كاني‌ها و سنگ‌هاي نيمه‌قيمتي عموماً به‌صورت سنگ‌جوري و محصولات جانبي معادن وارد بازار مي‌شوند. سهولت در جابجايي و حمل و نقل از مزيت بالاي اين كاني‌ها است.

از ديگر مواردي كه باعث ارزشمندي اين مواد معدني است هزينه پايين در ايجاد كارگاه‌هاي تراش و فرآوري آنها است. همچنين در مورد اين نوع از مواد معدني مشكلات زيست‌محيطي در هنگام استخراج و فرآوري آنها وجود ندارد.

معمولاً كاني‌ها و سنگ‌هاي قيمتي را به دو بخش تقسيم مي‌كنند: قيمتي و نيمه‌قيمتي.

کاني‌های قیمتی: سنگ‌ها و کاني‌هايي كه داراي خصوصياتي از جمله زيبايي رنگ، شفافيت، كمياب بودن و دوام و سختي بالا بوده و شامل الماس، زمرد، ياقوت سرخ، ياقوت كبود، توپاز و بريل هستند. به اين گروه اصطلاحاً احجار كريمه مي‌گويند.

كاني‌های نيمه‌قيمتی: آن قسم از كاني‌ها و سنگ‌هايي كه فاقد تمام و يا قسمتي از خصوصيات سنگ‌هاي قيمتي بوده ليكن اغلب به دليل زيبايي رنگ مورد توجه هستند.

اين گروه‌بندي بر پايه‌اي نااستوار قرار دارد زيرا اولا اگر ارزش اقتصادي پايه باشد، براي اين كار مرزي نمي‌توان مشخص كرد و دوم آنكه چه بسا يك سنگ قيمتي يا نيمه‌قيمتي با كاري كه يك هنرمند روي آن انجام مي‌دهد، بتواند بهايي بيش از الماس پيدا كند. بنابراين علاوه بر نوع كاني و ذات آن، نوع تراش و پردازش و هنرنمايي هم در بهايي شدن و ارزش كاني مهم است. اما ذاتاً يك جور رده‌بندي پلكاني در اين زمينه وجود دارد.

تاريخچه سنگ‌هاي قيمتي در ايران

ما در تاريخچه با دو مسئله جداگانه روبه‌رو هستيم:

الف) به‌كارگيري گوهر به‌طور سنتي در كشور كه تاريخي چند هزارساله دارد كه خود يك زيربنا است. در ايران نيز از همان آغاز تاريخ، استفاده از گوهرها و زيورها معمول بوده است. آباداني كشور، ثروتمند بودن و علاقه‌مندي مردم اين سرزمين به زندگاني پر تجمل و باشكوه، توأم با زيبايي‌پسندي، همواره گوهرها و زيورها را مورد توجه مردم ايران قرار داده است.

كتاب‌ها و ديوان‌هاي ادبي ما، همانند شاهنامه فردوسي و ديوان حافظ، پر از نام گوهرها و زيورهاي گوناگوني است كه نياكان ما آنها را شناخته بودند و به‌كار مي‌بردند. پيدايش شاهنشاهي‌هاي بزرگ و نيرومند و تشكيل دربارهاي باشكوه و ثروتمند در طول تاريخ ايران، باعث گرد آمدن گوهرهاي گرانبها و ناياب در گنجينه‌هاي ايران گرديده و گوهرشناسي و گوهرتراشي و گوهريابي همواره در اين سرزمين رواج داشته و مورد توجه خاص مردم بوده است. نگاهي به فراواني جواهرنامه‌هايي كه در سده‌هاي گوناگون به نام شاهان و نامداران ايران نگاشته شده است و نشانه‌هاي فراوان از گوهرها و گوهر سنگ‌هاي قيمتي (gemstone) كه در موزه‌ها نگاهداري مي‌شود، بهترين گواه اين توجه و علاقه است.

ب) تاريخ نوين گوهرشناسي و گوهرتراشي و اكتشاف آنها كه اين تاريخ بسيار نوپا و در ابتداي مسير است.

نگاه نوين به سنگ‌هاي قيمتي در ايران از اواخر دهه هفتاد و اوايل دهه هشتاد به بعد آغاز شده كه ابتدا با يك سمينار و نمايشگاه توسط وزارت معادن و فلزات وقت آغاز و در پي آن يك برنامه اكتشاف خيلي مقدماتي براي 5 استان انجام گرفت كه اين اكتشافات بعداً در غالب اكتشافات استاني ادامه پيدا كرد و تاكنون در 20 استان شناسايي و پي‌جويي نه اكتشاف به مفهوم آن انجام شده است.

در سال 1380 سازمان صنايع دستي ايران از سوي وزارت صنايع و معادن مسئوليت پيگيري و ساماندهي صنعت سنگ‌هاي قيمتي را به‌عهده گرفت با بررسي‌هاي كارشناسي، مقرر شد اولين گام با تشكيل همايش تخصصي براي بررسي مسائل عمده اين صنعت و آشنايي و تبادل نظر اساتيد و محققان و صنعتگران اين رشته برداشته شود. نخستين همايش سنگ‌هاي قيمتي در شانزدهم دي‌ماه 1381 برگزار گرديد و از آن تاريخ تاكنون تقريباً هر ساله يك همايش برگزار شده است. پس از همايش آبان 1381 و ارزيابي كميته‌هاي تخصصي فعاليت‌هاي اكتشافي همگام با اكتشاف كلاس‌هاي آموزشي گوهرشناسي و تعدادي گوهرتراشي نيز آغاز گرديد و هم‌اكنون نيز ادامه دارند. تعداد آنها به بيش از مؤسسه مي‌رسد كه پاره‌اي دولتي و پاره‌اي خصوصي مي‌باشند.

انواع كاني‌ها و سنگ‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي

گونه‌هاي فراواني از كاني‌ها و سنگ‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي در دنيا وجود دارند كه در دسته‌هاي مختلف رده‌بندي مي‌شوند. در اينجا به انواع كاني‌ها و سنگ‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي اشاره مي‌‌شود سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي در اين گونه‌ فقط چهار كاني قرار مي‌گيرد كه در گروه قيمتي‌ها قرار مي‌گيرند:

1. الماس

2. ياقوت

• ياقوت سرخ

• ياقوت كبود (سافير)

3. توپاز

4. بريل

رنگ و منشأ آن در سنگ‌ و كاني‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي

برجسته‌ترين ويژگي اغلب سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي كه به‌چشم مي‌آيد، رنگ آنها است.

در كاني‌شناسي، رنگ اغلب به‌صورت طبقه‌بندي شده در يكي از سه گروه زير جاي مي‌گيرد. ايدئولوژيك (خودرنگ) ناشي از اجزاي اصلي سنگ مانند مس در مالاكيت با فرمول Cu₂(OH)₂CO₃، آلئوكروماتيك (غيرخودرنگ) ناشي از يك ناخالصي مانند كروم در ياقوت با فرمول Al₂O₃+Cr و پسودوكروماتيك (رنگ كاذب) ناشي از عوامل فيزيكي مانند اثر شبكه پراش در اپال با فرمول SiO₂.xH₂O.

دانش سنتي كه سعي مي‌كند رنگ سبزآبي را به مس، آبي پررنگ را به كبالت، قرمز را به كروم و ... نسبت دهد اغلب گمراه‌كننده است. براي مثال تركيبات كروم، مي‌توانند به رنگ‌هاي قرمز، نارنجي، زرد، سبز و يا حتي بنفش ياسي ظاهر شوند. همچنين، عامل ايجاد رنگ آبي تيره مي‌تواند كبالت (مانند اسپينل)، آهن همراه تيتانيوم (مانند ياقوت كبود) و يا مراكز رنگي باشد كه فاقد هر تحول ايجادشده توسط ناخالصي فلزي است (مانند بريل نوع ماكسيك).

چهار تئوري متمايز وجود دارد كه تمام رنگ‌ها در جواهرات و كاني‌ها را شامل مي‌شود. اين چهار تئوري عبارت‌‌‌اند از:

1. تئوري ميدان كريستال: اين تئوري شامل هر دو تئوري تحول ايدئوكروماتيك و آلئوكروماتيك رنگ به‌وسيله فلز مي‌شود. همچنين شامل تئوري مراكز رنگ نيز است مانند رودوكروزيت، زمرد و آمتيست.

2. تئوري مدار مولكولي: اين تئوري رنگ‌هاي انتقال ظرفيت را تشريح مي‌كند، مانند ياقوت كبود،‌ مگنتيت و پيريت، رنگ‌هاي آلي (رنگ‌هاي آلي در كهربا و مرجان و ... ظاهر مي‌شوند) و رنگ گرافيت.

3. تئوري باند: اين تئوري رنگ فلزات (مانند طلا و مس)، نيمه‌هادي‌ها (مانند گالن و پروستيت) و نيمه‌هادي‌هاي ناخالص شده (مانند الماس آبي‌رنگ) را در بر مي‌گيرد.

4. تئوري نوري فيزيكي: اين تئوري رنگ را در پسودوكروماتيك‌ها مانند لابرادوريت و سنگ ماه را در بر مي‌گيرد.

در همه گروه‌ها به‌غير از گروه چهارم رفتار الكترون‌هاي جفت‌نشده در مقابل نور كه به‌وسيله تئوري كوانتوم كنترل مي‌شود كليد فهميدن عامل ايجاد رنگ است.

خاستگاه سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي

سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي و نيمه‌قيمتي خاستگاه‌هاي بس گوناگوني دارند و طيفي بسيار گسترده از فشار و دما در پيدايش آنها دست‌اندركار است. به‌طور كلي خاستگاه گوهرها را مي‌توان به صورت زير دسته‌بندي كرد:

1. خاستگاه ماگمايي

2. خاستگاه دگرگوني

3. خاستگاه رسوبي

4. خاستگاه آلي

خاستگاه ماگمايي

كاني‌هاي گرانبها با خاستگاه آذرين ساختماني بلورين دارند و پيدايش آنها در شرايطي آرام و پايدار و غلظتي متناسب و زماني بسيار دراز انجام مي‌شود. محلول‌هاي سازنده اغلب در حالت اشباع نيستند يا دما و فشار آنها را از شرايط اشباع دور مي‌سازد و تغيير شرايط يا در اصل انجام نمي‌شود و يا به طور كلي تغيير اندك مي‌يابد. در مجموع افت دما نه تنها در پيدايش كاني موثر نيست بلكه ممكن است حتي بر مرغوبيت آن نيز زيان وارد آورد. آنچه يك كريستال بيش از هر چيز بدان نياز دارد به‌دست آوردن دمايي مناسب و شرايط پايدار در طول ساخت است به‌گونه‌اي كه كاتيون‌ها و آنيون‌ها كمترين نيروي ربايش – رانش را با يكديگر داشته باشند.

با توجه به شرايط شيميايي و درجه حرارت ماگما، خاستگاه ماگمايي قابل تقسيم به بخش‌هاي زير است.

الف- ماگماي بازيك و اولترابازيك. معمولاً شرايط فشار و درجه حرارت موجود همراه با اين سنگ‌ها در حد گوشته بالايي است. يكي از كاني‌هاي قيمتي منحصر به اين شرايط ، الماس است. كربن در پوسته زمين به صورت آزاد به شكل ذغال يا گرافيت است و در تركيب به صورت سنگ‌هاي كربناته و CO₂ يافت مي‌شود. در شرايطي خاص به شكل الماس متبلور مي‌شود. شرايط خاص براي الماس فشار خيلي بالا است. به همين دليل الماس منحصر به سنگ‌هايي است كه شرايط پيدايش آنها توسط آتشفشان‌هايي كنترل مي‌شود كه تنوره آنها تا گوشته ادامه مي‌يابد مانند كيمبرليت‌ها.

فزون بر كيمبرليت‌ها، اكلوژيت‌ها نيز اگر داراي كربن باشند و هنگام تشكيل آنها فشار ليتواستاتيك معادل 100 كيلوبار باشد، تشكيل الماس مي‌دهند. (معمولاً هنگام تشكيل اكلوژيت فشار در حد فشار گفته شده است و از طرفي درجه حرارتي كمتر از ژرفاي 100 كيلومتر دارند كه مناسب براي پيدايش و پايداري الماس است). شكل 2-1 شرايط تشكيل الماس را نشان ميدهد.

فزون بر الماس، كاني‌هاي گرانبهاي ديگري نيز مانند برخي از گروناها، ياقوت كبود، ياقوت، اسپينل و اليوين وابسته به سنگ‌هاي بازيك و اولترابازيكند.

ب- خاستگاه پگماتيتي. در ميان مواد آذرين، پگماتيت‌ها متنوع‌ترين و بيشترين كاني‌هاي گرانبها را دارند . برخي از كاني‌هاي گرانبها با خاستگاه آذرين منحصر به پگماتيت‌ها هستند. از جمله توپاز، تورمالين، زمرد، گروناي منگنزدار، بريل و...

همانطور كه گفته شد پگماتيت‌ها خاستگاه بيشتر سنگ‌هاي گرانبها هستند. دلايل قانع‌كننده براي اين مسئله عبارتند از :

1. پگماتيت‌ها در تعادل دو فاز گاز - مايع پديد مي‌آيند . فاز مايع به‌صورت گداخته سيليكاته است و فاز گازي معمولاً شامل بخار آب ، SH₂ ، گازهاي، بردار، فلوئوردار و كلردار و عناصري كه در حرارت پايين‌تر از ^°C 500 فاز گازي تشكيل مي‌دهند و از آنجا كه دو فاز گاز - مايع‌اغلب در تعادل هستند فضاي كافي براي رشد بلورها فراهم است.

2. اختلاف درجه حرارت ميان پگماتيت و سنگ‌هاي فراگير به مناسبت ژرفاي ويژه پگماتيت، كم است و اين كم بودن و همساني دما موجب مي‌شود كه زمان سرد شدن بلور طولاني شود و در نتيجه شرايط براي رويش بيشتر بلور فراهم است.

3. پگماتيت‌ها به‌طور معمول پس مانده ماگمايي هستند و در اين پس مانده تمام عناصر كه در ابتدا مقدار آنها كم بوده است در اين‌حالت به‌طور نسبي فراوان شده‌اند به‌طوريكه شرايط تشكيل كاني را به‌دست مي‌آورند.

ج- خاستگاه هيدروترمالي. بسياري از بلورهاي زيبا مانند انواع كوارتزها و بلورهاي زيباي فلورين واپيدوت و كلسيت و هماتيت آيينه‌اي و... را مي‌توان در اين دسته قرار داد. اغلب كانه‌هاي خالص فلزي در شرايط هيدروترمالي تشكيل مي‌شوند در شرايط هيدروترمالي محلول‌ها داراي منشأ ماگمايي هستند. اغلب فلزها و ديگر عناصر در خود نهفته دارند و هنگام تغيير شرايط سبب نهشته شدن آنها مي‌شوند و در پاره‌اي از موارد اين نهشته شدن با تشكيل بلورهاي خودشكل همراه است.

خاستگاه دگرگوني

سنگ‌ها و كاني‌هاي گرانبها با خاستگاه دگرگوني را با توجه به نوع دگرگوني را مي‌توان در دوگروه قرار داد:

الف- سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي وابسته به دگرگوني از نوع ديناموترمال. كاني‌هاي فراواني در اين شرايط تشكيل مي‌شوند مانند: گارنت‌هاي زيبا از نوع آلماندين و پيروپ كه گاهي مانند دانه‌هاي انار در ميكاشيست‌ها يافت مي‌شوند و يا مانند آلماندين‌هايي كه زمينه سبز رنگ آمفاسيت را در سنگ اكلوژيت، منظره گل در چمن زار را به سنگ مي‌دهند و يا گنايس‌هاي ياقوت و زمرد‌دار را مي‌توان نام برد.

ب- سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي در ارتباط با دگرگوني از نوع اسكارن. بسياري از سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي با منشأ دگرگوني به اين گروه تعلق دارند، مانند لاجورد، اسپينل، برخي از تورمالين‌ها، فلورين، گرونا، بلورهاي زيباي اپيدوت، بلورهاي زيباي ديوپسيد، آپاتيت‌هاي زيبا و غيره.

خاستگاه رسوبي

سنگ‌ها و كاني‌هاي قيمتي با خاستگاه رسوبي به دو شكل زير مي‌باشند:

الف- محلول‌ها. محلول‌هاي حاصل از آب‌هاي جوي ضمن چرخش در درون شكاف‌ها و كاوك‌هاي خالي سنگ‌ها در صورت تغييراتي اندك در شرايط فيزيكي، از جمله تغيير سرعت حركت، تغييرات PH، دما و فشار باعث تشكيل سنگ‌ها و كاني‌هاي گرانبها از جمله اوپال‌هاي زيبا، كلسدون‌هاي زيبا مانند آگات، بلورهاي زيباي كواتز مانند سيترين و بلورهاي بسيار زيباي سلينيت و بلورهاي زيباي كلسيت و... مي‌شوند. از همه مهمتر در اين دسته، فيروزه را مي‌توان نام برد كه در حقيقت حاصل چرخشي محلول‌هاي (اغلب با خاستگاه جوي) در سنگ‌هاي آندزيتي است. البته دادن خاستگاه رسوبي براي فيروزه خيلي درست نيست شايد خاستگاه هيدروترمال با آب‌هاي جوي مناسب‌تر باشد.

ب- پلاسرها. سنگ‌ها و كاني‌هاي گرانبهاي پايدار از نظر مكانيكي و شيميايي با خاستگاه آذرين در درجه نخست و با شرايط دگرگوني در درجه دوم، كه به هنگام خرد شدن در فرايند فرسايش، سنگ‌هاي گرانبهاي‌شان توسط عوامل رسوبي در رودخانه‌ها بدون هيچ تغييري انباشته مي‌شود و ذخايري با ارزش را پديد مي‌آورند كه به ذخاير پلاسري مشهورند.

خاستگاه آلي