سنگ تورمالین چیست و چه خواص و کاربردی دارد؟

تورمالین (Tourmaline) یک کانی سیلیکات آلومینیوم و بور (بوروسیلیکات) با ترکیب شیمیایی پیچیده است که عناصر متعددی را در خود دارد. همین ترکیب شیمیایی پیچیده و عناصر متعدد، سبب شده است تا این کانی رنگ بندی بسیار متنوعی داشته باشد؛ از جمله مشکی، قهوه‌ای، صورتی، سبز و آبی. بهترین بلورهای تورمالین در پگماتیت ها و سنگ های آهکی که تحت دگرگونی مجاورتی با ماگمای گرانیتی قرار گرفته اند، ایجاد می‌شوند. از ویژگی‌های تورمالین می‌توان به درجۀ سختی 7-7.5، سطح شکستگی صدفی، خاصیت پیزوالکتریسیته و پیروالکتریسیته اشاره کرد. تورمالین به عنوان یک کانی نیمه قیمتی در جواهر سازی استفاده می شود. به لحاظ متافیزیکی، آن را سنگی آرامش بخش معرفی کرده‌اند؛ سنگی که ارتباط بین ذهن خودآگاه و ناخودآگاه را تقویت می کند. این کانی در مدیتیشن استفاده می‌شود و یکی از سنگ‌های متعادل کننده چاکرای ریشه است. استفاده در ساخت فشار سنج و ساخت حسگرها، از دیگر کاربردهای تورمالین است.

تورمالین چیست؟

تورمالین، یک کانی بوروسیلیکات با ترکیب پیچیده و متغیر ₄(OH) (Si₆O₁₈) (BO₃) (Al, Fe, Mn) (Li,Mg,Al) (Na,Ca) است. فرمول شیمیایی آن فوق‌العاده پیچیده است. اساساً، تورمالین محلول جامدی از عناصر مختلف است که منجر به تنوع رنگی خیره‌کننده آن می‌شود. بسته به اینکه کدامیک از عناصر موجود در این ترکیب شیمیایی، غلظت بیشتری داشته باشد، سه نوع Tourmaline ایجاد می‌شود:

1. تورمالین آهن (شورل) که رنگ آن سیاه است.
2. تورمالین منیزیم (دراویت) که رنگ آن قهوه‌ای است.
3. تورمالین های قلیایی که ممکن است صورتی (روبلیت)، سبز (زمرد برزیلی) و یا بی‌رنگ (آکروئیت) باشند. بعضی از بلورها در یک انتها صورتی و در انتهای دیگر سبز هستند؛ همچنین ممکن است منطقه‌بندی رنگی متحدالمرکز رخ ​​دهد. انواع رنگی، وقتی شفاف و عاری از نقص باشند، به عنوان جواهر برش داده می‌شوند.

کانی تورمالین اولین بار توسط تاجران هلندی در اواخر دهه ۱۶۰۰ یا اوایل دهه ۱۷۰۰ در سواحل غربی ایتالیا کشف شد. نام Tourmaline از کلمه سینهالی تورمالی (Turmali) به معنای “جواهرات مختلط” گرفته شده است. Turmali نامی بود که در آن زمان به تمام کریستال‌های رنگی در جزیره سریلانکا داده می‌شد. این نام برازنده آن است، زیرا در رنگ‌های متنوع، از جمله سیاه، صورتی، سبز و حتی چند رنگ، وجود دارد. این کانی اغلب به صورت بلورهای کشیده یافت می‌شود و در مقطع عرضی، شکل مثلثی گرد دارد. به تصاویر زیر نگاه کنید.

محل پیدایش؛ تورمالین در چه سنگ هایی یافت می شود؟

Tourmaline به گروه پیچیده‌ای از کانی‌های سیلیکات بور تعلق دارد و در محیط‌های زمین‌شناسی متعددی در سراسر جهان یافت می‌شود. این کانی معمولاً در سنگ‌ های آذرین و دگرگونی تشکیل می‌شود. همچنین به عنوان کانی فرعی در سنگ های رسوبی یافت می‌شود. بهترین بلورهای Tourmaline در سنگ های پگماتیت‌ و سنگ‌های آهکی که در تماس با ماگماهای گرانیتی، دگرگون شده‌اند ایجاد می‌شوند. متداول ترین و مشخص ترین محل پیدایش تورمالین، پگماتیت های گرانیتی و سنگ های احاطه کنندۀ نزدیک آن هاست.

Tourmalineهایی که در پگماتیت ها یافت می‌شوند معمولاً سیاه رنگ هستند و با کانی‌های پگماتیتی مانند میکروکلین، آلبیت، کوارتز و مسکویت همراه هستند. پگماتیت ها همچنین محل پیدایش تورمالین های لیتیم دار به رنگ روشن هستند؛ در این صورت، اغلب با میکای لیپدولیت، بریل، آپاتیت، فلوریت و کانی های کمیاب همراه‌اند.

تورمالین های قهوه ای سرشار از Mg در سنگ های آهکی بلورین یافت می‌شوند.

فرآیندهای هیدروترمال – جایی که آب داغ و محلول‌های غنی از مواد معدنی با سنگ‌های اطراف تعامل دارند – نیز می‌تواند منجر به ایجاد این کانی زیبا شود. برهمکنش عناصری مانند آلومینیوم، آهن، منیزیم، لیتیوم و سایر عناصر در طول تبلور، طیف وسیعی از رنگ‌ها و انواعی را که امروزه مشاهده می‌کنیم، می‌سازد.

تورمالین در برابر هوازدگی مقاوم است، به همین دلیل، در رسوبات آواری تجمع می‌یابد و یک کانی فرعی رایج در سنگ‌ های رسوبی محسوب می‌شود.

در ایالات متحده (جنوب کالیفرنیا و مین)، جنوب شرقی برزیل و مرکز ماداگاسکار، پگماتیت‌های حاوی تورمالین با کیفیت گوهری یافت می‌شود. در ایران نیز Tourmaline در سنگ های آتشفشانی دگرگون شدۀ کرتاسۀ شرق علم کوه گزارش شده است. شمال شرقی افغانستان، تانزانیا، سریلانکا، گرینلند، بولیوی، موزامبیک، نیجریه، برمه، روسیه، هند، ماداگاسکار، ایتالیا، دیگر سرزمین های دارای تورمالین هستند.

بلورشناسی تورمالین

Tourmaline در سیستم هگزاگونال ردۀ 3m به صورت منشورهای معمولاً تری گونال متبلور می‌شود. البته منشورهای هگزاگونال در راستای {110} نیز وجود دارند که کم اهمیت هستند؛ این منشورها در جهت قائم شیاردارند. وجوه منشورها ممکن است در تمام جهات گرد شده باشد و بلورهایی با مقطع عرضی شبیه به یک مثلث کروی به وجود آورند. در صورتی که در سمت دیگر بلور، فرم هایی تشکیل شود، معمولاً مغایر با فرم های طرف دیگر خواهد بود. بلورها ممکن است متراکم، توده ای، ستونی ریز تا درشت، شعاعی و یا موازی باشند.

بلورهای رنگی تورمالین به شدت دورنگ هستند – یعنی وقتی در جهت محورهای مختلف دیده می‌شوند، رنگ‌های متفاوتی دارند؛ پرتو معمولی تقریباً به طور کامل جذب می‌شود. صفحاتی که به موازات محور عمودی بلور تورمالین برش داده شده‌اند، فقط به پرتو غیرمعمول اجازه عبور می‌دهند. اگر دو صفحه از این نوع به صورت متقاطع قرار گیرند، نور کاملاً مسدود می‌شود. یک جفت از این صفحات یک دستگاه قطبش‌دهنده بسیار ساده به نام انبر تورمالین تشکیل می‌دهند.

ترکیب شیمیایی Tourmaline

تورمالین یک سیلیکات پیچیدۀ B و Al است و جانشینی های زیر در آن وجود دارد:

• Ca بجای Na در راستای مجراهای مرکزی حلقه ها
• Mg و Al با هم آرایی 6 بجای Li واقع در حلقه های Si₆O₁₈ و گروه های BO³
• Fe³⁺ و Mn³⁺ بجای Al در چند وجهی هایی که به حلقه های Si₆O₁₈ متصل می شوند.

ترکیب و فرمول شیمیایی تورمالین به این صورت است: ₄(OH) (Si₆O₁₈) (BO₃) (Al, Fe, Mn) (Li,Mg,Al) (Na,Ca)

همانطور که ملاحظه می کنید، فرمول شیمیایی تورمالین طولانی است و عناصر بسیار متنوعی را در خود دارد. علتش این است که تورمالین یک کانی واحد نیست، بلکه گروهی یا خانواده‌ای از کانی‌ها است که همگی ساختار بلوری یکسانی دارند اما اتم‌های متفاوتی در آن ساختار جای می‌گیرند.

بسیاری از بلورهای Tourmaline قطبیت نشان می‌دهند؛ به این معنی که رنگ، خواص الکتریکی و شکل‌های کریستالی در دو انتهای کریستال متفاوت هستند. این تغییرات به ساختار و شیمی پیچیده آن مربوط است.

هنگامی که Tourmaline را گرم کنید یا مالش دهید، بار الکتریکی پیدا می‌کند و اجزای ریز مثل گرد و غبار و اشیاء سبک را جذب می‌کند. به همین دلیل است که تورمالین در دستگاه‌های الکتریکی برای تولید فشارسنج استفاده می‌شود. این خاصیت به عنوان “پیروالکتریسیته” شناخته می‌شود، یک خاصیت جادویی مشروع. اولین سابقه اثبات علمی این خاصیت در کار گیاه‌شناس سوئدی قرن هجدهم، کارل فون لین، یافت می‌شود. او تورمالین را “سنگ الکتریکی” نامید.

ویژگی های فیزیکی

ویژگی های فیزیکی تورمالین به صورت زیر است. از برخی از این ویژگی ها می توان برای تشخیص این کانی استفاده کرد.

• سختی تورمالین 7 –5 درجۀ موس است.
• شکستگی آن صدفی است و رخ ندارد.
• جلای شیشه ای تا صمغی دارد.
• همانند کوارتز دارای خواص پیروالکتریسیته و پیزوالکتریسسته شدید است.
• به رنگ های مختلف یافت می شود؛ از جمله مشکی، سفید، سبز، قرمز، صورتی، زرشکی، قهوه ای، آبی و سبز.
• تورمالین های غنی از Li گداز ناپذیر و تورمالین های غنی از آهن، به دشواری گداز پذیرند. انواع سرشار از Mg نیز در برابر شعلۀ فوتک با درجۀ 3 گداز پذیر هستند.
• در مقاطع عرضی، معمولاً شکل مثلثی با گوشه های گرد شده دارد. بنابراین معمولاً می‌توانیم یک بلور Tourmaline را از روی سطح مقطع سه‌ضلعی کمی گرد آن تشخیص دهیم.

خاصیت پیزوالکتریک در تورمالین

یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های تورمالین، خواص پیزوالکتریک (piezoelectric) و پیروالکتریک (pyroelectric) آن است. پیزوالکتریک بار الکتریکی است که در مواد جامد خاص، در پاسخ به فشار مکانیکی اعمال شده جمع می‌شود. در مقابل، پیروالکتریک به تولید بار الکتریکی در پاسخ به تغییر دما اشاره دارد. Tourmaline یکی از معدود کانی‌هایی است که هر دو پدیده را از خود نشان می‌دهد. این خواص الکتریکی به دلیل ساختار کریستالی (بلوری) تورمالین که فاقد مرکز تقارن است، ایجاد می‌شوند. هنگامی که این کانی در معرض فشار یا گرما قرار می‌گیرد، چیدمان یون‌ها در شبکه کریستالی باعث تغییر توزیع بارهای الکتریکی می‌شود و پتانسیل الکتریکی ایجاد می‌کند. این ویژگی منحصر به فرد، امکانات فراوانی را برای کاربردها در زمینه‌های مختلف از الکترونیک گرفته تا سلامت فراهم می‌کند.

رنگ تورمالین

Tourmaline یکی از معدود کانی های قیمتی طبیعی است که به لحاظ رنگ، تنوع زیاد و چشمگیری دارد. رنگ بندی این کانی به صورت زیر است.

1. تورمالین سیاه یا شورل (Schorl) که Fe بالایی دارد. شورل فراوان ترین تورمالین است.
2. انواع سبز یا وردلیت (Verdelite) به زمرد برزیلی شهرت دارد.
3. نمونه های آبی تیره، به ایندیکولیت (Indicolite) معروف اند.
4. تورمالین قهوه ای یا دراویت (Dravite) که حاوی Mg هستند.
5. سفید یا بی رنگ که آکروییت (Achroite) نام دارد.
6. تورمالین قرمز یا صورتی که به روبلیت (rubellite) معروف است. روبلیت یک کلمه لاتین به معنای قرمز است.
7. تورمالین هندوانه ای (Watermelon tourmaline): سبز و صورتی.

همانطور که ملاحظه می کنید، برای هر رنگ Tourmaline نام متفاوتی انتخاب شده است. زمانی از این نام ها برای هر تورمالین با رنگ مربوطه استفاده می‌شد؛ اما اکنون به طور کلی برای همۀ آن ها نام کلی تورمالین استفاده می‌شود.

جالب است بدانید در برهه‌ای از تاریخ، روبلیت به عنوان یاقوت سرخ در نظر گرفته می‌شد و در واقع با یاقوت اشتباه گرفته می‌شد. روبلیت نسبت به یاقوت سرخ، صورتی‌تر است. گاه شباهت ظاهری آنها به قدری زیاد است که سنگ‌های موجود در جواهرات سلطنتی روسیه که قرن‌ها یاقوت سرخ انگاشته می‌شد، اکنون تورمالین محسوب می‌شوند.

تورمالین هندوانه ای

گاه یک بلور منفرد تورمالین، چند رنگ مختلف را نشان می‌دهند و رنگ ها ممکن است به صورت لفاف های هم مرکز، دور محور c یا به صورت لایه های متقاطع با طول بلور باشند. به عنوان مثال، البایت (Elbaite) یک tourmaline رنگارنگ است و در رنگ های قرمز، صورتی و سبز یافت می‌شود و به تورمالین هندوانه ای معروف است. البایت می‌تواند آبی یا خاکستری نیز باشد و در سایه‌های متنوعی از کم‌رنگ تا پررنگ وجود دارد. این رنگ از tourmaline، نخستین بار در شهر البا (Elba) ایتالیا یافت شد و از این رو، به البایت معروف شد.

در تورمالین هندوانه‌ای، بخش مرکز صورتی است و توسط یک لایه بیرونی سبز احاطه شده است. این حالت، ظاهری شبیه به هندوانه به آن داده است و به همین دلیل، نام آن را تورمالین هندوانه ای گذاشتند. این سنگ به دلیل ترکیب رنگ چشمگیرش مورد توجه قرار گرفته و اعتقاد بر این است که باعث بهبود عاطفی می‌شود.

بلورهای البایت به صورت همرشد یا همراه با سایر کانی‌ها، به ویژه کوارتز، میکا و فلدسپار، یافت می‌شوند. به تصویر زیر نگاه کنید.

خواص متافیزیکی تورمالین

تورمالین را “سنگ گیرنده” (receptive stone) نامیده اند، به این معنی که تسکین‌دهنده، آرام‌بخش، درونی و مغناطیسی است و مدیتیشن با آن، معنویت، خرد و عرفان را ترویج می‌دهد. برخی از درمانگرانِ مدرن، از tourmaline برای درمان استرس و تروما استفاده می‌کنند.

• تورمالین را سنگ آشتی معرفی کرده اند؛ سنگی که شفقت و خونسردی را تقویت می‌کند.
• انرژی مثبتی ساطع می‌کند که پول، شفا و دوستی را جذب می‌کند.
• آن را در تثبیت و تأیید ریشه‌های زمینی انسان مؤثر دانسته و از این رو، به عنوان سنگ چاکرای ریشه معرفی کرده اند.
• گفته شده است که تورمالین برای رسیدن به اهداف، تعهد و تثبیت ایجاد می‌کند و از پوشنده خود در برابر خطرات محافظت می‌کند.
• متعادل کنندۀ چاکرای ریشه است؛ از این رو، اغلب به عنوان یکی از سنگ های مدیتیشن استفاده می‌شود.

باورهای متافیزیکی در مورد تورمالین

تورمالین با علائم زودیاک مهر، آبان و دی مرتبط است. خواص محافظتی و زمینی آن به خوبی با ویژگی‌های این علائم مطابقت دارد.

در ادبیات قرن هجدهم، باربارا واکر به منابعی اشاره می‌کند که این سنگ را برای هنرمندان، نویسندگان، بازیگران و افراد در زمینه‌های خلاق مفید می‌دانستند. در همان قرن، یک دانشمند هلندی ادعا کرد که اگر tourmaline را در ابریشم بپیچند و آن را روی گونه کودک تب‌دار قرار دهند، باعث خواب کودک می‌شود.

در آفریقا، تورمالین زمانی به عنوان سنگی برای بیدار کردن شخص از «رویای توهم» استفاده می‌شد.

در مراسم باستانی در هند استفاده از این گوهر به عنوان ابزاری برای ایجاد بینش و کمک به کشف خوبی‌ها بود.

Tourmaline از نظر کیمیاگران بسیار ارزشمند بود؛ شاید به دلیل اثر پیروالکتریکی آن! کیمیاگران معتقد بودند که با سنگ فیلسوف مرتبط است. گفته می‌شد که این ماده‌ای است که به روشن بینی، قدرت بر امور معنوی و آشتی دادن اضدادکمک می‌کند. همچنین آن را کمکی برای تبدیل فلزات پایه به طلا می دانستند.

در دوران مدرن، این سنگ توسط قبایل آفریقا، بومیان آمریکا و گروه‌های بومی استرالیا به عنوان طلسمی که از آنها در برابر خطرات محافظت می‌کند، استفاده می‌شود.

کاربردها

موارد استفادۀ tourmaline به شرح زیر است:

1. ساخت جواهر و استفاده به عنوان سنگ ماه تولد
2. ساخت فشارسنج
3. استفاده در حسگرها
4. ساخت محصولات بهداشتی و سلامتی
5. استفاده در صنعت زیبایی
6. استفاده به عنوان سنگ مدیتیشن و متعادل کننده چاکرای ریشه.

1- ساخت جواهر

تورمالین یکی از زیباترین سنگ های قیمتی است. از این رو، برای ساخت جواهر استفاده می شود. همچنین آن را سنگ تولد معرفی کرده اند. tourmaline و اپال، سنگ تولد ماه اکتبر (مهر و آبان) هستند. تورمالین سیاه به عنوان سنگ چاکرای ریشه معرفی شده است.

2- کاربرد تورمالین در ساخت فشارسنج

tourmaline خاصیت پیروالکتریسیته شدیدی دارد؛ به همین دلیل، در ساخت فشار سنج های مخصوص و اندازه گیری فشارهای انفجاری زودگذر، کاربرد دارد. این کانی در دستگاه‌های عمق‌سنج و سایر دستگاه‌هایی که تغییرات فشار را تشخیص داده و اندازه‌گیری می‌کنند، استفاده شده است.

3- استفاده در حسگرها

خواص رسانایی تورمالین، آن را در کاربردهای مختلف فناوری ارزشمند می‌کند. مواد پیزوالکتریک مثل tourmaline، اجزای حیاتی در حسگرها، میکروفون‌ها و محرک‌ها هستند. این کانی می‌تواند در دستگاه‌هایی که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، مانند حسگرهای فشار و برداشت‌کننده‌های انرژی، مورد استفاده قرار گیرد.

4- ساخت محصولات بهداشتی و سلامتی

توانایی tourmaline در تولید یون‌های منفی هنگام گرم شدن، منجر به استفاده از آن در محصولات بهداشتی و سلامتی شده است. اعتقاد بر این است که یون‌های منفی با کاهش آلاینده‌ها و آلرژن‌ها، کیفیت هوا را بهبود می‌بخشند و مزایای سلامتی به همراه دارند. این امر تورمالین را به یک ماده محبوب در تصفیه‌کننده‌های هوا و یونیزه‌کننده‌ها تبدیل کرده است و ادعا می‌کنند محیط‌های داخلی را بهبود می‌بخشد.

5- استفاده از Tourmaline در صنعت زیبایی

در ساخت بسیاری از ابزارهای حالت دهنده مو، مانند سشوار و اتو مو، اکنون از تورمالین استفاده می‌شود. زیرا زمانی که این کانی گرم می‌شود، یون های منفی از آن آزاد می‌گردد. این یون های منفی به کاهش الکتریسیته ساکن در مو کمک می‌کند و منجر به صاف‌تر و براق‌تر شدن مو می‌شود. مطالعات علمی در مورد این مزایای خاص محدود است، اما روند رو به رشد نشان دهنده علاقه شدید مصرف‌کنندگان به استفاده از عناصر طبیعی برای افزایش زیبایی است.