الخامات المعدنية

ما يجمع هذه العائلة في نسيج واحد

الهيماتيت هو أكسيد الحديد، Fe2O3، واسمه مشتق من الكلمة اليونانية المعبرة عن الدم، لأنه مهما بدا لون الحجر داكناً أو كاحل السواد من الخارج، فإن مخدشه (المسحوق الناعم المتخلف عند حكه بقطعة خرف غير مصقولة) يكون دائماً أحمر قانياً. يشبه الهيماتيت المصقول معدناً داكناً لامعاً؛ والمادة نفسها إذا طُحنت بدقة تكون المغرة الحمراء، أقدم صبغة تلوين عرفتها واستخدمتها البشرية.

البيريت هو كبريتيد الحديد، FeS2، يتبع النظام البلوري المكعبي، وينمو في مكعبات وأشكال اثني عشرية الوجوه منتظمة هندسياً لدرجة تجعل من يشاهدها للمرة الأولى يظن أنها قُطعت بأيدي بشرية. ويأتي اسمه من اللفظ اليوناني الدال على النار، لأنه يقدح شرارات واضحة عند احتكاكه بالفولاذ، وهو استخدام يعود إلى العصر الحجري الحديث. بريقه النحاسي جعله يُلقب بذهب المغفلين، غير أن التمييز بينه وبين الذهب الحقيقي يسير: فالذهب لين وثقيل للغاية وقابل للطرق، أما البيريت فصلب وهش وسريع التشظي تحت الصدمات.

حجر المغناطيس هو خام الماجنتيت، Fe3O4، الذي اكتسب خواص مغناطيسية بصورة طبيعية، ويرجع ذلك غالباً إلى الصواعق الكهربائية الصادرة عن البرق. وهو المادة الخام التي صُنعت منها أولى البوصلات المعروفة في تاريخ الصين زمن سلالة هان ثم في أوروبا لاحقاً. وكل المعتقدات الشعبية التي تتحدث عن قدرة حجر على جذب الغايات والخيرات إلى حاملها ترجع في أصلها المادي إلى هذا المعدن الذي يمارس الجذب الحقيقي عياناً أمام الأبصار.

كيف يتشكل الكوارتز في الطبيعة

يتكون الهيماتيت أساساً في تكوينات الحديد الحزامية الرسوبية، وهي من أقدم التكوينات الصخرية الكبرى على سطح الأرض، والتي توثق بداية انتشار الأكسجين في المحيطات الأولى قبل أكثر من ملياري عام. كما يتبلور في العروق الحرارية المائية، مكوناً الأصناف الكلوية وأصناف الألواح الفلزية الشبيهة بالمرآة.

أما البيريت فيتكون في بيئات جيولوجية واسعة التنوع: في العروق الحارة، والصخور الرسوبية وطبقات الفحم الحجري، وعبر إحلاله محل المواد العضوية في الأحافير، ولهذا السبب تخرج بعض قواقع الأمونيت المتحجرة من الأرض مطلية بذهب البيريت الطبيعي.

ويتشكل الماجنتيت في الصخور النارية والمتحولة ويترسب كرمال سوداء ثقيلة في مجاري الأنهار. ولا يتحول إلى حجر مغناطيس طبيعي دائم سوى جزء ضئيل للغاية عند السطح، حيث تعد صواعق البرق التي تضرب كتل الخام المكشوفة التفسير العلمي الأوثق.

تاريخياً، حظيت هذه الخامات بأهمية اقتصادية وتصنيعية كبرى قبل وقت طويل من الاهتمام بها كأحجار زينة. فخام الهيماتيت من جزيرة إلبا أمد أفران صهر الحديد لدى الإتروسكان والرومان؛ واستُخرج البيريت بكميات صناعية لإنتاج حمض الكبريتيك حتى القرن العشرين.

أحجار هذه العائلة البارزة

• الهيماتيت (Fe₂O₃، صلادة 5.5). أكسيد حديد يترك مخدشاً بلون أحمر الدم مهما كان مظهره الخارجي، وهو علة اسمه وشهرته التاريخية، والمغرة المستخرجة منه أقدم صبغة للبشرية.
• البيريت (FeS₂، صلادة 6). ذهب المغفلين في مكعبات طبيعية بالغة الهندسة توحي بالصقل اليدوي. استُخدم لقدح النار منذ عصور ما قبل التاريخ، ويتحلل كبريتياً في الهواء الرطب.
• حجر المغناطيس (ماجنتيت ممغنط طبيعياً Fe₃O₄، صلادة 6). خام الحديد الممغنط ذاتياً، وقوام أولى البوصلات في الصين القديمة وأصل كل المعتقدات المتصلة بقوى الجذب.

الأسماء التجارية والبدائل المعالجة

أكثر أنواع التضليل شيوعاً في هذه الفئة يتمثل في ما يُسمى بالهيماتيت المغناطيسي، المباع بكثرة في صورة أساور وحبات خرز وحصى ملساء تلتصق ببعضها البعض. لا يتمتع الهيماتيت الطبيعي بأي قوة مغناطيسية ملموسة باليد. وتلك المواد المغناطيسية المباعة تجارياً هي سيراميك فريت الباريوم أو السترونشيوم المصنع آلياً، ويسمى أحياناً بالهيماتين، وهو ليس معدناً طبيعياً على الإطلاق. إنه منتج نفعي جيد، لكنه ليس هيماتيت.

نادراً ما يُقلد البيريت نظراً لوفرته الطبيعية الكبيرة وتدني تكلفته. وتكمن المشكلة الحقيقية في ما يعرف بمرض تحلل البيريت: ففي الهواء الرطب يتأكسد كبريتيد الحديد منتجاً كبريتات الحديد وحمض الكبريتيك، فينتفخ الحجر ويتصدع ويتحول تدريجياً إلى رماد، فيما يؤدي الحمض المنبعث إلى إتلاف العلب والبطاقات والمعادن المجاورة. ويجب عزل أي عينة تفرز مسحوقاً أبيض أو رائحة كبريت فوراً.

والماركاسيت المستخدم في المجوهرات هو في حقيقته بيريت في أغلب الأحيان، لأن الماركاسيت الحقيقي هش وسريع العطب ولا يتحمل الترصيع. وحجر المغناطيس الذي يباع وبرادة الحديد عالقة بأطرافه أصلي في الغالب، أما المغناطيس العادي المغلف بقطع صخرية فهو بديل مصطنع.

قواعد العناية المستمدة من البنية الفيزيائية

تتطلب المجموعة بأكملها حفظاً مستمراً في بيئة جافة تماماً. ويُعد تحلل البيريت وتأكسده أخطر المشاكل في حفظ المجموعات المعدنية، والسبيل الوحيد للوقاية هو إبقاء نسبة الرطوبة منخفضة في صناديق محكمة الإغلاق. احرص على تخزين البيريت بعيداً عن الأوراق والكرتون والعينات الحساسة للحموضة.

يتمتع الهيماتيت بصلادة تتراوح بين 5.5 و6.5 تجعله متيناً للاستخدام، غير أن مساحيق الصقل الخشنة قد تزيل بريقه المعدني المرآتي، كما أن الغمر المطول في الماء يسبب صدأً سطحياً.

ويفقد حجر المغناطيس خصائصه المغناطيسية الدائمة كلياً إذا تعرض لدرجات حرارة شديدة الارتفاع أو لصدمات ميكانيكية عنيفة.

ويُحظر قطعياً غمر أي من هذه الأحجار في الماء لتحضير منقوع الكريستال بطريقة التلامس المباشر. فالبيريت يولد حمض الكبريتيك في الماء، والهيماتيت يعكر الماء ويكون الصدأ، وحجر المغناطيس يجذب دقائق حديدية غير مرئية. والقاعدة الثابتة تحظر ملامسة خامات المعادن والكبريتيدات للمياه المخصصة للشرب.