الوسم: العاشر

<<< بالمرفقات

باسبورد فك الضغط :
uae.ii5ii.com

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

القوى والعمليات الداخلية

تمهيــد :

لعل الحقيقية المؤكدة والثابتة فى علوم الجيولوجيا هو أنه لا يوجد شئ ثابت على وجه الأرض . فمنذ أن استوت الأرض واتخذت مدارها حول الشمس لم تستقر على حال ولم يثبت لها سطح فالجبال الشاهقة أصبحت أثرا بعد عين وربما حل محلها واد أو سهل أو ربما صارت منخفضات . وما انخفض من الأرض صار جبلا أو ربما سلسلة من الجبال . فالتغيير شامل لا يختص ببقعة دون غيرها أو مكان بعينة .
وقد لا يلحظ الإنسان مثل هذا التغيير أو قد يراه أحيانا غير ذى شأن لضآلته غير أن الحكم هذا ليس حكما على غير أساس فحسب بل أنه حكم خاطئ جملة وتفصيلا إذ أن التغيير الذى يستغرقه طيلة عمر الإنسان . إنما هو تغيير غير محسوس ، وأن التغيير الذى نعنيه هنا يستغرق ملايين السنين . وهو تغيير دائم قد يبطئ أحيانا وقد يسرع فى أحيان أخرى إلا أنه لا يتوقف على الإطلاق .
وعلى هذا فالأرض التى نقف عليها الآن لم تكن كذلك فى الماضى ولن تكون كذلك فى المستقبل . وربما تدفعنا هذه الحقيقة إلى تساؤل عن السبب أو الأسباب فى هذا التغيير . والحقيقة أنه ليس سببا واحدا وإنما هى جملة أسباب قد تعمل أحيانا فرادى وقد تعمل أحيانا مجتمعه . ولقد استقر الأمر فى نهاية المطاف على أن السبب فى تغيير وجه الأرض ـ أو بلغة الجيولوجيا ـ تشكيل معالم سطح الأرض يكمن فى نوعين من مجموعات القوى . قوى داخلية وقوى خارجية . وتختص القوى الداخلية بكل ما يجرى دون السطح أى ما يجرى فى باطن الأرض من حركات الألواح أو الصفائح المكونة لسطح الأرض تلك الحركات التى اشتهرت باسم الألواح التكتونية Plate Tectonic وما يتسبب عنها من تكون الجبال وحدوث الطيات والصدوع والبراكين والزلازل التى يظهر تأثيرها على سطح القشرة الأرضية.
أما القوى الخارجية فيمكن التعبير عنها بانها نتاج الصراع الأبدى والدائم بين الرياح والمياه من جهة ضد اليابسة من جهة أخرى .
ذلك الصراع الذى يعبر عنه بلغة الجيولوجيا بالتجويه Weathering بنوعيها الميكانيكى والكيميائى وما يتبعها من نقل نواتجها وترسيبها وكذلك دور الأنهار والبحار فى تشكيل معالم سطح الأرض والتى من أثارها أيضا الدور الذى تلعبه المياه الجوفية فى هذا الشأن .

الانجراف القارى :
من التساؤلات التى شغلت الباب العلماء والباحثين . تلك التساؤلات التى تتعلق بالأرض وما عليها من قارات . غير أن سؤالا واحد قد حظى بقدر كبير من الاهتمام وهو ، كيف نشأت القارات ؟ وعلى الرغم من كثرة الفروض والنظريات التى هى أقرب ما تكون إلى الاجتهاد فى الرأى إلا أن أيا منها لم يصمد أمام المحك العلمى السليم حتى جاء العالم الألمانى الفرد فاجنر Wagner . فقد توصل هذا العالم إلى نظرية سبقت زمانها ونشرها سنة 1915 فى كتابة " أصل القارات والمحيطات " عرفت بنظرية الانجراف القارى Continental Drift وتتلخص فروض هذه النظرية بوجه إجمالى فيما يلى : ـ

1- كانت القارات منذ ما يزيد عن 200 مليون سنة مجتمعه فى كتلة قارية عظمى تعرف باسم بانجيا Pangea التى تعنى كل العالم أو أم القارات ويحيط بها محيط كبير يسمى Panthalassa الذى يعنى أبو المحيطات .

2- ومنذ حوالى 190 مليون سنة أى فى أوائل العصر الجوراسى Jurassic بدأت هذه الكتلة القارية العظمى (بانجيا) فى التشفق إلى كتلتين أحدهما شمالية وتعرف باسم لوراسيا Laurasia ( وتشمل أمريكا الشمالية وأوروبا وأسـيا ) والآخرى جنوبيـة وتعـرف باسم جوندوانا Gondwana ( وتشمل أمريكا الجنوبية وأفريقيا واستراليا وشبه القارة الهندية ) .
ويفصل لوراسيا عن جندوانا بحر هائل الاتساع يسمى بحر التيثيس Tethys . ومن ظواهر هذا العصر سيادة الزواحف البرية والبحرية وعلى رأسها الديناصورات .

3- منذ حوالى 136 مليون سنة أى فى نهاية عصر الجوراسى Jurassic وبداية عصر الكريتاسى ( الطباشيرى ) Cretaceous بدأت كل من أمريكا الشمالية وأوراسيا Eurasia( أوروبا وأسيا ) فى الانفصال والابتعاد عن بعضها البعض . ونفس الشئ حدث بالنسبة لقارة جندوانا التى انقسمت إلى كتلتين هما أمريكا الجنوبية وأفريقيا كما بدأت كل من الهند واستراليا فى الانفصال والاتجاه فى طريقهما إلى موقعهما الحالى .

كما أخذ بحر التيثيز فى الانكماش تدريجيا كما بدأ المحيط الأطلنطى فى التكون وفى هذه الفترة سادت أنواع الزواحف بأجناسها وطوائفها المختلفة ولاسيما الديناصورات حيث عرف العصر الجوراسى بأنه العصر الذهبى للديناصورات .

4- منذ 65 مليون سنة أخذ وضع القارات يقترب من وضعها الحالى فقد واصلت الهند تقدمها نحو موضعها الحالى لتلتحم بالجزء الجنوبى من آسيا كما واصلت أمريكا الشمالية الابتعاد عن قارة أوراسيا شرقا كما انفصلت جزيرة مدغشقر ( مالاجاشى ) عن أفريقيا . كما واصلت أيضا استراليا تقدمها نحو الشرق ، بعد انفصالها عن القارة القطبية الجنوبية والتى تعرف بقارة انتاركاتيكا Antarctica .

ويلاحظ فى هذه الفترة اتساع المحيط الأطلنطى وانكماش بحر التيثيس . أما بالنسبة للحياة فقد انقرضت الديناصورات فى أواخر عصر الطباشيرى وبدأت الثدييات فى الظهور كما انتشرت وتنوعت النباتات الزهرية .

5- وبعد مرور 65 مليون سنة تحركت الهند والتحمت بقارة آسيا مكونة جبال الهيمالايا ويعتقد أن استمرار تقدم الهند نحو الشمال هو السبب فى الزلازل التى تحدث فى هذا الجزء العالم .
وقد واصل بحر التيثيس انكماشه وتقلصه حتى وصل إلى ما عليه الآن البحر الأبيض المتوسط الذى هو بقايا بحر التيثيز . وفى أثناء ذلك انفصلت جرينلاند عن أوراسيا لتستقر فى وضعها الحالى .

الأدلة على الانجراف القارى :

تلك كانت الملامح الأساسية لنظرية الانجراف القارى لفاجنر . وكأى نظرية من النظريات فإنها لا تخلو من مؤيدين يدافعون عنها ويجمعون الأدلة لإثباتها كما لا تخلو أيضا من المعارضين الذين يبرزون أوجه النقص فيها . وقد قام فاجنر ومؤيدو نظريته حتى بعد وفاته من تقديم الدليل تلو الديل فى إثبات صحة ما توصل إليه فى الأدلة التالية .

1- التوافق الشكلى لحواف القارات : ـ
لفت نظر العالم الألمانى فاجنر الشبه الكبير فى شكل حواف القارات على جانبى المحيط الأطلسى . وقد شجع هذا التوافق فاجنر على أن يفترض أن هذه القارات كانت متصلة بعضها بعض لذا حاول إعادة تشكليلها بقد قفل المحيط الأطلسى .

وقد لقيت هذه المحاولة معارضة شديدة باعتبار أن حواف هذه القارات قد تغيرت كثيرا بفعل عوامل التعرية . غير أن العالم بولارد Bullardقام فى أوائل الستينات بوضع القارات بعضها مع بعض باستعمال الحاسب الآلى فوجد أن هناك تطابقا بين حواف القارات عند عمق 900 مترا تقريبا .

ومن أحسن أمثلة على هذا التطابق الهندسى Geometric Fit هو انطباق الساحل الشرقى لقارة أمريكا الجنوبية مع الساحل الغربى لقارة أفريقيا مما يؤكد أن هاتين القارتين كانتا ملتصقتين قبل إنفصالهما ثم تحركتا بعيد عن بعضهما ، ومما يزيد تأكيد التصاق القارات المتجاورة فى الأزمنة الجيولوجية القديمة هو تشابه القطاعات الصخرية والتراكيب الجيولوجية بينها . فعلى سبيل المثال يوجد تشابه واضح بين القطاعات الطبقية التى تتراوح عمرها من العصر السيلورى إلى العصر الكريتاسى للبرازيل مع تلك الموجودة فى جنوب غرب أفريقيا .كما يمكن كذلك تتابع التراكيب الجيولوجية بين القارتين .

2- المناخ القديم :
فى ظل القانون الجيولوجى الشهير الذى ينص على أن الحاضر مفتاح الماضى أى أن العمليات الجيولوجية السائدة فى الوقت الحالى هى نفس العمليات الجيولوجية التى كانت سائدة فى الزمن الماضى تقريبا فإنه يمكن استخدام بعض أنواع الصخور الرسوبية كمؤشر لمعرفة المناخ الذى كان سائدا أثناء ترسبيها .

وعلى سبيل المثال فإن طبقات الرمل الأحمر تترسب فى المناطق الدافئة والقاحلة أما فى المناطق الباردة فإنه يترسب خليط من الجلاميد Boulders والرمل والغرين والطين المعروف باسم التليت Tillites ( هو صخر رسوبى يترسب مباشرة من المثالج وأغطية الجليد ) .
وفى ظل هذا القانون الجيولوجى فإن وجود طبقات من الرمل الأحمر التابع لعصر الترياسى Triassic فى إنجلترا يدل على أن إنجلترا كانت فى العصر الترياسى فى مناطق تتمتع بمناخ دافئ وقاحل ومعنى هذا أنها كانت فى موقع قريب من خط الإستواء ثم زحفت إلى مكانها الحالى .وفى المقابل فإن الطين المعروف باسم التليت والذى وجد فى الجزء الجنوبى فى كل من أفريقيا وأمريكا الجنوبية والهند وأستراليا يدل على أن مناخ هذه المناطق كان باردا ومتجمدا ثم زحفت حتى وصلت إلى موقعها الحالى القريب من خط الاستواء . مما يدل على أن القارات المنفصلة عن بعضها البعض الآن كانت جمعيها كتلة واحدة ثم توالى انفصالها عن بعضها البعض .

3- تشابه الحفريات :
أشارت الدراسات الحفرية إلى وجود تشابه فى الحفريات بين أمريكا الجنوبية وأفريقيا خاصة فى أنماط حياة حقب الحياة المتوسطة Mesozoic مما يدل على التحام أمريكا الجنوبية وأفريقيا فى الماضى .

على أن المعارضين لهذه الفكرة قالوا أن هذا نشأ من وجود جسر أرضى يربط بين قارتى وأمريكا الجنوبية . غير أن فاجنر لجأ لتأكيد نظريته إلى الاستعانة بالكائنات التى ليس فى مقدورها الانتقال عبر المحيطات الحالية . وذلك بالاستعانة بنبات الجلوسبتريس Glossopteris (وهو نوع من النباتات السرخسية ) الذى وجد منتشرا فى القارات الجنوبية ( أفريقيا ، أمريكا الجنوبية ، آسيا ) أثناء حقب الحياة المتوسطة الذى اكتشفت حفرياته فيما بعد فى القارة المتجمدة الجنوبية .
أما فى جانب الحفريات الحيوانية فقد وجدت بقايا لنوع من الزواحف السابحة من جنس ميزوسوراس Msosaurs فى كل من شرقى أمريكا الجنوبية وغرب أقريقيا مما يؤكد على أن أمريكا الجنوبية وأفريقيا كانتا قارة واحدة .إن وجود مجموعات متماثلة من الحفريات الحيوانية والنباتية فى قارات يفصلها عن بعضها الآن محيطات لهو دليل على أن تلك القارات كانت ملتصقة مع بعضها فى وقت معيشة تلك الحيوانات والنباتات حيث أنه من غير المعقول أن تكون هذه الكائنات الحية قد استطاعت أن تعبر تلك المحيطات العميقة .

4- المغناطيسية القديمة :
عندما يبرد مصهور نوع ما من الصخورفى المجال المغناطيسى الأرضى . تكتسب المعادن المختلفة التى فى هذا الصخر مغناطيسية موازية لخطوط القوى المغناطيسية الأرضية . بالإضافة إلى ذلك فإن دقائق المواد المغناطيسية التى توجد فى الصخور الرسوبية تقوم بترتيب نفسها موازية للمجال المغناطيسى الأرضى فى هذا المكان . أى أن الصخور التى تكونت فى الأزمنة الجيولوجية السابقة تبنى فى داخلها سجلا لاتجاه المجال المغناطيسى والأقطاب المغناطيسية فى هذا الزمن الذى تكونت فيه .

ويعتمد أسلوب دراسة المغناطيسية القديمة على وجود بعض المعادن التى تعمل كبوصلات داخل صخور معينة . وتكثر هذه المعادن الغنية بالحديد مثل المجناتيت على سبيل المثال فى طفوح اللابة ذات التكوين البازلتى . وعند تسخين هذه المعادن المتمغنطة إلى درجة حرارة معينة تسمى نقطة كورى تفقد خاصيتها المغناطيسية ولكن عندما تنخفض درجة حرارتها عن نقطة كورى (480 5 م ) فإنها تتمغنط ثانية فى اتجاه مواز المجال مغناطيسي فى ذلك الوقت وعندما تتصلب المعادن فإنها تحتفظ باتجاه مغناطيسيتها أو تتجمد إن صح التعبير وهى على هذه الحالة تعمل عمل إبراة البوصلة فى إشاراتها إلى القطبين المغناطيسيين . وتبقى مغناطيسية الصخر محتفظة باتجاهها الأصلى حتى لو تحرك الصخر أو تغير موقع القطب المغناطيسى . لذا فإن الصخور التى تكونت منذ ملاييين السنين لهو دليل على موقع القطبين المغناطيسيين وقت تكون الصخر ويعرف هذا النوع من المغناطيسية بالمغناطيسية القديمة Paleomagnetism .

ويقوم العلماء بتعيين إتجاه المغناطيسية القديمة فى أى صخرة من الصخور المتكونة فى الأزمنة الجيولوجية السابقة و من هذا يمكنهم تحديد إتجاه ومكان الأقطاب المغناطيسية فى الأزمنة الجيولوجية فى الأزمنة الجيولوجية الماضية . فعندما قام العلماء بهذه القياسات فى مختلف القارات ، بينت مضاهاة النتائج أن الصخور التى من نفس العصر تشير إلى أقطاب مغناطيسية في اتجاهات مختلفة . وهذا بالطبع لا يمكن أن يكون صحيحا لأن الأقطاب المغناطيسية لا يمكن أن يكون لها إلا مكان واحد واتجاه واحد فقط فى أى عصر من العصور. لذلك فقد حاول العلماء حل هذا اللغز المحير بأن افترض العلماء أن القارات قد تحركت فى الماضى . وقد أسفرت الأبحاث عن حقيقة هامة هى أن المجال المغناطيسى قد عكس نفسه عدة مرات فى الأزمنة الجيولوجية السابقة . وقد تمكن العلماء من استنتاج ذلك من الأرصاد المغناطيسية المأخوذة للصخور فى أماكن مختلفة .

وفى أوائل الستينات قام عالمان من العلماء الإنجليز بدراسة مغناطيسية الصخور التى فى قاع البحر على كلا جانبى حيد منتصف المحيط Mid – Atlantic فوجد أنه توجد اتجاهات منعكسة للمغناطيسية على كلا الجانبين مما يدل على أن حركة القارات وانتشار قاع البحر يمكن أن تكون قد حدثت فى الأزمنة الجيولوجية الماضية .

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب

المعادن

المقدمة:

الجيولوجيا هي العلم الذي يبحث في كل ما يختص بالكرة الأرضية من حيث تركيبها الكيميائي والمعدني والصخري وخواصها الطبيعية والكيميائية والميكانيكية والعمليات الداخلية والخارجية التي أثرت وتؤثر عليها منذ نشأتها الأولى إلى وقتنا الحاضر. كما أن الجيولوجيا هي دراسة ما جرى من أحداث في الماضي السحيق وعن من سكن سطح الأرض وأعمق البحار من أحياء نباتية وحيوانية عاشت وازدهرت ثم ماتت واندثرت ومعرفة تطورها بالتفصيل على مر الزمن. والجيولوجيا مصطلح معرف عن الكلمة الانجليزية GEOLOGY المشتقة من الكلمتين الإغريقيتين ؛ (GE) ومعناها الأرض و(LOGUS) ومعناها الكلام المنطقي أو العلم . وعلى هذا الأساس فإن المرادف لكلمة الجيولوجيا المعربة هو (علم الأرض).

المعادن:

يمكن تعريف المعدن بأنه عبارة عن مادة طبيعية ذات تركيب كيميائي مميز أو متغير في نطاق محدود وله تركيب بلوري داخلي ثابت ويظهر أحياناً على شكل بلورات ويوجد على شكل متبلور في أغلب الأحيان. ويلاحظ من التعريف السابق أن المعدن هو مادة توجد في الطبيعة وليس للإنسان أو الحيوان أو النبات دخل في تكوينها. كما نلاحظ أن التركيب الكيميائي ليس كافياً لتحديد المعدن حيث أنه لا بد أن نعرف التركيب البلوري الذي يتحكم في كثير من الصفات الطبيعية للمعدن مثل الصلابة والمخدش والوزن النوعي واللون. وتوجد المادة الكيميائية على صورة معدن أو أكثر يختلف كل منهما تمام الإختلاف عن الآخر فمثلاً يوجد الكربون في الطبيعة على صورة معدن الألماس وهو أصلب المعادن المعروفة كما يوجد على صورة معدن الجرافيت وهو من أقل المعادن صلابة. وقد تمكن العلماء حتى الآن من وصف أكثر من ألفين معدن مختلف إلا أن جميع المعادن الشائعة التي تدخل في تركيب الصخور وكذلك المعادن الاقتصادية لا تتجاوز مئتي معدن فقط.

الأنظمة البلورية :

توجد المعادن في أشكال بلورية مختلفة والبلورة عبارة عن جسم من وسط صلب متجانس التركيب الكيميائي ويحدها أسطح ومستويات طبيعية تعرف باسم أوجه البلورة وتتميز بوجود علاقات تماثل معينة. ويمكن تقسيم البلورات عادة إلى سبعة نظم بلورية وذلك على أساس أطوال المحاور البلورية أ , ب , ج , والزوايا البلورية α ، β ، γ ، والنظم البلورية السبعة هي:

1- نظام المكعب:

ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية متساوية ومتعامدة.أي إن:

أ = ب = ج , α = β = γ = 90° وتمثل هذا النظام بلورة الألماس.

2- نظام الرباعي :

ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية متعامدة، المحوران الأفقيان متساويان والمحور الثالث رأسي وهو أطول وأقصر منهما، أي إن:

أ = ب ≠ ج ، α = β = γ = 90° ويمثل هذا النظام الزيركون.

2- نظام السداسي :

ويمتاز هذا النظام بأربعة محاور بلورية ، ثلاثة منها أفقية ومتساوية ومتبادلة وتتقاطع في زوايا مقدارها 120° درجة والمحور الرابع رأسي أطول أو أقصر منها وعمودي على مستواها، أي إن:

أ1 = أ 2 = أ 3 ≠ 90°، γ = 120° ويمثل هذا النظام بلورة البيريل.

4- نظام الثلاثي:

ويمتاز هذا النظام بأربعة محاور بلورية مثل النظام السداسي. وهما متشابهان من حيث عدد

المحاور البلورية وكيفية توزيعها والاختلاف الوحيد بينهما هو أن المحور ( ج ) في النظام الثلاثي

محور تماثل بينما في النظام السداسي محور تماثل سداسي. وتمثل هذا النظام بلورة الكوراندوم.

5- نظام المعيني القائم :

ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية غير متساوية ولكنها متعامدة، أي أن:

أ ≠ ب ≠ ج ، γ = β = α = 90° وتمثل هذا النظام بلورة الكبريت المعين.

6- نظام احادي الميل:

ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور غير متساوي والمحور ( ب ) عمودي على مستوى أ ، ج لكن المحور ميل على مستو المحورين ب ، ج ، أي أن:

أ ≠ ب ≠ ج ، γ = α = 90° ≠ β ، وتمثل هذا النظام بلورة الأورثوكليز.

7- نظام ثلاثي الميل:

ويمتاز هذا النظام بثلاثة محاور بلورية غير متساوية وتتقاطع في زوايا غير متساوية أيضاً، أي إن :

أ ≠ ب ≠ ج ، α ≠ β ≠ γ = 90° ويمثل هذا النظام بلورة الميكروكلين.

الخواص الطبيعية للمعادن

إن نوع الذرات وترتيبها الداخلي في أي معدن لا يحددان شكله البلوري فقط ولكنهما يحددان أيضاً خواصه الطبيعية والكيميائية والضوئية. ويمكن التعرف على المعادن لإما بواسطة فحصها بالعين المجردة أو إختبارات طبيعية أو كيميائية أو ضوئية. وتعتبر الخواص الطبيعية مهمة جداً للتعرف على المعادن ويمكن تقسيمها إلى التالي :

1- الخواص البصرية:

وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الضوء مثل اللون والمخدش والشفافية والبريق والتضوء (التفلور والتفسفر).

2- الخواص التماسكية:

وهي مجموعة من الخواص التي تتوقف على مقدار تماسك المعدن مثل الصلابة والانفصام والانفصال والمكسر وكذلك قابلية المعدن للسحب والطرق والتشكيل.

3- الوزن النوعي :

وتتوقف هذه الخاصية على كيفية رص وترابط جزيئات وذرات المعدن.

4- الخواص الحسية:

وهي مجموعة من الخواص التي تعتمد على الحواس مثل الطعم والملمس والرائحة.

5- الخواص الحرارية:

وهي الخواص التي تعتمد على الحرارة مثل قابلية المعدن للانصهار.

الخواص التي تعتمد على المغناطيسية والكهربائية والنشاط الإشعاعي للمعدن.

الخواص التي تعتمد على الشكل البلوري للمعدن.

وفيما يلي استعراض موجز ومبسط للخواص الطبيعية :

الخواص البصرية: وأهمها ما يلي:

1- اللون:

يعد اللون من الصفات الطبيعية المهمة لتمييز المعادن خارجياً وخاصة في المعادن الفلزية ولكن اللون لا يعد صفة ثايتة للمعادن في أغلب الأحيان ولذلك لا يمكن الاعتماد على اللون لمعرفة المعادن. ويمكن تقسيم المعادن من حيث اللون إلى قسمين: معادن ذات ألوان ثابتة مثل اللون الأزرق لمعدن الأزيورايت واللون الأصفر للذهب والبيريت واللون الأحمر للنحاس. ومعادن ذات ألوان غير ثابتة مثل معدن

الفلوريت الذي يكون غالباً ذا لون أخضر أو أصفر أو لون أبيض أو بني أو قرمزي أو عديم اللون نتيجة لوجود مواد ملونة على هيئة شوائب أو مواد دخيلة، ويتوقف اللون على نوع الضوء الذي يمتصه أو يعكسه المعدن.

2- المخدش:

وهو لون ما مسحوق المعدن الناعم. ويمكن الحصول عليه بواسطة حك المعدن المراد فحصه على السطح غير اللامع بقطعة من الخزف تعرف بلوح المخدش. وتعطي معادن الحديد السوداء اللون مثل الماجناتيت والهيماتيت والألمناتيت مخدشاً مميزاً لكل واحد منهم، فالهيماتيت مخدشه أحمر بينما الماجناتيت أسود بينما الألمناتيت مخدشه محمر. وقد يتشابه لون المخدش مع لون المعدن كما هو الحال في كل من معدني الليمونايت والجرافايت ويلاحظ أن معظم المعادن ذات البريق اللافلزي لها مخدش ذو لون أبيض أو فاتح ولهذا فإن خاصية المخدش ليست بالصفة التي يمكن الاعتماد عليها عند الرغبة في التفريق بين المعادن ذات البريق اللافلزي.

3- الشفافية:

تعتمد هذه الخاصية على قدرة المعدن على إنفاذ الضوء خلاله وتنقسم المعادن من حيث الشفافية إلى ثلاثة أنواع:

أ‌- معادن الشفافية :

وهي المعادن التي تسمح بمرور معظم الضوء الساقط عليها ويمكن رؤية لأجسام من خلالها بسهولة مثل أنواع الكوارتز والكالسيت.

ب‌-معادن نصف شفافية:

وهي معادن تنفذ الضوء بكمية أقل من المعادن الشفافة ولا تسمح برؤية الأجسام خلالها مثل معدن الأوبال.

ج- معادن معتمة:

وهي المعادن التي لا تسمح بمرور الضوء حتى من خلال شرائحها الرقيقة مثل معادن الماجنايت والبايرايت والجالينا.

4- البريق:

وهو مظهر سطح المعدن عندما ينعكس عليه الضوء. ويمكن تقسيم المعادن تبعاً لهذه الخاصية لقسمين:

( أ ) معادن ذات بريق فلزي مثل بريق الذهب والبارايت.

(ب) معادن ذات بريق لافلزي.

ويمكن تقسيم البريق اللافلزي إلى أنواع مختلفة أهمها:

البريق الزجاجي : مثل بريق معدن الكوارتز.

البريق الؤلؤي : مثل بريق معدن التلك.

البريق الحريري : مثل بريق معدن الأسبستوس.

البريق الصمغي : مثل بريق معدن السفاليرات والكبريت.

البريق الماسي : مثل بريق معدن الألماس.

البريق الترابي : مثل بريق معدن البوكسايت.

الخواص التماسكية :

وهي الخواص التي تعتمد على قوة ترابط جزيئات المعدن. وتشمل الصلابة والمكسر والانفصام والانفصال ةالتماسكية.

1- الصلابة:

وهي مقدار المقاومة التي يبديها المعدن للخدش وقد اتفق على عشر درجات ثابتة للصلابة تميز كل درجة منها معدناً معيناً، ويشمل هذه الدرجات العشر مقياس عالمي يسمى مقياس قوة الصلابة. ويمكن ترتيب المعادن حيب صلابتها كالتالي:

-1- التلك ; -6- الأرثوكليز

-2- الجبس & -7-الكوارنز

-3- الكالسيت &nbssp; 8-التوباز

-4- الفلورايت &nbbsp; 9- الكوراندم

-5- الأباتايت &nbbsp; 10- الألماس

2-الانفصام:

وهو قابلية بعض المعادن للانفصام أو التشقق عند مستويات معينة منتظمة ومتوازية عند طرقها طرقاً خفيفاً بحيث تكون الأسطح الناتجة عن هذا الانفصام مستوية تقريباً، ويطلق على هذه الأسطح مستويات الانفصام. وترتبط اتجاهات مستويات الانفصام ارتباطاً وثيقاً بالتركيب البلوري للمعدن فتكون هذه المستويات موازية لوجه بلوري معين أو عدة أوجه مميزة في المعدن القابل للانفصام.

– الانفصال:

هي الخاصية التي لا ترتبط بالتركيب البلوري للمعدن عندما يتفتت أو يتكسر إلى أجزاء صغيرة. ذلك لأن تفتت المعدن يكون بسبب مستويات الضعف في المعدن وتنتج هذه المستويات عن عوامل خارجية حدثت للمعدن بعد تبلوره مثل الضغظ والتكسير.

4- المكسر:

وهو عبارة عن الشكل الذي يكون عليه سطح المعدن عند كسره صناعياً في اتجاهات تختلف عن الاتجاهات التي ينفصم المعدن فيها، وهناك عدة أشكال للأسطح المعدنية التي تتعرض للكسر صناعياً مثل المكسر الحراري (معدن الكوارتز) والمكسر الترابي ( معدن الكاولين).

5- التماسكية :

وهي الصفة التي تعتمد على قوة الترابط بين ذرات المعدن وتعرف بأنها مقاومة المعدن للثني أو السحب أو الكسر أو الطحن.

الثقل النوعي:

وتعد هذه الصفة من أهم الصفات الطبيعية للمعدن. ويمثل الثقل النوعي النسبة بين كتلة المعدن زكتلة حجم مساو له من الماء. ويمكن تحديد الثقل النوعي لأي معدن بتطبيق المعادلة التالية:

الثقل النوعي للمعدن = ه

ه – ه1

حيث إن ه = وزن المعدن في الهواء

ه1 = وزن المعدن في الماء

ويمكن تسيم المعادلة من ناحية الثقل النوعي إلى : خفيف مثل معدن الجرافيت (2,2). متوسط مثل معدن الكوارتز (3,6). وثقيل مثل معدن البارايت (4,5). وثقيل جداً مثل معدن الجالينا (7,6).

الاشعاع الذري:

تمتاز بعض المعادن بإطلاق إشعاعات نتيجة للتحلل الذاتي لذراتها ويمكن الكشف عن هذا الاشعاع بواسطة أجهزة خاصة مثل عداد جايجر ومن أهم المعادن المشعة اليورانينايت والثورايت والمونازايت والبتشلبلند.

المغناطيسية:

وهي الخاصية التي تجعل بعض المعادن تتأثر بالمغناطيس مثل معدن الماجنتايت والبيروهوتايت. بينما لا تتأثر بعض المعادن بذلك إطلاقاً مثل معدن الكوارتز وغيره من المعادن.

الخواص الكهربائية:

تتميز بعض المعادن مثل التوباز والكبريت بأن لها قابلية لأخذ شحنات كهربائية عندما تتعرض للاحتكاك أو دلكها بقطعة من الحرير حيث تلتقط قصاصات الورق أو قطع صغيرة من القش. ويتم فصل المعادن القابلة للتكهرب من المعادن العديمة القابلية بطريقة الفصل الكهروستاتيكي.

الانصهارية :

ويمكن أن تساعد هذه الخاصية في التعرف على المعادن حيث أن معظم المعادن لها درجات انصهار ثابتة إذا كانت نقية فالذهب ينصهر عند 1062°م بينما تنصهر الفضة عند 960°م .. إلخ.

الخواص الحسية:

1- الرائحة:

تتميز بعض المعادن برائحة خاصة عندما تتعرض للاحتكاك أو التسخين أو التنفس عليها مثل:

أ‌- رائحة طينية: وهي الرائحة التي تنتج عند وضع الماء على معدن الكاولين.

ب- رائحة زنخة: عند تسخين بعض عينات حجر الجير القطراني.

ج- رائحة ثومية : وتصدر عن بعض المعادن الزرنيخية عند حكها أو تسخينها مثل معدن ارزنيوبايرايت.

د- رائحة كبريتية : عندما ينطلق غاز كبريتيد الهيدروجين بتسخين معدن البايرايت.

2- الملمس:

وهو التأثير الناتج عن لمس المعدن باليد، ويوصف المعدن بأنه ذو ملمس :

أ- بارد : وهو مميز للمعادن العنصرية مثل الذهب والنحاس.

ب- شحمي : وهو مميز لمعدن التلك.

ج- ناعم : وهو مميز لمعدن الأوبال.

3- الطعم :

تتميز بعض المعادن بطعم معين، وقد أمكن معرفة الأنواع الآتية :

أ- طعم قلوي.

ب- طعم ملحي.

ج- طعم مر.

د- طعم رطب.

ويميز كل طعم معدن معين، وهي صفة لا ينصح بالاعتماد عليها.

الخواص الضوئية للمعادن:

ويمكن تلخيص هذه الخواص بإيجاز في ما يلي:-

أ- معامل الانكسار: إذا سقط شعاع ضوئي على سطح معدن ما، فإن هذا الشعاع ينكسر عند نفاذه من العينة. فإذا كانت زاوية السقوط هي ق ، وزاوية الانكسار هي ك ، فإن معامل الانكسار يمكن كتابته بالشكل التالي:-

معامل الانكسار (م) = جا ق

جا ك

وتسمى هذه المعادلة قانون سنل.

ومعمل الانكسار يكون ثابتاً للمعدن الواحد مهما اختلفت زاوية السقوط، ويختلف هذا المعامل باختلاف المعادن، فمعامل الانكسار لمعدن الزركون يساوي 1,93 وتتراوح قيمة معامل الانكسار لمعدن الكوارتز من 1,553 إلى 1,544 أما معامل الانكسار لمعدن الفلورايت فيساوي 1,43 .

ب- الانكسار المزدوج:

وهو أن ينكسر الشعاع الساقط عند نفاذه من المعدن إلى شعاعين لكل منهما زاوية انكسار تختلف عن الأخرى، والمعادن التي لها خاصية كسر الشعاع الساقط إلى شعاعين منكسرين تسمى المعادن ذات الانكسار المزدوج. ومن أمثلة هذه المعادن، معدن الكالسايت ومعاملا الانكسار لهذا المعدن هما 1,658 و 1,486 بفارق قدره 0,172 .

وتسمى المعادن التي يكون لها معامل انكسار ثابت مهما اختلف اتجاه سقوط الضوء، تسمى هذه المعادن متجانسة ضوئياً, والمعادن المتجانسة ضوئياً لا تفصل الشعاع الساقط إلى شعاعين، وإنما ينكسر الشعاع الساقط إلى شعاع واحد فقط.

التصنيف الكيميائي للمعادن:

يوجد المعدن على شكل مركب كيميائي يمكن بواسطة التحليل الكيميائي تحديد العناصر المكونة له وأيضاً معرفة معادلته الكيميائية وتوجد عدة طرق لتقسيم المعادن، بيد أن التصنيف الكيميائي يعد من أبسط وأشمل الطرق لتقسيم المعادن، وهو التصنيف المتبع في معظم جامعات ومتاحف الجيولوجيا في الوقت الحاضر. وتقسم المعادن من حيث تركيبها الكيميائي إلى عدة مجموعات كنا يلي:

1- مجموعة المعادن العنصرية : مثل الذهب والماس والكبريت.

2- مجموعة معادن الكبريتيدات : وهي المعادن التي يتحد فيها الكبريت مع العناصر الأخرى، مثل الجالينا والبايرايت.

3- مجموعة معادن الأكاسيد : وهي المعادن الناتجة عن اتحاد الكسجين بالعناصر الأخرى، مثل الكوارتز والهيماتايت والليمونايت.

4- مجموعة الهاليدات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع عناصر الهالوجين (فلور, كلور, بروم, يود) مثل معدن الهالايت والفلورايت.

5- مجموعة معادن الفوسفات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الفوسفات, مثل معدن الأباتايت.

6- مجموعة معادن الكربونات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكربونات، مثل الكالسايت والدولومايت.

7- مجموعة معادن الكبريتات : وهي المعادن التي تتحد عناصرها مع مجموعة الكبريتات مثل الانهيدرايت والجبس.

8- مجموعة معادن السيليكات : وهي المعادن التي تتكون نتيجة اتحاد مجموعة السيليكا مع عنصر أو أكثر. وتعد السيليكات من أكبر مجموعات المعادن, وتنقسم بدورها إلى عدة مجموعات أخرى, أهمها ما يلي:-

أ‌- الفلسبارات : ومنها الفلسبارات البوتاسية مثل الأرثوكليز ومنها الفلسبارات الصودية مثل الألبايت وكذلك الفلسبارات الكلسية مثل الأنورثايت.

ب‌- الأوليفينات : مثل معدن الأوليفين.

ج‌- البيروكسينات : مثل الأوجايت.

د‌- الأمفيبولات : مثل الهورنبلند.

هـ- الميكا : مثل الميكا البيضاء (مسكوفايت) والميكا السوداء (بيوتايت).

في المرفقات