اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست مقاله‌ي «آشنايي با نحوه تشکيل ذخاير معدني» است؛ از مجموعه‌ي متون آموزشي مفاهيم مهندسي معدن، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان در بخش مهندسي معدن كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است. اين مقاله سعي مي‌كند به چگونگي تشكيل مواد معدني مي‌پردازد.
سرويس مسائل راهبردي ايران، آشنايي با مفاهيم تخصصي و فني در هر حوزه را مقدمه‌ي ايجاد يك عرصه‌ عمومي براي گفت وگوي دانشگاهيان و حرفه‌مندان با مديران و سياست‌گزاران درباره‌ي سياست‌ها و استراتژي‌ها و برنامه‌ها در آن حوزه مي‌داند و براي آشنايي خبرنگاران و دانشجويان سياست‌پژوه در حوزه‌هاي تخصصي، اقدام به تدوين و ارائه‌ي متون آموزشي در تمامي حوزه‌هاي تخصصي مي‌كند.
مجموعه‌ي مقالات ارائه شده در رشته‌ي مهندسي معدن با ادبياتي غيرفني مفاهيمي فني را براي خواننده توضيح مي‌دهند كه با استفاده از آن تا حدودي مي‌توان به ارزيابي سياست‌گذاري فناوري و سياست‌گذاري توسعه‌ي صنعتي در اين حوزه پرداخت.

سرويس مسائل راهبردي ايران rahbord.isna@gmail.com ضمن اعلام آمادگي براي بررسي دقيق‌تر نياز‌هاي خبرنگاران و سياست‌پژوهان محترم، علاقه‌مندي خود را براي دريافت پيشنهادات و مقالات دانشجويان، پژوهشگران، حرفه‌مندان، مديران و سياست‌گذاران محترم در اين باره اعلام مي‌كند و اظهار اميدواري مي‌كند ايجاد يك عرصه‌ عمومي براي گفت وگوي دانشگاهيان و حرفه‌مندان با مديران و سياست‌گذاران ضمن مستندسازي تاريخ سياست‌گذاري و نظارت عمومي بيشتر بر فرآيند سياست‌گذاري عمومي، موجب طرح ديدگاه‌هاي جديد و ارتقاي كيفيت فرآيند سياست‌گذاري در حوزه‌هاي مختلف تخصصي شود.

نحوه تشکيل ذخاير معدني

براي پي‌بردن به چگونگي تشکيل ذخاير معدني بررسي چهار عامل زير ضروري است.
1) منشأ محلولهاي کانه‌دار
2) منشأ مواد معدني
3) چگونگي حمل مواد
4) نحوه ته‌نشيني مواد معدني

1- منشأ محلول‌هاي کانه‌دار شامل موارد زير مي باشد:
ماگما و محلول‌هاي ماگمايي :
ماگما: مواد مذابي هستند که قسمت اعظم آنها را ترکيبات سيليکاتي تشکيل مي‌دهد (به استثناي کربناتيتها) و از اعماق مختلف زمين منشأ گرفته و پس از سرد شدن، سنگهاي آذرين را مي‌سازد. ماگماهاي مافيکي و اولترامافيکي از جبه و بخشهاي عميق زمين منشأ مي‌گيرند. ماگماي اسيدي حاصل ذوب آناتکسي پوسته قاره‌ها است.

آب‌هاي سطحي :
نقش اساسي در تشکيل ذخاير رسوبي شيميايي (اورانيوم) ، ذخاير برجاي مانده (نيکل) هوازده (بوکسيت) ، ذخاير پلاسر ، ذخاير غني شده (مس) و ذخاير گرمايي عهده‌دار هستند.

بوکسيت: کاني اصلي آلومينيوم مي‌باشد يکي از کانسارهايي است که به روش غني شدگي طي فرآيندهاي هوازدگي بوجود آمده است. بوکسيت در آب و هواي گرمسيري باراني همراه با لاتريت تشکيل مي‌شود. وقتي سنگ منشا غني از آلومينيوم در معرض هوازدگي شديد و طولاني قرار بگيرد بيشتر عناصر اصلي آن نظير کلسيم و سديم و سيليس در نتيجه شستشو از محيط خارج مي‌شود و بر ميزان آلومينيوم آن افزاوده مي‌شود. با گذشت زمان، خاکي غني از آلومينيوم به نام بوکسيت حاصل مي‌شود که مي‌توان از آن آلومينيوم استخراج کرد.

لاتريت: در طبقه بندي ، به خاكي گفته مي شود كه حاصل هوازدگي در جا در سنگ هاي آذرين در مناطق گرمسيري مي باشد . در طي اين فرايند خاكي ايجاد مي شود كه شامل تمركز بالايي از اكسيد آهن و آلومينيوم است و در اين نوع خاك ها كاني هاي قابل حل و سيليسيم شسته شده و از خاك خارج شده است .

آب‌هاي اقيانوسي Oceanic Water :
نوعي از آبهاي سطحي را شامل مي‌شوند که در تشکيل بعضي از ذخاير رسوبي و يا ما سيوسولفيدها نقش اساسي را ايفا مي‌کنند.

آب‌هاي دگرگوني :
هرگاه آبهاي محصور در بين ذرات رسوبي تحت تأثير فشار و حرارت حاصل از دگرگوني ناحيه‌اي قرار گيرند شروع به حرکت کرده و بعضي از مواد را در خود حل و آنها را در شکستگي‌ها و گسلها به صورت ذخاير رگه‌اي برجاي مي‌گذارند.

آب‌هاي فسيل شده Fossil Water :
در تعريف اين گونه آب ها، آب هايي هستند که به مدت زيادي به دور از نور خورشيد و آب وهواي آزاد بوده اند. آب‌هاي موجود در حوضه‌هاي نفتي سرشار از املاح Na ، Cl ، Cu ، Mg و بي‌کربنات مي‌باشند اين آب‌ها بجز در شرايط دگرگوني به ندرت در تشکيل ذخاير معدني شرکت مي‌کنند.

2- منشأ مواد معدني Source of Mineral
بطور کلي منشأ مواد معدني را مي‌توان در موارد زير خلاصه کرد.

منشأ ماگمايي Magmatic Source :
ذخايري نظير کروميت ، پلاتين ، نيکل ، کبالت و الماس همراه سنگهاي اولترامانيکي و ذخاير مس پورفيري و موليبدن پورفيري همراه سنگهاي اسيدي و حد واسط يافت مي‌شوند. بنابراين ترکيب شيميايي ماگما نوع مواد معدني را کنترل مي‌کند. نوع ذخاير ماگمايي تابع عمق و مسيري است که ماگما طي مي‌کند. مثلا ماگمايي که از لايه گوشته زمين سرچشمه مي‌گيرد، ذخاير کروم ، نيکل، پلاتين را به همراه داشته باشد و ماگمايي که حاصل پوسته قاره‌ها است قلع ، تنگستن ، اورانيوم ، فلوئور و غيره را همراه خواهد داشت.

منشأ رسوبي Depositional Source :
ذخاير گچ ، نمک ، زغال سنگ و آهن لايه‌اي

منشأ دگرگوني :
ذخاير کرندوم ، گارنت ، آندالوزيت ، سيليمانيت و غيره را نام برد.

منشأ گرمايي :
ذخايري که در رابطه با محلولهاي گرمايي تشکيل مي‌شوند ذخاير سرب ، روي ، مس ، جيوه ، طلا ، نقره و … است. سنگهاي مسير چرخه آب نوع کانسار گرمابي را کنترل مي‌کند سنگ‌هاي ولکانيکي اسيدي امکان تشکيل ذخاير نوع طلا ، نقره، اورانيوم، سرب، روي، … و در سنگهاي اولترامافيکي امکان وجود ذخاير گرمابي نوع تيزيت و هونتيت و در سنگهاي غني از سيليس امکان تشکيل رگه‌هاي کوارتز را مي‌توان داشت.

3- چگونگي حمل مواد
مواد معدني به صورت محلول و يا غير محلول در آب و يا به صورت ترکيبات ساده يوني و کمپلکس توسط ماگما و يا محلولهاي ماگمايي ، گرمايي و آبهاي سطحي حمل مي‌شوند. مواد معدني در محلول‌هاي ماگمايي و گرمايي اکثرا به صورت کمپلکس‌هاي مختلف حمل مي‌شوند. عناصر Pb ، Zn ، Cu ، Ag به صورت کمپلکس‌هاي کلر و عناصر Au،Hg ، As، Sb در حرارت پايين به صورت کمپلکس بي‌سولفيد و عناصر Sn و Mo به صورت کمپلکس فلوئور حمل مي‌شوند.

4- نحوه ته‌نشيني مواد معدني
مواد معدني مي‌توانند در اثر تغيير يکي از عوامل زير ته نشين شوند.

وزن مخصوص Density :
يکي از فاکتورهاي مهم در ته نشيني و تجمع بعضي از ذخاير معدني است. ذخاير پلاسر به دليل مقاومت کاني تحت تأثير فرآيندهاي شيميايي پس از حمل مکانيکي در محلي که متناسب با وزن مخصوص آن باشد نظير پلاسرهاي رودخانه‌اي و ساحلي تجمع پيدا مي‌نمايند. در ماگماهاي مافيکي و اولترامافيکي کاني‌هاي وزن مخصوص بالا نظير کروميت ، مگنتيت ، پنتلازوليت و غيره همزمان با سيليکاتها متبلور مي‌شوند.

تغييرات Eh و PH :
کليه ذخاير رسوبي شيميايي و ذخايري که از حالت محلول در نزديک سطح زمين يا درياها تشکيل شده يا مي‌شوند، تغييرات مربوط به Eh و PH محيط و محلول از عوامل مهم و مؤثر در ته نشيني آنها است.

تغييرات درجه حرارت و فشار Temperature & presser :
از فاکتورهاي مهم و مؤثر در تشکيل ذخاير گرمايي ، ماگمايي و دگرگوني مي‌باشند. کاهش درجه حرارت مهم‌ترين عامل ته نشيني ذخاير گرمايي است. تغييرات فشار و حرارت موجب ناپايداري کمپلکس‌ها شده که خود عامل مهمي در ته نشيني ذخاير معدني به شمار مي‌رود.

واکنش شيميايي با سنگ‌هاي اطراف يا با مولکول‌هاي ديگر :
محلول گرمايي و يا ماگمايي با سنگهاي مناسب وارد واکنش شده مواد خود را در ناحيه واکنش برجاي مي‌گذارند. به خصوص واکنش با سنگهاي کربناته در حرارت بالا و عمق زياد يکسري سيليکاتهاي کلسيم ، آهن ، منيزيم و آلومينيم‌دار تشکيل مي‌شود (اسکارن) که همزمان با سيليکاتهاي مواد معدني برجاي گذاشته مي‌شود.

تدوين :
مهندس علي حميدي- دانشجوي کارشناسي ارشد مهندسي نفت دانشکده فني دانشگاه تهران و كارشناسي مهندسي معدن دانشگاه سهند تبريز
خبرنگار افتخاري مهندسي معدن سرويس مسايل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران(ISNA)