كيف تتشكل المعادن الموجودة في الطبيعة وفي باطن الأرض، حيث المعادن هي مواد طبيعية، وغير عضوية توجد على كوكب الأرض، وتعتبر المعادن مورداً أساسياً للاستخدامات الصناعية للإنسان، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن المعادن ونشرح كيفية تشكيلها تتشكل هذه المعادن في باطن الأرض.
ما هي المعادن
المعادن هي مواد صلبة موجودة في الطبيعة ويمكن أن تتكون من عنصر واحد أو أكثر معًا على شكل مركبات كيميائية، ويوجد حوالي 2000 نوع معروف من المعادن في الطبيعة، بعض هذه المعادن نادرة في الطبيعة، بينما توجد معادن أخرى في الطبيعة. تتوفر بكثرة في جميع المناطق، ويوجد حوالي 30 معدناً تشكل صخور القشرة الأرضية، وتتكون هذه المعادن من عدة عناصر كيميائية تحدد خواصها وخصائصها، حيث تصنف المعادن إلى مجموعات حسب تركيبها الكيميائي، وفي في الواقع جميع المعادن عبارة عن مركبات صلبة، حيث تتشكل بشكل طبيعي من خلال العمليات الجيولوجية، وفي الواقع تختلف المعادن في تركيبها، فهناك معادن نقية مثل الذهب والفضة وهناك معادن شديدة التعقيد تضم آلاف العناصر الكيميائية المعروفة. التكوينات، والعلم الذي يدرس المعادن يسمى علم المعادن، وللمعادن تركيب بلوري وتركيب كيميائي خاص، وهي مواد صلبة متجانسة وغير عضوية.
كيف يتم تشكيل المعادن؟
لكي تتشكل المعادن في الطبيعة يجب توافر العناصر اللازمة لتكوينها بالنسب المناسبة، كما يجب أن تكون الظروف الفيزيائية والكيميائية مناسبة لتكوين المعادن، ويجب أن يكون هناك الوقت الكافي لترتيب الذرات داخل المعدن. المعادن، إذ تشمل الظروف الفيزيائية والكيميائية عوامل مثل درجة الحرارة، والضغط، ووجود الماء، ودرجة الحموضة، وكمية الأكسجين المتوفرة، ويعتبر الوقت من أهم العوامل، لأن تكوين المعادن يستغرق وقتاً طويلاً يتم ترتيب الذرات، وفي الواقع فإن معظم المعادن التي تشكل الصخور من حولنا تكونت من خلال تبريد الصخور المنصهرة والمعروفة باسم الصهارة، والتي توجد عند درجات حرارة عالية في باطن الأرض، حيث يمكن أن تتشكل المعادن من الحرارة والضغط الشديدين الموجودين تحت القشرة الأرضية في طبقة الوشاح في باطن الأرض، من خلال تدفق الصخور المنصهرة على شكل صهارة سائلة، ويمكن للسيليكات الموجودة في الصهارة أن تشكل معادن وبعض أنواع الصخور النارية الأخرى ، هذا عندما تبرد الصهارة ، وقد تستغرق هذه العملية ملايين السنين. وفي الواقع فإن 95% من القشرة الأرضية تتكون من تسعة معادن طبيعية فقط، وجميعها معادن سيليكات، حيث يشكل الأكسجين والسيليكا أهم العناصر المكونة للمعادن الموجودة في طبقة الوشاح في باطن الأرض.
التصنيف الكيميائي للمعادن
تصنف المعادن على أساس شكلها البلوري وخصائصها الكيميائية. تصنف المعادن إلى:
- السيليكات: معظم المعادن الموجودة في قشرة الأرض هي معادن السيليكات ، وجميع معادن السيليكات مصنوعة من السيليكون والأكسجين.
- الكبريتيدات: حيث يتم استخلاص بعض الكبريتيدات كمصادر للمعادن مثل الزنك والرصاص والنحاس والقصدير.
- الكربونات: تميل معادن الكربونات إلى الذوبان بسهولة نسبيًا في الماء.
- أكاسيد: إنها معادن تعتمد على أيون الأكسجين. من أمثلة أكاسيد الحديد الهيماتيت والمغنتيت والبيرولوزيت.
- الهاليدات: حيث تحتوي هذه المعادن على عنصر هالوجين مثل الأنيون سواء كان فلوريد أو كلوريد.
- الكبريتات: حيث تحتوي هذه المعادن على أيون كبريتات متعدد الذرات.
- الفوسفات: حيث تمتلك هذه المعادن أيون الفوسفات متعدد الذرات مثل الأنيون والفلوراباتيت.
- العناصر الأصلية: حيث تتكون هذه المعادن من عنصر واحد فقط مثل الذهب والنحاس الطبيعي والماس والجرافيت.
وفي نهاية هذا المقال قد أوضحنا كيفية تشكل المعادن في الطبيعة، وكذلك المقصود بالمعادن، وقد ذكرنا تصنيفات المعادن الكيميائية، مع نبذة عن كل نوع من هذه المعادن المصنفة.