المعادن والصخور

الدرس الأول

المعادن والصخور

أنظر وأتساءل

جميع الصخور تحتوي على معادن. المعدن الذي نراه في الصورة هو الكوارتز. معادن الكوارتز مختلفة الألوان، فقد تكون وردية أو بيضاء أو بنفسجية.
لماذا لا تشبه الصخور جميعها الكوارتز؟

استكشف
نشاط استقصائي

ما الذي يجعل الصخور تختلف عن بعضها؟

الهدف
أستكشف خصائص صخور مختلفة.

الخطوات

• أفحص كل صخر. ما لونه؟ وما شكله؟ وما ملمسه؟

• أتواصل. أعمل جدولًا لتسجيل ملاحظاتي.

• ألاحظ. أختار صخرًا متعدد الألوان، ثم أختار لونًا من الصخرة نفسها، وأستعين بالعدسة المكبرة للمقارنة بين الحبيبات التي لها هذا اللون. هل هذه الأجزاء لامعة أم معتمة؟ خشنة أم ناعمة؟ أسجل ملاحظاتي في الجدول.

• أختار لونًا آخر في الصخر نفسه. كيف يمكن مقارنة الحبيبات الملونة الأخرى مع هذا اللون؟

أستخلص النتائج

• أستنتج. هل الأجزاء الملونة في الصخر نفسه مكونة من المادة نفسها أم أنها مختلفة؟ أوضح إجابتي.

• ما الذي يجعل هذه الصخور مختلفة عن بعضها؟

أستكشف أكثر

أختار إحدى الصخور. كيف يمكن تعرفها، ومعرفة مكوناتها؟ أبحث في ذلك، ثم أسجل ما توصلت إليه.

أحتاج إلى:
صخور مختلفة
عدسة مكبرة

الحذر

أقرأ وأتعلم

ما المعدن؟

لماذا تختلف الصخور بعضها عن بعض؟ للإجابة عن هذا السؤال من المفيد أن تعرف شيئًا عن المعادن وعلاقتها بالصخور. المعدن مادة طبيعية غير حية تتشكل الصخور. وقد عرف العلماء أكثر من ثلاثة آلاف نوع من المعادن لها خصائص مختلفة. والخاصية هي ما يميز الشيء من غيره، فإذا نظرت إلى المعادن في الصفحة المقابلة، ستجد أنها خصائص عديدة، منها اللون والقساوة والبريق.

اللون

اللون إحدى خصائص المعادن. فمعدن التلك مثلًا أبيض اللون، والتوباز له ألوان مختلفة، منها الأزرق. ولا يمكن تمييز المعادن بعضها من بعض باستخدام اللون فقط؛ فبعض المعادن المختلفة قد يكون لها اللون نفسه.

القساوة

القساوة هي قابلية أن يخدش أحد المعادن معدنًا آخر، أو أن تخدشه معادن أخرى. ويستخدم مقياس معين لقياس قساوة بعض المعادن. ويتكون المقياس من ١٠ معادن مختلفة في قساوتها. وكل معدن له رقم من ١ إلى ١٠؛ حيث يشير الرقم ١ إلى المعدن الأقل قساوة، أي الأكثر مقاومة للخدش، ويظهر من المقياس أدناه أن الألماس أكثر المعادن قساوة، والتلك ألين المعادن.

أقرأ وأتعلم

السؤال الأساسي
لماذا توجد عدة كبيرة من أنواع الصخور المختلفة؟

المفردات
المعدن
صخور نارية
صخور رسوبية
صخور متحولة
موارد الأرض

مهارة القراءة
التتابع

الأول
التالي
الأخير

مقياس قساوة المعادن

الألين
تلك ١
جبس ٢
كالسيت ٣
فلوريت ٤
أباتيت ٥

خصائص المعادن

المعدن
المايكا
البيريت
الفلسبار
الهيماتيت

اللون
أبيض، أخضر، فضي، بني
ذهبي، أصفر نحاسي
أبيض، زهري، رمادي
رمادي، بني

البريق
لؤلؤي
مطفي
زجاجي أو عاتم
مطفي أو عاتم

المخدش
بيضاء
خضراء - سوداء
بيضاء
حمراء

القساوة
٢ - ٢,٥
٦ - ٦,٥
٦ - ٦,٥
٥ - ٦

البريق

يشير البريق إلى الكيفية التي يعكس بها سطح المعدن الضوء الساقط عليه. وتتفاوت المعادن في درجة بريقها ولمعانها.

المخدش

عندما نحك معدنًا بقطعة خزفية بيضاء، فإن المعدن يترك مسحوقًا على القطعة. والحكاكة هي لون هذا المسحوق. وقد تختلف حكاكة المعدن عن لون سطحه الخارجي.

أختبر نفسي

التتابع. ما الخطوات التي يمكن اتباعها لتعرف المعدن؟

التفكير الناقد. لماذا يستخدم العلماء أكثر من خاصية لتعرف المعدن؟

أقرأ الجدول

ما المعدن الأكثر قساوة: الفلسبار أم الكالسيت؟
إرشاد: أقارن موقعها على مقياس القساوة.

مقياس قساوة المعادن

فلسبار ٦
كوارتز ٧
توباز ٨
الكورندوم ٩
ألماس ١٠

ما أنواع الصخور؟

تختلف الصخور بعضها عن بعض باختلاف طرائق تكونها واختلاف المعادن المكونة لها، قال تعالى:
﴿أَلَمْ تَرَ أَنَّ اللَّهَ أَنْزَلَ مِنَ السَّمَاءِ مَاءً فَأَخْرَجْنَا بِهِ ثَمَرَاتٍ مُّخْتَلِفًا أَلْوَانُهَا وَمِنَ الْجِبَالِ جُدَدٌ بِيضٌ وَحُمْرٌ مُّخْتَلِفٌ أَلْوَانُهَا وَغَرَابِيبُ سُودٌ﴾

وتصنف الصخور إلى أنواع ثلاثة، هي: النارية والرسوبية والمتحولة.

الصخور النارية

الصخور المنصهرة في باطن الأرض تسمى ماجما. فإذا خرجت إلى سطح الأرض فإنها تفقد الغازات الموجودة فيها، وتسمى اللابة.

عندما تبرد هذه الصخور المنصهرة سواء في باطن الأرض أو فوق سطحها تكون الصخور النارية. فإذا كان التبريد بطيئًا تركزت حبيبات كبيرة من المعادن، ويصبح مظهر الصخر خشنًا. أما إذا كان التبريد سريعًا فإن بلورات المعادن قد يكون هناك وقت كاف لتكون حبيبات كبيرة، ويصبح مظهر الصخر ناعمًا. وتسمى الخاصية التي تصف مظهر الصخر النسيج.

أمثلة على الصخور النارية

الزجاج البركاني والبازلت صخران ناريان لها حبيبات معدنية صغيرة، وكلاهما يتكون بسرعة من تبريد اللابة المتدفقة عبر فوهة البركان. أما صخور الجرانيت فتختلف عنهما، حيث تتكون في الأعماق ببطء شديد، مما يعطيها الوقت الكافي لتكوين حبيبات معادن كبيرة تعطي الصخر نسيجًا خشنًا.

الزجاج البركاني

حقيقة
الصخور تتكون من معدن واحد أو أكثر.

أنسجة الصخور النارية
نسيج ناعم
نسيج خشن

نشاط

ملاحظة الصخور النارية

• أحصل على قطعتين من الخفاف والجرانيت، أقارن بين الصخرين من حيث الحجم والوزن.

• أتوقع. هل يطفو الخفاف على سطح الماء؟ أوضح ذلك.

• أضع الصخرين في الماء. ماذا يحدث؟

• أستنتج. ما الخاصية التي تحدد إمكانية الطفو أو الانغمار للصخرين؟

الصخور الرسوبية

أفحص الحجر الرملي في الصورة أدناه، فهل أشاهد حبيبات؟

هذه الحبيبات مكونة من قطع صغيرة تسمى الرواسب. بعض هذه الرواسب تكونت من الصخور أو المعادن. وبعضها الآخر من أجزاء نباتات وأصداف ومواد أخرى صلبة. تتكون الصخور الرسوبية من رواسب تراصت وتماسكت. وقد تمر ملايين السنين قبل أن تتحول الرواسب إلى صخر.

الصخور المتحولة

الحرارة والضغط تحت سطح الأرض مرتفعان جدًا، وعندما تتعرض الصخور لمثل هذا الضغط والحرارة تتغير، وينتج عن ذلك صخور جديدة لها خصائص مختلفة، تسمى الصخور المتحولة. قد يشكل كل من الضغط أو من صخور نارية أو رسوبية أو حتى صخور متحولة. والشكل المجاور يبين بعض الصخور المتحولة والصخور التي تكونت منها.

أختبر نفسي

التتابع. كيف تتكون الصخور الرسوبية؟

التفكير الناقد. هل يمكن مشاهدة تكون الصخور الرسوبية؟ أفسر إجابتي.

الحجر الرملي يحتوي على معادن الكوارتز والفلسبار، وغالبًا ما يستعمل في البناء.

حقيقة
يمكننا رؤية جميع أنواع الصخور الرئيسة الثلاثة في محافظة العلا.

قبل التحول
الصخر الأصلي
جرانيت «ناري»
حجر جيري «رسوبي»
حجر رملي «رسوبي»

بعد التحول
الصخر المتحول
نايس
رخام
كوارتزيت

ما أهمية الصخور؟

الصخور والمعادن من موارد الأرض، لأن لها خصائص مفيدة لنا. ويمكن أن ترى أمثلة عديدة لهما من حولنا.

استعمالات الصخور النارية

الجرانيت صخر ناري صلب يقاوم التجوية والتعرية، وهذه الخصائص تجعله مناسبًا لبناء المدارس والمنشآت الأخرى.

استعمالات الصخور الرسوبية

الحجر الجيري صخر رسوبي يستخدم عادة في صناعة الطباشير، كما يدخل في صناعة الإسمنت وبعض مواد البناء الأخرى. ومن دراسة طبقات الصخور الرسوبية يمكن للعلماء معرفة تاريخ الأرض.

استعمالات الصخور المتحولة

الرخام صخر متحول شائع الاستعمال، وذلك بسبب جماله وقوته، لذا يستخدم في صناعة البلاط والأعمدة الحجرية ومواقد النار.

أختبر نفسي

التتابع. كيف ينتهي الصخر إلى حجر في بناء ما؟

التفكير الناقد. كيف استخدمت الصخور اليوم؟

يستخدم الكوارتزيت في صناعة الزجاج.

تستخدم الحجر الجيري والرخام في البناء.

رؤية ٢٠٣٠

مسجد جواثا في مدينة مكة المكرمة.