دانلود پایان نامه ارشد با موضوع کانسارهاي، تشکيل، رسوبي، سنگهاي

دانلود پایان نامه

سيليکاته منگنز رسوب ميکنند. در شرايط اکسيدان قوي از پايداري منگنز کاسته ميشود و Mn2+ به Mn4+ تبديل شده و در نتيجه اکسيد منگنز (پيرولوزيت) يا اشکال ديگر MnO2 رسوب ميکنند. در شرايط احيا کننده، يونMn+2 به صورت محلول باقي ميماند مگر اين که اين يون با مقدار کافي کربنات حل شده و يا با سيليس تركيب شود كه در نتيجه رودوکروزيت (MnCO3) يا کانيهاي سيليکاته منگنزدار را تشکيل دهد. در محيط احياکننده قوي نيز کانيهاي آلابانديت (MnS) يا منگانوزيت (MnO) شکل ميگيرند. البته به نظر نميرسد که محيط رسوبگذاري مناسبي براي آلابانديت يا منگانوزيت (احيا کننده قوي) وجود داشته باشد. شرايط و محدوده تشکيل سولفيد منگنز MnS بسيار محدود است. برخلاف آهن که در محيط احيايي بيشتر به صورت سولفيد ديده ميشود، منگنز به صورت اکسيد و کربنات يافت ميشود.
1-5 زمين شناسي اقتصادي
منگنز به صورت اکسيد و کربنات در دنيا گسترش وسيعي دارد و کربنات آن غالباً با عناصر ديگري از قبيل کلسيم، منيزيم و آهن همراه است. ذخاير اکسيد منگنز تقريباً خالص بوده و گروهي نيز حاوي مقادير جزئي کبالت، نيکل، تنگستن، مس و باريم يا موادي نظير رس، آهک، چرت و توف ميباشند.
هيچ کاني مستقلي از منگنز در مراحل اصلي تبلور ماگمايي يافت نميشود، ليکن تشکيل برخي از کانيهاي منگنز در پگماتيتها و ذخاير پنوماتوليتي و هيدروترمال بعد از مرحله ماگمائي مشاهده شده است.
در سنگهاي رسوبي نيز مينيمم فراواني منگنز در ماسه سنگ 001/0 تا 01/0% و ماکزيمم آن در خاک سرخ پلاژيک اقيانوسي 17/0%، 68/0% و 86/0% اندازهگيري شده است. متوسط درصد منگنز در سنگهاي رسوبي 056/0 % محاسبه شده است. انباشتگي درونزادي3 منگنز فاقد ارزش اقتصادي است، در حالي که کانسارهاي عظيم آن در سنگهاي رسوبي شناخته شده است و کانسارهاي کوچک و بزرگ در سنگهاي آتشفشاني ـ رسوبي و در سطح هوازده سنگهاي دگرگونه تشکيل ميشوند. کانسنگهاي منگنز از نظر عيار منگنز به صورت زير تقسيم بندي مي‌شوند[5،4]:
• کانسنگ منگنز 4 با منگنز بالاتر از ?? درصد
• کانسنگ منگنز آهندار5 با منگنز ?? تا ?? درصد
• کانسنگ منگنز آهني6 با منگنز بين ?? تا ?? درصد
• کانسنگ آهن منگنزدار7 با منگنز بين ? تا ?? درصد
هر چند ذخائر منگنز ممکن است در طيف وسيعي از شرايط و تشکيلات زمين شناسي از پر کامبرين تاسنوزوئيک پيدا شوند، با اين وجود ?? درصد ذخائر شناخته شده در تشکيلات زمين شناسي سنوزوئيک وجود دارند و ?? درصد نيز در سنگهاي کامبرين يافت مي‌شوند. وجود ذخائر مهم منگنز در سنگهاي دوران مزوزئيک نادر است به جز در مورد ذخائر منطقه گروت آيلنت در کشور استراليا و مولانگو در کشور مکزيک بزرگترين و اقتصاديترين ذخائر منگنز از نوع رسوبي بوده و به شکل تقريبا لايهاي و گسترده در سطح يافت ميشوند. مثالهاي اين نوع ذخاير وجود ذخائر غني منگنز در کشورهاي مراکش، نيکوپال اوکراين، چياتورا گرجستان مورودواروکم برزيل و ماهاراشتاي هندوستان هستند. انواع ديگري از ذخاير منگنز در ارتباط با تشکيلات رسوبي آهني دوران پر کامبرين يافت شدهاند در اين ذخائر منگنز به صورت کربنات و يا اکسيد منگنز و معمولا با عيار کم تمرکز يافته است. مثالهاي معروف اين نوع ذخائر پست مازبورگ و کورومان در کشور آفريقاي جنوبي و ماتوگراس برزيل هستند. نظير ذخاير لاتريتي آهن، بوکسيت و نيکل، ذخاير بر جاي منگنز نيز تحت شرايط مناطق حاره دچار هوازدگي شده و اين امر منجر به غنيتر شدن کانسار و تبديل کاني‌هاي منگنزدار کم عيار به کاني‌هاي پرعيارتري نظير پيرولوزيت و کريپتوملان و منگانيت ميشود. مثالهاي بارز اين نوع ذخاير در کشورهاي برزيل منطقه آماپا گابن منطقه مداندا،‌ غنا، استراليا و هندوستان وجود دارند.
1-5-1 تقسيم بندي کانسارهاي منگنز (پارک و مک ديارميد ????)
1-5-1-1 کانسارهاي همراه با توف ها و رسوبات آواري مرتبط با مواد آتشفشاني (نوع آتش فشاني – رسوبي):
اين گروه از نظر اقتصادي ارزش بيشتري دارند به عنوان مثال ميتوان کانسارهاي پونوپو درکوبا، دره رودخانه الکي در شيلي و کانسار منگنز ونارچ قم نام برد.
1-5-1-2 کانسارهاي مستقل از فعاليتهاي آتشفشاني:
مانند کانسار نيکوپول در اکراين.
1-5-1-3 کانسارهاي همراه با کانسارهاي آهن لايهاي
در ذخاير منگنز، منگنز به دو صورت Mn+4 و Mn2+ واکنش ميدهد. منگنزهاي موجود در منطقه هيپوژن اغلب دو ظرفيتي بوده و به صورت انواع کانيهاي کربناته و سيليکاته ظاهر ميشوند. منگنز دو ظرفيتي نسبتاً محلول و به شدت متحرک است. در منطقه سوپرژن، منگنزهاي منتقل شده از منطقه هيپوژن به صورت اکسيدهاي چهار ظرفيتي که در منطقه سوپرژن پايدارترند، رسوب ميکنند.
بيشتر تمرکزهاي اوليه منگنز که تشکيل کانسارهاي مهم و اقتصادي منگنز را ميدهند و يا انواع ديگر که حاصل فرآيندهاي ثانويه هستند، همگي منشأ رسوبي دارند و در اين ارتباط اکثر طبقهبنديها مبتني بر شرايط منطقه رسوبگذاري و نحوه تمرکز منگنز ميباشد[6].
رايجترين طبقهبنديها کانسارهاي منگنز را به گروههاي رسوبي، گرمابي، دگرگوني و سوپرژن تقسيم بندي ميکنند.
1-5-2 تقسيم بندي کانسارهاي منگنز ( گيلبرت و پارک ???? )
1-5-2-1 کانسارهاي رسوبي منگنز
قسمت اعظم منگنز دنيا از کانسارهاي منگنز رسوبي به دست ميآيد. شوروي سابق يکي از اصليترين توليدکنندگان منگنز جهان به شمار ميآيد که با توليد ??? ميليون تن در سال ???? نزديک به ??% از کل توليد جهان را به خود اختصاص داده است. در حدود ??% از منابع منگنز کشف شده (در خشکي) در
شوروي سابق در حوضه نيکوپول در اوکراين و مابقي در حوضههاي چياتورا در گرجستان واقع شده است.
کانسارهاي رسوبي براساس منشأ منگنز به ? زير گروه تقسيم ميشوند:
1-5-2-2 کانسارهاي رسوبي – آتشفشاني
در اين نوع کانسارها منشأ منگنز دروني و عمدتاً آتشفشانهاي زير دريايي ميباشند. اين نوع کانسارها در مناطقي به وجود آمدهاند که فعاليتهاي شديد آتش فشاني زيردريايي وجود داشته باشد. اين کانسارها يا همراه با سنگهاي تراکي ريوليت و يا همراه با گرينستون و مقاديري از سنگها و کانههاي رسوبي هستند. معمولاً کانسارهاي آهن ـ منگنز محدود به کمپلکسهاي دياباز ـ پورفيري يا کوارتز ـ کراتوفيري هستند و در نزديکي مراکز فعاليت آتشفشاني و يا در فاصلهاي از آن در بين لايههايي از مواد آذرآواري قرار دارند. اين کانسارها از تغييرات کانسارهاي رسوبي با منشأ گرمابي در تودههاي نفوذي کم عمق تشکيل شدهاند.
کانسارهاي اين گروه به وسيله ترکيب براونيت، هوسمانيت و رودوکروزيت از کانههاي اوليه منگنز و با حضور کانيهاي پسيلوملان ـ ونارديت در پوستههاي هوازده، قابل تشخيص هستند و شکل کانسار به صورت لايهاي است. اين کانسارها لايههايي با ضخامت ??-? متر و ?? ـ ??% منگنز، کمتر از ??% سيليس و ??/?-??/?% فسفر تشکيل ميشوند.
اين کانسارها در مناطقي که فعاليتهاي آتشفشاني شديد است، ذخيرهاي نسبتاً کوچک دارند. کانسار قزاقستان روسيه و کوست رينج در آمريکا نمونهاي از اين کانسار است[6].
1-5-2-3 کانسارهاي رسوبي – غير آتشفشاني
در اين کانسارها منشأ منگنز فرآيندهاي بيروني مانند هوازدگي سنگهاي سطحي تأثير دارد. اين کانسارها مجموعه ذخاير منگنز و ديگر عناصري را که عمدتاً به وسيله آبهاي سطحي و زير زميني از مناطق هوازده خشکي به حوضههاي آبي حمل ميشوند را شامل ميشود. اين کانسارها يا همراه با رس و ماسه سنگ گلوکونيتي و يا همراه با کربناتها ميباشد.
طي فرآيندهاي غنيسازي، دو عنصر آهن و منگنز در مراحل مختلف مانند جدا شدن از سنگهاي منبع، حمل و تهنشيني و مراحل دياژنز از يکديگر تفکيک ميشوند و بدين ترتيب منجر به تشکيل ذخايري با نسبت بالاي آهن و منگنز ميگردند. با توجه بر اين که حلاليت منگنز در بعضي مقادير PH و Eh اسيدي به طور قابل توجهي از آهن و آلومينيوم بيشتر است، بسته به طبيعت فرآيند هوازدگي، آهن و منگنز ممکن است به طور يکسان تا ترجيحاً منگنز، از سنگهاي منبع جدا شده باشند. هوازدگي پوسته بازالتي اقيانوسي به وسيله آب دريا در درجه حرارت پائين ممکن است منجر به حل شدن و ته نشيني اکسيدهاي منگنز شود. اين کانسارها ??% ذخاير شناخته شده جهان را شامل ميشوند.
شکل کانسار به صورت لايهاي و عدسي ميباشد. و بزرگترين ذخيره منگنز جهان نيکوپول در اوکراين را شامل ميشوند. کانسارهاي مهم منگنز به طور عمده در محدوده زماني تشکيل شدهاند که ميزان اکسيژن آزاد کاهش داشته است. کانسارهاي کشف شده اکثراً متعلق به اوايل پالئوزوئيک، ژوراسيک و اواسط کرتاسه هستند. همراه کانسارهاي آهن رسوبي لايهاي، مقداري منگنز نيز يافت ميشود.
کانسار منگنز نيکوپول واقع در شوروي سابق بزرگترين ذخيره منگنز دنيا محسوب ميگردد. اين کانسار در اليگوسن تشکيل شده است. اين کانسار که از نوع کانسارهاي رسوبي منگنز است، در سنگ ميزبان کربناته قرار دارد. استراتيگرافي منطقه از پايين به طرف بالا شامل: پي سنگ کريستالين، پي سنگ هوازده، ماسه سنگ و رس، سيلتستون، ماسه سنگ گلاکونيت، لايه منگنزدار، رسهاي سبز تا خاکستري، مارن و آهک است.
لايه منگنز شامل سه رخساره اکسيد، مخلوط اکسيد – کربنات و کربنات است، که کربناتها در حاشيه حوضه رسوبي تشکيل شده اند. رنج منگنز از ساحل به اعماق عبارتند از:
رخساره کربناته(رودوکروزيت منگانو کلسيت) اکسيدي(پيرولوزيت پسيلوملان)
محيط حاشيه حوضه رسوبي يا ساحلي ( محيط عميق) افق منگنزدار ? تا ? متر ضخامت، ?? کيلومتر عرض و ??? کيلومتر طول دارد. رخساره اکسيد حدود ?? درصد ذخيره را تشکيل ميدهد. عيار منگنز ?? تا ?? درصد است. منگنز از سنگهاي مافيکي اسپليتي کريستالين منشأ گرفته است. بافت ذخيره از نوع اُاليتي، پيزوليتي، لاميناسيون و جانشيني صدفها است. کانسارهاي منگنز در کربناتها در هندوستان، برزيل و مراکش کشف شده است. منشأ منگنز به طور عمده سنگهاي آتشفشاني است[6].
1-5-2-4 کانسارهاي گرمابي منگنز
اين کانسارها به صورت رگهاي ميباشد و کانيهاي اقتصادي آن عمدتاً رودوکروزيت و پيرولوزيت ميباشد. چشمههاي آب گرم در کانسارهاي موجود در قارهها و پيدايش آنها در مناطق فعال کف درياها مثالهاي جالبي از تشکيل کانيهاي اکسيد منگنز از سيالات هيپوژن هستند. با مقايسه ترکيب کانسارهاي منگنز در چشمههاي آب گرم امروزي و کانيهاي منگنز رگهاي هيپوژن قديمي تشابه بين آنها به خوبي روشن ميشود. در ذخاير گرمابي يک نوع پراکندگي ناحيهاي مربوط به کانيهاي منگنز و ساير فلزات مشاهده شده است. چشمه‌هاي آب گرم در کانسارهاي موجود در خشکي‌ها و پيدايش آنها در مناطق فعال کف درياها مثالهاي جالبي از تشکيل کانيهاي اکسيد منگنز از سيالات هيپوژن هستند. با مقايسه ترکيب کانسارهاي منگنز در چشمه‌هاي آب گرم امروزي و کانيهاي منگنز رگه‌هاي هيپوژن قديمي، تشابه بين آنها به خوبي روشن مي‌شود. در ذخاير گرمايي يک نوع پراکندگي ناحيهاي مربوط به کانيهاي منگنز و ساير فلزات مشاهده شده است. در عميقترين بخشها تنها کانيهاي منگنز دو ظرفيتي (رودوکروزيت، رودونيت، تفروئيت و آلابانديت) هم
راه با سولفورهاي فلزات پايه (Pb, Zn, Cu) و کانسارهاي طلا- نقره تشکيل ميشود. با بالا آمدن محلولهاي هيپوژن به طرف سطح زمين در مناطق فوقاني و امتزاج آن با نزولات اکسيژندار پائين رو، گيبسيت و براونيت که اکسيدهاي با ظرفيت کم هستند و کريپتوملان، پسيلوملان، پيرولوزيت و کروناديت که اکسيدهاي با ظرفيت زياد هستند، به صورت تابعي از ميزان اکسيژن و درجه حرارت تشکيل ميشوند. مانند کانسار منگنز بيوت (آمريکا) [6].
1-5-2-5 کانسارهاي دگرگوني منگنز
کانسارهاي دگرگوني حاوي کانيهاي فراوان منگنز به تعداد زيادي يافت ميشود اما تنها تعداد کمي از اين کانسارها و عمدتاً آنهايي که داراي کانيهاي براونيت، هوسمانيت و بيگسبيت هستند، اهميت محلي دارند و نظر کانسار به صورت لايهاي است. کانسارهاي دگرگوني منگنز در ارتباط با سنگهاي سيليکاته حاوي منگنز در دوره پروتروزوئيک مانند گانديتها و کودوريتها ميباشند. گانديتها از کوارتز، اسپسارتين، براونيت، هوسمانيت و رودوکروزيت تشکيل شدهاند و کودوريتها از فلدسپات پتاسيک، اسپسارتين و آپاتيت تشکيل يافتهاند. اينها در بين لايه‌هاي از مرمرها، کوارتزيت‌ها و شيستها قرار دارند. گانديت‌ها و کوردوريت‌ها در مناطق زيادي با صدها کيلومتر مربع مساحت پراکنده هستند. طول ذخاير منگنزدار از ? تا ? کيلومتر و ضخامت آنها از ? تا ?? متر متغير ميباشد. متوسط ميزان منگنز در آنها ?? تا ?? درصد است. بزرگترين کانسارهاي شناخته شده از اين نوع در هند و برزيل وجود دارند. مانند کانسار منگنز پُست ماسبرگ در آفريقاي جنوبي.
براونيت کاني مشخصهي کانسارهاي دگرگوني ضعيف است، در دگرگوني شديد کاني بيگسبيت از تحول براونيت و هماتيت تشکيل ميگردد و همراه آن هولانديت، هوسمانيت و ژاکوبسيت نيز ظاهر ميشوند. هولانديت يک کاني هيپوژن است و از طريق دگرگوني مجاورتي و ناحيهاي تشکيل ميشود. بسياري از کانسارهاي رسوبي منگنز، متعاقباً به وسيله دگرگوني حرارتي و مجاورتي با شدتهاي متفاوت تغيير پيدا ميکنند و اين امر باعث تغيير کانيشناسي و بافت کانسارهاي قبلي ميگردد، اما نقشي در تمرکز آنها ايفا نميکند. در کانسنگهاي اکسيدي دگرگون شده منگنز، براونيت و بيگسبيت بسته به حضور سيليس، آهن و … و نيز حرارت و اکسيژن به تنهايي يا با هم تشکيل ميشوند[6].
1-5-2-6 کانسارهاي منگنز تجزيهاي يا سوپرژن
فرآيند تشکيل اين کانسارها شامل تجزيه عناصر غير از منگنز در سنگ مادر توسط آبهاي سطحي و زيرزميني است. اين فرآيند باعث متمرکز شدن مواد باقيمانده و يا تجزيه و تهنشيني مجدد منگنز در پوسته هوازده نزديک سطح مي‌شود. اکسيداسيون سوپرژن برجا و غنيسازي سنگهاي منگنزدار، به خصوص در سنگهاي کربناته، يا تحرک مجدد کانسارهاي منگنز قبلي در جريان هوازدگي منجر به تشکيل ذخاير پرعيار و اقتصادي ميگردد. سنگ مادر اين نوع کانسارها بايد داراي درصدکاني منگنز ( ? تا ?? درصد ) باشد. هوازدگي در مناطق گرمسيري معمولا منجر به افزايش عيار بيش از ? الي ? درصد نميشود. اگر اکسيداسون شديد و فراگير باشد، پيرولوزيت و ياکريپتوملان (بسته به تمرکز پتاسيم) مستقيما از رودوکروزيت يا پيروکروزيت تشکيل مي‌شود. چنانچه اکسيداسيون محدود و داراي تغييراتي از بالا به طرف پايين سطح باشد، فازهاي مختلف معرف حالتهاي اکسيداسيون متفاوت تقريبا به صورت زير مي‌باشد[6].
رودوکروزيت هوسمانيت منگانيت بيرنسيت نسوتيت پيرولوزيت

دیدگاهتان را بنویسید

Close Menu