سنگ شناسی و گوهر شناسی

جدول وزن مخصوص سنگهای قیمتی و روش تعیین چگالی آنها

چرا شناخت وزن مخصوص و چگالی سنگهای قیمتی مهم است؟

اندازه گیری وزن مخصوص سنگ قیمتی با ترازوی هیدرواستاتیک

تفاوت چگالی سنگها یا وزن مخصوص آنها و کاربرد آن در شناسایی ویژگی های فیزیکی کانی ها موجب شده تا گوهرشناسان توجه ویژه ای به آن داشته باشند. یافتن وزن مخصوص سنگهای قیمتی برای خریداران سنگهای قیمتی نیز مهم است زیرا اکتفا کردن فقط به قیراط سنگ جواهری ممکن است نتایج ناخواسته ای به همراه داشته باشد!

درواقع اگرچه خرید الماس به قیراط رایج است ولی برای اغلب سنگهای رنگی دیگر چگالی اهمیت ویژه ای دارد. برای مثال یک قیراط یاقوت از نظر ظاهری کوچکتر از الماس است و یک قیراط اوپال بزرگتر از هر دو آنها می باشد. بدین جهت جدول وزن مخصوص کانی ها برای درک سنگی که یافته ایم یا خریده ایم می تواند به ما در جهت تشخیص درست آن کمک شایانی کند.

جدول وزن مخصوص سنگهای قیمتی و ساختار شیمیایی آنها:

جدول زیر وزن مخصوص بیش از 150 سنگ قیمتی به همراه ساختار شیمیایی را نشان می دهد.

 نام سنگوزن مخصوصساختار شیمیایی
سینابار (Cinnabar)8-8.2Mercury sulfide
کاسیتریت (Cassiterite)6.7-7.1Tin oxide
سروزیت (Cerussite)6.46-6.57Lead carbonate
شیلیت (Scheelite)5.9-6.3Calcium tungstate
کوپریت (Cuprite)5.85-6.15Copper oxide
هماتیت (Hematite)5.12-5.28Iron oxide
باریت (Barite)4.43-4.46Manganese aluminum silicate
گارنت اسپسارتین (Spessartite Garnet)4.12-4.18Manganese aluminum silicate
پینیت (Painite)4.01Calcium aluminum zirconium borate
اسمیت زونیت (Smithsonite)4-4.65Zinc carbonate
یاقوت سرخ (Ruby)3.97-4.05Aluminum oxide
سلستین (Celestine)3.97-4Strontium sulfate
یاقوت کبود (Sapphire)3.95-4.03Aluminum oxide
زیرکن (Zircon)3.93-4.73Zirconium silicate
گارنت آلماندین (Almandine Garnet)3.93-4.3Iron aluminum silicate
اسفالریت (Sphalerite)3.90-4.1Zinc sulphide
گارنت رودولیت (Rhodolite Garnet)3.84Magnesium aluminum silicate
گارنت تغییر رنگ دهنده (Color-Change Garnet)3.78-3.85Complex aluminum silicate
گارنت مالایا (Malaia Garnet)3.78-3.85Complex aluminum silicate
گاسپیت (Gaspeite)3.71Nickel magnesium iron carbonate
گارنت دمانتوئید (Demantoid Garnet)3.7-4.1Calcium iron silicate
آزوریت (Azurite)3.77-3.89Basic copper carbonate
الکساندریت (Alexandrite)3.7-3.78Beryllium aluminum oxide
کریزوبریل (Chrysoberyl)3.7-3.78Beryllium aluminum oxide
گارنت مالی (Mali Garnet)3.65Calcium aluminum silicate
بنیتوئیت (Benitoite)3.64-3.68Barium titanium silicate
گارنت پیروپ (Pyrope Garnet)3.62-3.87Barium titanium silicate
تافئیت (Taaffeite)3.6-3.62Magnesium beryllium aluminum oxide
گارنت گروسولار (Grossular Garnet)3.56-3.73Calcium aluminum silicate
گارنت هسونیت (Hessonite Garnet)3.56-3.73Calcium aluminum silicate
گارنت لوکو (Leuco Garnet)3.56-3.73Calcium aluminum silicate
گارنت ساواریت (Tsavorite Garnet)3.56-3.73Calcium aluminum silicate
اسپینل (Spinel)3.54-3.63Magnesium aluminum oxide
کیانیت (Kianite)3.53-3.7Aluminum silicate
اسفن یا تیتانیت (Sphene , Titanite)3.52-3.54Calcium titanium silicate
الماس (Diamond)3.50-3.53Carbon
توپاز (Topaz)3.49-3.57Aluminum fluosilicate
سینهالیت (Sinhalite)3.46-3.5Magnesium aluminum borate
رودوکروزیت (Rhodochrosite)3.45-3.7Manganese carbonate
سرندیبیت (Serendibite)3.42-3.52Complex borosilicate
گارنت یوواروئیت (Uvarovite Garnet)3.41-3.52Calcium chromium silicate
رودونیت (Rhodonite)3.4-3.74Manganese silicate
تانزانیت (Tanzanite)3.35Calcium aluminum silicate
ایدوکراز (Idocrase-Vesuvianite)3.32-3.47Aluminum calcium silicate
اپیدوت (Epidote)3.3-3.5Calcium aluminium iron sorosilicate/td>
همی مورفیت (Hemimorphite)3.30-3.5Hydrous basic zinc siilcate
دیاسپور (Diaspore)3.30-3.39Hydrated aluminum oxide
یشم جادئیت (Jadeite)3.3-3.38Sodium aluminum silicate
پریدوت یا زبرجد (Peridot)3.28-3.48Magnesium iron silicate
دیوپتاز (Dioptase)3.28-3.38Copper cyclosilicate
ژرمژوئیت (Jeremejevite)3.28-3.31Aluminum borate
کورنروپین (Kornerupine)3.27-3.45Magnesium aluminum borosilicate
دومورتیریت (Dumortierite)3.28-3.41Aluminum borate silicate
آکسینیت (Axinite)3.26-3.36Calcium aluminium borosilicate
مالاکیت (Malachite)3.25-4.1Basic copper carbonate
سیلیمانیت (Sillimanite)3.27-3.27Aluminum silicate
کلسدونی سبز (Chrome Chalcedony)3.22-3.38Calcium magnesium silicate
دیوپسید (Diopside)3.22-3.38Calcium magnesium silicate
انستاتیت (Enstatite)3.20-3.3Magnesium silicate
آپاتیت (Apatite)3.16-3.23Fluoro or chloro calcium phosphate
زئوسیت (Zoisite)3.15-3.38Calcium aluminum silicate
هیدنیت (Hiddenite)3.15-3.21Lithium aluminum silicate
اسپودمن (Spodumene)3.15-3.21Lithium aluminum silicate
کلینوهومیت (Clinohumite)3.13-3.75Magnesium silicate
اوکلاز (Euclase)3.10Beryllium alum. hydroxide silicate
آندالوزیت (Andalusite)3.05-3.20Aluminum silicate
اکتینولیت (Actinolite)3.03-3.07Basic calcium magnesium iron silicate
آمبلیگوینت (Amblygonite)3.01-3.11Lithium sodium aluminum flurophosphate
فلورتیت (Flourite)3.00-3.28Calcium fluoride
سنگ برزیل (Brazilianite)2.98-2.99Sodium aluminum phosphate
دنبوریت (Danburite)2.97-3.03Calcium boric silicate
گرندیدیریت (Grandidierite)2.97-3.03Magnesium aluminum borosilicate
فناکیت (Phenakite)2.95-2.97Beryllium silicate
آراگونیت (Aragonite)2.94Calcium carbonate
پزوتایت (Pezzottaite)2.90-3.1Caesium beryllium lithium alum. silicate
نفریت (Nephrite)2.90-3.03Calcium aluminum iron silicate
داتولیت (Datolite)2.90-3Calcium boron hydroxide nesosilicate
پرهنیت (Prehnite)2.82-2.94Basic calcium aluminum silicate
لپیدولیت (Lepidolite)2.80-2.9Potassium aluminum lithium silicate
سوژیلیت (Sugilite)2.76-2.8Pot. sodium lith. iron manganese alum. silicate
آمولیت (Ammolite)2.75-2.8Calcium carbonate
یودالیت (Eudialyte)2.74-2.98Zirconium silicate
لاریمار (Larimar)2.74-2.88Sodium calcium inosilicate hydroxide
کلسیت (Calcite)2.69-2.71Calcium carbonate
آکوامارین (Aquamarine)2.68-2.74Aluminum beryllium silicate
زمرد (Emerald)2.67-2.78Aluminum beryllium silicate
بریل طلایی (Golden Beryl)2.66-2.87Aluminum beryllium silicate
گوشنیت (Goshnite)2.66-2.87Aluminum beryllium silicate
مورگانیت (Morganite)2.66-2.87Aluminum beryllium silicate
بریل قرمز یا بیکسبیت (Bixbite)2.66-2.87Aluminum beryllium silicate
لابرادوریت (Labradorite)2.65-2.75Sodium calcium aluminum silicate
آندزین (Andesine)2.65-2.69Sodium calcium aluminum silicate
آمیتیست (Amethyst)2.65Silicon dioxide
آمترین (Ametrine)2.65Silicon dioxide
سیترین (Citrine)2.65Silicon dioxide
بلور کوارتز شفاف یا در کوهی (Crystal Quartz)2.65Silicon dioxide
رز کوارتز (Rose Quartz)2.65Silicon dioxide
کوارتز دودی (Smoky Quartz)2.65Silicon dioxide
چشم ببر (Tiger’s eye)2.64-2.71Silicon dioxide
آونتورین (Aventurine)2.64-2.69Silicon dioxide
اولیگوکلاز (Oligoclase)2.62-2.67Sodium calcium aluminum silicate
سنگ خورشید (Sunstone)2.62-2.65Sodium calcium aluminum silicate
مروارید (Pearl)2.60-2.85Calcium carbonate
سنگ مرجان یا کُرال (Coral)2.60-2.7Calcium carbonate
عقیق (Agate)2.6-2.64Silicon dioxide
جاسپر (Jasper)2.58-2.91Silicon dioxide
آیولیت (Iolite)2.58-2.66Magnesium aluminum silicate
سنگ خون (Bloodstone)2.58-2.64Silicon dioxide
کارنلین (Carnelian)2.58-2.64Silicon dioxide
کلسدونی (Chalcedony)2.58-2.64Silicon dioxide
کلسدونی سبز (Chrome Chalcedony)2.58-2.64Silicon dioxide
کریزوپراز (Chrysoprase)2.58-2.64Silicon dioxide
کالسدون سیلیکای جواهری (Gem Silica)2.58-2.64Silicon dioxide
اونیکس (Onyx)2.58-2.64Silicon dioxide
اسکاپولیت (Scapolite)2.57-2.74Sodium calcium aluminum silicate
مون استون2.56-2.59Potassium aluminum silicate
آمازونیت (Amazonite)2.56-2.58Potassium aluminum silicate
ارتوکلاز (Orthoclase)2.56-.2.58Potassium aluminum silicate
چاروئیت (Charoite)2.54-2.78Complex alkaline calcic silicate
ویلیامزیت (Williamsite)2.51-2.63Hydrous magnesium iron phyllosilicate
پودرتیت (Poudretteite)2.51-2.53Potassium sodium boron silicate
لاجورد (Lapis lazuli)2.5-3Sodim calcium aluminium silicate
هولیت (Howlite)2.45-2.58Calcium borosilicate hydroxide
کارلتونیت (Carletonite)2.45Hydrated pot. sodium calcium carb. silicat
هوینیت (Hauynite)2.40-2.5Sodium aluminum silicate
پتالیت (Petalite)2.4Lithium aluminium phyllosilicate
اوبسیدین (Obsidian)2.35-2.6Siliceous glassy rock
همبرگیت (Hambergite)2.35Beryllium borate
مولداویت (Moldavite)2.32-2.38Silicon dioxide compound with other minerals
فیروزه (Turquoise)2.31-2.84Hydrated copper aluminum phosphate
هکمنیت (Hackmanite)2.14-2.4Sodium aluminum chloride silicate
سودالیت (Sodalite)2.14-2.4Sodium aluminum chloride silicate
کریزوکولا (Chrysocolla)2-2.4Hydrous copper silicate
اوپال (Opal)1.88-2.5Hydrous silicon dioxide
الکزیت (Ulexite)1.65-1.95Hydrated sodium calcium borate hydroxide
شبق (Jet)1.19-1.35Carbon (bituminous coal)
کهربا (Amber)1.05-1.09Fossilised organic resin

معنا و مفهوم وزن مخصوص و چگالی کانی ها:

فرمول محاسبه چگالی سنگ و جدول وزن مخصوص سنگهای قیمتی

توجه کنید که وزن مخصوص کانی (Gravity Specific) عبارت اند از چگالی یک کانی نسبت به یک مایع شاخص است. در حالی که چگالی یک کانی کانی (Density) به نسبت جرم به حجم کانی ها می گویند.

دلیل اینکه وزن مخصوص عدد ثابتی ندارد و دارای محدوده می باشد این است که ممکن است وجود ناخالصی ها در درون گوهر یا بهسازی های انجام شده، روی وزن مخصوص سنگ اثر گذاشته باشد. همچنین دانشمندان یک مقدار تلورانس برای ترازوهای مختلف نیز در نظر گرفته اند. 

روش اول: اندازه گیری وزن مخصوص کانی ها بوسیله ترازوی هیدرواستاتیک

ترازوی هیدرواستاتیک برای تعیین وزن مخصوص کانی

برای اندازه ی گیری وزن مخصوص سنگ قیمتی از ترازوی هیدرواستاتیک استفاده می شود که دقیق است. البته با یک ترازوی دیجیتالی هم می شود وزن مخصوص را بدست آورد که دقت آن پایین خواهد بود:

اندازه گیری وزن خام سنگ در هوا
اندازه گیری وزن خام سنگ در هوا

به این طریق که وزن یا همان چگالی کانی و یا گوهر سنگ مورد نظر را به دقت با ترازوی دیجیتالی اندازه گیری و یادداشت می کنیم سپس گوهر را درون ظرف آب مدرج و روی نگه دارنده مخصوص بگذارید. در این حالت گوهر ما در حالت معلق در آب قرار داد.

پایه ی فلزی را جوری طراحی کنید که درون آب قرار بگیرد ولی وقتی ظرف را روی ترازو قرار می دهید وزن پایه حساب نشود توجه داشته باشید سنگ نباید با دیواره های ظرف آب برخورد داشته باشد.

ساخت ترازوی هیدرواستاتیک جهت محاسبه وزن مخصوص

به طرز قرار گیری پایه ها دقت کنید: علامت شماره ی 1 پایه ای را نشان می دهد که زیر ترازو قرار گرفته است بنابراین وزن خود پایه حساب نمی شود. علامت شماره ی 2 مکانی که سنگ داخل آن قرار می گیرد. حال (وزن کانی در هوا) را به (اختلاف وزن آن با وزن بدست آمده کانی در آب) تقسیم کنید: عدد بدست آمده وزن مخصوص خواهد بود.

نکات مهم در تعیین وزن مخصوص سنگ ها:

ابزار تعیین وزن مخصوص و چگالی سنگها

  • 1- برای محاسبه وزن مخصوص نیازمند واحد وزنی خاصی نمی باشید، فقط باید در طول آزمایش از یک واحد وزنی ثابت استفاده نمایید
  • 2- قبل از قرار دادن سنگ روی ترازو یا داخل ظرف آب حتما از صفر بودن ترازو و همچنین از خشک و تمیز بودن مطمئن شوید.
  • 3- در زمان محاسبه وزن مخصوص اپال باید سریعا وزن درون آب را یادداشت نمایید، زیرا اپال سنگی است آب را جذب می کند و این مسئله باعث به وجود آمدن خطا در محاسبات می شود.

روش دوم: اندازه گیری وزن مخصوص سنگ با استفاده از مایع مرجع

برای بدست آوردن وزن مخصوص، مایع مرجع که همه جا به عنوان شاخص پذیرفته شده، آب هست (بویژه آب مقطر) ولی برخی مایعات دیگر هم به خصوص برای سنجش گوهرها مورد استفاده قرار می گیرند.  شاخص گرانروی (gravity) عبارت است از میزان غلظت یک محلول. در واقع هر چه یک محلول رقیق تر باشد و تمایل به روان شدن بیشتر داشته باشد گرانروی کمتری دارد. به طور مثال آب گرانروی کمی دارد. عسل گرانروی بسیار زیاد تری نسبت به آب دارد.

اختلاف چگالی مواد معدنی نسبت به یکدیگر

در واقع وزن مخصوص، نسبت به آب که یک مایع مرجع هست و گرانروی کمی دارد با یک مایع دیگر با غلظت بالا تفاوت دارد. برای مثال ما در آب خالص یا رقیق غرق می شویم ولی در آبی که بسیار شور هست مثل دریای مرده در اُردن روی آب شناور می مانیم.

البته در نظر داشته باشید که مایع مرجع و شاخص همان آب مقطر هست. روش استفاده از مایعات سنگین برای سنجش وزن مخصوص Suspension هست. روش مایعات سنگین آسانتر هست ولی مایعات سنگین عموما سمی و خطرناک هستند به همین دلیل باید نکات ایمنی نظیر ماسک فیلتر دار، تهویه و استفاده از دستکش را حتما رعایت بفرمایید.

انواع حالت های کانی درون مایع سنگین جهت اندازه گیری وزن مخصوص

حالت های مختلف قرار گیری سنگ درون مایع سنگین

وقتی یک کانی یا گوهر سنگ درون یک مایع سنگین قرار می گیرد سه حالت برای آن ممکن است پیش بیاید:

  • 1- حالت اول این است که کانی در مایعات سنگین شناور شود. اصطلاحا به آن Float می گویند.
  • 2 – حالت دوم این است که ممکن هست کانی یا گوهر سنگ در مایعات سنگین معلق شود یعنی نه کامل شناور می ماند و نه ته نشین می شود بلکه در میان مایع معلق می ماند. که اصطلاحا به این حالت Suspended می گویند.
  • 3- حالت سوم این است که کانی یا گوهر سنگ در مایعات سنگین کامال ته نشین می شود. به این حالت Sink می گویند.

مایعات سنگینی که در گوهر شناسی و کانی شناسی مورد استفاده قرار می گیرند کدامند؟

چگالی وزن مخصوص سنگهای قیمتی نسبت به آب

  • 1- متیل یدید Methylene Iodide : در واقع مایع متیلن یدید وزن مخصوص SG=3.33 (مخفف Specific Gravity به معنای وزن مخصوص است) دارد، به این معنا که این مایع نسبت به آب مقطر 3.33 برابر سنگین تر است. اگر متیلن یُدید رو با تولوئن مخلوط کنید وزن مخصوص آن به 3.33 خواهد رسید. تذکر: تولوئن یک ماده ی سمی است بنابراین حتما باید احتیاط کرد.
  • 2- برموفورم (Bromoform): برموفورمی که با تولوئن مخلوط شده 2.65 SG=خواهد داشت.
  • 3 – کلرسی SG=4.2) Clerici): کلرسی قابلیت انحلال در آب را دارد بنابراین می شود با آب رقیقش کرد.
  • 4- محلول تولت SG=3.20) Tholet): اسم دیگر آن محلول یدات پتاسیم جیوه هست. این محلول بسیار در گوهر شناسی پر کاربرد است. بیش از نیمی از گوهر ها را با تولت می شود تشخیص داد همچنین نسبت به بقیه مایعات بالا کمتر سمی است.
  • 5 – آب نمک معمولی: اگر در ۵۰۰ سی سی آب ۲۰ گرم نمک حل گردد، وزن مخصوص آن ۱.۱ خواهد بود. فقط برای تشخیص کهربا کاربرد دارد. وزن مخصوص کهربا 1.1 هست بنابراین معلق  (Suspended) می شود.

تذکر: هر کدام از این مایعات یک جدول مخصوص دارند که نسبت اختلاطها را دقیقا با وزن مخصوص هر کدام معین کرده که در موقع خرید معمولا همراه محصول هست

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا