پایان نامه كاني شناسي

– چكيده

كانسارهاي كروميت در جهان به دو صورت كروميت هاي تيپ لايه اي كه غالباً در كمپلكس هاي بزرگ لايه اي باسن پروتوزوئيك در دنيا يافت مي شود. (مانند كمپلكس بوشولد در آفريقاي جنوبي) و ديگري ذخاير تيپ آلپيني كه در آن كانسار كروميت به صورت عدسي شكل است و در سنگهاي سرپانتيني شده بسياري از افيوليتي آلپي مشاهده مي شود، يافت مي شود.

در ايران سنگهاي افيوليتي كمربند آلپي مشاهده مي شوند يافت مي گردد.

در ايران سنگهاي افيوليتي از گسترش و توسعه فراواني برخوردار بوده و كانسارهاي كروميتي مهمترين پتانسيل معدني در سنگهاي افيوليتي هستند. ناحيه اسفندقه در جنوب كرمان از جمله مناطق افيوليتي در ايران است كه از لحاظ ذخاير اقتصادي بسيار با اهميت است. در اين ناحيه كانسارهاي كروميت به صورت توده هاي عدسي شكل ونا منظم و پراكنده مي باشند كه در داخل سنگهاي آذرين بازيك تا فوق بازيك قرار دارد.

بعلت پيچيدگي ساختار زمين شناسي مجموعه هاي افيوليتي هنوز روش مشخص و دقيقي براي اكتشاف كانسارهاي كروميت تيپ آلپي شناخته نشده است و اكتشاف كانسارهاي كروميت در مناطق افيوليتي معمولاً از طريق روشهاي اكتشاف انجام پذيرفته است.

اصولاً در اكتشاف كانسارهاي كروميت آلپيني مشخص كردن تركيب سنگ شناسي و بافتهاي سنگ مطالعات ژئوشيميايي سنگ ميزبان و كانه كروميت و همچنين مطالعات زمين ساختي در مقياس ميكروسكپي (فوليشن ها و لينيشن ها و لايه بندي ها) و ماكروسكپي اهميت زيادي دارند.

با در نظر گرفتن اين موضوع مطالعاتي در مناطق رزكوئيه در 7 كيلومتري شمال شهر بافت و ده شيخ در120 كيلومتري جنوب شهر بافت از ناحيه معدني اسفنديه انجام شده است.

در گام اول برداشت هاي صحرايي و عمليات نمونه برداري در اين مناطق انجام و سپس از نمونه هاي برداشت شده مقاطع ميكروسكپي تهيه شد. با مطالعه نمونه ها تركيب سنگ شناسي مناطق و وضعيت كانه كروميت در كانسنگ هاي كروميتي مشخص شده است.

به منظور تائيد مطالعات سنگ شناسي بسياري از نمونه ها مورد آناليزXRD قرار گرفتند. هم جنين توسط روشهاي تجربي تركيب كانه كروميت از طريق آناليز XRD تعيين گرديد.

در ادامه مطالعات انجام شده تركيب شيميايي تعدادي از نمونه هاي سنگي منطقه شامل سنگهاي ميزبان و سنگ دربرگيرنده كانسارهاي كروميتي توسط روش آناليز XRF مشخص گرديد و از اين طريق نتايج بسيار با ارزشي در رابطه با روند تفريق ماگمايي و مكان تشكيل سنگهاي افيوليتي در منطقه بدست آمد.

به منظور مشخص نمودن تيپ كانسارهاي كروميتي منطقه و هم چنين مكان تشكيل آنها در كمپلكس افيوليتي توسط آناليز ميكروسكپ الكتروني تركيب شيميايي كانه كروميت تعيين گرديد.

در نهايت نيز نقشه زمين شناسي به مقياس 1:10000 از منطقه ده شيخ تهيه شده است.

مجموعه اي كه در اين جا گردآوري شده است، نتايج تمام مطالعات ذكر شده در بالاست كه در 6 فصل جمع آوري شده است.

فصل اول : كليات (1)

-1-1 مقدمه

وقتي از افيوليت صحبت مي شود منظور سنگ خاصي نيست بلكه توالي لايه هاي متشكل از سنگ هاي مختلف را در نظر مجسم مي كند و به همين دليل از مجموعه هاي افيوليتي (كمپلكس افيوليتي) يا سري هاي افيوليتي سخن به ميان مي شود‌‌‌‌‍‌ة[3]

افيوليتها و پريدوتيتها بخشهايي از گوشته بالايي و پوسته اقيانوسي هستند ( سنگهاي بازيك و الترا بازيك كه در مراكز گسترش اقيانوسي شكل گرفته اند) كه در ميان يا بر روي پوسته قاره اي استقرار تكنونيكي يافته اند. سنگهاي پوسته اقيانوسي در طي اين فرآيند مي توانند تغيير شكل پيدا كنند ولي ممكن است هيچ گونه تغيير شكلي در آنها ايجاد نگردد.[15]

افيوليت ها را از دو ديدگاه مي توان بررسي كرد:

• منشأ افیولیت
• چگونگی استقرار افیولیت در پوسته قاره ای

از نظر شیمیایی افیولیت ها با سنگ های ÷وسته اقیانوسی قرابت نزدیکی دارند(سمپوزیوم مسکو و پاریس 1973 و تائید مور 1975):[3]

• میانگین ترکیب شیمیایی سنگ های یک مجموعه افیولیتی با ترکیب متوسط پوسته اقیانوسی شباهت بسیار دارد.
• نحوه پراکندگی و فراوانی عناصر خاکهای نادر در مجموعه افیولیتی و پوسته اقیانوسی از نظم آهنگ یکسانی پیروی می کند.
• بررسی نسبت های ایزوتوپی استرونسیم در پوسته اقیانوسی و افیولیت ها نشان دهنده تشابه تقریباً یکسان در آنهاست.(شکل 1-1)

از طرف دیگر وجود پیلولاواها در افیولیتها حاکی از تشکیل این مجموعه ها در محیط های دریایی است.

شکل 1-1: مقایسه نسبت های ایزوتروپی استرونیسم در سنگ های اقیانوسی و افیولیتی[3]

لذا این گونه می توان تصور نمود که افیولیت خود پوسته اقیانوسی بوده و در کف اقیانوس و در مرحله اقیانوس زایی بوجود می آید. [3]

در این فصل ابتدا پوسته اقیانوسی و نحوه تشکیل آن را بررسی کرده و سپس به تعریف مجموعه های افیولیتی و نحوه استقرار آنها می پردازیم.

-2-1 ترکیب پوسته اقیانوسی

همان گونه که در اشکال 2-1 و 3-1 نمایش داده شده  است 4 لایه اصلی در پوسته اقیانوسی قابل شناسایی است. این لایه ها به ترتیب از بالا به پایین عبارتند از:

لایه اول شامل غشا و اسکلت گیاهان و جانوران دریایی و سنگ واریزه های قاره ای است که ضخامت این لایه رسوبی از چند سانتی متر تا چندین متر متغیر است.

لایه دوم شامل پیلولاواها یا گدازه های آتشفشانی بالشتی شکل می باشد که ترکیب بازالتی دارند.

ضخامت این لایه از 1 تا 2.5 کیلومتر متغیر است. وجود این بخش در سطح فوقانی پوسته اقیانوسی نشان دهنده حالت مذاب و فوران آن در زیر آب دریا (کف اقیانوس) است. این لایه بازالتی توسط دایکهای دیابازی قطع شده اند. گر چه وجود دایک در مجموعه تشکیل دهنده پوسته اقیانوسی الزامی نیست، ولی مشاهده آن نشان دهنده سرد شدن توده های رگه مانندی است که حتی بعد از انجماد پیلولاواها حالت مایع داشته اند.

شکل -2-1 نمایش فرضی از پوسته اقیانوسی بر حسب تعابیر سرعت های لرزه ای [34]

3-1 نحوه شکل گیری پوسته اقیانوسی

دو فرآیند اصلی ترکیب قسمت آذرین پوسته اقیانوسی را کنترل می کنند. یکی از این فرآیندها ماگمایی است که سنگ های آذرین را بوجود می آورد و دیگری فرآیند دگرگونی سنگ های آذرین، در واکنش آنها با آب دریاست.[34]

در زیر پوسته اقیانوسی یعنی در بالاترین قسمت گوشته لایه ای قرار گرفته است که جامد بوده و از خاصیت پلاستیسیته بالاتری نسبت به پوسته برخوردار است. این لایه ممکن است 1 تا 2 درصد مذاب به همراه داشته باشد. به این لایه استنوسفر می گویند. به نظر برخی از محققین، ستونی از استنوسفر به پهنای حدود 10 کیلومتر و در درجه حرارت تقریباً 1350 درجه سانتیگراد به صورت دیاپیرهایی به بالا مهاجرت می کند. این عمل بیشتر  در شکافهای میان اقیانوسی، یعنی در محل های کم فشار و نازک پوسته زمین اتفاق می افتد. ستون مزبور در هنگام بالا آمدن دچار ذوب بخشی می شود که مسلماً مقدار و درصد ذوب آن به درجه حرارت و فشار محیط بستگی دارد. مواد حاصل از ذوب استنوسفر ترکیب بازالتی دارند و چگالی آن نسبت به محیط اطرافش کمتر می باشد و بالطبع به سطح زمین کشیده می شود. در ضمن مهاجرت و پس از آن بخشی از این ماگمای بازالتی متبلور می شود و پس از استقرار این مایع، بلورهای حاصل به کف اتاق ماگمایی سقوط کرده و ته نشین می شوند (سری کومیولیت). اجتماع این بلورها که بیشتر از نوع اولیوین و پیروکسن است بخشی از سنگ های الترابازیک تحتانی را بوجود می آورند (بخش دیگر یا قسمت اعظم اولترابازیک یک مجموعه افیولیتی ممکن است باقیمانده ذوب نشده استنوسفر باشد). وقتی مایع مزبور به کف دریا می رسد و با آب تماس حاصل می کند بخش فوقانی آن به سرعت سرد می شود و پیلولاواها از آن بوجود می آید و به این ترتیب عایقی تشکیل می شود که ماگما در پناه آن به آرامی سرد می شود. نتیجه این سرد شدن تدریجی و آرام پیدایش گابرو و دایکهای دیابازی است که در زیر بخشهای سطحی یافت می شوند. با رسیدن مایع مذاب به کف اقیانوس قشر سطحی آن سریعاً سرد میشود ولی سرعت سرد شدن در اعماق کند و تدریجی است. محاسبات نشان داده است که زمان سرد شدن از سطح تا 1.5 کیلومتری عمق مایع مذاب 40000 سال طول می کشد و اگر سرعت باز شدن کف اقیانوس دو سانتی

متر در سال فرض شود طی 40000 سال کف اقیانوس 800 متر باز می شود و در نتیجه مواد مذاب جدیدی به این قسمت مهاجرت می کنند. با ورود مواد تازه، عمل انجماد به دارازا می کشد که خود در تفریق ماگما و ایجاد گابرودیاباز در پوسته اقیانوسی مؤثر است.[3]

با توضیحات فوق وضعیت لایه لایه در مجموعه های الترابازیک و گابرو را می توان به تزریق مکرر مواد مذاب و ورود آن به محیط تبلور مربوط دانست. در برخی از پوسته های اقیانوسی در حد بین گابرو و دایکهای دیابازی سنگ های حد واسط تا اسید نظیر دیوریت، پلاژیوگرانیت و گرانوفیر وجود دارند که در مجموعه معرف تفکیک و تفریق کامل مذاب در حین سرد شدن و انجماد است. بنابراین با توجه به قسمت های ذکر شده در بالا قسمت های مختلف پوسته اقیانوسی تابع سه فاکتور اصلی است که عبارتند از :

• فرآیند ذوب بخشی استنوسفر
• فرآیند اطاقک ماگمایی
• ترکیب منشأ گوشته ای

در نهایت وقتی که لایه های 2 و 3 از پوسته اقیانوسی کشیده می شوند یا به عبارت دیگر خیز لغزش ثقلی پیدا می کنند تا تبدیل به پوسته اقیانوسی شوند ، میان پوسته اقیانوسی و پوسته قاره ای، لایه اول شامل دیاتومیتهای سیلیسی، خرده های رادیولاریت، ته نشست های آبکی و سیلیسی و هیدروکسیدهای آهن و منگنز رسوب می کند.[34]

فهرست مطالب

      عنوان                                                                                            صفحه

فصل اول : کلیات (1)                                                                               

     1-1       مقدمه

2-1     ترکیب پوسته اقیانوسی

3-1       نحوه شکل گیری پوسته اقیانوسی

4-1       دگرگونی در پوسته اقیانوسی

5-1       افیولیت ها و پریدوتیت های آلپین

6-1       فرق افیولیت ملانژ با افیولیت کلاسیک

7-1       منشأ افیولیت ها

8-1       نیروی محرک صفحات

9-1       دگرگونی در مجموعه افیولیتی

10-1     افیولیت های ایران

11-1      مشخصات افیولیت ملانژهای ایران

12-1      دگرسانی در افیولیت ملانژهای ایران

13-1      سن افیولیت ملانژهای ایران

فهرست مطالب

      عنوان                                                                                                        صفحه

فصل دوم : کلیات (2)                                                                                                                                                         

1-2          کانسارهای کرومیت ایران                                                              

2-2       کرمیت

3-2       تجارت جهانی کرم

4-2        تیپ کانسارهای کرومیت

1-4-2    کانسارهای کرومیت لایه ای

2-4-2                 کانسارهای کرومیت انبانی

5-2           مقایسه کانسارهای کرومیت انبانی و کانسارهای کرومیت لایه ای

6-2          ساخت و بافت کانه کرومیت

7-2           انکلوزیونهای موجود در کانه کرومیت

8-2          ترکیب ماگما و ته نشینی کرومیت درکانسارهای تیپ لایه ای

9-2           تأثیر روابط سنگ و مذاب در شکل گیری کانسارهای کرومیت انبانی

10-2         دو مثال از کرومیتهای تیپ انبان

1-10-2    کانسارهای کرومیتی در افیولیت های عمان

2-10-2    کانسارهای کرومیتی گلمن در ترکیه

11-2        کانسارهای کرومیت ایران

فهرست مطالب

      عنوان                                                                                                         صفحه

فصل سوم : زمین شناسی و سنگ شناسی مناطق رزکوئیه و ده شیخ             

1-3             زمین شناسی عمومی منطقه اسفندقه

2-3       موقعیت جغرافیایی مناطق رزکوئیه و ده شیخ

3-3       زمین شناسی منطقه رزکوئیه

4-3        نمونه برداری از منطقه رزکوئیه

5-3            مطالعات میکروسکپی بر روی مقاطع نازک منطقه رزکوئیه

1-5-3 سرپانتینیت های منطقه رزکوئیه

2-5-3  رخساره های دگرگونی در منطقه رزکوئیه

6-3          مطالعه مقاطع صیقلی منطقه رزکوئیه

7-3          زمین شناسی منطقه ده شیخ

8-3           نمونه برداری از منطقه شیخ

9-3           نتایج حاصل از مطالعه مقاطع نازک منطقه ه شیخ

10-3       کانی شناسی سنگهای پریدوتیتی منطقه ده شیخ

11-3        مشخصات عمومی کانسارهای کرومیت منطقه ده شیخ

12-3         مطالعه مقاطع صیقلی منطقه ده شیخ

فهرست مطالب

      عنوان                                                                                                     صفحه

فصل چهارم : مطالعات پراش اشعه X(XRD)                                                

1-4     مقدمه

2-4     آنالیز شیمیایی XRD سنگها یمنطقه ده شیخ

3-4     آتالیز XRD سنگهای منطقه رزکوئیه

4-4     تعیین ترکیب شیمیایی کانه کرومیت از طریق نمودار XRD

1-4-4    مطالعه XRD کالسنگ کرومیتی منطق رزکوئیه و ده شیخ

نتیجه گیری

پیشنهادات

منابع

پایان نامه كاني شناسي