بخش پایینی و کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در بخش بالای در منطقه مورد مطالعه (نگاه به سمت شمال شرقی).

2-13-2 سازند ایلام
همان طور که ذکر گردید در قسمت تحتانی این سازند پوسته رسی –آهکی تکتو¬نیکی در اغلب نقاط گسترش دارد. در نقاطی هم که این پوسته تشکیل نشده است می¬توان ممبر پائینی سازند ایلام را مشاهده نمود، هر چند که تمام سازند بسیار تغییر می¬نماید. حفاری¬های بعمل آمده در سازند ایلام وجود یک لایه رسی به رنگ خاکستری تا تیره رنگ پیریت¬دار را درممبر پائینی آن تائید نموده است. این لایه رسی احتمالاً منشاء دریاچه¬ای داشته و ضخامت آن از چند میلی متر تا چند متر تغییر می¬یابد و معمولاً نیز با یک لایه آهکی تیره رنگ بیتومن-دار جایگزین می¬گردد. همچنین در اغلب موارد در بخش پائین آهک این سازند بین لایه¬هایی از مواد رسی نیز رخنمون یافته است. عناصر رسی بخاطر هوازدگی در فرسایش آنها در نقاط رخنمون یافته این سازند دیده نمی-شوند. آهک¬های این سازند بر خلاف سازند سروک دارای خلوص کمتر بوده و گل آلوده و از منشاء آبهای کم عمق و با رنگ¬های خاکستری روشن مایل به زرد و صورتی و قهوه¬ای تیره در قاعده می¬باشند. بعلاوه پدیده کارست در آنها گسترش بیشتری از سازند سروک دارد. مشابه سازند سروک گاهی کنکرسیون¬های سیلیسی آهن¬دار (نودول-های چرت) در سطوح طبقه بندی سازند ایلام رخنمون می¬یابد. آنها همچنین به صورت جداگانه و یا خوشه¬های بزرگ ممکن است رخنمون یابند. در هر حال پراکندگی آنها تنها به یک افق محدود گشته و هرگز ضخامت¬های لیشتری از سازند را آلوده نمی¬سازند. مقطع کامل این سازند را می¬توان در دره شمال غربی مندان مشاهده نمود که در این مکان ضخامت آن از 5/44 متر متجاوز می¬گردد از آنجا که در صورت عدم وجود هوازدگی لایه¬های سازند ایلام شباهت زیادی به یکدیگر دارند تشخیص از همدیگر ناممکن می¬شود. ضخامت این سازند در منطقه سرفاریاب در اغلب موارد بین 40 تا 70 متر متغییر است (شکل 2-12، نماهای مختلفی از آهک های سازند ایلام و کانسار بوکسیت موجود در منطقه مورد مطالعه).

شکل2-12: (A) آهک های متوسط لایه کرمی روشن بخش پایینی سازند ایلام موجود در منطقه مورد مطالعه (نگاه به سمت شمال). (B) تناوب آهک های آرژیلیتی وقلوه ای در آهک های متوسط لایه فسیل دار بخش پایینی سازند ابلام در منطقه مورد مطالعه که نشانگرمحیط کم عمق است.(نگاه به سمت شمال). (C) سنگ آهک های کرمی روشن حاوی فسیل های فراوان نومولیت سازند ابلام در منطقه مورد مطالعه. (D) نمایی از بوکست های قرمز رنگ مورد مطالعه در پایین و آهک های سازند ایلام در بخش بالای آن (نگاه به سمت شمال غرب).

2-13-3 سازند گورپی
برش الگوی این سازند در تنگ پابده در شمال مسجد سلیمان (میدان نفتــی لالی) 320 متر ستبرا دارد، ولی پیش از معرفــی این برش، به این واحد سنگی مـارن دزک، مارن‎های گلوبیژرینا دار گفته می‎شد که شامل سازند گورپی و سازند پابده بودند. در بیشتر نواحی زاگرس، سازند گورپی شامل مارن، شیل‎های خاکستری مایل به آبی است که میان‎لایه‎هایی از سنگ ‎آهک‎های نازک رسی دارد و به دلیل زود فرسا بودن، سیمای آن فرسوده است. در فارس داخلی، رخساره آهکی سازند تابور، به طور بین انگشتی جانشین سازند گورپی می‎شود. در نواحی فارس ساحلی و خوزستان مرز زیرین گورپی، سانتونین و مرز بالایی آن ماستریشتین است (Jeames & Wynd, 1965). در لرستان، لایه‎های زیرین به سن کرتاسه پسین (کامپانین) و لایه‎های بالایی تا پالئوسن ادامه دارد. سازند گورپی، سنگ پوش مخازن نفتی سروک است. این سازند در منطقه مورد مطالعه متشکل از شیل آبی رنگ مایل به خاکستری و مارن و میان لایه¬های از سنگهای آهک مارنی و شیل ارغوانی رنگ در قاعده است. به صورت نوارهای باریک و کوچکی با روند شمال غربی- جنوب شرقی در منطقه رخنمون دارد و در بخشهای شمالی محدوده مورد مطالعه رخنمون دارد. در تاقدیس¬های کوه سفید، کوه سیاه، بنگستان، برفگون و داله که در ورقه 1:100000 کوه سفید واقع¬اند، سازند گورپی، سازندهای سروک و ایلام را دربرگرفته و به صورت هاله¬های باریکی دور تا دور تاقدیس¬ها را در برگ رفته است و دارای روند شمال غربی- جنوب شرقی می¬باشد (شکل 2-13، تصویر A).

2-13-4 سازند پابده
سازند پابده بخشی از حوضه رسوبی زاگرس است که در طول پالئوسن پسین – الیگوسن پیشین با ایجاد یک حوضه پیش خشکی بر جا گذاشته شده است (Heydari, 2007). این سازند از تناوب سنگ آهک های نازک لایه تا ضخیم لایه و شیل های خاکستری روشن تا تیره که غنی از روزنبران پلانکتونیک است تشکیل شده است (Mohseni & et al., 2004). این سازند را در برخی از نقاط حوضه رسوبی زاگرس به عنوان سنگ منشا توصیف نموده اند که تامین کننده مخازن آسماری و سروک می باشد (Bordenave & Huc, 1995; Bordnave & Herge,2005). برش الگوی آن در تنگ پابده واقع در شمال میدان نفتی لالی مسجد سلیمان، به ضخامت 3/798 متر، مطالعه شده است. حدود 800 متر مارن، شیل‌های خاکستری و لایه‌های آهک رسی دریایی است که دو بخش غیر رسمی به نام‌های بخش شیل ارغوانی و بخش آهک‌های چرتی دارد. در گذشته، از این سازند با نام‌هایی همچون سری‌گنو، مارن‌های گلوبیژرینادار، شیل‌های آبی – ارغوانی ائوسن و مارن‌های ائوسن یاد می‌شد. امروزه واژه پابده معرف این واحد سنگی است که بخش پایینی سازند آن (140 متر) از جنس شیل و مارن آبـی و ارغوانـی است که به طور رسمــی به آن شیل ارغوانی گفته می‌شود. ولی بخش باقیمانده آن، شیل‌های خاکستری و لایه‌های آهک رسی و گاهی چرت‌دار است. این سازند در منطقه مورد مطالعه شامل تناوبی شامل تناوبی از مارن وشیل آهکی و سنگ آهک مارنی و شیل ارغوانی رنگ در قاعده است. به صورت هاله¬های باریکی دور تا دور تاقدیس¬ها در برگرفته است روند آن شمال عربی- جنوب شرقی می¬باشد. در ورقه 1:100000 کوه سفید به صورت نوار باریک و طویلی، هسته آنتی کلینال¬های کوه سیاه، کوه سفید، بنگستان، برفگون و داله را دربر می¬گیرد (شکل 2-13، تصاویر B, C, D, E ).

شکل 2-13: (A)- نمایی از شیلهای تیره سازند گورپی در منطقه (رنگ هوازده، طوسی روشن). (B)- نمایی از فسیل پکتن در میان لایه های مارنی آهکی سازند پابده. (C,D)- میان لایه های آهک مارنی در شیل های سازند پابده در منطقه. (E)- نمایی از مرز سازندهای پابده و آسماری و لایه سفید اسکارنی در منطقه (نگاه به سمت شمال).

2-13-5 سازند آسماری
در گذشته از این واحد سنگ چینه نگاری به نام‎هایی مانند سازند آهکی جریب، سازند آهکی کلهر و سنگ‎آهک خمیر یاد می‎شد. ولی سازندهای یاد شده، تنها با بخشی از برش الگوی سازند آسماری همخوانی دارد و تمامی این سازند را در بر نمی‎گیرند (Busk & Mayo, 1918). نام این سازند از کوه آسماری (جنوب خاوری مسجد سلیمان) اقتباس و برش الگوی آن در تنگ گل ترش همین کوه اندازه‎گیری شده است. در برش الگو، سازند آسماری با 314 متر ستبرا، شامل سنگ‎آهک‎های مقاوم، کرم تا قهوه‎ای رنگ با ریخت‎شناسی ستیغ‎ساز است (Richardson, 1926). در برش الگو، سازند آسماری سن میوسن دارد و قسمت پایین آن، به لحاظ تغییر رخساره جانبی به سازند پابده، دیده نمی‎شود. ولی، برش مکمل این سازند در تنگ تکاب کوه خویر، در30 کیلومتری بهبهان، نشانگر ویژگی‎های کامل این سازند است. سازند آسماری مهم‎ترین سنگ مخزن حوضه رسوبی زاگرس ایران است و چون برای نخستین بار در خاورمیانه در آن نفت کشف شده است معروفیت جهانی دارد. از لحاظ لیتولوژیکی این واحد متعلق به ائوسن- میوسن می¬باشد. این واحد در منطقه مورد مطالعه شامل سنگ آهک کرم رنگ حاوی فسیل های دوکفه ای و نومولیت ها با میان لایه¬هایی از مارن است (شکل 2-15 و شکل 2-16).

شکل 2-14: تطابق سنک چینه ای سازند آسماری در حوضه زاگرس و مقایسه آن با کشورهای همجوار (اقتباس از Schlumberger, 1976 ).

شکل 2-15: (A) – دورنمایی از موقعیت سازند آهک آسماری و سازند گورپی در منطقه (نگاه به سمت شمال شرق). (B)- آهک های حاوی فسیل فراوان نومولیت در سازنذ آسماری. (C) – آهک های حاوی فسیل های فراوان دوکفه ای در بخش پایینی سازند آسماری در منطقه.

شکل 2-16: (A)- موقعیت قرارگیری عدسی بوکسیتی مورد مطالعه نسبت به سازند های موجود در منطقه مورد مطالعه (نگاه به سمت شمال). (B)- دورنمایی از آهک های خاکستری رنگ سازند آسماری در هسته ناودیس در منطقه مورد مطالعه (نگاه به سمت شمال غرب).

شکل 2-17: نشان دهنده عدسی های بوکسیت مورد مطالعه است.

شکل2-18: تصاویر (A, B) نشان دهنده مرز بالا و پایین کانسار بوکسیتی با سازندهای سروک و ایلام موجود در منطقه است.

شکل 2-19: ستون چینه شناسی واحدهای سنگی و کانسار بوکسیتی موجود در منطقه مورد مطالعه لنز (شماره 106)

شکل 2-20: ستون چینه شناسی واحدهای سنگی و کانسار بوکسیتی موجود در منطقه مورد مطالعه لنز (شماره 104)

فصل سوم

پتروگرافی

3-1 مقدمه
کانسارهای بوکسیتی، کانسارهای برونزادی هستند که در شرایط سطحی قاره ای و در آب و هوای گرم و مرطوب بر اثر هوازدگی شدید شیمیایی تشکیل می شوند. در تشکیل این کانسارها عوامل اقلیمی، زمین ساختی، زمین ریخت شناسی، سنگ شیمیایی و سنگ فیزیکی دخالت دارند(Bardossy, 1982; Ozlo, 1983) . کانسارهای بوکسیتی به دلیل تفاوت در سنگ خاستگاه، سنگ شناسی و زمین شیمی سنگ بستر، رخداد صحرایی و چگونگی تشکیل دارای رده بندیهای مختلفی هستند که بر مبنای خاستگاه و چگونگی تشکیل به سه گروه لاتریتی، رسوبی و کارستی قابل تقسیم هستند (Bogatyrev et al., 2009). کانسارهای بوکسیتی کارستی که تنها 10%. از کل ذخایر بوکسیتی جهان را تشکیل می دهند، به دلیل دارا بودن پیچیدگی های پیدایشی هموار مورد توجه پژوهشگران مختلفی قرار داشته اند (Petrascheck, 1989; Karadag et al., 2009). چیزهایی که در این کانسارها بیشتر مورد توجه است، چگونگی جدایی عنصر آلومینیم و سیلیسیوم طی فرآیندهای بوکسیتی شدن است. بر اساس بررسی های انجام شده (Bogatyrev et al., 2009; Oztruk et al., 2002; Mordberg, 1996; Temur and Kansun, 2006)، تغییرات pH از مهمترین عوامل موثر بر جدایی این عناصر از یکدیگر است. انحلال پذیری اکسید آلومینیم در مقایسه با سیلیس، در pH کمتر از 4 افزایش می یابد. در pH های بین 5 تا 9، انحلال پذیری سیلیس اندکی افزایش می یابد، ولی اکسید آلومینیوم کاملا نامحلول است، (Bardossy, 1982; Meclean et al., 1997) در این شرایط، با انباشت و غنی شدگی اکسید آلومینیم در بخش بالایی افق های بوکسیتی، سیلیس، عناصر قلیایی و عناصر نادر خاکی از این بخش شسته شده و به سمت پایین مهاجرت می کنند. برخی از این عناصر در بخش بالایی افق های بوکسیتی کارستی، به دلیل وجود سد زمین شناسی کربناتی، غنی شدگی می یابند (Mordberg, 1996). در نتیجه این رویداد، ویژگی های زمین شیمیایی و کانی شناسی افق های بوکسیتی تغییر یافته و باعث پیدایش منطقه بندی در آنها می شود. ترکیب کانی شناسی کانسارهای بوکسیتی با افزایش دما و فشار و گذشت زمان تغییر می کند. گیبسیت در کانسارهای جوان در مقایسه با کانسارهای قدیمی تر از فراوانی بیشتری برخوردار است و با افزایش دما و فشار به ترتیب به بوهمیت، دیاسپور و کروندم تبدیل می شود (Mordberg, 1996; Bogatyrev et al., 2006 ). آلومینیم پس از فولاد بیشترین تولید و مصرف را در جهان دارد و میزان مصرف و حجم اولیه تولید آن به تنهایی از مجموع فلزات غیر آهنی دیگر بیشتر است، به گونه¬ای که آن را فلز قرن 21 نامیده¬اند. از آنجا که صنایع آلومینیوم انرژی بسیار زیادی مصرف می¬کنند کشورهای صنعتی آلومینیم را بانک انرژی لقب داده¬اند و تولید کنندگان آلومینیم به دنبال توسعه این صنعت در مناطق برخودار از انرژی هستند. کشورهای نفت خیز جهان به ویژه ایران حوزه خلیج فارس از جمله به دنبال در اختیار داشتن ذخایر انرژی به عنوان جایگاه مناسبی برای سرمایه گذاری در صنایع آلومینیم می¬باشند.

3-2 بوکسیت
نام آلومینیوم Aluminum از واژه لاتین Alumen یا Alum به معنی زاج یا زاج سفید گرفته شده است. نام بوکسیت اولین بار توسط پیربرتیر زمین شناس فرانسوی در منطقه بوکس در روستای لی بوی جنوب فرانسه در سال 1821 شناخته شد. آلومینیوم با علامت اختصاری Al عنصری شیمایی انعطاف پذیر، فلزی نرم و سبک است با ظاهری نقره¬ای، خاکستری مات، و لایه نازک، اکسیداسیون که بر اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می¬شود. بوکسیت سنگ معدن اصلی آلومنیم است که تشکیل آن در شرایط خاص هوازدگی صورت می¬گیرد و ذخایر آن معمولاً در سطح یا در عمق کم متمرکز می¬شود. عنصر آلومینیم اگرچه فراوانترین عنصر پوسته زمین و از نظر فراوانی سومین عنصر موجود در طبیعت است، ولی ترکیب آن با عناصر دیگر پیچیده و استخراج آن از کانی های آلومنیم¬دار مشکل و بی صرفه است. این عنصر تشکیل دهنده اصلی تمام رسها، خاکها و سلیکاتهای معمولی سنگهاست. با وجود این تا اوایل قرن حاضر برای دسترسی به فلز آلومنیم باید مسافتی طولانی تا گروئنلند به منظور تهیه کریولیت طی می¬شد. البته اکنون ذخایر بوکسیت در اکثر کشورها جانشین کانی کریولیت شده است (بیت 1969). بوکسیت قبلاً به کانی آلومینیم آبدار بافرمول