در این تحقیق ابتدا پارامترهای ژئومکانیکی سنگ های میزبان خط جنوبی مترو اصفهان بررسی شده است. سپس هدف از ابزاربندی تشریح شده و ابزارهای نصب شده در خط مذکور معرفی و برخی از نتایج ابزارها، ارایه شده است. روش های انجام تحلیل برگشتی و بهینه سازی آن بیان و مزایا و معایب هر دو روش بررسی شده است. در ادامه به نحوه مدل سازی عددی به صورت سه بعدی اشاره شده است. تحلیل برگشتی برای تعیین پارامترهای مدول تغییر شکل، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی سنگ میزان تونل انجام شده و با بهره گیری از روش بهینه سازی حداقل مربعات و مدل های عددی ساخته شده، زاویه اصطکاک داخلی 30 درجه، چسبندگی 150 کیلوپاسگال و مدول تغییر شکل 1.5 گیگاپاسگال تعیین شده است. با استفاده از روش های بهینه سازی حداقل مربعات وزن دار و کمینه کردن بیشینه خطا، زوایه اصطکاک داخلی 35 درجه، چسبندگی 350 کیلوپاسگال و مدول تغییر شکل 1.5 گیگا پاسکال تعیین شده است. کمترین حساسیت تابع خطا به مقدار زاویه اصطکاک داخلی و بیشترین حساسیت آن به مدول تغییر شکل و چسبندگی است. علت عدم حساسیت به زاویه اصطکاک داخلی می تواند ناشی از کم بودن روباره تونل باشد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

کانسارهای سرب و روی گونه دره می سی سی پی شمال سمنان را می توان به دو مجموعه «ارم» در شمال غرب شهمیرزاد و «شهمیرزاد» در جنوب و شرق شهمیرزاد تفکیک کرد. سنگ میزبان این کانسارها از واحدهای کربناتی کرتاسه است و گسلش در کنترل کانه زایی درونزاد در هر دو نقش اساسی دارد. شواهد سنی، کانی شناسی و ساختاری بیانگر خاستگاه مشترک هر دو مجموعه کانه سازی است ولی با این حال تفاوت های زیادی در بستر کربناتی این دو مجموعه کانه زایی دیده می شود. بررسی های سنگ شناختی نشان می دهد که سنگ میزبان کانسارهای ارم در رخساره های عمیق دریایی ته نشین شده که نفوذپذیری بسیار کمی دارند و دولومیتی شدن در این دنباله دیده نمی شود. در حالی که سنگ میزبان کانسارهای شهمیرزاد رخساره های کم عمق را که نفوذپذیری بالایی دارند نشان می دهند و دولومیتی شدن گسترده ای در این دنباله صورت گرفته است. نبود رخساره های نفوذپذیر و دولومیت در بستر کربناتی کانسار های شمال غرب شهمیرزاد از چرخش و حرکت شاره های کانه زای درون میزبان کربناتی جلوگیری کرده است که این مساله با مقادیر پایین سرب (کمتر از 5ppm) و روی (کمتر از 20ppm) در سنگ میزبان همخوانی دارد. احتمالا این نفوذناپذیری از ایجاد فرآیند برونزادی در مجموعه کانسار های شمال غرب شهمیرزاد نیز جلوگیری کرده است. تعیین ترکیب ایزوتوپی کربن و اکسیژن بستر کربناتی نیز تا حدودی نقش کانی سازی درونزاد در ایجاد تغییرات ژئوشیمیایی و عدم تاثیر شاره های دیاژنتیکی بر سنگ میزبان را نشان می دهد. وجود رخساره های کم عمق، نفوذپذیری و نیز دولومیتی شدن سنگ میزبان کانسارهای جنوب و شرق شهمیرزاد سبب شد تا شاره ها امکان حرکت و چرخش درون بستر کربناتی را داشته باشند را پیدا کنند و این چرخش عاملی برای افزایش سرب (با میانگین 132ppm) و روی (با میانگین 95ppm) در بستر کربناتی و نیز شکل گیری گستره کانه های برونزاد در این ناحیه شده است. این کار پژوهشی نشان می دهد که کانی سازی درونزاد سرب و روی در مجموعه ارم در اثر فرآیندهای دیرزاد و بدون تاثیر از بستر کربناتی شکل گرفته و کنترل کننده های ساختاری نقش بنیادی در تمرکز کانی سازی داشته است.

ناحیه معدنی سرب و روی ایرانکوه در کمربند متالوژنی ملایر-اصفهان واقع شده و از نوع MVT می باشد. کانی سازی در سنگ میزبان کربناته (عمدتا دولستون دانه درشت) و کمتر شیل-سیلتستون به شکل اپی ژنتیک تشکیل شده است. مجموعه کانی شناختی شامل اسفالریت، گالن، پیریت و اندکی کالکوپیریت همراه با باطله های دولومیت، آنکریت، کوارتز، مواد آلی، کلسیت و باریت است. دولومیتی شدن مهمترین آلتراسیون منطقه است که به شکل های پرکننده حفرات کارستی و انحلالی، جانشیی در فسیل، رگچه ای و سیمان برش های گسلی دیده می شود. سیلیسی-شدن عمدتا در سنگ میزبان آواری به شکل رگه-رگچه و پرکننده فضای خالی اتفاق افتاده است. شواهد زمین-شیمیایی نشان می دهد که محلول کانه دار غنی از آهن و منگنز بوده و منجر به تشکیل دولومیت غنی از آهن و آنکریت در سنگ میزبان کربناته شده است. در سنگ میزبان آواری، آهن محلول با گوگرد واکنش داده و عمدتا پیریت تشکیل شده است. همچنین مقدار آرسنیک، آنتیموان، کادمیوم و مس در هر دو نوع سنگ میزبان آلتره شده بالاست و از این عناصر به عنوان ردیاب اکتشافی می توان استفاده نمود. این مطالعه در ناحیه معدنی ایرانکوه می تواند به عنوان الگویی جهت اکتشاف ذخایر پنهان در همین ناحیه و نیز کانسارهای مشابه در ایران و دنیا مورد استفاده قرار گیرد.

کانسار روی، سرب و مولیبدن احمدآباد در شمال­شرق بافق، قسمتی از کمربند متالوژنی بهاباد-کوهبنان و در بلوک پشت­بادام واقع شده­ است. توالی سنگ­شناسی منطقه از شیل، دولومیت و آهک تریاس، واحدهای تبخیری، آهک، شیل و ماسه­سنگ ژوراسیک به همراه آبرفت­های کواترنری تشکیل گردیده ­است. رگه­ای، پراکنده، پرکننده فضای خالی و جانشینی سنگ میزبان مدل­های کانی­زایی منطقه را تشکیل می­دهند. مقایسه نسبت عناصر نادر خاکی سبک و سنگین (La/Yb) و دیاگرام­های نرمال شده عناصر نادر خاکی مربوط به ماده معدنی و سنگ میزبان مشابه هستند. تغییرات نسبت آهن و منیزیم در سنگ میزبان و ماده معدنی دیگر نتایج را پشتیبانی می­کند. یافته­های حاصل از این مطالعه نشان می­دهد که سنگ میزبان و ماده معدنی در شرایط مشابه تشکیل شده­اند. ویژگی­های میکروسکوپی و روابط بافتی مشابه با دولومیت­های گرمابی می­باشد. تغییرات ایزوتوپ پایدار اکسیژن δ18O-SMOW(‰)) نیز در محدوده­ دیگر دولومیت­های هیدروترمال جهان قرار می­گیرد.

منطقه آلچه­قشلاق در شمال شهر ورزقان و جنوب معدن سونگون در پهنه فلززایی ارسباران واقع است. سنگ­های آتشفشانی مورد بررسی با سن ائوسن شامل آندزیت­ و تراکی­آندزیت­، داسیت­، داسیت­آندزیت­ و ریوداسیت­ هستند که با دایک­های ریولیتی و داسیت­آندزیتی قطع شده­اند. حضور رگه­های سیلیسی و باریتی همراه با دگرسانی­های گسترده فیلیک، آرژیلیک و پروپیلیتی از سیماهای کانی­سازی در این منطقه است. کانی­های اسفالریت، کالکوپیریت، گالن و پیریت همراه کانی­های رسی، سریسیت، کربناتی و کلریتی از ویژگی­های کانی­زایی هستند. ماگمای سازنده این سنگ­ها دارای سرشت آهکی قلیایی پتاسیم بالا تا شوشونیتی است. نمودار­ عنکبوتی عناصر کمیاب بهنجار شده به کندریت نشانگر غنی­شدگی عناصر سنگ دوست درشت یون (LILE) نسبت به عناصر با شدت میدان بالا (HFSE) و ناهنجاری مثبت عناصر K، Rb و Th و ناهنجاری منفی عناصر Nb و Ti و در نتیجه بیانگر فعالیت ماگمایی کمان­های آتشفشانی کرانه قاره­ای و فرورانش است. نمودار عناصر خاکی نادر (REE) نیز نشان دهنده غنی­شدگی عناصر خاکی نادر سبک (LREE) نسبت به عناصر خاکی نادر سنگین (HREE) و میانه (MREE) بوده که از ویژگی­های سنگ­های آتشفشانی سری آهکی قلیایی وابسته به کمان ماگمایی است. این نتایج نشانگر غنی­شدگی گوشته با فرایند فرورانش هستند. بررسی نمودارهای مختلف سنگ­شناسی، محیط زمین ساختی پهنه­های فرورانش کرانه فعال قاره­ای را نشان می­دهد.

کانسار سرب (نقره) نخلک در حاشیه خاوری کوه نخلک و 55 کیلومتری شهر انارک در استان اصفهان قرار گرفته است. کانی سازی در فضای خالی حاصل از شکستگی ها، درون سنگ های کربناته کرتاسه بالایی (واحد صدر) به صورت رگه های خاوری باختری و با شیب زیاد قرار گرفته است. وجود رخساره های ریفی، دولستونی و حالت های انتقالی بین سنگ آهک و دولستون از خصوصیات سنگ شناسی مناسب واحد صدر می باشد. سیّال کانه دار سنگ میزبان را دچار دگرسانی هایی شامل انحلال کربنات ها و تشکیل کربنات های گرمابی نموده که در اطراف رگه های معدنی از قبل تا همزمان با کانی سازی تشکیل شده است. سه نوع اصلی دولومیت در ارتباط با کانی سازی مشاهده شده که دولومیت نوع زین اسبی مهمترین آن ها می باشد. ژئوشیمی سنگ میزبان مجاور رگه های معدنی نشان می دهد MgO، Fe2O3 (Fe total)، MnO و نیز عناصری همچون Pb، Ba و Zn غنی شده و CaO در سنگ های دگرسان شده تهی شده که به تدریج با رسیدن به سنگ میزبان غیردگرسان به وضعیت عادی باز می گردند. رابطه مثبت مشاهده شده بین شدت دگرسانی دولومیتی، تمرکز عناصر مرتبط با کانی سازی و ته نشست کانی های سولفیدی پیشنهاد می کند که مهاجرت سیّال کانه دار از درون رگه معدنی و توسط فرآیندهای گرمابی به درون سنگ میزبان صورت گرفته است. ارزیابی ماهیت سیّال مولد دگرسانی دولومیتی کانسار نخلک نشان دهنده سیّال شوراب حوضه ای (میانگین 11/14درصد وزنی نمک طعام) با دمای متوسط (میانگین 174 درجه سانتی گراد) بوده که تقریباً مشابه با سیّال مولد کانی سازی کانسار است. در کانسار نخلک تأثیر متقابل سنگ میزبان کربناته و سیّال کانه دار در طول فرآیند کانی سازی به صورت بازخوردی عمل نموده است، به طوری که سنگ میزبان کربناته مناسب (از نظر شیمیایی و فیزیکی) عامل ورود سیّال کانه دار به درون سنگ میزبان باعث تشکیل کانی سازی شده و خود کانی سازی باعث انحلال کربنات سنگ میزبان و ته نشست دولومیت شده و این رخداد ها با ایجاد فضای خالی بیشتر امکان ته نشست ماده معدنی بیشتر را فراهم نموده است.

کانسار مس خلیفه لو (جنوب خاوری زنجان) یک نمونه از ذخایر رگه ای با میزبان آتشفشانی است که در زون متالوژنی طارم و در البرز باختری (شمال باختر ایران) واقع شده است. زون طارم به طور عمده از نهشته های آتشفشانی و ولکانوکلاستیک سازند کرج ( ائوسن آغازی تا میانی) تشکیل شده است. از نظر موقعیت چینه شناسی سازند کرج به دو عضو کردکند و آمند تقسیم شده است. عضو آمند بر روی عضو کردکند قرار گرفته و به 6 واحد Ea1 تا Ea6 تقسیم شده است. ذخیره مس خلیفه لو در واحد های Ea5 و Ea6 از عضو آمند جای گرفته است. سازند کرج توسط توده های نفوذی بزرگ و کشیده با گرایش کالک آلکالن قطع شده است. سنگ میزبان ماده معدنی توف های سبز و ندرتاً آندزیت ها هستند. الگو های عناصر نادر خاکی در نمونه های مورد مطالعه، نشان دهنده بی هنجاری منفی عنصر Eu است که ناشی از تجزیه پلاژیوکلاز هاست. در تمامی نمونه های سنگی مورد مطالعه، غنی شدگی از عناصر نادر خاکی سبک (LREE) و عناصر لیتوفیل بزرگ یون (LILE) و نیز تهی شدگی از عناصر با شدت میدان قوی (HFSE) مشاهده می شود. این مسئله احتمالاً نشان دهنده منشأ مشترک این سنگ هاست. کانه های اصلی شامل کالکوپیریت، بورنیت، کالکوسیت و کوولیت و کانی های گانگ شامل کوارتز، سریسیت و کلسیت هستند. در این مقاله منشأ سیالات کانسار ساز و ژنز کانسار مس خلیفه لو با استفاده داده های ایزوتوپی گوگرد و اکسیژن مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر ایزوتوپ گوگرد کالکوپیریت 2-تا 3/5-در هزار است. با توجه به مقادیر منفی ایزوتوپ گوگرد و وجود پیریت های فرامبوییدال در توف ماسه ای میزبان کانه زایی، می توان گفت سولفید های ذخیره خلیفه لو توسط سیالاتی تشکیل شده اند که گوگرد آنها از یک منبع رسوبی مشتق شده است. مقادیر ایزوتوپ اکسیژن کوارتز 3/12 تا 3/14 در هزار و مقادیر δ 18O سیالات محاسبه شده از نمونه های کوارتز در گستره 6/0 تا 6/3 در هزار هستند. با استفاده از داده های ایزوتوپ اکسیژن منشأ سیالات کانه ساز در کانسار مس خلیفه لو سیالات جوی-سازندی معرفی شده است. این تحقیق نشان دهنده شباهت کانسار خلیفه لو با ذخایر رگه ای تیپ کوردیلرایی (cordilleran) است.

منطقه مورد مطالعه توپچی در شمال غرب تسوج، در استان آذربایجان شرقی قرار دارد. کانه زایی در منطقه توپچی از نوع مس و به صورت کانه های سولفیدی پیریت، کالکوسیت، بورنیت و کالکوپیریت و کانه های کربناتی مالاکیت و آزوریت در داخل سنگ های رسوبی ماسه سنگی به سن میوسن رخ داده است. بر اساس شاخص تنوع ترکیبی (ICV) تشکیل ماسه سنگ های کانه زایی شده منطقه توپچی در چرخه اول رسوبی بوده که به واسطه حضور دانه ها و کانی های ناپایداری همچون خرده سنگ، فلدسپار و کانی های مافیک تایید می گردد. بررسی سنگ منشا و نوع کانه-زایی اتفاق افتاده در این ماسه سنگ ها، نیز نشان دهنده تشکیل آنها از فرسایش سنگ های آذرین مافیک تا حد واسط در شرایط آب و هوایی نیمه خشک بوده است. مطالعات ژئوشیمیایی دو متغیره و چند متغیره نمونه های کانه-زایی شده، نشان دهنده وجود همبستگی بسیار خوب مس-نقره و روی با همدیگر بوده که به دلیل رفتار مشابه رداکس این عناصر می باشد. نوع سنگ میزبان کانه زایی شده، کانه شناسی کانسنگ، ساخت و بافت کانه ها، نوع دگرسانی و عامل احیا کننده و کنترل کننده کانه زایی (بقایای گیاهی) و نهایتاً مقایسه آنها با کانسارهای شناخته شده در ایران نشان دهنده رخداد کانه زایی مس رسوبی نوع Red Bed در این منطقه است.