کانسارهاى همراه با سنگهاى ماگمائى بازيک و اولترابازيکى
سنگهاى ماگمائى بازيک واولترابازيک از نظر ترکيب شيميائى غنى از منيزيم وآهن هستند ومجموعه اى از کانيهاى اولیوين ،پيروکسن وپلاژيوکلاز را شامل مى شوند.بنظر مى آيد که اين مجموعه کانيها ودر ابتدا بفرم ماگماهاى سيال(fluid magma) بوده اند که به محض سرد شدن،طى قانون مندى مشخص ،اکسيدها وسيليکاتهاى گوناگون را بفرم بلور تشکيل مى دهند.از آنجا که ترکيب بلورهاى تشکيل شده با ترکيب ماگماى باقيمانده متفاوت است،لذا ماگما در هر مرحله از از کريستاليزاسيون فرايندى از تغييرات را تحمل مى نمايد که به نوبه خود بر ترکيب کانيهايى که بعداً کريستاليزه مى شوند تاثير مى گذارد .اکسيدها وسيليکاتهاى فرومنيزين تشکيل شده چون نسبت به باقى مانده ماگما متراکم وسنگين ترند،زودتر ته نشين وفرو مى نشينند ودر نهايت با تحمل پديده تفريق سنگهاى بازيک واولترابازيک را بوجود مى آورند .در اين راستا ممکن است لايه بندى layering وزون بندى (zoning)نيز در اين سنگها رخ بدهد واژه توده هاى نفوذى لايه اى (layered intrusions) به آنها اختصاص يابد.
مواد معدنى مهمى که همزمان با سنگهاى بازيک واولترابازيک تشکيل مى شوند شامل Au, Cu, Co , V , Mn, Fe, Ti , Ni , Cr و عناصر خانواده پلاتين است.تقسيم بندى کانسارهاى وابسته به اين سنگها عبارتند از :
1. توده هاى بازيک لايه اى (layered basic intrusion) با کانسارهاى Co,pd,pt,ti,Fe,Cr,Ni وv
2. توده هاى همرا ه با آنورتوزيت ها
3. کانسارهاى همراه با افيوليت ها
4. کانسارهاى همراه با کربناتيت ها
5. کانسار هاى همراه با سنگهاى آذرين قليايى
6. کانسارهاى همراه با کيمبرليت ها
1. توده هاى نفوذى بازيک لايه اى
اين توده کمپلکس هاى اولترامافيک-مافيک لايه اى را شامل مى شود که نقاط داغ داخل قاره ها (intercontinent hotspots) ودر ارتباط با رخدادهاى کافت شدگى (rifting) بوجود مى آيند از مهمترين اين کمپلکس ها ،حداقل دو نمونه قابل ذکر است که در محيط هاى رخدادى از آشفتگيهاى تکتونيکى به وقوع نپيوسته وبه احتمال زياد با نقاط داخل موجود در مانتل بخش زيرين خود انطباق پذيرند:
الف: کمپلکس بوشولد (Bushveld Complex )
ب : کمپلکس سادبورى (sudbury Complex )
شخصى بنام(French 1970) تغييرات شديد ناشى از اصابت شهاب سنگها را به عنوان خاستگاه هر دوکمپلکس بوشولد وسادبورى مى داند ولى نرخ زياد ماگماتيسم در هر دو کمپلکس بويژه سادبورى نشانه اين است که کمپلکس ها از محلهائى بنام نقاط داغ (hotspots) ناشى ازذوب مانتل بالايى وزيرين خود نشات گرفته اند.
آنچه که اين کمپلکس هاى لايه اى را از نظر اقتصادى با اهميت جلوه مى دهد، وجود فلزات با ارزش گروه پلاتين (PGM=platinum-Group Minerals) است که حدود 80% ذخيره آنها در ارتباط با کمپلکس بوشولد در آفريقاى جنوبى مى باشد. از ديگر کمپلکس هاى اين تيپ مى توان کمپلکس استيل واتر (Stillwater complex) مونتاناى ايالات متحده امريکا ويک کمپلکس فرعى در بستوانا(Bostwana) را نام برد.
الف- زمين شناسى و کانسارهاى کمپلکس آذرين بوشولد در آفريقاى جنوبى
کمپلکس بوشولد شامل ذخيره اى عظيم از مواد معدنى است که بزرگترين کانسارهاى کروميت، پلاتينيوم ومنيتيت و اناديوم دار در آن يافت مى شود.بخش مافيک لايه اين کمپلکس مربوط به لاپوليت نامنظم (irregular lopolith) است که وسعتى معادل 67000 کيلومتر مربع را در برگرفته و بداخل گروهى از رسوبات پروتوزوئيک توالى رسوبى ترانسوال (tranaaval sequence ) با قدمت Ga 2/2 ميليارد سال)نفوذ کرده است.
اين کمپلکس در بخش ميانى ،ضخامتى در حدود 8 کيلومتر داراى مى باشد و به 5 زون تقسيم شده است که هر زون نماينده فازى بارز ومشخص از تکامل اين کمپلکس مى باشد
عيار متوسط cr2o3 بين 5/47-46 درصد نسبت Fe/Cr=1.6/1 وميزان ذخيره آنها حدود يک ميليارد تن بر آورد شده است.
بر رولايه نشانه، تناوبى از نوريت،لايه هاى کروميتيت ،آنورتوزيت بين لايه اى وپيروکسنيت قرار دارد که واحدهاى اصلى زون بحرانى را تشکيل مى دهند.از ويژگيهاى مهم اين زون وجود ذخاير با ارزش فلزات گروه پلاتين (PGM)و کروميت است.
لايه هاى کروميت اقتصادى زون بحرانى در بخش هاى غربى وشرقى کمپلکس بوشولد قرار دارند، تا آنجا که ذخيره بخش شرقى به بيش از يک ميليارد تن برآورد شده است.
بطور کلى لايه هاى کروميتيتى تشکيل دهنده زون بحرانى به سه گروه :زيرين ، ميانى ، بالايى تقسيم شده اند.
» کروميتيتهاى گروه زيرين از هفت لايه تشکيل شده که لايه شماره ششم آن تحت عنوان LG6 با ضخامتى حدود 8/. متر از نظر اقتصادى مهمترين است. » کروميت هاى لايه ميانى شامل 4 واحد است که بعضى از آنها بافت نوارى دارد ونظر به اينکه ضخامت اين واحدها با تغييرات جانبى ضخامت همراه است ،لذا در جاهايى که ضخامت زياد مى شود، از نظر اقتصادى وبهره بردارى قابل استخراج مى گردند.
» کروميتيتهاى گروه بالائى در بسيارى از جاها شامل دو لايه است که لايه UG2 آن مهمترين خاستگاه فلزات گروه پلاتين است(Hiemstra1985).
مکانیسم تشکيل لايه يا نوارهاى متناوب کروميت در اين زون به چگونگى تبلور ماگماى اولترامافيکى وبه گمان ايروين (Irvine 1977) با اضافه شدن تدريجى ماگماى جديد به اطاقک ماگمايى وتغييرات منظم ترکيب شيميايى ماگما قابل توجيه مى باشد.
زون مرنسکى ، بخش مشخصى است که بين دو لايه کروميتيتى محاط شده است و به نظر مى آيد که شامل پيروکسنيت سولفيدار و يا پيروکسنيت پگماتيتى باشد.مقادير کمى از کانى هاى غير سيليکاته نظير کروميت ،منيتيت، ايلمنيت ،کاسيتريت، پيريت ،کوبانيت cuFe2s3 ماکيناويت (FeS) والرييت [cufe s2][(mg.AlFe)(Oh)2] نيز در ريف مرنسکى يافت مى شود.کانيهاى پلاتين اساساً شامل سولفيدها،اسپرليت(PtAs2) فروپلاتينيوم (شامل%21-16 آهن).
مکانيسم فراوانى فلزات گروه پلاتين در ريف مرنسکى بوسيله Ballhaus and stumpgl بيان شده بدين صورت،که در بعضى از جهات ريف مرنسکى در ارتباط با سيالات غنى از کلر بوده است:
وجود ساختمان هاى تنوره مانند (pothole structures) در ريف وتمرکز کانيهاى آبدار (hydrous minerals) و گرافيت در آنها دلالت بر فعاليت فزاينده آب در زمان تشکيل ريف مرنسکى بوده است.
مطالعات ايزوتوپى Rb/Sr در مورد کمپلکس بوشولد ،سن راديومتريک 2.05Ga(ميليارد سال)را نشان مى دهد،علاوه بر آن وجود دو تيپ ماگماى پيروکسنيتى وگابروئى در تکوين اين کمپلکس شناخته شده است که در هر دو در تشکيل کمپلکس بوشولد دخالت دارند.نظر به اينکه نسبت بنيادى (sr87/Sr)86 بطرف زون هاى بالائى از اين کمپلکس افزايشى از 0.704 به 0.708 را نشان مى دهد،لذا اين تغيرات نسبت بنيادى، در ارتباط يا پديده هضم پوسته قاره اى (crustal contamination) نبوده،بلکه بازتاب اختلاط دو ماگماى پيروکسنيتى و گابروئى است که از مانتل نشات گرفته و موقعيت نقاط داغ (hotspots) را کنترل مى نمايند.
ب - کانسار پلاتين کمپلکس استيل واتر واقع در مونتانا(USA)
کمپلکس استيل واتر توده اى اولترامافيک – مافيک با ضخامت تقريبى 6000 متر است که از نظر ترکيب کلى ،فرم داخلى،ساختمان زمين شناسى،مينرالوژى وبافت بى شباهت به کمپلکس بوشولد نمى باشد. جايگاه تکتونيکى اين کمپلکس به مانند بوشلود در ارتباط با فعاليت نقاط داغ در پهنه هاى غير اروژنيک است وسن جايگيرى آن براساس سن يابى دقيق به روش 2.791Ga,sm-Nd تعيين شده است.
پائين ترين بخش اين کمپلکس شامل يک زون قاعده اى از نوريت وزونى اولترامافيک به ضخامت 1200 تا 2000 متر از لايه هاى متوالى برونزيتيت،هارتزبرژيت وکروميتيت است.
زون اولترامافيک از بخش زيرين کمپلکس شامل دو ساب زون(subzone) است:
» ساب زون بالايى شامل برونزيتيت
» ساب زون زيرين شامل هارتزبرژيت وکروميتيت است.کروميتيت از يک لايه ماسيو (توده اى) متشکل از يکسرى نوارهاى متناوب کروميت و اوليوين مى باشد که هزار ها متر قابل ردگيرى است.ذخيره کروميت بعضى جاهاى اين لايه به 5 ميليون تن مى رسد.
بخش بالايى با بافت نوارى شامل لايه هاى نوريت،آنورتوزيت تروکتوليت وگابرو است که گذر (حد تماس بين اين زون با زون هاى اولترامافيک مشخص نيست. مدل اکتشافى تمرکز هاى پلاتينوئيدى در کمپلکس استيل واتر بمانند ريف مرنسکى در کمپلکس بوشولد است. زيرا در آن ريفJM-Reef بمانند Merensky Reef مشاهده مى شود که تا 40 مسافت قابل رديابى است.تناژ آن 49 ميليون تن با عيار 22 گرم بر نم PGE تنها در يک بخش از Jm Reef گزارش شده ودر ديگر بخشها نى زذخيره قابل ملاحظه است.اين ريف به مانند ريف مرلينکى از واحد سنگى با رخساره پگماتوئيدى وساخت دودکش مانند (pothole structure) است.مينراليزاسيون فلزات گروه پلاتين در ريف(Mj Reef) بمانند ريف مرنسکى دلالت بر دخالت يک فاز آبدار غنى از کلر دارد.
ج- کانسارهاى مس- نيکل در کمپلکس سادبورى (اونتارياى کانادا)
کمپلکس سادبورى بزرگترين ذخيره نيکل دنيا با تناژى معادل 6 ميليون تن را در بردارد که بوسيله همين ميزان از مس، وبمقدار قابل ملاحظه از عناصر گروه پلاتين (PGE) ،طلا ونقره همراهى مى شود. از نظر مورفوتکتونيک ،بفرم بيضوى بوده وگستره اى به وسعت تقريبي25*50 کيلومتر را مى پوشاند.اين کمپلکس از سنگهاى آذرينى تشکيل شده که بوسيله حوضه اى رسوبى متشکل از سنگ هاى پيروکلاستيکى و رسوبى در برگفته شده اند. نفوذ اين سنگها به داخل رسوبات قديمى تر به زمان85/1 ميليارد سال پيش بر مى گردد.
سنگهاى آذرين اين کمپلکس به زون هاى زير تقسيم مى شود:
» زون بالائى شامل گرانوفيروميکرو پگماتيت است. » زون ميانى که خيلى نازک است و از گابرو کوارتزدار تشکيل شده است.
» زون زيرين شامل نوريت اوژيت دار است.
اين زون ها به نظر مى آيد که قبلاً ساختمان قيف مانند (Funnel shape) داشته که هم اکنون به شدت دگر شکل شده است. در اين ساختمان دايکهاى شعاعى و متحدالمرکز وجود دارد که تا قاعده کمپلکس کشيده شده اند.
در قاعده زون نوريتى اوژيت دار ،زونى ناپيوسته از نوريت،گابرو وديوريت غنى از سولفيد بنامsublayer موجود است که دلالت بر بزرگترين خاستگاه نيکل دنيا دارد. اين زون ناپيوسته همچنين از نظر ذخيره مس ،کبالت،آهن وپلاتينوئيدها با اهميت مى باشد.
بخش داخلى اين کمپلکس بترتيب از قديم به جديد شامل سازندهاى زير است:
1. سازند اناپينگ (Onaping FM.) شامل نهشته هاى ولکانو کلاستيک
2. سازند اون واتين(Onwatin FM.) شامل اسليت غنى از منگنز
3. سازند چلمسفورد (Chelmsford FM.) شامل توربيدايت هاى ماسه اى –آهکى اين سازندها ،نوعى دگرگونى در حد اسليت (state)را تحمل نموده اند.
بين سنگهاى آذرين نفوذ کننده وسنگهاى دربرگيرنده مواد معدنى و sublayer ها اشکال دايره اى شکل- مخروط هاى خرد شده وبالاخره يک واحد برشى بنامsudbury Breccia بهمراه زونى از دگرگونى همبرى به پهناى 2/1 کيلومتر در اطراف کمپلکس سادبورى بوجود آمده است.
ارتباط بين توده اى نفوذ,sblayer ها،برش لوکوکراتيک وانباشتگى سولفيدها بصورت هائى حل نشده همچنان باقى مانده است.
بسيارى از توده هاى معدنى اين کمپلکس در بخش کمر پائين خود از نوع سولفيدهاى ماسيو (توده اى) است که بطرف توالى هاى بالاتر، خود به سولفيد همراه با انکلوزيون هائى از سنگ در برگيرنده وبالاخره در بالاترين بخش به کانه هاى پراکنده (disseminated ores) تبديل مى گردند.
کانه هاى سادبورى شامل:پيروتيت،پنتلانتديت، کالکوپيريت بهمراه مقدار کمى پيريت،کوبانيت وميلريت است. بسيارى از کانسارهاى اين کمپلکس از بخش کمر بالا بطرف کمر پائين با افزايش از Cu/Cu+Ni ودر بعضى ها با افزايشCu+Ni/Fe همراه است.
» بخش آنورتوزيت که نود درصد آن از پلاژيوکلاز است. »
بخش آنورنوزيت نوريتيک که حاوى 50-20 درصد ارتوپيروکسن است.
» بخش آنورتوزيت اليوين است.
بافت ذخيره اى اين کانسارها از نوع توده اى وبصورت لايه اى وگرهکى است. کانيهاى مهم آن شامل ايلمنيت ومنيتيت بوده،عيار TiO2 در آنها بين 10 تا 25 درصد متغيير مى باشد .در منطقه کبک(Quebec) کانادا ميزان ذخيره تيتان وآهن در آنورتوزيت 125 ميليون تن است. عيار TiO2 آن 32 درصد وعيار آهن 36 درصد مى باشد.
افيوليت ها در کمربندهاى کوهزايى زون فرو رانش وزون تصادم يافت مى شوند . افيوليت ها در کمربندهاى کوهزايى زون فرورانش و زون تصادم يافت مى شوند و داراى سه بخش است :
- بخش تحتاتى شامل پيريدوتيت هاى تغيير شکل يافته که عمدتاً از اوليوين و ارتوپيروکسن تشکيل يافته اند.اين بخش داراى کروميت با بافت پوست پلنگى است ،مقدار Al2o3 کروميت هاى اين بخش بالا است.ترکيب کروميت هاى اين بخش تغييرات زيادى را نشان نمى دهد.عيار cr2o3 در اين بخش بين 32 تا 55 درصد ميزان وذخيره آن 20000تا 200000 تن است .
نمايش نيمرخ زمين شناسى افيوليت ها،از پائين به طرف بالا: سنگهاى اولترامافيکى،گابرو، دايکهاى،ديابازى،گدازه هاى بازالتى بالشتى و رسوبات نرم دريايى ديده مى شود. همچنين کروميت همراه با سنگهاى اولترامافيکى وماسيوسولفيد مس وروى نوع قبرس همراه بازالت ها مشاهده مى گردد. (اقتباس از کونستانتينو 1980 در کتاب زمين شناسى اقتصادى کاربردى تاليف دکتر محمد حسين کريم پور).
- بخش ميانى که به پريدوتيت هاى تفکيکى نيز معروف است حاوى اوليوين،ارتوپريوکسن وکلينوپيروکسن است. ترکيب شيميايى سيليکاتها وکروميت هاى اين زون از پائين بالا داراى تغييراتى است که مويد تفريق ماگما مى باشد. بين بخش تحتانى وميانى هيچ گونه ارتباطى ديده نمى شود. کروميت ها دراين بخش اکثراً حالت لايه اى دارند.مقدار آهن کروميت ها از پائين به بالا افزايش مى يابد.
- بخش فوقانى افيوليت ها از بازالت بالشى ،دايکهاى ديابازى ورسوبات نرم دريايى تشکيل شده است،پتانسيل اين بخش کانسارهاى ماسيوسولفيد نوع قبرس مى باشد.
کربناتيتها بيشتر با سنگهاى آذرين قليايى در کافتهاى بين قاره اى ،نقاط داغ (hotspots) وبه ندرت در جزاير اقيانوسى(island arcs) تشکيل مى شوند. کربناتيتها از زمان پرکامبرين تا عهد حاضر گزارش شده اند .مواد معدنى ناشى از آنها عبارتند:
نيوبيوم Nb،آهن Fe ،آپاتيت ،عناصر نادر(REE) ،ورميکوليت ،استرانسيوم،باريم زيرکنZr ،اورانيوم ،فلئوريت وتيتان مى باشد.
کربناتيتها به اشکال مختلف از جمله استوک هاى حلقوى ،دايکهاى حلقوى وشعاعى ،لاپوليت وهمچنين بصورت گدازه وبرش هاى آتشفشانى يافت مى شوند.اين سنگها بيشتر به همراه سنگهاى قليايى تشکيل کمپلکس هاى حلقوى را مى دهند بدينصورت که سنگهاى مافيکى واولترامافيکى اکثراً در حاشيه کمپلکس کربناتيتها در مرکز سيستم قرار دارند. کربناتيتها در کشورهاى شورى سابق،آفريقاى جنوبى ،برزيل،کانادا ،نروژ ،سوئد وآلمان کشف شده اند.کمپلکس کربناتيتى پالابورا(palabora ionplex) در آفريقاى جنوبى وکمپلکس کولا(kola complex) در شورى سابق از بزرگترين کربناتيتهاى دنيا به حساب مى آيند
تقسيم بندی کربناتيتها براساس نوع کانه کربناته (چهار گروه) :
1 »» کربناتيتهاى کلسيم دار (کربناتيتهاى کلسيک) شامل بيش از 90% در صد کربنات کلسيم : در اين کربناتيتها اگر بافت درشت دانه باشد به آن کربناتيت از نوع آلويکيت از سنگهاى آذرين از نوع (soviet) و اگر بافت ريز دانه باشد به آن کربناتيت از نوع آلويکيت (Alvikite) گويند. کربناتيتهاى کلسيم دار بيشتر حاوى آپاتيت ومنيتيت هستند.
2 »» کربناتيتهاى منييزيم دار يا دولوميتى (Beforsite) که در آن بيش از 90 درصد ترکيب دولوميتى دارد. اگر درصد دولوميت بين 10 تا 50 درصد باشد به آن کربناتيت نوع دولوميت کلسيت کربناتيت گويند.
3 »» کربناتيتهاى آهن دار شامل کانيهاى آهن دار از جمله سيدريت آنکريت مى باشند.
4 »» کربناتيتهاى سديم –پتاسيم دار شامل کانيهاى سديم وپتاسيم دار مى باشند.
تقسیم بندی کربناتيتها توسط اسميرنوف(1975) بر اساس نوع مواد معدنى (سه گروه ) :
الف- کربناتيتهاى نوع آپاتيت- منيتيت از تيپ کلسيک بوده وبه نسبت فراوان در شوروى سابق، اروپا،آفريقا وکانادا کشف شده اند.اين کربناتيتها داراى مقدار کمى عناصر نادر هستند.
ب- کربناتيتهاى نوع عناصر نادر از تيپ آهن دار هستند و به ندرت يافت مى شوند. دو کمپلکس کربناتيتى کولا در شوروى سابق و ماونت پاس (Mountain pass) در کاليفرنيا (آمريکا) ذخاير قابل توجهى عناصر نادر دارند.کانيهاى مهمى که در اين ذخاير يافت مى شوند عبارتند از:
پيروکلر - باداليت - پروسکيت-کنوپيت-ديساناليت - سينشى زيت - پاريزيت - باستنه زيت
حدود 130 کانى مختلف تا کنون درکربناتيتها تشخيص داده شده است. کانى سازى در کمپلکس ماونت پاس در کاليفرنيا از نوع رگه اى پراکنده (disseminated) است وگستره آن 730*200 متر مى باشد.اين توده حاوى 50 درصد کلسيت،دولوميت وآنکريت،25-20 درصد باريت و15%-5 درصد باستنه زيت است.مقدار اکسيدهاى نادر بطور متوسط2/5 درصد مى باشد.
ج- کربناتيتهاى نوع فلوگوپيت دار
اين نوع کربناتيتها براى فلوگوپيت ورميکوليت پتانسيل دارند.نمونه آن کمپلکس کربناتيتى پالابورا در آفريقاى جنوبى است که 300 ميليون تن مس با عيار 69/. درصد دارا بوده حاوى آپاتيت،منيتيت ورميکوليت است. در اين نوع کربناتيت ،مس ،در مرکز سيستم ،حال آنکه منيتيت،آپاتيت وتيتان در زون حاشيه اى متمرکز شده اند.
محلول هاى ماگمايى که با کربناتيتها و سنگهاى آذرين قليايى در ارتباط هستند، موجب دگرسان شدن سنگهاى اطراف مى شوند که در اصطلاح به آن دگرسانى از نوع فنيتى شدن ( Fenitization) گويند. در اين دگرسانى به دليل بالا بودن NaوCa واکسيد کربن محلول کانيهايى از نوع (Na,k)Alsio4 نفلين،سوداليت،آمفيبول هاى سديم دار،کلسيت ودولوميت در سنگهاى مجاور توده ها تشکيل مى شود. سنگهاى قليايى،بويژه نفلين سينيت در صنايع سراميک استفاده مى شود. نفلين سينيت در شرايط آب وهوايى مناسب مى تواند تشکيل ذخاير بوکسيت نمايد، اين سنگ همچنين حاوى زيرکن، عناصر نادر،اورانيوم وفلوئور مى باشد.
منبع: http://atwis.com
/س
مواد معدنى مهمى که همزمان با سنگهاى بازيک واولترابازيک تشکيل مى شوند شامل Au, Cu, Co , V , Mn, Fe, Ti , Ni , Cr و عناصر خانواده پلاتين است.تقسيم بندى کانسارهاى وابسته به اين سنگها عبارتند از :
1. توده هاى بازيک لايه اى (layered basic intrusion) با کانسارهاى Co,pd,pt,ti,Fe,Cr,Ni وv
2. توده هاى همرا ه با آنورتوزيت ها
3. کانسارهاى همراه با افيوليت ها
4. کانسارهاى همراه با کربناتيت ها
5. کانسار هاى همراه با سنگهاى آذرين قليايى
6. کانسارهاى همراه با کيمبرليت ها
1. توده هاى نفوذى بازيک لايه اى
اين توده کمپلکس هاى اولترامافيک-مافيک لايه اى را شامل مى شود که نقاط داغ داخل قاره ها (intercontinent hotspots) ودر ارتباط با رخدادهاى کافت شدگى (rifting) بوجود مى آيند از مهمترين اين کمپلکس ها ،حداقل دو نمونه قابل ذکر است که در محيط هاى رخدادى از آشفتگيهاى تکتونيکى به وقوع نپيوسته وبه احتمال زياد با نقاط داخل موجود در مانتل بخش زيرين خود انطباق پذيرند:
الف: کمپلکس بوشولد (Bushveld Complex )
ب : کمپلکس سادبورى (sudbury Complex )
شخصى بنام(French 1970) تغييرات شديد ناشى از اصابت شهاب سنگها را به عنوان خاستگاه هر دوکمپلکس بوشولد وسادبورى مى داند ولى نرخ زياد ماگماتيسم در هر دو کمپلکس بويژه سادبورى نشانه اين است که کمپلکس ها از محلهائى بنام نقاط داغ (hotspots) ناشى ازذوب مانتل بالايى وزيرين خود نشات گرفته اند.
آنچه که اين کمپلکس هاى لايه اى را از نظر اقتصادى با اهميت جلوه مى دهد، وجود فلزات با ارزش گروه پلاتين (PGM=platinum-Group Minerals) است که حدود 80% ذخيره آنها در ارتباط با کمپلکس بوشولد در آفريقاى جنوبى مى باشد. از ديگر کمپلکس هاى اين تيپ مى توان کمپلکس استيل واتر (Stillwater complex) مونتاناى ايالات متحده امريکا ويک کمپلکس فرعى در بستوانا(Bostwana) را نام برد.
الف- زمين شناسى و کانسارهاى کمپلکس آذرين بوشولد در آفريقاى جنوبى
کمپلکس بوشولد شامل ذخيره اى عظيم از مواد معدنى است که بزرگترين کانسارهاى کروميت، پلاتينيوم ومنيتيت و اناديوم دار در آن يافت مى شود.بخش مافيک لايه اين کمپلکس مربوط به لاپوليت نامنظم (irregular lopolith) است که وسعتى معادل 67000 کيلومتر مربع را در برگرفته و بداخل گروهى از رسوبات پروتوزوئيک توالى رسوبى ترانسوال (tranaaval sequence ) با قدمت Ga 2/2 ميليارد سال)نفوذ کرده است.
اين کمپلکس در بخش ميانى ،ضخامتى در حدود 8 کيلومتر داراى مى باشد و به 5 زون تقسيم شده است که هر زون نماينده فازى بارز ومشخص از تکامل اين کمپلکس مى باشد
1. زون قاعده اى Basal zone
2. زون بحرانى (critical zone )
عيار متوسط cr2o3 بين 5/47-46 درصد نسبت Fe/Cr=1.6/1 وميزان ذخيره آنها حدود يک ميليارد تن بر آورد شده است.
بر رولايه نشانه، تناوبى از نوريت،لايه هاى کروميتيت ،آنورتوزيت بين لايه اى وپيروکسنيت قرار دارد که واحدهاى اصلى زون بحرانى را تشکيل مى دهند.از ويژگيهاى مهم اين زون وجود ذخاير با ارزش فلزات گروه پلاتين (PGM)و کروميت است.
لايه هاى کروميت اقتصادى زون بحرانى در بخش هاى غربى وشرقى کمپلکس بوشولد قرار دارند، تا آنجا که ذخيره بخش شرقى به بيش از يک ميليارد تن برآورد شده است.
بطور کلى لايه هاى کروميتيتى تشکيل دهنده زون بحرانى به سه گروه :زيرين ، ميانى ، بالايى تقسيم شده اند.
» کروميتيتهاى گروه زيرين از هفت لايه تشکيل شده که لايه شماره ششم آن تحت عنوان LG6 با ضخامتى حدود 8/. متر از نظر اقتصادى مهمترين است. » کروميت هاى لايه ميانى شامل 4 واحد است که بعضى از آنها بافت نوارى دارد ونظر به اينکه ضخامت اين واحدها با تغييرات جانبى ضخامت همراه است ،لذا در جاهايى که ضخامت زياد مى شود، از نظر اقتصادى وبهره بردارى قابل استخراج مى گردند.
» کروميتيتهاى گروه بالائى در بسيارى از جاها شامل دو لايه است که لايه UG2 آن مهمترين خاستگاه فلزات گروه پلاتين است(Hiemstra1985).
مکانیسم تشکيل لايه يا نوارهاى متناوب کروميت در اين زون به چگونگى تبلور ماگماى اولترامافيکى وبه گمان ايروين (Irvine 1977) با اضافه شدن تدريجى ماگماى جديد به اطاقک ماگمايى وتغييرات منظم ترکيب شيميايى ماگما قابل توجيه مى باشد.
3. ريف مرنسى(مرنسکى) (merensky Reef)
زون مرنسکى ، بخش مشخصى است که بين دو لايه کروميتيتى محاط شده است و به نظر مى آيد که شامل پيروکسنيت سولفيدار و يا پيروکسنيت پگماتيتى باشد.مقادير کمى از کانى هاى غير سيليکاته نظير کروميت ،منيتيت، ايلمنيت ،کاسيتريت، پيريت ،کوبانيت cuFe2s3 ماکيناويت (FeS) والرييت [cufe s2][(mg.AlFe)(Oh)2] نيز در ريف مرنسکى يافت مى شود.کانيهاى پلاتين اساساً شامل سولفيدها،اسپرليت(PtAs2) فروپلاتينيوم (شامل%21-16 آهن).
مکانيسم فراوانى فلزات گروه پلاتين در ريف مرنسکى بوسيله Ballhaus and stumpgl بيان شده بدين صورت،که در بعضى از جهات ريف مرنسکى در ارتباط با سيالات غنى از کلر بوده است:
وجود ساختمان هاى تنوره مانند (pothole structures) در ريف وتمرکز کانيهاى آبدار (hydrous minerals) و گرافيت در آنها دلالت بر فعاليت فزاينده آب در زمان تشکيل ريف مرنسکى بوده است.
4. زون اصلى main zone
5. زون بالائى upper zone
مطالعات ايزوتوپى Rb/Sr در مورد کمپلکس بوشولد ،سن راديومتريک 2.05Ga(ميليارد سال)را نشان مى دهد،علاوه بر آن وجود دو تيپ ماگماى پيروکسنيتى وگابروئى در تکوين اين کمپلکس شناخته شده است که در هر دو در تشکيل کمپلکس بوشولد دخالت دارند.نظر به اينکه نسبت بنيادى (sr87/Sr)86 بطرف زون هاى بالائى از اين کمپلکس افزايشى از 0.704 به 0.708 را نشان مى دهد،لذا اين تغيرات نسبت بنيادى، در ارتباط يا پديده هضم پوسته قاره اى (crustal contamination) نبوده،بلکه بازتاب اختلاط دو ماگماى پيروکسنيتى و گابروئى است که از مانتل نشات گرفته و موقعيت نقاط داغ (hotspots) را کنترل مى نمايند.
ب - کانسار پلاتين کمپلکس استيل واتر واقع در مونتانا(USA)
کمپلکس استيل واتر توده اى اولترامافيک – مافيک با ضخامت تقريبى 6000 متر است که از نظر ترکيب کلى ،فرم داخلى،ساختمان زمين شناسى،مينرالوژى وبافت بى شباهت به کمپلکس بوشولد نمى باشد. جايگاه تکتونيکى اين کمپلکس به مانند بوشلود در ارتباط با فعاليت نقاط داغ در پهنه هاى غير اروژنيک است وسن جايگيرى آن براساس سن يابى دقيق به روش 2.791Ga,sm-Nd تعيين شده است.
پائين ترين بخش اين کمپلکس شامل يک زون قاعده اى از نوريت وزونى اولترامافيک به ضخامت 1200 تا 2000 متر از لايه هاى متوالى برونزيتيت،هارتزبرژيت وکروميتيت است.
زون اولترامافيک از بخش زيرين کمپلکس شامل دو ساب زون(subzone) است:
» ساب زون بالايى شامل برونزيتيت
» ساب زون زيرين شامل هارتزبرژيت وکروميتيت است.کروميتيت از يک لايه ماسيو (توده اى) متشکل از يکسرى نوارهاى متناوب کروميت و اوليوين مى باشد که هزار ها متر قابل ردگيرى است.ذخيره کروميت بعضى جاهاى اين لايه به 5 ميليون تن مى رسد.
بخش بالايى با بافت نوارى شامل لايه هاى نوريت،آنورتوزيت تروکتوليت وگابرو است که گذر (حد تماس بين اين زون با زون هاى اولترامافيک مشخص نيست. مدل اکتشافى تمرکز هاى پلاتينوئيدى در کمپلکس استيل واتر بمانند ريف مرنسکى در کمپلکس بوشولد است. زيرا در آن ريفJM-Reef بمانند Merensky Reef مشاهده مى شود که تا 40 مسافت قابل رديابى است.تناژ آن 49 ميليون تن با عيار 22 گرم بر نم PGE تنها در يک بخش از Jm Reef گزارش شده ودر ديگر بخشها نى زذخيره قابل ملاحظه است.اين ريف به مانند ريف مرلينکى از واحد سنگى با رخساره پگماتوئيدى وساخت دودکش مانند (pothole structure) است.مينراليزاسيون فلزات گروه پلاتين در ريف(Mj Reef) بمانند ريف مرنسکى دلالت بر دخالت يک فاز آبدار غنى از کلر دارد.
ج- کانسارهاى مس- نيکل در کمپلکس سادبورى (اونتارياى کانادا)
کمپلکس سادبورى بزرگترين ذخيره نيکل دنيا با تناژى معادل 6 ميليون تن را در بردارد که بوسيله همين ميزان از مس، وبمقدار قابل ملاحظه از عناصر گروه پلاتين (PGE) ،طلا ونقره همراهى مى شود. از نظر مورفوتکتونيک ،بفرم بيضوى بوده وگستره اى به وسعت تقريبي25*50 کيلومتر را مى پوشاند.اين کمپلکس از سنگهاى آذرينى تشکيل شده که بوسيله حوضه اى رسوبى متشکل از سنگ هاى پيروکلاستيکى و رسوبى در برگفته شده اند. نفوذ اين سنگها به داخل رسوبات قديمى تر به زمان85/1 ميليارد سال پيش بر مى گردد.
سنگهاى آذرين اين کمپلکس به زون هاى زير تقسيم مى شود:
» زون بالائى شامل گرانوفيروميکرو پگماتيت است. » زون ميانى که خيلى نازک است و از گابرو کوارتزدار تشکيل شده است.
» زون زيرين شامل نوريت اوژيت دار است.
اين زون ها به نظر مى آيد که قبلاً ساختمان قيف مانند (Funnel shape) داشته که هم اکنون به شدت دگر شکل شده است. در اين ساختمان دايکهاى شعاعى و متحدالمرکز وجود دارد که تا قاعده کمپلکس کشيده شده اند.
در قاعده زون نوريتى اوژيت دار ،زونى ناپيوسته از نوريت،گابرو وديوريت غنى از سولفيد بنامsublayer موجود است که دلالت بر بزرگترين خاستگاه نيکل دنيا دارد. اين زون ناپيوسته همچنين از نظر ذخيره مس ،کبالت،آهن وپلاتينوئيدها با اهميت مى باشد.
بخش داخلى اين کمپلکس بترتيب از قديم به جديد شامل سازندهاى زير است:
1. سازند اناپينگ (Onaping FM.) شامل نهشته هاى ولکانو کلاستيک
2. سازند اون واتين(Onwatin FM.) شامل اسليت غنى از منگنز
3. سازند چلمسفورد (Chelmsford FM.) شامل توربيدايت هاى ماسه اى –آهکى اين سازندها ،نوعى دگرگونى در حد اسليت (state)را تحمل نموده اند.
بين سنگهاى آذرين نفوذ کننده وسنگهاى دربرگيرنده مواد معدنى و sublayer ها اشکال دايره اى شکل- مخروط هاى خرد شده وبالاخره يک واحد برشى بنامsudbury Breccia بهمراه زونى از دگرگونى همبرى به پهناى 2/1 کيلومتر در اطراف کمپلکس سادبورى بوجود آمده است.
ارتباط بين توده اى نفوذ,sblayer ها،برش لوکوکراتيک وانباشتگى سولفيدها بصورت هائى حل نشده همچنان باقى مانده است.
بسيارى از توده هاى معدنى اين کمپلکس در بخش کمر پائين خود از نوع سولفيدهاى ماسيو (توده اى) است که بطرف توالى هاى بالاتر، خود به سولفيد همراه با انکلوزيون هائى از سنگ در برگيرنده وبالاخره در بالاترين بخش به کانه هاى پراکنده (disseminated ores) تبديل مى گردند.
کانه هاى سادبورى شامل:پيروتيت،پنتلانتديت، کالکوپيريت بهمراه مقدار کمى پيريت،کوبانيت وميلريت است. بسيارى از کانسارهاى اين کمپلکس از بخش کمر بالا بطرف کمر پائين با افزايش از Cu/Cu+Ni ودر بعضى ها با افزايشCu+Ni/Fe همراه است.
2. کانسارهاى همراه با آنورتوزيت ها
» بخش آنورتوزيت که نود درصد آن از پلاژيوکلاز است. »
بخش آنورنوزيت نوريتيک که حاوى 50-20 درصد ارتوپيروکسن است.
» بخش آنورتوزيت اليوين است.
بافت ذخيره اى اين کانسارها از نوع توده اى وبصورت لايه اى وگرهکى است. کانيهاى مهم آن شامل ايلمنيت ومنيتيت بوده،عيار TiO2 در آنها بين 10 تا 25 درصد متغيير مى باشد .در منطقه کبک(Quebec) کانادا ميزان ذخيره تيتان وآهن در آنورتوزيت 125 ميليون تن است. عيار TiO2 آن 32 درصد وعيار آهن 36 درصد مى باشد.
3. کانسارهاى همراه با افيوليت
افيوليت ها در کمربندهاى کوهزايى زون فرو رانش وزون تصادم يافت مى شوند . افيوليت ها در کمربندهاى کوهزايى زون فرورانش و زون تصادم يافت مى شوند و داراى سه بخش است :
- بخش تحتاتى شامل پيريدوتيت هاى تغيير شکل يافته که عمدتاً از اوليوين و ارتوپيروکسن تشکيل يافته اند.اين بخش داراى کروميت با بافت پوست پلنگى است ،مقدار Al2o3 کروميت هاى اين بخش بالا است.ترکيب کروميت هاى اين بخش تغييرات زيادى را نشان نمى دهد.عيار cr2o3 در اين بخش بين 32 تا 55 درصد ميزان وذخيره آن 20000تا 200000 تن است .
نمايش نيمرخ زمين شناسى افيوليت ها،از پائين به طرف بالا: سنگهاى اولترامافيکى،گابرو، دايکهاى،ديابازى،گدازه هاى بازالتى بالشتى و رسوبات نرم دريايى ديده مى شود. همچنين کروميت همراه با سنگهاى اولترامافيکى وماسيوسولفيد مس وروى نوع قبرس همراه بازالت ها مشاهده مى گردد. (اقتباس از کونستانتينو 1980 در کتاب زمين شناسى اقتصادى کاربردى تاليف دکتر محمد حسين کريم پور).
- بخش ميانى که به پريدوتيت هاى تفکيکى نيز معروف است حاوى اوليوين،ارتوپريوکسن وکلينوپيروکسن است. ترکيب شيميايى سيليکاتها وکروميت هاى اين زون از پائين بالا داراى تغييراتى است که مويد تفريق ماگما مى باشد. بين بخش تحتانى وميانى هيچ گونه ارتباطى ديده نمى شود. کروميت ها دراين بخش اکثراً حالت لايه اى دارند.مقدار آهن کروميت ها از پائين به بالا افزايش مى يابد.
- بخش فوقانى افيوليت ها از بازالت بالشى ،دايکهاى ديابازى ورسوبات نرم دريايى تشکيل شده است،پتانسيل اين بخش کانسارهاى ماسيوسولفيد نوع قبرس مى باشد.
4. ذخاير همراه با کربناتيتها
کربناتيتها بيشتر با سنگهاى آذرين قليايى در کافتهاى بين قاره اى ،نقاط داغ (hotspots) وبه ندرت در جزاير اقيانوسى(island arcs) تشکيل مى شوند. کربناتيتها از زمان پرکامبرين تا عهد حاضر گزارش شده اند .مواد معدنى ناشى از آنها عبارتند:
نيوبيوم Nb،آهن Fe ،آپاتيت ،عناصر نادر(REE) ،ورميکوليت ،استرانسيوم،باريم زيرکنZr ،اورانيوم ،فلئوريت وتيتان مى باشد.
کربناتيتها به اشکال مختلف از جمله استوک هاى حلقوى ،دايکهاى حلقوى وشعاعى ،لاپوليت وهمچنين بصورت گدازه وبرش هاى آتشفشانى يافت مى شوند.اين سنگها بيشتر به همراه سنگهاى قليايى تشکيل کمپلکس هاى حلقوى را مى دهند بدينصورت که سنگهاى مافيکى واولترامافيکى اکثراً در حاشيه کمپلکس کربناتيتها در مرکز سيستم قرار دارند. کربناتيتها در کشورهاى شورى سابق،آفريقاى جنوبى ،برزيل،کانادا ،نروژ ،سوئد وآلمان کشف شده اند.کمپلکس کربناتيتى پالابورا(palabora ionplex) در آفريقاى جنوبى وکمپلکس کولا(kola complex) در شورى سابق از بزرگترين کربناتيتهاى دنيا به حساب مى آيند
تقسيم بندی کربناتيتها براساس نوع کانه کربناته (چهار گروه) :
1 »» کربناتيتهاى کلسيم دار (کربناتيتهاى کلسيک) شامل بيش از 90% در صد کربنات کلسيم : در اين کربناتيتها اگر بافت درشت دانه باشد به آن کربناتيت از نوع آلويکيت از سنگهاى آذرين از نوع (soviet) و اگر بافت ريز دانه باشد به آن کربناتيت از نوع آلويکيت (Alvikite) گويند. کربناتيتهاى کلسيم دار بيشتر حاوى آپاتيت ومنيتيت هستند.
2 »» کربناتيتهاى منييزيم دار يا دولوميتى (Beforsite) که در آن بيش از 90 درصد ترکيب دولوميتى دارد. اگر درصد دولوميت بين 10 تا 50 درصد باشد به آن کربناتيت نوع دولوميت کلسيت کربناتيت گويند.
3 »» کربناتيتهاى آهن دار شامل کانيهاى آهن دار از جمله سيدريت آنکريت مى باشند.
4 »» کربناتيتهاى سديم –پتاسيم دار شامل کانيهاى سديم وپتاسيم دار مى باشند.
تقسیم بندی کربناتيتها توسط اسميرنوف(1975) بر اساس نوع مواد معدنى (سه گروه ) :
الف- کربناتيتهاى نوع آپاتيت- منيتيت از تيپ کلسيک بوده وبه نسبت فراوان در شوروى سابق، اروپا،آفريقا وکانادا کشف شده اند.اين کربناتيتها داراى مقدار کمى عناصر نادر هستند.
ب- کربناتيتهاى نوع عناصر نادر از تيپ آهن دار هستند و به ندرت يافت مى شوند. دو کمپلکس کربناتيتى کولا در شوروى سابق و ماونت پاس (Mountain pass) در کاليفرنيا (آمريکا) ذخاير قابل توجهى عناصر نادر دارند.کانيهاى مهمى که در اين ذخاير يافت مى شوند عبارتند از:
پيروکلر - باداليت - پروسکيت-کنوپيت-ديساناليت - سينشى زيت - پاريزيت - باستنه زيت
حدود 130 کانى مختلف تا کنون درکربناتيتها تشخيص داده شده است. کانى سازى در کمپلکس ماونت پاس در کاليفرنيا از نوع رگه اى پراکنده (disseminated) است وگستره آن 730*200 متر مى باشد.اين توده حاوى 50 درصد کلسيت،دولوميت وآنکريت،25-20 درصد باريت و15%-5 درصد باستنه زيت است.مقدار اکسيدهاى نادر بطور متوسط2/5 درصد مى باشد.
ج- کربناتيتهاى نوع فلوگوپيت دار
اين نوع کربناتيتها براى فلوگوپيت ورميکوليت پتانسيل دارند.نمونه آن کمپلکس کربناتيتى پالابورا در آفريقاى جنوبى است که 300 ميليون تن مس با عيار 69/. درصد دارا بوده حاوى آپاتيت،منيتيت ورميکوليت است. در اين نوع کربناتيت ،مس ،در مرکز سيستم ،حال آنکه منيتيت،آپاتيت وتيتان در زون حاشيه اى متمرکز شده اند.
5. ذخاير همراه با سنگهاى آذرين قليايى
محلول هاى ماگمايى که با کربناتيتها و سنگهاى آذرين قليايى در ارتباط هستند، موجب دگرسان شدن سنگهاى اطراف مى شوند که در اصطلاح به آن دگرسانى از نوع فنيتى شدن ( Fenitization) گويند. در اين دگرسانى به دليل بالا بودن NaوCa واکسيد کربن محلول کانيهايى از نوع (Na,k)Alsio4 نفلين،سوداليت،آمفيبول هاى سديم دار،کلسيت ودولوميت در سنگهاى مجاور توده ها تشکيل مى شود. سنگهاى قليايى،بويژه نفلين سينيت در صنايع سراميک استفاده مى شود. نفلين سينيت در شرايط آب وهوايى مناسب مى تواند تشکيل ذخاير بوکسيت نمايد، اين سنگ همچنين حاوى زيرکن، عناصر نادر،اورانيوم وفلوئور مى باشد.
منبع: http://atwis.com
/س
