بخشی از مقاله
بررسی کانی سازی آهن در کانسار جلال آباد زرند (استان کرمان)
چکیده
کانسار آهن جلال آباد در 38 کیلومتری شمال غربی شهر زرند واقع شده و با ذخیره ۲۰۰ میلیون تن سنگ آمین و یا عیار متوسط یکی از کانسارهای مهم آهن برای توسعه در ایران به شمار می آید. کانی سازی در سنگهای آتشفشانی - رسویی سری ریزو صورت گرفته است . کانه اصلی این کانسار منیتیت بوده وهماتیت به صورت ثانویه از اکسیداسیون منیتیت ایجاد شده است علاوه بر آن پیریت وکالکوپیریت به عنوان کانه های سولفیدی در کانسار جلال آباد مشاهده می شوند. تالک کلریت واکتینولیت زمینه اصلی کانسار را تشکیل می دهند و سیلیس و گوگرد ناخاصلی های اصلی هستند . مطالعات پتروگرافی سیالات درگیر موجود در کوارتز نشان می دهند که سیالات عمدتا از سه نوع فازی (L + V+S ) با کانی دختر هالیت هستند. دامنه تغییرات درجه همگن شدن درجه سانتیگراد و میزان شوری معادل نمک طعام تغییر میکند . بررسی ها در کانسار جلال آباد نشان می دهد که کانی سازی آهن در اثر پدیده میدروترمال - متاسوماتیسم و در ارتباط با ریفت درون قاره ای است .
مقدمه:
کانسار سنگ آهن جلال آباد در ۳۸ کیلومتری شمال غرب شهر زرند (استان کرمان) با طول جغرافیایی شرقی و عرض جغرافیایی ۱۲ و ۰ و 3۱ تا ۱۸, ۱, ۳۱ شمالی واقع شده است. از نظر زونهای ساختاری محدوده مورد مطالعه در جنوب شرق خرده قاره ایران مرکزی واقع شده است. ریخت شناسی منطقه شامل کوههای کم ارتفاع بوده که دشتهای کم ارتفاع وهموار و تپه های ماسه ای از سه طرف آنرا احاطه کرده اند. از لحاظ چینه شناسی کانی سازی در سنگهای آتشفشانی - رسوبی سری ریز و رخ داده است. کانه اصلی کانسار منیتیت است وهماتیت اغلب بصورت ثانویه از اکسیده شدن منیتیت ایجاد شده است.
دگرسانی در محدوده معدنی بسیار گسترده بوده و هاله هایی در اطراف کانسار بوجود آورده است. فرواکتینولیت و تالک و کلریت و کوارتز، کلسیت و اپیدوت از محصولات دگرسانی در منطقه مورد زمین شناسی محدوده معدنی مطالعات صحرایی و سنگ شناسی در کانسار جلال آباد نشان می دهد که منطقه عمدتا از سنگهای آتشفشانی - رسوبی سری ریزو و دز و تشکیل شده است. از لحاظ چینه شناسی کانی سازی در سنگهای آتشفشانی - رسوبی سری ریز و رخ داده و کانی سازی بسه مناطق دگرسانی شدید و همراه با ماسه سنگها، سیلتستونها، توفها و آهکها محدود شده است (تکنو اکسپورت ۱۹۷۹). به دلیل پوشیده بودن منطقه بوسیله رسوبات آبرفتی و رخداد کانی سازی آهن در اعمساق زیاد مطالعه کانسار آهن جلال آباد زرند از طریق مطالعات ژئوفیزیکی و حفر چاه های اکتشافی صورت گرفته است. تنها در بخشهای شمال غربی و مرکزی محدوده معدنی در مجاورت با آهکهای دولومیتی و توده های کوچکی از سنگ آهن رخنمون داشته که در اثر دگرسانی به هماتیت، گوتیت و لیمونیت تبدیل شده اند (شکل ۱). قدیمی ترین واحد سنگی در محدوده معدنی مربوط به ماسه سنگ های سری مراد است. آهکهای دولومیتی مربوط به بخش قاعده ای سری دزو که به صورت دگرشیبی فرسایشی بر روی سری ریز و واقع شده اند، گسترش زیادی در محدوده شمال و قسمتهای مرکزی محدوده معدنی داشته و قله های مرتفع و مقاوم منطقه را تشکیل داده است. آهکهای دولومیتی حاوی رگچه ها وادخالهای اولیژیستی فراوان در کل منطقه معدنی هستند. توفهای مربوط به سری ریز و در بخشهای مرکزی و شرقی رخنمون داشته و بخشهای زیرین سری ریز و در محدوده معدنی رخنمون ندارند. اطلاعات این بخشها تنها از طریق حفاری های انجام شده به دست آمده است. این بخشها شامل ماسه سنگ و سیلتستون میان لایه های توف و سنگهای متاسوماتیزم شده و کانسنگ منیتیتی هستند. سنگهای توفی شامل توفهای ریوداسیتی، توفهای جوش خورده وتوف سنگی است. توده های نفوذی دانه ریز با ترکیب گابرو- دیوریت در بخش های جنوب و شمال و جنوب غرب کانسار به شکل های نامنظم ودر ابعاد ۲۰۰*۳۰۰ متری دیده می شوند. دایکهای متعددی در بخشهای مختلف منطقه مورد مطالعه گسترش دارند که طبقات رسوبی، آتشفشسانی و کانسنگ را قطع کرده اند. رنگ ظاهری دایکها سبز مایل به خاکستری و عموما ریز دانه است و در دو طیف جداگانه دایکهای با ترکیب دیوریتی ودیا بازی قرار می گیرند. نهشته های آتشفشانی اسیدی و جایگیری بعدی دایکهای بازیک در بین آنها بدون وجود ترمهای حد واسط یکی از اختصاصات بارز مناطق ریفت درون قاره ای است (مارتین و همکاران ۱۹۷۲، ایچلبرگر۱۹۷۸). مطالعات آل طه کوه بنانی (۱۳۷۳) بر روی سنگهای آذرین منطقه نیز موید شکل گیری آنها در یک ریفت درون
قاره ای است. ریفت این مناطق یک ریفت جنینی بوده که هرگز به مرحله اقیانوس زایی نرسیده است. براساسی حفاری های انجام شده شکل کلی کانسار تقریبا به صورت یک عدسی کشیده با امتداد شمال غربی - جنوب شرقیاست که در یک ساختمان چین خورده واقع شده است (شکل۲) ذخیره کانسار جلال آباد در کاتاگوریهای C1+C2 و ۲۰۰ میلیون تن سنگ آهن برآورد شده است.
کانی شناسی منیتیت کانه اصلی کانسار جلال آباد است و تقریبا بیشتر حجم کانسار را تشکیل می دهد. اندازه دانه های منیتیت در محدوده وسیعی از ۰/۰۲ تا ۰/۸ میلیمتر متغیر است . بافت کانه منیتیت در نمونه ها عمدتا انتشاری و متراکم و کاتا کلاستیکی گرانولار و پوسته ای است. باطله های اصلسی همراه کانسنگ شامل اکتینولیت و تالک و کلریت و کوارتز و کلسیت ودولومیت است که زمینه اصلی کانسار را تشکیل می دهد. کلریت مهمترین ادخالی موجود در منیتیت است. بافت منطقه بندی شده گانگ ومنیتیت و زون های متناوبی را به شکل مدور در کانسار تشکیل داده است . را مدور(۱۹۸۰) این بافت را به کانستارهای کنتاکت متاسوماتیک نسبت داده است .تعدادی از بلورهای منیتیت بافت منطقه ای نشان می دهند که در اثر تبدیل منیتیت به هماتیت رخ می دهد (رام دور ۱۹۸۰). هماتیت در زونهای اکسیدی و سطحی به طور گسترده حضور دارد و در اعماق بیشتر مقدار آن خیلی کم می شود. مارتیتی شدن نوع خاصی از پدیده جانشینی است که منیتیت در امتداد سطوح (۱۱۱) توسط هماتیت جانشین می شود (وگن وکرگ ۱۹۸۱). این پدیده در قسمتهای سطحی و قسمتهای کم عمق کانسار مشاهده می شود. برای تشکیل هماتیت در قسمتهای فوقانی کانسار حضور اکسیژن ضروری است به عبارت دیگر باید فوگاسیته اکسیژن افزایش پیدا کند. برای این امر یک منبع خارجی لازم است تا این میزان زیاد اکسیژن را فراهم کند و محتمل ترین منبع اکسیژن آبهای جوی است که در اثر چرخش آبهای جوی در قسمت بالایی کانسار باعث اکسیده شدن قسمت فوقانی کانسار می شود ( هانس و همکاران ۱۹۹۵). کانه پیریت به صورت گسترده در کل کانسار پراکنده است و درصد بالایی از گوگرد موجود در ذخیره را به خود اختصاصی می دهد که به صورت های همزاد و رگهای وهمچنین ادخالهایی داخل منیتیت دیده می شود. کوارتز بصورت دانه های مجزا و رگه ای در کل ذخیره مشاهده می شود و به همراه گوگرد ناخالصی های اصلی کانسار جلال آباد به شمار می آیند. جدول (۱) توالی پاراژنتیک کانی سازی آهن در کانسار جلال آباد را نشان می دهد.
دگرسانی به طور کلی دگرسانی درکانسار جلال آباد بسیار گسترده بوده و هاله هایی را در اطراف کانسار به وجود آورده است. فرواکتینولیت و تالک و کلریت و کوارتز و کلسیت و سرسبیت و اپیدوت از محصولات اصلی دگرسانی در منطقه کانسار جلال آباد است. فازهای دگرسانی معمول همراه با اکسیدهای آهن توده ای پروتروزوئیک دگرسانی سدیک پتاسیک وسیلیسی و سر سیتی است
(هیتزمن وهمکاران ۱۹۹۲). پدیده متاسوماتیسم قلیایی عملکرد وسیعی داشته بطوری که واحدهای سنگی آتشفشان - رسوبی سری ریز و از لحاظ ترکیب کانی شناسی و بافت اولیه به شدت تغییر نموده و تشخیص سنگ اولیه را غیر ممکن ساخته است . از مشخصات متاسوماتیتی شدن نسبت بالای سیال به توده سنگی است و به صورتی که جانشینی ترکیبات سنگی با ترکیبات سیال شدید است (روترهام ۱۹۹۷). مطالعات میکروسکوپی ونیز مطالعات پراش اشعه ایکس- XRD که بصورت کمی بر روی نمونه ها انجام شده. در مجموع نشان می دهد که نمونه ها از فرواکتینولیت (۵۱٪) و تالک (۶۰٪) و کلریت (۵٪) و کلسیت (۶٪) تشکیل شده و معرف رخداد سنگهای متاسوماتیتی شده است. متاسوماتیت ها سنگهای سبز تیره تا روشن بوده و سنگ اولیه آنها متفاوت است. بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی به نظر می رسد ماسه سنگهای آهکی و ماسه سنگهای رس دارو سیلتستونهای ماسه ای و توفها سنگ اولیه متاسوماتست ها بوده است. حضور کانی های تالک (۳۹٪)و کلریت (٪۲۰) و بیوتیت (۱۹٪) و هورنبلند (۱٪) و کلسیت (۵٪) و کوارتز (۳٪) در یک نمونه تائید شده توسط مطالعات اشعه ایکس ( XRD) به روش کمی و نشان می دهد که سنگ اولیه این نمونه احتمالا از نوع توف بوده است. مجموعه های متاسوماتیتی در اثر ورود حجم زیادی از محلولهای داغ غنی از Fe - Mg-Na-K-Cl-Ca بوجود می آیند. مجموعه متاسوماتیتی Na-Ca از سیالات با شوری ۳۰ الی ۶۰ درصد وزنی معادل NaCl و درجه حرارت ۵۰۰ - ۶۰۰ درجه سانتیگراد شکل می گیرد ( د جونگ و ویلیامز ۱۹۹۵). کلریتی شدن یکی از مهمترین پدیده هایی است که در اثر محلولهای گرمابی غنی از Fe و Mg ایجاد شده است و ظاهری سبز رنگ به این سنگها می دهد. سیلیسی شدن بصورت رگه ای - رگچه ای وپرکننده حفرات حضور دارد.. به طورکلی سیلیسی شدن عمومی ترین و شناخته شده ترین نوع دگرسانی هیدروترمال است که در اثر نفوذ محلولهای داغ سیلیس دار در سنگهای پیرامون کانسار بوجود می آیند (اونز ۱۹۹۷). عملکرد شدید پدیده سیلیسی شدن در کانسار جلال آباد باعث شده که کوارتز یکی از مهمترین باطله موجود در کانسار محسوب شود. تالک احتمالا در اثر اضافه شدن سیلیس به دولومیت یا در اثر آبگیری و دگرسانی از اکتینولیت بوجود آمده است.
ژئوشیمی
براساس ترکیب شیمیایی و عیار سنگ آهن و کانسنگ جلال آباد به چهار دسته کانسنگ اکسیدی د کانسنگ منیتیتی پر عیار کانسنگ منیتیتی کم عیار و بخش کانی سازی در سیلتستونها تقسیم شده است (جدول ۲). عیار متوسط آهن در کانسار جلال آباد ۶۵ درصد است. دیاگرام سه تایی CaO FeO +Fe2O3 + MgO و SiO2 +AL2O3 نشانگر افزایش تدریجی عیار آهن در سیلتستونها است . منیتیت هم تمایل به جانشینی در سیلتستونها دارد و هم کربناتها. البته تمایلی بیشتر به سیلتستونها است (شکل ۳). گوگرد یکی از عناصر مزاحمی است که به همراه کانسار دیده می شود و میانگین آن در کانسار ۱/۸ درصد است بیشترین مقدار سولفور مربوط به بخش شمال غربی (پروفیل ) با مقدار /۲ تا ۶/۸ درصد است. در پروفیل های مقدار سولفور کاهش می یابد. تغیرات سولفور به خاطر تکتونیزه بودن منطقه است و تغییرات هیچ ربطی به عیار آهن نداشته. یعنی با افزایش و کاهش عیار آهن مقدار سولفور افزایش پیدا نکرده است. کانسار فقیر از فسفر بوده به گونه ای که میانگین فسفر موجود در کانسار برابر ۰/۰۸ درصد است . میانگین عنصر Cu برابر با ۰/۱ درصد بوده که بعنوان محصول جانبی می تواند حائز اهمیت باشد. مقدار عنصر Aluدر نمونه ها ناچیز بوده و بیشترین مقدار گزارش شده PPb ۸ است. متوسط مقدار Ti ,V موجود در کانه های منیتیتی کانسار پائین بوده و به ترتیب برابر ۹۵ و ۱۰۰ PPm است.
