بخشی از مقاله
چکیده
دگرسانی و هوازدگی به عنوان فرایندهاي طبیعی که پایداري و مقاومت سنگها را کاهش میدهند نیازمند بررسیهاي ویژهاي در مطالعات مهندسی سنگ میباشند. ارزیابی دگرسانی و هوازدگی در شرایط مختلف و تاثیر آن بر روي خصوصیات مهندسی سنگها مطالعات ویژهاي را میطلبد. عوامل مختلفی از قبیل نوع سنگ میزبان و خصوصیات فیزیکوشیمیائی سیالات گرمابی بر روي دگرسانی تاثیر دارند در حالی که استعداد سنگها در مقابل هوازدگی به فاکتورهاي متعددي از قبیل ترکیب کانی شناسی، اندازه دانه، بافت، ساخت و شرایط محیطی بستگی دارد.
تعیین و تشخیص درجات دگرسانی سنگها و مطالعه آنها در این قالب، به پیشگوئی بهتري از خصوصیات مهندسی آنها میانجامد. در این تحقیق در راستاي بررسی تأثیر دگرسانی و هوازدگی بر روي پارامترهاي ژئومکانیکی سنگهاي معدن مس سرچشمه - تشکیلات آندزیتی، گرانودیوریتی، سرچشمه پورفیري و لیت فاین پورفیري بهمراه دگرسانی پتاسیک، فیلیک، آرژیلیک، پروپیلیتیک و بیوتیتی - ، تعداد زیادي دادههاي کمی با انجام آزمایشهاي مقاومت فشاري تک محوري، کشش غیر مستقیم برزیلی، بارنقطهاي، چکش اشمیت و جذب سریع آب گردآوري شد و خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص گردید که بسیاري از پارامترهاي ژئومکانیکی سنگها با افزایش درجه دگرسانی، کاهش مییابند.
مقدمه
وجود ساختارهاي متنوع زمین شناسی، تکتونیکی و سنگهاي دگرسان شده در منطقه سرچشمه، تشکیلات معدنی را از حالت یک توده متجانس خارج نموده و وضعیت دشوار و پیچیده در تحلیل پایداري پلههاي معدن، بهینهسازي حفاري، انفجار، استخراج و... پدید آورده است. دگرسانی و هوازدگی به عنوان یکی از عوامل تغییر دهنده پارامترهاي ژئومکانیکی، سنگها را به شدت تحت تاثیر قرار داده و پایداري و مقاومت سنگها را به میزان قابل ملاحظهاي کاهش میدهند. بنابراین در مسائل ژئوتکنیک میبایست این عامل به عنوان یک فاکتور مهم و اساسی در نظر گرفته شود. سنگهاي معدن مس سرچشمه نیز مثل سایر معادن مس پورفیري جهان تحت تاثیر دگرسانی قرار گرفته و داراي زونهاي مختلف دگرسانی میباشند.
لحاظ کردن این پدیده در تحلیلهاي پایداري، بهینهسازي حفاري، انفجار و استخراج که تا بحال از دید زمین شناسی، بصورت کیفی بررسی شده است، جز از طریق کمیسازي تاثیر آن بر روي پارامترهاي ژئومکانیکی سنگها میسر نمیباشد.
زمین شناسی و دگرسانی معدن مس سرچشمه
کانسار مس سرچشمه بعنوان یکی از بزرگترین معادن مس- مولیبدن پورفیري در جهان، بر روي کمربند آتشفشانی ارومیه- دختر و در 65 کیلومتري جنوب غرب رفسنجان واقع است. کانسار مس پورفیري سرچشمه از کانسارهاي مس پورفیري نوع مونزونیتی است. توفهاي آندزیتی، توده گرانودیوریتی، استوك گرانودیوریتی سرچشمه پورفیري، استوك لیت فاین پورفیري و دایکهاي گرانودیوریتی، عمده تشکیلاتیاند که در محدوده معدن تشکیل شدهاند و تحت هوازدگی، دگرسانی شدید، کانی سازي مس- مولیبدن و پیریتی شدن قرار گرفتهاند
شکل -1 نقشه زمین شناسی معدن مس سرچشمه
شکل -2 نقشه آلتراسیون معدن مس سرچشمه
روش تحقیق
طی بررسی گزارشها و نقشههاي زمین شناسی و دگرسانی، گمانههاي حفاري شده، کاواك جاري و طرح نهایی، نمونههایی از سنگهاي مختلف معدن بخصوص آندزیتها، جهت طبقه بندي مهندسی سنگهاي معدن مس سرچشمه از دیدگاه تاثیر دگرسانی تحت آزمایشهاي مورد نظر قرارگرفتهاند.
بدین منظور، بیش از 1000 نمونه تحت آزمایشهاي بارنقطهاي و چکش اشمیت قرار گرفته و حدود 80 نمونه از آنها تحت آزمایش شاخص دگرسانی قرارگرفتند. با توجه به گستره دگرسانی سنگهاي آندزیتی و قرار گرفتن دیواره نهایی بر روي این تشکیلات و دسترسی به سینه کارهاي متنوع از سنگهاي دگرسان شده و غیر دگرسان آندزیتها و غالب بودن مقاومت آنها نسبت به دیگر تشکیلات معدن - نتایج اولیه آزمایشها - ، اکثر آزمایشها بر روي این نمونه سنگ انجام گرفته و مبناي طبقه بندي سنگهاي مختلف معدن در نظر گرفته شده است.
با مطالعات انجام شده، جهت تعیین پارامترهاي ژئومکانیکی آندزیتها، مانند مقاومت فشاري تک محوري و مقاومت کششی غیر مستقیم نمونههایی انتخاب و مورد آزمایش قرار گرفت. بدین منظور نمونههاي بسیار زیادي ازگمانههاي فاز اول و دوم حفاري اخذ، و برروي آنها آزمایشهاي فوق الذکر انجام شد و تاثیر درجات مختلف دگرسانی بر روي این پارامترها تعیین گردید. سپس با استفاده از روش احتمال پایداري شیب - روش - sspc، فاکتور کاهش درجه دگرسانی براي پارامترهاي مختلف تعیین گردید.
