چکیده:
کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در فاصله 45 کیلومتری شمال شرقی شهرستان دهدشت و در یال شمالی تاقدیس کوه سیاه و یال جنوبی تاقدیس مندان قرار دارد. این کانسار به صورت یک افق چینه سان بین سازند سروک در پایین و سازند ایلام در بالا تشکیل شده است. بررسی های پتروگرافی و آنالیزهای ژئوشیمیایی نمونه های برداشته شده از کانسار بوکسیتی محدوده مورد مطالعه، نشان دهنده این است که این کانسار بوکسیتی دارای دو رخساره کانیایی با شرایط تشکیل محیطی متفاوت است. رخساره اکسیدان شامل کانی های بوهمیت، هماتیت، دیاسپور و کائولینیت و رخساره احیایی شامل کانیهای کلریت و پیریت است. بررسی ها نشان دهنده این است که ذخایر بوکسیتی منطقه سرفاریاب از نوع کارستی است که در جهان این ذخایر از نوع مدیترانه ای با ترکیب کانی شناسی بوهمیت و دیاسپور می باشد. آنالیزهای (XRD) نشان داد که بوهمیت مهمترین و بیشترین کانی آلومینیم دار تشکیل دهنده بوکسیت های کارستی در منطقه سرفاریاب است و از بین کانی های رسی کائولینیت رایج ترین کانی رسی موجود در سکانس بوکسیتی مطالعه شده می باشد. مطالعه پتروگرافی مقاطع میکروسکوپی نشان داد که شاخص ترین فسیل های موجود در ریز رخساره های سازند های سروک و ایلام شامل (اربیتولین، نزازاتا، رودیست، میلیولید و فسیل های پلاژیک مانند گلوبوروتالیا است که نشان دهنده محیط های نیمه عمیق تا عمیق برای تشکیل این واحدهای سنگی می باشد. بررسی مقاطع صیقلی نمونه های بوکسیتی نشان دهنده حضور کانیهای فلزی و اپک مانند (پیریت، هماتیت و گوتیت) در این کانسار بوکسیتی می باشد. نتایج آنالیزهای وزن مخصوص ((SG نمونه های انتخابی نشان داد که میانگین چگالی کانسار بوکسیت از حد معمول بالاتر است که علت آن وجود اکسید های آهن و کانی های پلاسر موجود در این توده معدنی است. تفسیر نتایج ((XRF نشان می دهد که اکسید آلومینیم دارای بیشترین مقدار و اکسید های سدیم، پتاسیم، منگنز، گوگرد و فسفر دارای کمترین مقدار در این توده معدنی است. نتایج آنالیز ژئوشیمیایی عناصر ردیاب نشان داد که کروم، زیرکونیم، تیتانیوم و گالیم مقادیر بالایی را دارند که علت همراهی با Al، داشتن کاتیونهای 3و4 ظرفیتی است که طی فرآیند کانی زایی جایگزین عنصر آلومینیم می شوند. مطالعات ژئوشیمیایی و هیستوگرامی نشان می دهد که عناصری مانند (Al, Fe, Ti, Zr, V, Nb, Cr) در مقابل هوازدگی شیمیایی و انحلال مقاوم اند و در سنگ منشاء باقی می مانند و عناصر قلیایی و قلیایی خاکی مانند (Ca, Mg, Si, K, Na) با انحلال شدید در فرآیند شستشویی عنصری و هوازدگی شیمیایی از محیط خارج می شوند که ارتفاع ستونها بیانگر این مطلب است.
واژه‎های کلیدی: پتروگرافی، ژئوشیمی، کانسار بوکسیتی، سرفاریاب

فصل اول

کلیات

1-1 مقدمه
در راستای علم زمین شناسی، درک کاملی از تحولات و تکامل آن در واحد های زمانی مختلف ضروری به نظر می رسد که شناخت هر یک از آنها ما را بسوی عظمت پروردگار یکتا رهنمون می سازد. مطالعه حاضر جزء هزاران کاری است که می توان در علم زمین شناسی اقتصادی انجام داد. در این راستا کانسار بوکسیتی روستای عزیزی و مندان سرفاریاب در (شمال شهرستان کهگیلویه) که بزرگ ترین توده معدنی بوکسیت درمنطقه می باشند مورد بررسی و شناخت قرار گرفته شده است. این توده های معدنی که جزء توالی هایی از زاگرس چین خورده بشمار می رود، تغییر و تکامل آن وابسته به سرگذشت زون ساختاری زاگرس چین خورده است. رشته کوه¬های زاگرس با طول1800 کیلومتر در قسمت میانی کمربند آلپ- هیمالیا، از کوه¬های تاروس در شمال خاوری ترکیه آغاز و به تنگه هرمز ایران ختم می شود (Falcon, 1991; Stocklin, 1968; Haynes& Mcquilan, 1974; Alavi, 1994, 2004; Smit et al., 2010). این کمربند از شمال خاور به جنوب باختر شامل سه پهنه ساختاری : زاگرس مرتفع، زاگرس چین خورده و زاگرس خرد شده است (Stocklin, 1968; Falcon, 1967,1974). زاگرس چین خورده بر اساس مشخصات زمین ساختی و رسوب¬شناسی شامل سه بخش لرستان، خوزستان و فارس ( فارس داخلی و خارجی) می باشد (Motti, 1994,1995). این تحقیق مشتمل بر5 فصل می باشد که در فصل اول به بررسی اهداف این تحقیق، موقعیت جغرافیایی و راه های دسترسی به کانسار معدنی مورد مطالعه، موقعیت آب وهوایی، ژئومورفولوژی، موقعیت تاریخی و روشهای انجام این تحقیق پرداخته شده است.

1-2 اهداف مطالعه
مهمترین اهداف این تحقیق عبارتند از: الف) بررسی زمین شناسی عمومی منطقه مورد مطالعه. ب) بررسی پتروگرافی کانسار بوکسیتی منطقه مورد مطالعه. پ) بررسی ژئوشیمی کانسار بوکسیتی منطقه مورد مطالعه.
1-3 موقعیت منطقه
1-3-1 مختصات جغرافیایی برش مورد مطالعه و راه های دسترسی به آن
استان کهگیلویه و بویراحمد با وسعتی در حدود 16264 کیلومتر مربع در جنوب غرب ایران واقع شده است. این استان بین ‘’000 ‘00 °29 تا ‘’00 ‘27 °31 عرض شمالی و ‘’00 ‘53 °49 تا ‘’00 ‘53 °51 طول شرقی قرار گرفته است. این استان از شرق با استانهای فارس و اصفهان و از سمت شمال با استان چهارمحال و بختیاری و از سمت غرب و جنوب غرب با استانهای خوزستان و بوشهر هم مرز می باشد(شکل 1-2). بر اساس آخرین تقسیمات سیاسی استان کهگیلویه و بویراحمد در سال 1390 دارای 7 شهرستان 16شهر ، 17 بخش ،43دهستان و 1795 آبادی دارای سکنه است. مساحت آن15504 کیلومترمربع می باشد. شهرستان‌هاى استان شامل بویر احمد، کهگیلویه، گچساران، دنا، لیکک، باشت و چرام می باشد. کانسار بوکسیتی روستای عزیزی و مندان در فاصله 45 کیلومتری از شهرستان دهدشت با مختصات جغرافیایی ‘31 °50 تا °51 طول شرقی و ‘44 °30 تا ‘02 °31 عرض شمالی در نقشه زمین شناسی دهدشت واقع شده است. برای دسترسی به این کانسارهای بوکسیتی از طریق جاده آسفالته دهدشت به سرفاریاب به این معا دن میرسیم. کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در یال شمالی تاقدیس کوه سیاه و یال جنوبی تاقدیس مندان واقع شده است. در این تحقیق عدسی های بوکسیتی به شماره های 35، 36، 80، 88، 104، 105و 106 مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند (اشکال 1-1 و 1-2).

(شکل 1-1)عکس ماهواره ای ازلنزهای بوکسیتی منطقه مورد مطالعه

شکل 1-2: موقعیت جغرافیایی و راه های ارتباطی برش مورد مطالعه (اقتباس از اطلس راههای ایران، 1382)

1-3-2 جغرافیای طبیعی و اقلیم
تنوع آب و هوایی استان کهگیلویه و بویراحمد به دلیل شرایط خاص اقلیمی در خور توجه است. این استان منطقه کوهستانی و نسبتا مرتفعی است که کوه‌هاى زاگرس با رشته‌هاى موازى، ‌ سراسر شمال و شرق و کوه‌هاى سیاه و سفید، خومى، خائیز و نیل جنوب شرقى آن را در بر گرفته‌اند. بلندترین نقطه استان قله دنا با ارتفاع ۴۴۰۹ متر و پست‌ترین ناحیه آن لیشتر به ارتفاع ۵۰۰ متر از سطح دریا مى‌باشد. رودخانه‌هاى مارون، ‌ بشار، زهره، خرسان و نازمکان از این استان عبور مى‌کنند و ارتفاعات آن، سرچشمه‌ تعدادى از رودخانه‌ها است. چهار پنجم مساحت منطقه از ارتفاعات و تپه ماهورها تشکیل شده است. در مناطق سردسیر، ارتفاعات بلندتر و تپه ماهورها بیشتر و در مناطق گرمسیر ارتفاعات کوتاه‌تر و تپه ماهورها نیز کمتر است. دشت‌ها نیز حدود یک پنجم از مساحت استان را تشکیل مى‌دهند و معمولاً عمده اراضى کشاورزى در دشت‌ها واقع شده است. با توجه به شرایط جغرافیایی این استان هرچه در امتداد اصلی کوههای زاگرس، از شمال شرق به جنوب غرب نزدیکتر شویم، از ارتفاع کوهها و مقدار بارندگی و رطوبت هوا به طور محسوسی کاسته می شود. این وضعیت استان را از لحاظ آب و هوا به دو قسمت تقسیم کرده است:
الف) ناحیه گرمسیر: این ناحیه در قسمت جنوب غرب و غرب استان با وسعتی بیش از 8000 کیلومتر مربع واقع شده و آب وهوای گرم و نیمه خشکی دارد. باران این منطقه از آبان ماه آغاز مى‌شود و تا اردیبهشت ماه به تناوب ادامه مى‌یابد. در مقایسه با ناحیه سردسیر، میزان بارندگى در این قسمت نسبتاً کم است. همچنین در این مناطق یخبندان به ندرت اتفاق مى‌افتد. کانسار بوکسیتی مورد مطالعه در این ناحیه قرار گرفته است.
ب) ناحیه سردسیر: این ناحیه با وسعتى بیش از ۶۵۰۰ کیلومترمربع با ارتفاع متوسطى در حدود ۲۱۰۰ متر از سطح دریاى آزاد، در شمال و شرق استان و در مجاورت استان‌هاى فارس، اصفهان و چهارمحال و بختیارى واقع شده است. دماى متوسط این ناحیه از ۳۶ درجه سانتى‌گراد در گرم‌ترین ماه‌هاى سال تا ۱۰ درجه زیر صفر در فصل سرما متغیر است. بارش این ناحیه نیز معمولاً از آبان‌ ماه شروع و تا اردیبهشت ماه به تناوب ادامه مى‌یابد و بیشتر بارش آن به صورت برف است. این قسمت از استان که در واقع جنوبى‌ترین بخش زاگرس مرطوب است با جنگل‌هاى وسیع و زیباى بلوط پوشیده شده و سرچشمه رودهاى بزرگ و پرآبى مانند کارون و مارون است. فصل یخبندان منطقه در بعضى از نقاط شهریور آغاز شده و تا اواخر اسفندماه ادامه مى‌یابد.

1-3-3 ژئومورفولوژی
ژئومورفولوژی عبارت است از علم اشکال زمین. در این علم علاوه بر اینکه اشکال هندسی ناهمواریها، پستی‌ها و بلندی‌های روی زمین بررسی می‌شوند، ویژگی‌های توپوگرافی نیز با دقت مورد مطالعه و تحقیق قرار می‌گیرد. تپه‌ها، دره‌ها، دشت‌ها، سواحل، صخره‌ها، به عنوان اشکال ژئومورفولوژیک شناخته می‌شوند. اگرچه بیشتر این اشکال در اثر فرسایش و یا رسوب گذاری بوجود می‌آیند ولی بعضی از آنها در اثر عملکرد نیروهای درونی زمین می‌باشند. مورفولوژی یک منطقه توسط عوامل مختلفی شکل می‌گیرد. تأثیر این عوامل در ایجاد اشکال توپوگرافی مثبت و یا منفی به ساختمان زمین شناسی زیرین منطقه، تعداد و نوع عوامل زمین شناسی، همچنین به مدت زمان اعمال این فرایندها بستگی دارد(Lahee,1952). ارتفاعات کوه های بخش شمالی گستره مورد مطالعه که شامل آهک‌های سازند آسماری است به دلیل لیتولوژی آن که اغلب از سنگ‌های آهکی مقاوم و سخت در برابر عوامل فرساینده تشکیل شده، برجستگی و قله های مرتفعی را تشکیل داده است. همچنین وجود سازندهای آهکی سروک و ایلام به دلیل لیتولوژی آنها که اغلب از سنگ های آهکی ضخیم تا متوسط لایه تشکیل شده، برجستگی ها و قله های مرتفعی را در بخش جنوبی این کانسار بوکسیتی تشکیل داده است. منطقه مورد مطالعه شامل تاقدیسهای کوه سیاه و کوه نیل وتاقدیس مندان می باشد. از نظر مورفولوژی کوه نیل که در بخش شمالی این کانسار بوکسیتی واقع شده است نسبت به بقیه کوه های موجود در منطقه مشخص تر می باشد. ارتفاع بلندترین نقطه از سطح دریا 3535 متر است. تاقدیس کوه نیل دارای یک روند شمال غرب و جنوب شرق می باشد. علاوه بر تاقدیس کوه نیل، تاقدیس کوه سیاه از دیگر تاقدیس های موجود در منطقه مورد مطالعه است که جنس عمده این تاقدیس سازندهای آهکی ایلام و سروک می باشد که این سازندها توسط طبقات جوانتر سازندهای پابده و گورپی پوشیده شده که نسبت به بقیه سازندها فرسایش پذیرتر می باشند. سازندهای پابده و گورپی به دلیل لیتولوژی شیلی و مارنی آنها، نقاط پست تر و کم ارتفاع تری را در منطقه تشکیل داده اند. (نقشه زمین شناسی 1:100000 دهدشت).

1-3-4 موقعیت تاریخی و فرهنگی
کهگیلویه از سه کلمه «کوه»، «گیل» و «اویه» ترکیب یافته است. از آن جا که کلمه «او» پسوند مالکیت است، بنابراین معنای این نام «منطقه کوهستانی گیل» است. استرابون جغرافی‎دان مشهور یونان باستان کهگیلویه را بخشی از خاک اوکسی‎ها ( نام هخامنشی خوزستان ) می‎داند. در دوره ساسانیان، قباد ساسانی ارگان ( ارجان ) را در قسمت دشتی آن بنا نهاد که «قباد خوره» نامیده می‎شد. مناطق کوهستانی آن را نیز «رم زمیگان » می‎نامیدند. در دوران بعد از اسلام «قباد خوره» به نام شهرحاکم نشین آن ولایت ارگان ( ارجان )، و مناطق کوهستانی آن«رم زمینگان» به کهگیلویه شهرت یافت. در قرن‎های بعد که شهر ارگان ویران شد افشارها و لرها سراسر آن را تصرف کردند. تمامی ‎این خطه کهگیلویه و قسمت کوهستانی آن «پشت کوه» و سمت دشتی آن «زیرکوه» نامیده شدند. استان کهگیلویه و بویر احمد در گذشته‎ای نه چندان دور جزو یکی از بلوک‎های مملکت فارس و شامل دو قسمت شمال خاوری – که آن را سردسیر و کوهستانی و پشت کوه – و قسمت جنوبی و باختر- که آن را نره کوه و بهبهان می‎نامیدند بوده است. کهگیلویه در زمان‎های قدیم، جزو لرستان بزرگ به شمار می آمد. استان‌ کهگیلویه‌ و بویراحمد در گذشته‌ای‌ نه ‌چندان‌ دور جزء یکی‌ از بلوک‌های‌ مملکت‌ فارس‌ و مشتمل‌ بر دو قسمت‌ شمال‌ شرقی‌ که‌ آن‌ را سردسیر و کوهستانی‌ و پشت‌ کوه‌ و قسمت‌ جنوبی‌ و غرب‌ بود که‌ آن‌ را نره‌ کوه‌ بهبهان‌ می‌نامیدند. به‌ استناد کتاب‌ (ممسنی‌ در گذرگاه‌ تاریخ‌) مردم‌ لرستان‌ ، کهگیلویه‌ و بویراحمد ، ممسنی‌ و حتی دشتستان‌ بوشهر با گذشته ‌تاریخی‌ مشترک‌ از یک‌ نژاد هستند و با یک‌ زبان‌ صحبت‌ می‌کنند و آداب‌ و رسوم‌ و فرهنگ‌ مشابهی‌ دارند. کنش‌های‌ فرهنگی‌ مردم‌ کهگیلویه‌ و بویراحمد از روابط‌ اجتماعی‌ موجود مبتنی‌ بر نظام‌ عشیره‌ای‌ متأثراست‌. در این‌ نظام‌ فرهنگی‌ تمام‌ رفتارهای‌ اجتماعی‌ و فرهنگی‌ مردم‌ تحت‌ تأثیر مستقیم‌ روابط‌ قبیله‌ای‌ وعشیرتی‌ قرار دارند.
1-4 گذری بر مطالعات پیشین
نام بوکسیت از دهکده Baux در جنوب فرانسه گرفته شده و باتوجه به تعریف