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

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

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 .

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.

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 امر انتخاب ، استخراج و کندوکاو سنگ و لذا کاربرد مکانیک سنگ از دیر زمان‌اند. ارتباط تنگاتنگ ما با سنگ به پیش از تاریخ بر می‌گردد. در آن زمان ، پیکانها ، ابزار معمولی و ظروف ، استحکامات ، خانه‌ها و حتی تونلها از سنگ یا در سنگ ساخته می‌شد. ساختها و مجسمه‌هایی مانند معبد ابوسمبل از مصر نشان دهنده استفاده از روشهای بسیار دقیق در امر انتخاب محل ، استخراج و کندوکاو بر سنگ است.

در قرون هجدهم و نوزدهم تونلهای بزرگ به منظور تهویه و زهکشی معادن ، فاضلاب ، کانال کشی و حمل و نقل با راه آهن زده‌ ‌شد. در همین قرن ما ، ساختن مجسمه‌های عظیم در مونت راشمو میل به درگیری برای ساختن پیکرهای بزرگ سنگی و به همان اندازه انتخاب گرانیت خوب را ، با وجود روی آوردن مهندسان به مصالح دیگر ، به جهانیان ثابت کرد. در این عصر که مهندسان مواد می‌توانند به اقتضای نیازهای خاص و عجیب آلیاژها و پلاستیکها را بسازند ، سنگ کاری هنوز انرژی صنایع و تخیل مهندسان را به خود مشغول داشته است.

نقش مکانیک سنگ در زندگی انسان

از آنجایی که حفاریها و بناهایی چون تونلهای راه آهن زیرزمینی ، تامین آب ، زهکشی و نیروگاههای زمینی ، حفره‌های ذخیره آب ، نفت ، گاز ، هوا و غیره و نیز دفن زباله‌های هسته‌ای ، معادن زیرزمینی ، معادن روباز ، برشهای عمیق برای آب ریز و ... در سنگ و یا بر سنگ صورت می‌گیرد، لذا لزوم شناخت سنگها و مکانیک سنگ برای انسان امری انکار ناپذیر است.

علم مکانیک سنگ امروزه کاربرد وسیعی پیدا کرده است علاوه بر کار های معدنی در طراحی فضاهای استخراجی سطحی و زیر زمینی , در مواردی نظیر تونل های راه و آب , راه آهن های زیر زمینی , پناهگاها , نیروگاهها و مخازن زیر زمینی کاربرد فنون مکانیک سنگ برای مهندسین معدن و ژئوتکنیک اجتناب ناپذیر شده است .گسردگی و تنوع عملیات پروژه های سنگی به ویژه در زیر زمین و اطراف دیگر طبیعت ناسازگار و نا همگونسنگها و شرایط متغر زمین ساختی و تکتونیکی در فن آوری حفاری ها و حفظ فضا ها پیشرفت های شگرفی ایجاد کرده است . در همین راستا علم مکانیک سنگ با تکیه بر روش های صحرائی و آزمایشگاهی به کمک ابزارهای تحلیلی و عددی حیطه وسیعی را شامل گشته است.

امروزه عمده موارد کاربرد علم مکانیک سنگ بشرح زیر می باشد :

در ساخت ابنیه سطحی نظیر پل سازی , ساختمان , ساخت نیروگاه های سطحی و سد سازی. در راهسازی نظیر ساخت بزرگراهها و راه آهن , کانال ها و مسرهای لوله گذاری و سیستم ها کنترل جریان آب نیرو گاهها ،در حفاری های سطحی نظیر معادن سطحی و کانالهای سریز در سدها ،در حفاری های زیر زمینی مانند معادن زیر زمینی , تونل ها , فضاهای زیر زمینی برای تاسیسات دفاعی و غیره... ،در حفاری های مربوط به انرژی مانند حفاری های نفتی , حفاری های مربوط به استفاده از زمیت گرمائی , نیروگاههای اتمی زیرزمینی , دفن زباله ها اتمی و مخازن زیرزمینی سوخت و آب.

مباحث مربوط به مکانیک سنگ

رده‌بندی زمین شناختی سنگها : سنگها را از نظر نحوه تکوین آنها ، معمولا به سه گروه آذرین ، دگرگونی و رسوبی تقسیم می‌کنند.

ویژگیهای شاخص سیستمهای سنگ : برای طبقه‌ بندی مهندسی سنگها ، لازم است که ویژگیهای شاخص سنگها ارزیابی شوند و با در نظر گرفتن مجموعه آنها با همدیگر ، شخصی باتجربه می‌تواند، همبستگیهای مفیدی را بین آنها ، برای کاربردهای عملی، بیایبد. بعضی از این ویژگیهای شاخص عبارتند از : تخلخل ، چگالی ، تراوایی و استحکام.

استحکام و معیارهای ریزش سنگ : در این بحث از مکانیک خاک معیارهای ریزش سنگ مثل خمش ، برش و خرد شدن و یا عوامل دیگری که باعث ریزش می‌شوند، بررسی می‌شوند.

تنشهای اولیه در سنگها و اندازه‌ گیری آنها : در نزدیکی سطح زمین در نواحی کوهستانی ، تنش در جای سنگ ممکن است در بعضی نقاط به صفر نزدیک شود و در نقاطی دیگر ممکن است نزدیک به استحکام سنگ باشد، دستکاری و برهم زدن میدان تنش از طریق حفر تونل یا حتی گودبرداریهای سطحی ، ممکن است محرک آزاد سازی شدید انرژی ذخیره شده شود. در این قسمت به بررسی و تعیین بزرگی و جهت تنشهای اولیه در ساختگاه یک پروژه می‌پردازند.

دگرشکل پذیری سنگها : دگرشکل پذیری ، ظرفیت سنگ برای واتنش در مقابل بار اعمال شده یا پاسخ به باربرداری ناشی از گودبرداری است.

ارتباط با سایر علوم

ویژگی مصالحی از قبیل سنگ و خاک در مقایسه با مصالح دیگر مهندسی این است که این مصالح کمتر قابل انتخاب است و به عبارت دیگر مهندسین طراح باید طرح را برای مواد و محیطی در نظر بگیرند که خصوصیات آن محیط الزاما مطابق خواست آنها نیست و نیز این خصوصیات از محلی به محل دیگر متفاوت است، از اینرو شناخت کلیه خواص فیزیکی ، مکانیکی ، زمین شناسی ، هیدرودینامیکی و حتی کانی شناسی و چینه شناسی سنگها معمولا مفید و در مواردی حتما ضروری است.

کاربردهای مکانیک سنگ

برخی کارهای مهندسی که در حد چشمگیری با مکانیک سنگ در ارتباط هستند، شامل موارد زیر می‌باشند.

پروژه‌های سازنده‌های سطحی : این پروژه‌ها شامل مواردی چون پل ، ساختمانهای بلند ، نیروگاهها و سدها می‌باشند.

مسیرهای حمل و نقل : مانند بزرگراه ، خط آهن ، کانال و خط لوله

گودبرداریهای سطحی : مثل معدن روباز

گودبرداریهای زیرزمینی : مثل تونلها ، حجره‌های زیرزمینی و کارهای دفاعی

بهره‌ برداری از منابع انرژی : مثل استخراج نفت و دفن زباله‌های اتمی

اندازه گیری ویژگیهای سنگ

در زمان انجام طراحی های مهندسی، علاوه بر اطلاعات توصیفی و کیفی که توسط بررسیهای صحرایی و اکتشافات زیر زمینی گردآوری می شود، داده های کمی و عددی درباره ویژگیهای ذاتی یا اکتسابی مصالح نیز مورد نیاز است. از این رو سنگ و خاک را در آزمایشگاه، یا در صحرا و به طور برجا، مورد آزمایش قرار می دهیم . هدف از بررسیهای مربوط به تعیین ویژگیهای مصالح زمین شناسی را به گونه زیرمی توان خلاصه کرد:

الف) شناسایی و طبقه بندی مصالح(سنگ و خاک(

ب) تعیین روابطی که ما بین ویژگیهای مختلف مصالح وجود دارد.

ج) تجزیه و تحلیلها و ارزیابیهای مهندسی

ویژگیهای ژئوتکنیکی مصالح

ویژگیهای ژئو تکنیکی مصالح زمین شناسی را می توان با توجه طبیعت و کارائی هایشان به 4 گروه زیر تقسیم کرد:

1) ویژگیهای اساسی: به ویژگیهای پایه ای مصالح اطلاق می شود و برای شناسایی و تعیین ارتباط و همبستگی(کرولاسیون) بین مصالح بکار می روند. برخی از این مشخصات در محاسبات مهندسی نیز کاربرد دارند. تخلخل ، رطوبت، چگالی و سختی از ویژگیهای اساسی مصالح اند.

2) ویژگیهای شاخص: گروهی از ویژگیهای فیزیکی است که اساساً در طبقه بندی و همچنین برای تعیین ارتباط (همبستگی یا کرولاسیون) با ویژگیهای مهندسی به کار می روند. دانه بندی ، حد روانی ، خمیری و مقاومت فشاری تک محوری و شاخص بار گذاری نقطهای از ویژگیهای شاخص مصالح اند.

3)ویژگیهای هیدرولیکی: گروهی از ویژگیهای مصالح اند که بر حسب نفوذ پذیری بیان می شوند. ویژگیهای هیدرولیکی، وضعیت جریان سیالات را در محیط زمین شناسی مشخص می کنند.

4)ویژگیهای مکانیکی: مقاومت مصالح در برابر گسیختگی و مشخصات مربوط به تغییر شکل غیر شکننده از این گرو ه اند. این بخش از ویژگیهای مصالح به دو گروه استاتیک و دینامیک تقسیم می شوند.

از میان چهار گروه فوق، اندازه گیری ویژگیهای مکانیکی و هیدرولیکی، که پایه ای برای تمام تجزیه و تحلیلهای مهندسی اند، اغلب پر خرج و اجرای دقیق آنها معمولاً وقتگیر و مشکل است. ویژگیهای هیدرولیکی و مکانیکی مصالح را مجموعاً ویژگیهای مهندسی نیز می نامند. گرد آوری اطلاعات در مورد ویژگیهای ژئو تکنیکی مصالح ممکن است توسط آزمونهای آزمایشگاهی یا صحرایی حاصل شود.
نمونه های سنگ بکر که بصورت مغزه سنگی از حفاری بدست می آید اغلب در آزمایشگاه و به ندرت در صحرا آزمایش می شوند. مغزه های سنگی در درجه اول برای تعیین ویژگیهای اساسی و شاخص مورد آزمایش قرار می گیرند. بطور کلی ویژگیهای مهندسی مهم سنگ را نمی توان از روی نمونه کوچکی از سنگ یکپارچه تعیین نمود.

ویژگیهای اساسی و شاخص سنگ بکر

ویژگیهای اساسی سنگ بکر عبارت است از: روابط وزنی و حجمی، ویژگیهای شاخص سنگ بکر نیز عبارت است از: مقاومت فشاری تک محوری، شاخص بار گذاری نقطه ای و سرعت امواج صوتی در سنگ. بررسیها و اندازه گیریهای فوق در آزمایشگاه و بر روی نمونه سنگ بکر، یا نمونه تا حدی هوازده ولی عاری از سطوح ضعیف و گسستگی اجام می شود.

روابط وزنی و حجمی: در ارتباط با روابط وزنی و حجمی سنگ، ذکر چند نکته ضروری است:

 الف) چگالی نسبی اغلب کانیهای تشکیل دهنده ی سنگها دامنه ای از 65/2 الی80/2 دارد.البته در مواردی که کانیهای سنگینتر مثل هورنبلند، اوژیت یا هماتیت وجود داشته باشد، نسبی می تواند از 3 تا5 باشد.

 ب) تخلخل در سنگهای آذرین، وابسته به میزان حفرات و در سنگهای رسوبی وابسته به درجه سیمانی شدن سنگ است. علاوه بر آن در نمونه دستی سنگ بکر میزان تخلخل وابسته به حفرات موجود در سنگ است. در چنین نمونه هایی نفوذپذیری ارتباط مستقیم با تخلخل دارد. خلاصه اینکه ارتباطی قوی بین چگالی، تخلخل و مقاومت سنگ بکر موجود است.

ویژگیهای اساسی و شاخص توده سنگ

مفهوم توده سنگ در مورد وضعیت سنگ در صحرا و بطور برجا به کاربرده می شود. بدیهی است که توده سنگ ممکن است حاوی سطوح ضعف گوناگون یا درجات مختلفی از هوازدگی باشد. بطور کلی از میان ویژگیهای اساسی توده سنگ می توان چگالی و از میان ویژگیهای شاخص آن سرعت امواج صوتی و کیفیت مغزه حفاری ( RQD) را نام برد.

چگالی توده سنگ: مناسبترین روش برای تعیین چگالی سنگ بطور برجا استفاده از روش چاهنگاری ژئوفیزیکی گاماگاما است. نتایج این روش از هوازدگی، شکستگیها، بازشدگیها و حفرات کوچک موجود در سنگ، که مجموعاً عوامل کاهش دهنده چگالی اند، تأثیر پذیرفته و در نتیجه واقعی چگالی واقعی توده سنگ برجا را به دست می دهد.

قابلیت حفاری: این واژه برای نمایش میزان سهولت خرد شدن سنگ بار وسایل ساختمانی حفاری و گودبرداری به کار می رود و چون رابطه مستقیمی با کیفیت سنگ از نقطه نظر سختی و میزان شکستگیها دارد لذا می توان آنرا با روش لرزه ای انکساری تعیین نمود. در مواردی که سنگی با وسایل مکانیکی مرسوم قابل حفاری نباشد باید از چالزن هوای فشرده و آتشکاری استفاده کرد.

ویژگیهای هیدرولیکی سنگها

در سنگ بکر ،نفوذپذیری به اندازه فضاهای موجود در سنگ و نحوه ارتباط آنها و درصد اشباع سنگ وابسته است. مقدار ضریب نفوذپذیری(K) در توده سنگ بیش از همه متاثر از مشخصات شکستگیهای سنگ میزان اشباع، و طبیعت تنش اعمال شده است. به عنوان مثال، تنشهای کششی در زیر یک سد بتنی قادر است درزها و فولیاسیونها را به مقدار قابل توجه بار نموده و به این ترتیب نفوذپذیری را افزایش می دهد.

Chino mine

Overview:The Chino mine and processing facilities are located at Hurley, New Mexico, USA, near the historic mining community of Silver City. It is one of the largest open-pit copper mines in the world. The Chino mine covers over 9,000 acres. The pit is 1.75 miles across
Chino is a porphyry open-pit copper mine and was one of the first low-grade, open-pit copper mines in the world

This location has been mined for at least two centuries. Since 1801 more than $2,000,000,000 estimated production of copper, silver, and gold has been mined at Chino and there is potential for more. Chino began production as an open-pit mine in 1910. At current reserves mine life at the Chino copper mine is estimated to be 5 to 15 years if prices remain high 

Employment rose at Chino from 380 employees at the end of 2003 and is expected to stabilize at slightly more than 600 employees by the first quarter of 2005
The mine is owned and operated by Phelps Dodge

locaton

The Chino mine is located at Hurley, Grant County, New Mexico, 15 miles east of Silver City
Grant County is largely rural, with a population of 30,000. Silver City has a third of the population. Mining has been an occupation in this area since well before 19th century American miners arrrived. It is an area of ghost towns and ghost mines. The pit of the Chino mine is located on the former townsite of Santa Rita. The pit overtook the town, which was demolished in the 1950s  

This is a high desert area. The central part of Grant County is just under 6,000 feet above sea level. It is a region of greasewood flatlands, yucca patches and carpets of creosote brush, and cacti in many varieties. Reptiles and birds are abundant. The topography features mountains, arroyos, and desert.

Temperatures range from a low of 24°F in January to highs of 85°F in July. There is plenty of sun and few very hot or very cold days. Spring is usually dry and may be windy. Wildflowers and other desert plants may bloom, depending upon winter moisture. Beginning sometime in July the seasonal monsoon rains start. Trees turn brilliant colors in the fall and snow occasionally falls in winter  

Location Summary Nearest Landmark: GRANT CITY Distance from Landmark: 0km Direction from Landmark: Latitude: 32 deg 47 min N Longitude: 108 deg 4 min W

By road, Chino is an easy drive of 4.5 hours from Albuquerque, NM, 3.5 hours from Tucson, AZ and 1.5 hours from Palomas, Mexico. Interstate Highway 10, which joins El Paso and Tucson crosses through southern Grant County. New Mexico Highway 90 provides direct access to Silver City and much of the northern part of the County. Local air service is available to Grant County Airport. Airports in El Paso, Tucson and Phoenix are 3 and 4.5 hours away by car. Hurley is on     Highway 180 and Highway 90, about 50 miles north of the border with Mexico

This is a high desert area. The central part of Grant County is just under 6,000 feet above sea level. It is a region of greasewood flatlands, yucca patches and carpets of creosote brush, and cacti in many varieties. Reptiles and birds are abundant. The topography features mountains, arroyos, and desert  
Temperatures range from a low of 24°F in January to highs of 85°F in July. There is plenty of sun and few very hot or very cold days. Spring is usually dry and may be windy. Wildflowers and other desert plants may bloom, depending upon winter moisture. Beginning sometime in July the seasonal monsoon rains start. Trees turn brilliant colors in the fall and snow occasionally falls in winter 

Location Summary Nearest Landmark: GRANT CITY Distance from Landmark: 0km Direction from Landmark: Latitude: 32 deg 47 min N Longitude: 108 deg 4 min W

By road, Chino is an easy drive of 4.5 hours from Albuquerque, NM, 3.5 hours from Tucson,        AZ  and 1.5 hours from Palomas, Mexico. Interstate Highway 10, which joins El Paso and Tucson crosses through southern Grant County. New Mexico Highway 90 provides direct access to Silver City and much of the northern part of the County. Local air service is available to Grant County Airport. Airports in El Paso, Tucson and Phoenix are 3 and 4.5 hours away by car. Hurley is on Highway 180 and Highway 90, about 50 miles north of the border with Mexico  

Property - The Chino porphyry copper mineralisation is associated with the Palaeocene Santa Rita Stock in the Central Mining District of south-western New Mexico. Approximately 1.5 km to the north of the Santa Rita Stock is the bi-lobate Hanover-Fierro Stock

The Central Mining District lies within a NW-SE trending, 15 km wide, fault bounded range of the Arizona-New Mexico Basin and Range Province. An old north-east trending lineament passes to the south-west from the Santa Rita area, through the Tyrone, Bisbee and Cananea mining Districts in New Mexico, Arizona and Sonora in Mexico

Two main types of ore and alteration are known in the Chino open pit ... supergene enriched porphyry type mineralisation and skarn. The main areas of thick high grade mineralisation are principally supergene enrichment ore comprising chalcocite, generally accompanied by abundant pyrite within both intrusives and sediments. The southern-most is largely within the granodiorite porphyry of the Santa Rita stock, while the others are predominantly hosted by sandstones and shales of the Cretaceous Beartooth and Colorado Formations. A fairly continuous sheet of thinner ore grade rock connects these thick high grade zones. With rising metal prices and the reactivation of the Ivanhoe concentrator at Chino, byproduct production of gold, silver and molybdenum resumed in 2004

Operation - Chino was reactivated in 2003 after mining operations were idled in 2001 due to low copper prices 
The open pit mine presently covers an area of approximately one square mile at the perimeter, with additional areas on the perimeter used as rock stockpiles. The uppermost level in the pit is located on the east side at the 6,750 foot elevation and the lowest level in the pit is currently at the 5,400 foot elevation. Mining takes place on a 3-shift-per-day, 7-day-per-week basis.

Blasthole drilling is about 8,430 feet per day, or approximately 130 holes. Drill hole cuttings are sampled and assayed for determination of material type. Material is designated as sulfide ore, leach ore, or low-grade leach ore. Blasting is done only during day- shift on a 5-day-per-week basis. Loading of the materials in the Santa Rita Pit is accomplished with electric shovels varying from 17 cubic yard to 56 cubic yard dipper capacity. The size of dipper used is dependent on whether the shovel is operating in high or low density material.

The existing haulage truck fleet moves approximately 60,000 tons per day of ore, 151,000 tons per day of leach rock, and 228,000 tons per day of waste rock. Ore is delivered to the concentrator primary crusher; leach ore and no-leach rock are delivered to stockpiles on the perimeter of the pit. Haul distances are currently averaging about 13,000 feet with 600 feet of lift.

Equipment at the mine includes a P&H 2800XPA shovel and Caterpillar 797 360 ton capacity haul trucks. In 2005 Chino is installing Mintek Minesite Operations software to collect exploration and mining data 

سلام به همگی عزیزان بازدید کننده . عیدتون مبارک جمیعاْ . دستون دارم .