مفتاح التعرف على الصخور والمعادن

هذه الأداة مفتاح لتحديد الصخور والمعادن. أدخل الخصائص الفيزيائية التي يمكنك اختبارها في المنزل، وستعرض كل معدن في مجموعتها المرجعية تنطبق عليه هذه الخصائص، وتشرح سبب استبعاد المعادن الأخرى، وتقترح الاختبار الذي سيضيّق القائمة بأسرع ما يمكن.

لماذا لا تكفي الصورة الفوتوغرافية

تجيب هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية عن ذلك بوضوح: يجب فحص الصخور والمعادن شخصيًا من جميع الجهات، لأن تحديدها من الصور صعب للغاية.

السبب هو أن الخصائص التي تحدد هوية المعدن ليست بصرية في معظمها. فالمخدش والصلادة والانفصام والكثافة والتفاعل مع الحمض كلها تتطلب التعامل مع العينة. ولا يظهر أي منها في الصورة.

اللون، وهو الخاصية الوحيدة التي تُظهرها الصورة جيدًا، هو الأقل موثوقية على الإطلاق. فالكوارتز وحده يوجد عديم اللون، وأبيض، ووردي، وأرجواني، ورمادي، وبني، وأسود. وقد يكون معدنان لهما اللون نفسه مختلفين تمامًا، كما قد يظهر معدن واحد في اثني عشر لونًا. لذلك يعطي هذا المفتاح اللون أدنى وزن، والمخدش أعلى وزن.

الاختبارات

الصلادة

تُقاس الصلادة على مقياس موس من 1 إلى 10، الذي تحدده عشرة معادن معيارية: التلك 1، والجبس 2، والكالسيت 3، والفلوريت 4، والأباتيت 5، والأرثوكليز 6، والكوارتز 7، والتوباز 8، والكوراندوم 9، والألماس 10.

يُختبر ذلك بالخدش. تبلغ صلادة ظفر الإصبع نحو 2.5، وعملة نحاسية نحو 3.5، وسكين أو مسمار فولاذي نحو 5.5، وزجاج النوافذ نحو 5.5. فإذا خدشت العينة الزجاج ولم تخدش مبردًا فولاذيًا، فتبلغ صلادتها تقريبًا من 6 إلى 6.5.

المخدش

المخدش هو لون المسحوق الذي يتركه المعدن عند حكّه على خزف غير مزجج. وهو أكثر ثباتًا بكثير من لون العينة نفسها. والهيماتيت مثال تقليدي على ذلك: فقد يبدو المعدن فضيًا أو أسود أو أحمر، لكن مخدشه يكون دائمًا بنيًا محمرًا.

لا يصلح اختبار المخدش إلا للمعادن الألين من لوح الخزف، أي نحو 7.

البريق

البريق هو كيفية عكس السطح للضوء. والتقسيم الرئيسي هو بين البريق الفلزي وغير الفلزي. ويوصف البريق غير الفلزي بأنه زجاجي أو لؤلؤي أو حريري أو دهني أو راتنجي أو باهت أو لامع.

الانفصام

الانفصام هو ميل المعدن إلى الانكسار على امتداد مستويات مستوية، ويُعد عدد الاتجاهات سمة تشخيصية. ينفصل الميكا إلى صفائح في اتجاه واحد. وللفلدسبار اتجاهان. وللكالسيت ثلاثة اتجاهات، فينتج أشكالًا معينية. وللفلوريت أربعة اتجاهات، فينتج أشكالًا ثمانية السطوح. أما المعدن الذي لا يملك انفصامًا، مثل الكوارتز، فينكسر على أسطح كسر منحنية بدلًا من ذلك.

الكثافة النوعية

تقارن الكثافة النوعية كثافة المعدن بكثافة الماء. تقع معظم المعادن الشائعة بين 2.5 و3. وأي معدن أثقل بوضوح يقدم قرينة قوية: فالباريت تبلغ كثافته النوعية نحو 4.5، وهو أمر لافت لمعدن شاحب اللون، بينما تبلغ كثافة الجالينا نحو 7.5.

يمكن قياسها بوزن العينة وهي جافة، ثم وزنها وهي معلقة في الماء، وقسمة الوزن الجاف على الوزن المفقود.

المغناطيسية والحمض

الماغنيتيت ذو مغناطيسية قوية، وهذا يكاد يكفي لتحديده بمفرده. وتجعل قطرة من حمض الهيدروكلوريك المخفف الكالسيتَ يفور بسهولة؛ أما الدولوميت فلا يفور إلا بعد خدشه وتحويله إلى مسحوق أولًا. وهذان الاختباران سريعان وحاسمان.

كيفية عمل المفتاح

تُقارَن كل خاصية تدخلها بالقيم المرجعية. ولا يبقى المعدن في القائمة إلا إذا لم يتعارض أي شيء لاحظته معه. ولا تُحتسب الخصائص التي لم تُختبر ضد المعدن، ولذلك تظل مجموعة جزئية من الاختبارات مفيدة.

لا تعرض الأداة نسبة مئوية للثقة، إذ لا توجد طريقة نزيهة لحسابها اعتمادًا على عدد قليل من الاختبارات اليدوية. بل تعرض المعادن التي تظل ممكنة.

مثال تطبيقي

العينة داكنة وتبدو ذات بريق فلزي. ويُبقي اللون وحده الماغنيتيت والهيماتيت والجالينا والغرافيت وعدة معادن أخرى ضمن الاحتمالات.

يؤدي حكّها على الخزف إلى ظهور مخدش بني محمر. ويستبعد هذا الاختبار الواحد كل مرشح باستثناء الهيماتيت، بصرف النظر عن مظهر العينة.

لو كان المخدش أسود وكانت العينة ذات مغناطيسية قوية، لكان الجواب هو الماغنيتيت بدلًا من ذلك.

الأسئلة الشائعة

هل يستطيع تطبيق تحديد صخرتي من صورة؟

ليس على نحو موثوق. لا توجد دراسة منشورة تقيس دقة نماذج الصور العامة عند التعامل مع صور المعادن العادية، كما أن أرقام الدقة التي تذكرها تطبيقات المستهلكين مصدرها موادها التسويقية الخاصة. أما النماذج البحثية التي تؤدي عملًا جيدًا فتُدخل الصلادة كمدخل منفصل، تحديدًا لأن الصورة وحدها لا تكفي.

لماذا تترك الأداة أحيانًا عدة معادن في القائمة؟

لأن الاختبارات المُدخلة لا تميز بينها فعلًا. فالصلادة 7 وغياب الانفصام ووجود مخدش أبيض كلها صفات تنطبق على كل من الكوارتز والعقيق؛ وتختلف كثافتهما، لذا يحسم قياس الكثافة النوعية الأمر.

صخرتي لا تطابق أي شيء. لماذا؟

معظم الصخور مخاليط من عدة معادن وليست معدنًا واحدًا. فالجرانيت، مثلًا، يحتوي على الكوارتز والفلدسبار والميكا معًا. اختبر حبيبة منفردة بدلًا من الصخرة كلها.

هل يمكن تقدير القيمة اعتمادًا على هذه الخصائص؟

لا. تعتمد القيمة على الجودة والحجم والشكل البلوري ومكان العثور عليها، ولا يمكن استنتاج أي منها من قائمة الخصائص. وينبغي عرض أي شيء قد تكون له قيمة على مثمّن محترف أو على قسم للجيولوجيا في إحدى الجامعات.

كم عدد المعادن التي تغطيها هذه الأداة؟

تضم المجموعة المرجعية المعادن الشائعة المكوّنة للصخور والمعادن القابلة للجمع التي يُرجح أن يصادفها المبتدئ. أما الأنواع الأندر فتحتاج إلى مرجع معدني شامل، وغالبًا إلى تحليل مخبري.