بررسی زمین شناسی ، پتروگرافی و ژئوشیمی کانسار بوکسیت روستای عزیزی (سرفاریاب) شهرستان دهدشت، استان کهگیلویه و بویراحمد....
چكيده: کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در فاصله 45 کیلومتری شمال شرقی شهرستان دهدشت و در یال شمالی تاقدیس کوه سیاه و یال جنوبی تاقدیس مندان قرار دارد. این کانسار به صورت یک افق چینه سان بین سازند سروک در پایین و سازند ایلام در بالا تشکیل شده است. بررسی های پتروگرافی و آنالیزهای ژئوشیمیایی نمونه های برداشته شده از کانسار بوکسیتی محدوده مورد مطالعه، نشان دهنده این است که این کانسار بوکسیتی دارای دو رخساره کانیایی با شرایط تشکیل محیطی متفاوت است. رخساره اکسیدان شامل کانی های بوهمیت، هماتیت، دیاسپور و کائولینیت و رخساره احیایی شامل کانیهای کلریت و پیریت است. بررسی ها نشان دهنده این است که ذخایر بوکسیتی منطقه سرفاریاب از نوع کارستی است که در جهان این ذخایر از نوع مدیترانه ای با ترکیب کانی شناسی بوهمیت و دیاسپور می باشد. آنالیزهای (XRD)نشان داد که بوهمیت مهمترین و بیشترین کانی آلومینیم دار تشکیل دهنده بوکسیت های کارستی در منطقه سرفاریاب است و از بین کانی های رسی کائولینیت رایج ترین کانی رسی موجود در سکانس بوکسیتی مطالعه شده می باشد. مطالعه پتروگرافی مقاطع میکروسکوپی نشان داد که شاخص ترین فسیل های موجود در ریز رخساره های سازند های سروک و ایلام شامل (اربیتولین، نزازاتا، رودیست، میلیولید و فسیل های پلاژیک مانند گلوبوروتالیا است که نشان دهنده محیط های نیمه عمیق تا عمیق برای تشکیل این واحدهای سنگی می باشد. بررسی مقاطع صیقلی نمونه های بوکسیتی نشان دهنده حضور کانیهای فلزی و اپک مانند (پیریت، هماتیت و گوتیت) در این کانسار بوکسیتی می باشد. نتایج آنالیزهای وزن مخصوص ((SGنمونه های انتخابی نشان داد که میانگین چگالی کانسار بوکسیت از حد معمول بالاتر است که علت آن وجود اکسید های آهن و کانی های پلاسر موجود در این توده معدنی است. تفسیر نتایج((XRFنشان می دهد که اکسید آلومینیم دارای بیشترین مقدار و اکسید های سدیم، پتاسیم، منگنز، گوگرد و فسفر دارای کمترین مقدار در این توده معدنی است. نتایج آنالیز ژئوشیمیایی عناصر ردیاب نشان داد که کروم، زیرکونیم، تیتانیوم و گالیم مقادیر بالایی را دارند که علت همراهی با Al، داشتن کاتیونهای 3و4 ظرفیتی است که طی فرآیند کانی زایی جایگزین عنصر آلومینیم می شوند. مطالعات ژئوشیمیایی و هیستوگرامی نشان می دهد که عناصری مانند (Al, Fe, Ti, Zr, V, Nb, Cr)در مقابل هوازدگی شیمیایی و انحلال مقاوم اند و در سنگ منشاء باقی می مانند و عناصر قلیایی و قلیایی خاکی مانند (Ca, Mg, Si, K, Na) با انحلال شدید در فرآیند شستشویی عنصری و هوازدگی شیمیایی از محیط خارج می شوند که ارتفاع ستونها بیانگر این مطلب است. واژههاي کليدي:پتروگرافی، ژئوشیمی، کانسار بوکسیتی، سرفاریاب فصل اول کلیات 1-1 مقدمه در راستاي علم زمين شناسي، درک کاملي از تحولات و تکامل آن در واحد هاي زماني مختلف ضروري به نظر مي رسد که شناخت هر يک از آنها ما را بسوي عظمت پروردگار يکتا رهنمون مي سازد. مطالعه حاضر جزء هزاران کاري است که مي توان در علم زمین شناسی اقتصادی انجام داد. در اين راستا کانسار بوکسیتی روستای عزیزی و مندان سرفاریاب در (شمال شهرستان کهگیلویه) که بزرگ ترین توده معدنی بوکسیت درمنطقه می باشند مورد بررسي و شناخت قرار گرفته شده است. اين توده های معدنی که جزء توالي هايي از زاگرس چین خورده بشمار مي رود، تغيير و تکامل آن وابسته به سرگذشت زون ساختاري زاگرس چین خورده است.رشته کوههای زاگرس با طول1800 کیلومتر در قسمت میانی کمربند آلپ- هیمالیا، از کوههای تاروس در شمال خاوری ترکیه آغاز و به تنگه هرمز ایران ختم می شود (Falcon, 1991; Stocklin, 1968; Haynes& Mcquilan, 1974; Alavi, 1994, 2004; Smit et al., 2010). این کمربند از شمال خاور به جنوب باختر شامل سه پهنه ساختاری : زاگرس مرتفع، زاگرس چین خورده و زاگرس خرد شده است (Stocklin, 1968; Falcon, 1967,1974). زاگرس چین خورده بر اساس مشخصات زمین ساختی و رسوبشناسی شامل سه بخش لرستان، خوزستان و فارس ( فارس داخلی و خارجی) می باشد (Motti, 1994,1995).این تحقیق مشتمل بر5 فصل می باشد که در فصل اولبه بررسی اهداف این تحقیق، موقعیت جغرافیایی و راه های دسترسی به کانسار معدنی مورد مطالعه، موقعیت آب وهوایی، ژئومورفولوژی، موقعیت تاریخی و روشهای انجام این تحقیق پرداخته شده است. 1-2 اهداف مطالعهمهمترین اهداف این تحقیق عبارتند از: الف) بررسی زمین شناسی عمومی منطقه مورد مطالعه. ب) بررسی پتروگرافی کانسار بوکسیتی منطقه مورد مطالعه. پ) بررسی ژئوشیمی کانسار بوکسیتی منطقه مورد مطالعه. 1-3 موقعیت منطقه1-3-1 مختصات جغرافیایی برش مورد مطالعه و راه های دسترسی به آناستان کهگیلویه و بویراحمد با وسعتی در حدود 16264 کیلومتر مربع در جنوب غرب ایران واقع شده است. این استان بین ‘’000 ‘00 29 تا ‘’00 ‘27 31 عرض شمالی و ‘’00 ‘53 49 تا‘’00 ‘53 51 طول شرقی قرار گرفته است. این استان از شرق با استانهای فارس و اصفهان و از سمت شمال با استان چهارمحال و بختیاری و از سمت غرب و جنوب غرب با استانهای خوزستان و بوشهر هم مرز می باشد(شکل 1-2). بر اساس آخرینتقسیمات سیاسی استان کهگیلویه و بویراحمد در سال 1390 دارای 7 شهرستان 16شهر ، 17 بخش ،43دهستان و 1795 آبادی دارای سکنه است. مساحت آن15504 کیلومترمربع می باشد. شهرستانهاى استان شامل بوير احمد، کهگيلويه، گچساران، دنا، لیکک، باشت و چرام می باشد. کانسار بوکسیتی روستای عزیزی و مندان در فاصله 45 کیلومتری از شهرستان دهدشت با مختصات جغرافیایی ‘31 50 تا 51 طول شرقی و‘44 30 تا‘02 31 عرض شمالی در نقشه زمین شناسی دهدشت واقع شده است. برای دسترسی به این کانسارهای بوکسیتی از طریق جاده آسفالته دهدشت به سرفاریاب به این معا دن میرسیم. کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در یال شمالی تاقدیس کوه سیاه و یال جنوبی تاقدیس مندان واقع شده است. در این تحقیق عدسی های بوکسیتی به شماره های 35، 36، 80، 88، 104، 105و 106 مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند (اشکال 1-1 و 1-2). (شکل 1-1)عکس ماهواره ای ازلنزهای بوکسیتی منطقه مورد مطالعه شکل 1-2: موقعیت جغرافیایی و راه های ارتباطی برش مورد مطالعه (اقتباس از اطلس راههای ایران، 1382) 1-3-2 جغرافیای طبیعی و اقلیم تنوع آب و هوايي استان کهگیلویه و بویراحمد به دليل شرايط خاص اقليمي در خور توجه است. این استان منطقه کوهستانی و نسبتا مرتفعی است که کوههاى زاگرس با رشتههاى موازى، سراسر شمال و شرق و کوههاى سياه و سفيد، خومى، خائيز و نيل جنوب شرقى آن را در بر گرفتهاند. بلندترين نقطه استان قله دنا با ارتفاع ۴۴۰۹ متر و پستترين ناحيه آن ليشتر به ارتفاع ۵۰۰ متر از سطح دريا مىباشد. رودخانههاى مارون، بشار، زهره، خرسان و نازمکان از اين استان عبور مىکنند و ارتفاعات آن، سرچشمه تعدادى از رودخانهها است. چهار پنجم مساحت منطقه از ارتفاعات و تپه ماهورها تشکيل شده است. در مناطق سردسير، ارتفاعات بلندتر و تپه ماهورها بيشتر و در مناطق گرمسير ارتفاعات کوتاهتر و تپه ماهورها نيز کمتر است. دشتها نيز حدود يک پنجم از مساحت استان را تشکيل مىدهند و معمولاً عمده اراضى کشاورزى در دشتها واقع شده است. با توجه به شرایط جغرافیایی این استان هرچه در امتداد اصلی کوههای زاگرس، از شمال شرق به جنوب غرب نزدیکتر شویم، از ارتفاع کوهها و مقدار بارندگی و رطوبت هوا به طور محسوسی کاسته می شود. این وضعیت استان را از لحاظ آب و هوا به دو قسمت تقسیم کرده است: الف) ناحیه گرمسیر: این ناحیه در قسمت جنوب غرب و غرب استان با وسعتی بیش از 8000 کیلومتر مربع واقع شده و آب وهوای گرم و نیمه خشکی دارد. باران اين منطقه از آبان ماه آغاز مىشود و تا ارديبهشت ماه به تناوب ادامه مىيابد. در مقايسه با ناحيه سردسير، ميزان بارندگى در اين قسمت نسبتاً کم است. همچنين در اين مناطق يخبندان به ندرت اتفاق مىافتد. کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در این ناحیه قرار گرفته است. ب) ناحیه سردسیر: اين ناحيه با وسعتى بيش از ۶۵۰۰ کيلومترمربع با ارتفاع متوسطى در حدود ۲۱۰۰ متر از سطح درياى آزاد، در شمال و شرق استان و در مجاورت استانهاى فارس، اصفهان و چهارمحال و بختيارى واقع شده است. دماى متوسط اين ناحيه از ۳۶ درجه سانتىگراد در گرمترين ماههاى سال تا ۱۰ درجه زير صفر در فصل سرما متغير است. بارش اين ناحيه نيز معمولاً از آبان ماه شروع و تا ارديبهشت ماه به تناوب ادامه مىيابد و بيشتر بارش آن به صورت برف است. اين قسمت از استان که در واقع جنوبىترين بخش زاگرس مرطوب است با جنگلهاى وسيع و زيباى بلوط پوشيده شده و سرچشمه رودهاى بزرگ و پرآبى مانند کارون و مارون است. فصل يخبندان منطقه در بعضى از نقاط شهريور آغاز شده و تا اواخر اسفندماه ادامه مىيابد.
1-3-3 ژئومورفولوژیژئومورفولوژی عبارت است از علم اشکال زمین. در این علم علاوه بر اینکه اشکال هندسی ناهمواریها، پستیها و بلندیهای روی زمین بررسی میشوند، ویژگیهای توپوگرافی نیز با دقت مورد مطالعه و تحقیق قرار میگیرد. تپهها، درهها، دشتها، سواحل، صخرهها، به عنوان اشکال ژئومورفولوژیک شناخته میشوند. اگرچه بیشتر این اشکال در اثر فرسایش و یا رسوب گذاری بوجود میآیند ولی بعضی از آنها در اثر عملکرد نیروهای درونی زمین میباشند. مورفولوژی یک منطقه توسط عوامل مختلفی شکل میگیرد. تأثیر این عوامل در ایجاد اشکال توپوگرافی مثبت و یا منفی به ساختمان زمین شناسی زیرین منطقه، تعداد و نوع عوامل زمین شناسی، همچنین به مدت زمان اعمال این فرایندها بستگی دارد(Lahee,1952). ارتفاعات کوه های بخش شمالی گستره مورد مطالعه که شامل آهکهای سازند آسماری است به دلیل لیتولوژی آن که اغلب از سنگهای آهکی مقاوم و سخت در برابر عوامل فرساینده تشکیل شده، برجستگی و قله های مرتفعی را تشکیل داده است. همچنین وجود سازندهای آهکی سروک و ایلام به دلیل لیتولوژی آنها که اغلب از سنگ های آهکی ضخیم تا متوسط لایه تشکیل شده، برجستگی ها و قله های مرتفعی را در بخش جنوبی این کانسار بوکسیتی تشکیل داده است. منطقه مورد مطالعه شامل تاقدیسهای کوه سیاه و کوه نیل وتاقدیس مندان می باشد. از نظر مورفولوژی کوه نیل که در بخش شمالی این کانسار بوکسیتی واقع شده است نسبت به بقیه کوه های موجود در منطقه مشخص تر می باشد. ارتفاع بلندترین نقطه از سطح دریا 3535 متر است. تاقدیس کوه نیل دارای یک روند شمال غرب و جنوب شرق می باشد. علاوه بر تاقدیس کوه نیل، تاقدیس کوه سیاه از دیگر تاقدیس های موجود در منطقه مورد مطالعه است که جنس عمده این تاقدیس سازندهای آهکی ایلام و سروک می باشد که این سازندها توسط طبقات جوانتر سازندهای پابده و گورپی پوشیده شده که نسبت به بقیه سازندها فرسایش پذیرتر می باشند. سازندهای پابده و گورپی به دلیل لیتولوژی شیلی و مارنی آنها، نقاط پست تر و کم ارتفاع تری را در منطقه تشکیل داده اند. (نقشه زمین شناسی 1:100000 دهدشت).
1-3-4 موقعیت تاریخی و فرهنگیكهگيلويه از سه كلمه «كوه»، «گيل» و «اويه» تركيب يافته است. از آن جا كه كلمه «او» پسوند مالكيت است، بنابراين معناي اين نام «منطقه كوهستاني گيل» است. استرابون جغرافيدان مشهور يونان باستان كهگيلويه را بخشي از خاك اوكسيها ( نام هخامنشي خوزستان ) ميداند. در دوره ساسانيان، قباد ساساني ارگان ( ارجان ) را در قسمت دشتي آن بنا نهاد كه «قباد خوره» ناميده ميشد. مناطق كوهستاني آن را نيز «رم زميگان » ميناميدند. در دوران بعد از اسلام «قباد خوره» به نام شهرحاكم نشين آن ولايت ارگان ( ارجان )، و مناطق كوهستاني آن«رم زمينگان» به كهگيلويه شهرت يافت. در قرنهاي بعد كه شهر ارگان ويران شد افشارها و لرها سراسر آن را تصرف كردند. تمامي اين خطه كهگيلويه و قسمت كوهستاني آن «پشت كوه» و سمت دشتي آن «زيركوه» ناميده شدند. استان كهگيلويه و بوير احمد در گذشتهاي نه چندان دور جزو يكي از بلوکهاي مملكت فارس و شامل دو قسمت شمال خاوري - كه آن را سردسير و كوهستاني و پشت كوه - و قسمت جنوبي و باختر- كه آن را نره كوه و بهبهان ميناميدند بوده است. كهگيلويه در زمانهاي قديم، جزو لرستان بزرگ به شمار مي آمد. استان كهگيلويه و بويراحمد در گذشتهاي نه چندان دور جزء يكي از بلوكهاي مملكت فارس و مشتمل بر دو قسمت شمال شرقي كه آن را سردسير و كوهستاني و پشت كوه و قسمت جنوبي و غرب بود كه آن را نره كوه بهبهان ميناميدند. به استناد كتاب (ممسني در گذرگاه تاريخ) مردم لرستان ، كهگيلويه و بويراحمد ، ممسني و حتي دشتستان بوشهر با گذشته تاريخي مشترك از يك نژاد هستند و با يك زبان صحبت ميكنند و آداب و رسوم و فرهنگ مشابهي دارند. كنشهاي فرهنگي مردم كهگيلويه و بويراحمد از روابط اجتماعي موجود مبتني بر نظام عشيرهاي متأثراست. در اين نظام فرهنگي تمام رفتارهاي اجتماعي و فرهنگي مردم تحت تأثير مستقيم روابط قبيلهاي وعشيرتي قرار دارند.1-4 گذری بر مطالعات پیشین نام بوکسیت از دهکده Baux در جنوب فرانسه گرفته شده و باتوجه به تعریف باردوئی به سنگ رسوبی یا باقیمانده Residualکه بیش از 50% اکسید و هیدروکسیدهای آلومینیم، آهن و تیتانیوم و کانی های آلومینیوم بیش از کانیهای دیگر باشد گفته می شود. همچنین بنابه گفته باردوئی (Bardossy, 1982) بوکسیت به سنگ های برونزاد و غنی از آلومینیم که از کانی های ریز بلور گیبسیت، دیاسپور و بوهمیت حاصل شده گفته شده است. کانسارهای بوکسیت به عنوان مهم ترین منبع تامین کننده آلومینیم، گالیم و عناصر نادر خاکی در جهان شناخته شده اند (Laskou et al., 2005). کانسارهای بوکسیتی از نظر زمین شناسی، کانی شناسی، ژئوشیمی و پیدایش، توسط پژوهشگران مختلفی مورد مطالعه قرار گرفته اند(Temur&Kansun 2006,Calagari&Abdini 2007, Merino & Banerjee 2008, Muzaffer Karadag et al., 2009, .Liu et al., 2010, Retallack 2010)اولین مطالعات انجام شده بروی عدسیهای بوکسیتی موجود در منطقه سرفاریاب توسط صمیمی نمین و همکاران (1966 تا 1972) بوده که بوکسیت های این منطقه را به عنوان بوکسیت های به سن کرتاسه زاگرس معرفی نمودند و جمعا 72 عدسی بوکسیتی را در منطقه شناسایی کردند.ازسال(1972تا1984)شرکت Strogexport کشور چک در منطقه سرفاریاب بعد از مطالعات صمیمی نمین تعداد لنزهای شناخته شده را به 129 لنز رساندند. نتایج آنالیزهای شمیایی نمونه های برداشته شده از این عدسی های بوکسیتی نشان داد که این بوکسیت ها در مقایسه با سایر بوکسیت های ایران از مطلوبیت بیشتری برخوردارند. حجازی (1387) به بررسی سنگ مادر ژئوشیمی کانسار بوکسیت سرفاریاب پرداخت و آن را به صورت رساله کارشناسی ارشد در دانشگاه آزاد اسلامی خرم آباد ارائه نمود. پشم فروش (1388) به بررسی بوکسیت های کرتاسه کهگیلویه پرداخت زراسوندی و همکاران(2008) به مطالعه کانی شناسی و منشاء افق بوکسیتی در برش سرفاریاب (شهرستان کهگیلویه) پرداخته اند. زراسوندی و همکاران (1389) به بررسی تغییرات ژئوشیمیایی و جرم واحدهای مختلف بوکسیتی در کانسار بوکسیت سرفاریاب، استان کهگیلویه و بویراحمد با استفاده از رفتارهای ژئوشیمیایی عناصر (Y, Zr, Ti, Al)پرداخته اند و چنین بیان نموده اند که ماده اولیه بوکسیت سرفاریاب، آرژیلیتی بوده که با توجه به برجازا بودن بوکسیت سرفاریاب، می توان آهک سروک را که حاوی ذرات رسی است، منشاء این عناصر در نظر گرفت. زراسوندی و همکاران (1390) به مطالعه شرایط نهشت، محیط رسوبی و تعیین زایش افق بوکسیتی در کانسارهای مندان و ده نو، منطقه دهدشت با استفاده از مطالعات کانی شناختی پرداخته و چنین بیان نموده اند که افق های بوکسیتی مورد مطالعه دارای دو رخساره کانیایی می باشند که شرایط محیطی تشکیل آنها متفاوت است. ،همچنین مطالعات متعددی بروی کانسارهای بوکسیتی در نقاط مختلف ایران صورت گرفته که شامل موارد زیر است.
|