استخدامات الصخور والمعادن

استخدامات الصخور والمعادن

الصخور والمعادن

تعد المعادن والصخور تشكيلات توجد في الطبيعة ولها ميزة اقتصادية، ولا ينطبق هذا التعريف على الأنواع الفلزية التي تستعمل في توليد الطاقة، مثل: الغاز والفحم والزيوت، والأنواع المتعددة من الأحجار الكريمة، مثل: الفيروز، وتسمّى هذه الأحجار والمعادن اللافلزية، ومن صفات المعادن والصخور الصناعية أنها متنوعة من حيث طبيعتها وألوانها وطريقة تكوينها وأماكن وجودها وسماتها وخصائصها أيضًا، وتنوع طرق استعمالها، وكمية المنتج الّذي يمكن أن يستخرج منها، ومردودها الاقتصادي والمادي، وتوجد بعض المعادن الفلزية المصنفة كمعادن صناعية؛ مثل البوكسايت، والكرومات، والالمنيت، وذلك لأنّها تستعمل في الصناعة، مثل: مواد مقاومة الصهر، والأليميت الّذي يستخدم في صناعة الدهانات.[١]


استخدامات الصخور والمعادن

يمكن استخدام المعادن والصخور الصناعية على النحو التالي:[٢]

  • تستخدم بعض المعادن والصخور في مواد البناء مثل؛ أحجار الزينة والحصى، والرمل، والطّين، والجرانيت، والرخام، والحجر الجيري الكتلي، والحجر الرّملي الكتلي، والسربنتين، والجابرو، والبازلت.
  • تستخدم المعادن والصخور في صناعة المواد الحرارية، وهي الجرانيت والطين والسيليكا والدولومايت والبوكسايت،والسيلكا والطين والدولومايت والجرافيت.
  • تستخدم بعض المعادن والصخور كمواد الصنفرة أي مواد القشط، وهي عبارة عن رمال السيلكا والحجر الرملي والأولفين والكوارتزايت والشيرت والكورندوم والعقيق والألماس.
  • تستخدم في صناعة بعض المواد من الزجاج والبصريات، وهذه بالذات تعتمد على نقاء الحجر، وهي من السيليكا النقية والفلسبار والجبس والفلسبار والدولومايت والصودا.
  • تستخدم بعض المعادن في صناعة مواد السيراميك، وتعتمد هذه الصناعة على الصلصال الكاولينيتي، والحجر الجيري والدولومايت والبوكسايت والفلسبار.
  • تستخدم بعض المعادن كمواد لامتصاص السوائل؛ كالبنتونيت والدياتومايت.
  • استخدامها كمواد أساسية في حفر آبار البترول وهي الحجر الجيري والدولومايت والأسبيتيوس والبارايت والبنتونيت.
  • استخدامها في صناعة امواد الحشو الصناعية، وتتكون من الجبس والطين والفيرمكيولي.


الفرق بين الصخور والمعادن

المعدن هو عبارة عن مادة صلبة غير عضوية تحدث بصورة طبيعية وتكون ذات تركيبة كيميائية محددة على هيكل بلوري شكلته العمليات الجيولوجية المختلفة، أما الصخور فهي عبارة عن مجموعة واحدة أو أكثر من المعادن، ويشمل الصخر أيضًا البقايا العضوية للكائنات الحية وبقايا المبيدات المعدنية، وتتكون بعض الصخور في أغلب الأوقات من معدن واحد فقط، فعلى سبيل المثال الحجر الجيري عبارة عن صخور رسوبية تكونت بالكامل من معدن الكالسيت، وتحتوي الصخور الأخرى على الكثير من المعادن المختلفة، ويمكن أن تختلف المعادن التي تكوّن الصخور على نطاق واسع، وبعض هذه المعادن معدن الكوارتز أو معدن الميكا أومعدن الفلسبار شائعة، في حين عثر على معادن أخرى في موقع واحد أو اثنين فقط في جميع أنحاء العالم، وقد يكون التفسير الأسهل لهذه الظاهرة هو أن الصخر يمكن أن يحتوي على معادن، بينما يحتوي المعدن على تركيبة محددة وفريدة من نوعها، ويحمل المعدن دائمًا نفس التركيبة إذا كان المعدن نفسه.[٣]


المعادن هي أساس الصخور

تعد المعادن المكون الأساسي للصخور الأرضية؛ وذلك لأن المعادن تحدث بصورة طبيعية مواد غير عضوية تحتوي على تركيبة كيميائية محددة، وتحتوي أيضًا على هيكل ذري مكرر ومنظم يحدد البنية البلورية للصخور، ويعد معدن السيليكات أكثر مكونات الصخور وفرة على سطح الأرض، إذ يشكل السيليكات أكثر من 90% من كتلة القشرة الأرضية، ومن الجدير ذكره أن لبنة البناء الكيميائية الأساسية لمعدن السيليكات هي عبارة عنSiO4، وهو مركب كيميائي رباعي أكسيد السيليكون، وتوجد بعض المعادن الشائعة غير السيليكات التي تشكل أقل من 10% من مكونات القشرة الأرضية مثل الكربونات والأكاسيد والكبريتيدات والفوسفات والأملاح، وبعض العناصر تحدث بصورة نقية، وهذه المعادن النقية هي معدن الذهب ومعدن الفضة ومعدن النحاس ومعدن البزموت ومعدن الزرنيخ والرصاص والتيلوريوم ومعدن الكربون، وعلى الرغم من وجود 92 عنصرًا طبيعيًا في الطبيعة، إلا أن 8 من هذه العناصر شائعة في تشكيل صخور قشرة الأرض.[٤]


معدن التيتانيوم في صناعة الطائرات

من أهم المعادن التي تستخدم  في صناعة الطائرات والمركبات الفضائية وفي الكثير من الصناعات الدقيقة والمتطورة وفي صناعة الأسلحة هو معدن التيتانيوم الذي اكتشف عام 1791م، وأصبح هذا المعدن جاهزًا للاستخدام، ولم يصبح نقيًا إلا في أواخر القرن العشرين، إذ أصبح بالإمكان صناعة التيتانيوم لأغراض تجارية باستخدام المغنيسيوم لإنتاج رباعي كلوريد التيتانيوم، وتعد صخور الشُّهب مصدرًا مهمًا من مصادر التيتانيوم، إذ تشتمل صخور الشهب التي تعرّضت للتجمد على أكسيد التيتانيوم، ويوجد التيتانيوم في قشرة الأرض على شكل أكسيد يرتبط بعناصر ومركبات متعددة، والتيتانيوم موجود في الطبيعة وتحديدًا في الصخور البركانية والصخور الرسوبية وفي خامة الحديد، ولكن تكمن المشكلة فيه بأنّه مكلف جدًّا في استخلاصه وإخراجه من الصّخور المتعدِّدة.

أمّا صفات معدن التيتانيوم النّقي فهو معدن أبيض لامع قليل الكثافة ولكنّه قوي جدًّا وتشكيله سهل يقاوم الأكسدة والصّدأ ومرن جدًّا وقوَّته عالية؛ لأنّه مقاوم للتآكل، فالتيتانيوم يعد من أجود المواد لصناعة الورق والكثير من المضخّات وأنظمة الأنابيب، ويمكن استعمال التيتانيوم في صناعة الورق، فهو من المواد التي تقاوم التآكل ولديه فاعلية عالية في مقاومة درجات الحرارة، وبالتّالي فهو يعد المعدن الأنسب في صناعة الورق، وفي النتيجة فالتيتانيوم من أهم المواد التي تستعمل في صناعة المعدات.[٥]


المعادن والصخور اللبنة الأساسية لغلاف الأرض

تعد المعادن والصخور هي اللبنات الأساسية لمكونات الغلاف الأرضي، وعلى الرغم من وجود أكثر من 3000 نوع من المعادن إلا أن نسبة قليلة منها جدًا يُتعامل فيها؛ مثل معدن الكوارتز ومعدن الفلسبار ومعدن الميكا ومعدن الأمفيبول ومعدن البيروكسين ومعدن الأوليفين ومعدن الكالسيت، وتصنف الصخور إلى ثلاثة أنواع رئيسية هي: صخور بركانية، صخور رسوبية، صخور متحولة، وذلك اعتمادًا على طريقة تكوينها على مرّ الزمن الجيولوجي، إذ تتحول الصخور تدريجياً من نوع إلى آخر فيما يسمى بدورة الصخور، ويمكن تحديد أصل أي صخر معين عن طريق الفحص الدقيق لمكونات وتركيب الهيكل الداخلي له، وبعد ذلك يحدد نوع الصخور وتصنيفها، ويمكن أيضًا تحديد أصول الصخور عن طريق استخدام الخواص الفيزيائية للمعادن مثل صلابة المعدن، وبريقه ولون المعدن، وطريقة انقسامه وكسره وكثافة المعدن النسبية، ويُتحكم يهذه الخصائص العامة بواسطة التركيب الذري أي التركيب البلوري للمعدن.[٤]


المراجع

  1. "Rocks and Minerals: Definitions and Differences ", study.com, Retrieved 2019-10-11. Edited.
  2. "Rock and Mineral Uses", rocksandminerals, Retrieved 2019-10-11. Edited.
  3. "Identifying Rocks and Minerals/Differences Between Rocks and Minerals", wikibooks, Retrieved 2019-10-11. Edited.
  4. ^ أ ب "Minerals and Rocks - Geological Building Blocks", hong kong geology, Retrieved 2019-10-11. Edited.
  5. "Why Titanium Is So Useful", tutapoint.com, Retrieved 2019-10-11. Edited.