بخشی از مقاله
چکیده
به طور معمول چگالی و شوری میانبارهای سیال با استفاده از میکروترمومتری و اسپکتروسکوپی لیزر رامان قابل محاسبه میباشد. تحت شرایط مشخصی، از پتروگرافی میانبارهای سیال و تبدیل پارامترهای سطح به حجم فازهای مشاهده شده در یک میانبار سیال نیز میتوان در محاسبه چگالی و شوری آنها، استفاده نمود. بر مبنای روش یاد شده محاسبهی چگالی و شوری میانبارهای سیال کانی هالیت از گنبد نمکی ایلجاق از طریق پتروگرافی و کاربرد Spindle stage مورد توجه قرار گرفته است.
گنبد نمکی ایلجاق در شمال شهرستان ماهنشان و 130 کیلومتری شمال غرب استان زنجان واقع شده است. کانسار پتاس در این گنبد نمکی از کانیهای اصلی سیلویت - KCl - و کائینیت - 4MgSO4 4KCl - 11H2O به همراه هالیت تشکیل شده است. برای انجام محاسبات ابتدا یک مدل اولیه از Spindle stage طراحی و ساخته شد. سپس با انجام مطالعات پتروگرافی بر روی میانبارهای سیال موجود در کانی هالیت، چگالی میانبار سیال تشکیل دهندهی گنبد نمکی معادل 1/3714 گرم بر سانتیمتر مکعب و شوری کل میانبارها معادل 51/64 درصد محاسبه گردید.
مقدمه
میانبارهای سیال نمایندهی سیالات تشکیل دهندهی سنگها و کانیها هستند که به صورت احجام سه بعدی در داخل کانیها به دام افتاده و حفظ شدهاند. با انجام مطالعات پتروگرافی و میکرترمومتری، ویژگیهای مختلف میانبارهای سیال مورد بررسی قرار میگیرد. در بررسیهای پتروگرافی میانبارهای سیال برخی از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آنها مورد مطالعه قرار میگیرد. چگالی کل میانبار سیال یکی از مهمترین پارامترها میباشد که با تعیین آن، میتوان حداقل دمای به دام افتادن میانبارها را محاسبه کرد و همچنین با اندازهگیری حجمی فازهای دختر از جمله هالیت و کالکوپیریت، میزان شوری سیال و محتوای مس آن تعیین میگردد Shepherd et al., 1985 - ، حاجعلیلو . - 1386 براساس مطالعات Bakker and Diamond - 2006 - و طبق روابط زیر چگالی کل میانبارها محاسبه میگردد.
رابطهی :1
رابطهی :2
رابطهی :3
در این روابط Volume fractions هر یک از فازهای میانبار سیال با علامت ، Volume fractions فاز مایع با علامت liq ، Volume fractions فاز گازی با علامت vap ، چگالی کل با علامت ، چگالی فاز بخار با علامت vap ، و چگالی فاز مایع با علامت liq نشان داده شده است. در مطالعات پتروگرافی، دو بعد از میانبارهای سیال و فازهای تشکیل دهنده آنها قابل مشاهده میباشد. با اندازهگیری بعد سوم میانبارها، حجم کل و نسبتهای حجمی بین فازهای تشکیل دهندهی آنها نیز قابل محاسبه خواهد بود - شکل . - 1 برای تعیین ویژگیهای هندسی یک میانبار سیال در سه بعد، از ابزارهای ویژهای استفاده میگردد.
Spindle stage وسیلهای است که با استفاده از آن، نمونه در زیر میکروسکوپ و حول محور افقی به اندازهی 360 درجه میچرخد و تمامی ابعاد میانبارهای سیال و فازهای تشکیل دهنده آنها اندازهگیری میشود. با استفاده از این وسیله، ابعاد واقعی میانبار سیال و فازهای تشکیل دهنده آنها بهطور تقریبی مشخص میشود و از طریق پتروگرافی و تبدیل پارامترهای سطح به حجم و انجام محاسبات مربوطه، چگالی میانبار سیال محاسبه میگردد. در پژوهش حاضر ابتدا نمونهای از Spindle stage توسط نگارندگان در شرکت ریزکاوان منابع زمین طراحی و ساخته شد. سپس مطالعهی میانبارهای سیال موجود در کانی نمک معدن پتاس ایلجاق به عنوان مطالعهی موردی برای محاسبهی چگالی و شوری انتخاب شد.
مواد و روشها
در مرحلهی نخست، پیرامون دستگاه Spindle stage و مشخصات فنی آن با مراجعه به مجلات معتبر بینالمللی و مقالات آنها از جمله Bakker and Diamond - 2006 - و Anderson and Bodnar - 1993 - و منابع آنها مطالعاتی انجام گرفت و نمونهی اولیه با قابلیت چرخش 360 درجه در شرکت ریزکاوان منابع زمین توسط نگارندگان طراحی و ساخته شد. یک نمونه مقطع دوبر صیقلی از نمونه تبخیری - نمک - مربوط به معدن پتاس ایلجاق تهیه گردید. مطالعات پتروگرافی میانبارهای سیال بر روی یک میانبارسیال سهفازی و با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان عبوری – انعکاسی مدل BK Pol و Spindle stage در شرکت ریزکاوان منابع زمین مورد مطالعه قرار گرفت.
نتایج و بحث
زمین شناسی معدن پتاس ایلجاق در بخش جنوب غربی برگهی 1:100000 میانه قرار دارد. طبق تقسیم بندی واحدهای ساختار- رسوبی ایران - اشتوکلین - 1968 این منطقه در زون ایران مرکزی قرار گرفته است. گنبد نمکی ایلجاق در درون رسوبات سنوزوئیک - میوسن - نهشته شده است. ساختمان نمکی ایلجاق یک ساختمان مخروطی برجسته است که در اثر تزریق نمک در طبقات رسوبی آواری تشکیل شده است. بنابراین شکل آن نسبت به نواحی اطراف متفاوت است.
توپوگرافی آن در حاشیهها برجستهتر از نواحی مرکزی است و یک آبراهه بخش فرورفته میانی را از شمال به جنوب زهکش میکند و چندین آبراهه کوچکتر حاشیههای ساختمان را به سمت اطراف زهکش میکنند - سیدانی و همکاران . - 1395 نمک طبقات رسوبی را قطع میکند و شیب این طبقات در مجاورت نمک در سطح زمین تقریباً 90 درجه است و یک طبقه قائم ژیپس در پیرامون قسمت فوقانی ساختمان حاشیه یا مرز نمک را تعریف میکند.
