معرفی ناهنجاری اورانیوم منطقه ده سیاهان واقع در برگه 1:250000سیرجان

1- مقدمه

در اکثر پروزه های اکتشافی عنصر اورانیوم استفاده از داده ها و روش های اکتشاف ناحیه ای در کوتاه ترین زمان ممکن، رسیدن به محدوده های امیدبخش و اندیس های معدنی برای ادامه مراحل اکتشاف را ممکن می سازد. در واقع یکی از اختصاصات روش های اکتشاف عناصر پرتوزا استفاده از تکنیک های خاص، با صحت و دقت بالا به منظور شناسایی اورانیوم می باشد و این مرحله از مهمترین مراحل اولیه اکتشاف اورانیوم می باشد. بهترین روش جهت اکتشاف ناحیه ای اورانیم و دیگر عناصر پرتوزا در مراحل شناسایی، انجام عملیات ژئوفیزیک رادیومتری هوایی است (Bruce & Dickson,2004). عملیات پرتوزای موجود در طبیعت در پروسه فروپاشی خود به عناصر دیگر، پرتوهای آلفا، بتا و گاما تشعشع می کنند که با توجه به قدرت نفوذ اشعه گاما، از اندازه گیری های این اشعه برای اکتشاف رادیومتری هوایی عناصر رادیواکتیو بخصوص اورانیوم استفاده می شود. طیف سنجی پرتو گامای هوابرد برای سال های زیادی برای تعیین مستقیم کانی های معدنی و به عنوان ابزاری برای تعیین نقشه های لیتولوژیکی استفاده شده است و کاربردهای محیط زیستی آن نیز گسترش زیادی یافته اند. اطلاعات رادیومتری و مغناطیسی بدست آمده شرکت های پراکلا، استیرکس و سی جی شامل اندازه گیری عناصر اورانیوم، توریم، پتاسیم، مگنتیت، مجموعه انرژی ها و نسبت اورانیوم به توریم، اورانیوم به پتاسیم، توریم به پتاسیم است (ضیاء ظریفی، 1384). در این مقاله منطقه ده سیاهان از محدوده جنوب شرقی ایران (استان کرمان) که حاوی ناهنجاری های اورانیوم بوده، بررسی و پس از پردازش و تحلیل داده ای هوایی شرکت پراکلا و تهیه نقشه هم شدت غلظت اورانیوم، کنترل زمینی محدوده های ناهنجاری انجام شده و نتایج آن ارائه شد.

2- بحث

2-1- موقعیت و راه های دسترسی منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه در ایران مرکزی و در استان کرمان واقع شده است. در این پژوهش برگه 50000/1 شهرک مس سرچشمه (1) یا باغ خشک به شماره 1-7149. جهت بررسی ناهنجاری های عناصر پرتوزا در نظر گرفته شد که وسعت تقریبی این برگه حدود 614 کیلومتر مربع می باشد.

راه های دسترسی هر منطقه اکتشافی که در برگه سرچشمه (1) واقع شده است. برگه فوق یکی از 4 برگه نقشه 1:100000 پاریز محسوب می گردد. از نظر موقعیت جغرافیایی آنومالی دهسیاهان در نزدیکی ده سیاهان و در شمال شرقی معدن مس سرچشمه قرار دادر که جهت دسترسی به این محدوده از جاده اسفالته شهرک مس سرچشمه به سمت رفسنجان پس از طی حدود 15 کیلومتر و گذشتن از کارخانه مس سرچشمه و بعد از تنها تونل این جاده یک جاده فرعی خاکی به سمت روستاهای ساردین و ده سیاهان جدا می گردد که پس از طی حدود 10 کیلومتر به روستای ده سیاهان می رسیم که این انومالی در قسمت شمال و شمال شرقی جای گرفته است. مشخصات ابتدای این جاده خاکی به سمت انمالی ده سیاهان به قرار زیر است :

عرض جغرافیایی : 3326597 طول جغرافیایی : 394771

در شکل 1 نقشه راه های دسترسی به انومالی ده سیاهان مشخص شده است.

شکل 1: نقشه راه های دسترسی به منطقه اکتشافی ده سیاهان استان کرمان (مقیاس 1:5000)

از نظر ژئومورفولوژی در منطقه ده سیاهان، توده نفوذی ده سیاهان با گسترش شمالی- جنوبی در حدود 10 کیلومتر مربع رخنمون دارد و توپوگرافی کوهستانی منطقه به صورت شیب تند و دره های رودخانه ای عمیق است. آبراهه ها پس از زهکشی توده نفوذی به صورت شعاعی به رودخانه دائمی گیوه دری در شرق رودخانه دهوئیه در غرب توده فوذی ده سیاهان می ریزد و جهت جریان این رودخانه ها از جنوب به شمال است.

مهمترین کوه های این منطقه عبارتند از کوه بند ممزار با ارتفاع 2817 متر و بدبخت با ارتفاع 2652 متر همچنین از آبادی های مهم اطراف روستای ده سیاهان می توان بند باغو، ساردین، هنسیج و عباس آباد را نام برد.

2-2- زمین شناسی منطقه ده سیاهان و محدوده ناهنجاری های عنصر اورانیوم

از نظر تقسیمات زمین شناسی محدوده اکتشافی ده سیاهان در قسمت شمال شرقی برگه 1:100000پاریز با شماره 7149 واقع می شود. این محدوده قسمتی از زون آتشفشانی- نفوذی ارومیه دختر در استان کرمان محسوب می شوند که از نظر زمین شناسی شامل مجموعه های اتشفشانی و آذرآواری دوران سنوزوئیک است که توسط یک سری توده های نفوذی قطع شده اند و اکثراً میزبان کانی سازی و فلزات مختلف به ویژه مس و مولیبدن می باشند. همچنین وجود کانی های فرعی با ارزش مانند آپاتیت، روتیل، اسفن، گرونا، تورمالین و عناصر کمیاب مانند طلاف نقره و اورانیوم در برخی توده ها و سنگ های آذرآواری از مشخصه های این کمربند در ایران است از آنجائیکه در محدوده اکتشافی ده سیاهان دو ناهنجاری عناصر پرتوزا، یکی در نزدیکی ده سیاهان و دیگری در قسمت جنوبی ده سیاهان به عبارت دیگر در قسمت شمالی کانسار مس دره زار واقع شده لذا به بررسی زمین شناسی محدوده بین ده سیاهان و دره زار پرداخته می شود. با توجه به اینکه کانی زایی مس در نزدیکی ده سیاهان، بندر باغو و دره زار صورت گرفته بررسی های زمین شناسی منطقه و همچنین یک سری فعالیت های اکتشافی در سال 1963 توسط زمین شناسیان یوگسلاو انجام گرفت که طبق نظر این زمین شناسیان توده نفوذی ده سیاهان، استوک کوچکی از نوع جبال بارز با سن تقریبی الیگومیوسن است. این توده با ترکیب اساساً با ترکیب کوارتز مونزونیتی داخل مجموعه آتشفشانی- رسوبی ائوسن شامل تراکی آندزیت، اندزیت، اندزیت بازالت، جریان های بازالتی، اسپیلتها، توف ها، برش های توفی و ماسه سنگ نفوذ کرده اند. ایک های منطقه با روند اساساً شرقی- غربی و شمال شرقی- جنوب غربی هر دو سنگ های منطقه را قطع کرده اند.

اغلب گسل های منطقه دارای امتداد شمال شرقی- جنوب غربی می باشند و دو نوع دگرسانی هیدروترمال و پنوماتولیتیک در امتداد آنها گسترش دارد. محلول های پنوماتولیتیک به شدت سنگ های توده نفوذی ده سیاهان را تورمالینی کرده و تجمعاتی با ترکیب تورمالین و کوارتز خالص با مقدار کمی فلدسپار پتاسیک و پلاژیوکلاز به طور محلی تشکیل شده است به طوری که دگرسانی شدید هیدروترمال و پنوماتولیتیک باعث رسی شدن شدن شدید و ایجاد رگه های تورمالینی (شکل2) و رگه های سیلیسی در سنگ های توده نفوذی گردیده است که در بعضی موارد منظره هایی به صورت پدیده استوک ورکی از رگه و رگچه های سیلیس، متن سنگ را قطع کرده که در حقیقت این رگه و رگچه ها طی فرآیند های دیرماگمایی به داخل سنگ های منطقه نفوذ کرده اند (شکل 3)

شکل 2 : رگه های تورمالینی در سنگ های منطقه ناشی از دگرسانی پنوماتولیتیک

شکل 3 : نمای از پدیده استوک ورکی: که در آن رگه، رگچه های سیلیس سنگ لاتیت بازالت را قطع کرده اند.

از نظر زمین شناسی اقتصادی، زمین شناسیان یوگسلاو بر اساس شواهد سطحی مانند دگرسانی هیدروترمال و لیمونیتی شدن، وجود منطقه غنی شده از کانی زائی مس را در زیر زون شسته شده به روش های ژئوفیزیکی، ژئوشیمیایی و با استفاده از چاه های حفاری زده شده در مناطق ده سیاهان و دره زار مشخص نمودند که بر این اساس در منطقه ده سیاهان دو نوع کانی زایی مس شامل نوع پورفیری و رگه ای را تشخیصداده اند. نوع اول در جنوب توده نفوذی در مجاورت دهکده ده سیاهان و نوع دوم داخل مجموعه ولکانیکی-رسوبی اطراف توده در حدود 5/1 کیلومتری شمال غرب دهکده ده سیاهان که در آن کانی زایی مس در امتداد زون گسله و زون های برشی صورت گرفته است. در شکل 4 نمایی از این اندیس مس آورده شده است. در کانی زایی نوع پورفیری در جنوب توده نفوذی ده سیاهان کانی های یافت شده عبارتند از : پیریت، کالکوپیریت، مارکاسیت، مگنتیت، هماتیت، کالکوسیت، بورنیت و اسفالریت. کانی های فلزی دارای گسترش یکنواخت بوده و منشاء آنها توده نفوذی ده سیاهان است که توسط محلول های هیدروترمال اساساً در فازهای مزوترمال و کاتاترمال بوجود آمده اند. محلول های باقیمانده دارای مس کمی بوده اند و در نتیجه کانی زایی دارای ارزش اقتصادی نیستند به طوریکه با توجه به نمونه های برداشت شده مقداری اندک مس، کمتر از 0/1 درصد مس و مقدار مولیبدن 37 گرم در تن برای ده سیاهان گزارش شده است.

شکل 4 : کانی زایی مس همراه با مالاکیت و آزوریت در اطراف ناهنجاری های عناصر پرتوزای ده سیاهان

2-3- پردازش و تحلیل داده های ژئوفیزیک رادیومتری هوایی منطقه ده سیاهان

بررسی های ژئوفیزیکی هوابرد در طول یک شبکه منظم در طول خطوط موازی انجام می شود. خطوط پرواز منطقه ده سیاهان با فاصله 500 متر از یکدیگر برداشت شد. سرعت هواپیما در حدود 50 تا 60 متر بر ثانیه برای بررسی هایی که توسط هواپیمای بال ثابت انجام می شود است. اسپکترومتری داده های پرتوگاما معمولاً طی یک فاصله نمونه برداری یک ثانیه ای بدست می آیند. در طی این فاصله یک هواپیمای بال ثابت مسافتی حدود 55 متر در طول خط را طی نموده است. ممکن است نیاز باشد که داده پرتو گاما در طول فاصله زمانی بیشتری جمع آوری شدند که این کار برای کاهش خطاهای جزئی می باشد که در رابطه با شمارش کانال ها می باشد. به هر حال ، پردازش نهایی داده ها، به طور تغییر ناپذیر، با فاصله زمانی نمونه برداری یک ثانیه ای انجام می شود. داده های اسپکترومتری گامای منطقه ده سیاهان نیز بر این اساس به دست آمده است. داده های آماده پردازش از پروازهای انجام شده در منطقه مورد نظر حاصل شد. این داده ها شامل سه مولفه X،YوZ ، به ترتیب شامل طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی و غلظت (عیار) اندازه گیری شده مورد نظر است. برای بدست آوردن توزیع فراوانی عناصر اورانیوم در منطقه ده سیاهان، ابتدا داده ها به صورت صعودی از کمترین مقدار تا بیشترین مقدار، مرتب شدند. تحقیق فوق روی کلمه داده های برداشت شده در منطقه ده سیاهان انجام شد. داده های موجود در منطقه شامل 43218 داده رقومی است که این داده ها مرتب سازی و همچنین با فیلترینگ، داده های کاذب از میان آنها حذف گردید و
آماده مراحل محاسبات آماری شد (ضیاء ظریفی، 1387)

2-4- مرتب سازی و طبقه بندی داده ها

بدین دلیل که داده های اکتشافی دارای دامنه وسیعی هستند، بنابراین باید طبقه بندی شوند تا یک توزیع فراوانی معنی دا حاصل گردد. پس ابتدا قبل از هر بررسی آماری لازم است آن ها را در کلاس هایی طبقه بندی کنیم. برای این کار لازم است که دامنه کوچکترین مقدار تا بزرگترین مقدار اندازه گیری شده برای هر دسته از اطلاعات داده های رادیومتری که شامل اورانیوم، توریم و پتاسیم می باشند را مشخص کنیم و انها را به کلاس هایی با فواصل یکسان تقسیم بندی کنیم. تعداد کلاس ها باید بطور بهینه انتخاب گردد. طول هر کلاس و یا دامنه هر کلاس بر اساس قاعده استورج انتخاب می شود و حتی الامکان سعی می شود که عدد صحیحی باشد (IAEA,2003). تعداد داده هایی که در هر کلاس قرار می گیرند. فراوانی مطلق کلاس مورد نظر را نشان می دهند. فراوانی تجمعی، از جمع داده های موجود در هر کلاس با داده های موجود در کلاس های قبلی به دست می آید (ضیاء ظریفی، 1386). جداول توزیع فراوانی داده ها در منطقه ده سیاهان استان کرمان برای دو عنصر اورانیوم و توریم تهیه شده است که در جدول های 1 مشاهده می گردد.

2-5- بررسی توزیع فراوانی داده های عناصر اورانیوم و توریم با رسم هیستوگرام فراوانی آن ها

اولین قدم در مطالعات آماری یک توده معدنی با یک محدوده مورد مطالعه، ترسیم نمودار هیستو گرام نمونه ها (فراوانی عنصر مورد نظر یا عامل اندازه گری) می باشد. این منحنی ها نشان دهنده چگونگی توزیع و پاکندگی عناصر در منطقه مورد نظر می باشند. هیستوگرام های توزیع فراوانی عناصر اورانیوم و توریم با توجه به رعایت نکات بالا برای منطقه ده سیاهان با استفاده از نرم افزار Excel بدست آمده اند که در شکل 5 مشاهده می گردند.

جدول 1 – فهرست کلاس بندی شده داده های رقومی عنصر اورانیوم و توریم

شکل5- نمودار هیستوگرام توزیع فراوانی داده های رادیومتری عنصر اورانیوم و توریم منطقه ده سیاهان

3- بحث

3-1- محاسبه پارامترهای آماری برای معرفی محدوده های ناهنجاری عناصر پرتوزا

مهم ترین پارامترهای آماری که در تعبیر و تفسیر داده ها، مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از میانگین، میانه، مد، پراش، انحراف معیار، ضریب تغییرات، چولگی و کشیدگی که این پارامترها برای داده های رادیومتری هوایی منطقه ده سیاهان برای عناصر اورانیوم و توریم محاسبه گردید. این پارارمترهای آماری دو عنصر اورانیوم و توریم منطقه ده سیاهان استان کرمان در دو جدول 2و3 لیست شده اند.

جدول2 – پارامترهای آماری و نتایج حاصل از آن برای عنصر توریم محدوده اکتشافی ده سیاهان

جدول 3 – پارامترهای آماری ونتایج حاصل از آن برای عنصر اورانیوم محدوده اکتشافی ده سیاهان

اکنون با توجه به پارامترهای آماری محاسبه شده ، به تفکیک وجوامع زمینه و انومالی برای منطقه ده سیاهان می پردازیم. در اینجا مقدار میانگین (X̄) تقریباً مشخص کننده حد زمینه داده هاست. برای بر آورد حد آستانه ای نیاز به پارامتر دیگری به نام انحراف معیار داریم (α). بر طبق تجزیه و تحلیل آماری در یک توزیع نرمال، 26/68 (شصت و هشت ممیز بیست و شش) درصد از داده ها بین α X̄±3قرار می گیرند. معمولاً α X̄±را به عنوان حد آستانه ای، α X̄±2را به عنوان انومالی ممکن و α X̄±3 را به عنوان آنومالی احتمالی در نظر می گیرند (جعفری، 1388). با توجه به توضیحات بالا، تفکیک و جداسازی جوامع انومالی برای داده های اوراینوم و توریم برای منطقه ده سیاهان انجام شد که محاسبات آن ها در جداول 2 و 3 مشاهده می شود و سپس از روی مقادیر بدست آمده نقشه های تفکیک آنومالی عناصر اورانیوم و توریم از مقادیر زمینه توسط نرم افزار تهیه شده است که به ترتیب در اشکال 6و7 مشاهده می شود.

2-3- برداشت های ژئوفیزیکی زمینی محدوده های ناهنجاری های عناصر پرتوزای منطقه ده سیاهان

مرحله بعدی اکتشاف مواد پرتوزا، عملیات کنترل زمینی است که شامل برداشت های سنتیلومتری جهت اندازه گیری تابش گامای واحد ای سنگی موجود در محدوده ناهنجاری ها و همچنین نمونه برداری از واحد های سنگی پرتوزای محدوده جهت انجام آزمایشات آنالیز شیمیایی سنگ های پرتوزا برای تعیین صحت و دقت نتایج و اندازه گیری های دستگاه پرتو سنجی تابش گاما (سنتیلومتر) می باشد (جعفری، 1388).

شکل 6 – نقشه ناهنجاری های عنصر اورانیوم منطقه ده سیاهان با استفاده از روش آمار کلاسیک

شکل 7 – نقشه ناهنجاری های عنصر توریم ده سیاهان با استفاده از روش آمار کلاسیک

از لحاظ لیتولوژی سنگ های این محدوده بیشتر از نوع آذرآواری اند که توده کوارتز مونزونیتی ده سیاهان در آن ها نفوذ کرده است و منطقه را به شدت دگرسان کرده است. از نظر کلی واحد های سنگی موجود در محدوده آنومالی شامل سنگ های آندزیت، آندزیت بازالت، بازالت، اسپلیت، توف برش های ولکانیکی و ماسه سنگ اند که همگی این سنگ ها به ائوسن نسبت داده شده اند و سنگ های توده نفوذی از قبیل سنگ های گرانیتی، گرانودیوریتی و کوارتز مونزونیتی در ولکانیک های ائوسن نفوذ کرده اند و منطقه به شدت دگرسان شده است (شکل 8). این دگرسانی ها شامل دگرسانی های پنوماتولیکی و دگرسانی های گرمابی از قبیل آرژیلیکی، سرسیتی، کلریتی و کربناتی است که به شدت سنگ های نفوذی منطقه را تحت تاثیر قرار داده است (جعفری، 1388).

شکل 8 – دگرسانی واحد های سنگی محدوده ناهنجاری ده سیاهان

عملیات کنترل زمینی با استفاده از دستگاه سنتیلومتری جهت اندازه گیری تابش رادیواکتیو واحد ای سنگی در محدوده ناهنجاری انجام شده و بر اساس ان تعداد 10 برداشت از نقاط مختلف محدوده های دگرسان ناهنجاری ده سیاهان به وسیله سنتیلومتر اندازه گیری و ثبت شده است که لیست آن در جدول 4 مشاهده می شود. شکل 9 مراحل مختلف اندازه گیری تابش گامای سنگ های دگرسان شده این ناهنجاری را نشان می دهد.

جدول 4- برداشت های تابش گاما و پرتو سنجی واحد های سنگی دگرسان شده ناهنجاری ده سیاهان

شکل 9 – محدوده با پرتوزایی بالا در سنگ های دگرسان شده منطقه ده سیاهان

4- نتیجه گیری و پیشنهاد ها

در بررسی های زمین شناسی محدوده اکتشافی در منطقه ده سیاهان با توجه به نقشه زمین شناسی تهیه شده در یک محدوده کانی زایی عناصر پرتوزا بیشتر در سنگ های نفوذی و ولکانیکی دگرسان شده ده سیاهان رخ داده که سنگ های نفوذی بیشتر از نوع کوارتزمونزونیت، گرانودیوریت و گرانیت بوده است. دگرسانی های این منطقه بیشتر از نوع آرژیلیکی شدن، سرسیتی شدن و لیمونیتی شدن است. همچنین در یک محدوده ناهنجاری دیگر ده سیاهان کانی زایی در سنگ های پگماتیتی و گرانیت پگماتیت رخ داده که همگی این سنگ ها از پتاسیم بالایی برخوردارند.

در گام بعدی، لایه های مختلف اطلاعاتی برداشت شده شامل اکتشافات ژئوفیزیک هوابرد انجام شده در محدوده اکتشافی، مطالعات و بررسی واحد زمین شناسی موجود در محدوده اکتشافی با یکدیگر تلفیق و همپوشانی شدند و با در نظر گرفتن اهمیت بالای لایه اطلاعاتی ژئوفیزیک هوابرد در شناسایی و پی جوئی عناصر رادیواکتیو، نقشه های محدوده های ناهنجاری در منطقه اکتشافی جهت کنترل های زمینی و برداشت های ژئوفیزیک رادیومتری با استفاده از دستگاه های آشکار ساز عناصر رادیواکتیو تهیه شدند.

در عملیات کنترل صحرایی و برداشت های زمینی محدوده اکتشافی ده سیاهان جهت تعیین مناطق امید بخش و تفکیک ناهنجاری های با ارزش از ناهنجاری های بی ارزش، برداشت های سنتیلومتری از 10 نقطه انجام شد و از مناطق با مقادیر بالای اورانیوم که سط دستگاه سنتیلومتر ثبت شدريا، به منظور تعیین مقادیر اورانیوم و توریم نمونه برداری شد و در نهایت مناطق با پرتوزایی بالا مشخص و معرفی شدند.

5- سپاسگذاری

این پژوهش مستخرج از طرح پژوهشی بررسی ناهنجاری های عناصر پرتوزای اورانیوم و توریم در نقشه 250000/1سیرجان (استان کرمان) می باشد که با حمایت مالی معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت انجام شده است. لذا بدینوسیله از معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد جیرفت تقدیر و تشکر به عمل می آید.

حمید رضا جعفری، افشار ضیاء ظریفی ، مجله زمین و منابع ، سال دوم، شماره اول، پائیز 1388(شماره پیاپی: 3)

معرفی ناهنجاری اورانیوم منطقه ده سیاهان واقع در برگه 1:250000سیرجان

مطالب مشابه :

باستان ژئو فیزیک

پریدوتیت (ترجمه)

پریدوتیت

آموزش ژئوسافت Geosoft

خصوصیات و ویژگی های گسل دهشیر بافت

مجموعه کتب مهندسی معدن

معرفی ناهنجاری اورانیوم منطقه ده سیاهان واقع در برگه 1:250000سیرجان

پایان نامه اورانیوم