دور المعادن في القشرة الأرضية:
تم التعرف على المعادن ووجدها العلماء بأنها مادة غير عضوية تتواجد في الطبيعة وليس للإنسان شأن في تشكيلها أو تكونها، وهي مادة صلبة تكون ذات تركيب متجانس وتملك تركيب كيميائي محدد وبنائها الداخلي الذري يكون منتظم ومعين (تركيب بلوري).
يعمل على تحديد هيئة تركيب الذرات والأيونات ضمن جسم البلورة مثل المعدن الأرضي الذي يدخل في تركيب الصخور الأرضية والذي هو عبارة عن اتحاد عنصرين كيميائيين أو أكثر ولكن يكون بنسب محددة، فمثلاً الخام الموجود في الطبيعة (الجالينا) هو عبارة عن معدن مكون من اتحاد عنصرين (الرصاص والكبريت).
بالإضافة إلى الملح الصخري وهو معدن وأيضاً الكالسيت، وفي بعض الأوقات نجد كجيولوجيين في الطبيعة بعض من المعادن والتي تكون ذات عنصر واحد مثل الفضة والذهب والغرانيت ويكون كل معدن منها يتشكل من خصائص طبيعية (فيزيائية)، حيث تساعدنا على التعرف عليه وكشف هويته.
تتشكل القشرة الأرضية من العناصر الكيميائية الرئيسية وهي ذات عدد كبير 92 عنصر، كما أن عشرة عناصر منها هي من تشكل 99% من محتويات القشرة الأرضية والعناصر، تكون ذات نسب محددة جيولوجياً، حيث يُعد الأكسجين أهمها وبنسبة 46.71% والسيليكون بنسبة 27.69%.
بالإضافة إلى عنصر الألمنيوم ويكون بنسبة 8.07% والحدديد وأقلها نسبة حيث أنه يكون بنسبة % والكالسيوم وعنصر الصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم وأخيراً الهيدروجين، وهذه العناصر لا يمكن أن نجدها حرة داخل القشرة الأرضية لكننا نجدها داخل الصخور المختلفة وتكون متحدة مع عناصر أخرى ويكون الاتحاد اتحاداً كيميائياً، ولكننا كجيولوجيين لاحظنا أن عنصر الأكسجين هو من أكثر العناصر انتشاراً في القشرة الأرضية ويليه عنصر السيليكون، فالعناصر التي تشكل القشرة الأرضية جميعها هي عبارة عن عناصر فلزية ما عدا عنصر السيليكون وعنصر الأكسجين يعتبران عنصران لا فلزيان.
لكن السيليكون بشكل خاص يملك خصائص معينة والتي من الممكن أن تضعه بين العناصر الفلزية والعناصر اللافلزية ويكون له ميل لأنه يتحد بالعناصر الفلزية، أي أنه يميل لأن يتشارك مع غيره من الفلزات ليكون جزيئات معادن السيليكات، وجميع العناصر المكونة للقشرة الأرضية تتحد مع الأكسجين ولينتج عن هذا الاتحاد الأكاسيد وهي ذات عدة أنواع، فالنوع الأول يعرف باسم أكاسيد قاعدية وهي التي تتفاعل مع الماء ليتشكل من هذا التفاعل الهيدروكسيدات أي يشكل القواعد مثل أكسيد الكالسيوم وأكسيد الصوديوم وأكسيد المغنيسيوم وكلها أكاسيد لها دور كبير في القشرة الأرضية وخاصة في الصخور.
والنوع الأخر يسمى أكاسيد حامضية وهي عبارة عن أكاسيد لا فلزية، حيث أنها تتفاعل مع الماء مثل التفاعل مع ماء المطر وتنتج بذلك الحموض ومن الأمثلة على هذه الأكاسيد أكسيد الكربون وثالث أكسيد الكبريت وإذا حصل تفاعل بين أكسيد الكبرين وبين ثالث أكسيد الكبريت بالإضافة إلى الماء هنا يتشكل حامض الكبريت، كما أن الهيدروكسيدات تتفاعل مع الحمض لتكون الأملاح وتنتج الماء ومن الأمثلة على هذا التفاعل في الأرض هو تفاعل هيدروكسيد الكالسيوم مع حمض الكبريت، أما بالنسبة لمعدن كبريتات الكالسيوم فهو عبارة عن ملح وهذا الملح يتشكل من شقين في الغالب.
فيكون شق الملح القاعدي عبارة عن أيون فلزي ويكون موجب مثل أيوم الكالسيوم وأيوم البوتاسيوم أيضاً أما الشق الآخر وهو إما أن يكون عبارة عن أيون لا فلز ويكون سالب مثل أيون الكلور والبروم أو أن يكون أيون من أيونات المجموعة الكيميائية السالبة مثل مجموعة الكبريتيات أو مجموعة الفوسفات، لذلك فإن المعادن التي درسها الجيولوجييون في القشرة الأرضية تتكون في عظمها من الأملاح المعدنية ويكون أغلبها يتكون من السيلكات، فالمعادن في القشرة الأرضية تتشكل بطرق كثيرة جداً مثل طريقة التبلور من الصهير الأرضي والتي تتشكل من حدوث تبلور للصهارة (الصخور النارية) لينتج عن هذا التبلور معادن الصخور النارية.
أما الطريقة الثانية فتسمى طريقة التبلور من المحاليل المائية، حيث أن هذه المعادن تشكل المحاليل المائية المتواجدة في سطح القشرة الأرضية والتي بدورها تشكل الغلاف المائي، لذلك فإن المعادن التي تتبلور من خلال هذه المحاليل المائية تعمل على تكوين الصخور الرسوبية وتعمل المعادن المتبلورة على تكوين الكثير من الخامات الفلزية الاقتصادية من هذه المحاليل المائية، أما الطريقة الأخير في تكوين المعادن طبيعياً على القشرة الأرضية تسمى بطريقة إعادة التبلور، فإن بعض المعادن تتشكل بسبب إعادة ترتيب الذرات داخل بلورات المعادن السابقة التكوين.
حيث أنه في هذه الطريقة من الممكن إضافة أو حذف جزء من الذرات عند تشكيل المعدن الجديد وهذه الطريقة تحدث داخل الشقوق الصخرية في الطبيعة في أماكن تواجد محاليل لمعادن معينة ويعاد تبلورها لتشكيل معادن جديدة، حيث أن ذلك يحتاج إلى إعادة ترتيب النظام البلوري للمعادن لكن تحت تأثير ظروف من الضغط العالي والحرارة المرتفعة فالمعادن الجديدة كانت تشكل جزء كبير في القشرة الأرضية ودخلت في مكونات الصخور المتحولة وتحصل داخل الشقوق بالإضافة إلى الرسوبيات والمعادن الطينية والتي تكون ناتجة بسبب عوامل التعرية على الصخور القديمة ولا سيما الصخور النارية.
