4-2-1-بافت مربوط به کانسارهاي اکسيدي آهن _ تيتانيوم همراه با سنگهاي آذرين39
4-2-2- بافت مربوط به کانسارهاي آهن رسوبي40
4-2-3- بافت مربوط به کانسار آهن اسکارن40
4-3- بافت مشاهده شده در محدوده انديس مورد مطالعه41
4-4- سنگ ميزبان منطقه47
4-5- نتيجه گيري48
4-6- دگرساني56
4-6-1- عوامل موثر بر دگرساني هيدروترمالي56
4-6-2- دگرساني سيليسي57
4-6-3- دگرساني کربناتي57
فصل پنجم: کاني شناسي
5-1- مقدمه59
5-2- هماتيت Fe2O3:59
5-3-گوئتيت FeO(OH):60
……………………………………………………………………………………..60Fe2O5-4- پيريت
5-5- پيرولوزيت MnO2 يا(B-MnO2) :61
5-6- کوارتز SiO2:63
5-7- کلسيت و دولوميت CaCO3,CaMg(CO3)263
فصل ششم: ژئوشيمي
6-1- مقدمه65
6-2-ژئوشيمي آهن و منگنز66
6-3- ژئوشيمي منگنز و آهن در محيطهاي رسوبي66
6-4- ژئوشيمي منگنز و آهن در شرايط ماگمايي68
6-5- ژئوشيمي منگنز و آهن در محيطهاي هوازدگي سوپرژن……………………………………………………..68
6-6- مطالعه شيمي کانسنگ68
6-6-1- نسبت Fe/Mn و Mn/Fe 69
6-6-2- عناصر کمياب72
6-6-3- نسبتهاي دوتايي بعضي از عناصر کمياب80
6-7- همبستگي بين عناصر واسطه و آهن83
منابع86

فهرست اشکال
شکلها………..صفحه
شکل1-1 نمودار شماتيک فرآيندهاي زمين شناختي که به تشکيل کانسارهاي آهن منجر مي شود…………..6
شکل1-2 پراکندگي کانسارهاي آهن در ايران……………………………………………………………………………………………….7
شکل2-1 نقشه زمين شناسي منطقه……………………………………………………………………………………………………………22
شکل2-2 موقعيت جغرافيايي و راههاي دسترسي به محدوده مورد مطالعه……………………………………………….22
شکل2-3 عکس پانوراما از منطقه…………………………………………………………………………………………………………………23
شکل2-4 عکس پانوراما از منطقه و راندگي دولوميت روي ماسه سنگ………………………………………………………27
شکل3-1تصوير ماهواره اي با استفاده از داده هاي استر براي ترکيب باندي631………………………………………….34
شکل3-2 نمودار جذب کانيهاي داراي Fe3+ در USGS محدودههاي طيفي استفاده شده براي استر و TM35
شکل3-3 نمودار جذب کانيهاي مختلف کلسيت در USGS محدودههاي طيفي استفاده شده براي استر و TM………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………35
شکل3-4تصوير رنگي کاذب با استفاده از داده هاي استر براي نسبت باندي7+8/9 در قرمز و 3/4 در سبز و 1 در آبي……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………36
شکل3-5تصوير ماهواره اي با استفاده از داده هاي استربا روش LS-Fit ………………………………………..37
شکل3-6 تصوير ماهواره اي با استفاده از داده هاي ETM براي آهن……………………………………………………………38
شکل4-1 الف) و ب) خاموشي موجي در کربناتها……………………………………………………………………………………42
شکل4-1 ج) دولوميت زين اسبي…………………………………………………………………………………………………………………43
شکل4-1 د) بافت آتول مانند در کلسيتهاي منطقه…………………………………………………………………………………43
شکل4-2 جانشيني اکسيدهاي آهن در امتداد رخهاي رمبوئدري کلسيت………………………………………………..44
شکل4-3 الف) و ب) بافت جعبه اي اکسيد آهن در پيريت………………………………………………………………………..44
شکل4-4 الف) و ب) بافت پراکنده اکسيد آهن در باطله………………………………………………………………………………….45
شکل4-5 زونينگ اکسيد آهن درون باطله………………………………………………………………………………………………………..46
شکل4-6 بازمانده پيريت که توسط گوئتيت جانشين شده است………………………………………………………………………46
شکل4-7 مدل شماتيکي از تبديل آهک به دگرساني سيليسي و تشکيل کاني سازي آهن الف) مرحلهIو ب) مرحله) II……………………………………………………………………………………………………………..48
شکل4-7 ج) III آهن………………………………………………………………………………………………………………………………….49
شکل4-7 د) مرحله IV………………………………………………………………………………………………………………………………..50
شکل4-7 ه) مرحله V………………………………………………………………………………………………………………………………….50
شکل4-8 الف) و ب) فرآيند تبلور مجدد سنگ آهک…………………………………………………………………………………..51
شکل4-8 ج) مرحله کاني سازي ثانويه……………………………………………………………………………………………………………..52
شکل4-8 د) سيليسي شدن انتشاري در بين کربناتهاي باقيمانده…………………………………………………………………52
شکل4-8 ه). سيليسي شدن رگه اي………………………………………………………………………………………………………………..53
شکل4-9 بافت جانشيني هماتيت در سنگ آهک مرمري شده……………………………………………………………………….53
شکل4-10 الف) کلسيت باقي مانده زير نور XPL……………………………………………………………………………………………54
شکل4-10 ب) کلسيت باقي مانده زير نور PPL………………………………………………………………………………………………54
شکل4-11 کربناتي که بعد از کاني سازي آن را قطع کرده است……………………………………………………………………55
شکل4-12 بافت برشي که خردههاي کوارتز و کلسيت را به هم جوش مي دهد……………………………………………55
شکل4-13 توالي نهشت کانيها پس از پديده برشي شدن……………………………………………………………………………..56
شکل4-14 کربناته شدن به صورت پراکنده………………………………………………………………………………………………………58
شکل4-15 جانشيني کلسيتهاي ميزبان توسط کانه آهن……………………………………………………………………………….58
شکل5-1 هماتيتي و گوئتيتي شدن سنگ ميزبان………………………………………………………………………………………….60
شکل5-2 جانشيني بازمانده پيريت توسط گوئتيت……………………………………………………………………………………….61
شکل5-3 کاني پيرولوزيت زير نور XPL و PPL……………………………………………………………………………………………62
شکل5-4 دانههاي کوارتز رگه اي…………………………………………………………………………………………………………………63
شکل5-5 جانشيني اکسيدهاي آهن در امتداد رخهاي کلسيت………………………………………………………………………64
شکل5-6 خاموشي موجي در کربنات……………………………………………………………………………………………………………….64
شکل6-1 نمودار محدوده پايداري ترکيبات منگنز……………………………………………………………………………………………67
شکل6-2 نمودار محدوده پايداري ترکيبات آهن و منگنز……………………………………………………………………………….67
شکل6-3 الف) نمودار تغييرات FeO در مقابل K2O……………………………………………………………………………………….71

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

شکل6-3 ب) نمودار تغييرات FeO در مقابل Al2O3…………………………………………………………………………………….. 71
شکل6-3 ج) نمودار تغييرات FeO در مقابل Na2O……………………………………………………………………………………….71
شکل6-4 مقايسه الگوهاي ژئوشيميايي تيپهاي مختلف کانسارهاي آهن با کانسار ميمه………………………… 72
شکل6-5 الف) نمودار تغييرات واناديوم در مقابل تيتانيوم……………………………………………………………………………..80
شکل6-5 ب) نمودار تغييرات نيکل در برابر کبالت…………………………………………………………………………………………80
شکل6-6 نمودار پراکندگي عناصر کمياب………………………………………………………………………………………………………81
شکل6-7 جايگاه کانسار آهن ميمه بر روي نمودار Co/Ni…………………………………………………………………………….82
فهرست جداول
جدولصفحه
جدول1-1 کانسارهاي مهم آهن ايران…………………………………………………………………………………………………………8
جدول1-2 توزيع زماني _ مکاني آهن در ايران…………………………………………………………………………………………..9
جدول1-3 انواع کانيهاي آهن………………………………………………………………………………………………………………..13
جدول3-1 قدرت تفکيک فاصله اي دادههاي استر و محدوده طيفي آنها…………………………………………..33
جدول 4-1 جدول توالي پاراژنزي کاني سازي آهن در منطفه مورد مطالعه…………………………………………..47
جدول 6-1 خواص شيميايي عناصري که در کانسارهاي آهن اهميت دارند………………………………………….73
جدول 6-2- مقادير عناصر کمياب در برخي از کانسارهاي مگنتيت و هماتيت دنيا………………………………76
جدول6-3 نتايج آناليز ژئوشيمي کانسنگ منطقه به روش ICP-MS (عناصر اصلي)…………………………….82
جدول6-4 نتايج آناليز ژئوشيمي کانسنگ منطقه به روش ICP-MS (عناصر کمياب)………………………….83
جدول 6-5 ميزان همبستگي عناصر مختلف با يکديگر………………………………………………………………………….83

فصل اول
کليات
1-1- مقدمه:
نيروي انساني، تأسيسات زيربنايي و مديريت کارآمد در کنار منابع طبيعي زيرساختهاي توسعه پايدار جوامع را تشکيل ميدهند. منابع طبيعي بعنوان هداياي خدادادي نقشي بي بديل در پروسه توليد ايفا ميکنند. کاميابي و رفاه روزافزون آدمي در پرتو علم و تکنولوژي پرشتاب او پيوسته همگام نياز روزافزاي انسانها به مواد اوليه و روشهاي بهينه بهرهبرداري از آنها بوده است. محيط پيراموني از ديرباز تنها منبع پر سخاوت تامين مواد اوليه مورد نياز انسانها بوده و ميباشد که درگذرگاه رشد جوامع بشري همواره کانون توجه دانشهاي پايه بوده است. انقلاب صنعتي و عصر مدرن ره آوردي چون صنعتي شدن و شهرنشيني را با خود به همراه آورد و به تبع آن گريزي باقي نماند جز يافتن منابع نوين مواد اوليه و ابداع، پيشرفت و بهينه سازي روشهاي کشف، استخراج و فرآوري مواد طبيعي (سيليسيان، 1386).
مطالعات باستان شناسي و تاريخي نشان مي دهد که شناخت و کاربرد آهن، تاريخ شش هزار ساله دارد. آشنايي آدمي با آهن به صورت تصادفي بوده است. چگالي بالا، سختي و پايداري آهن بر ويژگي هاي دو فلز طبيعي مورد استفاده در آن زمان يعني طلا و مس برتري داشت و بدين ترتيب اين فلز ارزشي والاتر از دو فلز مذکور پيدا نمود. بر اساس مطالعات باستان شناسي حدود 800 سال پيش از ميلاد، آهن در ايران به کار ميرفته است. برخي از پژوهشگران معتقدند ريشه لغوي کلمه آهن از آسن، که در اوستا به معني آهن ميباشد،گرفته شده است که آن هم از واژه آسمن به معني آسمان مشتق شده است. آهن از نخستين مواد اوليه فلزي بود که در ابتدا تنها به عنوان زيورآلات و ابزارهاي سبک شکار و جنگ مورد استفاده قرار ميگرفت اما با توجه به ويژگيها و قابليتهايش و نيز فراواني نسبيش چنان جايگاهي در مصنوعات بشري يافت که گاهي عصر تمدن را با عصر آهن همزاد ميدانند. عصر آهن به دوره اي اطلاق ميشود که ابزار و سلاحهاي مفرغي جاي خود را به ابزار آهني دادند. با گذر زمان با وجود تغييرات بسياري که زنجيرههاي مختلف صنعت به خود ديدهاند، هيچگاه آهن جايگاه خود را بعنوان فلزي مادر و استراتژيک از دست نداده است. ايران در قرون و اعصار گذشته، از جهت آشنايي با نحوه بدست آوردن فولاد همسطح و همتراز ديگر جوامع و تمدنهاي بزرگ بود، اما در سه قرن اخير به لحاظ سيطره کشورهاي غربي و پيشرفت سريع آنان و اضمحلال داخلي، در زمره واردکنندگان محصولات فلزي قرار گرفت. ايجاد کارخانه ذوب آهن که مادر صنايع محسوب ميشد به عنوان يک آمار ملي از دوره قاجاريه مطرح بود که سرانجام در سال 44 به تصويب مجلس رسيد و عملياتي شد. فولاد مبارکه اصفهان بعنوان بزرگترين مجتمع صنعتي کشور در کنار ذوب آهن اصفهان خط مقدم جبهه صنعت کشور را شکل دادهاند و اکنون با عملياتي شدن فازهاي توسعه اين مجتمعها و احداث ساير کارخانجات فولاد و نيز افزايش جهاني قيمت فلزات بيش از پيش تأمين مواد اوليه مورد نياز خصوصاً سنگ آهن مناسب ، ضروري ميباشد.
ايران از ديرباز کشوري غني از مواد معدني بوده است که همواره در جاي جاي آن کانسارها و معادن مختلفي مورد اکتشاف يا در حال استخراج قرار گرفته است. با توجه به صنعت و نوع نياز کشور گاهي عناصري نسبت به عناصر ديگر داراي اهميت بيشتر بودهاند، به طوري که حتي پايه صنعت کشوري را به خود اختصاص ميدادهاند. در اين زمينه فعاليتهاي اکتشافي و استخراجي زيادي صورت گرفته، که منجر به اکتشاف انديسها و کانسارهاي با ذخاير مختلف گرديده است، به همين علت مناطقي که از لحاظ برخي فلزات مستعدتر بودهاند، همواره مورد توجه بيشتري قرار داشتهاند. يکي از اين مناطق بسيار مستعد که دربرگيرنده بسياري از مواد معدني بالاخص آهن ميباشد، پهنه دگرگوني سنندج_سيرجان ميباشد. اين پهنه دگرگوني همواره از لحاظ مواد معدني مورد توجه معدنکاران و مکتشفين معدني قرار داشته است به طوري که در حال حاظر در نقاط مختلف اين پهنه، انديسها و کانسارهاي فلزي و غيرفلزي زيادي ديده ميشود که ميتوان اين پهنه را يکي از قطبهاي معدني کشور به شمار آورد. در حال حاظر اين پهنه را قطب دوم کانسارهاي آهن در کشور محسوب ميکنند.
1-2- کلياتي در مورد آهن
آهن، عنصر شيميايي است که در جدول تناوبي باFe و عدد اتمي 26 نشان داده ميشود. آهن فلزي است که در گروه 8 و در دوره 4 جدول تناوبي قرار دارد. علامت Fe وکلماتي مثل فروس1 از کلمه لاتين فروم2 گرفته شده است. اولين نشانههاي استفاده از آهن به زمان سومريان و مصريان برميگردد که تقريباً 4000 سال قبل از ميلاد با آهن کشف شده از شهاب سنگها اقلام کوچکي مثل سرنيزه و زيورآلات ميساختند. از 2000 تا 3000 سال قبل از ميلاد مسيح، تعداد فزايندهاي از اشياء ساخته شده با آهن مذاب (فقدان نيکل، اين محصولات را از آهن شهاب سنگي متمايز ميکند) در بين النهرين، آسياي صغير و مصر به چشم ميخورد؛ اما ظاهراً تنها در تشريفات از آهن استفاده ميشد و آهن فلزي گرانبها حتي با ارزش همتراز طلا به حساب ميآمد. از 1600 تا 1200 قبل از ميلاد در خاورميانه بطور روزافزون از اين فلز استفاده ميشد، اما جايگزين کاربرد برنز در آن زمان نشد (سيليسيان، 1386).
از 1000 تا 1200 سال قبل از ميلاد مسيح در خاورميانه يک جابجايي سريع در تبديل ابزار و سلاحهاي برنزي به آهني صورت گرفت. عامل مهم در اين جابجايي، آغاز ناگهاني تکنولوژيهاي پيشرفته کار با آهن نبود، بلکه عامل اصلي، مختل شدن تأمين قلع بود. اين دوره جابجايي که در نقاط مختلفي از جهان رخ داد، دورهاي از تمدن به نام عصر آهن را بوجود آورد. همزمان با جايگزيني آهن به جاي برنز، فرآيند کربوريزاسيون کشف شد که بوسيله آن به آهن، کربن اضافه ميکردند. آهن را بصورت اسفنجي که مخلوطي از آهن و سرباره به همراه مقداري کربن يا کاربيد است بازيافت ميکردند، سپس سرباره آن را با چکش کاري جدا نموده و محتوي کربن را اکسيده ميکردند تا بدين طريق آهن نرم توليد کنند.
مردم خاورميانه دريافتند که با حرارت دادن طولاني مدت آهن نرم در لايهاي از ذغال و آب دادن در آب يا روغن ميتوان محصولي بسيار محکم تر بدست آورد. محصول حاصله که داراي سطح فولادي است، از برنزي که قبلاً کاربرد داشت محکم تر و مقاوم تر بود.
آهن يکي از رايج ترين عناصر زمين است که تقريباً 5 % پوسته زمين را تشکيل ميدهد. آهن عمدتاً از سنگ معدن استخراج ميگردد. اين فلز را بوسيله روش کاهش با کربن که عنصري واکنش پذير است، جدا ميکنند. اين عمل در کوره بلند در دماي تقريباً 2000 درجه سانتيگراد انجام ميپذيرد.
براي تهيه آهن عنصري، بايد ناخالصيهاي آن با روش کاهش شيميايي از بين برود. آهن براي توليد فولاد بکار ميرود که عنصر نيست، بلکه يک آلياژ و مخلوطي است از فلزات متفاوت (و البته تعدادي غير فلز بخصوص کربن). هسته اتمهاي آهن داراي بيشترين نيروي همگير در هر نوکلئون هستند بنابراين آهن با روش همجوشي، سنگين ترين و با روش شکافت اتمي، سبکترين عنصري است که بصورت گرمازايي توليد ميشود.
معمولترين حالات اکسيداسيون آهن عبارتند از:
> حالت فروس Fe2+
> حالت فريک Fe3+
> حالت فريل Fe4+که با تعدادي آنزيم (مثلاً پيروکسيدازها) پايدار شده است.
آهن بطور طبيعي داراي چهار ايزوتوپ پايدار Fe-54, Fe-56, Fe-57, Fe-58 ميباشند. فراواني نسبي ايزوتوپهاي آهن در طبيعت تقريباً, Fe-58 3/0% Fe-54 8/5%, Fe-56 7/91%, Fe-57 2/2% است.
آهن چهارمين عنصر از نظر فراواني در پوسته به شمار ميآيد، در حاليکه ذخاير آهن داراي 25 تا 65 درصد آهن هستند. بنابراين طبيعت براي ساختن ذخاير آهن چندان سختي نبايد انجام دهد. کانسارهاي آهن مهمي بوسيله فرايندهاي رسوبي، گرمابي، آذرين بوجود آمده اند.
تمرکز آهن در اين نهشتهها تا حدودي به اين اصل وابسته است که آهن در طبيعت به سه حالت يافت ميشود. در هسته زمين آهن بطور آزاد يافت ميشود، اما بيشترين آهن پوسته به يکي از دو حالت فرو (Fe2+) يا فريک (Fe3+) حضور دارد. کانيهاي رايج آهن مانند هماتيت و گوئتيت داراي آهن فريک بوده و در حضور اکسيژن زياد نيز پايدار هستند. در حالي که کانيهايي مانند مگنتيت و سيدريت داراي آهن فرو بوده و در محيط هاي کم اکسيژن احياکننده تر پايدارترند. کاني رايج آهن يعني پيريت نيز براي تشکيل به محيطهاي کم اکسيژن نياز دارد اما به خاطر مشکلات ناشي از گوگرد اين کاني براي توليد آهن استخراج نميشود. به طور کلي وقتي يک کاني آهن دار دچار هوازدگي ميشود، اگر آهن آن در حالت فرو باشد به صورت محلول منتقل ميشود، اما اگر در حالت فريک باشد به حالت گوئتيت رسوب ميکند.
بتابراين کانيهاي آهني که ضمن هوازدگي در محيطهاي غني از اکسيژن نزديک زمين دچار انحلال ميشوند، تشکيل يک بيرون زدگي زنگ زده و غني از اکسيدها و هيدروکسيدهاي آهن فريک را ميدهند. در مقابل محلولهاي احياء زير سطح شامل بسياري از محلولهاي گرمابي و آب برخي از چاههايي ميباشد که داراي آهن فروي محلول است (سيليسيان، 1386).
ذخاير رسوبي که بزرگترين و مهم ترين ذخاير آهن را تشکيل ميدهند، رسوبات شيميايي به شمار ميآيند. بيشتر آنها از لايههاي متناوب غني از آهن و سيليس تشکيل شده و به همين علت سازند آهن نواري در آمريکاي شمالي تاکونيت، در برزيل ايتابريت، در استراليا جاسپيليت و در آفريقاي جنوبي سنگ آهن نواري خوانده ميشود. لايههاي غني از آهن سازند نواري آهن داراي اکسيدهاي آهن، سولفيدها، کربناتها يا سيليکاتها و لايههاي غني از سيليس به طور معمول بيشتر از کوارتز موسوم به چرت تشکيل شده اند.
دو نوع اصلي ذخاير سازند آهن نواري وجود دارد. ذخاير آهن نواري نوع آلگوما ضخامت چند ده متري داشته و گسترش جانبي آنها نيز به چندين کيلومتر ميرسد. اين نوع ذخاير با سنگهاي آتشفشاني رابطه نزديکي داشته و کاملاً در مکانهايي تشکيل شدهاندکه چشمههاي داغ آتشفشاني محلولهاي گرمابي غني از آهن را درون حوضههاي رسوبي آزاد کردهاند. سازند آهن نواري نوع آلگوما در تماکي و استيپ راک در منطقهي آلگوماي اونتاريو در کانادا و در آفريقاي جنوبي استخراج شدهاند. نوع ديگر تشکيلات آهن لايهاي نوع سوپريور هستند که از جمله بزرگترين ذخاير آهن رسوبي بشمار ميروند. سنگهاي آتشفشاني در اين مجموعه گزارش نشده است و محيط تشکيل آنها بخش پايدار سواحل قاره اي و حوضههاي درون قارهاي است. درياچه سوپريور- لابرادور در آمريکاي جنوبي و حوضه هامونسکي در استراليا و ترانسوال در آفريقاي جنوبي مناطقي هستند که ذخاير آهن نوع سوپريور در آنها کشف شده است.
آهن در ذخاير گرمابي و ماگمايي نيز يافت ميشود. مهمترين ذخاير گرمابي که به نام ذخاير متاسوماتيک مجاورتي شناخته شدهاند، در محل تماس بين تودههاي نفوذي آذرين و سنگ ديواره آهکي يافت ميشود. اين ذخاير جايي تشکيل ميشوند که محلولهاي گرمابي حاوي آهن حل شده از توده نفوذي به درون سنگ آهک جريان پيدا کرده و باعث رسوبگذاري کانيهاي آهن ميشوند. منشأ برخي از محلولهاي گرمابي، ماگمايي است، اما برخي ديگر به سادگي آبهاي روان گرم شده اي هستند که از ميان توده نفوذي چرخش کرده و آهن موجود در آن را حل کرده اند. ذخاير ماگمايي آهن در اثر جدايش يک مذاب اکسيد آهني از ماگماي سيليکاتي به وجود آمده اند. اين مذابها ظاهراً از دو نوع ماگماي مشخص يعني ماگماي ريوليتي و آنورتوزيتي منشأ گرفته اند. بيشتر ذخاير با ماگماي ريوليتي همراه اند مانند ذخيره عظيم کايرونا در سوئد. آهن در ماگماي ريوليتي عنصر فراواني نيست و تشکيل يک ماگماي ناميژاک غني از آهن ظاهراً مستلزم وجود شرايط به شدت اکسيدکننده است مانند شرايطي که در اثر آلودگي يک ماگما بوسيله آبهاي جوي به وجود مي آيد.
افزون بر آن براي صعود ماگماي اکسيد آهن به سطح احتمالاً به وجود مقدار زياد گاز نياز خواهد بود. انواع ديگر ذخاير آهن هم وجود دارد اما اين ذخاير در عرصه جهاني فاقد اهميت اقتصادي هستند. براي مثال مگنتيت در مقابل هوازدگي مقاوم بوده و از اکثر کانيهاي سيليکاتي سنگين تر است. بنابراين ميتواند در ذخاير متمرکز شده و سواحل ماسه را در جهان بوجود آورد. آهن همچنين در خاکهاي لاتريتي نيز جمع ميشود. اين گونه خاکها در شمال تگزاس استخراج شده است (سيليسيان، 1386).
کانسار آهن ميمه جزء کانسارهاي آهن رسوبي مي باشد. در ايران کانسار مشابه با منطقه مورد نظر، کانسار آهن منگنزدار شمس آباد در جنوب اراک مي باشد. توالي پيشرونده کرتاسه در منطقه شمس آباد با کنگلومرا و ماسه سنگ شروع مي شود که در مرحله رسوبگذاري بصورت ژل هيدروکسيدهاي آهن به همراه سولفيدها و ساير کاتيونها تشکيل شده است. در طي دياژنز کانيهاي گوئتيت به همراه هيدروکسيدهاي منگنز، سولفيد و دولوميت متبلور شده اند. خروج آب و تبلور مجدد گوئتيت باعث تشکيل رگچههاي هماتيت در اواخر دياژنز شده است. در نهايت فرآيند هوازدگي سوپرژن با انحلال سولفيدها و کربناتها باعث افزايش عيار آهن و منگنز، گسترش تخلخل و ايجاد کانيها و بافتهاي ثانويه شده اند.

1-3- پراکندگي کانسارهاي آهن در ايران
تاکنون بيش از دويست کانسار، نشانه معدني و انديس معدني آهن در ايران شناسايي شده که مجموع ذخاير آنها به بيش از 4 ميليارد تن سنگ آهن ميرسد. عيار آهن در اين ذخاير حدود 55 تا 60 درصد آهن است. حدود 90 درصد ذخاير آهن ايران در سه منطقه معدني متمرکز هستند. به طور خلاصه مکانهاي آهن دار ايران به شرح زير هستند:
> ايران مرکزي با بيشترين تمرکز در منطقه بافق در حدود 2 ميليارد تن.
> پهنه سنندج _ سيرجان، شامل مناطق سيرجان، مانند کانسار آهن گل گهر با ذخيره احتمالي 2/1 ميليارد تن، شمس آباد اراک 100 ميليون تن و منطقه همه کسي همدان 50 ميليون تن.
> شرق ايران حدود 700 ميليون تن شامل کانسارهاي سنگان در منطقه تايباد 620 ميليون تن؛ ده زمان کاشمر حدود 20 ميليون تن و کانسارهاي کوچکي چون نيزار و کلات ناصر.
مجموع ذخاير قطعي سنگ آهن در ايران در ابتداي اين دهه، 279/1 ميليارد تن برآورد شده است که تنها معادل يک درصد منابع آهن جهان است. ذخاير ديگري نيز به طور پراکنده وجود دارند که از نظر اقتصادي قابل توجه نيستند، از جمله ميتوان به ناحيه زنجان، سمنان، بندرعباس (لارک، هرمز، تنگه زاغ) اشاره کرد (عبداللهي، 1389). بطور کلي نواحي آهن دار ايران را به مناسبت نزديکي کانسارهاي آن ها نسبت به هم به چند منطقه تقسيم کرده اند که در اينجا فقط به برخي کانسارهاي اين مناطق اشاره مي شود.
شکل 1-2 پراکندگي کانسارهاي آهن در ايران (عبداللهي، 1389)
جدول 1-2 توزيع زماني _ مکاني آهن در ايران (عبداللهي، 1389)
1-4- کاني شناسي آهن
آهن آنقدر پايدار است که مي تواند به صورت آزاد وجود داشته باشد. ترکيبات آهن ممکن است به هر يک از دو حالت اکسيداسيوني 2+ و 3+ ديده شود و هر دو حالت اکسيداسيوني نيز مي تواند به راحتي تحت شرايط طبيعي تشکيل شود بنابراين؛ اين ترکيبات در طبيعت فراوان، گسترده و متنوعند. آهن در طبيعت به چهار شکل يافت مي شود:
الف – حالت آزاد آهن: به ندرت به صورت فلزي يافت مي شود. دو آلياژ طبيعي آهن به نامهاي آواروئيت (FeNi2) و ژوزفينيت (Fe3Ni5) به صورت گرهکهاي کوچکي در بازالتهاي گرينلند يافت شده است.
آهن فلزي يا آلياژي بيشتر در شهاب سنگها ديده مي شود. مثلاً شهاب سنگهاي آهني يا سيدريتها اساساً شامل آلياژي از آهن و نيکل بوده و غالباً حاوي کانيهاي شديداً احيا شده اي مثل شري برسيت Fe,Ni,Co)3P)، تروئيليت FeS)) کوهنيت Fe3C)) و گرافيت است. چند سنگ مشاهده شده که در آنها آهن فلزي يافت شده است بهترين مثالها البته بازالتها هستند همانند بازالتهاي جزيره ديسکو در گرينلند (Wauschkukn,1966) و بواهل نزديک کاسل (در آلمان) اما آهن فلزي همچنين در گرانيتها و تراکيتها گزارش شده است و همچنين از محصولات تفريق گابرويي موسکاکس (Lepp,1975).
ب _ کانيهاي اکسيدي و سولفيدي اوليه: در مراحل اوليه تبلور ماگما کانيهاي دير گداز مانند مگنتيت از آن جدا مي شود.
بر اساس نظر گلدشميت، تغييرات حاصله ناشي از واکنشهاي زير (واکنش 1-1) است که در اثر عملکرد آب يا بخار بر روي ماگماي فوق بازيک (اليوين دار) رخ مي دهد:
3Fe2Sio4
+2H2o2Fe3o6 +4MgSio3+2H2(واکنش 1-1)
3Mg2Sio4
اين واکنش شاهدي است مبني بر اين که مگنتيت بيشتر در مرحله گابرويي جدا مي شود تا مراحل پريدوتيتي اوليه بلورهاي مگنتيت حاصله ممکن است در ماگما ته نشست کرده و يا در اثر فرآيند پالايش فشاري تجمع حاصل کنند و بدين ترتيب گاهي کانسارهاي آهن با ارزشي تشکيل ميگردد. کانيهاي سولفيدي ممکن است توسط محلولهاي گرمابي به وجود آيند.
ج _ کانيهاي سيليکاته آهندار: اين کانيها بسيار متعدد بوده و غالباً مشخصه ستگهاي آذرين بازيک مي باشند. ميزان آهن در اينگونه کانيها با افزايش ميزان سيليس کاهش مي يابد عليرغم تنوع کانيهاي سيليکاته آهندار تنها تعداد کمي از آنها هستند و غالباً يونهاي ديگري مثل +2Mg در سيليکاتها جايگزين آهن مي شود مثل پيروکسنها، از ديگر سيليکاتهاي آهندار مي توان به گلوکونيت، کلريت، کورديريت، آنتوفيليت، ترموليت و بيوتيت اشاره کرد.
د _ ترکيبات ثانويه آهن اکسيژن دار: در اين گروه مي توان اکسيدها، هيدروکسيدها و نمکهاي اکسيژن دار را نام برد.
ضمن هوازدگي سنگها، آهن به صورت Fe(HCO3) حل مي شود. با رقيق شدن محلول ph بالا مي رود تا به حد ميانگين آبهاي رودخانه اي برسد. در اين حالت هيدروليز صورت گرفته و هيدروکسيد فريک رسوب ميکند. بدين ترتيب کانيهاي هيدراته اکسيد فريک به وجود مي آيد. در بخش فوقاني رگههاي هيدروترمال معمولاً مناطق اکسيداسيوني به وجود مي آيد که داراي بسياري از ترکيبات آهن به صورت اکسيدهاي فريک آبدار يا بدون آب است که رنگهاي قرمزي به سنگهاي دربرگيرنده مي دهند.
اين قبيل مناطق را گوسان قرمز يا کلاهک آهنين مي نامند. همانگونه که بر فراواني آهن تأکيد شد اين فراواني باعث شده است که آهن به عنوان جزء اصلي يا فرعي در همه رده کانيها حضور داشته باشد. در سنگهاي آذرين عموماً همراه با منيزيم در کانيهاي سيليکاته اليوين، پيروکسن، آمفيبول و ميکا يافت مي شود. مقادير جزئي از پيريت آهندار، پيروتيت، مگنتيت و ايلمنيت نيز در اين سنگها يافت مي شوند در سنگهاي رسوبي و ديگر ذخاير نزديک سطح آهن عموماً در کانيهاي هماتيت، گوئتيت، سيدريت، مگنتيت، پيريت، پيروتيت و در سيليکاتهاي آهن ثانويه گوناگون همانند شاموزيت، گلوکونيت، گريناليت، استيلپنوملان و مينه سوتاييت يافت مي شود (Lepp,1975).
Minerals of Mainly Magmatic OriginIronFePyrrhotineFeS(non-stoichiometric)Pyrite
MarcasiteFes2WustiteFeOMagnetiteFe3O4FayaliteFe3Si04RiebeckiteNa2Fe3+2 + Fe+3 + Si8O22(QH)2Aegirine
NaFe+3+Si206Olivine(Mg,Fe)SiO4Hypersthene(Mg,Fe)SiO3HedenbergiteCaFeSi2O6ActinoliteCa2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2BiotiteK2(Mg,Fe,Al,Fe+3)4-6(Si,Al)8O22(oH)4Augite(Ca,Mg,Fe,Al)(Si,Al)O3Hornblende(Ca,Na,K)2_3(Mg,F,Fe,Al)5(SiAl)sO22 (OH)2Minerals of hydrothermal deposits AchavaliteFeSeLollingiteFeAs2ArsenopyriteFeAsSHercyniteFeAL2O4SideriteFeCO3VivianiteFe3(Po4)2.8H2OScoroditeFePo4,2H2OMelanteriteFeAsO4.2H2OButlerileFeSO4,7H2O
Minerals of hydrothermal depositsHematiteFe2O3SideriteFeCO3Goethite LepidociteFeO(OH)PyriteFeS2Minerals of metamorphic ROCKSCordierite(Mg,Fe)2Al4Si5O18EpidoteCa2(Al,Fe)3Si3O12(OH)GarnetFe3Al2(SiO4)3Minerals of evaporites and fumarolic depositsLawrenciteFecl2DouglasiteK2FeCL4.2H2ORinneiteK3NaFeCl6Ludwigite(Mg,Fe)2 Fe +3 +BO5
1-5- کانيهاي عمده کانسنگ آهن
از ميان کانيهاي فراواني که در بخش کانيهاي آهن نام برده شد شمار اندکي کانسنگ آهن تشکيل مي دهند و يا در کانسنگهاي آهن يافت مي شوند از ميان اين چند کاني نيز بيشتر هماتيت و مگنتيت کانسنگهاي آهن را تشکيل مي دهند. حال توضيحاتي پيرامون اين چند کاني عمده ارائه ميگردد.
مگنتيت: با فرمول Fe3O4 جزء خانواده اسپينل (FeOFe2O3) داراي 72% آهن و 6/27% اکسيژن است سيستم بلوري ايزومتريک معمولاً اکتاهدرال، به شدت مغناطيسي است، وزن مخصوص آن g/cm3 18/5 بوده رنگ آن سياه و رنگ خاکه سياه دارد.
هماتيت: با فرمول Fe2O3 داراي 70% آهن و اکسيژن است. سيستم بلوري هگزاگونال – رومبوهدرال – اسکالنوهدرال، بلورهاي نازک افقي، به صورت ذرات ميکايي يا فلسي براق (اسپيکولاريت يا اوليژيست) ممکن است بوتروييدال باشد، به صورت کانسنگ مدادي يا قلوه اي، ممکن است اکتاهدرال باشد، جانشين مگنتيت مي شود که در اين حال مارتيت ناميده مي شود. وزن مخصوص آن g/cm3 26/5 است رنگ در حالت بلورين آبي – سياه، پودر و خاکه آن قرمز رنگ است. نوع قرمزخاکي اخراي قرمز است.
مگهميت (هماتيت گاما) داراي فرمول Fe2O3 داراي خاصيت مغناطيسي، سيستم بلوري ايزومتريک دارد، رنگ خاکه آن قرمز رنگ است، مقداري آهن دو ظرفيتي دارد، وزن مخصوص آن g/cm3 876/4 است به طور طبيعي همراه هماتيت در درجه حرارتهاي زيرc 53?رخ مي دهد اما از درجه حرارت c 280 به بالا به هماتيت دگرسان مي شود (فايربريج ،1972).
بالايc ?530 فازهاي پايدار مگنتيت و هماتيت هستند. مگهميت احتمالاً در طبيعت معمول تر از مقدار تشخيص داده شده است و به راحتي به يک کانسنگ قابل تبديل است.
(ووستيت با فرمول FeO به صورت مصنوعي قابل ساخت است و در سربارهها وجود دارد اما يک کانب طبيعي نيست) گوئتيت با فرمول Fe2O3.H2O داراي 9/62% آهن و 27% اکسيژن و 1/10% آب است.
سيستم بلوري آن ارتورومبيک بوده، دي پيراميدال است اما معمولاً به صورت انباشتهاي توده اي، بوتروييدال قلوه اي شکل يا رشته اي استالاکتيتي، رنگ قهوه اي روشن تا تيره، رنگ خاکه قهوه اي مايل به زرد دارد. وزن مخصوص g/cm3 37/4 رطوبت جذب شده باعث تغيير در ميزان آب مي شود.

ليپدوکروسيت: ترکيب گوئتيت را دارد ولي شکل آن را ندارد. رنگ خاکه آن قرمز است.
ليمونيت: ليمونيت بيشتر يک سنگ است تا يک کاني، عموملً از گوئتيت تشکيل شده است، گاهي هماتيت قهوه اي خوانده مي شود همراه با مخلوط رس ريز دانه گل سرشور و زرد را تشکيل مي دهد. وزن مخصوص آن بسته به ميزان آب و ناخالصيها متفاوت است. ليمونيت يک واژه منحصر بفرد به معني کانسنگ آماده (زمانيکه ترکيب متغير يا مشکوک است) است اما نبايد با لاتريت اشتباه شود اگرچه هر دو از گوئتيت تشکيل شده اند. ليمونيت ممکن است حاوي نوترونيت باشد که يک سيليکات آهن _ آلومينيوم دار چرب و خاکي است که شبيه به مونتموريلونيت و ژاروسيت KFe3(OH)6(SO4)2 به عنوان يک کاني ثانويه دگرساني است (فايربريج ،1972).
سيدريت: با فرمول FeCO3 داراي 82/4% آهن بوده سيستم بلوري هگزاگونال _ رومبوهدرال است وزن مخصوص آن g/cm3 7/3_9/3 بوده و رنگ قهوه اي روشن تا تيره دارد رنگ خاکه آن سفيد ااست، ديگر کربناتها نيز ممکن است همراه آن باشد. انکريت، کربنات آهن دولوميتي است و گاهي همراه با مقداري منگنز ديده مي شود.
ايلمنيت: با فرمول FeO.TiO2 داراي 8/36% آهن و 6/31% تيتانيوم است، سيستم بلوري آن هگزاگونال _ رومبوهدرال است وزن مخصوص آن g/cm3 7/4 دارد معمولاً به خاطر تيتانيوم خود استخراج مي شود اما آهن نيز ممکن است به عنوان محصول فرعي بازيافت مي شود.
پيريت: بافرمول FeS2 سيستم ايزومتريک داراي 6/46% آهن است. به سادگي به اکسيد آهن آبدار دگرسان مي شود. معمولاً براي گوگرد استخراج مي شود و نه براي آهن.
از ميان سيليکاتهاي آهن مي توان به کانيهاي زير اشاره کرد:
الف: مينه سوتاييت: به صورت رشتهها و سوزنهاي خاکستري مايل به سبز روشن با ساختمان تالکي.
ب: استيلپنوملان: قهوه اي تا سبز، به صورت يک کاني ورقه اي يا دانههاي ريز.
پ: گريناليت: معمولاً به صورت دانههاي سبز که تجزيه آنها به خاطر اندازه کوچک دانههاي ناخالص مشکل است. گرونر آن را مشابه سرپانتين يافت اما حاوي مقداري +2Fe بعلاوه +3Fe موجود در سرپانتين است.
ت: گرونريت: با فرمول Fe7(Si4O11)2(OH)2 يک آمفيبول غني از آهن است.
دو کاني سيليکات به طور محلي از اجزا کانسنگ آهن هستند که البته مقبوليت عام ندارند:
الف) شاموزيت با فرمول 2SiO2.Al2O3.3FeO داراي 30% آهن 25% سيليسيوم و 19% Al2O3 (Taylor,1949). اين کاني يک آلومينو سيليکات نوع کائولين سبز رنگ آهن است که جزء قابل توجه کانسنگهاي آهن االيتي ژوراسيک بريتانياست. از نظر اقتصادي به صرفه نيستند و آهن آن در کوره دمشي استخراج مي شود.
ب) تورينژيت: ترکيب شيميايي همانندي دارد اما ساختاري کلريتي دارد. سازنده بعضي از کانسنگهاي آلمان است.
گلوکونيت: يک کاني سيليکو _ آلومينه آبدار آهن و پتاس است و ترکيب متغيري دارد. در ماسههاي سبز کرتاسه و اغلب به صورت قالبهاي فرامينيفرها رخ مي دهد و به ليمونيت تجزيه مي شود. در حال حاظر در کانسنگهاي آهن اهميتي ندارد(فايربريج ،1972).
1-6- موقعيت جغرافيايي و راههاي دسترسي منطقه
ذخيره مورد نظر جهت عمليات اکتشافي در فاصله تقريبي 115 کيلومتري شمال غربي اصفهان در فاصله تقريبي 25 کيلومتري جنوب غربي شهرستان ميمه و در فاصله تقريبي 15 کيلومتري روستاي ازان واقع شده است. محدوده اکتشافي در نقشه توپوگرافي 1:250000 کاشان، نقشه توپوگرافي 1:50000 ميمه و در حوزه شهرستان برخوار و ميمه در استان اصفهان واقع شده است. جهت دسترسي به ذخيره پس از طي جاده آسفالته اصفهان به وزوان بايستي از جاده آسفالته ازان به سمت لايبيد حرکت کرده و سپس با طي حدود 7 کيلومتر از جاده خاکي انحرافي به سمت جنوب به محل ذخيره رسيد. موقعيت جغرافيايي ذخيره در نقشه توپوگرافي 1:250000کاشان در شکل 1-1 آمده است
1-7- مطالعه پيشينيان
مطالعات صورت گرفته روي اين منطقه هنوز نحوه ي كانه زايي و ژنز اين كانسار را به صورت دقيق مشخص نكرده و بيشتر به جنبه اقتصادي و تخمين ارزيابي اين كانسار پرداخته است (بصيري و سيليسيان،1386). برخي از محققين آن را نتيجهي فعاليت هاي سوپرژن و برخي نيز فرآيندهاي ولكانوژن مي دانند و نتيجه نهايي آن هنوز مشخص نشده است. در طي اين پژوهش نحوه كانه زايي مورد مطالعه قرارميگيرد(بصيري و سيليسيان ،1386)
1-8- اهداف پژوهش
1- ارائه الگوي ژئوشيمي كانسار
2- شناخت كاني شناسي كانسار
3- تعيين نحوه ي تشكيل كانسار
1-9- اهميت و ارزش تحقيق
ايران از ديرباز كشوري غني از مواد معدني بوده كه همواره در جاي جاي آن كانسارها و معادن مختلفي مورد اكتشاف يا در حال استخراج بوده است. با توجه به صنعت و نوع نياز كشور گاهي عناصري نسبت به عناصر ديگر داراي اهميت بيشتري مي باشند، به طوري كه حتي پايه و اساس صنعت آن كشور را به خود اختصاص مي دهند. در اين زمينه فعاليت هاي اكتشافي و استخراجي زيادي صورت گرفته كه منجر به اكتشاف انديس ها وكانسارهاي با ذخاير مختلف شده است. به همين علت مناطقي از لحاظ برخي فلزات مستعدترند همواره مورد توجه بيشتري قرار گرفته اند. نظر به اينكه كشور ما نياز مبرمي به اكتشاف و استخراج آهن دارد، لذا بررسي ژنز و ماهيت تشكيل آن نقش وافري در اكتشافات بعدي اين فلز خواهد داشت و در نتيجه ميتوان با تشخيص ژنز آن ، بقيه مناطق مستعد را شناسايي كرده و از آنها بهره برداري نمود.
1-10- کاربرد نتايج تحقيق
اميدواريم ارائه اين پژوهش گامي نو در جهت اكتشاف فلز با ارزش آهن باشد و بخشي از نيازهاي ملي را رفع نمايد.
در اين پژوهش تلاش خواهد شد تا با ارائه الگويي براي نحوه كانه زايي اين كانسار مقالات علمي در رابطه با ژئوشيمي و ژنز آن و در نتيجه كاربرد آن در راستاي اكتشاف و بهره برداري از اين كانسار و ساير مناطق مشابه صورت گيرد و از نتايج آن در سازمان زمين شناسي و ساير مراكز مربوطه استفاده شود.


پاسخ دهید