بررسی ویژگیهای اقتصادی پومیس های محدوده غرب سهند

مقدمه: منطقه مورد مطالعه در جنوب غرب تبریز و در شمال باختری ارتفاعات سهند ما بین طولهای جغرافیایی 46 درجه و 15 دقیقه تا 46 درجه و 7 دقیقه و عرض های جغرافیایی 37 درجه و 56 دقیقه تا 37 درجه و 52 دقیقه واقع شده است. وجود شرایط آب و هوایی معتدل کوهستانی با متوسط بارندگی سالیانه 330 میلی متر و خاک حاصلخیز ناشی از هوازدگی مواد آذر آواری، سبب توسعه پوشش گیاهی نسبتاٌ مناسب به ویژه در زمین های مسطح و حاشیه رودخانه های اسکوچای و کندوان چای که از ارتفاعات سهند سرچشمه می گیرند، شده است.
تمامی محدوده مورد مطالعه توسط مواد آذر آواری ناشی از فعالیت های آتشفشانی سهند پوشیده شده است. این مواد شامل لاهار، خاکستر، آگلومرا، توف و کنگلومرای پلی میکتیک با منشاء سنگ های آتشفشانی می باشند. وجود میان لایه های پومیس در بین لاهار و خاکستر های آتشفشانی زمینه توجه اقتصادی به مواد آذر آواری را فراهم آورده است.
پومیس ها به دلیل شرایط فیزیکی و مکانیکی خود از ارزش اقتصادی بالایی برخوردار می باشند. امروزه این ماده در جهان و در صنایع مختلف نظیر ساختمان، محصولات شیمیایی، شیشه، چرم، الکترونیک و کشاورزی به عنوان مصالح پر کننده، ساینده، عایق و نگهدارنده آب کاربرد فراوانی پیدا کرده است.
در مطالعه حاضر ویژگی های اقتصادی پومیس های غرب سهند مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. در تعیین میزان اقتصادی بودن منابع این ماده در منطقه عواملی نظیر میزان ذخیره، اندازه قطعات، حجم باطله برداری و فاصله از جاده مورد توجه قرار گرفته است.
زمین شناسی عمومی: سهند توده ای است متشکل از مواد آتشفشانی که به صورت کلاهکی ریش ریش بر روی پایه ای (Scole) رسوبی قرار گرفته است که متعلق به دوران های مختلف می باشد [1]. به طور کلی مواد آتشفشانی تشکیل دهنده سهند به ترتیب از پایین به بالا عبارتند از:
- کنگلومرای آتشفشانی
- افق های پومیس دار و گدازه آندزیتی
- تناوبی از طبقات آگلومرا، روانه های برشی، لاهار و پومیس ها
- گدازه داسیتی
مواد فوق الذکر در سه مرحله فعالیت سهند به وجود آمده و ژئومورفولوژی حال حاضر منطقه را ایجاد نموده اند. فاصله بین مراحل فعالیت با آرامش نسبی توام بوده است.
الف- مرحله فعالیت آتشفشان قدیمی که از میوسن میانی شروع شده و آثار آن در غرب سهند (دره گنبر) به صورت تشکیلات تخریبی دیده می شود (کنگلومرای قرمز گل). مطالعات پتروگرافی، گدازه های این دوره را آندزیت مشخص کرده است.
ب- مرحله انتشار پومیس که در اواخر میوسن همزمان با توسعه آتشفشان های شکافی که گدازه های کف مانندی بیرون می ریخته اند در سهند مرکزی شکل گرفت. این گدازه ها توسط انفجار های آتشفشانی در منطقه انتشار یافته و منشاء تشکیلات پومیس دار سهند- ایگنمبرایت بوده که امروزه به صورت افق های سفید رنگ به حالت بین چینه ای با طبقات کنگلومرا و لاهار دیده می شود.
ج- مرحله فعالیت آتشفشانی جدید (پلیوسن- کواترنر) که بعد از انتشار روانه های متناوب پومیس و گدازه های آندزیتی، مدتی سهند بدون فعالیت مانده است، اما دوره خاموشی آن چندان دوام نیاورده و بار دیگر مراکز آتشفشانی این منطقه فعالیت ولکانیک خود را به صورت گسترده از سر گرفته است. در این مرحله گدازه های اسید غلیظ مخروط های آتشفشانی جدید و متعدد بر روی پایه های آذرین قبلی به وجود آورده و مورفولوژی مراکز آتشفشانی قدیمی را بر هم زده است.
همه مواد تشکیل دهنده محدوده مورد مطالعه شامل مواد حاصل از مرحله دوم فعالیت سهند به همراه کنگلومرای عهد حاضر که از تخریب سنگ های آتشفشانی به وجود آمده می باشد.
خواص فیزیکی و شیمیایی پومیس ها: پومیس سرجوش یا کف (Foam) شیشه ای، سیلیسی تا مافیک شدیداٌ حفره دار به رنگ سفید یا خاکستری رنگ پریده تا قهوه ای است که معمولاٌ بر روی آب شناور می ماند. جداره دیواره ها از شیشه نیمه شفاف (Translusent) تشکیل شده است. پومیسها در واقع محصول فوران های انفجاری آتشفشان ها محسوب می شوند و در اثر اتساع و خروج گاز های محبوس در یک گدازه غنی از سیلیس نظیر ریولیت و یا داسیت به وجود می آیند. پومیسیت (Pumicite) به اجزاء ریزتر پومیس اطلاق می شود و تنها فرق آن با پومیس در اندازه ذرات می باشد. معمولاٌ قطر ذرات تشکیل دهنده پومیسیت کمتر از 0/06 میلی متر است. به نظر اوارت (Ewart) پومیس سیلیسی دارای حفرات کروی حاکی از بالا بودن فشار بخار در طی فوران است [2].
پومیس های محدوده مورد مطالعه غالباٌ دارای رنگ روشن و جرم حجمی حدود 0/9 گرم بر سانتی متر مکعب بوده و مقاومت فشاری تک محوری غیر مستقیم آن 190 کیلوگرم بر سانتی متر مربع برآورد گردید. نتیجه حاصل از تجزیه شیمیایی پومیس های موجود در منطقه ترکیب داسیتی را برای آنها مشخص می کند. محاسبات نرماتیو این اکسید ها کانی های زیر را برای آن مشخص می کند
P= 50.11% A= 20% Q= 29.49%
با پیاده کردن درصد های مذکور بر روی دیاگرام Q- A- P پیشنهادی میدلموست ترکیب داسیتی برای پومیس های منطقه برآورد گردید.
کاربرد و ارزیابی اقتصادی: جرم حجمی کم، عایق بودن برای صوت و حرارت و قابلیت سایندگی (برای صیقل دادن)، پومیس و پومیسیت را به عنوان یک ماده قابل استفاده درصنعت درآورده است. عمده استفاده پومیس در کارهای عمرانی، روکش کردن جاده ها، زیر ریل های راه آهن و ساخت بلوک های ساختمانی است. پومیسیت به دلیل اندازه دانه هایش به عنوان افزودنی در پوزولان برای ساختن بلوک های بتونی یکپارچه مقاوم بکار می رود. گفتنی است گرمای هیدراسیون این بتون ها به طور قابل ملاحظه ای کمتر از بتون های معمولی است. پومیس های با قطعات بزرگتر برای پوشش سقف ها، مناظر معماری و مجسمه سازی کاربرد فراوان دارند. جرم حجمی کم پومیس آنرا برای استفاده در بناهای بزرگ به عنوان بلوک های ساختمانی مناسب ساخته است.
شناسایی و تعیین ذخیره هر کدام از واحد های پومیس با استفاده از بازدید صحرایی و اکتشاف چکشی صورت گرفت. دو عامل فرسایش خاص و افزایش تعداد لایه های پومیس دار با دور شدن از محل مخروط آتشفشانی، شناسایی این لایه ها را آسانتر می سازد. به علاوه رنگ قهوه ای روشن و قلوه ای جدا شده از افق پومیس دار علائم دیگری برای اکتشاف آن محسوب می شود.
نتیجه گیری و پیشنهادات: میزان ذخیره برآورد شده برای محدوده مورد مطالعه (50 کیلومتر مربع) 140000 متر مکعب می باشد که تنها لایه های پومیس دار با درصد خلوص بیش از 35 درصد را شامل می شود.
نظر به اهمیت اقتصادی پومیس و سایر مواد آذر آواری و همچنین وجود حجم قابل توجهی از خاکستر و پومیس در محدوده اطراف ارتفاعات سهند لزوم یک بررسی دقیق و همه جانبه را برای اکتشاف این مواد ضروری ساخته است. هر چند که مصرف این مواد به صورت صنعتی در کشور ما معمول نیست با این حال می توان با ارزیابی دقیق حجم و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی، اقدام به بازاریابی و صادرات این مواد با ارزش به کشور های دیگر نمود.