1-9-1- آلومینیوم. 15

1-9-2- بوکسیت، تعریف، شرایط تشکیل و کاربرد ها 16

1-9-2 -1- تعریف… 16

1-9-2-2 – شرایط تشکیل بوکسیت… 16

1- 9-2-3 – کاربرد بوکسیت… 18

1- 9-3- طبقه بندی بوکسیت ها 18

1-9-3-1- تاریخچه طبقه بندی بوکسیت… 19

1-9-3-2- طبقه بندی بر اساس لیتولوژی سنگ بستر. 20

1-10-کلیاتی در مورد بافت و ساخت در بوکسیت ها 25

1- 11- پراکندگی زمانی و مکانی بوکسیت های ایران.. 26

1-12- ذخائر جهانی‏ بوکسیت و مهمترین کشور های تولید کننده و وارد کننده آلومینیوم. 27

فصل دوم: زمین شناسی منطقه

2-1- مقدمه. 30

2-2- جایگاه زمین شناسی ایران از دیدگاه زمین ساخت جهانی.. 30

2-3- موقعیت زمین شناسی منطقه مورد مطالعه. 31

2-4- زمین شناسی منطقه. 33

2-4-1- چینه شناسی در محدوده ناحیه ای.. 33

2- 6- چینه شناسی در محدوده کانسار 39

2-6-1- سازند روته. 39

2-6-2- سازند الیکا 42

2 – 6 – 3 – سازند شمشک…. 43

2- 7- فاز های کوهزایی در منطقه. 45

2- 7- 1- فاز کوهزایی کالدونین.. 45

2- 7 – 2- فاز کوهزایی سیمرین.. 45

2- 7 – 3- سیمرین پیشین.. 46

2- 8 – زمین شناسی ساختمانی.. 47

2- 8- 1- زمین شناسی ساختمانی البرز شرقی.. 47

2- 8 – 2- زمین شناسی ساختمانی در محدوده مورد مطالعه. 49

2- 8 – 2- 1- گسل ابر. 49

2 -8 – 2- 2- گسل شاهکوه 51

2 -8 – 2- 3- گسل سیاه مرزکوه 51

2-8 – 2- 4- گسل های محدود به کانسار 51

2- 8- 3- چین خوردگی.. 53

2- 8- 3- 1- تاقدیس تاش…. 53

2- 8- 4- ارتباط تکتونیک با بوکسیت زایی.. 54

2- 9- زمین شناسی اقتصادی منطقه. 57

2- 10- جغرافیای دیرینه ایران و منطقه در زمان تریاس…. 59

2- 10- 1- نتیجه گیری از جغرافیای دیرینه ایران در زمان تریاس…. 61

فصل سوم: کانی شناسی، ساخت و بافت

3- 1- مقدمه. 66

3- 2- مطالعات میدانی (عملیات صحرایی) 66

3-2- 1- مشخصات سنگ میزبان ماده معدنی.. 67

3-2- 2- نحوه رخنمون ماده معدنی.. 69

3-2- 3- بررسی مشخصات ژئومتری ماده معدنی (هندسه ماده معدنی) 70

3-2-4- مشخصات افق بوکسیتی (لایه های تشکیل دهنده) 72

3-3- ویژگیهای سنگ پوش ماده معدنی.. 78

3-4- ارتباط بوکسیت زایی با ذغالسنگ…. 79

3- 5- نقش کارست وغارهای آهکی در فرایند بوکسیت زایی.. 81

3 – 6- کانی شناسی به روش پراشاشعه ایکسXRD… 83

3-6-1- بررسی کانی های تشکیل دهنده ماده معدنی.. 87

3 – 7 – مطالعات میکروسکوپی.. 88

3- 7- 1- مطالعه پتروگرافی سنگ میزبان.. 88

3- 7- 2- مطالعات پتروگرافی ماده معدنی.. 90

3- 7- 3- واحد های بافت ساز زمینه(ماتریکس) 90

3- 7- 4- واحدهای بافت ساز متمایز. 91

3-8- سیستم های ژنتیکی کانی های تشکیل دهنده ماده معدنی.. 96

فصل چهارم: مطالعات ژئوشیمیایی و الگوی تشکیل کانسار

4- 1 – مقدمه. 100

4- 2- رفتار عنصر آلومینیوم در محیط ژئوشیمی.. 101

4- 3- طبقه بندی انواع واحدهای کانسنگی در نیمرخ مورد مطالعه. 104

4- 6- تعیین خاستگاه سنگ منشأ بوکسیت با استفاده از داده های ژئوشیمی.. 108

4 – 7- مدل پیدایشی پیشنهادی کانسار بوکسیت تاش…. 112

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5- 1- نتیجه گیری.. 117

5- 2- پیشنهادات… 119

فصل ششم: منابع

6- 1- منابع فارسی.. 121

6- 2- منابع لاتین.. 128

مقدمه

یکی از مهمترین و اساسی­ترین پایه­های اقتصاد هر کشوری منابع معدنی تحت الارضی آن است. نیاز به عناصر فلزی در جوامع بشری با توجه به رشد فزاینده جمعیت در کشور­های پیشرفته و در حال توسعه (مانند ایران) بیش از پیش احساس می­شود. روند صنعتی شدن کشور و رشد مصرف آلومینیوم در صنایع مختلف اهمیت اکتشاف و شناسایی منابع بوکسیت را به عنوان مهمترین ماده اولیه قابل استخراج آلومینیوم از اهمیت خاصی برخوردار کرده است. در توالی چینه شناسی البرز در مرز بین سازند کربناته الیکا و سازند تخریبی شمشک بوکسیت زایی صورت گرفته است. در منطقه مورد نظر افق بوکسیتی – لاتریتی رخنمون دارد که در حال بهره برداری می باشد. در این تحقیق کانسار بوکسیت تاش از جنبه زمین شناسی اقتصادی مورد بررسی قرار گرفته و در این فصل به منظور درک بهتر از وضعیت منطقه ابتدا موقعیت جغرافیایی، بوم­شناسی وپوشش گیاهیمحل مورد مطالعه را مورد بررسی قرار می­دهیم و در ادامه به اهداف این تحقیق و روش کار و مطالعه تاریخچه کانسار و خلاصه­ای از شناخت، طبقه­بندی و مکانیسم تشکیل بوکسیت ها اشاره می­شود.

1-2- موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به منطقه

منطقه مورد مطالعه در40 کیلومتری شمال غرب شاهرود، درفاصله 6 کیلومتری شمال شرق روستای تاش و در محدوده مختصات جغرافیایی ′41 °54 تا ′48 °54 طول شرقی و ′32 °36 تا ′37 °36 عرض شمالی واقع شده است. از شاهرود در مسیر کارخانه سیمان با طی مسافت حدود 20 کیلومتر جاده آسفالته به روستای تاش و مسافت 6 کیلومتر جاده خاکی معدن بوکسیت تاش قابل دسترسی می باشد. در شکل (1- 1) موقعیت جغرافیایی و راه­های دسترسی به منطقه نشان داده شده است.

شکل 1- 1- موقعیت جغرافیایی و راه­های ارتباطی منطقه مورد مطالعه (اطلس کامل راه­های ایران).

۱-3- آب و هوا و بوم­شناسی منطقه

منطقه مورد مطالعه در میان کوه­های سربه فلک کشیده البرز (شاهوار، شاهکوه) محصور شده و آب و هوای آن در پاییز و زمستان بسیار سرد و در بهار و تابستان معتدل می باشد. اکثر نزولات جوی به صورت بارشهای سنگین برف می­باشد که همین امر موجب اختلال در فعالیت های معدنی در فصول سرد سال می­گردد. مقدار متوسط بارندگی سالیانه 350 میلی متر می باشد. کشاورزی و دامداری به دلیل برخوردار بودن از آب کافی و مراتع غنی، از رونق بسیار خوبی برخوردار است. از جمله محصولات دامداری می توان به گوشت قرمز، فراورده های لبنی مانند شیر، ماست، کره و کشک اشاره نمود. همچنین از محصولات کشاورزی زراعی می توان به گندم، جو،سیب زمینی، لوبیا روغنی و محصولات باغی شامل زردالو، سیب درختی و گردو اشاره کرد. بر طبق اطلاعات سرشماری جمعیت خانوار روستایی کشور 1391، جمعیت روستای تاش بالغ بر 390 نفر در قالب 122 خانوار می باشد.

1–4- پوشش گیاهی و جاذبه­های ژئوتوریستی منطقه

با توجه به کوهستانی بودن منطقه و میزان بارش مناسب،‍ پوشش گیاهی دارای پراکندگی متوسط با تراکم نسبتاً بالا می باشد. از پوشش گیاهی این منطقه می توان به گیاهانی مانند دم روباه، کاروان­کش، گل بیغم، شور، گز، قیچ، اسپند، سرجارو، گون، درمنه، کما، فرفیون، چوبک، اسکنبیل و خارشتر اشاره نمود (شکل 1-2). روستای کوهستانی تاش­ یکی از مهمترین مناطق ژئوتوریستی منطقه می باشد که از امکانات اولیه رفاهی شامل آب، برق و تلفن برخوردار است و به علت واقع شدن در نقطه مرزی بین استان های سمنان و گلستان همه ساله پذیرای سیل مشتاقان به طبیعت گردی و کوهنوردی می باشد. مهمترین جاذبه­های میراث زمین­شناسی شامل چشمه­ی هفت­رنگ، رودخانه تاش، یخچال های طبیعی و مهمترین مسیر صعود به قله شاهوار (دره پیر میشی) می­باشد (بسطامی و فردوست، 1392).

شکل 1-۲- نمایی از پوشش گیاهی شامل گون، درمنه و درخت اورس در محدوده کانسار (دید به سمت شمال شرق)

1- 5 – ژئومورفولوژی منطقه

از نگاه ژئومورفولوژی منطقه در میان ارتفاعات شاهوار در جنوب، کوه یزدکی در شمال، کوه پیرمیشی در مغرب و کوه شترپا در شرق قرار گرفته است. ارتفاع روستای تاش2220 متر و ارتفاع بلندترین نقطه قله شاهوار با ارتفاع ۳۹۴۵ متر می باشد. روند عمومی عناصر زمین ساختی (چین خوردگی و گسل­ها) کوه های البرز اکثراً شرقی- غربی است. نقش گسل های رورانده در منطقه البرز شرقی به وضوح قابل مشاهده می باشد و همین سیستم رورانده باعث اوج گرفتن ارتفاعات نسبت به دشت و همچنین به هم­خوردگی شدید در منطقه شده که سبب قرار­گیری سازند های مختلف با سن های متفاوت در کنار یکدیگر می باشد. جنس عمومی سنگ ها در منطقه تاش شیل ها و ماسه سنگ های (سازند شمشک) و آهک و دولومیت های (سازند الیکا) می باشد که به علت قرارگیری در ارتفاع زیاد دارای فرسایش فیزیکی بالا می باشند. دره های جوان عموماً V شکل و از امتداد گسل ها پیروی می­کنند. رودخانه دائمی تاش و رودخانه های فصلی مانند سنگ سله در فصل بهار با اّب شدن برف ها مقادیر زیادی از مواد و سنگ ها و خاک منطقه را جا به جا کرده و به خارج از منطقه منتقل می کنند. مسیر رودخانه ها اکثراً مناطق گسلی یا در راستای گسل های موجود درمنطقه می باشد. (شکل 1-۳ )، وضعیت زمین­ ریخت­شناسی منطقه را بر روی نقشهتوپوگرافی250000/1 گرگان و (شکل 1- 4 )، موقعیت منطقه مورد مطالعه در تصویر ماهواره ای را نشان می دهد.

شکل 1- ۳- وضعیت زمین ریخت­شناسی منطقه بر روی نقشه توپوگرافی 250000/1 گرگان، در این تصویر برجستگی­های مهم شامل کوه­ها، همچنین سیستم آبراهه­ها و موقعیت ماده معدنی نشان داده شده است (اقتباس از مرکز اسناد جمهوری اسلامی ایران).

شکل 1- ۴- وضعیت مورفولوژیکی منطقه بر روی تصویر ماهواره ای.

6- تاریخچه مطالعات پیشین

کانسارهای بوکسیت ایران بیشتر از نوع کارستی بوده و از نظر مکانی در سه پهنه ساختاری -رسوبی البرز، ایران مرکزی و زاگرس توزیع شده اند (قربانی، 1386). از دوره پرمین تا اواخر دوره کرتاسه به موازات کمربند فلز زایی تتیس- اوراسیا یکی از غنی­ترین کمربند های بوکسیتی شکل گرفته است که سرزمین ایران بخشی از این کمربند می باشد. مهمترین ذخائر بوکسیت کارستی ایران بر اساس زمان تشکیل عمدتاً بر سه محور بوکسیت­های پرمو – تریاس، قاعده لیاس و کرتاسه می باشند. تاکنون مطالعات زیادی­ در گوشه و کنار کشور ایران بر روی منابع بوکسیتی انجام شده است که به طور مختصر به برخی از این موارد اشاره می­کنیم.

محور بوکسیت هایپرموتریاسایران به صورت گسترده در شمال غرب کشور مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله مطالعات انجام شده می­توان به موارد زیر اشاره کرد :

– قاسمی نکو، 1379، که نهشته­­­های نیچلان و باختر ارومیه را مورد مطالعه قرار دادند و به طور کلی نتیجه گرفتند که لاتریتی شدن این نهشته­ها به صورت کامل انجام نگرفته است.

– خواجه محمد لو، 1383، به مطالعه­ی بوکسیت­های جنوب استان آذربایجان غربی پرداخته اند و ماحصل مطالعات آنها منجر به شناسایی سنگ­های دیاباز نفوذی، درون سازند درود به عنوان سنگ منشأ شده است.

– انتظاری ، 1385، به بررسی بوکسیت­های منطقه مندیل بسر مراغه پرداختند و بر اساس مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی سنگ مادر این بوکسیت را سنگ­های آتشفشانی دانسته اند.

– کلاگری و عابدینی،2007، درمقاله­ای تحت عنوان بررسی ژئوشیمی افق پرمو-تریاس خانشیته در شرق بوکان به چگونگی رفتار عناصر نادر خاکی در افق بوکسیتی بوکان پرداخته است.

یکی دیگر از ناحیه بوکسیتی پرموتریاس ایران بخش البرز شرقی است که می­توان به مطالعات اشکوریان و همکاران،1390، که به مطالعه بوکسیت خوش ییلاق پرداختند و فرامرزی و همکاران، 1391، که نهشته بوکسیت قشلاق را مورد مطالعه قرار دادند اشاره نمود. نامبردگان سنگ منشأ بوکسیت های مورد مطالعه را سنگ های بازالتی سازند سلطان میدان دانسته اند.