up
Search      menu
زمین شناسی,جغرافیا :: مقاله زمين شناسي PDF
QR code - زمين شناسي

زمين شناسي

زمين شناسي اقتصادي

شاخه اي از علم زمين شناسي که درباره نحوه تشکيل و ژنز آن دسته از مواد زمين که داراي ارزش اقتصادي هستند صحبت مي کند .
معدن کاري : تبديل يک پتانسيل موجود در طبيعت (کانسار) به يک پتاسيل فعال .
کاني (Mineral) : مواد معدني طبيعي که داراي ترکيب شيميايي و خواص فيزيکي تقريبا ثابتي دارد .
کانه(Ore Mineral) :کاني اقتصادي است . اگر بتوانيم از يک کاني حداقل يک فلز استخراج کنيم به آن کانه گفته مي شود ، مثل اسفالريت ، گالن و ...
کاني هاي صنعتي (Industeral Mineral) :کاني اقتصادي ارزشمندي که مصرف غير فلزي داشته باشد ، مثل گچ ، زغال ، باريت ، ليمونيت و ...
باطله (Gange) : مواد معدني (کاني) که ارزش اقتصادي نداشته باشد و جز مواد اضافي است . که البته به صورت نسبي بوده و با زمان يا مکان تغيير مي کند ، مثال در معدن آهن سيليس مزاحم و در معدن کوارتز براي شيشه سازي آهن مزاحم است .
شستشوي شيميايي (Acid leaching) : به کمک اين روش در معدن مس سرچشمه از مالاکيت مس مي گيرند .
کانسنگ (Ore) : مجموعه اي از چند کاني که حداقل يکي از اين کاني ها ارزش اقتصادي داشته باشد .
عيار (Grade) : معياري براي سنجش کيفيت ماده معدني . مقدار فلز موجود در کانسنگ را عيار مي گويند .
گرم در تن PPM Parts per million
مثال 5 پي پي ام يعني 5 گرم طلا به ازاي هر تن
(Tenor) : به نسبن کانه به کانسنگ گفته مي شود از آناليز کاني شناختي براي شناسايي آن استفاده مي شود . در واقع يک جور عيار مي باشد .
کانسار (Ore deposit) : ذخيره معدني . تجمع طبيعي مواد معدني که بعد از
اکتشاف ، استخراج و فرآوري به طور سود دهي به فروش برسد .
منابع معدني (Ore resource) : هم کانسار را در بر مي گيرد + آن دسته از تجمع طبيعي که امروزه قابل بهره برداري نيست .
آنومالي (Anomali) : تجمع طبيعي که مشخص نيست به طور سوده باشد .
الف – عوامل زمين شناختي ب- عوامل غير زمين شناختي
عوامل زمين شناختي
.1. عيار يا ترکيب شيميايي
.2. مقدار ذخيره
.3. کاني ها و عناصر همراه
.4. موقعيت جغرافيايي
عوامل غير زمين شناختي
.1. عوامل تکنولوژيکي
.2. قوانين دولتي (ماليات ، واردات ، صادرات)
براي مطالعه نحوه تشکيل و ژنز کانسارها (نحوه تجمع طبيعي) سه مورد بايد بررسي شود :
.1. منبع ويژگي سيال کانه زا
.2. نحوه حرکت سيالات کانه زا
.3. نحوه جدا شدن از سيال کانه زا
سيال کانه زا (Ore bearing fluid) يعني سيالي که ايجاد کانه مي کند .
منبع و ويژگي سيال کانه زا
.1. ماگما و سيالات ماگمايي
.2. آبهاي متئوريک
.3. آبهاي فسيل
.4. آبهاي حاصل از فرآيند دگرگوني
ماگما : ماده ي مذابي که ترکيبات پيچيده اي دارد و مادر تمام سنگهاست .
الف- پديده تفکيک ماگمايي
ب – پديده پالايش فشاري (Filter pressing)
پ – تزريق ماگمايي
ت – پنوماتوليتي (Pnumatlytie)
الف- تفريق ماگمايي : در حين سرد شدن ماگما کاني هاي مختلف با توجه به جرم مخصوص خود و درجه پايداري خود در حرارت و فشارهاي مختلف کريستاله مي شوند و در عمق مشخصي از ماگما جدا مي شوند .
کروميت از جمله کاني هايي است که در درجه ي حرارت بالا بوجود مي آيد و داراي چگالي بالايي است .
ب - پالايش فشاري (Filter pressing) : هرگاه يک ماگماي نيمه متبلور تحت فشار قرار بگيرد عناصر نيمه متبلور از قسمت متبلور شده جدا مي شود و بر اثر جدايش کانسار بوجود مي آيد مثال بارز آن آهن است .
ج – تزريق ماگمايي : بر اثر فشار به ماگماي نيمه متبلور قسمت نيمه متبلور و مايع وارد سنگ هاي اطراف مي شود ، مثل دايک و سيل
د – پنوماتوليتي (Pnumatlytic) : گازهاي موجود در ماگما که مي توانند در تشکيل سنگ و کاني نقش داشته باشند .
(WF6) تنگستن که حالت گازي دارد .
WF6→WO3+CaO→CaWo4
پس از برخورد به آبهاي زير زميني اکسيده مي شود .
.2. آبهاي متئوريک (Meteoric Water) : آبهاي حاصل از نذورات جوي است (برف ، باران ، تگرگ و ...)
آبهاي متئوريک
الف – سطحي(جاري) : در تشکيل کانسارهاي رسوبي مي تواند نقش مهمي داشته باشد مثل ذخاير پلاسري .
ب – عمق (نفوذي) : در حين نفوذ به زمين گرم شده و با سنگهاي مسير واکنش داده و به سيال کانه زا تبديل مي شود .
آبهاي گرم با يک توده ماگمايي در نزديکي خود در ارتباط هستند .
.3. آبهاي فسيل (Connate Water) : آبهاي هستند که هيچ ارتباطي با جو ندارند و در بين طبقات سنگي حبس شده اند . در حالت کلي هيچ نقشي در کانسارسازي ندارند تا اينکه طبقات سنگ ها در اثر فشار و حرارت دگرگون شده است . و با سنگهاي مسير واکنش داده و عناصر فلزي را در خود حل مي کند .
.4. آبهاي حاصل از فرآيند دگرگوني : ژيپس آب سطحي دارد ، اما کائولينيت آب در بين ملکول هاي آن قرار دارد .
اگر تشکيلاتي که کائولينيت دارد تحت فشار دگرگوني قرار بگيرد به (سيليمانيت ، آندالوزيت) تبديل مي شود . که آب خود را از دست مي دهند .
Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.SiO2+SiO2+2H2O
نحوه حرکت سيال کانه زا
الف – ماگمايي :
ماگما حاوي گازهاي تحت فشار است و به هر دليل که فشار ماگما کم شود گازها منبسط مي شود ، انبساط گازها باعث مي شود چگالي ماگما کاهش پيدا کند به عبارتي ديگر ماگما سبک مي شود و سبک شدن ماگما باعث مي شود به سمت بالا برود و حرکت ماگما عمدتا به سمت نواحي کم فشار است .
ب- غير ماگمايي :
در دو محيط عميق و کم عمق(نيمه عميق) بررسي مي کنيم .
صفر تا دو کيلومتري را کم عمق مي گوييم .
عميق (ميکروسکوپي)
.1. خوردگي شيميايي : واکنش هايي که سيال مي تواند با سنگ داشته باشد باعث حل شدن سنگ در سيال مي شود .
.2. حرارت و فشار : حرارت باعث انبساط ميکروسکوپي مي شود و شکاف هايي در سنگ به وجود مي آيد که باعث حرکت سيال مي شود .
.3. نقص بلوري : نقص بلوري مي تواند در هنگام تشکيل بلور به وجود آيد .
تذکر : بلور نحوه قرار گرفتن اتم ها در کنار همديگر يا شکل هندسي منظم در کنار هم.
نقص بلوري به سه دسته تقسيم مي شود :
.1. نقص بلوري (Point defect) : يکي از عوامل آن نبود اتم در بلور است ، دومين عامل حرکت يا جابجايي اتم (Shift) و سومين عامل نفوذ اتم ناخالص بزرگتر .
.2. نقص خطي : هرگاه چند نقص نقطه اي با هم در بلور باشد باعث به وجود آوردن نقص خطي مي شود .
.3. نقص صفحه اي : هرگاه چند نقص خطي با هم در بلور باشد باعث به وجود آوردن نقص خطي مي شود .
حرکت سيالات در منطق عميق تحت دو فعاليت انتشار(Infiltration) و نفوذ (Difussion) به وجود مي آيد .
وضعيت ساختماني مي تواند در حرکت سيال در منطق عميق نقش داشته باشد .
هرگاه سنگها تحت فشار و تنش قرار بگيرند نفوذ پذيري آنها بيشتر مي شود .
نيمه عميق (ماکروسکوپي)
.1. شرايط زمين شناختي
الف – شرايط زمين شناختي
سنگ شناختي (Lithology)
.. نفوذ پذير (Aquifer) ...نفوذ ناپذير (Aquitrad)
ب – شرايط ساختماني و تکتونيکي (درزه ، گسل و چين و ...)
.2. شرايط سيال : به غلظت و Ph (اسيدي يا بازي) آن بستگي دارد .
.3. فشار هيدروليکي هم مي تواند يک عامل براي حرکت سيال در نيمه عميق مي باشد.
Q=-K h2-h1 L
نحوه جدا شدن کانه از سيال کانه زا
.1. وزن مخصوص : ذخاير پلاسر هستند در ذخاير پلاسري به دليل اختلاف وزن مخصوص جدايش طبيعي صورت مي گيرد .
.2. شرايط شيميايي(Eh,Ph) : آهن براي اينکه به صورت هماتيت و مگنتيت رسوب کند نياز به يک محيط اکسيدي و Ph بالاي 6 نياز دارد . اگر کمتر باشد آهن محلول باقي مي ماند و اگر در محيط احيايي باشد آهن با گوگرد توليد پيريت مي کند و Ph بايد کمتر از 6 باشد .
.3. حرارت و فشار : براي اينکه کانه بوجود بيايد بايد حرارت و فشار کم باشد تا حلاليت کم شود و رسوب گذاري بيشتر شود .
مطالعه اشکال کانسارها (ore morphology)
سنگ ها داراي اشکال زير هستند :
.1. سنگ ها با ساختمان اوليه
.2. سنگ ها با ساختمان ثانويه
ساختمان اوليه : در هنگام تشکيل سنگ در سنگ ايجاد مي شود . مثل Dike,sile
ساختمان ثانويه : که بعد از تشکيل سنگ در سنگ ايجاد مي شود . مثل : چين درزه و...
Syngenetic: به کانسارهاي گفته مي شود که ماده معدني و سنگ همراه (ميزبان) با هم (همزمان) تشکيل شده اند . مثل کروميت
Epigenetic: به کانسارهايي گفته مي شود که ماده معدني و سنگ همراه (ميزبان) با هم تشکيل نشده اند . معمولا سنگ ميزبان ابتدا و بعدا ماده معدني بوجود مي آيد . مثل کانسارهاي رگه اي .
که هر دوي اينها بيانگر ارتباط زماني بين ماده معدني و سنگ همراه از نظر ژنتيکي است .
اشکال کانسارها
الف) ايزومتريک : کانسارهايي هستند که ابعاد کانسار در تمام جهات تقريبا يکسان است.
ب) ستوني : کانسارهايي هستند که گسترش يک بعد نسبت به دو بعد ديگر خيلي بيشتر است .
ج) صفحه اي – تخت : کانسارهايي هستند که گسترش يک بعد نسبت به دو بعد ديگر خيلي کمتر است .
کانسارهاي ايزومتريک
.1.توده اي(mass) : کانسارهايي که ابعاد بزرگي دارند و در حدود 100 متر است .
.2.لانه اي (nest) : که ابعاد آنها در حدود چند ده متر است .
کانسارهاي ستوني
.1. دودکشي (cheimy) : حالت قائم يا نيمه قائم دارند .
.2. مانتو (manto) : حالت افقي يا نيمه افقي دارند .
کانسارهاي ستوني مي توانند به صورت هاي منفرد و متجمع (دودکش و مانتو با هم) باشند .
کانسارهاي صفحه اي – تخت
.1.عدسي – لنزي : نوعي از کانسارها که در قسمت مرکزي ضخامت بيشتر و هرچه به طرف حاشيه مي رويم ضخامت کم مي شود . مثل کروميت آلپي .
.2. لايه اي : که ضخامت در سرتا سر آنها يکسان است . مثل زغال .
.3. رگه اي : که خود به چند دسته تقسيم مي شود :
الف)رگه اي زين اسبي(saddle) : در چين ها بوجود مي آيند ، در ستيغ چين بيشترين فضاي خالي را داريم که فضا مناسب براي رسوب گذاري سيال کانه زا است . مثل طلا و منگنز .
ب) استوک ورک (stock work) : توده نفوذي نا هم شيب . طبق تعريف به کانسارهايي گفته مي شود که از تعداد زيادي رگه و رگچه تشکيل شده و شکل عمومي آنها ايزومتريک است . مثل کانسارهاي مس پورفيري .
ج) مشتمل : که خود به سه نوع نردباني ، موازي ، متقاطع تقسيم مي شود .
باقلايي (pinch & swell) : اگر در يک سکانس استروگرافي (مطالعه لايه ها ، چينه شناسي) لايه ها به طور متناوب از جنس نفوذ پذير و ناپذير باشند ، اگر در چنين حالتي گسل بخورد ، صفحه گسل مکان مناسبي براي حرکت سال کانه زا خواهد بود .
حرارت سنجي زمين (Geo thermometry): مجموعه اي از روش هاي آزمايشگاهي که به کمک اين روش ها به شرايط تشکيل کانسار مي توان برد .
.1. انکلوزيون سيالي (fluid inclusion) (ميانبار سيالي) :
مهم ترين روش ژئوترمومتري است . با کمک اين روش حرارت و فشار کانسار را مي توان پيدا کرد و به کمک اين روش طبيعت سيال کانه زا هم پي برد .
تعريف : در هنگام رشد بلور حفره هايي در بلور ايجاد مي شود که اين حفره ها توسط سيالي که آن بلور از آن رشد مي کند پر مي شود . به آن حفره و محتويات آن انکلوزيون سيالي مي گويند .
محتويات حفره يک دست است اما با گذشت زمان به فازهاي مختلف تقسيم مي شود . براي مطالعه انکلوزيون سيالي از کاني هاي شفاف مانند : کوارتز ، کلسيت ، هاليت ، فلوئورين ، باريت و ... استفاده مي شود .
محتويات انکلوزيون شامل آب ، دي اکسيد کربن ، کلر و روي ، سولفات و کربنات هاي سديم ، پتاسيم ، منيزيم و کلسيم است .
رده بندي انکلوزيون ها
الف) رده بندي فازي (Nash) ب) رده بندي ژنتيکي (Genetic)
رده بندي فازي (Nash) خود به 5 دسته تقسيم مي شوند :
.1. دوفازي : فاز مايع ، حباب هاي کوچک گاز
.2. دوفازي : فاز مايع،حباب هاي بزرگ گاز
.3. پلي فاز : فاز مايع ، حباب گاز ، جامد (کاني)
.4. مايع (آب بيشتر ، دي اکسيد کربن کمتر) ، حباب گاز
.5. مايع (آب کمتر ، دي اکسيد کربن بيشتر ) ، حباب گاز
رده بندي ژنتيک بر اساس نوع تشکيل :
.1. انکلوزيون هاي اوليه : که محتويات آنها متعلق به همان سيالي است که بلور از آن رشد کرده است .
.2. انکلوزيون هاي ثانويه : که محتويات آنها متعلق به يک سيال ديگر است نه آن سيالي که بلور رشد کرده است .
.3. شبه انکلوزيون : که شبيه انکلوزيون ثانويه است اما عملاً اوليه است .
نکته : اندازه انکلوزيون ها متغيير است و بين (1-100) ميکرون است .
روش کار : نمونه هاي انکلوزيون را پيدا کرده و به آزمايشگاه مي بريم و تيغه هاي 1 ميليمتري تهيه مي کنيم . اين تيغه ها به وسيله ميکروسکوپ هاي مخصوصي که داراي سيستم گرم و سرد کننده است قرار مي دهند به اين صورت که براي مشخص کردن درجه حرارت تشکيل کانسار ابتدا نمونه را گرم مي کنند تا محتويات انکلوزيون به حالت اول يعني(هموژن) برسد اين حرارت بعنوان حداقل درجه حرارت کانسار قرار مي دهيم . حرارت را ادامه مي دهيم تا انکلوزيون از بين برود و اين را حداکثر حرارت انکلوزيون قرار مي دهيم و به کمک اين رنج حرارت پگماتيتي و ... را ممشخص مي شود .
براي مشخص کردن درجه شوري : در حين سرمايش کاني هاي نمک رسوب مي کنند که با مقدار رسوب کاني هاي نمک و مقايسه آن با انکلوزيون اوليه يک درصد شيميايي مشخص مي شود .
.2. سنتز (به طور مصنوعي ساختن) کاني ها : با مخلوط کردن درصدهاي مشخص يک کاني چند نمونه تهيه مي کنيم اين نمونه ها در دستگاه مخصوص قرار مي دهيم و در هر نمونه درجه و حرارت و فشار خاص خود آن را تنظيم مي کنيم و نهايتا بلور رشد مي کند . هر کدام که نزديکترين شباهت را به نمونه طبيعي داشت آن را درجه حرارت آن کاني قرار مي دهيم . از اين روش براي تهيه الماس استفاده مي شود .
.3. روش نقطه ذوب : در اين روش از يک نمونه خالص طبيعي استفاده مي شود به ايت ترتيب که نمونه را در کوره مخصوصي حرارت مي دهند تا اينکه به نقطه ذوب برسد دقيقا در حرارتي که کاني شروع به ذوب شدن مي کند آن را حد پايداري کاني قرار گرفته مي گويند .
اتکتيک(eutectic) : نقطه ذوب مجموعه از کاني ها کمتر از نقطه ذوب تک تک آن کاني ها است . مثلا اوليوين به تنهايي در 1000 درجه و کروميت در 900 درجه سانتي گراد ذوب مي شود اما مجموعه اين کاني ها در کمتر از 900 درجه سانتي گراد ذوب مي شود .
.4. روش تبديل :
ايزومروف : شکل ثابت و فرمول متغيير مثل آلبيت و انورتيت .
پلي مروف : چند شکلي و فرمول ثابت مثل کربن و الماس ، کلسيت اراگونيت .
در کالکوپيريت اگر حرارت بالاي 500 درجه سانتي گراد باشد ارتورومبيک و اگر زير 500 درجه سانتي گراد باشد مکعبي مي شود .
.5. Exsolution: اگر محلول جامد در حين سرد شدن بدون اضافه و يا کم کردن عنصري در سيستم حداقل به دو کاني کريستاله تبديل شود به آن مي گويند و بافتي که به وجود مي آييد بافت باهم رشد کرده (exsolution) مي گويند .
به اين صورت نمونه اي که داراي بافت با هم رشد کرده انتخاب مي کنيم اين نمونه داراي شرط هاي زير است :
.1.داشتن کاني ميزبان و داشتن کاني هاي همراه به صورت تيغه .
.2. حد پايداري کاني ميزبان بالاتر از کاني همراه باشد .
.3.شبکه بلوري ميزبان بايد بزرگتر از شبکه بلوري کاني همراه باشد .
.6.ايزوتروپ : عدد اتمي ثابت ، عدد جرمي متفاوت .
در ژئوترمومتري از ايزوتروپ هاي پايدار استفاده مي شود که هيدروژن و اکسيژن و گوگرد است .

تغييرات آب و هوايي زمين عصر يخبندان در خلال تاريخ، آب و هواي زمين بار ها دستخوش تغييرات اساسي شده است. بين ۸۰۰ تا ۶۰۰ ميليون سال پيش در طي دوره اي به ...

● مقدمه زمين ، سومين سياره نزديک به خورشيد و بزرگترين سياره در ميان سيارات دروني است. ساختار دروني زمين مثل ساير سيارات دروني از يک هسته داخلي و يک هس ...

هيدرولوژي يا آب شناسي از دو کلمه Hydro به معني آب و Logos به معني شناسايي گرفته شده است. ديد کلي هيدرولوژي علمي است که در مورد پيدايش خصوصيات و نحوه ت ...

خون شناسي به مطالعه سلولهاي خوني و انعقاد مي پردازد. اين علم مقدار و ساختمان و عمل سلولهاي خوني ، پيش سازهاي سلولهاي خوني را در مغز استخوان ، ساختار ه ...

شناخت زلزله تعريف زلزله مردم عامي درکلامي ساده زلزله راحرکت ناگهاني زمين ناشي ازخشم نيروهاي ماوراء الطبيعه وخدايان مي دانند که بر بندگان عاصي وعصيانگر ...

معمولاً وقتي از شدت درجه ريشتر (Richter) صحبت مي شود، تمام اطلاعات مربوط به شدت يک زلزله ارائه مي شود. زلزله اي که در تابستان سال ۱۹۹۸ قسمتي از افغانس ...

وجود ۱۵۰۰ آتشفشان در کره زمين فوران توده هاي بزرگي از خاکستر در ايسلند در اثر فعال شدن يکي از آتشفشان هاي خفته اين منطقه باعث شده است نشريه علمي لايو ...

در حاليکه اطلاعات اندکي تاکنون در باره مرکز کره زمين در اختيار بوده است، هم اکنون داده هاي مربوط به زمين لرزه ها ثابت مي کند که مرکزي ترين و دروني تري ...

دانلود نسخه PDF - زمين شناسي