدن الذي لا يُخدش بظفر الإصبع ويُخدَشُ قطعة نحاسية تتراوح قساوته بين 2.5-3.5.

- أما المعدن الذي يخدش قطعة نحاسية فقساوته أكبر من 3.5.

- يمكن أن تستخدم مواد أخرى شائعة كتلك المدونة في الجدول.

- يوضح الشكل التالي معدنين مختلفين في قساوتهما. (المعدن العلوي يمكن خدشه بظفر الأصبع، والمعدن الشفاف السفلي لايمكن خدشه بظفر الأصبع لكن يخدشه معدن آخر).

تم الإجابة عليه: ما هي الاختبارات اللازمة للتعرف على نوع المعدن؟

Wed, 12 Jun 2024 14:46:00 +0000

(6) اللون Color

- اللون من أهم الخصائص الملاحظة في المعدن، ولكنه أقل الخصائص في تعرف المعادن.

- ينتج اللون أحيانًا من وجود بعض العناصر النادرة أو المركبات داخل المعدن.

- على سبيل المثال، يكون الكوارتز أبيض اللون ولكنه أيضًا يوجد بألوان مختلفة، كما في الشكل التالي بسبب وجود عناصر نادرة فيه.

- الجاسبر الأحمر والجمشت الأرجواني والسترين البرتقالي تحتوي على كميات وأشكال مختلفة من الحديد.

- أما الكوارتز الوردي فيحتوي على المنجنيز أو التيتانيوم.

- وسبب ظهور الكوارتز بلون حليبي أنه يحتوي على فقاعات من الغازات والسوائل المحصورة في البلورة.

(7) الكثافة والوزن النوعي Density and specific gravity

- قد يكون المعدنين أحيانًا الحجم نفسه، إلا أن كليهما مختلفان بسبب اختلاف كثافتيهما.

- فإذا كان لديك عينتان من الذهب والبيريت لهما الحجم نفسه، فسوف تكون كتلة الذهب أكبر؛ لأن كثافته أكبر.

- الكثافة انعكاس للكتلة الذرية وبنائية المعدن، فكثافة البيريت 5.2g/cm³ ، وكثافة الذهب 19.3g/cm³.

- يمكن حساب الكثافة من خلال العلاقة : M/V = D حيث D الكثافة، M الكتلة، وV الحجم.

- لأن الكثافة لا تعتمد على شكل أو حجم المعدن فإنها وسيلة ناجحة لتعرُّف المعادن.

- يسمى مقياس الكثافة الأكثر استخدامًا من قبل الجيولوجيين هو الوزن النوعي.

- الوزن النوعي Specific gravity هو النسبة بين كتلة المادة إلى كتلة حجمها من الماء في درجة حرارة °4C.

- فمثلاً، الوزن النوعي للبيريت 5.2 والوزن النوعي للذهب النقي 19.3.

(8) النسيج Texture

- يصف النسيج ملمس المعدن، وتعد هذه الخاصية غير مميزة للمعادن، مثلها في ذلك مثل خاصية البريق.

- يمكن وصف النسيج بأنه ناعم أو خشن أو متعرج أو شحمي أو صابوني.

- مثلاً نسيج الفلوريت في الشكل التالي ناعم ، بينما نسيج التلك شحمي.

(9) صفات خاصة Special Properties

- هناك الكثير من الصفات الخاصة التي يمكن استعمالها في تعرف المعادن، ومنها: المغناطيسية، والانكسار المزدوج وتصاعد الفقاعات الغازية عند تفاعلها مع حمض الهيدروكلوريك والفلورة، كما في الجدول التالي.

تم الإجابة عليه: ما هي المعادن الأكثر انتشاراً في صخور القشرة الأرضية؟

Wed, 12 Jun 2024 13:29:42 +0000

المعادن الأكثر انتشاراً في صخور القشرة الأرضية

- الصخور تتكون من معادن Rock-Forming minerals

- رغم وجود ثلاثة آلاف معدن تقريبا في القشرة الأرضية، إلَّا أن ثلاثين معدناً فقط هي الأكثر شيوعًا.

- تشكل ثمانية إلى عشرة من هذه المعادن معظم صخور القشرة الأرضية.

- لذا يشار إليها أنها المعادن المكونة للصخور، وهي مكونة من ثمانية عناصر هي الأكثر شيوعاً في القشرة الأرضية وهي:

الأكسجين
السيلكون
الألومنيوم
الحديد
الكالسيوم
الصوديوم
البوتاسيوم
الماغنسيوم.

تم الإجابة عليه: كيف تتكون المعادن ؟

Wed, 12 Jun 2024 13:09:27 +0000

كيف تتكون المعادن؟

- تتكون المعادن من الصهارة magma أو من محاليل فوق مشبعة.

(1) معادن تتبلور من الصهارة Minerals from magma

- تسمى المادة المصهورة التي تتكون وتتجمع تحت سطح الأرض الصهارة.

- وهي أقل كثافة من الصخور الصلبة المحيطة بها، لذا يمكنها الصعود نحو طبقات الأرض العليا الباردة ثم تتبلور.

- إذا بردت الصهارة ببطء في الأعماق فسوف يكون لدى الذرات وقت كاف لترتب نفسها في بلورات كبيرة الحجم، كما في صخر الجرانيت المبين في الشكل التالي:

- أما إذا وصلت إلى سطح الأرض ولامست الماء أو الهواء فإنها تبرد بسرعة، وتتكون بلورات صغيرة.

- ويسهم عدد العناصر الموجودة في الصهارة ونوع هذه العناصر في تحديد نوع المعدن المتكون.

(2) المعادن المتبلورة من المحاليل Minerals from solutions

- تذوب الأملاح في مياه المحيطات مكونة محلولًا ملحيَّا، وعندما يصبح المحلول مشبعاً بمادة مذابة فلا يمكنه إذابة المزيد منها، فإذا ذابت كمية أكبر يصبح فوق المشبع، وعندئذ تتهيأ الظروف لتكوين المعادن؛ حيث ترتبط الذرات المنفردة بعضها مع بعض، وتترسب مكونة بلورات المعادن.

- قد تتبلور المعادن من المحاليل أيضاً عند تبخر الماء؛ حيث تترسب المعادن المذابة في المحلول.

- تسمى المعادن المتكونة من تبخر السوائل المتبخرات. ومن ذلك تكون الملح الصخري كما في الشكل أعلاه بفعل عملية التبخر.

- يوضح الشكل التالي تكون المتبخرات الملحية في سبخة القصب في المملكة العربية السعودية.

تم الإجابة عليه: ما هي الخصائص العامة للمعادن؟

Wed, 12 Jun 2024 12:05:19 +0000

المعدن Mineral

- المعدن هو مادة صلبة غير عضوية توجد في الطبيعة، لها تركيب كيميائي وشكل بلوري ثابت.

الخصائص العامة للمعادن Mineral Characteristics

- تتكون القشرة الأرضية من 3000 معدن تقريباً.

- المعدن Mineral مادة طبيعية، صلبة، غير عضوية لها مكونات كيميائية معينة، وبناء بلوري محدد.

- هذه المعادن كونت الصخور وشكلت سطح الأرض.

- قد ساعدت بعض المعادن في تشكيل الحضارة الإنسانية؛ فقد حدث تقدم في مرحلة ما قبل التاريخ عندما تمكن الإنسان وقتئذ من استخلاص فلز ،الحديد، واستعماله في صنع أدواته.

(1) تتكون بشكل طبيعي وغير عضوي Naturally occurring and inorganic

- تتكون المعادن بطرائق طبيعية. لذا، فإن الألماس الصناعي والمواد الأخرى التي تم تحضيرها في المختبرات لا تعد معادن.

- المعادن مواد غير عضوية؛ فليست مكونة من مادة حية، ولا من مادة كانت حية، أو ناشئة عن نشاط حيوي.

- بناء على هذه الخاصية يعد الملح معدناً، أما السكر الذي يستخرج من النبات فليس معدنًا.

- ماذا عن الفحم الحجري مثلاً؟ الفحم الحجري ليس معدناً؛ لأنه تكون من مواد عضوية قبل ملايين السنين.

(2) بناء بلوري محدد Definite crystalline structure

- المعدن له بناء بلوري محدد، وهذا يعني أن الذرات مرتبة في بناء هندسي منتظم ومتكرر، وينتج عن هذا البناء البلورة.

- البلورة Crystal هي جسم صلب تترتب فيه الذرات بنمط متكرر. وغالبًا ما يمثل البناء الداخلي المنتظم شكل البلورة نفسها.

- عندما يتوافر للمعدن حيّز فإنه ينمو فيه أحيانا مكونا بلورة كبيرة مكتملة الأوجه كالتي في الشكل التالي:

- إلا أن البلورات المكتملة الأوجه نادرة الوجود.

- أما الأكثر شيوعًا فهي بلورات غير مكتملة الأوجه، ومنها المبينة في الشكل التالي لنموها في حيز محصور (مغلق)، ولا ينعكس بناؤها الذري الداخلي على شكلها الخارجي.

(3) مواد صلبة ذات تراكيب محددة Solids with specific compositions

- المواد الصلبة لها شكل وحجم محددان، أما السوائل والغازات فليس لهم ذلك، لذا لا يعدان من المعادن.

- لكل نوع من المعادن مكونات كيميائية خاصة به، وقد تكون هذه المكونات محددة أو متغيرة إلى حد ما.

- القليل من المعادن ومنها المعادن الحرة (الأصلية) - وتشمل النحاس والفضة والكبريت مكون من عنصر واحد فقط كما بالشكل التالي:

- أما معظم المعادن فمكون من مركبات؛ فمعدن الكوارتز (SiO₂) مثلاً؛ مكون من ذرتين من الأكسجين وذرة واحدة من السيليكون.

- رغم وجود معادن أخرى تحتوي على السيليكون والأكسجين، إلا أن نسب هذين العنصرين وترتيبهما في الكوارتز خاصيتان ينفرد بهما هذا المعدن.

(4) التغيرات في المكونات الكيميائية Variation in composition

- قد تختلف المكونات الكيميائية لبعض المعادن قليلاً تبعاً للظروف التي تتكون عندها بلوراتها.

- فمعادن الفلسبار البلاجيو كليزي مثلا في الشكل التالي تتفاوت مكوناتها من معدن الألبيت الغني بالصوديوم الذي يتكون في درجات حرارة منخفضة، إلى معدن الأنورثيت الغني بالكالسيوم الذي يتكون في درجات حرارة مرتفعة.

- عندما يتبلور المعدن عند درجات حرارة متوسطة يدخل كل من الصوديوم والكالسيوم في البناء البلوري منتجين طبقات متبادلة تسمح للضوء بالانكسار والتشتت، مسببين ظهور المعدن بألوان متدرجة، كما في معدن اللابرادوریت وينتج عن هذا التغير الطفيف في مكونات المعدن الكيميائية تغيّر في مظهره الخارجي.

تم الإجابة عليه: كم عدد أغلفة كوكب الأرض؟

Wed, 12 Jun 2024 11:45:11 +0000

أغلفة الأرض Earth's Spheres

- حدّد العلماء الذين يدرسون الأرض أربعة أغلفة رئيسة هي: الغلاف الصخري والغلاف الجوي، والغلاف المائي، والغلاف الحيوي.

- كل غلاف من هذه الأغلفة له خصائص تميزه ومع ذلك يتفاعل مع باقي الأغلفة.

الغلاف الصخري Geosphere

- تسمى المنطقة التي تمتد من سطح الأرض حتى مركزها الغلاف الصخري.

- يقسم هذا الغلافُ إلى ثلاثة أجزاء رئيسة هي: القشرة، والستار، واللب. ويبين الشكل 3 تلك الأجزاء.

- أما القشرة فهي الغلافُ الخارجي للأرض، وتكون في الحالة الصلبة، وهي نوعان: قشرة قارية، وقشرة محيطية.

- يقع الستار أسفل منها، ويختلف عنها من حيث التركيب والخصائص الفيزيائية وتتراوح درجة حرارة الستار بين °100C و °4000C ، وهو أعلى حرارة من القشرة الأرضية.

- يقع أسفل الستارِ لب الأرضِ ويقسم إلى قسمين: لب خارجي سائل، ولب داخلي صلب.

الغلاف الجوي Atmosphere

- تسمى طبقة الغازات التي تحيط بكوكبنا الغلاف الجوي.

- ويتكون الغلاف الجوي من : %78 نيتروجين و21% أكسجين، ونسبة 1% الباقية تشمل بخار الماء والأرجون وثاني أكسيد الكربون وغيرها من الغازات.

- للغلاف الجوي العديد من الفوائد منها : تزويد المخلوقات الحية بالأكسجين، وحماية سكان الأرض من الأشعة الضارة الآتية من الشمس والمساعدة على الحفاظ على كوكب الأرض عند درجة حرارة مناسبة لحياة المخلوقات الحية فيه.

الغلاف المائي Hydrosphere

- هو جميع المياه الموجودة على الأرض، ومن ضمنها المياه الموجودة في الغلاف الجوي.

- تشكل المياه المالحة حوالي 97% من مياه الأرض، بينما تشكل المياه العذبة النسبة الباقية وتساوي %3.

- تتواجد المياه العذبة في كل من : الجليديات، والبحيرات والأنهار ، والمياه الجوفية الموجودة في باطن الأرض.

الغلاف الحيوي Biosphere

- يشمل الغلافُ الحيوي جميع المخلوقات الحية التي تعيش على كوكب الأرض، بالإضافة إلى البيئات التي تعيش فيها.

- تعيش معظم المخلوقات الحية ضمن أعماق لا تتعدى عدة أمتار من سطح الأرض. ولكن بعضها تعيش على أعماق كبيرة تحت سطح المحيطات. وبعضُها يعيش على قمم الجبال العالية.

- تتطلب جميع أشكال الحياة تفاعلاً على الأقل مع واحد من الأغلفة الأخرى؛ لبقائها على قيد الحياة.

- يبين الشكل التالي الترابط بين الأغلفة الأربعة، فمثلاً الغلاف الجوي الأرضي الحالي تشكل قبل ملايين السنين خلال تفاعله مع كل من الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الحيوي. وتُغيّر المخلوقات الحية – ومنها الإنسان - بشكل مستمر في الغلاف الجوي من خلال أنشطتها وعملياتها الطبيعية.

تم الإجابة عليه: ما هو علم الأرض؟ وما هي التخصصات الرئيسية لعلم الأرض؟

Wed, 12 Jun 2024 11:31:01 +0000

علم الأرض Earth Science

- مجال علم الأرض مجال واسع، يمكن تقسيمه إلى خمسة تخصصات رئيسة هي: علم الفلك، علم الأرصاد الجوية، علم طبقات الأرض، علم المحيطات، علم البيئة.

علم الفلك Astronomy

- يسمى العلم الذي يدرس الأجسام الموجودة خارج نطاق الغلاف الجوي الأرضي علم الفلك. .

- وقبل اكتشاف الأجهزة المعقدة المستخدمة في الرصد - ومنها التلسكوب الظاهر في الشكل التالي كان الفلكيون يقتصرون على وصف مواقع الأجسام الفضائية بعضها بالنسبة إلى بعض.

- أما اليوم فأصبح علم الأرض يدرسُ الكون وكل شيء فيه، ويشمل ذلك المجرّات، والنجوم والكواكب، والأجرام السماوية الأخرى.

علم الأرصاد الجوية Meteorology

- يسمى العلم الذي يدرس القوى والعمليات التي تسبب تغييراً في الغلاف الجوي وتكوّن الطقس علم الأرصاد الجوية.

- يحاول علماء الأرصاد الجوية توقع حالة الطقس، وتعرّف كيف يمكن أن تؤثر تغيرات الطقس في مناخ الأرض مع مرور الزمن.

علم طبقات الأرض Geology

- هو العلم الذي يدرس المواد المكوّنة للأرض، والعمليات التي تعمل على تكوّن وتغيّر تلك المواد.

- كما يدرس علم الجيولوجيا تاريخ الأرض وأشكال الحياة منذ نشأتها.

- يعمل الجيولوجيون على تعرّف الصخور، ودراسة حركات الجليديات، ويفسّرون الأدلة التي تشير إلى أن تاريخ الأرض قد بدأ قبل 4.6 بليون سنة، ويحددون كيف تُغيّر بعض القوى كوكبنا.

علم البيئة Environmental

- يسمى العلم الذي يدرس العلاقات المتبادلة بين المخلوقات الحية والبيئة المحيطة بها علم البيئة.

- يدرس علماء البيئة كيف تؤثر المخلوقات الحية في البيئة المحيطة بها بشكل إيجابي أو سلبي. والمواضيع التي يدرسها علماء البيئة تشمل الموارد الطبيعية، والتلوث، ومصادر الطاقة البديلة، وتأثير الإنسان في الغلاف الجوي.

علم المحيطات Oceanography

- تغطي المحيطات حوالي ثلاثة أرباع سطح الأرض، ويسمى العلم الذي يدرس المحيطات ومكوناتها عِلْمَ المحيطات.

- يدرس هذا العلم المخلوقات الحية التي تعيش في المياه المالحة، ويقيس الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمحيطات.

- كما يرصد العمليات المختلفة في هذه المسطحات المائية.

- عندما يقوم علماء المحيطات بأبحاثهم العملية فغالبًا ما يغوصون في أعماق المحيطات لجمع البيانات.

تخصصات فرعية لعلم الأرض

- تتألف التخصصات الرئيسة لعلم الأرض من تخصصات فرعية مختلفة، ويوضح الجدول التالي بعض تلك التخصصات.