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 مـوسداراي عمده ترین مصرف در جواهرات، دندانپزشکی و صنایع الکترونیک است. ویژگی منحـصر بفـرد طـلا،چکش خواري و شکل پذیري 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 داراي 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 عنصري سیدروفیل و تا اندازه اي کالکوفیل است و از نظـر شـیمیایییکی از کم فعالیت ترین فلزات به شمار می آید.

اولین توده هاي پورفیري که جهت استخراج و فرآوري در این گونه کانسارها مـورد بهـره بـرداريقرار گرفت، در ایالت یوتا آمریکا بود و شروع فرآیندهاي معدنکاري در دهه 1920 میلادي در واقـع نقطـهعطفی در دانش معدنکاري به شمار می رود چرا که تا این هنگـام هـیچ ذخیـره اي کـه عیـار آن در تـودهمیزبان تا این حد اندك باشد مورد بهره برداري واقع نشده بود. نظر به اینکه اولین ذخیره مـس پـورفیريبه همراه توده هایی از سنگ میزبان با ترکیب کوارتز پورفیري مورد اکتـشاف واقـع گـشت، لـذا نـام مـس

پورفیري براي این ذخایر در بین تمام متخصصین فن معـدنکاري بکـار رفـت. بـه مـرور زمـان بـا کـاهشذخایري مشابه از مولیبدن و قلع و با گسترش و توزیـع انـدك نـسبت بـه مـس پـورفیري، نـام مولیبـدنپورفیري و قلع پورفیري براي این دسته از کانسارها رایج شد. امروزه با گسترش دانش معدنکاري، نام مسپورفیري و مولیبدن پورفیري به ذخایري استناد دارد که تناژ آنها به ترتیب 500-50 میلیـون تـن و تنـاژقلع پورفیري بین 2-20 میلیون تن می باشد. بررسی هاي دقیق نشان داده است که همزمان بـا پیـدایش

کانسارهاي پورفیري، گروهی از عناصر بصورت محصولات جانبی قابـل فـرآوري هـستند، از جملـه: نقـره -مولیبدن و طلا بهمراه مس پورفیري و قلع و تنگستن و پیریت به همراه مولیبـدن پـورفیري و بیـسموت وفلوئوریت و مولیبدن و پیریت بهمراه قلع پورفیري.  سیستم هاي پورفیري غنی از طلا عموماً تمام خصوصیات اصلی زمین شناسـی کانـسارهاي مـسپورفیري غنی از مولیبدن فقیر از طلا را دارند[لاول و گیلبرت-31، تیتلی و بین -59]. مـشابه مـس، طـلادر داخل سنگ هاي دگرسان شده و استوك هاي پورفیري حضور دارد. استوك هـا مراکـز سیـستم هـايهیدروترمالی گسترده تري هستند که ممکن است دیگر گونه هاي کانی زایی مرتبط، از جمله کانـسارهاياپـی ترمـال سولفیداسـیون بـالا و سولفیداسـیون پـائین، اسـکارن هـا و کانـسارهاي جانـشینی را نیـز درسنگ هاي کربناته و غیرکربناته تشکیل دهند[سیلیتو-46 و جونز-23]. تـوده هـاي معـدنی اپـی ترمـالهمراه با کانسار فار سوت ایست فیلیپین و توده هاي معدنی چند فلزي در اطراف بینگهـام ، نمونـه هـایی ازمنطقه بندي اطراف مراکز پورفیري هاي غنی از طلا می باشد.

به کانسارهاي پورفیري با متوسط عیار طلاي بیش از 4 گرم در تن، بطور قراردادي پورفیري غنـیاز طلا اطلاق می ود[سیلیتو-43]. کانسارهاي پورفیري غنی از طلا در سراسر جهـان گـسترش دارنـد وشامل طیف پیوسته اي از کانسارهاي مس پورفیري با محصول جانبی طلا، تا طلاي پورفیري بـا محـصولجانبی مس و تا کانسارهاي فقط طلاي پورفیري 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 کانسارهاي پورفیري  غنی از طلا فقیـر از مولیبـدنهستند، اما اسـتثناهاي قابـل تـوجهی وجـود دارد(از جملـه بینگهـام، اوك تیـدي ، و اسـکوریس ). بزرگـیکانسارهاي پورفیري از کمتر از 50 میلیون تن تا 4500 میلیون تن متغیر است.

کانسارهاي پورفیري حاوي طلا (مدل هاي توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

کانسارهاي پورفیري حاوي طلا (مدل هاي توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

 فهرست مطالب                                                                                                  

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

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

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

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

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

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

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

5) فرآیند هاي دگرسانی گرمابی……………………………………………………………………… 13

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

.فصل دوم : مدل توصیفی کانسارهاي پورفیري طلا ……………………..  22

1)موقعیت تکتونیک ناحیه اي کانسارهاي پورفیري طلا در شیلی، پرو،…………………………….23

2-2)موقعیت پوسته اي کانسارهاي پورفیري طلا……………………………………………………  23

2- 3) موقعیت ولکانیکی کانسارهاي پورفیري طلا ………………………………………………….   24

2- 4) موقعیت ساختاري کانسارهاي پورفیري طلا …………………………………………………..  24

2-5)ترکیبات سنگ هاي نفوذي  ……………………………………………………………………….. 26

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

2- 7)سن و حیات کانسارهاي پورفیري طلا  ……………………………………………………….. 29

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

2- 9)تیپ هاي 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 کانسارهاي اصلی پورفیري حاوي طلا   …………………………… 25

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

3-1 : روش اصلی کشف و اساس اکتشاف کانسارهاي پورفیري حاوي طـلا از سـال……………….55

  فصل اولمدل زایشی کانه سازي طلا 

11پیشینه تاریخی 

مدل ژنتیکی کانسارهاي مس پورفیري، که مستقیماً براي کانسارهاي پورفیري غنی از طـلا قابـلکاربرد است، در طی قرن گذشته بطور پیشرونده اي تکامل یافته است. پیشرفت هاي روي مدل، تـا سـال1970 عمدت اً حاصل معدنکاري و مطالعه علمی کانسارها در جنـوب غـرب آمریکـاي شـمالی بـوده اسـت .

اصول فکري اصلی مدل، همان عقاید دهه 1920 بوده است. در آن زمان اعتقـاد بـر آن بـود کـه سـیالاتکانه ساز، عمدتاً منشاء ماگمایی دارند و از استوك هاي پورفیري دگرسان شده و مینرالیزه و پلوتون هـايمادر آنها منشاء گرفته اند[لیندگرن [29] و ایمونز[10]]. 

اولین محققان  تمایل داشتند کانی سازي مس را به دگرسانی هاي سریـسیتی و آرژیلیـک پیونـدبزنند. در عملیات اکتشافی بعدي از جمله جیلولی[12] و شوارتز [35] مجموعه دگرسانی پتاسـیک بطـورگسترده اي شناسایی و تفسیر شد که این منطقه، مرکز کانسار مس پورفیري می باشد. 

سالس [34] براي اولین بار گزارش کرد کـه بخـش اعظـم مـس، عمومـاً بـا مجموعـه دگرسـانیسیلیکات پتاسیم وارد می شـود، گرچـه ممکـن اسـت در بعـضی از کانـسارها، منطقـه  هـاي مـس دار درمجموعه دگ رسانی سریسیت ی غالب باشد. منطقه بنـدي افقـی و عمـودي دگرسـانی و کـانی سـازي مـسپورفیري توسط کریزي[9] پایه گذاري و توسط لاول و گیلبرت[31] قانونمند شد. آنها نتیجه گرفتند کـهکانی زایی مس در فصل مشترك بین مغـزه هـاي داخلـی دگرسـانی پتاسـیک و پوسـته هـاي 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 بـسیاري ازمحققان قبلـی حـضور ایـن منطقـه دگرسـانی را در کانـسارهاي مـس پـورفیري شناسـایی کـرده بودنـد.

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

مطالعات دقیق صورت گرفته روي کانسار السالوادر شیلی توسط گوستافسون و هانت [14] نقـشمهمی در درك سیستم هاي پـورفیري و مراحـل مختلـف کـانی سـازي، دگرسـانی، ورود پـورفیري هـايمختلف و نقش هر یک در غنی سازي یا از بین بردن کـانی سـازي هـاي 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 جوي و تحت شرایط شکننده تر و هیدروسـتاتیک، روي دگرسـانی هـاي قبلـی سـوارشده است . مقداري از مس در مجموعه دگرسانی سریسیتی ممکـن اسـت حاصـل تحـرك 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 بعدي (سریـسیت ) عمـدت اً از آب جـوي تـشکیل شـدهاست[شپارد-37]. این نتیجه گیري، همراه با نتایج مدل سازي، گروهی را بر آن داشـت تـا نتیجـه گیـريکنند که آب جوي در ته نشست مس سودمند است [تیلور-57]. علاوه بر این گروهی چنین نتیجـه گیـريکردند که توسط چرخش همرفت آب جوي، مس از سنگ هاي دیواره استوك ها شسته شـده اسـت. ایـننتیجه گیري به خوبی توسط گوستافسون[13] در سـال 1978 رد شـد. مطالعـات بعـدي ایزوتـوپ هـايهیدروژن، 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 تئوري تکتونیک صفحه اي، سیلیتو [39 و 40] بیان نمود که کانـسارهاي مـس پـورفیريبخش ها یی از کمان لکانوپلوتونیک کالکو آلکالن مرتبط با فرورانش هستند. وي پیشنهاد کـرد کـه مـس ومحتواي فلزي همراه آن از بازالت تولئیتی آبـدار و رسـوبات پلاژیـک بخـش هـاي بـالایی قطعـات فـرورولیتوسفر اقیانوسی گرفته شده است، سپس مذاب تولیـد شـده بـه داخـل گـوه گوشـته اي بـالایی صـعود می کند، در آنجا متحمل مرحله دوم ذوب بخشی می شود و ماگماي کالکو آلکالن تولید می شـود. عـلاوهبر این پذیرفته شده که محتواي طـلا و مولیبـدن کانـسارهاي مـس پـورفیري مـنعکس کننـده ترکیـب وضخامت پوسته است. 

12پتروژنز 

مطالعات بیشماري از این موضوع حمایت کرده است که فرار ها از جمله آب، کلر و بـور، و فلـزاتهمراه با ماگماتیسم منطقه سوپرسابداکشن، چرخه دوباره اي از قطعه فرورو و بخصوص رسـوبات پلاژیـکآن می باشد. مذاب آبگین فلزدار تولید شده، دراثر ذوب بخشی قطعه فرورونده در داخـل گـوه گوشـته ايصعود می کند و یک ماگماي کالکو آلکالن تولید مـی کنـد(شـکل 1-3). ذوب بخـشی بـا درجـات خیلـی    پائین تر، بخصوص در بخش متاسوماتوز شده گوشته لیتوسفري، باعث تولید ماگماي آلکالن و شوشـونیتیدر موقعیت هاي 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 اي و هضم، به پوسته بالایی منتقـل مـی شـوند. درآنجـاآنها پتانسیل این را دارند که کانسار پورفیري غنی از طلا تشکیل دهنـد. غنـی شـدگی ماگماهـا از طـلا ومس، لازمه تشکیل کانسارهاي پورفیري 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 اي متاسـوماتوز شـدهبراي تولید ماگماي 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 ماگمـاي مـادر اکثـر کانـسارهاي طـلاي تیـپ آلکـالنباشد[ریچارد-33]. کیس[24] در سـال 1995 و وایـت [62] در سـال 1997پیـشنهاد کردنـد کـه نقـشماگماي مافیک آلکالن در تشکیل کانسار پورفیري غنی از طلاي بینگهام تعیین کننده بوده است. بـر ایـنمبنا ممکن است در دیگر کانسارهاي پورفیري غنی از طلا نیز ارتباطی بین فراوانی ماگماي کالک آلکـالنیا آلکالن و حجم هاي کمی از مذاب مافیک ویژه اي که در زمان کانیزایی جاي گرفته است، وجود داشـتهباشد. 

کانسارهاي پورفیري حاوي طلا (مدل هاي توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

کانسارهاي پورفیري حاوي طلا (مدل هاي توصیفی و زایشی) به همراه اکتشاف ان

فصل دوم : مدل توصیفی کانسارهاي پورفیري طلا 

21موقعیت تکتونیک ناحیه اي کانسارهاي پورفیري طلا در شیلی، پرو، فیلیپین 

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

بهرحال در مواردي از جمله مناطق بینگهام و آلومبررا (جدول2-1)کانسارها در موقعیت هاي پـشت قـوسبالاي قطعه فرورونده، تشکیل شده اند. بسیاري از کانسارهاي پورفیري غنی از طلا در طی فواصل زمانی که کمان هـا در معـرض کـششضعیف قرار گرفته اند، تشکیل شده اند. در مواردي کشش تا مرحلـه تـشکیل ریفـت هـاي داخـل کمـانیپیش رفته و کانسار پورفیري غنی از طلا در موقعیت مذکور نیز تولید شده است.(جدول 2-1).

بهرحال اکثر کانسارهاي پورفیري بزرگِ عیار بالا و معادل فقیر از طلاي آنها بطور تیپیک در طـیفشارهاي ناحیه اي 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 جاي 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 اي کانسارهاي پورفیري طلا 

کانسارهاي پورفیري غنی از طلا در کمان هاي کردیلرایی حضور دارند که توسط پوسـته قـاره ايپوشیده شده اند. به همین ترتیب، داخل جزایر قوسی حضور دارند که توسط پوسته قاره اي یـا اقیانوسـیپوشیده شده است. انطباق هاي محکم بین کانسارهاي پورفیري غنی از طلا بـا موقعیـت هـاي اقیانوسـی،   و کانسارهاي پورفیري غنی از مولیبدن با موقعیت هاي قاره اي بطور واضح اعتباري ندارد [هولیستر-21].  مشاهدات کنونی نیز هیچ ارتباط واضحی را بین کانسارهاي پورفیري غنی از طلا و آنومـالی هـايمثبت طلاي سنگ هاي پوسته اي زیر کانسار نشان نمی دهند. کانسارهاي پـورفیري غنـی از طـلا، بطـور

گسترده اي در کمان هاي ولکانیکی – پلوتونیکی سراسر جهان گسترش یافته اند(شکل 1-1). کانسارهايمجاور هم ممکن است مقادیر متفاوتی از طلا داشـته باشـند، امـا یـک تمایـل عمـومی مبنـی بـر تمرکـزکانسارهاي پورفیري غنی از طلا در کمربندهاي محدود جغرافیایی وجود دارد.

23موقعیت ولکانیکی کانسارهاي پورفیري طلا 

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

24موقعیت ساختاري کانسارهاي پورفیري طلا 

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

25ترکیبات سنگ هاي نفوذي 

نفوذي هاي پورفیري که از لحاظ ژنتیکی با کانسارهاي پورفیري غنی از طلا می باشـند منحـصر اًبه سري منیتیتی تیپI  تعلق دارند[ایشی هارا -22]. فی الواقع، فراوانی منیتیت گرمابی داخل کانسارهايپورفیري غنی از طلا ممکن است این را پیشنهاد کند که نفوذي میزبـان شـان شـدیداً اکـسیدان، فقیـر ازگوگرد و معرف سري منیتیتی می باشد[سیلیتو-43].

کانسارهاي طلا ، با تناژ بالایی نیز وجود دارد که سنگ میزبـان آنهـا از لحـاظ ژنتیکـی مـرتبط بـانفوذي هاي احیاءتر، خواه سري منیتیتـی خـواه ایلمنیتـی، مـی باشـد امـا ایـن کانـسارها ترجیحـاً تیـپ  رگه اي – صفحه اي می باشند و پورفیري یستند[تامپسون-58]. عـلاوه بـر ایـن اثبـات شـده اسـت کـهچندین کانسار مس – طلاي تیپ پورفیري به معناي واقعی تیپ پورفیري نیستند.

دامنه ترکیبی استوك هاي پورفیري از دیوریـت کالـک آلکـالن کـم پتاسـیم، کـوارتز دیوریـت، وتونالیت تا کوارتزمونزونیت کالک آلکالن پر پتاسیم تا آلکالی مونزونیت و سینیت متغیر است. سـنگ هـايآلکالی، ممکن است نسبت به کوارتز تحت اشباع یا اشباع باشند. بطور آشکار، ترکیب تـوده نفـوذي تـاثیرکمی روي مساعد بودن شرایط براي پیدایش کانسار پورفیري غنی از طلا امال می کند، گرچه توده هايگرانیتی 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﴾