علوم الأرض والجيولوجيا

نبذة تعريفية عن المعدن

2003 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الخامس عشر

عبد الرحمن أحمد الأحمد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

المعدن علوم الأرض والجيولوجيا

المعدن هو كل مادة صلبة متجانسة تكونت في الطبيعة بطريقة غير عضوية (أي لم يكونها كائن حي)، ولها تركيب كيميائي محدد وترتيب ذري داخلي ينعكس على السطح الخارجي على هيئة بلورات.

ويوجد في القشرة الأرضية أكثر من 2800 معدن، معظمها نادر الوجود، أما الباقي فهو شائع ويدخل في تركيب معظم الصخور.

ولكل معدن صفات خاصة به تميزه عن غيره من المعادن، لكن قد تشترك عدة معادن في أكثر من صفة. لذلك لابد من دراسة جميع صفات المعدن حتى يمكننا تعرفه.

 

وتوجد المعادن في الطبيعة – في معظم الحالات – على هيئة مجموعات بلورية.

ويمكن تمييز بعضها عن بعض بتعيين خواصها المختلفة، سواء بالعين المجردة وبسهولة أو بالاستعانة بأجهزة خاصة.

وأهم الخواص التي يمكن دراستها لتعرف المعدن وتحديده بدقة هي: الخواص البصرية التي تعتمد على تأثر المعدن بالضوء، مثل لون المعدن وبريقه وشفافيته. 

والخواص التماسكية التي تعتمد على درجة تماسك المعدن ومدى مرونته وقابليته للطرق والسحب وصلابته.

 

والصلابة (أو «الصلادة») هي واحدة من أسهل الطرق لتمييز المعادن. وتتحدد صلادة المعدن من معرفة المواد التي يخدشها والمواد التي تخدشه.

ويجرى اختبار صلادة المعدن في الحقل باستخدام أدوات ومواد بسيطة. وللدقة يمكن ساتخدام مقياس «موز» للصلابة، الذي ابتكره عالم المعادن الألماني فردريك موز في القرن التاسع عشر.

وقد اختار موز عشرة معادن معروفة لتكون معايير لتحديد صلابة المعادن الأخرى. ووضع هذه المعادن العشرة المعيارية بحيث تبدأ بمعدن التلك (الطلق)؛ وهو أقلها صلادة فتكون له درجة الصلادة «واحد»، وتنتهي بأصلدها وهو الألماس ودرجة صلابته «عشرة». والمعدن الأعلى في درجة الصلابة يخدش أي معدن يقل عنه صلابة.

 

أما الخواص الكهربائية المغنطيسية فتشمل سلوك المعدن واستجابته لتأثير الكهرباء الحرارية والكهرباء الضغطية والمغنطيسية. وهناك أيضا الخواص الحرارية للمعدن، مثل قابليته للانصهار، ودرجة توصيله الحراري.

كذلك وزن المعدن النوعي من خواص المعادن المميزة، كما أن دراسة الخواص الكيميائية للمعدن تفيد تحديد اسمه وطريقة تكوينه، لكنها تتطلب دراسات كثيرة معقدة تلزمها أجهزة وأدوات غالية الثمن.

ومعظم المعادن لا يوجد في الطبيعة في صورة عنصر منفرد لكن معظمها يوجد في صورة مركبات وحتى الآن أمكن حصر عشرين معدنا في الحالة العنصرية مثل الذهب والفضة والبلاتين والنحاس والألماس والكبريت والجرافيت (عنصر الكربون).

 

أما باقي المعادن فيوجد بعضها على هيئة أكاسيد مثل معدن الهيماتيت والمجنيتيت والكوارتز وغيرها.

كذلك توجد المعادن في صورة «هاليدات» مثل الهاليت (ملح الطعام) والفلوريت؛ وعلى هيئة كربونات مثل معدن الكالسيت (كربونات كالسيوم) والملاكيت (كربونات نحاس)؛ وعلى هيئة  «كبريتات» مثل معدن الجبس (كبريتات كالسيوم). 

وكذلك مجموعة معادن «الفوسفات» مثل معدن أباتيت ومجموعة معادن «السليكات» التي تضم عددا كبيرا من المعادن مثل الأرثوكليز والتلك.

 

وتتكون المعادن في الطبيعة بطرق مختلفة، فقد تتبلور من الصهارة (الماجما) أو من اللابة، أو بالترسب من محاليل مشبعة؛ سواء أكانت هذه المحاليل لمياه أرضية أو مياه حرارية وتتكون المعادن كذلك من الغازات والأبخرة ومن المواد الصلبة التي تتحول إلى معادن نتيجة لتغيرات كبيرة في الحرارة والضغط.

والمعادن الفلزية هي أثمن المعادن من حيث قيمتها الاقتصادية، ولكن المعادن اللافلزية أيضا لها استخدامات كثيرة، وبخاصة في صناعة الزجاج والحراريات والسيراميك، وفي مواد البناء، وغيرها. ومن أكثر المعادن اللافلزية شيوعا الكوارتز والتلك والفلوريت ومعادن الصلصال ومعادن الفلسبار

وهناك مجموعة من المعادن نادرة الوجود جدا، وتتميز بالصلابة العالية وقوة الاحتمال والخمول الكيميائي والجمال اللافت للنظر، وتسمى «الأحجار الكريمة» مثل الألماس والياقون والزمرد.

 

وقد استرعت المعادن انتباه الإنسان منذ قديم الزمن، حيث ساهمت في بناء الحضارات المتطورة واحدة بعد الأخرى. وشواهد ذلك أن المصريين قد استخرجوا الذهب من المناجم منذ أكثر من 5000 سنة وصنعوا منه الحلي والتماثيل.

كذلك استعملوا معدن الهيماتيت في طلاء منازلهم ومقابرهم، كما استخلصوا النحاس من الصخور وصنعوا منه الأدوات المختلفة. وتوجد في سيناء بمصر بقايا أول فرن في التاريخ لصهر خامات النحاس.

 

ويسمى كل عصر باسم المعدن المهم الذي يشيع فيه استعماله بصورة اقتصادية واستراتيجية، فكان «عصر الحديد» و«عصر النحاس».

أما عصرنا الحاضر فقد يسمى «عصر الذرة»، ففيه استخلص الإنسان عنصر اليورانيوم من معادن اليورانيوم المختلفة ليستعمله في إنتاج الطاقة الذرية سواء في الأغراض السلمية أو الحربية.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق