واژه­ های  کلیدی:  بازالت، هوازدگی و فرسایش ، تریاس پسین،  بوکسیت تاش، شمال غرب شاهرود

فهرست مطالب

عنوان                     شماره  صفحه

فصل اول : کلیات تحقیق

1- 1- مقدمه. 2

1-2-  موقعیت جغرافیایی و راه‌های دسترسی به منطقه. 2

۱-3- آب و هوا و بوم‌شناسی منطقه. 3

1 – 4-  پوشش‌گیاهی و جاذبه‌های ژئوتوریستی منطقه. 4

1- 5 –  ژئومورفولوژی منطقه. 5

1– 6- تاریخچه مطالعات پیشین.. 7

1-7- سابقه تحقیق در منطقه مورد مطالعه. 10

1- 8- تعریف مسئله، اهداف و روش‌های مطالعه. 12

1- 8 – 1- طرح مسئله. 12

1-8-2- اهداف تحقیق.. 12

1- 8-3- روش انجام تحقیق.. 13

1-8-4- جمع‌ آوری اطلاعات… 13

1-8-5- مطالعات  صحرایی.. 14

1-8-6- مطالعات آزمایشگاهی.. 14

1-8-7- تجزیه داده‌ها و نگارش پایان‌نامه. 15

1-9- بوکسیت… 15

1-9-1- آلومینیوم. 15

1-9-2- بوکسیت، تعریف، شرایط تشکیل و کاربرد‌ها 16

1-9-2 -1- تعریف… 16

1-9-2-2 – شرایط تشکیل بوکسیت… 16

1- 9-2-3 – کاربرد بوکسیت… 18

1- 9-3- طبقه‌بندی بوکسیت‌ها 18

1-9-3-1- تاریخچه طبقه‌بندی بوکسیت… 19

1-9-3-2- طبقه‌بندی بر اساس لیتولوژی سنگ بستر. 20

1-10-کلیاتی در مورد بافت و ساخت در بوکسیت‌ها 25

1- 11- پراکندگی زمانی و مکانی بوکسیت‌های ایران.. 26

1-12- ذخائر جهانی‏ بوکسیت و مهمترین کشور‌های تولید کننده و وارد کننده آلومینیوم. 27

فصل دوم: زمین‌شناسی منطقه

2-1- مقدمه. 30

2-2- جایگاه زمین‌شناسی ایران از دیدگاه زمین ساخت جهانی.. 30

2-3- موقعیت زمین‌شناسی منطقه مورد مطالعه. 31

2-4- زمین‌شناسی منطقه. 33

2-4-1- چینه‌شناسی در محدوده ناحیه‌ای.. 33

2- 6- چینه‌شناسی در محدوده کانسار 39

2-6-1- سازند روته. 39

2-6-2- سازند الیکا 42

2 – 6 – 3 – سازند شمشک…. 43

2- 7-  فاز‌های کوهزایی در منطقه. 45

2- 7- 1- فاز کوهزایی کالدونین.. 45

2- 7 – 2- فاز کوهزایی سیمرین.. 45

2- 7 – 3- سیمرین پیشین.. 46

2- 8 – زمین‌شناسی ساختمانی.. 47

2- 8- 1- زمین‌شناسی ساختمانی البرز شرقی.. 47

2- 8 – 2- زمین‌شناسی ساختمانی در محدوده مورد مطالعه. 49

2- 8 – 2- 1- گسل ابر. 49

2 -8 – 2- 2- گسل شاهکوه 51

2 -8 – 2- 3- گسل سیاه مرزکوه 51

 

 

2-8 – 2- 4- گسل‌های محدود به کانسار 51

2- 8- 3- چین‌خوردگی.. 53

2- 8- 3- 1- تاقدیس تاش…. 53

2- 8- 4- ارتباط تکتونیک با بوکسیت‌زایی.. 54

2- 9- زمین‌شناسی اقتصادی منطقه. 57

2- 10- جغرافیای دیرینه ایران و منطقه در زمان تریاس…. 59

2- 10- 1- نتیجه‌گیری از جغرافیای دیرینه ایران در زمان تریاس…. 61

فصل سوم: کانی‌شناسی، ساخت و بافت

3- 1- مقدمه. 66

3- 2- مطالعات میدانی (عملیات صحرایی) 66

3-2- 1- مشخصات سنگ میزبان ماده معدنی.. 67

3-2- 2- نحوه رخنمون ماده معدنی.. 69

3-2- 3- بررسی مشخصات ژئومتری ماده معدنی (هندسه ماده معدنی) 70

3-2-4- مشخصات افق بوکسیتی (لایه‌های تشکیل دهنده) 72

3-3-  ویژگیهای سنگ‌ پوش ماده معدنی.. 78

3-4- ارتباط بوکسیت‌زایی با ذغالسنگ…. 79

3- 5-  نقش کارست وغارهای آهکی در فرایند  بوکسیت‌زایی.. 81

3 – 6- کانی‌شناسی به روش پراش اشعه ایکس XRD… 83

3-6-1- بررسی کانی‌های تشکیل دهنده ماده معدنی.. 87

3 – 7 –  مطالعات میکروسکوپی.. 88

3- 7- 1-  مطالعه پتروگرافی سنگ میزبان.. 88

3- 7- 2-   مطالعات پتروگرافی ماده معدنی.. 90

3- 7- 3-  واحد‌های بافت ساز زمینه(ماتریکس) 90

3- 7- 4-  واحدهای بافت ساز متمایز. 91

3-8- سیستم‌های ژنتیکی کانی‌های تشکیل دهنده ماده معدنی.. 96

فصل چهارم: مطالعات ژئوشیمیایی و الگوی تشکیل کانسار

4- 1 –  مقدمه. 100

4- 2- رفتار عنصر آلومینیوم  در محیط ژئوشیمی.. 101

4- 3- طبقه‌بندی انواع واحدهای کانسنگی در نیمرخ مورد مطالعه. 104

4- 6- تعیین خاستگاه سنگ منشأ بوکسیت با بهره گرفتن از داده‌های ژئوشیمی.. 108

4 – 7- مدل پیدایشی پیشنهادی کانسار بوکسیت تاش…. 112

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات

5- 1-  نتیجه‌گیری.. 117

5- 2- پیشنهادات… 119

فصل ششم: منابع

6- 1- منابع فارسی.. 121

6- 2- منابع لاتین.. 128

مقدمه

یکی از مهمترین و اساسی­ترین پایه­ های اقتصاد هر کشوری منابع معدنی تحت‌‌الارضی آن است. نیاز به عناصر فلزی در جوامع بشری با توجه به رشد فزاینده جمعیت در کشور­های پیشرفته و در حال توسعه (مانند ایران) بیش از پیش‌ احساس می­ شود. روند صنعتی شدن کشور و رشد مصرف آلومینیوم در صنایع مختلف اهمیت اکتشاف و شناسایی منابع بوکسیت را به عنوان مهمترین ماده اولیه قابل استخراج آلومینیوم از اهمیت خاصی برخوردار کرده است. در توالی چینه‌شناسی البرز در مرز بین سازند کربناته الیکا و سازند تخریبی شمشک بوکسیت‌زایی صورت گرفته است. در منطقه مورد نظر افق بوکسیتی – لاتریتی رخنمون دارد که در حال بهره‌برداری می‌باشد. در این تحقیق کانسار بوکسیت تاش از جنبه زمین‌شناسی اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته و در این فصل به منظور درک بهتر از وضعیت منطقه ابتدا موقعیت جغرافیایی، بوم­شناسی و پوشش گیاهی محل مورد مطالعه را مورد بررسی قرار می­دهیم و در ادامه به اهداف این تحقیق و روش کار و مطالعه تاریخچه کانسار و خلاصه­ای از شناخت، طبقه ­بندی و مکانیسم تشکیل بوکسیت‌ها اشاره می­ شود.

1-2-  موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به منطقه

منطقه مورد مطالعه در40 کیلومتری شمال غرب شاهرود، درفاصله 6 کیلومتری شمال شرق روستای تاش و در محدوده مختصات جغرافیایی ′41 °54 تا ′48 °54 طول شرقی و ′32 °36 تا ′37 °36 عرض شمالی واقع شده است. از شاهرود در مسیر کارخانه سیمان با طی مسافت حدود 20 کیلومتر جاده آسفالته به روستای تاش و مسافت 6 کیلومتر جاده خاکی معدن بوکسیت تاش قابل دسترسی می باشد. در شکل (1- 1) موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به منطقه نشان داده شده است.

شکل 1- 1- موقعیت جغرافیایی و راه­های ارتباطی منطقه مورد مطالعه (اطلس کامل راه­های ایران).

 ۱-3- آب و هوا و  بوم­شناسی منطقه

منطقه مورد مطالعه در میان کوه­های سربه فلک کشیده البرز (شاهوار، شاهکوه) محصور شده و آب و هوای آن در پاییز و زمستان بسیار سرد و در بهار و تابستان معتدل می‌باشد. اکثر نزولات جوی به صورت بارشهای سنگین برف می­باشد که همین امر موجب اختلال در فعالیت‌های معدنی در فصول سرد سال می­گردد. مقدار متوسط بارندگی سالیانه 350 میلی‌متر می‌باشد. کشاورزی و دامداری به دلیل برخوردار بودن از آب کافی و مراتع غنی، از رونق بسیار خوبی برخوردار است. از جمله محصولات دامداری می‌توان به گوشت قرمز، فراورده های لبنی مانند شیر،  ماست، کره و کشک اشاره نمود. همچنین از محصولات کشاورزی زراعی می‌توان به گندم، جو، سیب زمینی، لوبیا روغنی و محصولات باغی شامل زردالو، سیب درختی و گردو اشاره کرد. بر طبق اطلاعات سرشماری جمعیت خانوار روستایی کشور 1391، جمعیت روستای تاش بالغ بر 390 نفر در قالب 122 خانوار می‌باشد.

1 – 4-  پوشش‌گیاهی و جاذبه­های ژئوتوریستی منطقه  

با توجه به کوهستانی بودن منطقه و میزان بارش مناسب،‍ پوشش گیاهی دارای پراکندگی متوسط با تراکم نسبتاً بالا می‌باشد. از پوشش‌گیاهی این منطقه می‌توان به گیاهانی مانند دم روباه، کاروان­کش، گل بیغم، شور، گز، قیچ، اسپند، سرجارو، گون، درمنه، کما، فرفیون، چوبک، اسکنبیل و خارشتر اشاره نمود (شکل 1-2). روستای کوهستانی‌ تاش­ یکی از مهمترین مناطق ژئوتوریستی منطقه می‌باشد که از امکانات اولیه رفاهی شامل آب، برق و تلفن برخوردار است و به علت واقع شدن در نقطه مرزی بین استان‌های سمنان و گلستان همه ساله پذیرای سیل مشتاقان به طبیعت‌گردی و کوهنوردی می‌باشد. مهمترین جاذبه­های میراث زمین­ شناسی شامل چشمه­ی هفت­رنگ، رودخانه تاش، یخچال‌های طبیعی و مهمترین مسیر صعود به قله شاهوار (دره پیر‌میشی) می­باشد (بسطامی و فردوست، 1392).

شکل 1-۲-  نمایی از پوشش گیاهی شامل گون، درمنه و درخت اورس در محدوده کانسار (دید به سمت شمال شرق)

1- 5 –  ژئومورفولوژی منطقه

از نگاه ژئومورفولوژی منطقه در میان ارتفاعات شاهوار در جنوب، کوه یزدکی در شمال، کوه پیرمیشی در مغرب و کوه شترپا در شرق قرار گرفته است. ارتفاع روستای تاش2220 متر و ارتفاع بلندترین نقطه قله شاهوار با ارتفاع ۳۹۴۵ متر می‌باشد. روند عمومی عناصر زمین‌ساختی (چین خوردگی و گسل­ها) کوه‌های البرز اکثراً شرقی- غربی است. نقش گسل‌های رورانده در منطقه البرز شرقی به وضوح قابل مشاهده می‌باشد و همین سیستم رورانده باعث اوج گرفتن ارتفاعات نسبت به دشت و همچنین به هم­خوردگی شدید در منطقه شده که سبب قرار­گیری سازند‌های مختلف با سن‌های متفاوت در کنار یکدیگر می‌باشد. جنس عمومی سنگ‌ها در منطقه تاش شیل‌ها و ماسه سنگ‌های (سازند شمشک) و آهک و دولومیت‌های (سازند الیکا) می‌باشد که به علت قرارگیری در ارتفاع زیاد دارای فرسایش فیزیکی بالا می‌باشند. دره‌های جوان عموماً ‌V شکل و از امتداد گسل‌ها پیروی می­ کنند. رودخانه دائمی تاش و رودخانه‌های فصلی مانند سنگ سله در فصل بهار با اّب شدن برف‌ها  مقادیر زیادی از مواد و سنگ‌ها و خاک منطقه را جا به‌ جا کرده و به خارج از منطقه منتقل می‌کنند. مسیر رودخانه‌ها اکثراً مناطق گسلی یا در راستای گسل‌های موجود درمنطقه می‌باشد. (شکل 1-۳ )، وضعیت زمین­ ریخت­شناسی منطقه را بر روی نقشه توپوگرافی 250000/1 گرگان و (شکل 1- 4 )، موقعیت منطقه مورد مطالعه در تصویر ماهواره‌ای را نشان می‌دهد.

شکل 1- ۳- وضعیت زمین ریخت­شناسی منطقه بر روی نقشه توپوگرافی 250000/1 گرگان، در این تصویر برجستگی­های مهم شامل کوه­ها، همچنین سیستم آبراهه­ ها و موقعیت ماده معدنی نشان داده شده است  (اقتباس از مرکز اسناد جمهوری اسلامی ایران).

شکل 1- ۴- وضعیت مورفولوژیکی منطقه بر روی تصویر ماهواره‌ای.

6- تاریخچه مطالعات پیشین

کانسارهای بوکسیت ایران بیشتر از نوع کارستی بوده و از نظر مکانی در سه پهنه ساختاری -رسوبی البرز، ایران مرکزی و زاگرس توزیع شده‌اند (قربانی، 1386). از دوره پرمین تا اواخر دوره کرتاسه به موازات کمربند فلز‌زایی تتیس- اوراسیا یکی از غنی­ترین کمربند‌های بوکسیتی شکل گرفته است که سرزمین ایران بخشی از این کمربند می‌باشد. مهمترین ذخائر بوکسیت کارستی ایران بر اساس زمان تشکیل عمدتاً بر سه محور بوکسیت­های پرمو ‌-‌ تریاس، قاعده لیاس و کرتاسه می‌باشند. تاکنون مطالعات زیادی­ در گوشه  و کنار کشور ایران بر روی منابع بوکسیتی انجام شده است که به طور مختصر به برخی از این موارد اشاره می­کنیم.

محور بوکسیت‌های پرموتریاس ایران به صورت گسترده در شمال غرب کشور مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله مطالعات انجام شده می­توان به موارد زیر اشاره کرد :

–  قاسمی نکو، 1379، که نهشته­­­های نیچلان و باختر ارومیه را مورد مطالعه قرار دادند و به طور کلی نتیجه گرفتند که لاتریتی شدن این نهشته­ها به صورت کامل انجام نگرفته است.

– خواجه محمد لو، 1383، به مطالعه­ی  بوکسیت­های جنوب استان آذربایجان غربی پرداخته‌اند و ماحصل مطالعات آنها منجر به شناسایی سنگ­های دیاباز نفوذی، درون سازند درود به عنوان سنگ منشأ شده است.

– انتظاری ، 1385، به بررسی بوکسیت­های منطقه مندیل بسر مراغه پرداختند و بر اساس مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی سنگ مادر این بوکسیت را سنگ­های آتشفشانی دانسته‌اند.

 – کلاگری و عابدینی،2007، درمقاله­ای تحت عنوان بررسی ژئوشیمی افق پرمو-تریاس خانشیته در شرق بوکان به چگونگی رفتار عناصر نادر خاکی در افق بوکسیتی بوکان پرداخته است.

 یکی دیگر از ناحیه بوکسیتی پرموتریاس ایران بخش البرز شرقی است که می­توان به مطالعات اشکوریان و همکاران،1390، که به مطالعه بوکسیت خوش ییلاق پرداختند و  فرامرزی و همکاران، 1391، که نهشته بوکسیت قشلاق را مورد مطالعه قرار دادند اشاره نمود. نامبردگان سنگ منشأ بوکسیت‌های مورد مطالعه را سنگ‌های بازالتی سازند سلطان میدان دانسته‌اند.

محور بوکسیتی قاعده لیاس مهمترین بخش اقتصادی بوکسیت­های ایران را تشکیل می­دهد که از جمله می­توان به کانسار بوکسیت جاجرم  اشاره نمود که بزرگترین نهشته بوکسیت ایران می‌باشد و تاکنون پایان‌نامه­ها، مقالات و مطالعات اکتشافی گوناگونی بر روی آن انجام شده که می­توان به کارهای (خیری، 1366)، (بحرآبادی، 1377)، (جعفر زاده، 1379)، (ناصری، 1382)، (خادمی،1384) اشاره کرد که در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد بوده و بیشتر به مسائل معرفی، پتروگرافی و تا حدودی ژئوشیمی و ژنز پرداخته­اند.

– رحیم­پوربناب و اسماعیلی، 138۶، کار­های مفصلی در مورد پتروگرافی و ژنز بوکسیت جاجرم انجام داده و مقالاتی در مجله علوم دانشگاه تهران ارائه دادند.

– اثنی عشری، 1385، بخش­های مربوط به ژئوشیمی کانسار جاجرم را در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد تحت عنوان “بررسی ژئوشیمی کانسار جاجرم با نگرشی ویژه بر ژئوشیمی عناصر کمیاب” انجام داد و مباحث مربوط به ژئوشیمی لایه ­های مختلف بوکسیت جاجرم را روشن ساخت.

– ملائی و شریفیان عطار، 1385، به بررسی ویژگی زمین شناسی و اکتشافی کانسار جاجرم پرداختند.

–  اسماعیلی و همکاران، 1387،  با چاپ مقاله­ای در مجله علوم­زمین به بررسی علل ایجاد لایه­بندی در کانسار جاجرم پرداختند.

–  امینی و شمعانیان، 13۹۰، دوباره به بررسی ژنز کانسار جاجرم پرداخته و در حقیقت با مطالعه­ کار­های قبلی مطالب جدیدتری را بیان نمودند. از جمله دیگر مطالعات بر روی کانسار‌های قاعده لیاس میتوان به منطقه بوکسیتی کیسه جین آبگرم قزوین اشاره نمود که تحقیقاتی از جمله:

–  قربانی و همکاران،۱۳۸۶، به بیان ویژگی آن پرداختند که بعدها توسط موسوی و مهدیزاده شهری، در سال 1388، مورد بررسی قرار گرفت. نامبردگان این کانسار را به دو گروه بوکسیت رسی و بوکسیت غنی از آهن و دیاسپور تقسیم نمودند. یکی دیگر از مطالعات بوکسیت بخش لیاس ایران منطقه تویه دروار دامغان می‌باشدکه ­زارعی، 139۲، در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد به بیان ویژگی های آن پرداخت و سنگ­های دیاباز قاعده شمشک را به عنوان سنگ مادر احتمالی این نهشته معرفی نمود. همچنین در منطقه شهمیرزاد نیز صابری ، 1379، در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد به بررسی ویژگی این نهشته لاتریتی – بوکسیتی پرداختند. و سنگ منشا بازالت تا آندزیت را برای این نهشته مشخص نمودند.

بوکسیت­های کرتاسه ایران بیشتر از زون زاگرس گزارش شده‌اند. این ناهنجاری بوکسیتی اغلب بین سازند سروک و ایلام ظهور پیدا کرده است. از جمله این مطالعات زراسوندی و همکاران، 139۲، به بررسی ریز ریخت­شناسی و فرایند تشکیل پیزوئیدهای ذخائر بوکسیتی منطقه دهدشت پرداخته و اطلاعات خوب بافتی از بوکسیت­ها ارائه نموده است. زراسوندی و همکاران، 2010، طی مقاله­ای در مجله اکتشافات ژئوشیمایی،[1] به بیان ویژگی ژئوشیمی و تغییرات جرم در بوکسیت سرفاریاب پرداخته، اشاره نمود.