عناصر کالکوفیل- تقسیم بندی ژئوشیمیایی عناصر قسمت اول

دانشمند سوئیسی ویکتور گلداشمیت عناصر را بر اساس خواص ژئوشیمایی و تمایل واکنشیشان به 4 دسته کاکلوفیل (کانه دوست یا کالکوژن دوست)، سیدروفیل (آهن دوست) ، اکموفیل (گاز یا مواد فرار[1] دوست ) و لیتوفیل (سنگ دوست) تقسیم کرد. فاکتور اصلی در این تقسیم بندی شناسایی نوع پیوند برقرار شده توسط عناصر می باشد. شایان ذکر است که بعضی از عناصر تمایل به برقراری پیوند با چند فاز مختلف را دارند که به آنها در ادامه مطلب اشاره خواهد شد.

عناصر کالکوفیل :

نقره، آرسنیک، بیسموت، کادمیوم، مس، گالیوم، ژرمانیم، جیوه، ایندیوم، سرب، پولونیم، گوگرد،آنتیمون، سلنیم، قلع،تلوریم، تیتانیوم و روی   

کالکوفیل از کلمه یونانی khalkós (χαλκός),  به معنی کانه گرفته شده است. این عناصر، عناصری هستند که به دلیل برقراری پیوند با سولفور و سایر عناصر کالکوژن (به غیر از اکسیژن) نزدیک و یا بر روی سطح باقی مانده و به سمت هسته غرق نمیشوند. عناصر کالکوفیل آن دسته از فلزات و غیرفلزات سنگینی هستند (گاهی اوقات فلزات فقیر نامیده می شوند) که تمایل کمتری برای اکسیژن و تمایل زیادی به برقرار کردن پیوند کوالانسی با سولفور داشته و معمولا در کانی های سولفیدی (با انحلال زیاد)  به وفور یافت می شوند. در صورت حضور زیاد سولفور در ماگما، عناصر کالکوفیل بصورت چشمگیری کانی های سولفوری را تشکیل داده و از ماگما جدا میشوند ( ته نشین میشوند). این پروسه تشکیل گسترده کانسارهای آهن- نیکل-مس سولفیدی را توضیح می دهد.

کالکوفیلها به دلیل چگال تر بودن نسبت به کانی های سیلیکاته که توسط عناصر لیتوفیل تشکیل میشوند در اولین متبلور شدن پوسته زمین در زیر  آنها قرار گرفته اند. این علت سبب کمبود (تهی شدن) آنها در پوسته زمین نسبت به فراوانی خورشیدشان گشته است. اما به این دلیل تشکیل کانیهای غیر فلزی توسط این عناصر، این کمبود به سطح کمبود عناصر سیدروفیل نرسیده است. اگرچه به دلیل آنکه این عناصر هیدروکسیدهای فرار را در زمین اولیه-زمانیکه رابطه اکسایش-کاهش کنترل کننده اکسیداسون یا کاهش هیدروژن بوده است- ایجاد کرده اند، عناصر کمتر فلزی کالکوفیل کاهش بسیار بیشتری را در زمین نسبت به فراوانی جهانی خود نشان می هند. این واقعیت بصورت بیشتری برای تلوریم و سلنیوم  که به این دلیل در میان نایابترین عناصر یافت شده در پوسته زمین قرار دارند، حقیقت دارد (تلوریم تنها به اندازه پلاتین فراوانی دارد).

فلزیترین عناصر کالکوفیل ( مس، روی و خانواده بر) احتمال ممزوج شدن با آهن را در هسته زمین دارند. آنها به نظر نمیرسد که در زمین نسبت به فراوانی خورشیدشان تهی شده باشند که علت این امر تشکیل ندادن هیدروکسیدهای فرار توسط این عناصر می باشد. روی و گالیوم تا حدی در طبیعت لیتوفیل هستند؛ آنها اغلب در میان کانی های سیلیکاته و یا کانی های وابسته تشکیل شده و پیوند تقریبا محکمی با اکسیژن برقرار می کنند. بوکسیت ها (هیدروکسید آلومینیوم) منبع گالیوم محسوب میشوند ؛ گالیوم در این کانه جایگزین عناصر شیمیایی مشابه میشود.

علیرغم فروانی کم عناصر کالکوفیل در پوسته زمین، این عناصر حجم زیادی از منابع اقتصادی فلزات را  تشکیل می دهند. این به این دلیل است که  برخلاف عناصر لیتوفیل که به الکترولیزهای انرژی گیر برای استخراج نیاز دارند ، این عناصر به آسانی توسط  ذغال کک استخراج می شوند. به علاوه تمرکز ژئوشیمیایی عناصر کالکوفیل در موارد خاص می تواند از 100.000 برابر فراوانی پوسته شان بیشتر گردد.

این غنی شدگی ها در فلاتهای مرتفع مثل فلات تبت و فلات آندی بولیوی که میزان زیادی از عناصر کالکوفیل توسط برخوردهای قاره ای بالا آورده شده اند رخ میدهند.

گردآوری و ترجمه: زینب آزادبخت
منابع: Wikipedia  و ُStudy smarter 

[1] Volatile 

/ 0 نظر / 195 بازدید