كانسارها (3)

کانسارهاى افشان (پراکنده)واستوک ورک همراه با توده هاى نفوذى

Disseminated and stock work deposits associated with plutonic intrusives
مباحث مطرح در اين بخش، در ارتباط با بررسى کانسارهائى است که فرايندهاى معدنکارى در آنها عموماً جهت فرآورى فلزات مس، موليبدن وقلع صورت گرفته ودر عين برخوردارى از عيار کم،تناژ آنها نسبتاً بالا ودر مواردى بسيار بالا است. کانسارهاى مورد عموماً در حين نفوذ توده هاى آذرين درونى با ترکيب اسيدى تا حدواسط تشکيل شده واز ويژگيهاى متعارف آنها،دگرسانى گسترده وشديد سنگ ميزبان در برگيرنده آنها است.
کانسارهاى اقتصادى اينگونه نهشته ها يا بصورت پراکنده در ساختار سنگ ميزبان ويا توام با رگچه هاى کوارتز وبصورت توده اى با رگچه هاى پيچيده بفرم استوک ورک ديده مى شود.در بسيارى از کانسارهاى ممکن است هر دوفرم رگچه اى استوک ورک افشان واز مينراليزاسيون مشاهده گردد. اولين توده هاى پورفيرى که جهت استخراج وفرآورى در اينگونه کانسارها مورد بهره بردارى قرار گرفت. در ايالت جنوب غربى آمريکا واقع بود وشروع فرآيندهاى معدنکارى در دهه 1920 ميلادى در واقع نقطه عطفى در دانش معدنکارى به شمار مى رود ،چرا که تا اين هنگام هيچ ذخيره اى که عيار کانسار در توده ميزبان تا اين حد اندک باشد،مورد بهره بردارى واقع نگشته نود.
تا سال 1898 که روش شناور سازى (flotation) توسطfrancis and Stanley Elmore ابداع شد، استخراج چنين ذخايرى ميسر نبود،ليکن اهميت ابداع اين روش تا سال ها مسکوت مى ماند وبکار گرفته نشد. نظر به اينکه اولين ذخيره مس پورفيرى به همراه توده هائى از سنگ ميزبان با ترکيب کوارتز پورفيرى مورد اکتشاف واقع گشت،لذا نام مس پورفيرى براى اين ذخاير در بين تمام متخصصين فن معدنکارى مصطح گشت .به مرور زمان با کاوش ذخاير مشابه از موليبدن وقلع وبا گسترش وتوزيع اندک نسبت به مس پورفيرى ،نام موليبدن پورفيرى(porphyry molybdenum deposits)و قلع پورفيرى (porphyry tin deposits) براى اين دسته از کانسارها نيز رايج گشته است. امروز باگسترش دانش معدنکارى ،نام مس پورفيري و موليبدن پورفيرى بر ذخايرى استناد دارد که تناژ آنها بترتيب بين 500 تا 50 ميليون تن و تناژ قلع پورفيرى بين 2 تا 20ميليون باشد.
بررسى هاى دقيق وداده هاى حاصل از مطالعات تجربى نشان داده است که همزمان با پيدايش کانسارهاى پورفيرى،گروهى از عناصر بصورت محصولات جانبى نيز قابل فرآورى هستند از جمله:
» موليبدن وطلا بهمراه مس پورفيرى
» قلع وتنگستن وپيريت به همراه موليبدن پورفيرى
» بيسموت،فلئوريت،تنگستن فموليبدن وپيريت بهمراه قلع پورفيرى مشاهده شده اند.
ذخاير مس پورفيرى در حال حاضر بيش از 50 درصد نياز دنياى صنعت را برآورده مى سازد وتوزيع مکانى آنها نيز اغلب روى کمربندهاى کوهزائى در نقاط مختلف جهان تمرکز يافته است.
- ذخاير موليبدن پورفيرى گرچه پاسخگوى 70% نياز صنايع وابسته است،ليکن تعداد معادن در حال فرآورى اين ماده، به زحمت بالغ بر ده عدد مى باشد.
- استوک ورکهاى قلع به سبب وجود پاره اى مشکلات در استخراج،کمتر مورد بهره بردارى قرار گرفته ودر حال حاضر عمده نياز صنايع به اين فلز با استخراج نهشته هاى آبرفتى(پلاسرها)تامين مى شود.
نظر به اينکه پيدايش وتشکيل ذخاير مس وموليبدن پورفيرى مرتبط با يکديگرهستند لذا على الرغم اختصاص سرفصل هايى به ژنز ذخاير مس پورفيرى،به بعضى از نکات برجسته ومهم تشکيل ذخاير موليبدن پورفيرى نيز اشاره خواهد شد.

کانسارهاى مس پورفيرى (Phorphyry copper deposits )

همانگونه که در ابتداى اين مبحث بدان اشاره شد،ذخاير مس پورفيرى،توده هاى استوک ورک يا پراکنده اى کم عيار ،با تناژ زياد هستند که ممکن است موليبدن،طلا ونقره نيزبصورت محصولات جنبى توام با تشکيل آن پديده آمده باشند.پاراژنز متعارف اين ذخاير عموماً بصورت مس- موليبدن(copper-molybdenum) ويا مس- طلا(copper-gold)مى باشد.ارزش اين کانسارها تابعى از روش هاى معدنکارى اعم از روباز (open pit) ويا در صورت زير زمينى بودن،اسخراج بلوکى (block caving) است. داده هاى تجربى نشان مى دهد که تغييرات عيار اين ذخاير بين1-4/ .درصد و ميزان ذخيره آنها بالغ بر 1000 ميليون تن مى باشد.در ضمن با کمى دقت بر جدول شماره (1)ملاحظه مى گردد که ميزان ذخيره در مواردى بيش از رقمى است که بدان اشاره شد.
استخراج انتخابى(selective mining) دراين کانسارها امر غير ممکنى است وسنگ ميزبان استوک ورک وکانه زائى افشان بايد بطور يکجا استخراج شود.اين امر باعث ايجاد برخى از بزرگترين حفره هاى ساخت بشر در پوسته زمين گرديده است.
يک کانسار تيپيک مس پورفيرى، توده اى نفوذى ومرکب،استوانه اى واستوک مانند(cylindrical stock like) است که رخنمونى کشيده يا نامنظم با ابعادى در حدود2*5/1 کيلومتر داشته واغلب سنگهاى متوسط دانه با بافتى همسان دانه(Equigranular) آنرا در بر مى گيرد.قسمت ميانى توده نفوذى با بافت پورفيرى،سازنده بخش مينراليزه پورفيرى آن است که در بردارنده ذخاير مس مى باشد.
عيار وتناژ يک کانسار،مقدار کل فلز کانسار را مشخص مى نمايد.اما افت مکرر قيمت مس سبب شده تا در سال هاى اخير به عيار(grade) اهميت بيشترى داده شود. چرا که هزينه هاى توليد در يک معدن با عيار پائين (low grade) وتناژ بالا در قياس با عيار اقتصادى جهان، مى توان يک توده معدنى را به پيکره اى بى ارزش تبديل کند. بعنوان مثال اگر قيمتهاى مربوط به عمليات استخراج امروزى مس در دهه 1970 هم برقرار مى بود،فقط تعداد معدودى از معادن که در اين دهه از فعاليت خود را آغاز کرده اند قادر به تامين هزينه هاى مربوط مى شدند.

کانسارهاى بازمانديى ( Residual deposits)

در ارتباط با رسوبات نابرجا گفته شد که مواد رسوبى در نتيجه فرآيندهاى مکانيکى يا شيميائى انتقال يافته در حوضه اى ديگر دوبار نهشته شده اند. اگر اين نهشته ها تحت فرآيندهاى هوازدگى وعمل آبهاى سطحى قرار گيرند،با خارج شدن مواد قابل انحلال آنها ممکن است از چنان تمرکز بالائى برخوردار گردند که کانسارهاى بازماندى را بوجود آورند.براى تشکيل چنين کانسارهائى،هوازدگى شيميائى شديد (intens chemical weathering) بمانند هوازدگى موجود در شرايط آب و هوايى استوائى با بارندگى بالا ضرورت دارد.تحت اين شرايط اکثر سنگها به خاکى تبديل مى شوند که به آن لاتريت (laterite) مى گويند.
از آنجا که هيدروکسيدهاى آهن وآلومينيوم از غير قابل حل ترين مواد طبيعى محسوب مى شوند،لذا لاتريت ها عمدتاً از آنها تشکيل يافته اند .اگر چه اين لاتريت هاى دو گانه نمى توانند منبع با ارزشى براى هر يک از دو فلز آهن وآلومينيوم باشند ولى در برخى موارد مى توانند بصورت نهشته هاى بازماندى با عيار بالا تنها از يک عنصر آلومينيم يا آهن باشند..در اينصورت به بحث نهشته هاى بازماندى زير مى پردازيم

الف- نهشته هاى بازماندى آلومينيم

لاتريتى که عمدتاً از هيدروکسيد آلومينيوم خالص باشد،بوکسيت(Bauxite) ناميده مى شود که کانسنگ اصلى آلومينيم است.آلومينيم فلزى است که در هم وسايل،از قوطى نوشابه گرفته تا صنعت هواپيماسازى مورد استفاده قرار دارد. اين عنصر پس از اکسيژن وسيليس سومين عنصر فراوان پوسته زمين است و1/8 درصد آنرا مى سازد.
آلومينيم داراى ميل ترکيبى بالائى با اکسيژن بوده وبصورت خالص يافت نمى شود.در مواد هوازده ،آلومينيم در کانيهاى رسى يا در کانيهاى صرفاً‌آلومينيم دار نظير کيبسيتgibbsite=Al (OH)3 ،بوهميت Boehemite =Alo(OH)ودياسپورDiaspore=Alo(OH) که کانيهاى اصلى بوکسيت هستند،تجمع مى يابد.
مينرالوژى بوکسيت ها به سن آن بستگى دارد.بوکسيت هاى جوان ترکيب گيبسيت دارند و با گذشت زمان ،جاى خود را به بوهيت ويا دياسپور مى دهد.بوکسيتى داراى ارزش اقتصادى است که داراى مختصات و ويژگيهاى زير باشد.

بوکسيت يا کاربرد در متالورژى	آلومينا بالا،آهن پائين،سيليس پائين واکسيد تيتان پائين	Al2o3=50-55% Sio2=0-15% Fe2o3=3-30% Tio2=0.6%
بوکسيت با کاربرد در صنايع شيميايى	بايد نوع گيبسيتى باشد، آهن بسيار کم،سيليس پائين	Al2o3>55% Sio2=5-18% Fe2o3<2% TiO2=0.6%
بوکسيت در کاربرد با صنايع سيمان	آلومينا نسبتاً بالا،سيليس پائين،آهن در حد امکان بالا باشد دياپسور به مقدار لازم	Al2o3=45-55% Sio2<6% FE2O3=20-30% Tio2=3%
بوکسيت با کاربرد در صنايع ديرگدازها	آلومينا بالا،آهن پائين، سيليس پائين، آلکالى هاى بسيار پائين	Al2o3>84.5% Sio2<7.5% Fe2o3<2.5% Tio2<4%
بوکسيت با کاربرد در صنايع سانيده ها	آلومينا بالا،آهن نسبتاً کم،سيليس پائين ،تيتان پائين	Al2o3>80-88% Sio2=4-8% Feo3o4+2-5% Tio2=2-5%

کانسارهاى بوکسيتى معمولاً نهشته هاى بزرگى هستند که بصورت روباز استخراج مى شوند.

طبقه بندى بوکسيت ها :

1-بوکسيت هاى سطح تراز بالا يا مناطق مرتفع (High lelvel or upland bauxites)

اين بوکسيتها معمولاً بر روى سنگ منشاء آتشفشانى يا آذرين تشکيل مى شوند که پوشش مسطحى به ضخامت حداکثر30 متر داشته وفلات هاى واقع در مناطق حاره اى تا نيمه حاره اى را مى پوشانند.نمونه آن در تله هاى دکان (Deccan Traps ) هندوستان،کوئيزلند جنوبى،غنا وگينه می باشد نوعی بوکسيت متخلخل وسست است وبافت سنگ مادر را حفظ کرده،عمدتاً گيبسيتى هستند،مستقيماً‌بر روى سنگ مادر قرار گرفته وفاقد هر گونه لايه رس بين بوکسيت وسنگ مادر است. بوکسيتى شدن عمدتاً از الگوى درزه اى(Joint pattern) سنگ مادر پيروى کرده وگسترش ان به سمت کمر پائين توده مى باشد.

2-بوکسيت هاى نوع جلگه اى (penplain bauxites) يا مناطق کم ارتفاع

اين بوکسيت ها در سطح تراز پائين خطوط ساحلى مناطق حاره اى نظير سواحل آمريکاى جنوبى- استراليا ومالزى يافت مى شود. تشکيل بافت پيزوليتى از ويژگى آنها بوده واغلب ترکيب بوهميتى دارند. ضخامت آنها کمتر از 9 متر بوده،اغلب بوسيله يک لايه رسى قاعده اى کائولينيتى از سنگ منشاء جدا مى گردد .اين نهشته ها با افقهاى آوارى ناشى از فعاليت هاى رودخانه اى يادريائى همراه مى باشد.

3- بوکسيت هاى کارستى (karst bauxites)

از قديمى ترين بوکسيت ها بوده وسطوح نامنظم سنگ آهک يا دولوميت هاى کارستى شده را مى پوشانند.بافت آنها بطور کلى مى تواند:کنکرسيونى ،پيزوليتى ،االيتى ،لايه اى باشد واز نظر کانى شناختى،حاوى کانسنگهاى بوهميتى هستند.

4-بوکسيتهاى انتقال يافته يا رسوبى (transported or sedimentary bauxites)

از نوع بوکسيت هاى غير بازماندى هستند که بر اثر فرسايش ورسوبگذارى مجدد مواد بوکسيتى ،تشکيل شده اند.

5- لاتريت هاى غنى از آهن
6- بوکسيت ها ولاتريت هاى طلا دار

کانسارهاى قلع گرانيتى يا قلع پورفيرى

مطالعات وبررسى هاى پترولوژيکى نشان مى دهد که گرانيت هاى قلع دار بيشتر به سرى S (خاستگاه پوسته اى )Crustal origin تعلق دارند ،در صورتيکه کانسارهاى مس-موليبدن پورفيرى همراه گرانيتوئيدهاى سرىI(خاستگاه مانتلى Mantle origin) تشکيل مى گردند.
از ويژگيهاى گرانيتوئيدى هاى سرى S يا سرى ايلمنيت مى توان از:

دارا بودن سنگهاى مهم لوکوگرانيت وآدامليت	-دارا بودن کرندوم بيش از 1% (محاسبه نورم)
نسبت A2O3Na2O+K20+CaO	حاوى هورنبلند ،منيتيت واسفن
Sr87/Sr89<0.705	-خاستگاه پوسته اقيانوسى يا مانتل

نام برد. از ويژگيهاى گرانيتوئيدهاى سرى (I) يا سرى منيتيت مى توان از:

-ترکيب سنگ شناختى ديوريت، مونزونيت،توانليت وگرانيت	- مقدار کرندوم %1)محاسبه نورم(
A2O3(Na2O+K20+CaO) <1/1	-حاوى هورنبلند،منيتيت واسفن
Sr87/Sr89<0.705	-خاستگاه پوسته اقيانوسى يا مانتل

نام برد.

تقسيم بندی کانسارهاى قلع گرانيتى از نظر جايگاه تکتونيکى ( سه گروه )

1-کانسارهاى قلع زون تکتونيکى تصادم دو قاره با ويژگى زير:
- کانه زائى در گرانيتهايى اتفاق مى افتد که در مرحله نهايى نفذ تشکيل گرديده اند.
- گرانيت هاى قلع دار غنى از اکسيدهاى Na2O,k2o,Sio2هستند. با بالا رفتن درصد اين اکسيدها حلاليت قلع ،تنگستن وموليبدن در گرانيت ها افزايش مى يابد.
گرانيت هاى قلع از عناصر Pb,W,Th,U,REE,Y,Ga,Rb,Nb,Ta,Sn,Be,B,Li,F غنى هستند.
گرانيت هاى قلع دار غنى از اکسيدها وعناصرH2O,Feo,CaO,Mgo,Al2O3,Ti02,Eu,Ni,Ba,Sr,p2o5 فقيرند.
-کانسارهاى قلع در زون تصادم دو قاره به انواع گرايزنى ورگه اى تقسيم مى شوند.زون بندى دگرسانى وژئوشيميايى اين نوع کانساردر شکل آمده است.
2-کانسارهاى قلع واقع در کافت هاى بين قاره اى (intractinental rifts)
اين کانسارها در مراحل ابتدايى تشکيل ريفتى(مرحله گنبدى شدن)بهمراه گرانيت هاى قليايى(ناشى از ذوب پوسته قاره اى) بوجود مى آيند. بهمراه آن علاوه بر قلع REE,Ta,Nb کشف شده اند. شکل توده هاى گرانيتى قلع دار اين تيپ بيضوى تا حلقوى مى باشد وبافت.آنها پورفيرى تا گرانولار است.گرانيت هاى واقع در ريفت ها به گرانيت غير کوهزايى نيز معروف است.ريفت هاى مهم حاوى قلع عبارتند از برزيل،نيجريه وميسورى آمريکا از ويژگيهاى سنگ شناختى وشيميايى اين گرانيتها:
-افزايش در عناصر Be,Y,Rb,Zr,REE,Th,U,Zn,Ta,Nb,Sn,W وF
-کاهش در نسبت هاى Rb/Zr,Ba/Rb,K/Rb
-افزايش در نسبت Rb/Sr
-کاسيتريت (Sno2) کانى اصلى وعلاوه بر آن مقدار جزيى ولفراميت (Fe,Mn)WO4 وکلمبيت (Fw,Mn)(Nb,Ta206) تانتاليت Al2SiO4(F,OH)2 فلئوريت وليپدوليت k(Li,Al)3(Si,Al)4010(F,OH)2 از گروه ميکا نيز يافت مى شود.
-بافت ذخيره اين کانسارها بطور عمده از نوع پراکنده است.
-بخش اعظم ذخيره در کنتاکت فوقانى توده هاى نفوذى واقع مى شود.
3-کانسارهاى قلع واقع در زون فرو رانش حاشيه قاره ها
کانسارهاى قلع واقع در زون فرورانش حاشيه قاره ها به کانسارهاى قلع پورفيرى معروف اند ودر بوليوى،مکزيک وآمريکا کشف شده اند.سنگهاى همراه آنها عمدتاً از نوع گرانيت،ريوليت تا داسيت پورفيرى کالکوآلکالن تا آلکالن است ودر عمق کم تا نزديک سطح زمين تشکيل مى گردند.بافت برشى در اين ذخاير فراوان است. بافت ذخيره اين کانسارها از نوع پراکنده ،رگه اى ومقدار محدودى برشى(Breccia) است. کانيهاى همانند ذخيره اين کانسارها عبارتند از:کاسيتريت ،کوارتز، پيريت، کالکوپيريت، پيروتيت، استانيت(Cu2SnFeS4)،اسفالريت وآرسنوپيريت است.
پگماتيت و کانه هاى با ارزش آنها، به گروه جداگانه اى از سنگهاى ديرماگمايى (late magmatic) تعلق دارند که در مرحله پايانى انجماد توده هاى نفوذى تشکيل و در نزديکى بام آنها ديده مى شوند.اين سنگها از نظر همانندى ترکيب،وابسته به سنگهاى نفوذى و زاينده خود هستند. ولى در مقياس کوچکتر آنجا که به شکل دايک با ساخت منطقه اى درونى، ونا يکنواختى در اندازه دانه ها و وجوددگرسانى متاسماتيک در پاراژنز مى باشند،با نفوذيهاى ماگمايى اختلاف دارند. پگماتيتها با انواع مختلف سنگهاى آذرين درونى وبا هرترکيبى وابستگى دارند،ولى پگماتيت هى گرانيتى فراوانترين آنها هستند وآنها بدليل فراوانى گرانيت ها در قاره ها است. پگماتيت ها با انواع مختلف سنگهاى آذرين درونى وبا هر ترکيبى وابستگى دارند،ولى پگماتيتهاى گرانيتى فراوانتر آنها هستند وآنها به دليل فراوانى گرانيت در قاره ها است.
پگماتيت هاى قليايى کمتر ديده مى شوند وپگماتيت هاى بازيک والترابازيک کمياب ترند. کانيهاى تشکيل دهنده پگماتيتهاى گرانيتى همان کانيهاى تشکيل دهنده گرانيت بوده وشامل ميکروکلين، پلاژيو کلاز، کوارتز وميکا مى باشد.
ادامه دارد.... /س