دانلود پایان نامه ارشد : مطالعه و بررسي ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن ميمه

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : زمین شناسی

گرایش : اقتصادی 

عنوان : مطالعه و بررسي ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن ميمه

دانشگاه اصفهان

دانشکده علوم

گروه زمين شناسي

پايان نامه­ ي کارشناسي ارشد رشته­ ي زمين شناسي گرايش اقتصادي

مطالعه و بررسي ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن ميمه

 استاد راهنما:

دکتر هاشم باقري

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده

کانسار آهن-منگنز میمه در 25 کیلومتری جنوب غربی میمه قرار دارد. هدف از این پژوهش ارائه الگوی ژئوشیمی و تعیین منشا کانه زایی آهن میمه می باشد. برای این پژوهش تعداد 11 نمونه از منطقه جهت آنالیزICP-OESبرداشت شد. مقدار عناصر ماگما دوست مانند فسفر (01/0-0061/0) و تیتانیوم (03/0-0073/0) و وانادیوم (4-19) بسیار پایین کانسنگ، هرگونه منشا ماگمایی نهشته های مورد مطالعه را رد می کند. با استفاده از نمودارهای وانادیوم در مقابل تیتانیوم و نیکل در مقابل کبالت و نمودارهای وانادیوم در مقابل نیکل+کبالت و وانادیوم در مقابل نیکل می توان به منشا رسوبی این کانسار اشاره کرد. تلفیق همه ی داده ها و مقایسه آن با کانسارهای شناخته شده آهن دنیا، اشاره بر تشکیل کانسار آهن-منگنز میمه در یک محیط رسوبی دارد.

کانه اصلی در این محدوده هماتیت است که به صورت برونزدگی های پراکنده غالبا در ارتفاعات دیده می شود. آهن در این محدوده اکتشافی در سنگ آهک اربیتولین دار غالبا به صورت هماتیت و گوئتیت و به میزان کم لیمونیت و مگنتیت دیده می شود. بررسی دگرسانی منطقه، زونهای دگرسانی سیلیسی و کربناتی و ترکیبی از این دو مورد را نشان می دهد. دگرسانی سیلیسی به صورت رگه ای و رگچه ای در واحدهای آهکی و سنگ­های محدوده کانسار اتفاق افتاده است. دگرسانی کربناتی به صورت رگچه­های کلسیتی به شکل استوک ورک و بافت جانشینی در زمینه مشاهده می شود. در نتیجه در طی پنج مرحله دگرسانی، سرانجام سنگ آهک اولیه تحت تاثیر دگرسانی سیلیسی شدن قرار گرفته است به این صورت که کوارتزهای دانه درشت (سیلیسی شدن رگه ای) اطراف کوارتزهای دانه ریز زمینه (سیلیسی شدن انتشاری) را احاطه کرده است.خاموشی موجی در کربنات­های این منطقه نشان دهنده آن است که منطقه تحت تأثیر عوامل تکتونیکی قرار گرفته اند. با توجه به بالا بودن میزان منگنز در این منطقه کانی پیرولوزیت به صورت تیغه ای در درون رگچه­های کوارتز دیده می شود که معمولاً این کانی یک کانی ثانویه است و اغلب از کانی مانگانیت در اثر آبزدایی ایجاد می شود. در اثر این تغییر ترک­های انقباضی بسیار ویژه ای ایجاد می شود. در منطقه مورد مطالعه بازمانده­های پیریت توسط گوئتیت به طور کامل و یا بخشی جانشین شده است. برشی شدن در این منطقه بعد از کانی سازی آهن رخ داده یعنی برشی شدن زمانی رخ داده که منطقه تحت استرس قرار گرفته است شیارهایی ایجاد شده سپس سیلیسی شدن و کربناتی شدن در آن رخ داده است.

 کلید واژه :ژئوشیمی، ژنز، آهن، رسوبی، میمه

فهرست مطالب

عنوان                                           صفحه

فصل اول: کليات

1-1- مقدمه. 1

1-2- کلیات آهن. 2

1-3- پراکندگی کانسارهای آهن…………………………7

1-4- کاني شناسي آهن. 11

1-5- کانيهاي عمده کانسنگ ساز آهن. 14

1-6- موقعيت جغرافيايي و راههاي دسترسي منطقه. 16

1-7- مطالعه پيشينيان. 16

1-8- اهداف پژوهش… 16

1-9- اهميت و ارزش تحقيق. 16

1-10- کاربرد نتايج تحقيق. 17

1-11- روش مطالعه. 17

1-12- وضعیت آب و هوایی و اجتماعی………………………17

1-13- آب و هوا و پوشش گیاهی…………………………….17.

فصل دوم: زمین شناسی

2-1-: زمين شناسي عمومي منطقه. 19

2-2- ولکانيسم پهنه سنندج _ سيرجان………………………….20

2-3- چينه شناسي پهنه سنندج _ سيرجان. 20

2-4- واحدهاي رسوبي. 21

2-5-1- کرتاسه. 23

2-5- 2- پالئوژن. 24

2-5-2-1- پلیوسن _ کواترنری.. 24

2-6- زمين ساخت منطقه. 26

2-7- تکتونيک منطقه. 27

2-8- گسلها 28

2-9- زمين ريخت شناسي منطقه. 28

2-10- زمين شناسي اقتصادي.. 29

فصل سوم: سنجش از دور

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………30

3-2- سامانه ی ماهواره­های سنجش از دور…………………………………………………………………………………..31

………………………………………………………………………………………………………………..32ASTER 3-3- سنجنده

3-4- انواع روش­های پردازش ماهواره ای………………………………………………………………………………………33

3-4-1- ترکیب رنگی کاذب…………………………………………………………………………………………………………..33

3-4-2- نسبت باندی……………………………………………………………………………………………………………………..34

3-4-3- روش کمترین مربعات رگرسیون شده(LS-Fit)……………………………………………………………..36

فصل چهارم: بافت و دگرسانی

4-1- مقدمه. 39

4-2- بافت کانيها در انواع کانسارهاي آهن. 39

4-2-1-بافت مربوط به کانسارهاي اکسيدي آهن _ تيتانيوم همراه با سنگهاي آذرين. 39

4-2-2- بافت مربوط به کانسارهاي آهن رسوبي. 40

4-2-3- بافت مربوط به کانسار آهن اسکارن. 40

4-3- بافت مشاهده شده در محدوده اندیس مورد مطالعه. 41

4-4- سنگ میزبان منطقه. 47

4-5- نتيجه گيري.. 48

4-6- دگرساني. 56

4-6-1- عوامل موثر بر دگرساني هيدروترمالي. 56

4-6-2- دگرساني سيليسي. 57

4-6-3- دگرساني کربناتي. 57

فصل پنجم: کانی شناسی

5-1- مقدمه. 59

5-2- هماتيت Fe2O3: 59

5-3-گوئتيت FeO(OH): 60

…..60Fe2O5-4- پيريت

5-5- پیرولوزیت MnO2 یا(B-MnO2)  : 61

5-6- کوارتز SiO2: 63

5-7- کلسيت و دولوميت CaCO3,CaMg(CO3)2. 63

فصل ششم: ژئوشیمی

6-1- مقدمه. 65

6-2-ژئوشيمي آهن و منگنز. 66

6-3- ژئوشيمي منگنز و آهن در محيطهاي رسوبي.. 66

6-4- ژئوشيمي منگنز و آهن در شرايط ماگمايي.. 68

6-5- ژئوشيمي منگنز و آهن در محيطهاي هوازدگي سوپرژن……………………………………………………..68

6-6- مطالعه شیمی کانسنگ… 68

6-6-1- نسبت Fe/Mn و Mn/Fe 69

6-6-2- عناصر کمياب.. 72

6-6-3- نسبتهاي دوتايي بعضي از عناصر کمياب.. 80

6-7- همبستگي بين عناصر واسطه و آهن.. 83

منابع.. 86

– مقدمه:

نیروی انسانی، تأسیسات زیربنایی و مدیریت کارآمد در کنار منابع طبیعی زیرساخت­های توسعه پایدار جوامع را تشکیل می­دهند. منابع طبیعی بعنوان هدایای خدادادی نقشی بی بدیل در پروسه تولید ایفا می­کنند. کامیابی و رفاه روزافزون آدمی در پرتو علم و تکنولوژی پرشتاب او پیوسته همگام نیاز روزافزای انسان­ها به مواد اولیه و روش­های بهینه بهره­برداری از آن­ها بوده است. محیط پیرامونی از دیرباز تنها منبع پر سخاوت تامین مواد اولیه مورد نیاز انسان­ها بوده و می­باشد که درگذرگاه رشد جوامع بشری همواره کانون توجه دانش­های پایه بوده است. انقلاب صنعتی و عصر مدرن ره آوردی چون صنعتی شدن و شهرنشینی را با خود به همراه آورد و به تبع آن گریزی باقی نماند جز یافتن منابع نوین مواد اولیه و ابداع، پیشرفت و بهینه سازی روش­های کشف، استخراج و فرآوری مواد طبیعی (سیلیسیان، 1386).

مطالعات باستان شناسی و تاریخی نشان می دهد که شناخت و کاربرد آهن، تاریخ شش هزار ساله دارد. آشنایی آدمی با آهن به صورت تصادفی بوده است. چگالی بالا، سختی و پایداری آهن بر ویژگی های دو فلز طبیعی مورد استفاده در آن زمان یعنی طلا و مس برتری داشت و بدین ترتیب این فلز ارزشی والاتر از دو فلز مذکور پیدا نمود. بر اساس مطالعات باستان شناسی حدود 800 سال پیش از میلاد، آهن در ایران به کار می­رفته است. برخی از پژوهشگران معتقدند ریشه لغوی کلمه آهن از آسن، که در اوستا به معنی آهن می­باشد،گرفته شده است که آن هم از واژه آسمن به معنی آسمان مشتق شده است. آهن از نخستین مواد اولیه فلزی بود که در ابتدا تنها به عنوان زیورآلات و ابزارهای سبک شکار و جنگ مورد استفاده قرار می­گرفت اما با توجه به ویژگی­ها و قابلیت­هایش و نیز فراوانی نسبیش چنان جایگاهی در مصنوعات بشری یافت که گاهی عصر تمدن را با عصر آهن همزاد می­دانند. عصر آهن به دوره ای اطلاق می­شود که ابزار و سلاح­های مفرغی جای خود را به ابزار آهنی دادند. با گذر زمان با وجود تغییرات بسیاری که زنجیره­های مختلف صنعت به خود دیده­اند، هیچگاه آهن جایگاه خود را بعنوان فلزی مادر و استراتژیک از دست نداده است. ایران در قرون و اعصار گذشته، از جهت آشنایی با نحوه بدست آوردن فولاد همسطح و همتراز دیگر جوامع و تمدن­های بزرگ بود، اما در سه قرن اخیر به لحاظ سیطره کشورهای غربی و پیشرفت سریع آنان و اضمحلال داخلی، در زمره واردکنندگان محصولات فلزی قرار گرفت. ایجاد کارخانه ذوب آهن که مادر صنایع محسوب می­شد به عنوان یک آمار ملی از دوره قاجاریه مطرح بود که سرانجام در سال 44 به تصویب مجلس رسید و عملیاتی شد. فولاد مبارکه اصفهان بعنوان بزرگترین مجتمع صنعتی کشور در کنار ذوب آهن اصفهان خط مقدم جبهه صنعت کشور را شکل داده­اند و اکنون با عملیاتی شدن فازهای توسعه این مجتمع­ها و احداث سایر کارخانجات فولاد و نیز افزایش جهانی قیمت فلزات بیش از پیش تأمین مواد اولیه مورد نیاز خصوصاً سنگ آهن مناسب ، ضروری می­باشد.

ایران از دیرباز کشوری غنی از مواد معدنی بوده است که همواره در جای جای آن کانسارها و معادن مختلفی مورد اکتشاف یا در حال استخراج قرار گرفته است. با توجه به صنعت و نوع نیاز کشور گاهی عناصری نسبت به عناصر دیگر دارای اهمیت بیشتر بوده­اند، به طوری که حتی پایه صنعت کشوری را به خود اختصاص می­داده­اند. در این زمینه فعالیت­های اکتشافی و استخراجی زیادی صورت گرفته، که منجر به اکتشاف اندیس­ها و کانسارهای با ذخایر مختلف گردیده است، به همین علت مناطقی که از لحاظ برخی فلزات مستعدتر بوده­اند، همواره مورد توجه بیشتری قرار داشته­اند. یکی از این مناطق بسیار مستعد که دربرگیرنده بسیاری از مواد معدنی بالاخص آهن می­باشد، پهنه دگرگونی سنندج_سیرجان می­باشد. این پهنه دگرگونی همواره از لحاظ مواد معدنی مورد توجه معدن­کاران و مکتشفین معدنی قرار داشته است به طوری که در حال حاظر در نقاط مختلف این پهنه، اندیس­ها و کانسارهای فلزی و غیرفلزی زیادی دیده می­شود که می­توان این پهنه را یکی از قطب­های معدنی کشور به شمار آورد. در حال حاظر این پهنه را قطب دوم کانسارهای آهن در کشور محسوب می­کنند.

1-2- کلیاتی در مورد آهن

آهن، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی باFe  و عدد اتمی 26 نشان داده می­شود. آهن فلزی است که در گروه 8 و در دوره 4 جدول تناوبی قرار دارد. علامت Fe وکلماتی مثل فروس[1] از کلمه لاتین فروم[2] گرفته شده است. اولین نشانه­های استفاده از آهن به زمان سومریان و مصریان برمی­گردد که تقریباً 4000 سال قبل از میلاد با آهن کشف شده از شهاب سنگ­ها اقلام کوچکی مثل سرنیزه و زیورآلات می­ساختند. از 2000 تا 3000 سال قبل از میلاد مسیح، تعداد فزاینده­ای از اشیاء ساخته شده با آهن مذاب (فقدان نیکل، این محصولات را از آهن شهاب سنگی متمایز می­کند) در بین النهرین، آسیای صغیر و مصر به چشم می­خورد؛ اما ظاهراً تنها در تشریفات از آهن استفاده می­شد و آهن فلزی گرانبها حتی با ارزش همتراز طلا به حساب می­آمد. از 1600 تا 1200 قبل از میلاد در خاورمیانه بطور روزافزون از این فلز استفاده می­شد، اما جایگزین کاربرد برنز در آن زمان نشد (سیلیسیان، 1386).

از 1000 تا 1200 سال قبل از میلاد مسیح در خاورمیانه یک جابجایی سریع در تبدیل ابزار و سلاح­های برنزی به آهنی صورت گرفت. عامل مهم در این جابجایی، آغاز ناگهانی تکنولوژی­های پیشرفته کار با آهن نبود، بلکه عامل اصلی، مختل شدن تأمین قلع بود. این دوره جابجایی که در نقاط مختلفی از جهان رخ داد، دوره­ای از تمدن به نام عصر آهن را بوجود آورد. همزمان با جایگزینی آهن به جای برنز، فرآیند کربوریزاسیون کشف شد که بوسیله آن به آهن، کربن اضافه می­کردند. آهن را بصورت اسفنجی که مخلوطی از آهن و سرباره به همراه مقداری کربن یا کاربید است بازیافت می­کردند، سپس سرباره آن را با چکش کاری جدا نموده و محتوی کربن را اکسیده می­کردند تا بدین طریق آهن نرم تولید کنند.

مردم خاورمیانه دریافتند که با حرارت دادن طولانی مدت آهن نرم در لایه­ای از ذغال و آب دادن در آب یا روغن می­توان محصولی بسیار محکم تر بدست آورد. محصول حاصله که دارای سطح فولادی است، از برنزی که قبلاً کاربرد داشت محکم تر و مقاوم تر بود.

آهن یکی از رایج ترین عناصر زمین است که تقریباً 5 % پوسته زمین را تشکیل می­دهد. آهن عمدتاً از سنگ معدن استخراج می­گردد. این فلز را بوسیله روش کاهش با کربن که عنصری واکنش پذیر است، جدا می­کنند. این عمل در کوره بلند در دمای تقریباً 2000 درجه سانتیگراد انجام می­پذیرد.

برای تهیه آهن عنصری، باید ناخالصی­های آن با روش کاهش شیمیایی از بین برود. آهن برای تولید فولاد بکار می­رود که عنصر نیست، بلکه یک آلیاژ و مخلوطی است از فلزات متفاوت (و البته تعدادی غیر فلز بخصوص کربن). هسته اتم­های آهن دارای بیشترین نیروی همگیر در هر نوکلئون هستند بنابراین آهن با روش همجوشی، سنگین ترین و با روش شکافت اتمی، سبکترین عنصری است که بصورت گرمازایی تولید می­شود.

معمولترین حالات اکسیداسیون آهن عبارتند از:

  • حالت فروس Fe2+
  • حالت فریک Fe3+
  • حالت فریل Fe4+که با تعدادی آنزیم (مثلاً پیروکسیدازها) پایدار شده است.

آهن بطور طبیعی دارای چهار ایزوتوپ پایدار Fe-54, Fe-56, Fe-57, Fe-58 می­باشند. فراوانی نسبی ایزوتوپ­های آهن در طبیعت تقریباً, Fe-58 3/0%  Fe-54 8/5%, Fe-56 7/91%, Fe-57 2/2% است.

آهن چهارمین عنصر از نظر فراوانی در پوسته به شمار می­آید، در حالیکه ذخایر آهن دارای 25 تا 65 درصد آهن هستند. بنابراین طبیعت برای ساختن ذخایر آهن چندان سختی نباید انجام دهد. کانسارهای آهن مهمی بوسیله فرایندهای رسوبی، گرمابی، آذرین بوجود آمده اند.

تمرکز آهن در این نهشته­ها تا حدودی به این اصل وابسته است که آهن در طبیعت به سه حالت یافت می­شود. در هسته زمین آهن بطور آزاد یافت می­شود، اما بیشترین آهن پوسته به یکی از دو حالت فرو (Fe2+) یا فریک (Fe3+) حضور دارد. کانی­های رایج آهن مانند هماتیت و گوئتیت دارای آهن فریک بوده و در حضور اکسیژن زیاد نیز پایدار هستند. در حالی که کانی­هایی مانند مگنتیت و سیدریت دارای آهن فرو بوده و در محیط های کم اکسیژن احیاکننده تر پایدارترند. کانی رایج آهن یعنی پیریت نیز برای تشکیل به محیط­های کم اکسیژن نیاز دارد اما به خاطر مشکلات ناشی از گوگرد این کانی برای تولید آهن استخراج نمی­شود. به طور کلی وقتی یک کانی آهن دار دچار هوازدگی می­شود، اگر آهن آن در حالت فرو باشد به صورت محلول منتقل می­شود، اما اگر در حالت فریک باشد به حالت گوئتیت رسوب می­کند.

بتابراین کانی­های آهنی که ضمن هوازدگی در محیط­های غنی از اکسیژن نزدیک زمین دچار انحلال می­شوند، تشکیل یک بیرون زدگی زنگ زده و غنی از اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن فریک را می­دهند. در مقابل محلول­های احیاء زیر سطح شامل بسیاری از محلول­های گرمابی و آب برخی از چاه­هایی می­باشد که دارای آهن فروی محلول است (سیلیسیان، 1386).

ذخایر رسوبی که بزرگترین و مهم ترین ذخایر آهن را تشکیل می­دهند، رسوبات شیمیایی به شمار می­آیند. بیشتر آن­ها از لایه­های متناوب غنی از آهن و سیلیس تشکیل شده و به همین علت سازند آهن نواری در آمریکای شمالی تاکونیت، در برزیل ایتابریت، در استرالیا جاسپیلیت و در آفریقای جنوبی سنگ آهن نواری خوانده می­شود. لایه­های غنی از آهن سازند نواری آهن دارای اکسیدهای آهن، سولفیدها، کربنات­ها یا سیلیکات­ها و لایه­های غنی از سیلیس به طور معمول بیشتر از کوارتز موسوم به چرت تشکیل شده اند.

دو نوع اصلی ذخایر سازند آهن نواری وجود دارد. ذخایر آهن نواری نوع آلگوما ضخامت چند ده متری داشته و گسترش جانبی آن­ها نیز به چندین کیلومتر می­رسد. این نوع ذخایر با سنگ­های آتشفشانی رابطه نزدیکی داشته و کاملاً در مکان­هایی تشکیل شده­اندکه چشمه­های داغ آتشفشانی محلول­های گرمابی غنی از آهن را درون حوضه­های رسوبی آزاد کرده­اند. سازند آهن نواری نوع آلگوما در تماکی و استیپ راک در منطقه­ی آلگومای اونتاریو در کانادا و در آفریقای جنوبی استخراج شده­اند. نوع دیگر تشکیلات آهن لایه­ای نوع سوپریور هستند که از جمله بزرگترین ذخایر آهن رسوبی بشمار می­روند. سنگ­های آتشفشانی در این مجموعه گزارش نشده است و محیط تشکیل آن­ها بخش پایدار سواحل قاره ای و حوضه­های درون قاره­ای است. دریاچه سوپریور- لابرادور در آمریکای جنوبی و حوضه هامونسکی در استرالیا و ترانسوال در آفریقای جنوبی مناطقی هستند که ذخایر آهن نوع سوپریور در آن­ها کشف شده است.

تعداد صفحه : 106

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --