مقاله اشـــــــــکال و نــــحوه تشـــکیل ذخــــــایر مـعدنی

[Alireza Hashemi 33,392]

اشکال ذخایر معدنی

ذخایر ایزومتریک

گسترش این ذخایر در سه بعد یکسان و نسبتا زیاد است. این ذخایر در صورت واقع شدن در سطح زمین به روش روباز قابل بهره برداری هستند. ذخایر ایزومتریک مهم عبارتند از :

 

نوع استوک

حالت گنبدی تجمع مواد معدنی را در یک نقطه استوک (stock) می‌گویند. نظیر گنبدهای نمکی ، گچی و بعضی از ذخایر سرب ، روی و مس جانشینی در کربناتها و در برخی ذخایر مس پورفیری کانی سازی از انواع پراکنده و به شکل استوک است.

نوع استوک ورک

شکل کلی ذخیره حالتی از استوک است اما بافت ذخیره حالتی از استوک ورک دارد. محلولهای ماگمایی که در تشکیل ذخایر مس و مولیبدن پورفیری نقش اساسی دارند در مرحله خاصی از تبلور ماگما در سنگهای فوقانی موجب تشکیل درزه و شکافهایی می‌شوند که توسط محلولها پر شده و بافت استوک ورک را بوجود آورند.

نوع کیسه‌ای

هرگاه محلول گرمایی و یا ماگمایی از یک سنگ کربناته و دارای تخلخل مفید و قابلیت واکنش پذیری نسبتا خوب به یک سنگ غیر قابل نفوذ برسند ماده معدنی در سنگ کربناته در مرز با سنگ دیگری تجمع پیدا می‌کند و تشکیل ذخایر کیسه‌ای را می‌دهد.

ذخایر صفحه‌ای

ذخایر صفحه‌ای در جهت طول و عمق گسترش زیاد دارند حال آنکه در جهت عرض بسیار محدود می‌باشند. ذخایر صفحه‌ای را به دو دسته لایه‌ای و رگه‌ای تقسیم می‌کنند.

ذخایر لایه‌ای

اکثر ذخایر رسوبی از نوع لایه‌ای هستند. و این ذخایر همزمان با رسوبگذاری تشکیل می‌شوند که از جمله می‌توان ذخایر رسوبی شیمیایی آهن و منگنز را نام برد. در این نوع ذخایر تغییرات مورفولوژیکی زیادی دیده نمی‌شود. از ذخایر دارای منشأ ماگمایی به کرومیت و مگنتیت در سنگهای اولترامافیکی می‌توان اشاره نمود.

ذخایر جانشینی در شرایط خاص حالت لایه‌ای دارند و این در صورتی است که سنگهای واقع در اطراف گسل ، به صورت تناوبی از سنگهای کربناته (با تخلخل بالا و واکنش پذیر) و سنگهای غیرقابل نفوذ و مقاوم تشکیل شده باشد و محلولهای گرمایی و ماگمایی در سنگهای کربناته نفوذ و ضمن انجام واکنش ، مواد معدنی برجای گذاشته شوند و در لایه‌های غیرقابل نفوذ تغییری رخ ندهد.

 

ذخایر رگه‌ای

گسلها و شکستگی‌ها در صورتی که توسط محلولهای گرمایی و یا ماگمایی پرشوند ذخایر رگه‌ای تشکیل می‌شوند. ذخایر رگه‌ای برخلاف حالت لایه‌ای اکثرا اپی‌ژنتیک هستند. ذخایر رگه‌ای به صورت ساده و پیچیده هستند. شکل ذخایر رگه ، تابع نوع گسلها و شکستگیهای منطقه است که خود توسط مقاومت مکانیکی سنگها ، فشار و نحوه توزیع نیروها عمق و عوامل دیگر کنترل می‌شود. رگه‌ای مهم عبارتند از : رگه‌های ساده ، شعاعی ، حلقوی ، پلکانی ، بادبزنی ، موازی ، دم اسبی و غیره .

 

رگه‌های شعاعی

: اکثرا در بالای توده‌های نفوذی به خصوص در قسمت‌های فوقانی ذخایر مس پورفیری واقع می‌شوند و به کمک آن می‌توان موقعیت توده نفوذی و ذخایر پورفیری را در اعماق مشخص نمود.

 

رگه‌های حلقوی

: اکثرا در اطراف دهانه‌های آتشفشانی گزارش شده‌اند. که خروج ماگما با حجم زیاد موجب ریزش دهانه می‌شود که گسلهای نرمال حلقوی در حاشیه دهانه بوجود می‌آید که توسط محلولهای گرمایی و یا ماگمایی پر می‌شوند و رگه‌های حلقوی تشکیل خواهند شد.

 

رگه‌های زین اسبی

: این نوع ذخایر در تاقدیس‌ها تشکیل می‌شوند.

ذخایر استوانه‌ای

گسترش آنها در یک جهت نسبتاً زیاد است. محلولهای گرمایی و ماگمایی که در شرایط خاصی در سنگهای کربناته جانشین شوند تشکیل ذخایر استوانه‌ای را خواهند داد. غارهای موجود در سنگهای کربناته که توسط محلولهای گرمایی و یا ماگمایی پر شده‌اند تشکیل ذخایر استوانه‌ای را می‌دهند. این ذخایر را نسبت به وضعیت طول آنها به دو دسته تقسیم می‌کنند. ذخایر دودکشی(chimney) یا تنوره‌ای که طول استوانه عمود یا تقریباً عمود است و در صورتی که طول استوانه حالت افقی داشته باشد به آن مانتو (Manto) گفته می‌شود.

ذخایر عدسی

در بعضی از ذخایر به دلیل وضعیت خاص منطقه کانی سازی و شرایط تبلور ذخیره شده حالت عدسی به خود می‌گیرد، نظیر ذخایر ماسیوسولفید و عدسی‌های کرومیت.

[Alireza Hashemi 33,392]

نحوه تشکیل ذخایر معدنی

بررسی فاکتورهای مؤثر در تشکیل ذخایر معدنی

برای پی‌بردن به چگونگی تشکیل ذخایر معدنی بررسی چهار عامل زیر ضروری است.

منشأ محلولهای کانه‌دار

منشأ محلولهای کانه‌دار شامل موارد زیر می باشد.

ماگما و محلولهای ماگمایی

ماگما مواد مذابی هستند که قسمت اعظم آنها را ترکیبات سیلیکاتی تشکیل می‌دهد (به استثنای کربناتیتها) و از اعماق مختلف زمین منشأ گرفته و پس از سرد شدن سنگهای آذرین را می‌سازد. ماگماهای مانیکی و اولترامافیکی از جبه و بخشهای عمیق زمین منشأ می‌گیرند. ماگمای اسیدی حاصل ذوب آناتکسی پوسته قاره‌ها است.

آبهای سطحی

نقش اساسی در تشکیل ذخایر رسوبی شیمیایی (اورانیوم) ، ذخایر برجای مانده (نیکل) هوازده (بوکسیت) ، ذخایر پلاسر ، ذخایر غنی شده (مس) و ذخایر گرمایی عهده‌دار هستند.

آبهای اقیانوسی

نوعی از آبهای سطحی را شامل می‌شوند که در تشکیل بعضی از ذخایر رسوبی و یا سیوسولفیدها نقش اساسی را ایفا می‌کنند.

آبهای دگرگونی

هرگاه آبهای محصور در بین ذرات رسوبی تحت تأثیر فشار و حرارت حاصل از دگرگونی ناحیه‌ای قرار گیرند شروع به حرکت کرده و بعضی از مواد را در خود حل و آنها را در شکستگی‌ها و گسلها به صورت ذخایر رگه‌ای برجای می‌گذارند.

آبهای فسیل شده

آبهای موجود در حوضهای نفتی سرشار از املاح Na ، Cl ، Cu ، Mg و بی‌کربنات می‌باشند این آبها بجز در شرایط دگرگونی به ندرت در تشکیل ذخایر معدنی شرکت می‌کنند.

منشأ مواد معدنی

بطور کلی منشأ مواد معدنی را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد.

منشأ ماگمایی

ذخایری نظیر کرومیت ، پلاتین ، نیکل ، کبالت و الماس همراه سنگهای اولترامانیکی و ذخایر مس پورفیری و مولیبدن پورفیری همراه سنگهای اسیدی و حد واسط یافت می‌شوند. بنابراین ترکیب شیمیایی ماگما نوع مواد معدنی را کنترل می‌کند. نوع ذخایر ماگمایی تابع عمق و مسیری است که ماگما طی می‌کند. مثلا ماگمایی که از لایه گوشته زمین سرچشمه می‌گیرد، ذخایر کروم ، نیکل، پلاتین را به همراه داشته باشد و ماگمایی که حاصل پوسته قاره‌ها است قلع ، تنگستن ، اورانیوم ، فلوئور و غیره را همراه خواهدداشت.

 

 

منشأ رسوبی

ذخایر گچ ، نمک ، زغال سنگ و آهن لایه‌ای

منشأ دگرگونی

ذخایر کرندوم ، گارنت ، آندالوزیت ، سیلیمانیت و غیره را نام برد.

منشأ گرمایی

ذخایری که در رابطه با محلولهای گرمایی تشکیل می‌شوند ذخایر سرب ، روی ، مس ، جیوه ، طلا ، نقره و … است. سنگهای مسیر چرخه آب نوع کانسار گرمابی را کنترل می‌کند سنگهای ولکانیکی اسیدی امکان تشکیل ذخایر نوع طلا ، نقره ، اورانیوم ، سرب ، روی ، … و در سنگهای اولترامافیکی امکان وجود ذخایر گرمابی نوع تیزیت و هونتیت و در سنگهای غنی از سیلیس امکان تشکیل رگه‌های کوارتز را می‌توان داشت.

چگونگی حمل مواد

مواد معدنی به صورت محلول و یا غیر محلول در آب و یا به صورت ترکیبات ساده یونی و کمپلکس توسط ماگما و یا محلولهای ماگمایی ، گرمایی و آبهای سطحی حمل می‌شوند. مواد معدنی در محلولهای ماگمایی و گرمایی اکثرا به صورت کمپلکس‌های مختلف حمل می‌شوند. عناصر Pb ، Zn ، Cu ، Ag به صورت کمپلکس‌های کلر و عناصر Au ، Hg ، As ، Sb در حرارت پایین به صورت کمپلکس بی‌سولفید و عناصر Sn و Mo به صورت کمپلکس فلوئور حمل می‌شوند.

نحوه ته‌نشینی مواد معدنی

مواد معدنی می‌توانند در اثر تغییر یکی از عوامل زیر ته نشین شوند.

وزن مخصوص

یکی از فاکتورهای مهم در ته نشینی و تجمع بعضی از ذخایر معدنی است. ذخایر پلاسر به دلیل مقاومت کانی تحت تأثیر فرآیندهای شیمیایی پس از حمل مکانیکی در محلی که متناسب با وزن مخصوص آن باشد نظیر پلاسرهای رودخانه‌ای و ساحلی تجمع پیدا می‌نمایند. در ماگماهای مافیکی و اولترامافیکی کانی‌های وزن مخصوص بالا نظیر کرومیت ، مگنتیت ، پنتلازولیت و غیره همزمان با سیلیکاتها متبلور می‌شوند.

تغییرات Eh و PH

کلیه ذخایر رسوبی شیمیایی و ذخایری که از حالت محلول در نزدیک سطح زمین یا دریاها تشکیل شده یا می‌شوند، تغییرات مربوط به Eh و PH محیط و محلول از عوامل مهم و مؤثر در ته نشینی آنها است.

تغییرات درجه حرارت و فشار

از فاکتورهای مهم و مؤثر در تشکیل ذخایر گرمایی ، ماگمایی و دگرگونی می‌باشند. کاهش درجه حرارت مهم‌ترین عامل ته نشینی ذخایر گرمایی است. تغییرات فشار و حرارت موجب ناپایداری کمپلکس‌ها شده که خود عامل مهمی در ته نشینی ذخایر معدنی به شمار می‌رود.

واکنش شیمیایی با سنگهای اطراف یا با مولکولهای دیگر

محلول گرمایی و یا ماگمایی با سنگهای مناسب وارد واکنش شده مواد خود را در ناحیه واکنش برجای می‌گذارند. به خصوص واکنش با سنگهای کربناته در حرارت بالا و عمق زیاد یکسری سیلیکاتهای کلسیم ، آهن ، منیزیم و آلومینیم‌دار تشکیل می‌شود (اسکارن) که همزمان با سیلیکاتهای مواد معدنی برجای گذاشته می‌شود.