ایران - مشهد مقدس
اداره کل زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق
اداره کل زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق بر پایه‌ی برنامه‌ریزی علمی و عملیاتی و با تکیه بر توان کارشناسی پروژه‌های متعددی را به انجام رسانده و یا در دست انجام دارد.
با هدف انتقال تجربه و نیز معرفی نتیجه تلاش همکاران، در هر شماره به معرفی یک و یا چند پروژه منتخب می‌پردازیم.
پایش فرونشست در دشت‌های استان خراسان رضوی
توسط: هادی شریفی
پدیده خشکسالی های متوالی در یک ده اخیر در بخش وسیعی از کشور، از یک سو و برداشت بی‌رویه از سفره های آب زیرزمینی از دیگر سو، رخداد فرونشست زمین در بسیاری از دشت های حاصلخیز را رقم زده است. با توجه به کمبود آب شیرین در مناطق خشک دنیا، روشهای غیر علمی برداشت آب‌های زیرزمینی در بسیاری از مناطق درحال انجام است. این برداشت های بی‌رویه سبب شده است که مشکلات جانبی به مسئله بحران آب اضافه شوند که امروزه خود به صورت مشکلات اساسی در آمده‌اند و نه تنها بحران آب را جدی‌تر کرده‌اند، بلکه پیامد‌های منفی دیگری را نیز در پی داشته‌اند. از جمله این مشکلات، مسئله‌ی فرونشست دشت ها است که اگر از همین امروز به فکر چاره برای آن نباشیم، به زودی از سایر بلایای طبیعی، سبقت می‌گیرد و ما را با پدیده‌ای روبرو می‌کند که شاید هرگز به آن فکر نکرده‌ایم: سرزمین بدون آب. این پدیده طبیعی که ظاهراً به چشم نمی‌آید اثرات مخرب زیادی بر شرایط اقلیمی و محیطی منطقه دارد. خشک شدن زمین حاصلخیز، ایجاد شکست در ساختمان ها، پل ها، راه های ارتباطی و سایر سازه‌ها، ایجاد فروچاله‌ها و... از عواقب فرونشست دشت ها است.
سازمان زمین‌شناسی کشور نیز مطابق با رسالت حاکمیتی خود در طی سالیان گذشته مطالعات موردی از جمله در دشت شهریار تهران را انجام داده است.
در بین استان های کشور، استان خراسان رضوی نیز از این قاعده مستثنی نبوده و از سال 1390 کار پایش میدانی فرونشست‌ها در دشت‌های استانی به صورت برنامه مستمر 6 ماهه در اداره کل زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق به صورت رسمی آغاز شده است. طبق نتایج بدست آمده تا فروردین ماه 1398 بیش‌ترین فرونشست زمین در استان خراسان رضوی در 6 دشت مشهد، نیشابور و بردسکن، خواف، کاشمر و جوین بوده، که اهمیت هر دشت با توجه به زیرساخت‌های موجود و تنوع و عمق متفاوت رسوبات درگیر، متغیر بوده است.
به منظور ارائه برنامه کاربردی در جهت مدیریت پدیده فرونشست این اداره کل در سال 95 پروژه‌ای تحت عنوان پایش فرونشست در دشت‌های استان خراسان رضوی با هدف تهیه نقشه پهنه‌بندی نرخ نشست در دشت‌های استان به ستاد مدیریت استانداری ارائه نمود. متأسفانه علیرغم پیگیری‌های متعدد امکان جذب اعتبار استانی برای انجام کامل پروژه فراهم نگردید.
با نظر مساعد مدیریت محترم و لزوم تسریع در انجام مطالعات، در اسفند سال 96، از محل منابع در اختیار سازمانی اعتبار پروژه از طریق اوراق قرضه اسلامی تأمین و پروژه پایش مطالعات فرونشست در 6 دشت بحرانی یاد شده آغاز گردید.
این پروژه در حال حاضر به پایان رسیده و نتایج آن به زودی انتشار می‌یابد. در تهیه گزارش یاد شده کلیه اطلاعات موجود در مناطق مورد مطالعه شامل اطلاعات آب زمین‌شناختی، هیدرولوژیکی، ژئوفیزیک، ژئوتکنیک، زمین‌شناسی ساختاری، ژئودزی و راداری تلفیق و تجزیه و تحلیل گردیده است. مساحت مورد مطالعه در هر یک از دشت‌ها به شرح جدول زیر است.
در حال حاضر مطالعات انجام شده به عنوان جامع‌ترین مطالعات مرتبط با پدیده فرونشست در استان خراسان رضوی مورد استفاده خواهد بود. علاوه بر پهنه‌بندی نرخ نشست، دستاوردهای دیگر این پروژه شامل:
1. آموزش و تربیت نیروی انسانی متخصص در دورسنجی داده‌های راداری به تعداد 11 نفر (2 نفر از معاونت زمین‌شناسی، 2 نفر از اداره ژئوماتیکس و 7 نفر دانشجو)
2. تهیه بانک اطلاعات ژئوتکنیک، آب زمین‌شناختی، ژئوفیزیک و تصاویر راداری در 6 دشت استان
3. برخورداری از نرم افزار اورجینال گاما
4. فراهم‌شدن زیرساخت سخت‌افزاری قدرتمند با خرید سرور و تجهیزات مربوطه جهت پروسس داده‌های راداری
5. اضافه‌شدن تخصص تجزیه و تحلیل جابجایی زمین با استفاده از داده‌های رادار در زمین‌لرزه‌ها در بخش مخاطرات
6. تصویب مجوز تخصیص اعتبار استانی مورد نیاز جهت ادامه و تکمیل پروژه
امید است با ادامه کار در سایر دشت‌های استان، بتوان اطلاعات این پروژه را به صورت آنلاین در اختیار کاربران قرار داد.
انجام موفقیت‌آمیز این پروژه برگ زرینی در کارنامه عملکرد فنی این اداره کل می‌باشد و انتظار دارد مسئولان استان بذل توجه لازم را معمول و حمایت جدی در ادامه مطالعات را بعمل آورند، انشاا...
تصویر پهبادی از فرونشست‌های جنوب بردسکن خرداد 97
پروژه زمین‌شناسی و اکتشاف افق‌های مس رسوبی در نهشته‌های نئوژن ناحیه چلپو (شمال کاشمر)
تهیه کننده: مصطفی فیض
گستره خاوری و شمال خاوری ایران زمین، از شمال به سوی جنوب، در بردارنده محدوده های ساختاری- رسوبی گوناگونی است که افزون بر ویژگی‌های زمین شناسی متفاوت، زمینه ساز توان معدنی بالا و ارزشمندی شده است. تهیه نقشه های زمین شناسی 1:250000 در پوشش کشوری و تهیه نقشه های زمین شناسی و اکتشافات ژئوشیمیایی ناحیه ای در مقیاس 1:100000 در تمامی مناطق اولویت‌دار، مستندات علمی گسترده ای را مبنی بر توان معدنی بالای این گستره مهم فراهم آورده است. ضرورت استفاده از تمامی ظرفیت های موجود در توسعه استان، محدودیت منابع آب در توسعه اقتصاد مبتنی بر کشاورزی منطقه و ملاحظات متعدد دیگر از جمله ایجاد اشتغال مولد همه و همه مسئولان استان خراسان رضوی را بر آن داشت تا با هدف تسریع در استفاده از نظر ظرفیت‌های توسعه استان "طرح اکتشاف مواد معدنی در استان خراسان رضوی" به عنوان طرح نمونه کشور به شماره مصوبه 8247/34871 به تاریخ 2/2/1385 تصویب گردید.
در راستای تمرکززدائی و به منظور سرعت بخشیدن به اجرائی شدن طرح، ریاست محترم سازمان، راهبری امور مربوط به اجرای طرح را به مدیرکل زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق ابلاغ نمود. خوشبختانه با عنایت به توان کارشناسی موجود، توانایی انجام مطالعات و اکتشافات ناحیه ای و موضوعی در استان های خراسان رضوی، شمالی و جنوبی، فرایند پیگیری امور عملیاتی با تشکیل کمیته راهبردی طرح و تدوین اولویت های اکتشافی مورد نظر به سرعت انجام پذیرفت و تعدادی پروژه به عنوان اولویت اول و تعدادی پروژه نیز در سال های بعدی در دستور کار قرار گرفت که شامل طیفی از پروژه های اکتشافی در مراحل شناسائی، پی جوئی و اکتشاف عمومی شد.
توجه به برنامه زمانبندی و اهتمام کارشناسان مسئول پروژه سبب شد تا در فاصله زمانی نسبتاً کوتاه نتیجه بررسی‌های پیش‌بینی شده در قالب گزارشات تدوین شود. گزارش پیش رو حاصل بخشی از فعالیت های اکتشافی انجام شده تحت عنوان "زمین‌شناسی و اکتشاف افق‌های مس رسوبی در‌نهشته‌های نئوژن ناحیه چلپو (شمال کاشمر)" منتشر می گردد. امید است که با تداوم فعالیت های در دست انجام و کسب نتایج ارزشمند و فزون تر، گامهای مهمی در توسعه بخش معدن کشور برداشته شود.
با توجه به این‌که رسوبات نئوژن کمربند رسوبی- آواری بین شمال تربت حیدریه تا جنوب سبزوار دارای پتانسیل قابل توجهی از کانه زایی مس با میزبان رسوبی هستند، اکتشاف و پی‌جویی این نوع کانه‌زایی در قسمتی از این کمربند در دستور کار قرار گرفت و منطقه چلپو (شمال کاشمر) به مساحتی حدود 40 کیلومتر مربع انتخاب گردید تا ضخامت، جنس، گسترش، کانه زایی و ژئوشیمی لایه‌های میزبان مس رسوبی و همچنین پراکندگی عناصر REE در آن مشخص گردد و الگویی برای اکتشافات بعدی در این کمربند رسوبی- آواری باشد. منطقه اکتشافی در فاصله 124 کیلومتری جنوب غرب مشهد و 80 کیلومتری شمال غرب تربت حیدریه و حدود 46 کیلومتری شمال کاشمر قرار گرفته است و از لحاظ تقسیمات زمین‌شناسی و زمین ساخت در زون ایران مرکزی و در جنوب واحد ژئوتکنیکی سبزوار واقع است. رسوبات نئوژن منسوب به سازند قرمز بالایی در منطقه مورد مطالعه شامل ترادف ضخیمی از نهشته های رسوبی-آواری قرمز رنگ به ضخامت بیش از 6000 متر هستند که منسوب به زمان الیگوسن تا میوسن می باشند. این نهشته های آواری شامل مارن، ماسه سنگ و کنگلومرا همراه با لایه های گچ هستند. کانه زایی مس به شکل رسوبی و همراه با لایه¬های کنگلومرا و ماسه سنگ در منطقه مورد مطالعه رخنمون دارند. از کارهای اکتشافی انجام شده در منطقه مورد مطالعه می توان به تهیه نقشه زمین‌شناسی- معدنی با مقیاس 1:25000، نمونه برداری به تعداد 42 نمونه از رخنمون های رسوبی مختلف، آنالیزهای شیمیایی شامل 35 نمونه به روش آنالیز ICP، 29 نمونه به روش آنالیز اکسیدهای اصلی، 17 نمونه به روش جذب اتمی برای عنصر مس و نقره، 33 نمونه مقاطع صیقلی جهت مطالعات مینرالوگرافی و 32 نمونه مقاطع نازک به منظور مطالعات پتروگرافی اشاره نمود. بر اساس بررسی های صحرایی و مطالعات میکروسکپی، کانی سازی اولیه شامل پیریت، کالکوزیت، کوولیت، مالاکیت، آزوریت و اکسیدهای آهن (هماتیت) می باشند. عیار مس لایه‌های میزبان ماسه سنگی دامنه ای از 1/1 تا 4 درصد و عیار نقره دامنه‌ای از 4/0 تا 168 ppm دارد. با توجه به عملیات اکتشافی انجام شده در منطقه اکتشافی چلپو مشخص گردید که کانی سازی مس و عناصر همراه به صورت رسوبی و هم شیب با واحد ماسه سنگی صورت پذیرفته است. رخنمون کانی‌سازی در ابعاد مختلف در طول چند متر تا بیش از چند صد متر در منطقه مورد مطالعه قابل مشاهده و ردیابی است. در کل دو تارگت معدنی در منطقه اکتشافی شناسایی و مورد بررسی اکتشافی قرار گرفت. تعداد دو مقطع زمین‌شناسی- معدنی در تارگت شماره (1) و یک مقطع زمین‌شناسی- معدنی در تارگت شماره (2) با مقیاس 1:1000 جهت بررسی‌های کانی زایی در لایه‌های ماسه سنگی کانه دار، عمود بر روند عمومی توالی رسوبی طراحی و نسبت به برداشت های لیتواستراتیگرافی و کانی زایی با توجه به ضخامت و گسترش توالی رسوبی اقدام گردید. به منظور چشم‌انداز آینده و طرح اکتشافی می توان موارد ذیل را در ادامه عملیات اکتشافی به انجام رسانید:
1- احداث راه های دسترسی به ماده معدنی در حدود 2 کیلومتر
2- بررسی های زمین‌شناسی- معدنی در مقیاس 1:1000 در دو تارگت معدنی
3- تهیه نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:1000 با برداشت زمینی و فواصل منحنی های تراز یک متری
4- تهیه نقشه زمین‌شناسی- معدنی با مقیاس 1:1000 شامل تفکیک دقیق تر واحدهای سنگی، لایه های کانی سازی شده، لایه های لیچینگ، مطالعات تکتونیکی و درزه نگاری و تعین عمق رسوبات در محدوده تارگت های معدنی و تعین زون های دگرسانی مرتبط با ماده معدنی
5- انجام حفریات اکتشافی به منظور تعیین گسترش سطحی و عمقی لایه های معدنی مس رسوبی در تارگت های معدنی شامل حفر ترانشه های اکتشافی عمود بر لایه های میزبان کانی‌سازی مس رسوبی به منظور تعین گسترش عرضی ماده معدنی
6- حفر تعدادی گمانه اکتشافی بر روی مناطقی که داده های سطحی آن تکمیل شده باشد به منظور تعیین گسترش عمقی ماده معدنی در لایه های رسوبی
7- نمونه‌برداری تکمیلی و انجام آزمایشات شیمیایی، کانی‌شناسی و تعین غلظت عنصر مس و نقره (که در بررسی های اولیه مقدار ان بالا بوده است) در تارگت های معدنی و تعین غلظت گوگرد و عناصر پاراژنز
8- انجام فراوری در مقیاس نیمه صنعتی بر روی یک یا دو نمونه نماینده کانسنگ مس رسوبی
9- پردازش داده های آماری، تهیه بانک اطلاعاتی، منحنی های عیار- تناژ، ارزیابی ذخیره و عیار دقیق کانسار و زمینه، رده‌بندی دقیق ماده معدنی، مطالعات اقتصادی کانسار، محاسبه هزینه های اکتشافی انجام شده، تعین وزن مخصوص و عیار متوسط ماده معدنی (مس)، تعین ذخیره نیز به منظور کارهای تکمیلی این مرحله پیشنهاد می گردد.
10- تعبیر و تفسیر کلیه داده های اکتشافی و تهیه گزارش نهایی مرحله اکتشاف تفصیلی
گزارش "زمین‌شناسی و اکتشاف افق‌های مس رسوبی در نهشته‌های نئوژن ناحیه چلپو (شمال کاشمر)" توسط مهندس مصطفی فیض و مهندس محمد صفری در اداره کل زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق در تیرماه 1398 به اتمام رسید.
نمایی از رخنمون واحدهای قرمز بالایی حاوی میان لایه‌های ماسه سنگ کانه دار
A- نمایی از فسیل‌های گیاهی واجد کانه‌زایی کالکوسیت و مالاکیت در ماسه سنگ¬های کانه‌دار منطقه چلپو
B- نمایی از واحد ماسه سنگی لیتیک آرنایتی کانه‌دار در زیر میکروسکوپ
C وD-نمایی از کانه‌زایی سولفیدی در ماسه سنگ¬های کانه‌دار منطقه مورد مطالعه شامل کوولیت(C) کالکوسیت (D)
زمین شناسی، ژنز، کاربرد صنعتی و شناسنامه معادن سیلیس خراسان رضوی
تهیه کننده: محمود پورخسرو
مقدمه: نظر به اهمیت سیلیس در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و معدنی، اداره اکتشافات غیر فلزی در این اداره کل تصمیم به مطالعه سیستماتیک سیلیس های استان خراسان رضوی نمود. عملیات صحرایی این پروژه از خرداد 1397 توسط نگارنده آغاز و پس از نمونه برداری از 29 معدن و کانسار سیلیس استان نمونه ها به آزمایشگاه ارسال و نتایج این بررسی در قالب گزارش "زمین شناسی، ژنز، کاربرد صنعتی و شناسنامه معادن سیلیس خراسان رضوی" در اختیار سازمان قرار گرفت.
اکسید سیلیسیم (SiO2) یا سیلیس ترکیبی شیمیایی است که به صورت خالص و یا به صورت ترکیب در کانی های سیلیکاته در مجموع 90 درصد پوسته جامد زمین را تشکیل می دهند.
به گونه ای که چنانچه درصد SiO2 موجود در سنگ‌ها طی فرایندهای فیزیکی یا شیمیایی بالا رود منجر به تشکیل ذخیره سیلیس می گردد.
ذخایر سیلیس استان بر مبنای خاستگاه و چگونگی پیدایش شامل ذخایر سیلیس تشکیل شده در شرایط دگرگونی، ذخایر هیدروترمال سیلیس و کانسارهای رسوبی سیلیس می باشد.
در این گزارش سیلیس های خراسان رضوی با سیلیس های ایران و دیگر نقاط دنیا از جهات مختلف مقایسه گردید. سیلیس های استان با توجه جدول ذیل به تعداد 14 معدن رسوبی و 11 معدن دگرگونی و 4 معدن هیدروترمال می باشد.
ژنز و تیپ کانسارهای سیلیس استان خراسان رضوی
درجه بندی و کاربرد سیلیس معادن و کانسارهای استان خراسان رضوی
تفکیک میزان ذخیره معادن سیلیس بر حسب ژنز
جایگاه سنگ چینه‌ای ذخایر سیلیس خراسان رضوی
مقایسه ویژگی های شیمیایی معادن سیلیس با استانداردهای ارائه شده در صنعت شیشه
نتایج
با توجه به مطالعات و آنالیزهای انجام شده، نتایج ذیل در مورد سیلیس های استان خراسان رضوی به دست آمده است:
حدود 14 معدن، دارای ژنز رسوبی و 11 معدن ژنز دگرگونی و 4 معدن دارای ژنز هیدروترمال می‌باشند
ذخایر سیلیس استان خراسان رضوی در تمامی دوران و دوره های زمین شناسی و با خاستگاه‌های متفاوت پدید آمده اند و مربوط به دوره خاصی نمی باشد.
استان خراسان رضوی تعداد 20 معدن دارای پروانه بهره برداری و 9 کانسار گواهینامه کشف صادر شده دارد و ذخیره قطعی این معادن، معادل 600/864/59 تن می باشد.
استان خراسان رضوی تعداد 5 واحد فرآوری سیلیس و 90 واحد صنعتی مصرفی دارد.
مقدار SiO2 در نمونه های سیلیس از حداقل 1/77 درصد تا حداکثر 32/99 درصد متغیر است. مقدار میانگین SiO2 نمونه ها 5/93 درصد می باشد.
معادن سیلیس خراسان رضوی از لحاظ کیفی از میانگین کانسارهای سیلیس ایران بالاتر بوده و با توجه به این‌که مقدار میانگین درصد SiO2 این کانسار نزدیک به کانسارهای سیلیس امریکا و کانادا می باشد، چنانچه مراحل پروسه فراوری به منظور زدودن ناخالصی ها بر روی این کانسار صورت گیرد قابل رقابت با کانسارهای مشابه خود در دنیا خواهد بود.
ترکیب شیمیایی مهم‌ترین فاکتور تعیین کننده کاربرد صنعتی سیلیس می باشد. مقایسه ترکیب شیمیایی معادن سیلیس خراسان رضوی با مقادیر استاندارد ارائه شده در صنعت بیانگر قابلیت کاربرد این ماده معدنی در تولید شیشه های رنگی، تهیه الیاف شیشه و کاربرد در تولید ماسه ریخته گری و... است.
فرایندها و روش های فراوری ارائه شده برای سیلیس بستگی به منبع تامین کننده سیلیس و ماهیت ناخالصی ها (نوع، مقدار، نحوه قرارگیری و درگیری با ذرات) دارد. با توجه به این موارد باید به فراوری سیلیس اقدام نمود تا فراورده ای عاری از ناخالصی ها و با کیفیت بالا برای کاربردهای گوناگون در صنعت به دست آید.
نمایی از معادن و واحدهای فرآوری خراسان رضوی (بالا سمت راست معدن سیلیس قراچه – سمت چپ معدن سیلیس آغنج و پایین سمت راست واحد فرآوری فلوت کاویان – سمت چپ واحد فرآوری آرا سیلیس)
