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
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.

شکل 1 ) جدول تركيب شيميايي سنگهاي خويشاوندان كيمبرليت (درصد)
*آهن كل به صورت Fe 2 O 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 H2 O 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 وH2 O، 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.

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

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

فيروزه
ايران صدرنشين بازارهاي جهاني
براي هر ايراني نام فيروزه تداعيگر معدن فيروزه نيشابور است معدني كه پس از 7 هزار سال هنوز چراغي روشن دارد قديميترين تراش از فيروزه معدن نيشابور مجسمهاي به شكل يك گوساله است كه حدود 7 هزار سال قدمت داشته و هماكنون در موزه ايران باستان نگهداري ميشود. فيروزه ايراني در دنيا آنچنان شناخته شده است كه براي سنجش كيفيت ساير
فيروزهها اين سنگ قيمتي كشور بهعنوان مقياس به كار گرفته ميشود. معدن فيروزه نيشابور در 45 كيلومتري شمال غرب اين شهرستان در جاده قديم سبزوار و در روستايي به نام «معدن» قرار گرفته است. با وجود گذشت هزاران سال از استخراج اين معدن هنوز بهرغم توسعه علم اكتشاف در ايران اكتشاف معدن فيروزه نيشابور همچنان مسكوت مانده و عملا اقدامي انجام نشده است. اين معدن از گذشته توسط بوميهاي منطقه به استخراج رسيده و روش استخراج نيز سينه به سينه در اختيار اهالي روستاي معدن قرار گرفته
است.
فيروزه چيست؟
فيروزه (Turquoise) يك آلومينو فسفات آبدار مس با فرمول CuAl6(PO4)4(OH)8.5H2O است. نام توركويز (Turquoise) كه به معناي سنگ تركي است، از اين جهت بر روي اين كاني ارزشمند ايراني نهاده شد كه در زمانهاي باستان بهمنظور صادرات فيروزه به ساير كشورهاي دور و نزديك، پس از استخراج رگههاي اين سنگ از معادن براي تراش آن را ابتدا به كشور عثماني (تركيه حاضر) فرستاده و سپس قسمت عمده آن از طريق جاده ابريشم به كشورهاي مختلف صادر ميشد. از اين رو اروپاييان كه براي نخستين بار اين سنگ را در عثماني مشاهده كردند، نام آن را سنگ تركي نهادند. با توجه به شرايط بسيار سخت تشكيل فيروزه، تنها منبع شناخته شده اين سنگ گرانبها تا زمانهاي طولاني معادن فيروزه نيشابور بود كه برخي از انواع آن از كيفيتي استثنايي برخوردار بودند. جهت درك اهميت جواهرات خصوصا فيروزه در روزگار گذشته تنها اشاره به اين نكته كه بخش قابلتوجهي از فيروزهها و لاجوردهايي كه بهطور گسترده در مقبرهها و تابوت فراعنه مصر بهكار رفته از ايران در آن زمان صادر شده است، كافي به نظر ميرسد. اين كاني كه روزگاري نمادي از ايران بهشمار ميرفت بر اساس نوع، درصد تركيبات و محل تشكيل رنگهايي دارد كه در طيف وسيعي از آبي كم رنگ تا آبي پر رنگ و سبز روشن و در مواردي سبز تيره نمودار ميشود. جلاي آن واكسي يا چيني و سختي آن 5 الي 6 است كه هر چه ميزان آب در ساختمان آن افزايش يابد از سختي آن كاسته ميشود. بهطور كلي امروزه سنگ فيروزه با رنگ آبي آسماني، جلاي چيني و سختي بالا جذابتر و مرغوبتر بهشمار ميرود. با اين وجود ميتوان گفت كه در كشورهاي اروپايي رنگ سبز فيروزه و در ايران، آمريكا و اكثر كشورهاي آسيايي رنگ آبي آسماني آن داراي محبوبيت بيشتري است. با توجه به اينكه در ساختمان فيروزه مقاديري آب وجود دارد، در صورتي كه فيروزه در جاي گرم و خشك نگهداري شود بهتدريج آب خود را از دست داده و رنگ آن كمرنگ خواهد شد. از اين رو سنگهاي فيروزه نيشابور به سبب داشتن رنگ عالي، سختي بالا و وجود مقادير كم آب در ساختمان فيروزه، از كيفيتي خاص برخوردارند. از ديگر كشورهاي صادركننده فيروزه به جز ايران ميتوان به كشورهاي آمريكا، مصر و تركستان اشاره كرد. فيروزههاي آمريكايي كه امروزه قسمت اعظم بازار فيروزه دنيا حتي ايران را در دست گرفته است، در مقايسه با انواع ايراني فيروزه به لحاظ رنگ، جلا و سختي از كيفيت پايينتري برخوردارند و نوع با كيفيت فيروزه نيشابور همچنان صدر نشين بازار فيروزه دنيا محسوب ميشود، هرچند كه به سختي ميتوان قطعهاي از آن را حتي به بهاي پرداخت مبالغ هنگفت بهدست آورد
استخراج معدن

محمد كاظميانفر كارشناس استخراج معدن ميگويد: استخراج معدن فيروزه نيشابور بهصورت زيرزميني با حفر تونلهاي دنبالهرو لايه و كاملا سنتي انجام شده و با توجه به اينكه سنگهاي دربر گيرنده از استحكام بالايي برخوردارند نگهداري معدن بهصورت كاملا طبيعي است. وي ميافزايد: مالكيت معدن در اختيار دولت بوده اما امتياز بهرهبرداري آن بهصورت اجارهاي در اختيار بخش خصوصي قرار گرفته است. وي تصريح
ميكند: 90 درصد از ساكنان روستاي «معدن» بهگونههاي مختلف در استخراج و فرآوري فيروزه مشغول بهكارند و چراغ اين معدن را روشن نگهداشتهاند.
بازار مشهد
نظافتي كارشناس بازار فيروزه ميگويد: بازار مشهد قطب
اصلي عرضه انواع فيروزه در كشور بوده و شايد تنها مكاني است كه بتوان فيروزههاي مرغوب نيشابور را در آنجا يافت.
وي ميگويد: در اين مكان فيروزه از هر گرم 200 تا 10 هزار تومان (بسته به كيفيت و خلوص آن) به فروش ميرسد. نظافتي تصريح ميكند: تراش فيروزه در مشهد كاملا سنتي بوده اما اخيرا بخش خصوصي اقدام به وارد كردن دستگاههاي مدرن تراش فيروزه به ايران كرده است
.
وي ميافزايد: تركيه، ايتاليا و سوئد عمده كشورهاي خريدار فيروزه ايران هستند.