نبذة تعريفية عن “الكيمياء البلورية” و”التنقيب الجيوكيميائي”

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الرابع

KFAS

الكيمياء البلورية التنقيب الجيوكيميائي علوم الأرض والجيولوجيا

اكتشف جولد شميدت أن الذرات الموجودة في الفراغ الشبكي للبلورات يتماسك بعضها مع بعض بواسطة قوى كهربية استاسية.

ويحدد التركيب البلوري بنوعيه وشحنة الأيونات المكونة للبلورة، وتجدر الإشارة إلى أن العناصر الشائعة القليلة العدد (ثمانية عناصر سبق الإشارة إليها عند التوزيع الجيوكيميائي) تحدد كيميائية البلورات لمئات عديدة من المعادن السائدة.

وفي ضوء ذلك فإنه يمكن تفسير تشتت وعدم تركيز العناصر الأقل شيوعاً.

 

فعنصر الجاليوم مثلاً يحل محل الألومنيوم (الألومنيوم أحد العناصر الشائعة) نظراً لتقارب أنصاف أقطارهما وبذلك يتشتت عنصر الجاليوم بدرجة كبيرة في العناصر المكونة للصخور، ولا يكون خاماً خاصاً به مثل بعض العناصر الأخرى مثل الذهب والفضة وغيرها.

فالذهب والفضة لا يحدث لهما تشتت (Dispersion) ولا يحلان محل عناصر أخرى شائعة في المعادن بسبب اختلاف أنصاف أقطارهما عن العناصر الأكثر شيوعاً والمكونة للصخور، وإنما يحدث أن تتجمع وتكون خاماتها الأولية (خام الذهب– خام الفضة… إلخ).

 

مما سبق يمكن القول إن العلاقة بين أنصاف أقطار أيونات العناصر وشحناتها تتحكم بدرجة كبيرة في التشتت أو التجمع وتكوين الخامات الاقتصادية، وبالرغم من ذلك فإن هناك الكثير من الحالات الشاذة في سلوك وتوزيع بعض العناصر الكيميائية في الأرض.

ويساعد علم الجيوكيمياء في فهم وتفسير هذه الحالات مستعيناً في ذلك بفروع العلوم الأخرى مثل فيزياء الجوامد (Solid state physics) وطبيعة الروابط الكيميائية (Chemical bonds).

 

وتجدر الإشارة إلى أن نظرية المجال البلوري (Chrystal field theory) تساعد كثيراً في تفسير سلوك بعض العناصر مثل النيكل والكروم.

وتوضح أسباب الارتفاع غير المتوقع لنسبة هذين العنصرين في المعادن التي تنفصل في المراحل الأولى لتبلور الصهير، كذلك فإن معادن الكبريتيدات والتي تكون خامات اقتصادية هامة لا يمكن تفسيرها في ضوء القواعد والنظريات البسيطة للكيمياء البلورية.

وإنما من الضروري الأخذ بعين الاعتبار طبيعة الروابط كالرابطة التساهمية والرابطة الفلزية وغيرها

 

التنقيب الجيوكيميائي

إن نوعية العلاقة بين درجة تركيز العناصر النادرة والعناصر الشائعة (السيليكون– الحديد– الألومنيوم– الكلسيوم…) المصاحبة لها تعتبر أساساً هاماً في عمليات التنقيب الجيوكيميائي.

مع ضرورة الأخذ بعين الاعتبار التشتت الدائم لبعض العناصر الموجودة في الخامات بسبب عمليات التجوية، أو هجرتها إلى الصخور الموجودة أعلى رواسب الخامات والتربة.

 

وهناك بعض الدلائل التي تشير إلى وجود الخامات، ومن ثم يمكن التنقيب عنها وتتبعها.

فمثلاً تشير الزيادة غير المتوقعة في تركيز بعض العناصر النادرة فوق المعدل المتعارف عليه إلى وجود خامات من هذه العناصر في الأعماق، وبالمثل فإن التحاليل الدقيقة للفلزات في رواسب الأنهار تسمح بتبيج الفلزات في مصدرها إن وجدت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]