بخشی از مقاله
چکیده
لاتریت های نیکل دار در منطقه چشمه رستمی شهرستان بوانات در فاصله 50 کیلومتری جنوب شرقی شهر سوریان مرکز شهرستان بوانات به صورت بخشی از زون ساختاری زاگرس خرد شده - Crushed Zone - قرار دارند. این لاتریت ها در اثر هوازدگی سنگ های افیولیتی نوع هارزبورژیت و به میزان کمتر دونیت ایجاد شده اند.
میزان هوازدگی که متاثر از شرایط اقلیمی محیط است تاثیر به سزایی در فرآیند لاتریتی شدن سنگ های اولترامافیک و تمرکز نیکل در این خاک ها دارد. تعیین میزان شدت هوازدگی با استفاده از نمودار شدت هوازدگی و نیز غلظت عناصری چون Ni ,Fe ,Si در افق های لاتریتی و همچنین خصوصیات دیگری نظیر داده های pH نشان می دهند که شدت هوازدگی در منطقه چشمه رستمی از نوع ضعیف تا متوسط می باشد.
پایین بودن غلظت اولیه Ni در سنگ های مادر از یک سو - متوسط - 1898 ppm و شدت هوازدگی کم تا متوسط از سوی دیگر که موجب عدم آزادسازی درجه بالای Ni از ساختار کانی الیوین گشته است از مهمترین دلایل تشکیل خاک های لاتریتی نیکل دار عیار پایین - حداکثر ppm - 6793 در منطقه مورد مطالعه می باشند.
مقدمه
اغلب لاتریت های جهان در اثر هوازدگی شیمیایی سنگ های اولترامافیک - هارزبورژیت و دونیت - مجموعه های افیولیتی با سن های مزوزوئیک تا سنوزوئیک تشکیل شده اند . - Dalvi et al., 2004; Fan and Gerson, 2011 - بر اساس آمار جهانی 60 تا70 درصد از منابع نیکل جهان توسط لاتریت ها میزبانی می شوند و سه کشور مهم کالدونیای جدید، اندونزی و استرالیا، 60 درصد کل منابع لاتریتی جهان را در اختیار دارند . - Butt and Cluzel, 2013 - لاتریت های نیکل دار بر اساس کانی شناسی به دو دسته لیمونیتی - منابع اکسیدی و رسی - و سیلیکاتی تقسیم بندی می شوند.
نهشته های اکسیدی از اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن تشکیل شده اند که 70 درصد کل منابع نیکل لاتریتی را شامل می شوند . عیار متوسط در این نوع ذخایر حدود 1 تا 1/6 درصد وزنی نیکل بوده و تناژی نزدیک به 80 درصد نهشته های نیکل دنیا را در برگرفته اند . - Golighty,1981 - ذخایر جنوب کالدونیای جدید مثالی مهم از کانسارهای اکسیدی می باشند.
منابع لاتریتی رسی به تازگی شناخته شده اند. کانی های رایج در این لاتریت ها ساپونیت و اسمکتیت است که در زون ساپرولیت میانی تا بالایی و پدولیت متمرکز اند، عیار نیکل در آن ها 1-1/5 درصد بوده و در مناطق با برجستگی پایین و کراتونی مانند استرالیا دیده می شود. از جمله این ذخایر می توان به کانسارهای Bulong و Murrin Murrin اشاره کرد .
لاتریت های نوع سیلیکاتی در بخش عمیق تر پروفیل در زیر منطقه لیمونیت تشکیل می شوند. عمدتا شامل سیلیکات های منیزیم آبدار با 2/5 -1/8 درصد نیکل هستند که کانی اصلی نیکل دار آنها کانی گارنیریت است . - Van der Ent et al., 2013 - عواملی مثل نوع سنگ منشا، آب و هوا، توپوگرافی، زهکشی آب های زیر زمینی و هوازدگی نقش تعیین کننده ای در لاتریت زایی دارند . - Elias, 2002 - ضمن لاتریتی شدن، عناصر متحرک از خاک شسته شده و عناصر غیرمتحرکی نظیر نیکل در خاک تغلیظ می شوند.
لاتریت های نیکل دار در شهرستان بوانات استان فارس در ارتباط با مجموعه های افیولیتی تشکیل شده اند. این سنگ های افیولیتی در ادامه قطعات افیولیتی نیریز به سن کرتاسه - Rajabzadeh, 1998 - بر روی سطح زمین جایگیری شده اند که از جنوب شرق تا شمال غرب استان فارس می توان آنها را به صورت توده های ناپیوسته دنبال کرد. خاک های لاتریتی در منطقه چشمه رستمی هم به صورت برجا و هم به صورت نابرجا مشاهده می شوند که به تازگی مورد توجه زمین شناسان اقتصادی و شرکت های معدنی قرار گرفته اند.
با در نظر گرفتن عیار نیکل، عملیات معدنکاری به صورت محدودی در برخی از مناطق شروع شده است. با این وجود هیچگونه مطالعه زمین شناسی دقیقی جهت توجیه تغییرات عیار اغلب خاک های لاتریتی صورت نگرفته است. در این مقاله، افق های مختلف لاتریت های برجا از نظر کانی شناسی، شیمیایی و عواملی نظیر pH خاک در منطقه چشمه رستمی مورد مطالعه قرار گرفته اند با این هدف که فرایند لاتریتی شدن سنگ های اولترامافیک به دقت روشن شود. در این خصوص نوع سنگ مادر از نظر میزان نیکل اولیه و اندازه گیری شدت هوازدگی مورد توجه ویژه قرار گرفته است.
زمین شناسی و سنگ شناسی
لاتریت های نیکل دار منطقه چشمه رستمی در 50 کیلومتری جنوب شرقی شهر سوریان مرکز شهرستان بوانات قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه بر روی نقشه 1/100000 سوریان و 1/250000 اقلید و در پهنه ساختاری زاگرس خرد شده - Crushed Zone - واقع شده است.
مرز بالایی آن توسط گسل جیان از زون سنندج-سیرجان و مرز پایینی آن با گسل جوکان از زاگرس مرتفع جدا می گردد. لاتریت ها در منطقه چشمه رستمی بر روی سنگ های اغلب هارزبورژیتی و به میزان کمتر دونیتی تشکیل شده اند. واحدهای سنگی اولترامافیک تا مافیک با سن جایگیری کرتاسه بالایی به وسیله رسوبات پیش رونده پالئوسن پوشیده شده اند، به نظر می رسد قبل از پیشروی حوضه رسوبی پالئوسن، یک مرحله پسروی و خروج حوضه دریایی حاشیه زاگرس در کرتاسه بالایی از آب، به همراه تغییر رژیم آب و هوایی به گرم و مرطوب حاره ای موجب تشکیل خاک های لاتریتی نیکل دار شده باشد - شکل. - 1
توده های اولترامافیک به صورت ناپیوسته در امتداد سیستم های گسلی تراستی در سطح زمین جایگیری شده اند. همبری این واحدها با سازندهای پیرامون تکتونیکی است. بر روی برخی از آن ها خاک های لاتریتی شکل گرفته اند که ضخامت این افق های لاتریتی در برخی مکان ها به 15 متر می رسد. همچنین در اثر فرسایش، بخصوص در مناطق با ناهمواری و برجستگی های فراوان، خاک های حمل شده ی حاصل از هوازدگی - در دشت ها - لاتریت های نابرجا را ایجاد کرده اند.
سایر رخنمون های غالب در منطقه به ترتیب سن شامل: واحد کنگلومرایی- آهکی پالئوسن- ائوسن زیرین حاوی کنگلومرا، آهک چرت دار و آهک مارنی، واحد لوتیتی ائوسن که با سنگ های رسی به رنگ قرمز با آثاری از توف و گدازه های آندزیتی مشخص می شود، واحد مارنی اولیگومیوسن که شامل مارن، آهک های رسی، کنگلومراهای میان سازندی می شود و واحد کنگلومرا و آهک نومولیت دار اولیگومیوسن .
شکل-1 سنگ های اولترامافیک در منطقه چشمه رستمی و خاک های لاتریتی نیکل دار منطقه چشمه رستمی.
روش کار
در مطالعه لاتریت های منطقه چشمه رستمی، ضمن برداشت داده های صحرایی، 3 مقطع عرضی زمین شناختی تهیه شد و از مقاطع تعداد 40 نمونه برداشت گردید - شکل . - 2 پس از مطالعات میکروسکوپی، جهت انجام آنالیز ژئوشیمیایی کامل ترین مقطع عرضی که به خوبی افق های لاتریتی در آن مشخص بودند انتخاب گردید، جهت اجتناب از تکرار نمونه های مشابه تعداد 9 نمونه بر اساس تغییرات کانی شناسی، رنگ و اندازه دانه ها مورد آنالیز ICP-MS در شرکت فرآوری معدنی کرج قرار گرفتند. میزان pH مواد محلول در خاک در تمام نمونه های انتخابی به وسیله دستگاه Metrohm و کاغذ pH اندازه گیری شد.
