فهرست مطالب :

» مقياس (Scale)

» سيستم تصوير(Map Projection)

» جنراليزه کردن (Generalization)

» طراحي (Design)

» ترسيم و توليد (Map Produce)

» انواع کارتوگرافي

» نقش کارتوگرافي در تهيه نقشه

» اهميت کارتوگرافي

» تحول در کارتوگرافي

» علل تغيير آهسته کارتوگراف‌ها طي زمان

» آينده کارتوگرافي

ادامه مطلب

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:55 توسط یاسرپوراسمعیل |

کــــمـــپـــاس

کمپاس و کاربرد های آن

کمپاس برانتون ( قطب نماي جيبي )

ساختمان کمپاس برانتون

مقياس هاي آزيموت و بيرينگ

مقياس هاي آزيموت و بيرينگ براي تعيين جهات جغرافيايي

نگهداري و تنظيمات کمپاس

انحراف مغناطيسي و تصحيح کمپاس

تعيين انحراف مغناطيسي

تنظيم انحراف مغناطيسي در کمپاس

کارآيي کمپاس

تعاريف

روش هاي برداشت اطلاعات بوسيله کمپاس

اندازه گيري موقعيت ساختار هاي خطي

اندازه گيري زاويه پيچ براي عناصر خطي

اندازه گيري زواياي قائم، ارتفاع و فاصله

اندازه گيري ضخامت حقيقي لايه ها

اندازه گيري موقعيت صفحات

روش مستقيم بدست آوردن امتداد لايه

اندازه گيري شيب توپوگرافي از دور

بدست آوردن موقعيت يک خط مابين دو نقطه

اندازه گيري موقعيت يک صفحه با تکنيک دو خط

استفاده از کمپاس براي تعيين دو نقطه هم ارتفاع

يافتن موقعيت با استفاده از کمپاس و نقشه

يافتن موقعيت خود بر روي نقشه

جهت يابي بدون کمک قطب نما

ادامه مطلب

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:52 توسط یاسرپوراسمعیل |

ظرفيت کاني سازي اورانيوم و مدل آن در رسوبات نئوژن ،حوضه تلخه رود منطقه تبريز – اهر

فهرست مطالبي که در ادامه مطلب بیان می گردد:

١- معرفی منطقه

٢-مطالعات ژئوشيميايي

١ -٢ تغييارت عيار

٢ -٢- همبستگي ژئوشيميايي بين اورانيوم و ساير عناصر

٣-٢- رابطه عيار عناصر با ليتولوري

٤-٢-مكانيسم هاي شيميايي حمل و ذخيره اورانيوم در طبقات ماسه سنگي

٣-مدل کانی سازي اورانيوم در تلخه رود

١-٣-فاکتورهاي تعيين کننده در ذخاير اورانيوم تيپ ماسه سنگي در گستره مورد بررسي

٤-نتيجه گيري

5- منابع

1- معرفی منطقه :

حوضه تلخه رود در آذربايجان خاوري ، بوسيله ارتفاعات و توده هاي پلوتوني – ولكانيكي احاطه شده و در واقع يك حوضه بين کوهستاني مي باشد که درمجموعه اي از قوس هاي ماگمايي مربوط به اواخر ترسير، قرار گرفته است . سرشاخه هاي تلخه رود از ارتفاعاتي چون آتشفشان هاي سبلان ، بزقوش ،دچان و قوشه داغ سرچشمه گرفته و با شستشو دادن دامنه هاي مذکور ،مقدار قابل توجهي از اورانيوم موجود آنها را به کانال اصلي رودخانه حمل کرده و در آنجا در لابه لاي رسوبات مئاندري رودخانه و پهنه هاي دلتايي رسوب داده است .بررسي آماري عيار اورانيوم و عناصر دیگر درتوالي رسوبي ميوسن بالايي ميان تبريز و اهر در تلخه رود وقوع کاني سازي را در منطقه مشخص مي سازد ارتباط اورانيوم با مس ، موليبيدنيوم و واناديوم و همبستگي ثبت عناصر مزبور است . اين همبستگي تنها در ستون چينه اي (Roll front) ،مويد کاني سازي از تيپ ماسه سنگ و از نوع هلالي اميدچه مشاهده شده و آنومالي هاي مربوط هم از نوع اپي ژنتيك مي باشد . در گورچين اورانيوم با عناصر شاخص تيپ ماسه سنگي همبستگي منفي نشان مي دهتد . حال آن که شيل هاي تيره در ستون چينه اي اين منطقه و هوازدگي سطحي ، از عيار کم و بيش بالاي اورانيوم همزمان با رسوب گذاري صورت (leaching) با وجود تاثير گرفته و کاني سازي مربوطه ، از نوع سين ژنتيك است .فراواني سيمان کلسيتي در ليتوفاسيس هاي ماسه سنگي مويد وفور (CO3-2) در محيط هاي ديانژي بوده که نقش مهمي در انتقال اورانيوم درمحيط هاي مذکور به صورت کربوکسيل اورانيوم ايفا نمونه و محلول هاي اخير در نهايت در شرايط احيا محيط هاي شيميايي مي تواند به اکسيد اورانيوم تبدیل شده باشد .

ادامه مطلب

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:47 توسط یاسرپوراسمعیل |

طلا (اکتشاف و استخراج ، فرآوری ،استحصال ، کاربردها )

طلا از واژه Jval در زبان سانسكريت ، gold درآنگلوساكسون ،geolo در انگليسي قديم و aurum در لاتين گرفته شده كه همگي به معناي طلا ( زرد ) مي باشند.طلا فلزي زرد رنگ با نماد Au ، وزن مخصوص بالا (gr/cm332/19)،جرم اتمي 967/196 و عدد اتمي 79 است. اين عنصرداراي سختي 5/2 تا 3 ، نرم، براق،‌ قابل انعطاف، چكش خوار، شكل پذير، داراي شکست دندانه اي است. طلاي خالص معمولاً حاوي 8 تا 10% نقره و گاهي بيشتر است. با افزايش نقره، رنگ سفيد تري ايجاد شده و وزن مخصوص نيز كمتر مي‌شود.طلا جزء گروه عناصر آزاد ، طبيعي و خالص بوده و فراواني آن در پوسته زمين در حدود7- 10 × 4 مي باشد.طلا پراكندگي بسيار گسترده‌اي دارد. معمولاً در رگه‌هاي كوارتزدار در سنگ‌هاي دگرگوني و اسليتي و يا در ماسه‌ها و آبرفت‌هايي كه از تجزيه سنگ‌هاي ديگر حاصل مي‌شود، وجود دارد. طلا معمولاً به نمونه‌هاي فلزي ديگر مانند پيريت طلادار وابسته است.طلا نقش خود را به عنوان ذخيره پولي در هر سطحي حفظ كرده است و بانك هاي مركزي ملل مختلف آن را به عنوان ذخيره پولي نگهداري مي كنند.

فهرست عنواین :

1) روشهاي مختلف براي فرآوري و استحصال طلا از سنگ معدن

2) مراحل مختلف و روشهاي متداول فرآوري و استحصال طلا

3) تقسیم بندی كاني‌هاي طلا از نظر استحصال

4) دلایل سختی روشهاي اندازه‌گيري طلا

5) مهمترين روشهاي اندازه‌گيري طلا

6) عوامل عملياتي در توليد طلا

7) تحقيقات و كاربردهاي طلا

ادامه مطلب

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:45 توسط یاسرپوراسمعیل |

فاکتورهاى موثر در تشکيل ذخاير معدنى

براى پى بردن به چگونگى تشکيل ذخاير معدنى ،بررسى عوامل چهار گانه زير ضرورى است:

الف- خاستگاه محلولهاى کانه دار ( source of ore-solutions )

ب- خاستگاه مواد کانه ( source of ore-materials )

ج- نحوه مهاجرت وانتقال مواد ( means of transport )

د- نحوه ته نشينى مواد معدنى ( means of ore-deposition )

الف -خاستگاه محلولهاى کانه دار :

از آنجا که بيشترين حجم محلول هاى کانه دار را آب تشکيل داده ،بنابراين آب مى تواند نقشى کارا در تشکيل مواد معدنى وانتقال آنها داشته باشد.

5 خاستگاه براى محلول هاى کانه دار:

1 - آبهاى سطحى به همراه آب زيرزمينى که بطور کلی از نظر زمين شناسان آب جوى(meteoric water) ناميده مى شوند.

2 - آبهاى اقيانوسى-دريايى ( Oceanic-sea waters )

3 - آبهاى فسيل (fossil water )

4- آبهاى دگرگونى ( metamorphic waters )

5 - آبهاى ماگمايى ( magmatic waters )

1) آبهاى سطحى

اين آبها به انضمام آب هاى زيرزمينى که از نظر زمين شناسان آبهاى جوى (meteoric waters) ناميده مى شود در تشکيل:

- ذخاير رسوبى شيميايى (اورانيوم (chemical precipitales_

- ذخاير بر جاى ماندنى (بوکسيت ونيکل) –(Residual deposits )

- ذخاير پلاسرى ( placer deposits )

- ذخاير غنى شده ثانويه سوپرژن ( secondary enriched deposits )

- ذخاير رسوب شيميايى اورانيوم (Uranium chemical precipitates )

» ذخاير رسوبى شيميايى (اورانيوم (chemical precipitales_

اورانيوم موجود در توف هاى اسيدى وگرانيت هاى آلکالن در تماس با آبهاى سطحى ،ابتدا توسط اکسيژن موجود در آب اکسيده شده .به UO2+2 تبديل مى گردد وگاهى توسط کمپلکس هاى CO2--,So4--,PO4-3,f- به حالت محلول در آب از سنگ مادر خارج شده ودر محيط احيائى بر جاى گذاشته مى شوند. اين فرايند بدون حضور آب امکان پذير نيست وموجب مى شود که اورانيوم سنگ مادر که حالتى پراکنده وفاقد ارزش اقتصادى است در محيط ثانويه تمرکز يافته وارزش اقتصادى پيدا نمايد.

» ذخاير بر جاى ماندنى (Residual deposits )

- نيکل موجود در سنگهاى اولترامافيکى ومافيکى اگر در شبکه سيليکاتها جايگزين شود،ارزش اقتصادى نخواهد داشت،هر چند که از عيار بالا برخوردار باشد. در صورتيکه که اگر اين گونه سنگ ها در شرايط مناسب، تحت تاثير آبهاى سطحى ،هوازده وفرسوده گردند ،نيکل از شبکه سيليکاتها آزاد مى شود وبدليل غير محلول بودن ،در همان منطقه برجاى مى ماند.در نتيجه عيار نيکل افزايش يافته،تغليظ وتصفيه آن مقرون به صرفه مى گردد.

- منابع آلومينيم دنيا (ذخاير بوکسيت)اکثراً تحت تاثير آبهاى سطحى ،طى پديده لاتريتى شدن (lateritization) بوجود مى آيند.(لاتريتى شدن فرآيندى است که طى آن سنگ يا خاک به لاتريت تبديل مى شود)لاتريت به خاکهاى هوازده ويا موادى گويند که از اکسيدهاى ثانويه آهن،آلومنييم ويا هر دو آنها غنى باشد ومعمولاً‌ بهمراه آن کوارتز وکائولن وجود دارد.تشکيل آنها در محيط هاى حاره اى وگرم ومرطوب صورت مى گيرد وفرآيند آن طى عمل هوازدگى (wheathring) کامل مى گردد.

» ذخاير پلاسرى ( placer deposit )

کانى هايى که از چگالى بالا ومقاومت در در برابر واکنش هاى شيميايى برخوردار هستند توسط آب از سنگ مادر جدا شده ودر بستر رودخانه در مکان هاى خاصى بر جاى گذاشته مى شوند وکانسارهاس پلاسرى را بوجود مى آورند.

گاهى اوقات مواد معدنى بويژه سولفيدها،توسط آبهاى سطحى ضمن اکسيداسيون وشسته شدن با توجه به اينکه اکسيژن نقش فعال دارد،ايجاد زون هايى چون Oxidizied ore, leached zone, gossan در بالاى سطح ايستابى (waterable) مى نمايد. با گذر يونهايى چونCu از سطح ايستابى، در شرايط احيائى مى تواند با گوگرد ترکيب شده ايجاد زون غنى شده (enriched zone) نمايد.

» ذخاير گرمابى (hydrothermal deposits )

گاهى آبهاى فرورو در اعماق زمين به توده هاى نفوذى در حال سرد شدن برخود مى نمايند. در نتيجه درجه حرارت ،قابليت احلال اين آبها افزايش مى يابد ودر نقطه بخصوصى بعلت کاهش وزن مخصوص (افزايش حجم) تشکيل يک چرخه مى دهند که در امتداد گسلها به سمت بالا آمده ودر طى مسير خود يک سرى مواد وترکيبات مربوط به سنگهاى اطراف خود از قبيل مس ،سرب،روى ،جيوه ،آرسنيک ،طلا، نقره وغيره را حل مى نمايد. اين مواد در اعماق خاص تحت تاثير تغييرات مربوط به عواملى چون حرارت وفشار شروع به ته نشينى وايجاد ذخاير گرمابى مى نمايند. بنابراين در تشکيل اکر ذخاير گرمابى، آبهاى سطحى نقش اساسى دارند.

2- آبهاى دريائى-اقيانوسى

نوعى از آب هاى سطحى را شامل مى شوند که در تشکيل بعضى از ذخاير رسوبى وماسيو سيولفيدها نقش اساسى دارند.در اين مورد نقش بخارات بروندمى (exhalites) از کف دريا در تشکيل ذخاير ماسي. سولفيدى قابل اهميت مى باشد.از ماسيو سولفيدها مى توان تيپ هاى قبرس Cyprus type،بشى Besshi type کورکو kuroko type را نام برد.

3 - آبهاى فسيل

شامل آبهاى مدفون مانده در بين ذرات تشکيل دهنده رسوبات است که در اصل مى تواند همان آبهاى جوى باشند که ديرزمانى در داخل رسوبات مدفون مانده با کانيهاى مشکله سنگها واکنش انجام داده،ويژگيهاى متفاوتى پيدا مى نمايند ودر تشکيل ذخاير معدنى از جمله ذخاير تيپ دره مى سى سى پى (MVT)،نقش کارا دارند.

4 - آبهاى دگرگونى

هرگاه آبهاى محصور بين ذرات رسوبى تحت تاثير فشار وحرارت ناشى از دگرگونى قرار گيرند،اين فشار وحرارت موجب مى شود تا آبها،فضاهاى بين دانه ها را ترک کنند وشروع به حرکت نمايندواين آبها مى توانند بعضى از مواد را در خود حل کنند وآنها را در شکستگيها وگسلها بصورت ذخاير رگه اى بر جاى مى گذراند.

5- آبهاى ماگمايى

ماگما ماده روان سنگ ساز که بطريق طبيعى تشکيل شده،ونفوذ وخروج آن طى عمل سرد شدن(solidification) سنگهاى آذرين را بوجود مى آورد مى باشد. ماگماهاى مافيک واولترامافيک از مانتل بالايى منشا مى گيرند ولى ماگماهاى اسيدى اغلب حاصل ذوب آناتکسى پوسته قاره اى است ومقدار کمى از آن حاصل تفريق ماگماى مافيکى مى باشد.

ميزان آزاد شدن آب از يک گداخته ماگمايى که از افقهاى ژرف به افقهاى بالاتر پوسته راه مى يابد براى سنگهاى بازالتى وگرانيتى متفاوت است.

تبلور اين نوع مواد معدنى همراه با سيليکاتها را مى توان تابع شرايط فيزيکوشيميايى ماگما، شعاع يونى عناصر شرکت کننده در ساختمان اين نوع ماده مواد معدنى وهمچنين درجه حرارت تبلور آنها دانست.

در صورتى که ماگماى اولترامافيکى – مافيکى در اقيانوسها بفرم سنگهاى آتشفشانى (exhalation) سرد شوند، اگر ترکيب شيميايى ماگما، عمق آب،شرايط ph,Eh آب وغيره مناسب باشد.ذخاير ماسيو سولفايد نوع مس- روى ويا نيکل-کبالت تشکيل خواهد گرديد.

- بخش محدودى از ماگماهاى اولترامافيک که از اعماق بسيار زياد منشاء مى گيرند وبطور استثنائى گازهاى HCI,H2O,B,F,CO2 در آن خيلى زياد است کيمبرليت ها را تشکيل مى دهد،کيمبرليت ها بدليل وجود الماس وهمچنين وجود قطعاتى از سنگهاى مانتل بالايى وپوسته سياليک زيرين حائز اهميت مى باشند.

- در ماگماهاى حد واسط واسيدى که مقدار آب آنها بالا است ،نحوه تشکيل ذخاير معدنى آنها با آنها با ماگماهاى مافيک واولترامافيک تفاوت دارد.چرا که مقدار آب موجود در اين ماگماها بين کمتر از 1 درصد تا 8 درصد درنوسان است.در ماگماهاى حد واسط واسيدى،آب وکمپلکس هاى B,CL,F وs-- از عوامل مهم در انتقال وتمرکز عناصر نظير Sn,Mo,Au,Zn,Pb غيره شناخته شده است.عناصر داراى شعاع يونى بزرگ مانند U,Sn,Cu وغيره در فاز محلول متمرکز شده وبا يون هاى B-,F,Cl- و...... تشکيل کمپلکس هاى مختلف را مى دهند.وجود ترکيبات تمک(NaCl,KCl) در انکلوزيونهاى سيال معرف اهميت کمپلکس هاى کلريدى در محلول هاى ماگمايى است زيرا Cl عامل موثر در جذب يون هاى فلزى وانتقال آنها است در اين راستا فلزاتى مانندZn,Pb,Mn تشکيل کمپلکس هاى چهار وجهى وبا Cu +2 تشکيب کمپلکس دگر شکل يافته اند.در شرايط PH اسيدى وفشار پائين اکسيژنCl-و F-وSn2+ تشکيل کمپلکس هاى تريگونال هرمى شکل پايدار را مى دهد.

ارتباط ژنتيکى ذخاير فلزى خصوصاً MoوSn با f- به اثبات رسيده است وبهمين دليل عنصر F- در پى جويى ذخاير موليبدن وقلع از اهميت ويژه برخوردار است.

کاهش درجه حرارت وافزايش PH در محلول هاى ماگمايى سبب بى ثباتى کمپلکس هاى clوF- مى شود در نتيجه کانيهاى غنى از Cl-و F- نظير ميکا، توپاژ ،فلوريت وآپاتيت کريستاليزه مى شوند.اين کانيها در زون گرايزن ودر بخش فوقانى توده هاى نفوذى اسيدى در سيستم هاى قلع وموليبدن پورفيرى يافت مى شود ودر آنجا مواد معدن بصورت رگچه اى و پراکنده در بام آن قرار دارند.

هنگاميکه ماگمايى از نوع کوارتز مونزونيت حاوى آب ،به طرف سطح زمين حرکت کند، به ترتيب پيروکسن ،پلاژيوکلاز ،هورنبلند،فلدسپات هاى پتاسيک وکوارتز آن متبلور خواهد شد وهمزمان با آن محلول هاى غنى از Zn,pb,Cu وغيره در بالاى سيستم متمرکز مى شوند ودر شرايط مناسب تشکيل ذخاير مس پورفيرى را مى دهند.

ج- نحوه مهاجرت وانتقال مواد

بطور کلى حمل مواد معدنى :

» بصورت محلول ويا غير محلول در آب

» بصورت ترکيبات ساده يونى وبا ترکيبات پيچيده(کمپلکس)

توسط ماگما،محلول هاى ماگمايى،گرمابى وآبهاى سطحى صورت مى گيرد مواد معدنى در محلول هاى ماگمايى وگرمابى اغلب به صورت کمپلکس هاى مختلف حمل مى شوند.از جمله:

» عناصر Cu,Ag,Zn,Pb بصورت کمپلکس هاى کلريدىCl-

» عناصر Sb,As,Hg,Au در حرارت پائين ودر محلول هاى گرمابى بصورت کمپلکس هاى بى سولفيدى-H2S,HS

» عناصر Mo,Sn در محلول هاى ماگمايى بصورت کمپلکس هاى فلوئور(F-) حمل مى شوند.

در شرايط Ph وEh مناسب،بعضى از مواد بصورت محلول وبا غير محلول بوسيله آبهاى سطحى وفرورو از محيط اوليه جابجا شده ودر محيط مناسب ثانويه نظير ذخاير پلاسرى وذخاير اورانيوم رسوبى(ذخاير رسوب شيميايىChemical precipitate)را بر جاى مى گذارند.

د- نحوه ته نشينى مواد معدنى

مواد معدنى تحت تاثيرعوامل:

» وزن مخصوص

» تغييرات PH,Eh

» تغييرات درجه حرارت وفشار

وزن مخصوص : وزن مخصوص مواد معدنى ،يکى از فاکتورهاى مهم در ته نشينى وتجمع آنها است.نظير ذخاير پلاسرى که مواد به علت مقاومت شيميايى شان پس از حمل مکانيکى در محلى که متناسب با وزن مخصوص آنها باشد تجمع پيدا مى نمايند.

در ماگماى مافيک-اولترمافيک (که ترکيب شيميايى مناسب دارند) کانيهايى که وزن مخصوص آنها بالاست نظير کروميت،مگنتيت ،پنتلانديت وغيره همزمان با سيليکاتهايى چون اوليوين ، پيروکسن ها متبلور مى شوند و ماگماى باقى مانده در بردارنده کانيهاى با وزن مخصوص سبکتر مى گردد.

تغييرات Ph,Eh : دانشمندى سوئدى به نام Svant Arrhenius تجزيه الکتروليتى (Electrolytic dissociation) را پيشنهاد نمود بر اين مبنا که:

طى عمل تجزيه الکتروليتى برخى ملکولهاى يک ماده در يک محلول رقيق ، متلاشى شده ، يون ها با بار مثبت (کاتيون) (positive charges) و يونهاى با بار منفى آنيون (negative charges) در آن از هم جدا مى شوند. گسترش اين فروپاشى وابسته به ضريب ثابتى است .

اين مقدار ثابت ضريب فروپاشى بيشتر به ترکيب ماده محلول و دماى محلول بستگى دارد. به طوريکه افزايش دماى محلول باعث افزايش ضريب ثابت فروپاشى مى شود. محلولها و آب خالص خود نيز فروپاشيده يا تجزيه شده به يک کاتيون هيدرژن (H+) ويک آنيون هيدروکسيل ( (OH- تبديل مى شود.

لگاريتم (LOG 10) عکس غلظت يون هاى هيدروژن در يون محلول آبى را انديس غلظت يون هيدروژن(Index of hydrogen ion concentration) در نظر مى گيرند که به آن PH مى گويند . مقدار آن اگر 7 باشد PH سترون يا خنثى است،PH با افزايش دما و فشار پايين مى آيد.

شاخص ديگرى که براى مشخص کردن محلول هاى کانه دار اهميت دارد پتانسيل اکسيداسيون –احياء Oxidation –reduction potential(Eh) مى باشدو نشانگر فشار جريان الکتروليتى است که در مدت اکسيداسيون –احياء ميان مواد در حال واکنش جريان الکتريکى است که در مدت اکسيداسيون-احياء ميان مواد در حال واکنش بوجود مى آيد.اين شاخص بر حسب ميکروولت بيان مى شود وممکن است مثبت يا منفى باشد در مورد آب اين انديس گنجايش عوامل اکسيده کننده را براى گرفتن هيدروژن وگنجايش عوامل احياء کننده را براى گرفتن اکسيژن نشان مى دهد وبه اين ترتيب حدى پايه از جدا شدن الکترونها در مورد مواد اکسيده کننده واحياء‌شونده بدست مى آيد.

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:44 توسط یاسرپوراسمعیل |

كيمبرليتها

كيمبرليتها ( سنگ شناسی ، پتروژنز ، ژئوشیمی ، فراوانی و توزیع )

كيمبرليتها سنگهاي اولترمافيك آلكالن (معمولاً پتاسيك) كمياب هستند. اهميت اين سنگها بدین خاطر است كه آنها حاوی مجموعه اي از كانيهاي استثنائي و زينوليتها مي باشند كه در فشار بيشتر و در نتیجه در اعماق بيشتر تشكيل گرديدهاند. كيمبرليتها به واسطه داشتن الماس، از نظر اقتصادي نيز اهميت زيادي دارند. نام كيمبر ليت توسط لويس (1887) براي توصيف ميكاپريدوتيتهاي پرفيري الماس دار ناحيه كيمبرلي واقع در افريقاي جنوبي ابداع شد. كيمبر ليتها سنگهاي اولترمافيك نادر الماس داري هستند كه واجد مقادير متغيري زينوليت و زينوكريست ميباشند. الماس كاني فرعي و نادر كيمبرلیتها است. حتي در انواع خيلي پر عيار، مقدار الماس در كيمبر ليتها در حدود يك پیپیام ميباشد.

سنگشناسي كيمبرليتها، غيرعادي و پيچيده است زيرا اولاً كيمبرليت ها سنگهاي هيبريدي یا دورگهای خاصي هستند كه در آنها، كانيها، قطعات سنگي و مواد ماگمايي منجمد شدهاي يافت مي شوند كه در محيطهاي فيزيكوشيميايي مختلف تشكيل شدهاند و ثانياً تركيب مودال آنها بسيار متفاوت است. اليوين، كانيهاي گروه سرپانتين، فلوگوپيت، گارنت (عموماً پیروپ)، مونتيسليت، ايلمنيت منيزيم دار، كروميت آلومينيم منيزيم دار و پروسكيت كانيهايي هستند كه معمولاً در كيمبر ليتها يافت ميشوند.

اخيراً كلمنت و همكاران (1984) واژه كيمبرليت را اين گونه تعريف كرده اند: "يك سنگ آذرين اولترابازيك، پتاسيك و غني از مواد فرّار كه به صورت پايپهاي آتشفشاني كوچك، دايك و سيل وجود دارد. اين سنگ داراي بافت دانهاي ناهمسانی است كه خود حاصل حضور بلورهاي بسيار درشت در يك خميره ريز دانه است. اين خميره اساساً حاوي مواد زمينهاي و فنوكريستي اوليه، اليوين و چند كاني ديگر نظير فلوگوپيت، كربناتها (عموماً كليست)، سرپانتين، كلينوپيروكسن و ديوپسيد)، مونتيسليت، آپاتيت، اسپينلها، پروسكيت و ايلمنيت است. بلورهاي درشت، كانيهاي بیشكل آهن و منيزيمداري هستند كه از گوشته مشتق شده و عبارتند از: اليوين ،فلوگوپيت، پيكروايلمنيت، اسپينل كروم دار، گارنت منيزيم دار، كلينوپيروكسن (عموماً ديوپسيد كروم دار) و ارتوپيروكسن (عموماً انستاتيت) مقدار اليوين بيشتر از ساير بلورهاي درشت (كه حضور تمام آنها در كيمبرليت الزامي نيست) است. معمولاً در اثر فرايندهاي دوتريك كه اصولاً شامل سرپانتينيشدن و كربناتيشدن است بلورهاي درشت و كانيهاي خميره نسبتاً قديميتر تجزيه ميشوند. عموماً كيمبرليتها داراي زينوليتهاي اولترامافيك مشتق شده از گوشته فوقاني و مقادير متغيري از زينوكريستها و زينوليتهاي پوستهاي هستند. اليوين معمولاً فراوانترين كاني کیمبرلیتها محسوب ميگردد. اما به طور جزئي يا كامل با كانيهاي ثانويهای همچون كانيهاي گروه سرپانتين جانشين ميشوند.

كيمبرليت ها به سه گروه زیر تقسيم می گردند:

الف)كيمبرليتها (به طور كلي)، ب)كيمبرليتهاي ميكايي و ج)كيمبرليتهاي آهكي.

اين تقسيمبندي بر اساس مقدار اليوين، فلوگوپيت و كانيهاي كربناته پايهگذاري شده است.بافت سنگهاي كيمبرليتي بطور معمول پرفيري يا پيروكلاستيك است. این سنگها داراي مگاكريستهايي هستند كه در زمينهاي ريز دانه و متشكل از ميكروفنوكريستها قرار دارند. مگاكريستها شامل زينوكريست و فنوكريست بوده و عبارتند از: اليوين، فلوگوپيت، ايلمنيت منيزيم دار ،گارنت و پيروكسن.

اين كانيها معمولاً در زمينهاي از كانيهاي گروه سرپانتين و يا كانيهاي كربناته و همچنين ميكروفنوكريستهاي اكسيدهای آهن- تيتانیم، ميكاها، اسپينلها، پروسكيت، پيروكسنها، مونتيسليت و آپاتيت قرار دارند. سنگهاي دياترمهاي كيمبرليتي عموماًً بافت ها و ساختهاي خرد شده و پيروكلاستيك دارند. در حالي كه سنگهاي كيمبرليتي موجود در دايكها وسيلها داراي بافت پرفيري معمولي هستند و حتي ممكن است داراي حاشيه انجماد سريع و ساختهاي جرياني باشند.مساحت تعدادي از دياترمهاي كيمبرليتي، بيش از يك كيلومتر مربع است و مساحت برخي از آنها كمتر از يك هكتار است. برخي داراي اشكال سطحي مدوّر هستند، در حالي كه انواع ديگر داراي اشكال طويل ميباشند. در حالت سه بعدي، اغلب دياترمها، مخروطهاي معكوس و باريكي هستند كه با افزايش عمق به تدريج باریکتر ميشوند. در اعماق زياد معمولأ دياترمها به صورت دايك در ميآيند. سرانجام در برخي از دياترمها شواهدي وجود دارد كه نشان ميدهد در نتيجه تزريقهاي متعدد بوجود آمدهاند. دياترمهاي كيمبرليتي عموماً به صورت خوشهاي و مجموعهای از دايكها هستند. رخنمون تمام دايكها خطي نيست. اغلب دايكهاي كيمبرليتي، باريك(كمتراز 2متر عرض) اما طويل ميباشند. سيلهاي كيمبرليتي سنگهاي خروجي كمياب با تركيب كيمبرليتي هستند.

ژئو شيمي

تركيب عناصر اصلي اغلب سنگهاي خويشاوند كيمبرليت با سنگهاي اولترامافيك غني از اليوين خيلي شباهت دارد. ولي سنگهاي كيمبرليتي از K₂O , TiO₂ , P₂O₅ غني هستند. در ميانگين كيمبرليتها عناصر ليتيوم، فلوئور، فسفر، پتاسيم، تيتانيم، روبيديم، استرونسيم، زيركنيم، نيوبيوم، قلع، باريم، پراسئوديميم، نئوديميم، ساماريم، یوروپيیم، گادولينيم، هافنيم، تانتاليموسربی، 10 تا100 برابر غنيتر است. در حاليكه عناصر كربن، سزيم، لانتانيم، سريم، توريم و اورانيم در ميانگين كيمبرليت بيش از 100 برابر غني شدهاند.

بنابراين فراواني عناصر اصلي در خويشاوندان كيمبرليت با سنگهاي اولترامافيك غني از اليوين شبيه ميباشد. اما فراواني عناصر ناسازگار بيشتر از ميانگين سنگهاي اولترامافيك است. در ميانگين تركيب شيميايي سنگهاي كيمبرليتي كه به صورت دايك و دياترم جايگزين گرديدهاند، اختلافات جزئي وجود دارد. معمولاً در دايكها، زينوليتهاي با منشاء پوستهاي كمترند ولي متشكّلين فرّار اوليه بيشتر ميباشند در حالي كه در مواد كيمبرليتي دياترمها، معمولاً شواهدي مبني بر آن كه در حين انجماد، با آبهاي زيرزميني سطحي تلاقي كردهاند، ديده ميشود.

جدول تركيب شيميايي سنگهاي خويشاوندان كيمبرليت (درصد)

شکل 1 ) جدول تركيب شيميايي سنگهاي خويشاوندان كيمبرليت (درصد)

*آهن كل به صورت Fe ₂O ₃ محاسبه شده است .

1- ميانگين تركيب شيميايي 623 كيمبرليت ياكوتيان(ايلوپين ولوتس، 1971). همچنين اين سنگ داراي 14/. درصد Cr₂O₃ و 28/. درصدS است .

2- ميانگين تركيب شيميايي 25كيمبرليت لسوتو (اقتباس از ژورني وابراهيم 1973).در اين سنگ 17/.درصد Cr₂O₃ و 28/. د رصد S نيز وجود دارد .

3- ميانگين تركيب شيميايي 14 اتوليت كيمبرليتي از معدن الماس وسلتون در آفريقاي جنوبي (نقل از دانچين وهمكار 1975).همچنين اين سنگ حاوي 42 درصد Cr₂O₃ و 51/7 درصد كمبود ماده در حرارت بالا منهاي CO₂ است.

4- تركيب شيميايي يك كيمبرليت سرشار از ميكا از معدن الماس نيوالنادز واقع در بوشوف آفريقاي جنوبي (داوسون، 1972).

5- ميانگين تركيب شيميايي 80 كيمبرليت آفريقاي جنوبي (نقل از ژورني و ابراهيم، 1973). در اين سنگ 22/. درصد Cr₂O₃ نيز وجود دارد.

جدول تركيب شيميايي (ميانگين كيمبرليت)در مقايسه با تركيب شيميايي (ميانگين سنگهاي اولترامافيك)(ودپول و موراماتسو، 1979).

فراواني وتوزيع

سنگهاي خويشاوندان كيمبرليت در جنوب آفريقا (آفريقاي جنوبي،ناميبا،سوازيلند، لسوتو و آنگولا)، مركز (زئير، جمهوري آفريقاي مركزي و تانزانيا) و غرب آفريقا (غنا، گينه، ساحل عاج، ليبريا، مالي، گابن و سيرالئون) انتشار گسترده اي دارند. امروزه آفريقا توليد كننده اكثر الماسهاي قيمتي و صنعتي است كه در بازارهاي جهاني به فروش مي رسد.

سنگهاي كيمبرليتي آفريقا اصولاً در مناطق كراتوني قديمي مستقر ميباشند. در نواحي ديگر واقع در ايالات متحده آمريكا، كانادا، گرينلند، فنلاند، شوروي سابق، چين، آرژانتين، استراليا و مالاتيا در جزاير سولومون، كيمبرليتها به طور مجزا يافت ميشوند (داوسون،1980). سن سنگهاي خويشاوند كيمبرليت خيلي متفاوت است و از پروتروزوئيك تا سنوزوئيك متغير میباشد. وقتي به انتشار جهاني سنگهاي خويشاوندان كيمبرليت توجه كنيم، در مييابيم كه روند آنها با روند نواحي كراتوني قارهاي قديمي هماهنگي دارد. ماگماهاي توليد كننده سنگهاي خويشاوند كيمبرليت، در بخشي از ليتوسفر مستقر شدهاند كه گراديان زمين گرمايي آنها كم بوده است.

جايگزيني

جهت انجام پديدههاي زير بايستي ماگماهاي كيمبرليتي در ميان ليتوسفر به سرعت حركت كنند:

الف) انتقال زينوليتهاي نسبتاً سنگين از جنس گوشته كه در آنها وجود دارند.

ب) تحليل نرفتن يا تبديل نشدن الماسهاي موجود در آنها.

مطالعات فازهاي اوليه كيمبرليتها وبعضي از زينوليتهاي گوشتهاي موجود در آنها مبيّن اين است كه ماگماهاي كيمبرليتي احتمالاً، حداقل در اعماق 200 كيلومتري با كانيهاي گوشته در تعادل بودهاند. بنابراين تصور ميشود كه سرعت صعود ماگماهاي مادر خويشاوند كيمبرليت از اعماق تقريبأ200 كيلومتري در ليتوسفر زياد (7 تا20 متر در ثانيه) است (اندرسون1979). ماگماي مادر فقط هنگامي مي تواند حركت سريع داشته باشد كه با شكستگي هاي عميق برخورد نمايد در اين صورت يك فاز سيال با غلظت كم از ماگما جدا مي گردد و با بالا آمدن، شكستگي باز مي شود. به نظر اندرسون (1979) سرعت بازشدگي به سرعت حركت ماگما در شكستگي بستگی دارد. تصور مي شود ابتدا يك سيستم شكستگي تدريجاً گسترش مييابد و سپس ماگما از اعماق و با سرعت زياد صعود مي نمايد.

پتروژنز

مطالعات تجربي وايلي وهوانگ (1975) و ديگران نشان داده است كه ماگماهاي كيمبرليتي، در صورتي از ذوب بخشي مواد پريدوتيتي مناسب به وجود ميآيند كه در ناحيه منشاء CO₂ و H₂O وجود داشته باشند. اگلر و وندلانت(1979) اين مطلب را تأييد كردند و مطالعات آزمايشگاهي آنها نشان داد كه در فشارهاي بين 0/5 و0/6 ژيگاپاسكال و با حضور CO₂ وH₂O، مذاب اوليه حاصل از ذوببخشي يك سنگ منشاء از نوع گارنت لرزوليت فلوگوپيتدار احتمالأ تركيب كيمبرليتي خواهد داشت. آنها همچنين پيشنهاد كردهاند كه ممكن است در فشارهاي بيشتر از 0/5 ژيگاپاسكال مايعات كيمبرليتي به طور معمول در گوشته بوجود آيند ولي كميابي كيمبرليتها ممكن است به علت كميابي شرايط تكتونيكي خاصي باشد كه براي هدايت وصعود ماگماهاي كيمبرليتي الزامي است.

براي توضيح اين مسئله كه چرا در سنگهاي كيمبرليتي مقدار عناصر ناسازگار زياد است و نيز در حالت عادي چرا داراي مگاكريستها و زينوليتهايي هستند كه در فشارهاي بالا متعادل ميباشند، هاريس و ميدلموست (1970) فرض كرده اند كه ماگماهاي كيمبرليتي طي يك فرايند دو مرحلهاي توليد ميشوند. در اولين مرحله، ماگماي رقيق و غني از مواد فرّار (اصولاً انواع متعلق به زير سيستمH-C-O)) احتمالاً بر اثر خروج مواد فرّار از گوشته عميق (از عمق تقريبي 600 كيلومتر) و در اثر ذوب منطقهاي تشكيل ميگردد و به طرف بالا صعود مي كند. خصوصيت منحصر به فرد ذوب منطقهاي، اين است كه قادر است عناصر ناسازگار را از حجم عظيمي از مواد كاملاً جامد، در حجم نسبتاً كمي از ماگما متمركز نمايد. در سطوح بالاتر گوشته فوقاني (260 كيلومتر)، ماگماي رقيق و غني از عناصر ناسازگار و فرّار و در عين حال داغ باعث ذوببخشي گوشته گارنتلرزوليتی ميشود. ماگماي جديد مزبور كه با فازهاي جامد موجود در اين عمق از گوشته فوقاني در تعادل است، از نظر عناصر اصلي، تركيب پيكريتي دارد. اما به طور قابل توجهي از عناصر ناسازگار غني ميباشد (وايلي 1980). در شرايط ايدهال، اين ماگماي كيمبرليتي از عمق حداقل 200 كيلومتري سريعاً (با سرعت 12 متر بر ثانيه) به سطح زمين صعود ميكند .مواد كيمبرليتی در عمق 200 كيلومتري اساساً به حالت ماگما است ولي به محض صعود به مناطق بالاتر، به يك مخلوطی از ماگماي مايع، فنوكريست، زينوكريست و زينوليت همراه با مقادير زيادي فاز سيال مجزا با غلظت كم تبديل خواهد شد. با صعود اين شبه ماگما به سمت بالا و عبور از محيطهاي فيزيكي و شيميايي متفاوت، تغييراتي در فازهاي سازنده آن ايجاد ميشود و بدين وسيله تا حدي با شرايط فيزيكي و شيميايي محيط تعديل و هماهنگ ميگردد. به علاوه فازهاي مزبور با يكديگر و با سنگهاي ديواره اطراف واكنش ميكنند. اولين بخش از شبه ماگمايي كه در حين رسيدن به سطح زمين به طور انفجاري خارج ميشود، احتمالاً مآر يا كراتر مخروطي كم ارتفاعي توليد مينمايد كه اطراف دهانه حلقوي آن را مواد پيروكلاستيك كيمبرليتي احاطه ميكند. با خروج بيشتر شبه ماگما، مواد موجود در سطح دهانهها و دايكهاي تغذيه كننده مجاور به حركت در مي آيند. سرانجام سيستم روان شده مزبور متلاشي شده و مواد مختلف موجود در شبه ماگمايي كه گازهاي خود را از دست داده بهم جوش ميخورد و در نتيجه اين فرايند سنگهاي خاص خويشاوندان كيمبرليت بوجود مي آيد كه البته تبلور و رشد انواع مختلف كانيهاي ثانويه متعلق به محیطهای دما و فشار کم نيز صورت مي گيرد.

الف -نمودار ترکیب شیمیایی کیمبرلیت ها و لامپروئیتها ب - نمایش بخش های مختلف دیاترم وحالت های مختلف سنگ های کیمبرلیتی

شکل 2 ) الف -نمودار ترکیب شیمیایی کیمبرلیت ها و لامپروئیتها ب - نمایش بخش های مختلف دیاترم وحالت های مختلف سنگ های کیمبرلیتی

نمودار عناصر کمیاب کیمبرلیت ، آلکالی بازالت و لامپروئیت

شکل 3 ) نمودار عناصر کمیاب کیمبرلیت ، آلکالی بازالت و لامپروئیت

+ نوشته شده در شنبه بیست و چهارم فروردین 1387ساعت 23:37 توسط یاسرپوراسمعیل |

مکانيک سنگ

علم مکانيک سنگ

مکانیک سنگ شاخه ای از علم مهندسی است که در آن چگونگی رفتار سنگ در برابر نیروها و عوامل خارجی مورد بحث قرار می گیرد.مکانیک سنگ از دو کلمه rock به معنی سنگ و mechanics به معنی مکانیک گرفته شده است. مکانیک سنگ مبحثی از علوم مهندسی است که در آن چگونگی رفتار سنگ در برابر عوامل بیرونی و درونی و تغییرات آنها مورد بحث قرار می‌گیرد و چون رفتار سنگ بستگی کامل به ویژگیهای آن دارد، از اینرو بررسی آن گروه از خواص سنگها که در این مورد اهمیت دارد نیز بخشی از مبحث مکانیک سنگ را تشکیل می‌دهد. در ادامه مطلب به صورت خلاصه در موارد زیر بحث می کنم :

تاریخچه

بناها و آثاری چون سدهای مربوط به سده‌های 29 و 30 قبل از میلاد در مصر و عراق ، اهرام ثلاثه مصر ، کاخ تخت جمشید و مقبره‌های نقش رستم که بر سنگ (از سنگ و یا در سنگ) ساخته شده‌اند گواه بکارگیری روشهای دقیق در ام