بخشی از مقاله
چکیده
بیتومینهای - گیلسونایت - استان لرستان که در بخش زاگرس چین خورده قرار دارند. سازند امیران با ترکیب ماسه سنگ میزبان اصلی این نوع کانی زایی میباشد. مطالعات ژئوشیمی نشان می دهد تمامی معادن بیتومین استان لرستان دارای درصد بالایی از کربن می باشند. عناصر فرعی V، Ni، Mo دارای بیشترین تمرکز در بین عناصر فرعی میباشند. عناصر نیکل، وانادیم دارای بیشنرین ضریب غنی شدگی نسبت به زغال سنگهای جهان، زغال سنگ های چین و زغال سنگ های منطقه اولنگ البرز شرقی می باشند.
مقدمه
بیتومن یا بیتومین یک اصطلاح عمومی است که به دستهای از مواد هیدروکربنی که خاصیت اشتعال داشته واساساً از مخلوطی از هیدروکربنهای اکسید شده با رنگها، سختیها، وزن مخصوص ها و مواد فرار متنوع شکلگرفتهاند و بیشتر آنها در کربن دی سولفید قابل حل می باشند. گیلسونایت هیدروکربنی جامد با خلوص بالا و غنی از آسفالتین و ترکیبات نیتروژن است. این ماده بسیار براق و شکننده می باشد و حاوی مقداری گوگرد و مقدار اندکی خاکستر می باشد.
- Gilson, 1960 - اگر چه به نظر می رسد گیلسونایت شبیه زغال سنگ یا آسفالت است، اما خواص شیمیایی آن متفاوت است. گیلسونایت در دسته آسفالتیت ها طبقه بندی می شود و در حلال های آروماتیک و آلبفاتیک حل می شوند . - Nciri et al., 2014 - بیتومین حاصل مهاجرت نفت خام از مخازن نفتی به لایه های سطحی زمین می باشد و به دو گروه اصلی آسفالتیت و ایمپسونیت تقسیم میشوند. آسفالتیتها به هشت گروه شامل: ازوکریت، آسفالت، گیلسونایت، گلانس پیچ، گراهامیت، ورتزیلیت، آلبرتیت و گازولینیت تقسیم میشوند .
- Jacob, 1989 - مطالعات زیادی بر روی بیتومینها صورت گرفته است - Mastalerz et al., 1994; Goodarzi and Stasiuk, 1991 و این بتومین ها در اکثر نقاط نفتخیز ایران وجود دارند که مطالعاتی بر روی ژئوشیمی آنها ایران توسط عابدی و همکاران - 1381 - ، فرهادی - 1378 - ، کشوری - 1389 - ، شاهرخی و همکاران - 1391 - ، حاضر مشار - 1388 - ، واثقی و همکاران - 1389 - ، والی زاده - 1391 - ، عزیزپورفر - 1392 - ، احمدی خلجی و همکاران - 1393 - صورت گرفته است.
زمین شناسی عمومی و چینه شناسی
بیتومنهای مورد مطالعه در این پژوهش در محدوده زمین شناسی لرستان واقع در زاگرس قرارگرفته است - شکل. - 1 زاگرس واقع در جنوب باختری زمیندرز تتیس جوان است که شامل بلندیهای باختر و جنوب باختری ایران است و گسترههای لرستان، خوزستان و فارس را در بردارد. در ناحیه لرستان برخلاف خوزستان و فارس، رخسارههای دریای باز بیشتر توسعه یافتهاند - آقانباتی، . - 1383 سازند های مشاهده شده در منطقه مورد مطالعه شامل گورپی، امیران، تله زنگ و کشکان هستند.
ذخایر بیتومن استان لرستان در سازند امیران به سن کرتاسه بالایی - پالئوسن قرارگرفتهاند، که شامل سیلتستون و ماسه سنگ به رنگ سبز زیتونی تا قهوهای و مقداری آهک دارای سنگواره پوسته جانوران و کنگلومرا با قلوه سنگهایی از چرت می باشد. در بیشتر مناطق مورد مطالعه سازند امیران بر روی مارنهای خاکستری تا آبی رنگ سازند گورپی به صورت تدریجی و هم شیب قرار گرفته است. سازند فوقانی آن نیز در بسیاری نقاط، آهکهای تله زنگ و در محلهایی که سازند تله زنگ توسعه نیافته است، آواری های سازند کشکان در رأس آن دیده میشود. در ناحیه مورد مطالعه بیشتر ذخایر بیتومین به صورت رگههایی با ضخامتی در حد چند سانتیمتر تا یک متر و طول دهها متر با روندهای مختلف در شکستگیهای سازند امیران قرار دارند.
روش پژوهش
در این پژوهش از رگه های بیتومین معدن دیالی، معدن مرگسر، معدن اولادقباد، معدن امیران و معدن بنه عباس جهت انجام مطالعات ژئوشیمیایی نمونه برداری صورت گرفت. نمونه های برداشت شده در معرض هوا خشک شده و سپس پودر گردیدند. برای تعیین درصد خاکستر رگههای بیتومین و هم چنین تهیه خاکستر مورد نیاز برای آنالیزهای ژئوشیمیایی بر اساس استانداردهای ASTM D - 3174 و ISO-1171 اقدام به تهیه خاکستر نمودیم. به منظور تعیین درصد C-N-H-S نمونه های بیتومین، مقدار 2 تا 5 میلی گرم از هر نمونه را در ورقه آلومینیومی به صورت قرص در آورده و در دستگاه CHNS در دانشگاه دامغان مورد آنالیز قرار گرفتند. همچنین نمونه های پودر بیتومین به منظور تعیین عناصر اصلی و فرعی به روش ICP-OES در آزمایشگاه مرکز تحقیقات و فرآوری مواد معدنی کرج آنالیز شدند.
بحث
تعیین درصد C-N-H-S
در این آنالیزها مقدار عناصری مانند کربن، نیتروژن، هیدروژن و گوگرد - C-N-H-S - مشخص میگردد. لذا بدین منظور تعداد 8 نمونه از بیتومین های استان لرستان مورد آزمایش قرار گرفت - جدول-. - 1 با توجه به نتایج حاصله اکثر نمونهها دارای مقدار کربن بالایی هستند که بیشترین مقدار کربن مربوط به معدن اولاد قباد به میزان 79/75 و کمترین مقدار کربن مربوط به معدن بنه عباس به میزان 43/31 میباشد. بیتومینهایی که بیش از 70 درصد کربن داشته باشند در دسته بیتومینهای با کیفیت بسیار خوب قرار میگیرند؛ بنابراین معادن دیالی کوهدشت، اولادقباد کوهدشت و مرگسر سپیددشت در این رده قرار دارند. بیتومینهایی که بین 70-67 درصد کربن در دسته بیتومینهای با کیفیت خوب قرار میگیرند؛ بنابراین معدن امیران معمولان در این رده جای میگیرد.
بیتومینهایی که مقدار آنها کمتر از 65 درصد باشد در رده بیتومینهایی باکیفیت کم قرار می یرند بنابراین بنهعباس معمولان در این رده قرار دارد. در اکثر نمونه هایبیتومین مقدار هیدروژن تقریباً بالا می باشد. بیشترین مقدار هیدروژن مربوط به معدن دیالی و کمترین مقدار هیدروژن مربوط به لایه بنه عباس میباشند. همچنین بیشترین مقدار نیتروژن مربوط به معدن مرگسر و کمترین مقدار مربوط به معدن بنه عباس میباشد. بالاترین مقدار گوگرد مربوط به معدن بنه عباس و کمترین مقدار گوگرد مربوط به معدن مرگسر می باشد.
مقادیر کربن در معادن دیالی، اولادقباد و مرگسر - حدود79 درصد - از میزان کربن در دریاچه قیر ترینیداد 50/38 - درصد - بیشتر می باشند و مقادیر آن بسیار نزدیک به کروژن های شیل نفتی 80/5 - درصد - می باشد - جدول-. - 2 همچنین مقادیر هیدروژن در گیلسونایت های لرستان از مقادیر آن در دریاچه قیر ترینیداد بیشتر می باشد و بر اساس گفته - Hunt,1963 - ، تغییر از فرم مایع به جامد - گیلسونایت - عمدتاً یک عمل پلیمریزاسیون است که با از دست دادن هیدروژن همراه است. بنابراین مقادیر هیدروژن در گیلسونایت های لرستان و آمریکا بیشتر از ترینیداد می باشد. مقادیر گوگرد گیلسونایتهای لرستان بخصوص معدن بنه عباس با مقدار - 48/3 درصد - از مقادیر گیلسونایتهای آمریکا، کروژن های شیل نفتی، قیرهای نفتی و دریاچه قیر ترینیداد بیشتر است - جدول-. - 2
