Hemimorphite
🧪 معرفی و ترکیب شیمیایی
Hemimorphite یک کانی سیلیکات هیدراته با فرمول شیمیایی Zn₄Si₂O₇(OH)₂·H₂O است.
این ساختار نشاندهندهی حضور منیزیم نیست و عمدتاً زینک (روی)، سیلیسیم، اکسیژن و هیدروژن در آن یافت میشوند.
Hemimorphite در گروه «سوروسیلیکاتها (sorosilicates)» طبقهبندی میشود.
🔍 ساختار بلوری و مورفولوژی
- سیستم بلوری: اُرتورمبیک (orthorhombic) با نماد فضایی
- رشد بلوری: Hemimorphite به صورت بلورهای «Hemimorphic» — یعنی بلورهایی با دو سر متفاوت — شناخته میشود؛ این ویژگی نسبتاً نادر است و به همین دلیل نام آن نیز از واژههای یونانی «hemi» (نیم) + «morphe» (شکل) گرفته شده است.
- عادات بلوری یا تجمعی: بلورهای شفاف و منشوری (tabular) — اگر شرایط رشد مناسب باشد — اما اغلب به صورت پوششهای میلهای، خاکستری، گرهای (botryoidal)، تودهای، یا خوشههای کریستالی دیده میشوند.
⚙️ خواص فیزیکی و اپتیکی
ویژگی مقدار / توضیح
| سختی (Mohs) | 4.5 – 5 |
| چگالی ویژه | تقریباً 3.4 – 3.52 (g/cm³) |
| شکست نوری (Refractive index) | nₐ = 1.614, n_β = 1.617, n_γ = 1.636 |
| دوبرفرنگی (Birefringence) | δ = 0.022 |
| شفافیت – درخشندگی – جمعبندی | شفاف تا نیمهشفاف، درخشندگی شیشهای (vitreous) یا گاهی مرواریدی/ابریشمی |
🏞️ منشأ زمینشناسی و کانسارها
Hemimorphite عمدتاً بهصورت معدن ثانویه در مناطق اکسیدشده ذخایر روی یافت میشود. زمانی که کانیهای اولیه سولفیدی مانند Sphalerite تجزیه و اکسید میشوند، Hemimorphite کریستالیزه میگردد.
در گذشته، Hemimorphite همراه با Smithsonite تحت نام «کالامین (Calamine)» شناخته میشد — اما در قرن ۱۸ مشخص شد که این دو کانی متفاوتاند، و Hemimorphite بهعنوان یک گونه مستقل پذیرفته شد.
💎 استفادهها: از معدن تا جواهر
- کانسار روی: Hemimorphite از کانیهای مهم روی (Zn) به حساب میآید و تا حدود ۵۴٪ وزنش به زینک برمیگردد که ارزش اقتصادی آن را بالا میبرد.
- سنگ کلکسیونی و جواهری: وقتی Hemimorphite با بلورهای شفاف و بلورین رشد کند — به ویژه نمونههایی با رنگ آبی، سبز آبی، یا سفید — در جواهرات نیمهقیمتی استفاده میشود؛ معمولاً به شکل کابوشن (cabochon) یا مهره (bead).
- تمایز با Smithsonite: هر دو بهصورت «کالامین» شناخته میشدند؛ اما تفاوت در چگالی، واکنش با اسید (Smithsonite با HCl واکنش داده و گاز CO₂ تولید میکند، در حالی که Hemimorphite چنین واکنشی ندارد) و cleavage — یعنی روش جدا شدن — باعث تمایز آنها میشود.
📚 مطالعات ساختاری و خواص مکانیکی
تحقیقی از سال ۲۰۲۰ بر روی بلور تکبلوری Hemimorphite با استفاده از اسپکتروسکوپی بریلوین نشان داده است که این کانی — علاوه بر آب (H₂O) — دارای یون هیدروکسیل (OH⁻) نیز در ساختار خود است.
مطالعات، مدولهای الاستیک تکبلوری (elastic moduli)ِ Hemimorphite را اندازهگیری کردهاند و نشان دادهاند که سختی ساختاری آن عمدتاً تحت تأثیر ساختار سهبعدی بلور و گروههای Si₂O₇ است؛ یعنی ترکیب هندسی بلور — نه فقط ترکیب شیمیایی — بر پایداری و خواص مکانیکی تأثیرگذار است.
همچنین وقتی Hemimorphite تا حدود ۵۵۰ °C گرم شود، ابتدا آب مولکولی (H₂O) خود را از دست میدهد بدون این که ساختار بلوری بشکند. اما اگر تا ۷۲۵–۷۶۰ °C گرم شود، یونهای OH⁻ نیز آزاد شده و ساختار تبدیل به β-Zn₂SiO₄ میشود — و اگر بیش از ۹۶۰ °C ادامه یابد، به α-Zn₂SiO₄ (وِیلسْمیت) تبدیل میگردد.
🎯 چرا Hemimorphite برای گوهرشناسی و جواهرسازی مهم است؟
- تنوع رنگ و ظاهر: اگرچه رنگ سفید یا خاکستری رایج است، نمونههای زیبا با رنگ آبی یا سبز آبی — گاهی با نقشهای ابرگونه — باعث جذابیت این کانی برای جواهرسازان شده است.
- ویژگی بلوری منحصربهفرد: بلورهای hemimorphic — با دو سر متفاوت — در بین معدود کانیهایی هستند که این ویژگی را دارند، بنابراین برای کلکسیونرها بسیار مطلوباند.
- منبع زینک: از لحاظ اقتصادی، Hemimorphite هنوز بهعنوان یکی از منابع روی شناخته میشود.
- آگاهی برای تشخیص: آشنایی با تفاوت Hemimorphite و Smithsonite (کانی که اغلب با آن اشتباه گرفته میشود) برای جواهرسازان و کلکسیونرها بسیار مهم است.
✍️ نتیجهگیری
Hemimorphite — با ترکیب شیمیایی خاص، ساختار بلوری ارتورمبیک و خواص فیزیکی و اپتیکی منحصر به فرد — یک کانی است که هم از نظر علمی و هم از منظر زیبایی و کاربرد جواهری ارزشمند است.