بررسی زمین شناسی اقتصادی و کانه آرائی مقدماتی کانسار ایلمنیت- آپاتیت و قره آغاج ارومیه
| دسته | زمین شناسی اقتصادی واکتشاف |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | سومین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران |
| نویسنده | علی امامعلی پور-جعفر عبدالهی شریف- جابر مسعودی |
| تاريخ برگزاری | ۱۴ شهریور ۱۳۸۴ |
متن اصلی:
در منطقه قره آغاج ارومیه مجموعه آذرین فوق بازی- بازی بداخل سنگهای دگرگونی پرکامبرین و نهشته های پالئوزوئیک ( از جمله پرمین) نفوذ کرده است. شواهد زمین شناسی سن جوانتر از پرمین و قدیم تر از الیگو میوسن را برای توده نفوذی یاد شده تائید می نماید.
لیتولوژی این مجموعه را سنگهای اولترابازی با ترکیب ورلتی و دیوریتهای دگر سان شده گابرو تا گابرودیوریت و به مقدار کمتر میکرودیوریت و رگه های کوارتز – فلدسپاتی که مجموعا از ماگمای واحدی سرچشمه گرفته اند. تشکیل می دهد. بنظر میرسد فرایندهای ماگمائی مختلفی چون ناآمیختگی مایعات ، تفریق و تبلور، پالایش فشاری و متاسوماتیسم در مراحل نهائی در تشکیل مجموعه نفوذی و کانسنگهای تیتانیوم – فسفات همراه آن نقش اساسی داشته است.
مجموعه نفوذی بازی-فوق بازی قره آغاج به لحاظ شیمیائی اختصاصات سریهای ماگمائی آلکالن متوسط ( سدیک ) را نشان میدهد. گرایش آلکالن سنگهای مذکور و بالا بودن مقادیر تیتانیوم ، فسفر و آهن ، آنها را با فعالیت ماگمائی داخل قاره انطباق میدهد. لذا رژیم تکتونیکی حاکم بر تشکیل این سنگها از نوع کششی بوده است. مکانیسم ایجاد چنین محیط هائی ، خیزش گوشه فوقانی و تنشهای کششی متعاقب آن میباشد.
وجود عناصر P , Ti و روند آلکالن سنگهای ناحیه تا حدودی نقش یک گوشته فوقانی غنی شده را برای منشاء فسفر و تیتانیوم سنگهای مذکور دخیل میداند. بنابراین رخدادهای کششی ، التهاب و خیزش گوشته سبب کاهش فشار و ازدیاد حرارت و در نتیجه ایجاد یک ماگمای بازی آلکالن گشته است. ماگمای مزبور به سنگهای پوسته ای تزریق شده و موجب پدیده های ماگمائی و فلز زائی را سبب شده است. ماگمای آبدار غنی از P , Na , F, Ti در این مرحله به آرامی شروع به تفریق نموده در ابتدا ، بلورهائی از آپاتیت و فاز اکسید(ایلمنیت،مگنیت و تیتانومگنیت) به مقدار ناچیز شکل گرفته ، سپس تبلور با تشکیل مقدار زیادی اولیوین( فورستریت ) و کلینوپیروکسن (از نوع اوژیت تیتانیفر) ادامه می یابد. در این مرحله از تبلور با توجه به اینکه بونهای نمیتوانند وارد شبکه تترائدری اولیوین و کلینوپیروکسن بشوند با همدیگر تشکیل کمپلکس های پایدار داده و بعنوان فازهای ناسازگار با ماگما عمل مینمایند. این فرآیند سبب نا آمیختگی سیالات ماگمائی شده و حاصل آن تشکیل یک بخش غنی از Si و فقیر از Na و بخشی دیگر غنی از P, Na , F, H2O و فقیر از Si می باشد. در این میان کاتیونهای سنگین نظیر Fe 2+ , Ti , V , Cu , Zr , Zn , S به بخش غنی از P , Na وارد میشود. وجود کانیهای سولفوره ، اسپینل های هر سینیتی غنی از Zn همراه فازهای اکسید آهن-تیتانیوم موید این گفته است. تمرکز کانه های معدنی در سنگهای اولترابازی در مقایسه با بخشهای بازی دگرسان شده بالا بوده و این واحد بعنوان کانسنگ تیتانیوم به ترتیب فراوانی شامل ایلمنیت ، مگنیت تیتان دار (تیتانو مگنیت ) ، مگنیت ، اولو اسپینل و آپاتیت به همراه مقادیر بسیار کمی کانه های سولفوره (پیریت ، کالکوپیریت ) می باشند. کانه های معدنی ایلمنیت ، تیتانومگنیت و آپاتیت همراه مقادیری مگنتیت به دو صورت درون بلوری و برون بلوری تشکیل گردیده اند ولی در این میان کانی زائی اقتصادی تیتانیوم-فسفات بصورت برون بلوری و پرکننده فضای بین سیلیکاتها تشکیل شده است. این ارتباط کانیها نشانگر بافت ارتوکوکولائی است که در آن فاز اکسید بصورت مایع بین بلوری در میان فاز سیلیکاته متبلور شده ( الیوین و کلینو پییروکسن ) حضور داشته است. درگیری ایلمنیت با سایر اکسیدها عمدتا بصورت ساده بوده وندرتا در قالب تیغه های ناشی از آمیختگی در زمینه مگنتیت توجیه شده است. بافت کانه ها نشان می دهد که کانیهای اکسیدی در یک فاز تاخیری نسبت به کانیهای سیلیکاته تشکیل، آپاتیت، مگنتیت، اولواسپینل، پیریت و کالکوپیریت به ترتیب مقدم بر عیار p2o5 در بخش های مختلف کانسنگ متغیر است. با در نظر گرفتن ساختمان زمین شناسی و تغییرات عیار در ترانشه های اکتشافی، کانسار به 11 بلوک مختلف تقسیم شده و ذخیره هر بلوک ( با عیار متوسط اکسیدهای Tio2 و P2O5 خاص آن بلوک ( جداگانه محاسبه شده است. عیار متوسط Tio2 در پر عیار ترین بخش کانسنگ 4/9 درصد ( بلوکهای (F,E,D, و در کم عیار ترین بخش آن 76/6 درصد ( بلوکهای (K,J می باشد. بطور کلی میانگین اکسیدهای P2O5,Tio2 ورلیتهای منطقه به ترتیب 25/8 و 2 درصد و از آن برای توده های گابرو- دیوریتی برابر با 2/4 و 16/1 درصد بدست آمده است ( اشکال 1 الی 4). محاسبه مربوط به تخمین و ارزیابی ذخیره بیانگر وجود حدود 208 میلیون تن کانسنگ تیتانیوم با عیار متوسط 25/8 درصد در این کانسار میباشد. شکل 5 میزان ذخیره و عیار Tio2 و P2O5 در بلوکهای مختلف را بطور شماتیک نشان می دهد.
آزمایشهای کانه آرائی انجام شده بروشهای ثقلی و مغناطیسی نشان داد که امکان آرایش اولیه ایلمنیت به هر دو روش وجود دارد. بطوریکه با استفاده از هر یک از این روشها یا ترکیبی از آنها میتوان به محصول پر عیار شده اولی از ایلمنیت با عیار 20 تا 30 درصد Tio2 وراندمان بیش از 80 درصد دست یافت.
در منطقه قره آغاج ارومیه مجموعه آذرین فوق بازی- بازی بداخل سنگهای دگرگونی پرکامبرین و نهشته های پالئوزوئیک ( از جمله پرمین) نفوذ کرده است. شواهد زمین شناسی سن جوانتر از پرمین و قدیم تر از الیگو میوسن را برای توده نفوذی یاد شده تائید می نماید.
لیتولوژی این مجموعه را سنگهای اولترابازی با ترکیب ورلتی و دیوریتهای دگر سان شده گابرو تا گابرودیوریت و به مقدار کمتر میکرودیوریت و رگه های کوارتز – فلدسپاتی که مجموعا از ماگمای واحدی سرچشمه گرفته اند. تشکیل می دهد. بنظر میرسد فرایندهای ماگمائی مختلفی چون ناآمیختگی مایعات ، تفریق و تبلور، پالایش فشاری و متاسوماتیسم در مراحل نهائی در تشکیل مجموعه نفوذی و کانسنگهای تیتانیوم – فسفات همراه آن نقش اساسی داشته است.
مجموعه نفوذی بازی-فوق بازی قره آغاج به لحاظ شیمیائی اختصاصات سریهای ماگمائی آلکالن متوسط ( سدیک ) را نشان میدهد. گرایش آلکالن سنگهای مذکور و بالا بودن مقادیر تیتانیوم ، فسفر و آهن ، آنها را با فعالیت ماگمائی داخل قاره انطباق میدهد. لذا رژیم تکتونیکی حاکم بر تشکیل این سنگها از نوع کششی بوده است. مکانیسم ایجاد چنین محیط هائی ، خیزش گوشه فوقانی و تنشهای کششی متعاقب آن میباشد.
وجود عناصر P , Ti و روند آلکالن سنگهای ناحیه تا حدودی نقش یک گوشته فوقانی غنی شده را برای منشاء فسفر و تیتانیوم سنگهای مذکور دخیل میداند. بنابراین رخدادهای کششی ، التهاب و خیزش گوشته سبب کاهش فشار و ازدیاد حرارت و در نتیجه ایجاد یک ماگمای بازی آلکالن گشته است. ماگمای مزبور به سنگهای پوسته ای تزریق شده و موجب پدیده های ماگمائی و فلز زائی را سبب شده است. ماگمای آبدار غنی از P , Na , F, Ti در این مرحله به آرامی شروع به تفریق نموده در ابتدا ، بلورهائی از آپاتیت و فاز اکسید(ایلمنیت،مگنیت و تیتانومگنیت) به مقدار ناچیز شکل گرفته ، سپس تبلور با تشکیل مقدار زیادی اولیوین( فورستریت ) و کلینوپیروکسن (از نوع اوژیت تیتانیفر) ادامه می یابد. در این مرحله از تبلور با توجه به اینکه بونهای نمیتوانند وارد شبکه تترائدری اولیوین و کلینوپیروکسن بشوند با همدیگر تشکیل کمپلکس های پایدار داده و بعنوان فازهای ناسازگار با ماگما عمل مینمایند. این فرآیند سبب نا آمیختگی سیالات ماگمائی شده و حاصل آن تشکیل یک بخش غنی از Si و فقیر از Na و بخشی دیگر غنی از P, Na , F, H2O و فقیر از Si می باشد. در این میان کاتیونهای سنگین نظیر Fe 2+ , Ti , V , Cu , Zr , Zn , S به بخش غنی از P , Na وارد میشود. وجود کانیهای سولفوره ، اسپینل های هر سینیتی غنی از Zn همراه فازهای اکسید آهن-تیتانیوم موید این گفته است. تمرکز کانه های معدنی در سنگهای اولترابازی در مقایسه با بخشهای بازی دگرسان شده بالا بوده و این واحد بعنوان کانسنگ تیتانیوم به ترتیب فراوانی شامل ایلمنیت ، مگنیت تیتان دار (تیتانو مگنیت ) ، مگنیت ، اولو اسپینل و آپاتیت به همراه مقادیر بسیار کمی کانه های سولفوره (پیریت ، کالکوپیریت ) می باشند. کانه های معدنی ایلمنیت ، تیتانومگنیت و آپاتیت همراه مقادیری مگنتیت به دو صورت درون بلوری و برون بلوری تشکیل گردیده اند ولی در این میان کانی زائی اقتصادی تیتانیوم-فسفات بصورت برون بلوری و پرکننده فضای بین سیلیکاتها تشکیل شده است. این ارتباط کانیها نشانگر بافت ارتوکوکولائی است که در آن فاز اکسید بصورت مایع بین بلوری در میان فاز سیلیکاته متبلور شده ( الیوین و کلینو پییروکسن ) حضور داشته است. درگیری ایلمنیت با سایر اکسیدها عمدتا بصورت ساده بوده وندرتا در قالب تیغه های ناشی از آمیختگی در زمینه مگنتیت توجیه شده است. بافت کانه ها نشان می دهد که کانیهای اکسیدی در یک فاز تاخیری نسبت به کانیهای سیلیکاته تشکیل، آپاتیت، مگنتیت، اولواسپینل، پیریت و کالکوپیریت به ترتیب مقدم بر عیار p2o5 در بخش های مختلف کانسنگ متغیر است. با در نظر گرفتن ساختمان زمین شناسی و تغییرات عیار در ترانشه های اکتشافی، کانسار به 11 بلوک مختلف تقسیم شده و ذخیره هر بلوک ( با عیار متوسط اکسیدهای Tio2 و P2O5 خاص آن بلوک ( جداگانه محاسبه شده است. عیار متوسط Tio2 در پر عیار ترین بخش کانسنگ 4/9 درصد ( بلوکهای (F,E,D, و در کم عیار ترین بخش آن 76/6 درصد ( بلوکهای (K,J می باشد. بطور کلی میانگین اکسیدهای P2O5,Tio2 ورلیتهای منطقه به ترتیب 25/8 و 2 درصد و از آن برای توده های گابرو- دیوریتی برابر با 2/4 و 16/1 درصد بدست آمده است ( اشکال 1 الی 4). محاسبه مربوط به تخمین و ارزیابی ذخیره بیانگر وجود حدود 208 میلیون تن کانسنگ تیتانیوم با عیار متوسط 25/8 درصد در این کانسار میباشد. شکل 5 میزان ذخیره و عیار Tio2 و P2O5 در بلوکهای مختلف را بطور شماتیک نشان می دهد.
آزمایشهای کانه آرائی انجام شده بروشهای ثقلی و مغناطیسی نشان داد که امکان آرایش اولیه ایلمنیت به هر دو روش وجود دارد. بطوریکه با استفاده از هر یک از این روشها یا ترکیبی از آنها میتوان به محصول پر عیار شده اولی از ایلمنیت با عیار 20 تا 30 درصد Tio2 وراندمان بیش از 80 درصد دست یافت.