زمین شناسی اقتصادی
سال:1394 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:10

کانسار منگنز شهرستانک در جنوب استان قم و 12 کیلومتری جنوب غربی شهرستان کهک واقع شده است. این کانسار به لحاظ سنگ شناسی و چینه شناسی دارای تنوع زیادی است؛ به طوری که واحدهای مختلف سنگی شامل 1) سنگهای آتشفشانی- رسوبی ائوسن میانی- بالایی، 2) واحدهای کنگلومرایی و ماسه سنگی قرمز زیرین به سن الیگوسن، 3) ته نشستهای آهک و مارن (سازند قم) به سن الیگومیوسن، 4) دایک های حد واسط تا بازیک به سن ائوسن و میوسن پایانی در منطقه قابل مشاهده است. بالا بودن میانگین مقادیر Mn/Fe (11.33) و Si/Al (4.86)، پایین بودن مقادیر میانگین فلزات کمیاب به ویژه فلزات co (11.40 پی پی ام)، ni (24 پی پی ام) و Cu (81.85 پی پی ام)، پایین بودن مقدار میانگین آنومالی Ce* (0.99 پی پی ام) و بالا بودن مقادیر SiO2، Mn، Fe، Ba، Zn، As و Sr در کانسنگ منگنز شهرستانک به عنوان شواهدی از غنی شدگی و تخلیه Mn از گرمابیهای برون دمی هستند و نقش فرآیندهای آب زاد در پیدایش این کانسار را ناچیز می نماید. شواهد زمین شناسی و زمین شیمیایی گویای نهشت کانه ها از گرمابیهای زیردریایی (برون دمی) در بستر حوضه اقیانوسی نئوتتیس در زمان ائوسن میانی تا پایانی در واحدهای سنگی توف آهکی با میان لایه هایی از آهک میکرایتی و واحد سنگ آهک ماسه ای می باشد. لذا در مورد شرایط تشکیل این کانسار می توان عنوان کرد که، فعالیتهای گرمابی شدید باعث شسته شدن گدازه های بازالتی و آندزیتی شده و عناصر Mn، Fe، Si، Ba، Sr، As توسط فعالیتهای برون دمی- آتشفشانی؛ از طریق گسلهای همزمان با رسوب گذاری وارد حوضه رسوبی گردیده و با پس روی دریا و ایجاد شرایط اکسیدی کانیهای اکسی هیدروکسیدی اولیه منگنز ته نشست شده اند.

محدوده اکتشافی فرزنه از آنومالی های منتهاالیه شرقی مجموعه معدنی سنگان خواف است، که در جنوب شرق مشهد قرار دارد. زمین شناسی این منطقه شامل شیل، ماسه سنگ و واحدهای کربناته به سن ژوراسیک و توده های نفوذی ترشیری با ترکیب گرانیتی است. ورود سیالات گرمابی موجب تبلور دوباره سنگهای کربناتی و دگرسانی پروپیلیتیک در آنها و کانه زایی آهن و منگنز به شکل توده ای، استراتاباند و به صورت دیرزاد شده است که رخداد کانی سازی از الگوی تکتونیک منطقه پیروی می کند.کانی سازی در منطقه اکتشافی فرزنه محدود به اکسید های آهن و منگنز شامل گوتیت، هماتیت، پیرولوسیت، پسیلوملان و به میزان کمتر کریپتوملان است. انجام آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نیز کانی زایی فرومنگنز و رخداد اکسیدهای آهن و منگنز را تایید می کند. نتایج آنالیزهای ژئوشیمی (XRF و ICP-MS) نشان می دهد که تغییرات آهن از 43.5 تا 68 درصد، منگنز از 1.9 تا 4.8 درصد، مس از 20 تا 1063 گرم در تن و دامنه تغییرات برای آرسنیک از 20 تا 1269 پی پی ام است. نسبت Fe/Mn در نمونه های این منطقه از 15 تا 25 و نسبت LREE/HREE از 2.58 تا 13.78 در تغییر می باشد. غنی شدگی ملایمی از LREE و آنومالی مثبت Eu در داده های ژئوشیمی مشاهده می شود. براساس مقادیر اکسید های اصلی Fe، Mn و Si همچنین عناصر فرعی Cu، Ni، Co، Zn، Pb، Mo، V، As کانی سازی محدوده اکتشافی فرزنه دارای منشا گرمابی است. مدل کانی سازی و رخداد آنومالی فرومنگنز فرزنه، هیچ ارتباط و شباهتی با کانی زایی اسکارن آهن در بخش اصلی مجموعه معادن سنگان ندارد و این آنومالی مرتبط با فعالیت سیالات گرمابی (کانی سازی سولفیدی شسته شده) که احتمالا جوانتر از کانی سازی اسکارن در منطقه هستند و از طریق زون گسلی به اعماق کمتر و سطح زمین راه پیدا کرده اند، می باشد.

بررسی 42 منبع آبی مختلف (شامل چشمه ها، قنات ها، چاه های بهره برداری و چاههای مشاهده ای) از آبهای زیرزمینی شمال و شمال-غرب شهرستان خوی (زورآباد) در مجاورت مجموعه افیولیتی سرپانتینی شده، به سن کرتاسه بالایی، نشان داد که در برخی مناطق، این آبها به شدت آلوده شده اند. پهنه بندی و تعیین منشا آلودگی منیزیم و فلزات سنگین آهن، روی و مس در آبهای زیرزمینی منطقه و ارتباط آن با افیولیت خوی، همراه با ترسیم نمودارها و نقشه های هم آلایش، مقایسه این نمونه ها با شاخصهای استاندارد WHO و EPA و استاندارد ملی نشان داد که مقادیر عنصر Mg در شمال دشت خوی از 57-1668mg/l و در دشت زورآباد از 83-303mg/l در تغییر است که غلظت بسیار زیادی را دارا می باشد. عنصر آهن صرف نظر از مقادیر بالای آن در چاههای پیزومتری که تا 183mg/l نیز می رسد و ناشی از خوردگی لوله های جدار چاه است، دارای مقادیری بیش از حد مجاز شاخصهای استاندارد WHO و EPA و استاندارد ملی می باشد. مقدار میانگین عنصر آهن به ترتیب 23.96mg/l و 4.50mg/l برای دشت خوی و زورآباد محاسبه گردید. دامنه تغییرات عنصر مس به ترتیب 0.58-1.20mg/l و 0.42-1.10mg/l به ترتیب برای دشت خوی و زورآباد به دست آمد. عنصر مس در بعضی از نقاط نمونه برداری (یاروم قیه)، از شاخصهای استاندارد WHO و استاندارد ملی مقادیری بیشتر، ولی از شاخص EPA مقدار کمتری را داراست. عنصر روی به جز در یک مورد (روستای قزقلعه: 3.20mg/l) مقدار کمتری از هر سه شاخص فوق دارد. با توجه به وجود کمپلکس افیولیتی خوی و سنگهای مافیک و اولترامافیک موجود در منطقه، منشا مقادیر غیرمجاز آهن و منیزیم، مربوط به هوازدگی و آب شویی این دو فلز از کانیهای سنگ ساز (الیوین، پیروکسن ها، سرپانتین ها و...) سنگهای فوق می باشد.

آنالیز ذخایر کلسیت (مرمر) به رنگهای سبز، سفید و صورتی در منطقه قره قشلاق واقع در جنوب حوضه رسوبی دریاچه ارومیه نشان می دهد که مقادیر منفی ناهنجاری Eu مربوط به دمای بسیار پایین محلولهای آهک ساز جوی و قلیایی بودن محیط و ناهنجاری منفی Ce بیانگر احیایی بودن شرایط تشکیل بوده است. کم بودن میزان Sr2+ محلولهای آهک ساز از دیگر مولفه کنترل کننده زمین شیمیایی در تشکیل این تیپ ذخایر می باشند.مدل تصمیم گیری شباهت به گزینه ایده آل نشان می دهد که شاخص ناهنجاری Eu با 43 درصد وزنی بیشترین اهمیت و شاخصهای میزان Sr2+ و ناهنجاری Ce به ترتیب با وزن های 11.6 و 6.4 درصد در اولویت های بعدی در تفسیر واقعی تر نتایج آنالیزهای زمین شیمیایی منطقه دارند. بر اساس این مدل شاخصهای زمین شیمیایی برای کلسیت های صورتی 0.837، کلسیت سبز 0.445 و کلسیت سفید 0.157 به دست آمد. نتایج نشان می دهد که بهترین واحدهای سنگ شناختی برای نمونه گیری و انجام آنالیز جهت بررسی و تعیین ژنز، کلسیت های صورتی و سبز می باشند.

محدوده مطالعاتی در 30 کیلومتری شمال شرق کاشمر قرار دارد. براساس سن سنجی زیرکن توده های نفوذی نوع I (سن 40 میلیون سال)، در زمان ائوسن و در پاسخ به فشارش ناحیه ای، حرکات امتدادلغز چپ گرد گسلهای درونه و تکنار سبب رخداد زون برشی، حوضه pull-apart و شکستگیهای ریدل شده که شرایط را برای صعود ماگما و محلول گرمابی مهیا کرده است. طی تکامل ساختاری منطقه، چند ضربان ماگمایی کالکوآلکالن تا آلکالن پتاسیم بالا تا شوشونیتی نوع I و یک پالس نوع A در منطقه نفوذ کرده است. مقادیر اولیه (0.705-0.706) 87sr/86sr و (0.5125-0.5126) 143nd/144nd برای سری I، منشا پوسته قاره ای با دخالت گوشته (فرورانش) را نشان می دهد. ماگمای عامل دسته دایک های کوارتزمونزونیتی جدید نوع I، سبب دگرسانیها و کانی سازی IOCG در منطقه شده است. دو مرحله چرخش محلول گرمابی اکسیدان آهن دار سبب دگرسانیهای آرژیلیک پیشرفته، سرسیتی، سیلیسی، اکسید آهن، کربناتی، اپیدوتی و کلریتی و کانی سازی رگه ای سولفید فلزات پایه و رگه های IOCG غنی از اسپکیولاریت در منطقه شده است.

منطقه مورد مطالعه در شمال شرق ایران، در زون ایران مرکزی و در جنوب شرقی فریمان واقع شده و از مجموعه سنگی پیچیده ای متشکل از سنگهای دگرگونی، آذرین درونی و آتشفشانی تشکیل گردیده است. هورنبلند گابروهای منطقه با سن پروتروزوئیک که برای نخستین بار مورد بررسی دقیق قرار گرفته اند، حاوی کانیهای اصلی پلاژیوکلاز، هورنبلند، بیوتیت، پیروکسن و اولیوین و کانیهای فرعی آپاتیت، ایلمنیت و مگنیتیت می باشند. در مثالهای متعدد، کانیهای هورنبلند و بیوتیت به صورت حاشیه ای در اطراف بلورهای پلاژیوکلاز، پیروکسن و اولیوین دیده می شوند در حالی که کانیهای اخیر به وضوح دارای بافت خوردگی هستند. این امر می تواند منعکس کننده واکنش بلورهای پلاژیوکلاز، پیروکسن و اولیوین با مذاب یا سیال غنی از آب جهت تشکیل هورنبلند و بیوتیت باشد. در برخی از موارد رورشدی در آمفیبول به شکل نوسانی است که این امر می تواند بیانگر تغییرات ناگهانی در فشار فاز سیال باشد. بافت غالب هورنبلند گابروها، هیپیدیومورف گرانولار است، اما بافتهای اینتر گرانولار و پورفیری نیز در آنها به چشم می خورد.سنگهای منطقه از لحاظ سری ماگمایی جز سری تولوئیت با ماهیت متاآلومینوس می باشند. رفتار اکسیدهای عناصر اصلی روند عادی تفریق را در ماگما نشان می دهند. در نمودار عناصر نادر خاکی که نسبت به کندریت به هنجار شده اند غنی شدگی واضحی از LREE نسبت به HREE دیده می شود. هورنبلند گابروهای جنوب شرق فریمان در مقایسه با میانگین سنگهای MORB مقادیر متفاوتی از غنی شدگی در عناصر لیتوفیل بزرگ یون (LILE) را نشان می دهند در حالی که عناصر با شدت میدان بالا (HFS) در مقایسه با فراوانی این عناصر در سنگهای MORB تهی شدگی نشان می دهند. در نمودار عنکبوتی به هنجار شده بر حسب ترکیب مانتل اولیه آنومالی منفی Nb و Zr دیده می شود. گابروهای جنوب شرق فریمان دارای خصوصیت تولئیت جزایر قوسی (IAT) بوده و نمودارهای ترسیم شده برای عناصر جزئی جهت بررسی و تعیین منشا سنگ مادر نشان دهنده تشکیل آنها از یک منشا گارنت لرزولیت با میزان حدود 3 تا 10 درصد ذوب بخشی است.ویژگیهای کانی شناختی، بافتی و ژئوشیمیایی هورنبلند گابروهای جنوب شرق فریمان موید تشکیل ماگمای آنها در زون های فرا فرورانشی مرتبط با حوضه های حاشیه قوسی است.

رخداد معدنی آهن مسگر در گوشه شمال باختری پهنه ایران مرکزی و در فاصله 115 کیلومتری جنوب زنجان قرار دارد. در این محدوده، واحدهای رسوبی و آتشفشانی- آذرآواری میوسن رخنمون دارند. کانه زایی آهن به صورت رگه ای و عدسی شکل درون و در مرز واحدهای آذرآواری (کمر پایین) و گدازه های آندزی بازالتی (کمر بالا) رخ داده است. نتایج مطالعات سنگ نگاری گدازه های آندزی بازالتی نشان می دهد که بافت غالب در این سنگها پورفیریتیک با درشت بلورهای پلاژیوکلاز (گاهی تا اندازه 3 میلی متر) و پیروکسن در یک زمینه شیشه ای تا ریزبلور است. براساس مطالعات زمین شیمیایی، این گدازه ها مربوط به محیطهای حاشیه فعال قاره ای بوده و ماهیت کالک آلکالن دارند. کانه زایی آهن در این منطقه به صورت رگه ای و سیمان برش های گرمابی رخ داده و بافت کانسنگ از نوع رگه ای، رگه چه ای، توده ای، برشی، خرد شده و دانه پراکنده است. مهمترین کانی موجود در این رخداد معدنی، هماتیت است که با میزان اندکی مگنتیت و کالکوپیریت همراهی می شود. گوتیت در اثر فرآیندهای سوپرژن تشکیل شده است. کوارتز و کلریت، کانیهای باطله را در رخداد معدنی مسگر تشکیل می دهند. بافتهای مهم این کانیها شامل رگه ای، رگه چه ای، گل کلمی، کوکاد و پوسته ای هستند. دگرسانی گرمابی به بخشهای سیلیسی و کلریتی شده پهنه های کانه دار محدود می شود. در خارج از پهنه های کانه دار، دگرسانی به صورت سریسیتی و کلسیتی- کلریتی شدن گدازه های آندزی بازالتی میزبان رخ داده است. بررسی الگوی رفتاری عناصر نادر خاکی در پهنه های کانه دار و سنگهای میزبان، بیانگر تهی شدگی مشخص (به جز عنصر Ce) در میزان این عناصر در پهنه های کانه دار است. کاهش در میزان عناصر نادر خاکی سبک نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین بیشتر مشهود است. این امر بیانگر میزان بالای واکنش بین سیالات کانه زا و سنگ میزبان در مسگر می باشد. مقایسه ویژگیهای زمین شناسی، کانی شناسی، زمین شیمیایی و ساخت و بافت ماده معدنی در رخداد معدنی مسگر با تیپ های مختلف کانسارهای آهن نشان می دهد، کانه زایی آهن در مسگر در ابتدا به صورت آتشفشانی- رسوبی تشکیل شده و سپس تحت تاثیر سیالات گرمابی به صورت رگه ای تمرکز دوباره یافته است.

اکسایش پیریت و تولید زهاب اسیدی یکی از مشکلات زیست محیطی معادن سولفید فلزی است. میزان حضور اکسیژن در مجاورت کانیهای سولفیدی، مهمترین عامل کنترل کننده میزان اکسایش این کانیهاست. بنابراین شناسایی فرآیندهای موثر در انتقال اکسیژن به داخل کومه های سنگ باطله در ارزیابی زیست محیطی بسیار اهمیت دارد. در این پژوهش، 30 نمونه از 6 ترانشه حفر شده در کومه های باطله 19 و 31 معدن مس سرچشمه برداشت و با استفاده از تجزیه XRD، آزمایش ASTM-D2492، آزمایش pH خمیری، تحلیل دانه بندی و همچنین مشاهدات صحرایی، فرآیندهای انتقال اکسیژن به مواد باطله، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج XRD نشان داد کانیهای کوارتز، آلبیت، مسکویت، کلریت، پیریت و ارتوز کانیهای غالب در نمونه ها هستند. با توجه به حضور پیریت در اکثر نمونه ها و نبود کانیهای کربناته، تولید زهاب اسیدی در کومه های سنگ باطله معدن مس سرچشمه قابل انتظار بود. بر اساس مشاهدات صحرایی، مجراهایی با شارش قوی هوای گرم و مرطوب در اعماق 3 تا 5 متری شناسایی شد که در نمونه های مرتبط با آن، میزان رطوبت (8.25 و 13.43 درصد) و سولفات (4.5 و 7.02 درصد) بالا و در مقابل میزان پیریت (1.5 و 6.23 درصد) و Ph (3.13 و 2.88) پایین است. نتایج به دست آمده همچنین نشان داد، دو عامل ناهمگنی اندازه ذرات و حضور لایه هاردپن، کنترل کننده شدت فرآیندهای انتقال اکسیژن می باشند. این عوامل باعث شده اند همرفت هوا از مواد درشت دانه کف و اطراف کومه، فرآیند مسلط در رساندن اکسیژن به پیریت باشد. تسلط این فرآیند باعث وفور اکسیژن، دمای بالا و ایجاد شرایط مناسب برای فعالیت باکتری های اکسید کننده پیریت شده که اکسایش پیریت با شدت بیشتر و تا اعماق پایین تر کومه سنگ باطله را به دنبال دارد.

کانسار مس جیان در حاشیه شرقی زون دگرگونی سنندج- سیرجان، در جنوب ایران (195 کیلومتری شمال شرق شیراز) و در توالی آتشفشانی- رسوبی دگرگون شده سوریان به سن پرموتریاس قرار گرفته است. کانه زایی، عمدتا شامل پیریت، کالکوپیریت و مقدار کمتری اسفالریت، پیروتیت و اندکی گالن، کوبانیت و مس خالص می باشد. کانه زایی شکافه پرکن (مانند رخداد رگه ها و رگه چه های کانه دار) در ارتباط با وافشارش هیدرولیک و نشان دهنده کانه زایی ثانویه در منطقه است.اثرات حاصل از فرآیندهای دگرگونی دینامیک و گرمایی به صورت بافتهای شاخص این دگرگونیها در ماده معدنی قابل تشخیص است. رخداد فعالیت دگرگونی-گرمابی در این منطقه باعث تشکیل دو گروه رگه های کوارتزی کانه دار (تیپ A) و رگه های کوارتزی بی کانه (تیپ B) شده است. مطالعه میانبارهای سیال و ایزوتوپ های پایدار اکسیژن و هیدروژن بر روی این رگه ها نیز تکامل سیال دگرگونی-گرمابی را طی دو مرحله متفاوت نشان می دهد. مرحله نخست از کانه زایی در ارتباط با یک سیال دما بالا (بیش از 303 درجه سانتی گراد)، نسبتا شور (میانگین 10 درصد وزنی معادل NaCl) و با غلظت بالای CO2 (بیش از 2.7 درصد وزنی) بوده است. این سیال در ادامه با کاهش دما (میانگین 183 درجه سانتی گراد) و شوری (میانگین 5.4 درصد وزنی معادل NaCl) در محیطهای سطحی با نهشت روتیل همراه بوده است. این رگه ها تاریخچه برهمکنش سیال- سنگ را در سنگ میزبان دگرگونی کمپلکس سوریان، طی سرد شدگی، بالا آمدگی و کشش نهایی طی فرآیند دگرگونی پس رونده که منجر به کانه زایی مس شده است، ثبت کرده اند. همچنین اثر ناچیز فرآیند غنی شدگی سطحی زاد در این کانسار با تغییرات جزئی ایزوتوپ های مس (d65cu= -0.45to +0.49%0) نیز تایید کننده کانه زایی مس با منشا اولیه و عمقی است.

منطقه مورد مطالعه در دریای عمان در محدوده استان سیستان و بلوچستان قرار دارد. نمونه برداری از رسوبات سطحی بستر دریا در 16 نقطه به وسیله دستگاه گراب انجام گرفت. این رسوبات بر روی الک 200 تا 230 مش (ماسه بسیار ریز) و اغلب بر روی الک 230 مش قرار گرفتند. میانگین غلظت عناصر در رسوبات مورد بررسی به ترتیب (1.42) Cd، (9.99) Cu، (36.72) Zn، (181.18) Sr، (377.33) Mn و (20247.55) Fe است. انطباق غلظت عناصر روی و مس با فراوانی کانیهای تخریبی رسوبات بیانگر ارتباط بسیار نزدیک این عناصر با کانیهای بیوتیت و مسکویت است. منشا این دو کانی، گرانودیوریت و گابروهای موجود در افیولیت های محدوده ایرانشهر و گرانیت-پگماتیت ها و شیست های موجود در افیولیت ها و فلیش های شمال منطقه است که از طریق حوضه آبریز باهوکلات به منطقه مورد مطالعه وارد شده اند. عناصر استرانسیم و کادمیوم از روند بسیار مشابهی با فراوانی ذرات کربناته رسوبات برخوردار می باشند که منشا این عناصر را می توان سنگهای کربناته حوضه آب ریز زون مکران و خرده صدفهای موجود در محیط رسوب گذاری در نظر گرفت. عناصر آهن و منگنز عمدتا در ارتباط با کانیهای سنگین موجود در نمونه های مورد مطالعه بوده و منشا آنها غالبا گرانیت های بیوتیت دار کمپلکس قلامان و گرانودیوریت های موجود در افیولیت ها و گابروهای ناحیه فنوج می باشد که از طریق حوضه های آب ریز رابچ و باهوکلات به دریا وارد شده اند. تعیین شاخص غنی شدگی نشان می دهد که رسوبات دارای غنی شدگی زیاد تا حداکثر نسبت به کادمیوم بوده و نسبت به استرانسیم غنی شدگی متوسط تا زیاد دارند. عنصر روی حداقل تا متوسط غنی شدگی را نشان می دهد و عناصر آهن، مس و منگنز حداقل غنی شدگی را دارند.