نبذة تعريفية عن سلسلة معادن البيروكسين

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الأول

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

سلسلة معادن البيروكسين علوم الأرض والجيولوجيا

يتكون البيروكسين من سلسلة من المعادن المتبلورة في ظروف كثيرة التغير من حيث الحرارة والضغط والتركيب المعدني والكيميائي.

والواقع أن كيمياء البلورات لمجموعة معادن البيروكسين معقدة للغاية لوجود الكثير من المشاكل الكيميائية والبلورية ولذلك فإن دراسة مجموعة من معادن البيروكسين تتطلب في الغالب الكثير من الفحوصات المختبرية والدراسات المستفيضة.

ودراسة هذه المعادن دراسة دقيقة لها أهميتها في استنباط الكثير من الحقائق حول أصل الصخور الحاوية لتلك المعادن.

وذلك لأن التركيب الكيميائي لمعادن تلك المجموعة ذو مدى واسع وهي تتركب كيميائياً من سيليكات الكالسيوم والمغنسيوم والحديد (Fe²⁺) مع نسب مختلفة من الألمونيوم والحديد (Fe³⁺) والتيتانيوم والليثيوم والصوديوم والكروم والمنجنيز .

 

والرمز الكيميائي العام لمجموعة معادن البيروكسين هو :

(W) _1-p (X, Y)_1+p Z₂O₂

 

حيث W  = Ca²⁺ , Na⁺  ،

         Mg²⁺ , Fe²⁺ Mn²⁺ , Ne²⁺ , Li⁺ = X 

         Y = Al³⁺, Fe³⁺ , Ti⁴⁺ , Cr³⁺

         Si⁴⁺ , Al³⁺ = Z 

وغالباً ما يحدث تكوّن محلول صلب مكون من سلسلة من هدنبرجيت (CaFeSi₂O₆) إلى ديوبسيد (CaMgSi₂O₆) .

 

وتمثل مجموعة البيروكسين بوضوح بناء السلسلة المفردة في المعادن الأينوسيليكاتية (شكل 1 ، 2) حيث ترتبط مجموعات رباعي الأوجه (SiO₄) بعضها ببعض عن طريق اشتراكها في ذرتين من ذرات الأكسجين الأربعة في كل منها، وينتج عن ذلك بناء في شكل سلسلة .

ويمكن تصور هذا البناء مكوناً من سلاسل مفردة من الأكسجين والسيليكون موازية بعضها البعض.

وهي ممتدة دون نهاية في اتجاه المحور (جـ) وتتصل ببعضها عن طريق الكاتيونات مثل الصوديوم أو الكلسيوم (وهي كاتيونات كبيرة الحجم ضعيفة الشحنة وتتصل بثمانية ذرات أكسجين من جيرانها أو الحديد أو الألومنيوم أو المنجنيز أو حتى الليثيوم أو التيتانيوم (كاتيونات صغيرة الحجم).

وإذا شغلت المواضع في البناء البلوري بأيونات صغيرة ينتج بناء معيني قائم (Orthorhombic) أما إذا شغلت المواضع بأيونات كبيرة وصغيرة على التوالي نتج عن ذلك بناء ذري له ميل واحد (Clinopyroxene)

 

وينتج ذلك بناءاً ذرياً له تماثل الميول الثلاثة إذا شغلت المواضع بأيونات كبيرة كما في معدني الرودونيت والولاستونيت.

وينشأ عن ذلك البناء البلوري لمجموعة معادن البيروكسين انفصام منشوري تام يوازي [011] في اتجاهين عموديين تقريباً، وهذا الانفصام يميز معادن البيروكسين.

 

وفي ضوء ما سبق يمكن تقسيم معادن البيروكسين حسب تركيبها الكيميائي والنظام البلوري إلى

– بيروكسين معيني – أرثوبيروكسين (Orthopyroxene) .

– بيروكسين أحادي الميل – كلينوبيروكسين (Clinopyroxene)

 

والعلاقات بين الأطوار المختلفة لمعادن البيروكسين معقدة وغير مفهومة حتى الآن.

وتركيب البيروكسينات يدل على وجود تعدد شكلي لتلك المركبات، فمثلًا إحدى هذه التعددات المتكونة في درجات الحرارة المنخفضة في الأرثوانستاتيت أو الانستاتيت المعيني وعند درجة حرارة 1000°س يتحول المعدن إلى بروتوانستاتيت .

– ويوضح الشكل المرفق التسميات المختلفة لمعادن البيروكسين.

 

البيروكسين المعيني في اتجاه [012] والآخر أكثر وضوحاً في البيروكسين أحادي الميل ويكون في اتجاه [011] وعادة ما تكون الزاوية بين المستويين حوالي 90° ، وهي تختلف عن الزاوية التي توجد بين مستويات الانفصام في معادن الأمفيبول

تعتبر مجموعة معادن البيروكسين واحدة من أهم مجموعات المعادن المكونة للصخور فهي معادن أساسية في كثير من الصخور النارية والمتحولة، بل إنه توجد بعض أنواع الصخور

ويتدرج لون معظم معادن البيروكسين من الأبيض (مثل معدن الديوبسيد النقي والانستاتيت) وذلك الذي يتميز بظلال من اللون الأصفر والأخضر إلى اللون البني الداكن والأسود المخضر (مثل معادن فيروسيليت والهدنبرجيت والايجيرين).

 

أما معدن أسبوديومين فلونه وردي ليثيومي ويوجد منه نوع يستخدم كحجر كريم يُعرف باسم كونزايت وآخر لونه أخضر بحري ويسمى هيدينيت .

يتدرج الوزن النوعي لمعادن البيروكسين من (2 , 3) لمعدن الانستاتيت إلى (4) للفيروسيليت. أما الصلادة فهي تتدرج بين 5,5 – 6 .

أما بخصوص مستويات الإنفصام فإنه يوجد مستويان للانفصام أحدهما يكون واضحاً ومميزاً خاصة في النارية التي تكون في غالبيتها من البيروكسين مثل صخر البيروكسينيت .

 

غالباً ما توجد معادن البيروكسين في صخور البازلت، والبيروكسينيت والشارنوكيت وفي الصخور المتكونة من عناصر الحديد والمغنسيوم الصهيرية والتي تهبط لثقلها النوعي مكونة الصخور فوق القاعدة الغنية بمعادن البيروكسين.

والبيروكسين الموجود في الصخور فوق القاعدية يكون مصاحباً لمعادن الأوليفين والاسبينيل .

وتكون معادن الديوبسيد والهدنبرجيت من المعادن الأساسية في الصخور المتحولة حسب المعادلة التالية :

 

ويوجد الأوجيت بكثرة في الصخور البازلتية وفي صخور شارنوكيت وكمعدن تحول مع معادن الهورنبلند.

والانستاتيت أحادي الميل يعتبر من المعادن نادرة الوجود في الأرض ولكنه يوجد بكثرة في النيازك.

أما معدن الايجيرين فهو ممثل أساسي لمعادن البيروكسين في صخور السيانيت النفليني وهو يوجد على هيئة بلورات طويلة منشورية سوداء اللون ويُعرف باسم اكميـت.

 

ويتكون معدن الجاديت تحت ضغط عال وهو أحد معادن الأحجار الكريمة. ويوجد معدن الأومفاكيت مع معدن الجارنت في الصخور المتكونة تحت ضغط عال مثل صخور الأكلوجيب.

ومعدن الجوهانسنيت من المعادن النادرة وهو مصاحب لمعادن شيفيريت ورودونيت وخامات أكاسيد المنجنيز .

 

أما معدن الاسبديومين فهو مميز للصخور الجرانيتية – البجماتيتية الغنية بعنصر الليثيوم. وعادة ما توجد معادن البيروكسين في حالة تحلل، مكونة معادن مائية، حيث تتكون معادن الأمفيبول والكلوريت والسربنتين.

ويتحلل معدن الأسبوديومين إلى ايوكربتيت وألبيت، وباستمرار عملية التحلل تنتج معادن الالبيت والميكا ويعرف هذا التجمع المعدني باسم كسيماتوليت.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]