بخشی از مقاله
چکیده
متوسط مجموع عناصر نادر خاکی در خاکستر زغال سنگ هاي منطقه اولنگ 493/4 ppm میباشد که این مقدار بیشتر از مقدار خاکستر زغال سنگ هاي جهان - 439/3 ppm - میباشد. مقادیر عناصر نادر خاکی در این زغال سنگ ها با بازده خاکستر رابطه منفی نشان میدهد و این عناصر داراي قرابت آلی هستند. همبستگی مثبتی که این عناصر با گروه ماسرالی ویترینیت دارند نیز دلیل دیگري در تأیید منشأ آلی براي آنهاست. بر اساس آنالیز همبستگی، آنالیز خوشه اي و ویژگی هاي توزیع عناصر نادر خاکی دو شکل رخدادي مجزا براي این عناصر میتوان در نظر گرفت: - 1 همراهی این عناصر با کانی هاي فسفات هاي چون مونازیت یا مواد آلی فسفاته. - 2 همراهی با گروه ماسرالی ویترینیت.
مقدمه
عناصر نادر خاکی در زغال سنگ ها به دو دلیل حائز اهمیت میباشند: -1 الگوهاي عناصر نادر خاکی میتوانند به عنوان نشانگري از نوع سنگ منبع مواد معدنی و محیط هاي رسوب گذاري زغال سنگ ها به کار گرفته شوند. -2 فراوانی عناصر نادر خاکی در زغال سنگ ها ممکن است داراي اهمیت صنعتی و اقتصادي باشدمعمولاً.
مقدار این عناصر در زغال سنگ-ها بالا نیست ولی ممکن است در برخی از زغال سنگ ها غنی شدگی نشان دهند - Finkelman, 1995; Seredin, .1996; Seredin and Dai, 2012 - در بررسی که توسط سردین - 2012 - بر روي نهشته هاي زغال سنگی چند منطقه از روسیه و چین انجام شد، مشخص گردید که این زغال سنگ ها به شدت غنی از عناصر نادر خاکی میباشند.
به طوری که مجموع مقادیر عناصر نادر خاکی بعلاوه عنصر Y در این زغال سنگ ها از 0/1 درصد تا بیش از 3 درصد میباشد که در مقایسه با دیگر منابعی که این عناصر از آنها استحصال میگردند، غنی شدگی نشان میدهند و از لحاظ اقتصادي استخراج این عناصر از خاکستر و باطله هاي زغال سنگی این مناطق از روسیه و چین داراي صرفه اقتصادي است.
-2 روش مطالعه
نمونه برداري از 3 لایه زغالی K30, K31 و K32 معدن رضی، 2 لایه زغالی K18 و K21 ملچ آرام فوقانی - معدن البرزگان - و 4 لایه زغالی K4, K13, K14 و K15 ملچ آرام تحتانی انجام شد - موقعیت زمین شناسی این معادن بر روي شکل 1 مشخص گردیده است - . از هر لایه بیش از 10نمونه از سه نوبت کاري معادن و نیز مستقیماً از خود لایه برداشت شدند. نمونه ها در معرض هوا خشک گردیده و پس از خرد شدن از الک 200 مش عبور داده شدند. براي تعیین بازده خاکستر لایه هاي زغال سنگی و همچنین تهیه خاکستر مورد نیاز براي آنالیزهاي ژئوشیمیایی، نمونه هاي زغال سنگی پودر شده را بر اساس روش ISO 1171 به خاکستر تبدیل نمودیم.
2 گرم از خاکستر تهیه شده از هر لایه زغال سنگی براي تعیین مقدار عناصر نادر خاکی - La, Ce, Pm, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Y, Lu - با استفاده از دستگاه ICP-MS در آزمایشگاه ALS Chemex کانادا آنالیز گردید شکل :1 الف و ب - نقشه پراکندگی رسوبات سازند شمشک در البرز مرکزي و شرقی که منطقه مورد مطالعه بر روي آن مشخص شده است است . - Seyed-Emami et al, 2006 - ج - نقشه زمینشناسی بخشی از منطقه اولنگ که معادن مورد مطالعه در آن واقع شده اند - با تغییرات از زهراب، . - 1383
-3 پتروگرافی زغال سنگ هاي منطقه اولنگ
بر اساس بررسی هاي پتروگرافی انجام شده تمام گروه هاي ماسرالی شامل ویترینیت، اینرتینیت و لیپتنیت در زغال-سنگ هاي منطقه اولنگ حضور دارند. ویترینیت مهمترین گروه ماسرالی حاضر در این زغال سنگ هاست که درصد حجمی آن بین 82/9 و 95/5 - متوسط - 82/3 در تغییر است. متوسط مقدار ماسرال هاي گروه اینرتینیت در این زغال-سنگ ها 8/9 درصد حجمی میباشد.
فراوانی گروه ماسرالی لیپتنیت در این زغال سنگ هاي بسیار ناچیز و متوسط آن براي زغال سنگ هاي این منطقه 0/4 درصد حجمی میباشد . - Soleymani and Taghipour, 2012 - نتایج بررسی-هاي پتروگرافی زغال سنگ هاي منطقه اولنگ در جدول 1 ارائه گردیده است.
-3-2 ویژگی هاي توزیع عناصر نادر خاکی در لایه هاي زغالسنگی منطقه اولنگ -3-2-1 مقدار عناصر نادر خاکی
مجموع عناصر نادر خاکی - ∑REE+Y - در خاکستر زغال سنگ هاي منطقه اولنگ از 308/46 تا 655/2 ppm تغییر میکند که متوسط آن براي تمامی زغال سنگ هاي مورد مطالعه 493/4 ppm میباشد. این مقدار بیشتر از مقدار خاکستر زغال سنگ هاي جهان - Ketris and Yudovich, 2009 - 439/3 ppm میباشد.
-3-2 الگوهاي توزیع عناصر نادر خاکی
پارامترهاي ژئوشیمیایی مربوط به عناصر نادر خاکی بر اساس روشهاي ارائه شده توسط وانگ و همکاران - 1989 - محاسبه گردیده است. Eun , Smn, Gdn, Cen, Lan, Prn مقادیر بهنجار شده عناصر نسبت به مقادیر کندریت ارائه شده توسط مک دوناف و سان - 1995 - میباشند.
-3-2-1 پارامترهاي توزیع عناصر نادر خاکی
در منحنی توزیع عناصر نادر خاکی با افزایش عدد اتمی عناصر نادر خاکی به طور پیوسته روند کاهشی نشان میدهند. سمت چپ این منحنی به صورت خطی با شیب زیاد و سمت راست آن به شکل خطی با شیب بسیار کم میباشد که تقریبا به صورت یک خط راست در آمده است. این مطلب نشان میدهد که مقادیر بهنجار شده عناصر نادر خاکی سبک داراي سیر نزولی بیشتري نسبت به مقادیر بهنجار شده عناصر نادر خاکی سنگین میباشند.
مقادیر δCe این لایه هاي زغال سنگی از 0/98 تا 1/06 تغییر میکند. مقادیر δCe کمتر از یک نشان دهنده آنومالی منفی براي Ce است. از میان 9 لایه مورد مطالعه تنها دو لایه K13M و K15M داراي مقدار δCe کمتر از یک هستند که مقدار آنها نیز به یک بسیار نزدیک مییاشد، به نحوي که میتوان گفت آنومالی Ce در زغال سنگ هاي منطقه اولنگ مثبت است. آنومالی منفی Ce نشان دهنده محیط هاي رسوب گذاري دریایی است . - Murray et al., 1990 -
مقادیر δEu تمامی لایه هاي زغال سنگی منطقه اولنگ کمتر از یک است 0/66 - تا - 0/77 که نشان دهنده آنومالی منفی Eu میباشد. آنومالی منفی Eu در زغال سنگ هاي منطقه اولنگ بر روي نمودار الگوهاي توزیع عناصرنادر خاکی کاملاً مشهود است - شکل. - 2 آنومالی منفی Eu میتواند موروثی سنگ هاي منبع یا نتیجه تحرك پذیري این عنصر در زمان تشکیل زغال سنگ باشد . - Eskenazy, 1987; Huang et al., 2000; Zhao et al., 2000 -
