علوم الأرض والجيولوجيا

طرق تكوّن المعادن

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الخامس

ترجمة أ.د عبد الله الغنيم واخرون

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طرق تكوّن المعادن المعادن علوم الأرض والجيولوجيا

تتكون المعادن نتيجة عدة عوامل وعمليات، قد تكون منفردة، وقد تتداخل معاً عند حدوثها في الطبيعية وتتلخص في الطرق الأربع التالية:

– طريقة التسامي:

وهي عموماً قليلة الحدوث، إذ يمكن أن تحدث عند الثورانات البركانية، إذ تتكون كميات قليلة من بعض المعادن من الغازات المتسربة من المداخن البركانية مثل معدن سالامونيت ومعدن الكبريت.

 

– المحاليل المائية:

وهي تشكل مصدراً مهماً لتكوين كثير من المعادن، حيث يمكن للمواد الذائبة فيها أن تترسب بعدة طرق منها:

1- تبخر السائل المذيب:

وكمثال على ذلك تبخر المياه بصورة متتالية وكبيرة من بعض الأجزاء المقتطعة من المحيطات أثناء الأزمنة الجيولوجية الماضية، مما نتج عنه ترسب كميات كبيرة من المواد الذائبة.

ومن هذه نذكر: الهاليت NaCl، والجبس CaSO4. 2H2O، وفي بعض الأحيان يستمر التبخر لمدة طويلة حيث ينتج عنه ترسب المعادن المحتوية على المغنسيوم والبوتاسيوم، وتعرف هذه المجموعة من المعادن بالمتبخرات.

وفي بعض المناطق الصحراوية حيث تتساقط الأمطار بصورة متفرقة، فإنه يحدث أن تتكون بعض البحيرات والخبرات الصغيرة المؤقتة، والتي ينتج عن تبخر مائها تكون الهاليت والجبس وكبريتات الصوديوم والكربونات ومعادن البورات وغيرها.

 

2- في الينابيع الحارة والفوارات:

حيث يعمل الماء الساخن مع وجود الضغط في الينابيع الحرة والفوارات على إذابة المواد من بعض الصخور، ويتم دفعها بعد ذلك إلى السطح.

وكمثال على ذلك تكوّن معدن الأوبال في منطقة حدائق يلوستون (yellowstone)، كما يترسب الترافرتين في بعض الينابيع الحارة.

 

3- فقدان ثاني أكسيد الكربون:

من المعلوم أن كربونات الكالسيوم لا تذوب في الماء. ولكنها يمكن أن تذوب بدرجة قليلة عندما يحتوي الماء على ثاني أكسيد الكربون كما توضحة المعادلة التالية:

كربونات كالسيوم + ماء + ثاني أكسيد الكربون ⇆ بيكربونات كلسيوم كالسيوم، وبيكربونات الكالسيوم الناتجة تذوب في الماء.

وبهذه الطريقة تكون العديد من الكهوف في الحجر الجيري في أنحاء مختلفة من العالم. وكما يظهر من المعادن السابقة، فإن هذا التفاعل هو تفاعل عكسي إذ أنه عندما يتم فقدان غاز ثاني أكسيد الكربون، فإن تتكون كربونات الكالسيوم علىش كل هوابط وصواعد وأشكال أخرى.

 

4- فعل بعض الكائنات الحية:  

تقوم بعض الأحياء التي تعيش في البحار باستخلاص كربونات الكالسيوم وثاني أكسيد السليكون من مياهها، وذلك من أجل استخدامها في بناء الأجزاء الصلبة من أجسامها، وكمثال على ذلك: يقوم المرجان وبعض أنواع الرخويات والفورا منفرا باستخلاص كربونات الكالسيوم.

في حين تقوم الدياتومات والاسفنجيات والراديولاريا باستخلاص ثاني أكسيد السليكون. ومن المعروف أن ترسبات كبيرة من كربونات الكالسيوم والجير، وترسبات دياتومية (من ثاني أكسيد السليكون) قد تكونت بفعل هذه الكائنات الحية.

 

– التبلور من الصهير:

يحاول الصهير دائماً أن يأخذ طريقه إلى أعلى مندفعاً في ثنايا طبقات الصخور، فإذا وصل إلى السطح نتج عنه ثوران بركاني أو تدفق الحمم، وعندما يبرد الصهير فجأة ينتج عنه صخور سطحية ذات حبيبات صغيرة جداً، وهي ذات أهمية قليلة من الناحية المعدنية وتعرف بالصخور البركانية.

أما إذا لم يصل الصهير إلى السطح فجأة، فإنه يبرد ببطء أثناء عملية اندفاعه مما يتيح المجال لحدوث سلسلة من التفاعلات.

 

ويتركب الصهير أساساً من أكاسيد: السليكون (SiO2)، والألومنيوم (Al2O3)، والحديد (Fe2O3)، و (FeO)، والكالسيوم (CaO)، والمغنسيوم (MgO)، والصوديوم (Na2O)، والبوتاسيوم (K2O).

وأكثر هذه الأكاسيد وجوداً هو أكسيد السليكون. ويحتوي الصهير أيضاً على مواد غازية مثل بخار الماء، والكلور، والفلور، وثاني أكسيد الكربون، والبورون، ومركبات الكبريت، وهذه تعمل على زيادة سيولة الصهير ومع ذلك فهي لا تدخل في تكوين المعادن الأولى المتكونة من الصهير، بينما تبقى متركزة في محاليل مائية حارة تسمى بماء الصهير.

 

إن عمليات التبلور الحاصلة من الصهير ينتج عنها:

– صخور قاعدية (قليلة المحتوى من السيلكا): معادن الأوليفين، والبلاجيوكليز القاعدي، وأكاسيد وكبريتيدات بعض الفلزات مثل: الحديد، والنحاس، والنيكل، والكروم والبلاتين والتيتانيوم والماس.

– صخور متوسطة (وتحتوي على كمية متوسطة من السليكا) وتتكون من معادن الأمفيبول والأنديزين.

– صخور حمضية (وتحتوي على نسبة عالية من السيلكا) وتتكون أساساً من معادن الكوارتز والفلسبات المختلفة وصخور الجرانيت هي آخر الصخور التي تتبلور معادنها من الصهير.

 

ويكون ماء الصهير المتبقي حاراً وعالي التركيز، ويقع تحت ضغط عال، إلا أن لزوجته تكون أقل من لزوجة الصهير الأصلي.

وينتج عنه قواطع البيجماتيت، ويمكن أن يحتوي على كميات كبيرة من معدن الكوارتز، وبلورات واضحة من الميكروكلين، وصفائح الميكا، ومعادن يمكنها أن تحتوي على عناصر نادرة مثل: معدن البريل الذي يحتوي على عنصر البريليوم، ومعدن سبوديومين الذي يحتوي على عنصر الليثيوم، ومعدن يورانينيت الذي يحتوي على عنصر التنجستن، ومعدن كولومبيت الذي يحتوي على عنصر كولومبيوم ونيوبيوم.

 

والمرحلة الأخيرة للصهير هي مرحلة المحاليل المائية الحارة حيث تتكون معادن في عروق، وبعض منها خامات مهمة نذكر منها: خامات القصدير والتنجستن والموليبدينوم والذهب والنحاس والخارصين والزئبق.

إضافة إلى معادن مثل البيريت والمركزيت والكوارتز والكالسيت والفلوريت والباريت والأوبال.

 

– عمليات التحول التلامسي والديناميكي:

حيث يمكن للصخور الملامسة للصهير اثناء اندفاعه أن تتأثر بفعل الحرارة والمحاليل الكيميائية فتتكون معادن جديدة، وبخاصة عندما يتداخل الصهير مع كربونات كالسيوم غير النقية.

أما في حالة حدوث عمليات تحول ديناميكي، وتحت تأثير الحرارة والضغط ومع توافر ماء في الصخور، فإنه يحدث إعادة تبلر للمعادن، أو تكوّن معادن جديدة أخرى مثل تحول الحجر الجيري إلى رخام، وتحول الحجر الرملي الذي يحتوي على مادة سيليكية ماسكة إلى كوارتزيت.

وكذلك قد يحدث تكون الشيست الذي يحتوي على معادن صفائحية أو منشورية مثل: الميكا والتلك والكلوريت والهورنبلند

مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪التلوث بالرصاص يتعقب صعود ملوك العصور الوسطى وسقوطهم
قلم:   آن غيبونز
ترجمة:   صفاء كنج
تقع قرية كاسلتون Castleton الخلابة في مقاطعة بيك Peak District  بإنجلترا، عند سفح نتوء من الحجر الجيري تتوجُّه قلعة تعود إلى القرون الوسطى. وفي الوقت الحاضر يتوافد المتنزهون للاستمتاع بالجمال الطبيعي الأخّاذ للمنطقة، محل أول حديقة وطنية في المملكة المتحدة. ولكن قبل 800 عام غطت أراضي المستنقعات البرية والوديان التي تنمو فيها الأشجار طبقة من الرصاص السام الملوث Toxic Lead pollution، كما يقول عالم الآثار ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪ما الذي يُستخدَم لتلوين الزجاج الملون؟
يكولاس فوستر
استخدمت الأملاح المعدنية والجزيئات المعدنية الصغيرة لتلوين الزجاج منذ آلاف السنين. وتستخدم الجزيئات المعدنية حركة الإلكترونات التي تجعل المعادن مفيدة كأسلاك. وتحتجز الإلكترونات الموجودة على الأسطح المعدنية بعض ألوان الضوء وتعكس الألوان الأخرى. وتعكس معظمُ الصفائحِ المعدنية الكبيرة جميعَ الألوان المرئية، ومن ثمَّ تعمل الأسطح اللامعة كمرايا. أما الجزيئات المعدنية الأصغر؛ فتحتجز وتعكس الألوان المرئية. وبإضافة الزجاج الملون ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪إرفين شرودنغر
ندما تفكر في الفيزيائي النمساوي إرفين شرودنغر، قد يتحول عقلك أولاً إلى تجربته الفكرية الشهيرة: القطة المسمومة في صندوق. ومع ذلك، وكجزء من مساهماته في ميكانيكا الكم، فمن أشهر مآثره وضعه لمعادلة شرودنغر Schrödinger equation. وخلال عشرينات القرن العشرين ظهر مجال ميكانيكا الكم، إلى جانب سباق تضمن جميع كبار العلماء لإيجاد طرق لوصف وشرح حركة بعض أصغر لبنات الكون. وصُقلت قدرات شرودنغر العلمية بالدراسة والعمل في العديد من الجامعات الكبرى إلى جانب ... (قراءة المقال)