تبلیغات
وبلاگ تخصصی زمین شناسی - زمین شناسى و خاستگاه کانسارهاى آهن

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


وبلاگ تخصصی زمین شناسی
دانستن کافی نیست،باید به دانسته ی خود عمل کنید.
نوشته شده در تاریخ سه شنبه 11 بهمن 1390 توسط سپهوند پور
با اینکه آهن حدود 5 درصد پوسته زمین را مى سازد اما بخشى کوچک از آن درفرآیندهاى کانى سازى رسوبى- آذرین یا دگرگونى در پیکره کانه ها و کانسنگهاى آهن انباشته شده است. بطور کلى خاستگاههاى کانسار آهن بقرار زیر است:

1-4-1-آهن رسوبى

           کانسارهاى آهن رسوبى که وابسته به سازندهاى رسوبى لایه لایه اند سنشان اغلب پرکامبرین است. بدلیل  اهمیت این کانسارها در فرآورى آهن جهان، بررسیهاى فراوان برروى آنها انجام شده است. لیکن بدلیل نبود یا کم  اهمیت بودن این ذخایر در ایران، ویژگى هاى این کانسارها باختصار توضیح داده مى شود.

 

آهن مى تواند در آب نهشته شود. سازندهایى در جهان هستند که از آهن رسوبى پدید آمده اند. این واقعیتى است که امروز بر آن گواهیم. لیکن پاسخ به این پرسش که چرا و چگونه آب دریاهاى این سازندها تا بدینسان از آهن پرمایه بوده است واصولاخاستگاه این آهن پیش از داخل شدن در آب چه بوده است براى ما دشواراست. لیکن یک نکته گفتنى است و آن این که تا آن زمان که به پرسش هایى همچون میزان اکسیژن و گاز کربنیک، چگونگى ظرفیت 2+ یا 3+ آهن در آن زمان و گوگرد، موجود در دریاهاى آن زمان پاسخ داده نشده است، نهشته گذارى آهن همچنان بدون پاسخ خواهد ماند. فزون بر این، انباشته هاى آهن رسوبى جهان بسیار کهن اند و بیشتر در آرکئن پدید آمده اند. بنابراین بر دشواریهاى یاد شده مسائل پارینه اقلیمى نیز باید افزود. مهمترین ذخایر آهن رسوبى سازندهاى آهن نوارى مى باشند.

 1- 1-4- 1- سازندهاى آهن نوارى

سازندهاى آهن نوارى تناوبى نازک لایه تا متوسط لایه از کانى هاى اکسیدى- کربناتى- سیلیکاتى آهن با نوارهاى چرت و ژاسب است. آهن در مجموع 15 درصد ترکیب شیمیایى این لایه ها را مى سازد و چنانچه به 25 تا 35 درصد برسد، اقتصادى خواهد بود. خاستگاه آهنهاى رسوبى و زایش آنها به سازندهاى پرکامبرین محدود است. بر روى این کانسارها پژوهش هایى بسیار فراوان انجام  گرفته است و سن حدود 2 میلیارد سال براى آنها بدست آمده است. چند گونه از این سازندها دیده شده است که مهمترین آنها بقرارزیر میباشند:

الف- سازندهاى آهن نوارى آگلوما یا سن آرکئن

این سازندها چند دوره کوهزایى، آتش فشانى و پلوتونیزم را پشت سر گذاشته است ولى پیدایش آنها بیشتر با سنگهاى آتش نشانى پیوند خورده است. این سازندها انباشتگیهایى همچون ناگامى در کانسارهاى آدامز، شرمن در کمربند گرینستون آبیتیمى در انتاریو... را دربرمیگیرد. ستبراى این انباشتگى ها بندرت به 50 متر مى رسد. کانه آنها منیتیت یا هماتیت همراه با چرتها و ژاسب و کوارتز دانه ریز است. کانیسازى آهن را معمولاکانى هاى سیلیکاته آهن مانند گرینالیت، شاموزیت، مینوسوتائیت تشکیل مى دهد. فزون براین، کربنات و سولفورآهن نیز در آنها هست. میزان آهن این سازند 8 2 تا 38 درصد است.

ب- سازندهاى آهن نوارى دریاچه سوپریور با سن پروتروزئیک پیشین

       سن پیدایش این سازند را 1/9 تا 6/2 میلیارد سال پیش مى دانند. ستبراى آهن در آنها زیاد و بیشتر از هماتیت تشکیل شده ولى منیتیت نیز همچنان فراوان است.این انباشته هاى آهن که سازند بیوابیک در سلسله کوههاى مسابى در مینه سوتا نمونه اى از آن است بعنوان سازند هستى گرفته در آبهاى کم ژرفا و پرمایه از رسوبات شیمیایى گسترده تعریف شده است.

2- 1-4- 1- انگاره هاى گوناگون درباره پیدایش سازندهاى آهن

تاکنون 6 انگاره در این باره منتشرشده است:

1- چشمه هایى با خاستگاه ماگمایى ا ز آتش فشان هاى زیردریایى اکسید هاى آهن و سیلیس را بدرون آب رخته اند.

2- آهن و سیلیس فرآورده فرسایش و انحلال ازسنگهاى ماگمایى نزدیک و پیرامون ساحل است. انباشتگى آهن در نتیجه افزایش مقدارFe  در آب به انجام رسیده است.

3- آهن از توفهاى آهن دار و رسوبات دیگر پرمایه از آهن به دریا وا رد شده است.

4- سازندهاى نوارى بخشهاى پایانى و یا فرآورده پایانى چرخه هاى رسوبیاند.

5- سازندهاى آهن از بالا آمدن آب سرد ژرف و جاى گرقتن بر روى فلات قاره محکم پدید آمده است.

6- ذخیره سازى سازند آهن در نتیجه زیاد شدن غلظت آهن در دریا حادث شده است. جولفید (1984) یک دریاى اسیدى آرکئن اولیه pH شش یا کمتر وEh  حدود صفر و با سطح آب دریاى در تعادل با اتمسفرى غنى ا ز CO2 را تصور کرده است. تحت این شرایط آهن بوسیلة فرسایش آزاد مى شود و بوسیلة آتش فشانى بصورت آهن فررو در دریا باقى خواهد ماند. همینطور که زمان پیش مى رود CO2 اتمسفر بتدریج تمام مى شود و افزایشى درpH دریا بوسیله حذف H2CO3، حاصل مى گردد. نهایتأبه یک نقطة (اشباع مى رسد و FeCO3 و Fe3O4، شروع به ته نشین شدن میکنند. زیاد شدن تدریجى اکسیژن و تمام شدن CO2 در اتمسفر احتمالاً ته نشین شدن یکجاى آهن در آب دریا بصورت منیتیت، هماتیت و سیدریت را موجب مى شود. 

بوسیله لیپ و گلویش(1959) کلود (1973) و گارلز، پرى، مک کنزى (1973)ثابت شده است که اتمسفر زمین بطور مشخص در حدود 2 میلیون سال پیش خاصیت اکسیدى بیشترى پیداکرده است.

این مطلب مى رساند که سازندهاى آهن نوارى بزرگ بصورت رسوبات شیمیایى منیتیت، چرت، سیلریت چرت یا کوبنات-چرت درمحیطهاى پرکامبرین احیائى انباشته شده اند. بیشتر سازندهاى آهن شامل فسیل نیست، بعضى جاها جلبک سبز، آبى و ارگانیسم هاى غیر قابل تشخیص و مشکوک، دسته هاى استروماتولیت آب کم و عمق و ریفهاى جلبکى و کلونى هانى گزارش شده اند اما آنها نادر هستند.

گفتنى است که اورورک(1961) مدارکى را ارائه داده است که سازندهاى آهن نوارى وجود دارند که کانه هاى مشابه پرکامبرین دارند و فرض شده اند که قدیمى هستند، اما آنها در حقیقت سن بعد از پرکامبرین دارند. کیمبرلى (1978)اظهار داشت که تکامل تکتونیک و محیطهاى ماگمائى مهمتر از تکامل بیولوژیک یا اتمسفر هیدرولوژیک بوده است.

 دیگرکانسارهاى آهن رسوبى عبارتند از

1- کانسار آهن دار الیتیکى- جریان آب رودخانه توانایى حمل مقادیرى فراوان ازآهن را آهن دارد. در روند از جاى کنده شدن و یا حمل، فرآوده هاى آلى مى توانند نقشى بزرگ داشته باشند. اینگونه از ترکیبات و یا کمپلکس ها بگونه یک سل عمل میکنند و آنگاه که به آب یونیزه برخورد کنند، سل هاى درشت آهن را برجاى مى نهند. الیتها در ترکیب گوناگونند وماده آهن دار آنها میتواند هماتیت، لیمونت، سیدریت و شاموزیت باشد. مشهورترین کانسار الیتى جهان کانسار کلینتون است، که از شمال ایالت نیویورک بسوى جنوب آلابا برونزد دارد. این کانسارها در مجموع انباشتگى هاى بزرگ و یا پرمایه نمى سازند.

2- کانسارهاى سیدریتى- که در نقاط گوناگون جهان پراکننده مى باشد ولى بررسى هاى        بى شمار براى اقتصادى کردن این کانسارها تاکنون به ناکامى انجامیده است.

        3- کانسارهاى چشمه اى- این کانسارها بیشتر داراى لیمونیت اند و در ترکیب کانه اى آنها، منگنز، فسفر، گوگرد، آب و دیگر ناخالصى ها یافت مى شود در پیدایش آنها میکروارگانزم ها را مؤثر مى دانند. 

2-4-1- کانسارهاى ماگمایى  

باور این است که انباشته هاى ذخایزتوده اى منیتیت (گه گاه، همراه با هماتیت) داراى خاستگاه آذرین اند. این کانسارها خود ناشى از تفکیک ماگمایى اند. این کانسارها گاه لایه بندى نشان مى دهند ).مانند کرومیتهاى نوع بوشولد) ولى بیشتر شکل خاصى ندارند و بصورت تزریق از سیالهاى غنى از منیتیت، درسنگهاى دیواره اند. این منابع معمولاداراى درصد بالایى از آهن هستند، و بیشتر از تیتان نیز پرمایه اند.این گونه کانسارها که زایش آنها مستقیماً وابسته به ماگماست، گاه نام اورتوماگمایى نیز بدانها داده شده است.

کانسارهاى ماگمایى در مقایسه با کانسارهاى رسوبى، تا اندازه اى کمیاب ترند و بیشتردر پیوند با سنگهاى سینتى اند و همراه با آنها یافت مى شوند. نمونه اى برجسته از این کانسارها، میدان معدنى کیرانا در شمال سوئد است. کانسارهایى با این خاستگاه در ایران، احتمالاً کانسار چادرملو در بافق و مرواریه و سرخه دیزج در زنجان هستند.

ذخیره اینگونه کانسارها معمول اقابل ملاحظه است. عیار آهن آنها معمولاکمتر از60 درصد و عیار فسفر آنها در حدود 2 درصد است. عیار گوگرد در آنها پایین و کمتر از 5 درصد است.

شکل کانسار رگه اى و عدسى مانند و معمولادر همبرى سنگهاى نیمه مغاکى قلیایى است و یا میان انواع فرآورده هاى نفوذى جاى دارد. نفوذیهاى زاینده سنگ آهن، سنها و ترکیب هایى گوناگونا دارند. ترکیب آنها ممکن است گرانیت، کراتوفیر، آپلیت، سینیت و غیره باشد. کانه شامل منیتیت همراه با آمیزه هایى جامد از فلوئور آپاتیت (که میتواند تا 15 درصد نیز برسد) مقد ار کمى هماتیت، دیوپسید، آمفیبول، تورمالین، زیرکن، بیوتیت، کوارتز، کربناتها و همراه با عیارهایى کم از مسولفورهاست.

3-4- 1- کانسارهاى اسکارنى

آهن در این گونه کانسارها ریشه ماگمایى دارد که سیلیس آن در فرآیند تفریق ماگمایى سیلیکاتها را مى سازد و آهن باقیمانده در حاشیه توده ماگمایى انباشته تر میشود. دماى بالاى سیالات آهن دار آنگاه که به توده اى رسوبى- بویژه لایه هاى آهک- برخورد، درسنگ آهک محیطى نیمه سیال پدید مى آورد. در چنین شرایطى است که میان جبة آهن دار  

 

ماگمایى و بخش سنگ آهک داغ چرخه اى پدیدار میشود در روند آن آهن درون بخش آهکى، بصورت اکسید برجاى گذاشته میشود. گرچه شمار این گونه کانسارها مى تواند فراوان باشد، لیکن شمارى که اندازه هاى بزرگ داشته باشند، کمتر است. از نمونه هاى شناخته شده این گونه کانسارها میتوان ایران اسپرنیگ (آمریکا)، کریسیتانیا و آرندال (نروژ)، نوربرگ (سوئد)، کوارى (لهستان)، بانات رومانى، سنگان (برپایه کارهاى بومرى) در ایران را نام برد. بخشى از کانیسازى آهن شهرک گفتنى است اسکارن مى تواند بصورت آهکى و منیزیمى باشد که نوع منیزیمى آن بسیارکمیاب تر است.

 

4-4-1- کانسارهاى تراوشى

تراوش آهن از کانسارهاى کم مایه از آهن، با میانجیگرى آبهاى زیرزمینى و برجاى نهادن دوباره آنها در فاصله اى دورتر مى تواند به پیدایش کانسارهایى پرمایه از آهن بیانجامد کروتوف (1959) و پرونین بر این باورند که این گونه کانسارها در سطوح ناهموار و فرسایش یافته وکارستى آهکى دوره هاى کربونیفر جاى دارند. اینگونه کانسارها داراى اهمتى محدودند.

5-4-1- کانسارهاى دگرگون زاد

این کانسارها که به دو رشته دگردیسى و دکرگونى قابل بخش اند، به انباشته هایى ازآهن گفته مى شود که در فرآیندهاى متامورفزیم، ناحیه اى یا همبرى، متمرکز شده باشند. ازآنجا که در بیشتر این کانسارها، دگرگونى تنها به تغییر ساختمان بلورین ماده میانجامد، بنابراین بیشتراین پدیده ها ازنوع دگردیسى اند تا دگرگونی. کانسارهاى دگردیسى ناحیه اى در هر هشت سکوى زمین، در سنگهاى پرکامبرین و بخشى نیز در پالئوزوئیک پیشین پراکنده اند. این گونه کانسارها انباشته هایى بزرگ را پدید آورده اند که در اقتصاد جهانى آهن نقشى بزرگ داشته اند.

در این کانسارها  دوگونه کانسنگ بچشم مى خورد؛ کوارتزیتهاى آهن دار و ایتابیریتها.

عیار و مقدار آهن در کوارتزیتهاى آهن دار وابسته به تناوب آشکوب هاى نازک کوارتز و هماتیت یا منیتیت همراه با میکاشیستهاى آمفیبول- کلریت داراست. چنین ترکیب و هم آیند کانى شناسى آنها را به رخساره هاى دگرگونى شیستهاى سبز رنگ، وابسته به

دماهاى نسبتاً کم، پیوند مى دهد. این گونه کانسارها در روسیه، لابرادورکانادا، کره شمالى، هند، استرالیا و افریقاى جنوبى وجود دارند.

کانسارهاى ایتابیریت هم آیندکانى شناسى اینچنین دارند: هماتیت، منیتیت کوارتز، آمفیبول، گرونا، پیروکسن و فلدسپات که نشان دهنده رخساره متامورفیک- آمفیبولیت در دماى بالا است نمونه هایى از این کانسار در برزیل، سوئد و نروژ دیده شده است.

 

6-4- 1- کانسار آتش فشانى- رسوبى

برخى آتش فشانها، پرمایه از آهن، در برهه اى از تاریخ تکاپوى خویش، توانایى آن را دارند که اکسیدهاى آهن را، در پیکر کانیهایى چون منیتیت، الیژیست و گاه پیریت به بیرون ریزند. چنانچه چنین روانهایى در آب دریا بریزند، لایه هایى پدید مى آورند که در آنها آهن بصورت عدسى یا لایه هایى همخواب و در راستاى لایه بندى سنگهاى رسوبى، در سنگ پدید مى آید. از آنجا که در فرآیند متامورفیزم ساختمان و ساختار نخستین انباشته دچار دگرگونى سخت مى شود که بازشناسى آن را دشوار یا نشدنى مى نماید، احتمالا آهن هاى کوارتزیتى یا دیگر کانسارهاى دگرگون زاد مى تواند وابسته به یک تکاپوى آتش فشانى- رسوبى گذشته باشد.

از گروه کانسارهاى آتش فشانى- رسوبى مى توان از انباشته آهن لان دیل Lahn Dill در آلمان، آتاسو در قزاقستان مرکزى، کانسار آهن و منگنز شمس آباد اراک کانسارهاى رسوبى ناحیه بندرعباس نام برد.








.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک