انواع کانه‌های معدنی بر اساس ترکیب شیمیایی

طبقه بندی انواع کانی ها

از اواسط قرن نوزدهم میلادی، طبقه‌بندی کانی‌ها بر اساس ترکیب شیمیایی آغاز شد. بر این مبنا، کانی‌ها با توجه به آنیون غالب یا گروه آنیونی دسته‌بندی می‌شوند.

تاکنون حدود ۳۸۰۰ کانی مختلف شناسایی و طبقه‌بندی شده است. از این تعداد، معدودی از آن‌ها به عنوان کانی‌های معمول سنگ ساز در همه‌ی سنگ‌های پوسته‌ی زمین شرکت دارند. به همین ترتیب، تعداد معدودی از کانی‌ها هستند که اکثر کانسارهای مناسب اقتصادی جهان را تشکیل می‌دهند.

در این مطلب، تقسیم‌بندی کانه‌های متداول‌تر، از لحاظ رده‌های شیمیایی و بر اساس بخش آنیون فرمول کانی انجام گرفته است. این رده‌بندی شامل باطله‌های متداول نیز می‌شود، که بخشی از توده‌ی معدنی را تشکیل داده ولی استخراج آن‌ها اقتصادی نیست. اکثر این باطله‌ها مجموعه کانی‌های دگرسانی می‌باشند که در طی فرآیندهای گرمابی شکل گرفته‌اند.

تعریف کانه

هر ماده معدنی که به‌طور اقتصادی قابل بهره‌برداری باشد، کانه نامیده می‌شود. هر کانه نیز متشکل از یک یا چند کانی است که دست کم یکی از آن‌ها ارزش معدنکاری و استخراج دارد. در واقع ماده‌ی معدنی برای دست‌یابی به آن کانی استخراج می‌شود. سایر کانی‌های تشکیل‌دهنده‌ی ماده‌ی معدنی باطله یا گانگ نامیده می‌شوند.

در ادامه‌ی مطلب، ترکیبات با فرمول شیمیایی ایده‌آل به شش گروه عناصر آزاد، هالیدها، سولفیدها و سولفوسالت‌ها، اکسیدها و هیدروکسیدها، اکسی سالت‌ها (مانند کربنات‌ها، فسفات‌ها، تنگستات‌ها و سولفات‌ها) و سیلیکات‌ها تقسیم شده‌اند.

طبقه‌بندی کانه‌ها و باطله‌های معدنی

۱- عناصر آزاد

زمانی که فقط یک عنصر در شبکه‌ی ساختاری وجود داشته باشد، هم عناصر فلزی و هم غیرفلزی به صورت آزاد در طبیعت دیده می‌شوند. مس، نقره، طلا و پلاتین همگی به وسیله‌ی خصوصیاتی همچون سیستم تبلور کوبیک، چگالی بالا و چکش خواری و نرمی مشخص می‌شوند.

اتم‌های کربن در الماس در گروه‌های چهار وجهی در کنار هم قرار گرفته‌اند و بلورهای شفاف با سطح رَخ مشخص و سختی بالا را تشکیل می‌دهند. گوگرد به صورت حلقه‌های هشت اتمی، دو هرمی‌ها را شکل می‌دهد و یا به صورت بی شکل می‌باشد.

در جدول زیر، انواع عناصر آزاد معمول به دو دسته‌ی فلزی و غیرفلزی تقسیم شده‌اند:

فلزها

  • طلا (Au)
  • نقره (Ag)
  • پلاتین (Pt)
  • پالادیم (Pd)
  • مس (Cu)

غیرفلزها

۲- هالیدها

کانی‌های گروه هالید شامل ترکیباتی می‌باشند که به وسیله‌ی پیوندهای یونی شکل گرفته‌اند. کانی‌هایی مانند هالیت و سیلویت کوبیک هستند، فرمول شیمیایی ساده‌ای دارند و به شدت در آب محلول می‌باشند. هالیدها گاهی به شکل کانه‌هایی همچون کلرآرژیریت و آتاکامیت تشکیل می‌شوند.

  • هالیت NaCl
  • سیلویت KCl
  • کلرآرژیریت AgCl
  • فلوریت CaF2
  • آتاکامیت Cu2Cl(OH)3

۳- سولفیدها و سولفوسالت‌ها

سولفیدها و سولفوسالت‌ها گروه پیچیده و بزرگی از کانی‌ها را تشکیل می‌دهند که پیوندهای آن‌ها یونی و کووالانسی است. گروه سولفید دارای فرمول عمومی AMXP می‌باشد که در آن X اتم بزرگتر و بطور مشخص عنصر S است، ولی می‌تواند Bi، Te، Sb، As و یا Se نیز باشد و A یک یا چند فلز است.

سولفوسالت‌ها که کمیاب‌تر از سولفیدها هستند، دارای فرمول عمومی AMBNXP می‌باشند که در آن A عموماً Cu، Ag یا Pb، و B به طور معمول Sb، As و یا Bi بوده و X هم عنصر S است. کانی‌های سولفیدی و سولفوسالت‌ها عموماً از نوع کدر، سنگین و دارای جلای فلزی تا نیمه فلزی می‌باشند.

سولفیدها

  • کالکوسیت Cu2S
  • بورنیت Cu2Fes4
  • گالن PbS
  • اسفالریت ZnS
  • کالکوپیریت CuFeS2
  • پیروتیت Fel-xS
  • مولیبدنیت MoS2
  • بیسموتینیت Bi2S3
  • پیریت FeS2
  • لاریت RuS2

سولفوسالت‌ها

  • تتراهدریت
  • تنانتیت
  • انارژیت Cu3AsS4

۴- اکسیدها و هیدروکسیدها

این گروه از کانیها از لحاظ خصوصیات متغیر هستند، اما به وسیله‌ی ترکیب یک یا چند فلز با اکسیژن یا یک گروه هیدروکسیل مشخص می‌شوند. اکسیدها و هیدروکسیدها مشخصاً دارای پیوند یونی می‌باشند. کانی‌های اکسیدی می‌توانند به طور ذاتی سخت، چگال و دیرگداز باشند (منیزیت، کاسیتریت). از طرف دیگر، می‌توانند به عنوان محصول دگرسانی گرمابی و هوازدگی نرم‌تر و کم چگال‌تر باشند (هماتیت، آناتاز، پیرولوزیت). کانی‌های هیدروکسیدی مانند گوتیت و گیبسیت به طور معیّن محصول هوازدگی و دگرسانی شدید هستند.

اکسیدها

  • کوپریت Cu2O
  • هماتیت Fe2O3
  • ایلمنیت FeTiO3
  • هرسینیت FeAl2O3
  • گاهنیت ZnAl2O4
  • منیتیت Fe3O4
  • کرومیت FeCr2O4
  • روتیل TiO2
  • آناتاز TiO2
  • پیرولوزیت MnO2
  • کاسیتریت SnO2
  • اورانینیت UO2
  • توریانیت ThO2
  • کلمبیت-تانتالیت

هیدروکسیدها (اکسی هیدروکسیدها)

  • گوتیت FeO(OH)
  • گیبسیت Al(OH)3
  • بوهمیت AlO(OH)
  • منگانیت MnO(OH)

۵- اکسی‌سالت‌ها

کانی‌های گروه کربناته، از پیوند گروه‌های آنیونی کربنات به وسیله‌ی کاتیون‌های حد واسط مانند Mg، Ca و Fe تشکیل می‌شوند. کربنات‌های هیدروکسیل‌دار و آبدار نیز معمولاً می‌توانند در نتیجه‌ی هوازدگی و دگرسانی تشکیل شوند. اکسی‌سالت‌های دیگر مانند تنگستات‌ها، سولفات‌ها، فسفات‌ها و واندات‌ها با کربنات‌ها قابل مقایسه هستند؛ با این تفاوت که در اطراف یک گروه آنیونی به شکل -XO4n شکل می‌گیرند.

کربنات‌ها

  • کلسیت CaCO3
  • دولومیت CaMg(CO3)2
  • آنکریت CaFe(CO3)2
  • سیدریت FeCO3
  • رودوکروزیت MnCO3
  • امسیت زونیت ZnCO3
  • سروزیت PbCO3
  • آزوریت Cu3(OH)2(CO3)2
  • مالاکیت Cu2(OH)2CO3

تنگستات‌ها

  • شئلیت CaWO4
  • ولفرامیت (Fe,Mn)WO4
  • سولفات‌ها
  • باریت BaSO4
  • انیدریت CaSO4
  • آلونیت KAl3(OH)6(SO4)2
  • ژیپس CaSO4.2H2O
  • اپسومیت MgSO4.7H2O

فسفات‌ها

  • گزنوتیم YPO4
  • مونازیت (Ce,La,Th)PO4
  • آپاتیت Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)

وانادات‌ها

  • کارنوتیت K2(UO2)(VO4)2.3H2O

۶- سیلیکات‌ها

حجم بسیار زیادی از پوسته و گوشته‌ی زمین را کانی‌های سلیکاته تشکیل می‌دهند. سیلیکات‌ها بر اساس ساختار و موقعیت قرارگیری گروه آنیونی چهار وجهی SiO44 به چندین سری کانیایی تقسیم می‌شوند. به طور کلی، کانی‌های سیلیکاته سخت، نیمه شفاف و دیرگداز هستند. اکثر این کانی‌ها را نمی‌توان به عنوان کانه در نظر گرفت. به همین دلیل، در یک توده‌ی معدنی بخش قابل استخراج معدن را تشکیل نمی‌دهند.

لیست زیر تنها برخی از سیلیکات‌هایی را نشان می‌دهد که به صورت باطله و محصولات دگرسانی با رخدادهای معدنی همراهند. بعضی ازکانی‌های سیلیکاته مانند زیرکن و اسپودومن کانه‌های معدنی هستند و منابع مهم فلزی مانند زیرکنیم و لیتیم را تشکیل می‌دهند. کانی‌هایی همچون کائولینیت، به دلیل خصوصیات ذاتی‌شان معدنکاری می‌شوند (خاک صنعتی جهت مصارف سرامیک).

تکتوسیلیکات‌ها

  • کوارتز SiO2
  • ارتوکلاز (K,Na)AlSi3O8
  • آلبیت (Na,Ca)AlSi3O8
  • اسکاپولیت
  • زئولیت (آنالیسم) NaAlSi2O6.H2O

نزوسیلیکات‌ها

  • زیرکن Zr(SiO4)
  • گارنت (آلماندین) Fe3Al2(SiO4)3
  • گارنت (گراسولار) Ca3Al2(SiO4)3
  • سیلیماتیت Al2SiO5
  • توپاز Al2SiO4(F,OH)2
  • کلریتوئید

سیکلوسیلیکات‌ها

  • بریل Be3Al2Si6O18
  • تورمالین

سوروسیلیکات‌ها

  • لاوسونیت CaAl2Si2O7(OH)2.H2O
  • اپیدوت Ca2(Al,Fe)3Si3O12(OH)

فیلوسیلیکات‌ها

  • کائولینیت Al4Si4O10(OH)8
  • مونت موریلونیت
  • ایلیت KAl2(Si,Al)4O10(H2O)(OH)2
  • پیروفیلیت Al2Si4O10(OH)2
  • تالک Mg3Si4O10(OH)2
  • مسکوویت KAl2(AlSi3O10)(OH)2
  • بیوتیت K(Fe,Mg)3 (Al,Fe)Si3O10(OH,F)2
  • لپیدولیت K(Li,Al)3(Si,Al)4O10)(OH,F)2
  • کلریت

اینوسیلیکات‌ها

  • ترمولیت-اکتینولیت Ca2(Fe,Mg)5Si8O22(OH)2
  • اسپودومن LiAlSi2O6
  • ولاسونیت CaSiO3

ساختار ناشناخته

  • کریزوکلا ۲(Cu,Al) H2Si2O5(OH)4.nH2O

منبع: کتاب مقدمه‌ای بر فرآیندهای کانه‌ساز

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *