مصادر وأنواع المعادن

أولاً: أين توجد المعادن :
ذكر الباري سبحانه وتعالى في كتابه الكريم أَنزَلَ مِنَ السَّمَاء مَاء فَسَالَتْ أَوْدِيَةٌ بِقَدَرِهَا فَاحْتَمَلَ السَّيْلُ زَبَدًا رَّابِيًا وَمِمَّا يُوقِدُونَ عَلَيْهِ فِي النَّارِ ابْتِغَاء حِلْيَةٍ أَوْ مَتَاعٍ زَبَدٌ مِّثْلُهُ كَذَلِكَ يَضْرِبُ اللَّهُ الْحَقَّ وَالْبَاطِلَ فَأَمَّا الزَّبَدُ فَيَذْهَبُ جُفَاء وَأَمَّا مَا يَنفَعُ النَّاسَ فَيَمْكُثُ فِي الأَرْضِ كَذَلِكَ يَضْرِبُ اللَّهُ الأَمْثَالَ) الرعد 17
ولذلك يمكن القول بأن المعادن التي إكتشفها الإنسان تتواجد في النطق الخارجي من قشرة الأرض الذي لا يتعدى سمكه ستة كيلومترات تقريباً ، وهو نطاق يتألف من غلاف صخري صلب يحتوي على عدد من العناصر بنسب متفاوتة أهمها :
الأوكسجين : 46.46 السيليكون : 27.61 الألومنيوم : 8.07 الحديد : 5.06 الكالسيوم : 3.83 المغنيسيوم : 2.07 التيتانيوم : 0.62 الأيدروجين : 0.14 الفوسفور : 0.12 عناصر أخرى : 0.80 البوتاسيوم : 2.58
المجموع : 100%

ويلاحظ من النسب السابقه أن الأوكسجين يتصدر العناصر التي تتألف منها قشرة الأرض حيث يشكل أقل قليلاً من نصف مجموع هذه العناصر وهذا يؤكد الانتشار الواسع للأوكسجين في صخور القشرة الأرضية ، حيث يندمج مع معظم العناصر مكوناً الأكاسيد ، ويأتي السيليكون في المركز الثاني بعد الأوكسجين وعلى ذلك يكون أكسيد السيليكون – الكوارتز – أكثر الأكاسيد إنتشاراً في صخور القشرة الأرضية ، فهو يدخل في تكوين عدد كبير من الصخور أهمها الجرانيت والحجر الرملي .
ويحتل الألومنيوم المركز الثالث بين العناصر التي تتألف منها القشرة الأرضية ، حيث تبلغ نسبته 8.07% ويرجع إرتفاع نسبة عنصر الألومنيوم في قشرة الأرض إلى إنتشاره الواسع في الطين والصلصال المنتشرين في جهات واسعة من العالم ، حيث يشكل نحو ربع وزن الطين .
وتشكل العناصر الرئيسية الأخرى التي تشمل الحديد ، الكالسيوم ، الصوديوم ، البوتاسيوم ، المغنيسيوم ، التيتانيوم ، الأيدروجين والفسفور نحو 12.06 من وزن القشرة الأرضية ، أما باقي النسبة وقدرها800.% فتتألف من عدد كبير من العناصر يأتي في مقدمتها النحاس والمنجنيز واليورانيوم والكروم والفناديوم والزنك والرصاص.

ثانياً : نشأة وتكون المعادن والرواسب والخامات المعدنية :
في البداية يمكن إعطاء تفسير مبسط ومختصر لتكون الخامات والرواسب المعدنية ، وهو انها تكونت نتيجة لعمليات تفاعل كيميائية وحركات وظواهر طبيعية حدثت في باطن الأرض وفوق سطحها الخارجي .

ويمكن إرجاع نشأة المعادن والخامات والرواسب المعدنية وتكوينها في الطبيعة إلى أربعة عوامل أساسية هي :

1. وجود غازات منبعثة من " الماجما " الصهير تتخلل الشقوق والفجوات الموجودة في الصخور مما يأثر في المعادن المنتشرة في هذه الشقوق ويعمل على تركزها وتبلورها فتتكون عروق رواسب الخامات المعدنية ويحدث هذا كثيراً بالقرب من فوهات البراكين حيث تتصاعد غازات المواد المتسامية التي لا تلبث أن تتكثف بالقرب من فوهة البركان مرسبة بلورات معادن مختلفة . وقد يحدث أيضاً أن تتفاعل الغازات النشطة في جوف الأرض مع المعادن والصخور التي تقابلها لتكون معادن جديدة مثال ذلك خامات التنجستن والقصدير المرتبطة بالصخور الجرانيتية.
2. وجود شقوق في صخور القشرة الأرضية يندفع خلالها الصهير أو " الماجما " وعندما يبرد الصهير ويتجمد تتكون الرواسب والخامات المعدنية وتتباين المعادن الموجودة في الصهير في درجة الحرارة وبالتالي في العمق الذي تتجمد وتتركز فيه.
3. وجود مياه ساخنة منبعثة من الصهير تؤدي إلى تبلور المعادن فتعمل المحاليل الساخنة على إلتصاق المعادن المتبلورة في الشقوق والفجوات الموجودة في الصخور فتتكون بذلك العروق ورواسب الخامات المعدنية .
4. نتيجة لتغير الظروف المحيطة بالمعادن الموجودة في الصخور الأرضية المختلفة فقد ترتفع درجة حرارة الوسط الذي توجد فيه ، او يرتفع الضغط الواقع على المعدن نتيجة لحركات القشرة الأرضية فتضغط الصخور والطبقات بعضها على بعض ، أو يتعرض المعدن لموجة من الأبخرة والغازات النشطة التي تغير الجو الكيميائي المحيط بالمعدن ، أو قد تشترك كل هذه الظروف مجتمعة مع بعضها وفي كل حالة من هذه الحالات لابد أن يكيف المعدن نفسه مع الوسط والظروف الجديدة حيث يتحول المعدن الأصلي إلى معدن جديد مختلف تماماً عنه ليتلاءم مع الظروف الجديدة .

ثالثاً : أشكال وجود المعادن في الطبيعة :
عرفنا أين تتواجد المعادن وكيف نشأت . والسؤال الآن هو : هل توجد بمفردها أم توجد في شكل مجموعات مختلطة ؟ وهل هذه المجموعات متماسكة مع بعضها البعض أم سائبة ؟ وما هو الشكل الناتج عن هذه المجموعات والمخاليط الطبيعية ؟
وللإجابة عن هذه التساؤلات لابد من التعرف على بعض المصطلحات العلمية الخاصة بالمعادن وهي : المعادن ، الخامات المعدنية ، الرواسب المعدنية .
ويقصد بالمعادن هي : كافة المواد التي تستخرج من باطن الأرض وتتألف من مركبات كيميائية متجانسة تكونت معظمها نتيجة إندماج العناصر الطبيعية .
أما الخامات المعدنية فهي : مواد متجانسة إلى حد كبير تتألف من مكونات فلزية يمكن إستخلاصها من الخامات عن طريق التنقية أو الصهر حسب طبيعة الخامات ومن هذا التعريف نلاحظ أن الخامات المعدنية يقصد بها المعادن الفلزية كالحديد والنحاس دون المعادن اللافلزية كالكبريت والفوسفات.
وتعرف الرواسب المعدنية بأنها : أجزاء من قشرة الأرض تضم معدناً أو أكثر يمكن إستغلالها على مستوى إقتصادي لجودة خصائصها وتوفرها بكميات تمكن من إستغلالها على نطاق واسع .
وقد تمكن الإنسان من إكتشاف عدد كبير من المعادن تجاوز الألفين وتشكل هذه المعادن العناصر المختلفة التي تتألف منها القشرة الأرضية.

وتتعد الأشكال التي توجد فيها المعادن في قشرة الأرض وذلك حسب الظروف الجيولوجية التي تكونت خلالها ويمكن تحديد هذه الأشكال فيما يلي :

1. العروق :
قد يوجد المعدن في شكل عروق تتخلل الصخور وذلك في النطاقات التي تركزت معادنها في زمن لاحق لتكون الصخور .
2. معادن متركزة في التكوين الصخري :
تكون المعادن في هذه الحالة جزءاً من الصخور ، حيث أنها كانت ضمن الصهير قبل أن يبرد أو يتجمد فكونت أجزاءً مستقلة عن الصخور رغم أنه داخلها ويحدث ذلك عندما تمتزج بعض العناصر المعدنية بتكوين قلوي أو حمضي في الصخور . مثال ذلك الألماس والبلاتين والنيكل وهي معادن توجد في الصخور القلوية ، بالإضافة إلى التنجستن والقصدير وهي معادن توجد في الصخور الحمضية .
3. خامات طباقية :
تتركز بعض المعادن في شكل طبقات أفقية وليس في شكل عروق وقد تتكون بعض هذه الطبقات المعدنية عن طريق الترسيب المباشر للعناصر المعدنية في قيعان المسطحات المائية سواء كانت بحيرات أم بحار كبعض خامات الحديد. وقد يتكون البعض الآخر من هذه الطبقات المعدنية نتيجة لعامل الترسيب بالتبخر من المسطحات المائية الضحلة كما هي الحال بالنسبة لخامات الجبس وأملاح البوتاس .
وقد تتحلل الصخور السطيحة في بعض الأقاليم وتنجرف العناصر القابلة للذوبان في حين تظل العناصر الأخرى في مكانها لتكون خامات معدنية مركزة وقد تكونت بهذه الطريقة خامات البوكسيت وبعض الطبقات الأفقية الحاملة لخامات النيكل والمنجنيز .
4. معادن في الرواسب الطينية :
توجد بعض الخامات المعدنية في الرواسب الطينية التي تضم الرمال والطمي وذلك في قيعان الأودية النهرية والسهول وقد تظهر رواسب أحدث جيولوجياً من هذه الرواسب فتشكل تكوينات صلبة مندمجة التكوين تكونت في ظروف طبيعية مماثلة لتلك التي تكونت فيها العروق وتقصر المعادن التي توجد في الرواسب الطينية على تلك الأنواع المقاومة للمياه دون أن تتحلل فيها ويأتي الذهب والقصدير في مقدمة هذه المعادن التي تضم أيضاً الألماس والتنجستن وبعض الأقل انتشاراً كما هي الحال بالنسبة للزركون والسلينيوم والمونازيت .

وهناك أربعة عوامل رئيسية تحدد أنواع المعادن الموجودة في صخور القشرة الأرضية هي :
-التكوين الصخري .
-التاريخ الجيولوجي .
-عوامل التعرية .
- الحركات التي تنتاب القشرة الأرضية .

التكوين الصخري : ويعد من أهم العوامل التي تحدد نوعية المعادن لذلك كان لابد من تناول هذا العامل وتتبع أنواع الصخور وكيفية تكوينها وخصائصها ، وهي كلها عوامل تحدد بدورها أنواع المعادن :

‌أ) الصخور النارية :
تعرف أيضاً باسم صخور الصهير لأنها كانت منصهرة في بداية تكوينها ثم تصلبت بشكل بطيء ، إلى أن أصبحت شديدة الصلابة وهي تتألف من بلورات المعادن المختلفة المتماسكة مع بعضها بشكل قوي .
ويمكن تصنيف الصخور النارية إلى نوعين رئيسين هما :
الصخور النارية العميقة : وهي التي تكونت في باطن الأرض أثناء تصلب الصهير ببطء ، ومع ذلك فقد تظهر فوق سطح الأرض في بعض الأقاليم حين تنشط عوامل التعرية وتزيح التكوينات الأحدث لتظهر الصخور النارية العميقة ، ومن أشهر أنواعها الجرانيت والبازلت والديورايت.
الصخور النارية الطفحية : وهي التي تكونت من تصلب الصهير بعد إندفاعها من باطن الأرض خلال الشقوق واإنسيابها على سطح الأرض ويمثلها صخور اللابة ، ويتسم هذا النوع من الصخور بدقة البلورات التي تدخل في تكوينه ، وقد ساعد على ذلك برودة المواد المنصهرة بصورة سريعة على سطح الأرض ، ويرتبط إنتشار المعادن الفلزية كالحديد البلوري ( خام الماجنتيت ) والذهب والنحاس والقصدير والرصاص والكروم والنيكل والتنجستن بالتكوينات الصخرية النارية .
‌ب) الصخور الرسوبية :
وتغطي 70% تقريباً من جملة التكوينات السطحية ، وتتألف الصخور الرسوبية من مفتتات نارية أو متحولة بفعل عوامل التعرية التي رسبتها في شكل طبقات متتالية متماسكة لتكون صخوراً رملية أو طينية أو حصوية ، وتتسم هذه الصخور بالطباقية وتعرف باسم الصخور الرسوبية الميكانيكية نتيجة لتكونها من تحطم الصخور ميكانيكيا وتراكمها وتماسكها دون أن يطرأ عليها أي تغيير كيميائي ، ويمكن تصنيف الصخور الرسوبية إلى ثلاثة أنواع رئيسية هي ( الحجر الجيري " الطباشيري – الحجر الرملي – الحجر الطيني ).
وتختلف هذه الأنواع في درجة مساميتها للمياه ومدى صلابتها ، فالحجر الرملي أكثر أنواع الصخور الرسوبية مسامية وصلابة وقدرة على تحمل عوامل التعرية ، ويأتي الحجر الجيري في المرتبة الثانية بين الصخور الرسوبية من حيث الصلابة والمسامية في حين يعد الصخر الطيني أو الصلصال أقل هذه الصخور صلابة ومسامية .
‌ج) الصخور المتحولة :
هي في الأصل صخور نارية أو رسوبية ثم تغيرت عن طبيعتها الأصلية نتيجة للحرارة المرتفعة الناتجة عن خروج المواد المنصهرة من باطن الرض أو نتيجة الضغط الشديد الناشئ عن حركات القشرة الأرضية أو نتيجة لكليهما معاً ، ويعد النيس والشست والأردواز والكوارتز والرخام من أشهر الصخور المتحولة وأكثرها انتشاراً ، كما تضم الصخور المتحولة عدة معادن فلزية كالذهب والحديد والكروم والنيكل ، وأخرى لا فلزية تتمثل في الأسبستوس والجرافيت بصفة خاصة.

التاريخ الجيولوجي : تهدف دراسة التاريخ الجيولوجي لأي منطقة إلى التعرف على أنواع المعادن المحتمل وجودها فيها .

عوامل التعرية : تلعب عوامل التعرية دوراً لا يمكن إغفاله في تفتيت بعض المعادن والصخور ونقلها من مناطق نشأتها الأصلية إلى مناطق جديدة ، وتتصدر المياه عوامل التعرية في هذا المجال سواء كانت مياهها سطحية أم جوفية ، فقد تنقل بعض الخامات المعدنية بعد تفتيتها وترسبها في النطاقات التي تضعف فيها قدرة المياه على الحمل ، لذلك يطلق على مثل هذه الخامات معادن رسوبية . ويعد الذهب الرسوبي الذي يعدن من رواسب بعض الأنهار أهم هذه المعادن بالإضافة إلى معدن القصدير . وكما تعمل عوامل التعرية والنقل على إثراء بعض الأقاليم ببعض المعادن فقد تعمل على إفقارها وذلك بنحتها وإزالتها .
وقد كان لعوامل التعرية دور كبير في نقل البقايا النباتية الطبيعية التي ترجع إلى العصور الجيولوجية القديمة إلى سواحل البحار قليلة العمق والمستنقعات القديمة حيث طمرت بعد ذلك فتكونت من جراء ذلك رواسب الفحم ، كما عملت عوامل التعرية أيضاً على ترسيب البقايا النباتية والحيوانية في منخفضات عميقة بالطبقات الجيولوجية القديمة ، ثم تراكمت عليها الرواسب حتى تحولت هذه البقايا إلى زيت البترول بفعل الضغط والحرارة . وتعمل عوامل التعرية أيضاً على إعادة توزيع المعادن رأسياً بين الطبقات الصخرية فقد سبق أن أشرنا إلى دور المياه الجوفية الساخنة في نقل بعض العناصر المعدنية وترسيبها خلال بعض الشقوق والفجوات لتكون العروق المعدنية .

الحركات التي تنتاب القشرة الأرضية : لولا هذه الحركات الأرضية لظلت الصخور بعناصرها المعدنية في باطن الأرض بعيداً عن متناول يد الإنسان على سطح القشرة الأرضية . وقد أسهمت هذه الحركات في ظهور العناصر المعدنية فوق سطح الأرض في بعض المناطق وعدم وجودها في مناطق أخرى ، فالإنكسارات والشقوق التي حدثت في التكوينات الصخرية بفعل هذه الحركات عملت على تسرب الصهير " الماجما" بما تحويه من عناصر معدنية وإندفاعها من باطن الأرض ، كما أنها أسهمت في صهر بعض العناصر المعدنية وإعادة تركيزها وتوزيعها عن طريق زحف التكوينات الصخرية فوق بعضها البعض ، وما يتبع ذلك من تولد حرارة شديدة بفعل الضغط . وقد كان للحركات التي تنتاب القشرة الأرضية أكبر الأثر في تداخل الصخور مختلفة الخصائص بصورة عملت على إعادة توزيع بعض الخامات المعدنية وتركزها في غير تكويناتها الجيولوجية الأصلية .

رابعاً : أنواع المعادن
يمكن تقسيم المعادن إلى مجموعتين رئيسيتين هما :

1- المعادن الفلزية : وتضم الحديد، النحاس، الألومنيوم، الرصاص، القصدير، الزنك، الزئبق، الذهب، الفضة، البلاتين، المنجنيز، الكروم، النيكل، الموليبدنيوم، التنجستن، الفاناديوم، الكوبالت، اليورانيوم، الراديوم ، وغيرها.
2- المعادن اللافلزية : وتشمل الفوسفات، البوتاس، الكبريت، الملح، البوكسايت، المغنيزايت، الدياتوميت، البرليت، الدولوميت، الولاستونيت، التالك، الرمال، الحصى، الطين، الجبس، الجرانيت، البارايت، الحجر الجيري، الحجر الرملي، الرخام، المايكا، البازلت، الفلورايت، الإسبستوس، الجرافيت، الرمل الزجاجي، الأوليفين، الكيانيت، البنتونيت، الإلمنيت، الزركون، الزيوليت، الكروميت، الجارنت، الكاولين، البوزولان، رماد الصودا وغيرها الكثير والأحجار الكريمة ومنها الألماس والياقوت والزمرد وهناك أحجار نصف كريمة مثل الزبرجد والعقيق والفيروز والأوبال وغيرها.

» مصادر تلوث المياه
» مصادر المياه واجراس الخطر
» مصادر الأملاح في البحار والمحيطات
» عن المعادن
» المعادن......