دانلود پایان نامه

علاوه بر کانیهای ثانویه آهن، در شرایط اکسایشی دیاسپور، بوهمیت و آناتاز نیز تشکیل میشود که همراهی هماتیت و بوهمیت نشان از شرایط اکسایش و اسیدی ضیف محیط دارد (باردوسی، ۱۹۸۲). شرایط احیایی با حضور بوکسیت سبز غنی از شاموزیت مشخص میشود. بر اساس مطالعات کانیشناسی کانیهای پیریت و مارکاسیت و پیروتیت در نمونه دستی، مقطع صیقلی و آنالیز پراش پرتو ایکس مشخص شدند(شکل ۳- ?). آهن مورد نیاز برای تشکیل این کانیها از اکسیدهای آهن و گوگرد مورد نیاز از احیای باکتریایی سولفاتهای محیط به دست آمده است (اوزتروک۲۴ و همکاران،۲۰۰۲). تشکیل کانی شاموزیت در شرایط محیطی کم فشار با pH 7 تا ۸ و Eh بیش از۲/۰- تشکیل می‌شود (تمور۲۵ و کانسون، ۲۰۰۶). مقدار سیلیس فعال در بوکسیت سخت نسبت به دیگر واحدهای بوکسیتی بیشتر است که همین امر موجب مشکلاتی در تهیه آلومینا (Al2O3) میشود.

شکل ۳- ۷- واحد ۳، بوکسیت سخت شامل رخساره احیایی سبز رنگ و رخساره اکسیدان قرمز رنگ در کانسار بوکسیت تاش.

شکل ۳- ۸- نمایی از بوکسیت سخت رخساره احیایی در کانسار بوکسیت تاش، PY معرف پیریت و MA معرف مارکاسیت می‌باشد.

د- واحدکائولینیتی بالایی
این بخش به صورت بسیار محدود در بعضی از قسمتهای کانسار در زیر شیلهای شمشک یافت میشود (شکل ۳- ?). ترکیب شیمیایی و کانیشناسی این لایه تقریباً یکنواخت و عمدتاً از کائولینیت تشکیل شده است. احتمال دارد که کانیهای آلومینیومدار این لایه ثانویه باشند یعنی کانیهای رسی آلومینیومدار مثل هالئوزیت و کائولینیت بر اثر تشابه رفتار شیمیایی آلومینیوم با سیلیس، با کانیهای آلومینیومدار واکنش داده و آنها را تشکیل می‌دهند (اسماعیلی و همکاران، ۱۳??). کانیهای جدیدتر تشکیل شده به صورت رگچه و غشاهایی در بوکسیتهای موجود در خمیره کائولینیتی یافت میشوند (والتون، ۱۹۷۲). عمده این لایه بر اثر فرسایش از بین رفته است.

شکل ۳- ۹ – تصویر صحرایی از واحد چهارم افق بوکسیتی در کانسار بوکسیت تاش، این لایه بیشتر از کائولن تشکیل شده و در زیر شیلهای سازند شمشک قرا گرفتهاند.

از مشخصات بارز این واحد حضور کنکرسیون و ندولهای هماتیتی میباشد (شکل ۳- ??). حضور مجزای لایههای آهن و آلومینیوم در کنکرسیونها نتیجه آهنشویی تفریقی میباشد. به وجود آمدن کنکرسیونها نتیجه فرایندهای اپیژنتیک میباشد (شهریاری، ۱۳۶۵). معمولا ندولها که کانی اصلی آنها هماتیت است، در اثر نوسانات سطح سفره آبهای زیرزمینی بوجود میآیند. اگر در مرکز ندولها هسته وجود داشته باشد و دارای دوایر متحدالمرکز باشند، به آنها بافت پیزوئیدی و ماکروپیزوئیدی اطلاق میشود ولی اگر هسته نداشته باشند و اثری از دوایر متحدالمرکز دیده نشود، به آنها نودول آهن و به بافت مربوطه بافت نودولار گفته میشود. معمولاً پایین بودن انرژی حوضه رسوبی و نبود هستههای مناسب باعث ایجاد این بافت میشود (شکل ۳- ??). وجود کنکرکسیون و ندولهایلاتریتی در منطقه تایید کننده این مطلب است که محلول حاوی ژل سیلیکاته با دیگر عناصر فرعی و هماتیت به صورت درجازا در حفرات کارستی به وجود آمدهاند.

شکل ۳- ۱۰ – تشکیل کنکرسیون در واحد کائولینیتی بالایی، با تغییر شرایط محیطی واحد بوکسیت سخت رخساره احیایی مستقیماً به واحد رسی بالایی به صورت کنکرسیون تبدیل شده است.

شکل ۳- ۱۱ – تشکیل بافت نودولار در واحد کائولینیتی بالایی، این ندولها عمدتاً از هماتیت تشکیل شده است

۳-۳ – ویژگیهای سنگپوش ماده معدنی
در بسیاری از ذخائر بوکسیت پس از برجای گذاشتن بوکسیت یک دوره کوتاه مدت یا بلند مدت در توقف رسوبگذاری قبل از تشکیل سنگ پوش حاکم بوده است ولی ذخائری نیز وجود دارند که سنگ پوش آنها بلافاصله بر روی بوکسیت رسوب کردهاند. در حالت اول که توقف وجود دارد مرز مشخصی بین ماده معدنی و سنگپوش وجود دارد ولی در حالتی که توقف وجود نداشته باشد مرز مشخص بین ذخائر و سنگ پوش دیده نمیشود و مرز کاملاً تدریجی است (شهریاری، ۱۳۶۵). افق بوکسیتی مورد مطالعه توسط شیلها و ماسه سنگهای سازند شمشک پوشیده شده است. مرز بین افق بوکسیتی و سازند شمشک به صورت فرسایشی نامنظم میباشد شکل (۳- ??). همچنین (براگین ۲۶و همکاران ۱۹??) بیان میکنند که گروه شمشک در البرز شمالی از یک بخش آهنی – بوکسیتی آغاز میگردد به طوری که در منطقه اکراسر ستبرای بوکسیت پایه گروه شمشک به ۸ متر و در منطقه قشلاق به لایههای رسی کائولینیتی رنگارنگ که ضخامت کمتر از یک متر دارند ختم میشوند همچنین آنها افق بوکسیتی را جزئی از گروه شمشک میدانند.

شکل ۳- ۱۲- تصویر صحرایی از مرز فرسایشی نامنظم بین افق بوکسیتی و سازند شمشک، عدد ۱ لایههای حاوی آهک دیاسپوردار و عدد ۲ لایههای شیلی سازند شمشک را نشان میدهد که حاکی از توقف رسوبگزاری در مدت کوتاه میباشد.
۳-۴- ارتباط بوکسیت زایی با ذغالسنگ
از زمانی که برای اولین بار زمین‌شناسان شرکت ذغالسنگ البرز‌شرقی در سال ۱۳۴۷ ضمن پی‌جویی ذغالسنگ، وجود بوکسیت را در جاجرم گزارش کردهاند، تاکنون نهشته‌های بوکسیت زیادی از قاعده شمشک در ایران اکتشاف گردیده است. نتایج بررسیهای انجام شده بر روی مرز بالایی بوکسیتهای تاش و سازند ذغالدار شمشک نشانگر ارتباط مستقیم آنها میباشد. چنانچه مطالعات آنالیز پراش اشعه ایکس نشان از وجود کانیهای کائولینیت، دیاسپور، ایندیالیت و آناتاز در شیل‌های بلافصل بوکسیت‌ها دارد ( شکل ۳- ??).

شکل ۳- ۱۳ – نتیجه آنالیز پراش اشعه ایکس بر روی یک نمونه از شیل‌های شمشک که منجر به شناسایی کانی‌های کائولینیت، دیاسپور، ایندیالیت و آناتاز گردید.
اولین بار از ناحیه جانگار چین در معدن هیدوجا به سن پنسیلوانیا کانی‌های آلومینیوم‌دار در شیل‌ها و ذغالسنگ‌ها گزارش شده است (دای۲۷و همکاران،۲۰۱۲). در این ناحیه بوکسیت به شکل کانی بوهمیت همراه با ذغالسنگ‌ها در محیط مردابی ته‌نشست نموده و علاوه بر آلومینیوم، گالیوم و عناصر نادر‌‌خاکی نیز غنی‌شدگی نشان می‌دهند. این غنی‌شدگی ممکن است بر اثر فرایند‌های زیر اتفاق افتاده باشد: الف – لیچینگ خاکستر آتشفشانی توسط آبهای زیرزمینی وغنیشدگی توسط مواد آلی، ب- لیچینگ خاکستر آتشفشانی توسط آبهای زیر‌زمینی و غنی‌شدگی توسط به هم پیوستن کانی‌ها، ج- به هم پیوستن خاکستر آتشفشانی و کانی‌ها توسط تورب. در قسمت‌هایی از معدن تاش که سازند شمشک بوکسیت‌ها را پوشانده است، میتوان ارتباط بین کانی‌های رسی و شیل و مارنهای حاوی مواد آلی فراوان را مشاهده نمود (شکل ۳- ۱۴). در این شکل در قسمت وسط کانی رسی قرار گرفته و اطراف آن را شیل با مواد آلی فراوان احاطه نموده است.

شکل۳- ۱۴- تصویر نمونه دستی یک تورب نارس که کانیهای رسی را در بر گرفته است، لایههای متحد المرکز نشان از تشکیل در یک محیط در‌جا دارد تا جایی که نمونه حالت کنکرسیون به خود گرفته است.

در مناطقی که ذغالسنگ همراه نهشته‌های بوکسیت وجود دارد لیچینگ طبیعی آهن بر کیفیت بوکسیت تأثیر قابل ملاحظه‌ای دارد. وجود مواد آلی برای متحرک ساختن آهن و خروج آن از محیط ضروری است. شرایط تشکیل ذغالسنگ نیاز به یک محیط پایدار رسوبی دارد که در این محیط‌ها مواد آلی به وفور یافت می‌شوند. همچنین نقش میکروارگانیسم‌ها در جذب قوی آهن و دیگر عناصر فلزی و ته‌نشست آنها و تشکیل بوکسیت بسیار مهم میباشد (کلتزیدیس۲۸ و همکاران، ۲۰??). دمای مناسب، آب فراوان و کربن آلی برای فعالیت میکروارگانیسمها محیط مناسبی را فراهم میآورد.

۳- ۵- نقش کارست و غارهای آهکی در فرایند بوکسیتزایی
محیطهای کارستی در کانه‌زایی بوکسیت نقش دارند که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود: الف – فرورفتگیهای کارستی معمولاً زهکشی مناسب دارند و باعث نفوذ بیشتر آب باران به درون سنگ مادر و در نتیجه هوازدگی بیشتر میشود. ب- وجود یک محیط قلیایی ضعیف تا متوسط برای عمل بوکسیتی شدن مناسب است و این شرایط به وسیله سنگهای کربناته قابل حصول است. ج- وجود فرورفتگیهای کارستی خود عاملی برای محفوظ ماندن بوکسیت از وقایع فرسایشی بعدی میباشد (زراسوندی و همکاران، ۱۳۸۹). وجود حفرات و غارهای آهکی در توده معدنی که در امتداد شکستگیهای گسلی ایجاد شده نقش دوگانهای در بوکسیتزائی دارد، از یک طرف باعث خروج عناصر کلسیم، منیزیم و دیگر کاتیونهای محلول شده و باعث افزایش کیفیت بوکسیت میشود و از طرف دیگر در صورت استمرار و افزایش زهکشی در منطقه باعث خروج آلومینیم و دیگر عناصر به خارج از منطقه میشود (ماکلان و هکاران، ۲۰۰۲). (ملائی و شریفیان عطار، ۱۳۸۴)، با مطالعه بر روی بوکسیت جاجرم، نسبت ستبرای بوکسیت به درصد Al2O3 و تیتان در کارستها را نشان دادند و نتیجه گرفتند که کیفیت بوکسیت و تیتان به عنوان عناصر بی تحرک با ستبرای آن نسبت مستقیم دارد و به همین نسبت از درصد اکسید سیلیس و آهن به عنوان عناصر کم تحرک کاسته میشود. در شکل (۳- ۱۵) غار آهکی ایجاد شده در منطقه حکایت از پیشرفت کارست در سنگ میزبان نیز دارد، تا حدی که تزئینات سوزنی و گل کلمی از جنس کلسیت و آراگونیت در بدنه غار ایجاد کرده است. یکی از شواهد کارستی شدن نفوذ رگچههای بوکسیت در داخل بستر دولومیتی الیکا میباشد شکل (۳- ۱۶).

شکل۳- ۱۵- ایجاد غار آهکی در سنگ بستر به همراه تزئینات سوزنی کلسیت و آراگونیت که مبین پیشرفت کارست میباشد

شکل ۳- ۱۶ – نمایی از ورود محلولهای حاوی بوکسیت و هماتیت در داخل بستر کربناته سازند الیکا علائم اختصاری شامل (A- ندولهای هماتیت در زمینه بوکسیت رسی، B- بافت پلیتومرفیک در بوکسیت رسی، C – رگچه‌های حاوی بوکسیت، D- هماتیت، E – بوکسیت کائولینیتی شده،F – دولومیت الیکا )

۳- ۶ – کانیشناسی به روش پراش اشعه ایکس XRD
با توجه به این که کانیهای سازنده ماده معدنی دارای بلورهای ریز میباشد و در این شرایط کانیهای سازنده آن خواص نوری مشخصی ندارند نمی‌توان انتظار چندانی از مطالعات مقاطع صیقلی داشت. برای به دست آوردن اطلاعات دقیقتر کانیشناسی و پردازش و تفسیر مینرالوژیکی اجزای تشکیل دهنده بوکسیت از آنالیز XRD استفاده گردید. این روش مطالعه کانیشناسی، در شناسایی ذرات ریز رسی به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد. مبنای این روش اندازه‌گیری فواصل صفحات اتمی یا به عبارتی شناسایی ساختمان مواد که نتیجه آن تعیین نام کانی یا کانیهای تشکیل دهنده نمونه میباشد. به همین منظور تعداد ۹ نمونه جهت شناسایی کانی‌های مجهول در دانشگاه دامغان و ۱ نمونه درسازمان زمین شناسی کشور مورد تجزیه قرار گرفت. نتایج نشان داد که کانیهای تشکیل دهنده بوکسیت در پنج گروه شامل گروه هیدروکسیدهای آلومینیوم و آهن ( دیاسپور، بوهمیت، گوتیت )، اکسیدهای آهن و تیتان ( هماتیت، آناتاز )، فیلوسیلیکاتها ( کائولینیت،

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید