تمثل الصخور والمعادن إحدى أهم الموارد الطبيعية التي أوردها الله ـ عز وجل ـ للإنسان في البيئة من حوله، واللتان لهما أهمية اقتصادية صناعية كبيرة قد ساهمت في تطور الحضارة البشرية على مدار السنوات بشكل كبير، وذلك لكونهما من المواد الخام التي تدخل في صناعة الكثير من الأشياء، وذلك للقدرة على تحويلها كعنصر خام من شكل إلى آخر للاستفادة منها قدر الإمكان، وقد يخلط الكثيرين بين مفهومي الصخور والمعادن والفرق بينهما، إلا أننا نعرض لكم في السطور التالية كيف نستخدم الصخور والمعادن في الصناعة والتجارة، والتعريف العلمي لكل منهما، وذلك في السطور التالية من موقع مخزن المعلومات، فتابعونا.
تطرح المناهج التعليمية للطلاب بعد التعرف على الخصائص المميزة للصخور والمعادن وتعريف كل منهما سؤال كيف نستخدم الصخور والمعادن، وتتمثل الإجابة في أننا نستخدم الصخور والمعادن في العديد من الصناعات مثل صناعة القلم الرصاص، المغناطيس، الحلي، الزينة، وبعض المواد الأخرى مثل معجون الأسنان، كما يتم استخدام الحجارة في أغراض البناء للمنازل وذلك بعدما يتم صقلها وتشكيلها بأشكال مميزة جميلة، حيثُ تعد الخور والمعادن من المواد الخام الطبيعية شديدة الأهمية الصناعية، فهناك المعادن الصخرية التي تحتوي على المعادن الطبيعية والتي يتم استخراجها منها والاستفادة منها في الحصول على المعادن، كما يُمكن الاستفادة من الصخور في عمليات البناء وما إلى ذلك.
تعريف الصخور
يتم تعريف الصخور بأنها مجموعة من المعادن المختلفة المترابطة مع بعضها البعض، بعدد من الروابط المختلفة والمتعددة، وتُعد القشرة الأرضية عبارة عن مجموعة مختلفة ومتنوعة من الصخور الطبيعية، فقد تتكون الصخور من معادن فقط أو من المعادن وبعض المواد الأخرى.
تعريف المعادن
تُعرف المعادن بكونها مواد طبيعية صلبة، غير عضوية، متجانسة تكونت في الطبقات الأرضية نتيجة لعدة عمليات كيميائية، وهناك العديد من الأنواع المتعددة للمعادن التي تتواجد في صخور الأرض والتي تُسمى المعادن الصخرية، حيث تمتلك المعادن ترتيب ذري متناسق متراص، بالإضافة إلى احتوائها ترتيب منتظم ومتكرر للجزيئات والذرات، حيثُ يُمكننا وصف المعادن وتصنيفها وفقاً للخصائص الفيزيائية على النحو التالي:
الشكل البلوري والتركيب.
الصلابة، حيثُ تُعد تعبيراً عن مقاومة السطح المعدني للخدش، كما تعبر عن قدرة المعدة عن صقل معدن ثاني عندما يتم تمريره عليه، ويتم قياس مدى صلابة لمعدن من خلال مقياس الصلابة العالمي، بحثيثُ يتم ترتيب المعادن وفقاً للأكثر صلابة وقسوة، ويُعد الألماس هو أقصى المعادن على وجه الأرض.
اللمعان، ويُقصد به الطريقة التي ينعكس بها الضوء على سطح المعدن، فهناك بعض المعادن التي تكون معدنية البريق، والبعض الآخر يملك بريق مغبشاً دهنياً.
اللون، ويُقصد به اللون الذي ينعكس على سطح كل معدن، وقد تتشابه بعض المعادن في ألوانها.
الشفافية، والتي يُقصد بها كيفية مرور الضوء عبر المعادن.
قابلية الكسر، والتي يُقصد بها قدرة المعدن على الانكسار والانقسام لأكثر من سطح متنوع ناعم.
كثافة المعدن، وهو عبارة عن كتلة المعدة في وحدة الحجوم، والتي تُعبر عن مدة تراص ذرات المعادن في المعدن الواحد.
بالإضافة إلى وجود الخصائص الكيميائية للمعادن والتي من بينها تفاعل المعادن مع المعادن والأحماض والمواد الكيميائية، وتتم دراسة كل معدن وفقاً لخصائصه المميزة، وهي التي تُميز كل معدن عن الآخر وتجعل من الممكن الاستفادة منها في الصناعات المختلفة المفيدة للبشرية.
أنواع الصخور
يتم تقسيم أنواع الصخور وفقاً لكيفية نشأتها، وتنقسم في ذلك إلى الصخور النارية والصخور الرسوبية، الصخور المتحولة، وتُفصل كل منها على النحو التالي:
الصخور النارية
يُقصد بها تلك الصخور المتكونة من الحمم البركانية، والتي تم تكوينها على مدار آلاف السنوات، وذلك حتى تم تبريدها في الطبيعة وتشكلها بعد عملية تفاعل المعادن الموجودة في داخلها، وتتواجد الصخور النارية بصفة أساسية في الأماكن القريبة من البراكين.
الصخور الرسوبية
تُعد الصخور الرسوبية أحد أنواع الصخور والتي تكونت في الطبيعة بفعل ترسب مجموعة من المعادن الطبيعية تحت سطح الأرض، وعادةً ما يدخل في تكوينها بعض الكائنات الحية التي تموت داخل التربة وتختلط مع الصخور خلال مرحلة التكوين الأولي، بحيثُ يحدث تلاحم بين الكائنات الحية مع المعادن، الرمال، التفاعلات الطبيعية التي تكون الحبيبات المكونة للصخور الرسوبية.
الصخور المتحولة
تنشأ الصخور الرسوبية نتيجة لتعرض كل من الصخور النارية والصخور الرسوبية لدرجات الحرارة المختلفة ودرجات الضغط العالية، بحيثُ يتم تحول الصخر إلى نوع مختلف آخر.
أنواع المعادن
يتم تحديد أنواع المعادن وفقاً لعدد من السمات والخصائص التي يُمكن تفصيلها على النحو التالي:
في الطبيعة عادةً ما يتكون المعدن من مكون كيميائي واحد فقط، إلا أنه في بعض الأحيان قد نجد بعض المعادن المكونة من مزيج من نوعين أو أكثر من المكونات الكيميائية.
يوجد في كوكب الأرض ما يزيد عن أربعة آلاف نوع مختلف من المعادن، إلا أنه من بينهم 30 نوع فقط يتواجدون بصفة مكثفة في القشرة الأرضية.
يوجد هناك 75% من عناصر الجدول الدور الكيميائي المعروف يقعون تحت تصنيف المعادن.
حتى العصور الوسطى من تاريخ البشرية لم يكن معروفاً للإنسان وما تم اكتشافه سوى سبعة أنواع فقط من المعادن، وهم الذهب ـ الفضة ـ النحاس ـ القصدير ـ الرصاص ـ الزئبق ـ الحديد.
الصفة الغالبة على المعادن هي أنها ثقيلة ولا يُمكنها الطفو فوق سطح الماء، إلا أنه يوجد بعض الحالات المختلفة والتي يكون نتيجة لتأثير العوامل الخارجية.
يُعد الحديد هو المعدن الأكثر انتشاراً في الأرض، كما أنه يُمثل النسبة الأكبر من تكوين لب الأرض الداخلي.
يكون للمعادن القلوية مثل البوتاسيوم والصوديوم رد فعل قوي تجاه الماء، فهي قد تتعرض للانفجار عند وضعها داخل الماء.
الاستخدامات الصناعية للصخور والمعادن
تمثل الصخور والمعادن المكون البيئي الأكثر انتشاراً في النظام البيئي من حولنا، واللذان يتأثران بالعديد من العوامل الطبيعية من حولنا مثل التعرية، الكحت، إلا أنهما في الوقت نفسه يؤثران في النظام البيئة الخاص بالكائنات الحية ويُعدان من مصادر الطاقة المتجددة، ومن أبرز الاستخدامات الصناعية للصخور والمعادن:
صناعة مواد البناء والتعمير
تدخل الصخور والمعادن في صناعة مواد البناء والتعمير مثل الحجر الرملي، الجرانيت، الحصى، الرمال، الرخام وغيرها من المواد المستخدمة في بناء المنازل.
صناعة الحراريات
تُعد صناعة الحراريات هي إحدى الصناعات القائمة على بعض الصخور والمعادن مثل الجرانيت، السيليكا، الطين، البوكسيات، الدولومايت.
صناعة الزجاج والعدسات
تعتمد صناعة الزجاج والعدسات على الأحجار النقية والتي تكون من السيليكا النقية، الجبس، الرمال، الصودا.
كما تستخدم الصخور الرسوبية في صناعة أواني الفخار والخزانات الطبيعية، تدخل بعض الصخور في صناعة الطباشير.
حتى يتم تمهيد ورصف الطرق والشوارع يتم استخدام بعض الصخور والمعادن.
الاستخدامات التجارية للصخور والمعادن
تمكن الإنسان من معرفة القيمة النفسية لبعض المعادن بشكل مبكر للغاية، وعلى رأسها الأحجار الكريمة حيثُ تعد تجارة الأحجار الكريمة من أكثر التجارات شهرةً ورواجاً بين الناس مثل الياقوت، الألماس، الذهب، الفضة.
تعتمد تجارة الأجهزة الإلكترونية في أساسها على الصخور والمعادن، وكذلك صناعة جميع أجهزة الهاتف الجوال والأجهزة اللوحية.
تدخل الصخور والمعادن في صناعة الطائرات ومركبات الفضاء، وذلك من خلال معدن التيتانيوم الذي تم اكتشافه واستخدامه عام 1791م.
صناعة الأوراق، صناعة الأسلحة ومركبات الحروب.
وبذلك أعزاءنا القراء نكون قد وصلنا بكم إلى ختام مقالنا الذي عرضنا لكم فيه التعريف العلمي للصخور والمعادن، كيف نستخدم الصخور والمعادن في الأغراض المختلفة صناعياً وتجارياً، أنواع الصخور والمعادن، وللمزيد من الموضوعات تابعونا في موقع مخزن المعلومات.
