معیارهای اکتشاف کانسارهای کرومیت: برداشت هایی از کانسارهای کرومیت ایران زمین
| دسته | زمین شناسی اقتصادی واکتشاف |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | ششمین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران |
| نویسنده | مسیب سبزه ئی |
| تاريخ برگزاری | ۲۵ بهمن ۱۳۷۸ |
- قرار گاه اولیه: مجموعه های منتظم الترامافیک- مافیک دارای سه پیکره اصلی می باشند که عبارتند از :
1- پیکره دونیت- هارزبورژیت- کرومیتیت
2- پیکره زون عبوری (Transition Zone)
3- پیکره گابرو های لایه ای
کانسارهای کرومیت در دو پیکره (1) و (2) دیده می شوند. در تمامی اجزاء این دو پیکره ساخت ها و بافت های ماگمایی علی الخصوص لایه بندی ماگمایی (Magmatic Layering) به خوبی قابل رویت بوده و لایه بندی فازی، چرخه ای، ریتمی دیده شده است. کرومیتیت به صورت لایه ای، نواری، عدسی همیشه با افق های دونیتی این دو پیکره همراه است. کانسار های صوغان و آبدشت در افق های دونیتی پیکره 1 و کانسار های سیخوران و فاریاب در افق های دونیتی پیکره زون عبور تشکیل شده است. از مطالعه وضعیت لایه بندی ماگمایی مهمترین معیار اکتشافی کانسار های کرومیت که روند لایه بندی اولیه (S0) می باشد به دست می آید. نتایج مطالعه لایه بندی و یا برگ وارگی اولیه S0 در توده های الترامافیک باید در مقیاس های ماکروسکوپی، مزوسکوپی، میکروسکوپی همخوانی داشته باشد. به عنوان مثال روند لایه بندی اولیه باید با روند سطح تماس گابرو های لایه ای با زون عبوری تقریباٌ موازی باشد تا بتوان بر درستی روند S0 صحه گذاشت. بنابارین اولین گام اکتشافی در یک توده الترامافیک- مافیک تعیین روند لایه بندی اولیه (S0) و تهیه نقشه لیتولوژی واحد ها با درج روند S0 و تغییرات آن در مقیاس ناحیه ای است. معمولا در این مطالعات معلوم میگردد که تغییر روند S0 از تغییر روند پیکره های اصلی توده های الترامافیک- مافیک- تبعیت می نماید. در مثال هایی که در ایران مورد مطالعه قرار گرفته فقط دو پیکره 1 و 2 دارای کانسار کرومیت بوده اند و تاکنون کانسار کرومیت از بخش های زیرین گابرو های لایه ای گزارش نگردیده است.
3- دگر شکلی های پلاستیک: کرومیتیت ها و سنگ های پریدوتیتی میزبان حداقل یک فاز دگر شکلی و دگرگونی را در شرایط فشار و درجه حرارت بالا (رخساره گرانولیت) تحمل نموده اند. در این فاز دگر شکلی کرومیتیت ها به همراه سنگ های میزبان چین خورده و در بسیاری از موارد آثار این چین خوردگی به صورت چین های هم شیب درون لایه ای بی ریشه تخت با یال های بریده (Transposed Limb) دیده می شود. در این حوادث لایه های کرومیتیت که نسبت به دونیت های میزبان از شکل پذیری (Ductility) کمتری برخوردارند در یال های این چین ها بریده شده (Transposed limb) و در منطقه محوری چین ها ضخیم تر می شوند و دونیت های میزبان به صورت خمیری سیلان یافته و گاهی روند لایه بندی را قطع می نمایند. قطع شدگی هایی که در عدسی های کرومیت و یا لایه ها و بستر های کرومیتی اتفاق می افتد در بیشتر موارد حاصل این فاز دگر شکلی پلاستیک بوده ولی زمین شناس یک کلید بسیار جالب برای پیدا کردن کرومیت دارد. این کلید همان S0 است در حقیقت به علت تخت بودن چین ها برگ وارگی حاصل از دگر شکلی پلاستیک یعنی S1 تقریباٌ موازی S0 می باشد و می توان با داشتن روند S0 به تعقیب عدسی ها پرداخت و لذا بریدگی ها و قطع شدگی هایی که بر اثر این دگر شکلی به وجود آمده نباید زمین شناس را نا امید نماید.
باید دانست که مناطق محوری این چین ها نقاطی است که ضخامت عدسی های کرومیتیت بسیار زیاد شده و عیار کرومیتیت به علت رانش مکانیکی اولیوین و سیلاین خمیری و ترک محیط بسیار افزایش می یابد. بنابراین با مطالعه مکانیزم چین خوردگی و ثبت برگ وارگی S1 و خط وارگی L1 این فاز می توان اطلاعات ذیقیمتی در مورد کشف عدسی های پر ذخیره و پر عیار به دست آورد. در بسیاری از موارد- مانند کمپلکس سیخوران- چین خوردگی های مذکور مکرر (Superposed folding) بوده و لذا لازم است که شیوه دگر شکلی و روند برگ وارگی و خط وارگی هر فاز کاملاٌ متمایز گردد تا رفتار عدسی ها و لایه های کرومیتیت مشخص گردد. اگر در مورد قرار گاه اولیه مهارت پترولوژیست در دریافت ساخت و بافت های ماگمایی مطرح است در مورد دگر شکلی مهارت زمین شناس مسلط به شیوه های دگر شکلی خمیری (Ductile Deformation) بسیار حیاتی است.
4- دگر شکلی های شکنا: در بسیاری از کانسار های ایران دگر شکلی های شکنا موجب تشکیل شبکه ای از شکستگی ها گشته که مطالعه مکانیزم این شکستگی ها یکی از ارکان مهم در اکتشاف کانسار های کرومیت می باشد. در این خصوص مطالعه مکانیزم حرکت گسل های امتداد لغز، عادی، معکوس و … و میزان جابجایی عمودی و افقی در تعقیب لایه های گسسته در این دگر شکلی ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای آنکه بتوان مکانیزم گسلش را به خوبی دریافت اولاٌ باید S0به دقت تعیین شده باشد و ثانیاٌ توالی چینه شناسی واحد های مختلف مجموعه الترامافیک- مافیک با دقت زیاد در مقاطع مختلف تعیین شده باشد تا امکان برقراری روابط بین افق های مختلف دونیتی به وجود آید. بنابراین زمین شناس اکتشافگر باید مانند یک چینه شناس تمامی اجزاء مختلف پیکره های مجموعه الترامافیک- مافیک را مورد شناسایی دقیق قرار دهد تا بتواند مکانیزم گسلش را درک نماید.
5- ساختار سرپانتینیت ها: در بسیاری از زون های آمیزه رنگین توده های پریدوتیت سرپانتینی شده به صورت دیا پیرهای نسبتاٌ بزرگ تمامی دیگر اجزاء مجموعه های افیولیتی مانند گابرو های ایزوتروپیک، دایک های ورقی، گدازه های بالشی و رسوبات پلاژیک را در نوردیده و آنها را تکه تکه نموده و در خود شناور کرده اند. در این رابطه کانسار های کرومیت اولیه در تحرکات دیاپیری به علت شکنا بودن قطعه قطعه و بودینه شده (Boudined) و ارتباط آنها با بستر اصلی گسسته شده است. اما قطعات و تکه های کرومیتیت بودینه شده در درون دیاپیرهای سرپانتینی از نظم خاصی برخوردارند. مطالعات نشان داده که آرایش این قطعات از برگ وارگی دیاپیر سرپانتینیتی تبعیت می نماید و چون کرومیتیت سنگین تر و شکنا تر از سرپانتین می باشد در اغلب موارد توده های بسیار بزرگ این ماده معدنی در اعماق به جا مانده و سیلان سرپانتین به سمت بالا موجب بروز برونزد هایی می شود که عملاٌ از کرومیتیت عاری می باشند. ولی تجربه نشان داده که حتی، در توده های سرپانتینیت به ظاهر عاری از کرومیت در صورت برداشت دقیق برگ وارگی دیاپیری و ثبت تمامی قطعات بسیار ریز کرومیت های بودینه شده و انجام مطالعات ژئو فیزیکی به روش های مقاومت الکتریکی و ثقلی و مغناطیسی می تواند نتایج بسیار جالبی در بر داشته باشد. مثال بسیار جالب این قضیه کانسار های منطقه بافت می باشند. باید توجه داشت که تحرکات دیاپیری به مقدار قابل ملاحظه ای عیار کرومیتیت ها را افزایش می دهد و این عمل صرفاٌ به خاطر فرار سرپانتین های درون کرومیتی در حرکات دیاپیری می باشد.
6- رابطه منیزیت با اکتشاف کانسار های کرومیت: تجربه نشان داده که مناطقی از زون های آمیزه رنگین یا مجموعه های منظم الترامافیک- مافیک که داری شبکه بسیار متراکمی از رگه های منیزیتی هستند مکان های مناسبی برای اکتشاف کانسار های کرومیت می باشند. علت این امر آن است که وجود یک ماده معدنی شکنا مانند کرومیت در درون سنگ های میزبان بستر مناسبی را برای سیالات فعال شده در پدیده های دگر شکلی شکنا فراهم می نمایند که سیالات به سمت آنها هجوم بیاورد. هجوم این سیالات به سمت عدسی های کرومیتیتی موجب دگر سانی سرپانتین به منیزیت می شود که از طریق شکستگی ها به بیرون راه می یابد.
با همین مکانیزم بعضی از سینه کارهایی که در توده های سرپانتینی علائم تراوش آب از خود نشان می دهند مکان های بسیار خوبی برای تعقیب توده های کرومیتی می باشند. این تجربه در منطقه شاهین فاریاب نتایج بسیار خوبی در بر داشته است.
7- روش های ژئو فیزیکی: روش های ژئوفیزیکی مقاومت الکتریکی اگر همراه با روش های مغناطیسی و وزنی در مناطقی که ابزارهای اکتشافی ذکر شده در فوق قبلاٌ به آزمایش گذاشته شده نتایج خوبی در بر داشته است. علت کار آیی روش های مقاومت الکتریکی در درون توده های پریدوتیتی تفاوت فاحش مقاومت الکتریکی توده های کرومیتیتی و سنگ های پریدوتیتی میزبان می باشد. این روش در معادن فاریاب مورد استفاده قرار گرفته و توانسته اند با بکار گیری آن همراه با روش های مغناطیسی و ثقلی موفقیت های شایانی را به دست آوردند.
از مطالب فوق می توان نتیجه گرفت که اکتشافات کرومیت در توده های الترامافیک به مهارت های بسیار زیادی نیاز دارد و همکاری یک گروه زمین شناس مرکب از:
1- پترولوژیست آشنا به مسائل تبلور سنگ های الترامافیک- مافیک
2- پترولوژیست آشنا به مسائل دگرگونی و دگر شکلی خمیری
3- زمین شناس ساختمانی که بتواند از مکانیزم شکستگی ها تصویری حقیقی ارائه نماید.
4- ژئو فیزیسین آشنا به مسائل کاربرد ژئو فیزیک در کانسار های کرومیت.
لازم به یاد آوری است که به علت پیچیدگی بسیار زیاد مسائل سنگ شناسی و زمین ساخت اکتشاف کانسار های کرومیت باید به صورت اصولی با تهیه نقشه های خاص و به طور سیستماتیک انجام شود. هر کوشش بی رویه ای تنها منجر به کشف بیرون زدگی های کرومیتیت قابل رویت خواهد شد و در اکتشاف بخش پنهان و یا عدسی ها نهفته در دل پریدوتیت ها ناموفق خواهد بود.
1- پیکره دونیت- هارزبورژیت- کرومیتیت
2- پیکره زون عبوری (Transition Zone)
3- پیکره گابرو های لایه ای
کانسارهای کرومیت در دو پیکره (1) و (2) دیده می شوند. در تمامی اجزاء این دو پیکره ساخت ها و بافت های ماگمایی علی الخصوص لایه بندی ماگمایی (Magmatic Layering) به خوبی قابل رویت بوده و لایه بندی فازی، چرخه ای، ریتمی دیده شده است. کرومیتیت به صورت لایه ای، نواری، عدسی همیشه با افق های دونیتی این دو پیکره همراه است. کانسار های صوغان و آبدشت در افق های دونیتی پیکره 1 و کانسار های سیخوران و فاریاب در افق های دونیتی پیکره زون عبور تشکیل شده است. از مطالعه وضعیت لایه بندی ماگمایی مهمترین معیار اکتشافی کانسار های کرومیت که روند لایه بندی اولیه (S0) می باشد به دست می آید. نتایج مطالعه لایه بندی و یا برگ وارگی اولیه S0 در توده های الترامافیک باید در مقیاس های ماکروسکوپی، مزوسکوپی، میکروسکوپی همخوانی داشته باشد. به عنوان مثال روند لایه بندی اولیه باید با روند سطح تماس گابرو های لایه ای با زون عبوری تقریباٌ موازی باشد تا بتوان بر درستی روند S0 صحه گذاشت. بنابارین اولین گام اکتشافی در یک توده الترامافیک- مافیک تعیین روند لایه بندی اولیه (S0) و تهیه نقشه لیتولوژی واحد ها با درج روند S0 و تغییرات آن در مقیاس ناحیه ای است. معمولا در این مطالعات معلوم میگردد که تغییر روند S0 از تغییر روند پیکره های اصلی توده های الترامافیک- مافیک- تبعیت می نماید. در مثال هایی که در ایران مورد مطالعه قرار گرفته فقط دو پیکره 1 و 2 دارای کانسار کرومیت بوده اند و تاکنون کانسار کرومیت از بخش های زیرین گابرو های لایه ای گزارش نگردیده است.
3- دگر شکلی های پلاستیک: کرومیتیت ها و سنگ های پریدوتیتی میزبان حداقل یک فاز دگر شکلی و دگرگونی را در شرایط فشار و درجه حرارت بالا (رخساره گرانولیت) تحمل نموده اند. در این فاز دگر شکلی کرومیتیت ها به همراه سنگ های میزبان چین خورده و در بسیاری از موارد آثار این چین خوردگی به صورت چین های هم شیب درون لایه ای بی ریشه تخت با یال های بریده (Transposed Limb) دیده می شود. در این حوادث لایه های کرومیتیت که نسبت به دونیت های میزبان از شکل پذیری (Ductility) کمتری برخوردارند در یال های این چین ها بریده شده (Transposed limb) و در منطقه محوری چین ها ضخیم تر می شوند و دونیت های میزبان به صورت خمیری سیلان یافته و گاهی روند لایه بندی را قطع می نمایند. قطع شدگی هایی که در عدسی های کرومیت و یا لایه ها و بستر های کرومیتی اتفاق می افتد در بیشتر موارد حاصل این فاز دگر شکلی پلاستیک بوده ولی زمین شناس یک کلید بسیار جالب برای پیدا کردن کرومیت دارد. این کلید همان S0 است در حقیقت به علت تخت بودن چین ها برگ وارگی حاصل از دگر شکلی پلاستیک یعنی S1 تقریباٌ موازی S0 می باشد و می توان با داشتن روند S0 به تعقیب عدسی ها پرداخت و لذا بریدگی ها و قطع شدگی هایی که بر اثر این دگر شکلی به وجود آمده نباید زمین شناس را نا امید نماید.
باید دانست که مناطق محوری این چین ها نقاطی است که ضخامت عدسی های کرومیتیت بسیار زیاد شده و عیار کرومیتیت به علت رانش مکانیکی اولیوین و سیلاین خمیری و ترک محیط بسیار افزایش می یابد. بنابراین با مطالعه مکانیزم چین خوردگی و ثبت برگ وارگی S1 و خط وارگی L1 این فاز می توان اطلاعات ذیقیمتی در مورد کشف عدسی های پر ذخیره و پر عیار به دست آورد. در بسیاری از موارد- مانند کمپلکس سیخوران- چین خوردگی های مذکور مکرر (Superposed folding) بوده و لذا لازم است که شیوه دگر شکلی و روند برگ وارگی و خط وارگی هر فاز کاملاٌ متمایز گردد تا رفتار عدسی ها و لایه های کرومیتیت مشخص گردد. اگر در مورد قرار گاه اولیه مهارت پترولوژیست در دریافت ساخت و بافت های ماگمایی مطرح است در مورد دگر شکلی مهارت زمین شناس مسلط به شیوه های دگر شکلی خمیری (Ductile Deformation) بسیار حیاتی است.
4- دگر شکلی های شکنا: در بسیاری از کانسار های ایران دگر شکلی های شکنا موجب تشکیل شبکه ای از شکستگی ها گشته که مطالعه مکانیزم این شکستگی ها یکی از ارکان مهم در اکتشاف کانسار های کرومیت می باشد. در این خصوص مطالعه مکانیزم حرکت گسل های امتداد لغز، عادی، معکوس و … و میزان جابجایی عمودی و افقی در تعقیب لایه های گسسته در این دگر شکلی ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای آنکه بتوان مکانیزم گسلش را به خوبی دریافت اولاٌ باید S0به دقت تعیین شده باشد و ثانیاٌ توالی چینه شناسی واحد های مختلف مجموعه الترامافیک- مافیک با دقت زیاد در مقاطع مختلف تعیین شده باشد تا امکان برقراری روابط بین افق های مختلف دونیتی به وجود آید. بنابراین زمین شناس اکتشافگر باید مانند یک چینه شناس تمامی اجزاء مختلف پیکره های مجموعه الترامافیک- مافیک را مورد شناسایی دقیق قرار دهد تا بتواند مکانیزم گسلش را درک نماید.
5- ساختار سرپانتینیت ها: در بسیاری از زون های آمیزه رنگین توده های پریدوتیت سرپانتینی شده به صورت دیا پیرهای نسبتاٌ بزرگ تمامی دیگر اجزاء مجموعه های افیولیتی مانند گابرو های ایزوتروپیک، دایک های ورقی، گدازه های بالشی و رسوبات پلاژیک را در نوردیده و آنها را تکه تکه نموده و در خود شناور کرده اند. در این رابطه کانسار های کرومیت اولیه در تحرکات دیاپیری به علت شکنا بودن قطعه قطعه و بودینه شده (Boudined) و ارتباط آنها با بستر اصلی گسسته شده است. اما قطعات و تکه های کرومیتیت بودینه شده در درون دیاپیرهای سرپانتینی از نظم خاصی برخوردارند. مطالعات نشان داده که آرایش این قطعات از برگ وارگی دیاپیر سرپانتینیتی تبعیت می نماید و چون کرومیتیت سنگین تر و شکنا تر از سرپانتین می باشد در اغلب موارد توده های بسیار بزرگ این ماده معدنی در اعماق به جا مانده و سیلان سرپانتین به سمت بالا موجب بروز برونزد هایی می شود که عملاٌ از کرومیتیت عاری می باشند. ولی تجربه نشان داده که حتی، در توده های سرپانتینیت به ظاهر عاری از کرومیت در صورت برداشت دقیق برگ وارگی دیاپیری و ثبت تمامی قطعات بسیار ریز کرومیت های بودینه شده و انجام مطالعات ژئو فیزیکی به روش های مقاومت الکتریکی و ثقلی و مغناطیسی می تواند نتایج بسیار جالبی در بر داشته باشد. مثال بسیار جالب این قضیه کانسار های منطقه بافت می باشند. باید توجه داشت که تحرکات دیاپیری به مقدار قابل ملاحظه ای عیار کرومیتیت ها را افزایش می دهد و این عمل صرفاٌ به خاطر فرار سرپانتین های درون کرومیتی در حرکات دیاپیری می باشد.
6- رابطه منیزیت با اکتشاف کانسار های کرومیت: تجربه نشان داده که مناطقی از زون های آمیزه رنگین یا مجموعه های منظم الترامافیک- مافیک که داری شبکه بسیار متراکمی از رگه های منیزیتی هستند مکان های مناسبی برای اکتشاف کانسار های کرومیت می باشند. علت این امر آن است که وجود یک ماده معدنی شکنا مانند کرومیت در درون سنگ های میزبان بستر مناسبی را برای سیالات فعال شده در پدیده های دگر شکلی شکنا فراهم می نمایند که سیالات به سمت آنها هجوم بیاورد. هجوم این سیالات به سمت عدسی های کرومیتیتی موجب دگر سانی سرپانتین به منیزیت می شود که از طریق شکستگی ها به بیرون راه می یابد.
با همین مکانیزم بعضی از سینه کارهایی که در توده های سرپانتینی علائم تراوش آب از خود نشان می دهند مکان های بسیار خوبی برای تعقیب توده های کرومیتی می باشند. این تجربه در منطقه شاهین فاریاب نتایج بسیار خوبی در بر داشته است.
7- روش های ژئو فیزیکی: روش های ژئوفیزیکی مقاومت الکتریکی اگر همراه با روش های مغناطیسی و وزنی در مناطقی که ابزارهای اکتشافی ذکر شده در فوق قبلاٌ به آزمایش گذاشته شده نتایج خوبی در بر داشته است. علت کار آیی روش های مقاومت الکتریکی در درون توده های پریدوتیتی تفاوت فاحش مقاومت الکتریکی توده های کرومیتیتی و سنگ های پریدوتیتی میزبان می باشد. این روش در معادن فاریاب مورد استفاده قرار گرفته و توانسته اند با بکار گیری آن همراه با روش های مغناطیسی و ثقلی موفقیت های شایانی را به دست آوردند.
از مطالب فوق می توان نتیجه گرفت که اکتشافات کرومیت در توده های الترامافیک به مهارت های بسیار زیادی نیاز دارد و همکاری یک گروه زمین شناس مرکب از:
1- پترولوژیست آشنا به مسائل تبلور سنگ های الترامافیک- مافیک
2- پترولوژیست آشنا به مسائل دگرگونی و دگر شکلی خمیری
3- زمین شناس ساختمانی که بتواند از مکانیزم شکستگی ها تصویری حقیقی ارائه نماید.
4- ژئو فیزیسین آشنا به مسائل کاربرد ژئو فیزیک در کانسار های کرومیت.
لازم به یاد آوری است که به علت پیچیدگی بسیار زیاد مسائل سنگ شناسی و زمین ساخت اکتشاف کانسار های کرومیت باید به صورت اصولی با تهیه نقشه های خاص و به طور سیستماتیک انجام شود. هر کوشش بی رویه ای تنها منجر به کشف بیرون زدگی های کرومیتیت قابل رویت خواهد شد و در اکتشاف بخش پنهان و یا عدسی ها نهفته در دل پریدوتیت ها ناموفق خواهد بود.