مقدمه:   

طلا با خصوصیات فیزیکی همچون وزن مخصوص 33/19 گرم بر سانتی متر مکعـب، نقطـه ذوب76/1064 درجه سانتی گراد و نقطه جوش 2700 درجه سانتی گراد، سختی 5/2 تا 3 در مقیـاس مـوسدارای عمده ترین مصرف در جواهرات، دندانپزشکی و صنایع الکترونیک است. ویژگی منحـصر بفـرد طـلا،چکش خواری و شکل پذیری آن است. طلا با عدد اتمی 79 در جدول تناوبی عناصر، در گروه مس(مـس،نقره، طلا ) و در ردیف چهارم بین پلاتین و جیوه قرار دارد. طلا دارای 14 ایزوتوپ با عدد جرمـی 192 تـا206 می باشد که تنها ایزوتوپ پایدار آن 197Au است. ایزوتوپ رادیواکتیو طـلا 198Au اسـت کـه زمـاننیمه عمر آن 7/2 روز می باشد. طلا عنصری سیدروفیل و تا اندازه ای کالکوفیل است و از نظـر شـیمیایییکی از کم فعالیت ترین فلزات به شمار می آید.

اولین توده های پورفیری که جهت استخراج و فرآوری در این گونه کانسارها مـورد بهـره بـرداریقرار گرفت، در ایالت یوتا آمریکا بود و شروع فرآیندهای معدنکاری در دهه 1920 میلادی در واقـع نقطـهعطفی در دانش معدنکاری به شمار می رود چرا که تا این هنگـام هـیچ ذخیـره ای کـه عیـار آن در تـودهمیزبان تا این حد اندک باشد مورد بهره برداری واقع نشده بود. نظر به اینکه اولین ذخیره مـس پـورفیریبه همراه توده هایی از سنگ میزبان با ترکیب کوارتز پورفیری مورد اکتـشاف واقـع گـشت، لـذا نـام مـس

پورفیری برای این ذخایر در بین تمام متخصصین فن معـدنکاری بکـار رفـت. بـه مـرور زمـان بـا کـاهشذخایری مشابه از مولیبدن و قلع و با گسترش و توزیـع انـدک نـسبت بـه مـس پـورفیری، نـام مولیبـدنپورفیری و قلع پورفیری برای این دسته از کانسارها رایج شد. امروزه با گسترش دانش معدنکاری، نام مسپورفیری و مولیبدن پورفیری به ذخایری استناد دارد که تناژ آنها به ترتیب 500-50 میلیـون تـن و تنـاژقلع پورفیری بین 2-20 میلیون تن می باشد. بررسی های دقیق نشان داده است که همزمان بـا پیـدایش

کانسارهای پورفیری، گروهی از عناصر بصورت محصولات جانبی قابـل فـرآوری هـستند، از جملـه: نقـره -مولیبدن و طلا بهمراه مس پورفیری و قلع و تنگستن و پیریت به همراه مولیبـدن پـورفیری و بیـسموت وفلوئوریت و مولیبدن و پیریت بهمراه قلع پورفیری.  سیستم های پورفیری غنی از طلا عموماً تمام خصوصیات اصلی زمین شناسـی کانـسارهای مـسپورفیری غنی از مولیبدن فقیر از طلا را دارند[لاول و گیلبرت-31، تیتلی و بین -59]. مـشابه مـس، طـلادر داخل سنگ های دگرسان شده و استوک های پورفیری حضور دارد. استوک هـا مراکـز سیـستم هـایهیدروترمالی گسترده تری هستند که ممکن است دیگر گونه های کانی زایی مرتبط، از جمله کانـسارهایاپـی ترمـال سولفیداسـیون بـالا و سولفیداسـیون پـائین، اسـکارن هـا و کانـسارهای جانـشینی را نیـز درسنگ های کربناته و غیرکربناته تشکیل دهند[سیلیتو-46 و جونز-23]. تـوده هـای معـدنی اپـی ترمـالهمراه با کانسار فار سوت ایست فیلیپین و توده های معدنی چند فلزی در اطراف بینگهـام ، نمونـه هـایی ازمنطقه بندی اطراف مراکز پورفیری های غنی از طلا می باشد.

به کانسارهای پورفیری با متوسط عیار طلای بیش از 4 گرم در تن، بطور قراردادی پورفیری غنـیاز طلا اطلاق می ود[سیلیتو-43]. کانسارهای پورفیری غنی از طلا در سراسر جهـان گـسترش دارنـد وشامل طیف پیوسته ای از کانسارهای مس پورفیری با محصول جانبی طلا، تا طلای پورفیری بـا محـصولجانبی مس و تا کانسارهای فقط طلای پورفیری می باشـد[از جملـه کانـسار فارسـوت ایـست، کیرخـام وسینکلر-25]، (اشکال1-1وa-1-2). متوسط ع یـار طـلا معمـولاً کمتـر ازppm 1 اسـت، اگرچـه در چنـد

کانسار عیار متوسط بالاتر است (شکل 2). بطور تیپیک کانسارهای پورفیری  غنی از طلا فقیـر از مولیبـدنهستند، اما اسـتثناهای قابـل تـوجهی وجـود دارد(از جملـه بینگهـام، اوک تیـدی ، و اسـکوریس ). بزرگـیکانسارهای پورفیری از کمتر از 50 میلیون تن تا 4500 میلیون تن متغیر است.

کانسارهای پورفیری حاوی طلا (مدل های توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

کانسارهای پورفیری حاوی طلا (مدل های توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

 فهرست مطالب                                                                                                  

چکیده…………………………………………………………………………………………………………..1

مقدمه………………………………………………………………………………………………………….2

.فصل اول : مدل زایشی کانی سازی طلا ……………………………………….. 6

.1- 1) پیشینه تاریخی  ……………………………………………………………………………………7

.1- 2)پتروژنز……………………………………………………………………………………………….  9

3) تکامل ماگمایی توده نفوذی نیمه عمیق…………………………………………………………… 10

. 1-4) تولید سیال ماگمایی غنی از فلز……………………………………………………………..   12

5) فرآیند های دگرسانی گرمابی……………………………………………………………………… 13

. 1-6)  توزیع فلز  ………………………………………………………………………………………..19

.فصل دوم : مدل توصیفی کانسارهای پورفیری طلا ……………………..  22

1)موقعیت تکتونیک ناحیه ای کانسارهای پورفیری طلا در شیلی، پرو،…………………………….23

2-2)موقعیت پوسته ای کانسارهای پورفیری طلا……………………………………………………  23

2- 3) موقعیت ولکانیکی کانسارهای پورفیری طلا ………………………………………………….   24

2- 4) موقعیت ساختاری کانسارهای پورفیری طلا …………………………………………………..  24

2-5)ترکیبات سنگ های نفوذی  ……………………………………………………………………….. 26

2- 6)گسترش هندسی سنگ نفوذی   ………………………………………………………………. 27

2- 7)سن و حیات کانسارهای پورفیری طلا  ……………………………………………………….. 29

2- 8)برش های گرمابی   ……………………………………………………………………………..   32

2- 9)تیپ های دگرسانی- کانی زایی گرمابی  ……………………………………………………..  33

2- 9-1)دگرسانی سیلیکات Ca-Naا……………………………………………………………………..34                                        الف)منابع فارسی …………………………………………………………………………………………67

ب )منابع انگلیسی ……………………………………………………………………………………… 68

چکیده انگلیسی …………………………………………………………………………………………  74

فهرست جداول

2-1 : اختصاصات انتخاب شده کانسارهای اصلی پورفیری حاوی طلا   …………………………… 25

. 2-2 : تیپ های رگه در کانسار السالوادور شیلی …………………………………………… ………38

3-1 : روش اصلی کشف و اساس اکتشاف کانسارهای پورفیری حاوی طـلا از سـال……………….55

  فصل اولمدل زایشی کانه سازی طلا 

11پیشینه تاریخی 

مدل ژنتیکی کانسارهای مس پورفیری، که مستقیماً برای کانسارهای پورفیری غنی از طـلا قابـلکاربرد است، در طی قرن گذشته بطور پیشرونده ای تکامل یافته است. پیشرفت های روی مدل، تـا سـال1970 عمدت اً حاصل معدنکاری و مطالعه علمی کانسارها در جنـوب غـرب آمریکـای شـمالی بـوده اسـت .

اصول فکری اصلی مدل، همان عقاید دهه 1920 بوده است. در آن زمان اعتقـاد بـر آن بـود کـه سـیالاتکانه ساز، عمدتاً منشاء ماگمایی دارند و از استوک های پورفیری دگرسان شده و مینرالیزه و پلوتون هـایمادر آنها منشاء گرفته اند[لیندگرن [29] و ایمونز[10]]. 

اولین محققان  تمایل داشتند کانی سازی مس را به دگرسانی های سریـسیتی و آرژیلیـک پیونـدبزنند. در عملیات اکتشافی بعدی از جمله جیلولی[12] و شوارتز [35] مجموعه دگرسانی پتاسـیک بطـورگسترده ای شناسایی و تفسیر شد که این منطقه، مرکز کانسار مس پورفیری می باشد. 

سالس [34] برای اولین بار گزارش کرد کـه بخـش اعظـم مـس، عمومـاً بـا مجموعـه دگرسـانیسیلیکات پتاسیم وارد می شـود، گرچـه ممکـن اسـت در بعـضی از کانـسارها، منطقـه  هـای مـس دار درمجموعه دگ رسانی سریسیت ی غالب باشد. منطقه بنـدی افقـی و عمـودی دگرسـانی و کـانی سـازی مـسپورفیری توسط کریزی[9] پایه گذاری و توسط لاول و گیلبرت[31] قانونمند شد. آنها نتیجه گرفتند کـهکانی زایی مس در فصل مشترک بین مغـزه هـای داخلـی دگرسـانی پتاسـیک و پوسـته هـای دگرسـانیسریسیتی غنی از پیریت، قرار می گیرد. بهرحال، همانطور که هدنکوئیست و ریچاردز[17] بیان  کرده اند،در طرح لاول و گیلبرت[31] دگرسانی آرژیلیک پیشرفته از قلـم افتـاده اسـت علیـرغم اینکـه بـسیاری ازمحققان قبلـی حـضور ایـن منطقـه دگرسـانی را در کانـسارهای مـس پـورفیری شناسـایی کـرده بودنـد.

سیلیتو[41 و 42] مدل مس پورفیری لاول و گیلبرت [31] را به سمت بالا گسترش داد. در مدل سیلیتوسیستم مس پورفیری به سـمت بـالا در سرتاسـر یـک منطقـه ضـخیم و گـسترده دگرسـانی آرژیلیـک و آرژیلیک پیشرفته، تا محیط ولکانیکی روی شکی، که فومرال های حرارت بالا را در بالای استراتو ولکـانوعرضه می کند، گسترش دارد. 

مطالعات دقیق صورت گرفته روی کانسار السالوادر شیلی توسط گوستافسون و هانت [14] نقـشمهمی در درک سیستم های پـورفیری و مراحـل مختلـف کـانی سـازی، دگرسـانی، ورود پـورفیری هـایمختلف و نقش هر یک در غنی سازی یا از بین بردن کـانی سـازی هـای قبلـی داشـته اسـت. نامبردگـانپیشنهاد کردند که حدود 75 درصد مس در طی تشکیل دگرسانی سیلیکات پتاسیم و توسط یک شـورابهماگمایی و تحت شرایط لیتوستاتیک وارد شده است و باقی مانده مس همراه دگرسانی ریسیتی است کهدر طی هجوم سیال جوی و تحت شرایط شکننده تر و هیدروسـتاتیک، روی دگرسـانی هـای قبلـی سـوارشده است . مقداری از مس در مجموعه دگرسانی سریسیتی ممکـن اسـت حاصـل تحـرک دوبـاره مـس ازمجموعه سیلیکات پتاسیم قبلی باشد. 

نتایج مطالعات ایزوتوپ پایدار تایید کرد که دگرسانی پتاسیک از سـیال ماگمـایی تـشکیل شـدهاست. در حالیکه مجموعه دگرسانی مخرب فلدسپار بعدی (سریـسیت ) عمـدت اً از آب جـوی تـشکیل شـدهاست[شپارد-37]. این نتیجه گیری، همراه با نتایج مدل سازی، گروهی را بر آن داشـت تـا نتیجـه گیـریکنند که آب جوی در ته نشست مس سودمند است [تیلور-57]. علاوه بر این گروهی چنین نتیجـه گیـریکردند که توسط چرخش همرفت آب جوی، مس از سنگ های دیواره استوک ها شسته شـده اسـت. ایـننتیجه گیری به خوبی توسط گوستافسون[13] در سـال 1978 رد شـد. مطالعـات بعـدی ایزوتـوپ هـایهیدروژن، سولفور، سرب، استرونـسیم، نئودیـوم و اسـمیم توسـط هدنکوئیـست و ریچـارد [17] در سـال1998 نیز از این عقیده حمایت کرد که منشاء سیال و فلزات، غالباً ماگمایی است. 

با ظهور تئوری تکتونیک صفحه ای، سیلیتو [39 و 40] بیان نمود که کانـسارهای مـس پـورفیریبخش ها یی از کمان لکانوپلوتونیک کالکو آلکالن مرتبط با فرورانش هستند. وی پیشنهاد کـرد کـه مـس ومحتوای فلزی همراه آن از بازالت تولئیتی آبـدار و رسـوبات پلاژیـک بخـش هـای بـالایی قطعـات فـرورولیتوسفر اقیانوسی گرفته شده است، سپس مذاب تولیـد شـده بـه داخـل گـوه گوشـته ای بـالایی صـعود می کند، در آنجا متحمل مرحله دوم ذوب بخشی می شود و ماگمای کالکو آلکالن تولید می شـود. عـلاوهبر این پذیرفته شده که محتوای طـلا و مولیبـدن کانـسارهای مـس پـورفیری مـنعکس کننـده ترکیـب وضخامت پوسته است. 

12پتروژنز 

مطالعات بیشماری از این موضوع حمایت کرده است که فرار ها از جمله آب، کلر و بـور، و فلـزاتهمراه با ماگماتیسم منطقه سوپرسابداکشن، چرخه دوباره ای از قطعه فرورو و بخصوص رسـوبات پلاژیـکآن می باشد. مذاب آبگین فلزدار تولید شده، دراثر ذوب بخشی قطعه فرورونده در داخـل گـوه گوشـته ایصعود می کند و یک ماگمای کالکو آلکالن تولید مـی کنـد(شـکل 1-3). ذوب بخـشی بـا درجـات خیلـی    پائین تر، بخصوص در بخش متاسوماتوز شده گوشته لیتوسفری، باعث تولید ماگمای آلکالن و شوشـونیتیدر موقعیت های پشت قوس و قوس بعد از فرورانش، می شود. فلزات و فـر ارهـا، بهمـراه مـذاب حاصـل از

ذوب بخشی، با درجات مختلفی از واکنش پوسته ای و هضم، به پوسته بالایی منتقـل مـی شـوند. درآنجـاآنها پتانسیل این را دارند که کانسار پورفیری غنی از طلا تشکیل دهنـد. غنـی شـدگی ماگماهـا از طـلا ومس، لازمه تشکیل کانسارهای پورفیری غنی از طلا نیست[بورنهام-2، کلاین و بادنر-6]، اما اگر این غنـیشدگی وجود داشته باشد، به تشکیل کانسار مساعدت خواهد نمود. 

در چند مطالعه اخیر به اهمیت درجات خیلی کم ذوب بخشی گوه گوشـته ای متاسـوماتوز شـدهبرای تولید ماگمای آلکالن مافیک تاکید شده است. این ماگما کـه هـم اکـسیدان و هـم غنـی از فـرارهـا،پتاسیم و عناصر کالکوفیل است، به نظر مـی رسـد ماگمـای مـادر اکثـر کانـسارهای طـلای تیـپ آلکـالنباشد[ریچارد-33]. کیس[24] در سـال 1995 و وایـت [62] در سـال 1997پیـشنهاد کردنـد کـه نقـشماگمای مافیک آلکالن در تشکیل کانسار پورفیری غنی از طلای بینگهام تعیین کننده بوده است. بـر ایـنمبنا ممکن است در دیگر کانسارهای پورفیری غنی از طلا نیز ارتباطی بین فراوانی ماگمای کالک آلکـالنیا آلکالن و حجم های کمی از مذاب مافیک ویژه ای که در زمان کانیزایی جای گرفته است، وجود داشـتهباشد. 

کانسارهای پورفیری حاوی طلا (مدل های توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

کانسارهای پورفیری حاوی طلا (مدل های توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

فصل دوم : مدل توصیفی کانسارهای پورفیری طلا 

21موقعیت تکتونیک ناحیه ای کانسارهای پورفیری طلا در شیلی، پرو، فیلیپین 

کانسارهای پورفیری غنی از طلا در حاشیه صفحات همگرا، در طی فرورانش لیتوسفر اقیانوسی یابلادرنگ آن تشکیل می شوند. بسیاری از این کانسارها در شـیلی، پـرو و فیلیپـین بخـش هـایی از کمـانولکانیکی مرتبط با فرورانش می باشند. در این کمان ها کانسارهای طلای اپی ترمال نیز گـسترش دارنـد.

بهرحال در مواردی از جمله مناطق بینگهام و آلومبررا (جدول2-1)کانسارها در موقعیت های پـشت قـوسبالای قطعه فرورونده، تشکیل شده اند. بسیاری از کانسارهای پورفیری غنی از طلا در طی فواصل زمانی که کمان هـا در معـرض کـششضعیف قرار گرفته اند، تشکیل شده اند. در مواردی کشش تا مرحلـه تـشکیل ریفـت هـای داخـل کمـانیپیش رفته و کانسار پورفیری غنی از طلا در موقعیت مذکور نیز تولید شده است.(جدول 2-1).

بهرحال اکثر کانسارهای پورفیری بزرگِ عیار بالا و معادل فقیر از طلای آنها بطور تیپیک در طـیفشارهای ناحیه ای تشکیل شده اند. فشار ممکن است محصول فرورانش یـک پـشته(از جملـه فـار سـوتایست)یا برخورد کمان – قاره(از جمله گرازبرگ) باشد.

علاوه بر این، 8 کانسار داخل کمان جای گرفته اند، این کمان هـا ممکـن اسـت قبـل یـا بعـد ازبرخورد تشکیل شده اشند(جدول1). کانسار غول پیکر بینگهام یـک اسـتثنا اسـت، ایـن کانـسار در طـیکشش حادث شده بلافاصله پس از تکتونیک فشارشی طولانی مدت، تشکیل شده است.

22موقعیت پوسته ای کانسارهای پورفیری طلا 

کانسارهای پورفیری غنی از طلا در کمان های کردیلرایی حضور دارند که توسط پوسـته قـاره ایپوشیده شده اند. به همین ترتیب، داخل جزایر قوسی حضور دارند که توسط پوسته قاره ای یـا اقیانوسـیپوشیده شده است. انطباق های محکم بین کانسارهای پورفیری غنی از طلا بـا موقعیـت هـای اقیانوسـی،   و کانسارهای پورفیری غنی از مولیبدن با موقعیت های قاره ای بطور واضح اعتباری ندارد [هولیستر-21].  مشاهدات کنونی نیز هیچ ارتباط واضحی را بین کانسارهای پورفیری غنی از طلا و آنومـالی هـایمثبت طلای سنگ های پوسته ای زیر کانسار نشان نمی دهند. کانسارهای پـورفیری غنـی از طـلا، بطـور

گسترده ای در کمان های ولکانیکی – پلوتونیکی سراسر جهان گسترش یافته اند(شکل 1-1). کانسارهایمجاور هم ممکن است مقادیر متفاوتی از طلا داشـته باشـند، امـا یـک تمایـل عمـومی مبنـی بـر تمرکـزکانسارهای پورفیری غنی از طلا در کمربندهای محدود جغرافیایی وجود دارد.

23موقعیت ولکانیکی کانسارهای پورفیری طلا 

کانسارهای پورفیری غنی از طلا عموماً در سطوح تراز کم عمق(2-1 کیلومتر ) جـای گرفتـه انـد،بنابراین احتمالاً  با ولکانیک های هم سن همراه می باشند. جدول2-1 نـشان مـی دهـد کـه سـه کانـسارپورفیری با ولکانیک های هم سن خود همراه می باشـند. سـنگ هـای ولکـانیکی بطـور تیپیـک آنـدزیت،داسیت، تراکی آندزیت تا لاتیت است. در مواردی که ساختار ولکانیکی حفظ شده اسـت، سـاختار از نـوعاستراتاولکانو می باشد. بهرحال حضور کمپلکس های جریان – گنبد، مخصوصاً در مواردی که با ولکانیسمفلسیک تر همراه باشند، ممکن است نشانه وجود کانسار پورفیری غنی از طلا باشـد. سـنگ هـای محـاطکننده، لیتولوژی قدیمی دارند و شامل سرپانتینت، شیست و سنگ آهک می باشند.

24موقعیت ساختاری کانسارهای پورفیری طلا 

تعدادی از کانسارهای پورفیری غنی از طلا در مجاورت منطقه های گسله اصلی قـرار گرفتـه انـددر حالیکه بعضی از آنها در مجاورت منطقه های نسبت اً فرعی واقع شـده انـد(شـکل 1-1 و جـدول 2-1).    بررسی ها نشانگر آن است که چند کانسار پورفیری غنی از طـلا در امتـداد خطـواره هـای عمیـق سـوراخکننده پوسته قرار گرفته اند. نکته دیگر آنکه کانسارهای تشکیل شده در موقعیـت هـای فـشارشی تمایـلدارند محل های اتساعی را اشغال کنند . در مجموع، اگرچه هیچ ساختار خاصی موقعیت مکانی کانسارهایپورفیری غنی از طلا را کنترل نمی کند، اما ماگماهای منشاء گرفته از عمق می توانند توسط سـاختارهایمختلف به سطوح تراز مناسب، جهت ایجاد کانسارهای پورفیری صعود کنند.

25ترکیبات سنگ های نفوذی 

نفوذی های پورفیری که از لحاظ ژنتیکی با کانسارهای پورفیری غنی از طلا می باشـند منحـصر اًبه سری منیتیتی تیپI  تعلق دارند[ایشی هارا -22]. فی الواقع، فراوانی منیتیت گرمابی داخل کانسارهایپورفیری غنی از طلا ممکن است این را پیشنهاد کند که نفوذی میزبـان شـان شـدیداً اکـسیدان، فقیـر ازگوگرد و معرف سری منیتیتی می باشد[سیلیتو-43].

کانسارهای طلا ، با تناژ بالایی نیز وجود دارد که سنگ میزبـان آنهـا از لحـاظ ژنتیکـی مـرتبط بـانفوذی های احیاءتر، خواه سری منیتیتـی خـواه ایلمنیتـی، مـی باشـد امـا ایـن کانـسارها ترجیحـاً تیـپ  رگه ای – صفحه ای می باشند و پورفیری یستند[تامپسون-58]. عـلاوه بـر ایـن اثبـات شـده اسـت کـهچندین کانسار مس – طلای تیپ پورفیری به معنای واقعی تیپ پورفیری نیستند.

دامنه ترکیبی استوک های پورفیری از دیوریـت کالـک آلکـالن کـم پتاسـیم، کـوارتز دیوریـت، وتونالیت تا کوارتزمونزونیت کالک آلکالن پر پتاسیم تا آلکالی مونزونیت و سینیت متغیر است. سـنگ هـایآلکالی، ممکن است نسبت به کوارتز تحت اشباع یا اشباع باشند. بطور آشکار، ترکیب تـوده نفـوذی تـاثیرکمی روی مساعد بودن شرایط برای پیدایش کانسار پورفیری غنی از طلا امال می کند، گرچه توده هایگرانیتی شدیداً تفریق یافته حضور ندارند.


مقطع : کارشناسی ارشد

دانلود بخشی از روشهای افزايش عمر ساختمانهای عمومی و تاثير آن در صرفه جويی اقتصاد ملی ﴿ با طراحی نمونه موردی در تهران﴾