سنگ فیروزه یک سنگ قیمتی گرانبها است که به دلیل رنگ زیبای سبز آبی خود شناخته شده است. قرن هاست که ارزش زیادی داشته و در جواهرات و اشیاء تزئینی استفاده می شده است.

تشکیل فیروزه شامل فرآیند پیچیده ای است که طی میلیون ها سال اتفاق می افتد. معمولاً در مناطق خشک که شرایط زمین‌شناسی خاصی وجود دارد، رخ می‌دهد. این فرآیند شامل تعامل عناصر و مواد معدنی مختلف است که منجر به تشکیل فیروزه می شود.

سنگ فیروزه از ترکیب هیدروکسید آلومینیوم و فسفات مس تشکیل شده است. فرمول شیمیایی این سنگ CuAl6(PO4)4(OH)8·4H2O است. سنگ فیروزه به عنوان یک سنگ نفیس در صنعت جواهرات و هنر استفاده می شود از پر طرفدار ترین جواهرات فیروزه ای می توان به انگشتر فیروزه، گردنبند فیروزه، تابلو فیروزه، دستبند فیروزه و ... اشاده کرد.. این سنگ در فرهنگ های مختلف به عنوان  نشانه ی خوش شانسی، حفاظت و زیبایی شناخته شده است. برخی از مناطق تولید کننده ی سنگ فیروزه عبارتند از: ایران، ترکیه، مصر، آمریکای شمالی، چین و تبت.

در این مقاله به بررسی عوامل و فرآیندهای کلیدی در تشکیل فیروزه می پردازیم. همچنین در مورد شرایط زمین شناسی و محیط های مساعد برای تشکیل فیروزه صحبت خواهیم کرد.

مراحل تشکیل فیروزه

فیروزه در نتیجه واکنش شیمیایی بین فسفات آلومینیوم و مس تشکیل می شود. این واکنش معمولاً در مناطقی اتفاق می افتد که سنگ میزبان حاوی مقدار کافی از این مواد است.

مراحل تشکیل فیروزه به طور کلی به شرح زیر است:

ابتدا، سنگ میزبان حاوی فسفات آلومینیوم و مس تحت تأثیر آب و هوا قرار می گیرد.

فرآیند فرسایش و تجزیه سنگ میزبان توسط عوامل آب و هوایی می تواند به طرق مختلفی انجام شود. به عنوان مثال، آب می تواند باعث حل شدن ذرات کوچک سنگ میزبان شود. هوا نیز می تواند باعث خرد شدن و شکستن سنگ میزبان شود. تغییرات دما نیز می تواند باعث ایجاد ترک و شکاف در سنگ میزبان شود.

 این امر باعث می شود که فسفات آلومینیوم به محلول درآید.

سپس، محلول فسفات آلومینیوم به سطح زمین می رسد. در اینجا، مس از سنگ میزبان آزاد می شود و با محلول فسفات آلومینیوم واکنش می دهد تا فیروزه تشکیل شود.

فیروزه به صورت بلورهای کوچک و کروی تشکیل می شود. این بلورها به تدریج به هم می پیوندند و توده های فیروزه را تشکیل می دهند.

عوامل موثر در تشکیل فیروزه

چندین عامل وجود دارد که می تواند در تشکیل فیروزه تأثیر بگذارد. این عوامل عبارتند از:

• نوع سنگ میزبان: سنگ میزبان باید حاوی مقدار کافی از فسفات آلومینیوم و مس باشد تا فیروزه تشکیل شود.
• شرایط آب و هوایی: شرایط آب و هوایی باید به گونه ای باشد که سنگ میزبان تحت تأثیر آب و هوا قرار گیرد و فسفات آلومینیوم به محلول درآید.
• وجود مواد دیگر: وجود مواد دیگر مانند آهن و کلسیم می تواند بر رنگ فیروزه تأثیر بگذارد.

رنگ فیروزه

رنگ فیروزه به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

مقدار مس در سنگ: مقدار مس در سنگ تعیین کننده رنگ آبی فیروزه است. هرچه مقدار مس بیشتر باشد، رنگ آبی فیروزه تیره تر خواهد بود.

وجود مواد دیگر: وجود مواد دیگر مانند آهن و کلسیم می تواند بر رنگ فیروزه تأثیر بگذارد. آهن باعث ایجاد رنگ سبز در فیروزه می شود.

خواص فیروزه

فیروزه خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی دارد. این خواص عبارتند از:

• سختی: سختی فیروزه 5.5 تا 6 در مقیاس موس است. این سنگ نسبتاً نرم است و می تواند به راحتی خراشیده شود.
• شکنندگی: فیروزه نسبتاً شکننده است و می تواند به راحتی خرد شود.
• وزن مخصوص: وزن مخصوص فیروزه 2.6 تا 2.8 گرم بر سانتی متر مکعب است.
• انبساط حرارتی: انبساط حرارتی فیروزه 0.06 تا 0.09 درصد در هر درجه سانتیگراد است.
• رسانایی حرارتی: رسانایی حرارتی فیروزه 2.2 تا 2.6 وات بر متر در کلوین است.
• رسانایی الکتریکی: رسانایی الکتریکی فیروزه 10 تا 100 میلی اهم بر سانتی متر است.

خواص فیزیکی و شیمیایی فیروزه به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:

نوع سنگ میزبان: سنگ میزبان می تواند بر سختی، شکنندگی، وزن مخصوص و انبساط حرارتی فیروزه تأثیر بگذارد.

شرایط آب و هوایی: شرایط آب و هوایی می تواند بر سختی و شکنندگی فیروزه تأثیر بگذارد.

سولفات آلومینیوم پتاسیم یک کانی ثانویه رایج دیگر است که در بعضی از نمونه های فیروزه گزارش شده است. کانسار فیروزه معمولاً تا عمق حدود 20 متر (66 فوت) از سطح زمین ادامه دارد، اما در شکستگی های عمق بالاتر که تحت تاثیر بخش بزرگتر و عمق بالاتر سطح احتقان قرار دارند، نفوذ بالاتر دارند.

فرآیند تشکیل فیروزه را می توان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد:

• کانی سازی: این مرحله زمانی رخ می دهد که آب های زیرزمینی حاوی مس از درون سنگ های دور و بر عبور می کنند. این آب ها چون خیلی گرم هستند، مس را از سنگ ها جدا می کنند و با خود می برند. این آب های حاوی مس در مناطق که زغال سنگ وجود دارد، بیشتر پیدا می شوند.
• واکنش شیمیایی: این مرحله زمانی رخ می دهد که آب های حاوی مس با سنگ های دارای آلومینیوم برخورد می کنند. این باعث می شود که مس و آلومینیوم با هم ترکیب شوند و فیروزه را بسازند. البته بعضی از سنگ های دیگر هم به این واکنش کمک می کنند، مثلا سنگ آهن یا پیريت. دانشمندان هنوز دقيق نمي دانند كه چطور اين واكنش ها اتفاق مي افتد.

• تغییر ثانویه:با گذشت زمان، فیروزه تازه تشکیل شده به دلیل قرار گرفتن در معرض فرآیندهای مختلف زمین شناسی، از جمله هوازدگی و اکسیداسیون، دچار دگرسانی ثانویه می شود. این تغییر می تواند منجر به تغییرات در رنگ و بافت شود که منجر به الگوهای متمایز و خال هایی می شود که اغلب در فیروزه مشاهده می شود.

 

علاوه بر این، تحقيقات در آزمایشگاه نشان داده است كه اگر فيروزه را در فشار و دمای بالا قرار بدهيم، فرآیند تشکيل آن سريع تر خواهد شد. این چيزي است كه در طبيعت نيز به صورت خودكار اتفاق مي افتد.

فیروزه به صورت خيلي كوچك (کریپتوکریستال)و نامظم است. به عبارت ديگر، كريستال های فيروزه خيلي كوچك هستند و به صورت منظم قرار نگرفته‌اند. بعضی از سنگ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي ديگر كه اين خاصيت را دارند، مثل ژاد، اپال و آگات هستند.

 فیروزه می تواند به شکل های مختلفی رشد کند، مثل خط، شکاف، گردی، تخم مرغی یا حتی قطره ای. گاهی فیروزه جای دیگر کانی ها یا حتی استخوان های حیوانات را می گیرد و شکل آنها را تقلید می کند. فیروزه همچنین با سایر کانی های مس ارتباط دارد، مثل کریزوکولا که رنگ آبی سبز دارد.

نتیجه گیری

در پایان این مقاله، می‌توان به این نکته اشاره کرد که فیروزه یک سنگ قیمتی زیبا و ارزشمند است که به دلیل رنگ آبی جذاب خود شناخته شده است. تشکیل فیروزه یک فرآیند پیچیده و چند مرحله‌ای است که معمولاً در مناطق خشک و حاوی مواد معدنی خاص رخ می‌دهد. عوامل موثر در تشکیل فیروزه عبارتند از نوع سنگ میزبان، شرایط آب و هوایی و وجود مواد دیگر. خواص فیزیکی و شیمیایی فیروزه به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله نوع سنگ میزبان، شرایط آب و هوایی و وجود مواد دیگر.