روش های مطالعه کانی‌های شاخص در اکتشاف ذخایر معدنی و کانی Indicator mineral methods in mineral exploration
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
توضیحات
رشته های مرتبط: زمین شناسی و معدن، مکانیک سنگ، زمین شناسی زیست محیطی
کانی‌های شاخص شامل برخی از کانی‌هایی هستند که وقتی به صورت ذرات انتقال یافته در رسوبات کلاستیک ظاهر می‌شوند، نشان دهنده حضور در سنگ بستر با نوع خاص کانی‌سازی، تناوب هیدروترمال و یا لیتولوژی می‌باشند. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن‌ها از جمله چگالی نسبتا بالا، موجب تسهیل حفاظت و شناسایی آن‌ها شده و امکان بازیابی آن‌ها را از محیط‌های نمونه‌گیری نظیر یخرفت‌ها، رسوبات رودخانه‌ای یا خاک تولید کننده با اهداف اکتشافی بزرگ در اختیار می‌گذارد. دیگر چالش اصلی استفاده از روش‌های مطالعه کانی شاخص این است که مورفولوژی ذرات، بافت سطحی و یا شیمی کانی را می‌توان برای بدست آوردن اطلاعات در مورد فاصله انتقال و منبع سنگ بستر به دست آورد. مطالعه کانی‌های شاخص به یک روش اکتشاف مهم در ۲۰ سال گذشته تبدیل شده و در حال حاضر برای شناسایی طیف وسیعی از رسوبات کانسنگی از جمله الماس، طلا، نیکل، مس، PGE، مس پورفیری، سولفید و نهشته‌های تنگستن به کار می‌رود. یکی از مهم‌ترین رویدادها در کاربرد روش‌های مطالعه کانی شاخص در طی ۱۰ سال گذشته، فعالیت اکتشافی الماس در حوضه یخچالی کانادا و تغییرات حاصله در روش‌های نمونه برداری و فرآوری و شناسایی کانی‌های شاخص کیمبرلیت بوده است. در عین حال،پیشرفت های فناوری منجر به افزایش پیچیدگی تعیین خصوصیات شیمیایی کانی‌ها برای همه کانی‌های شاخص شده است . این مقاله مروری کلی بر روش های کانی های شاخص و کاربرد آن ها در طیف وسیعی از نقاط در ۲۰ سال گذشته با تاکید بر اکتشاف طلا و الماس دارد. لغات کلیدی: کانی های شاخص، ذرات طلا، کانی های شاخص کیمبرلیت، رسوبات رودخانه ای کانی های شاخص، گونه های معدنی هستند که حضور ذخایر و نهشته های معدنی خاص، و تغییرات و یا لیتولوژی سنگ را نشان می دهند. کانی های شاخص ایده ال در سنگ ها بیشتر از نهشته های میزبان یا لیتولوژی یافت می شو.ند. خصوصیات فیزیکی و شمیایی آن ها موجب شده است تا بتوان آن ها را به آسانی از محیط های نمونه اکتشاف( نظیر رودخانه، آبرفت، رسوبات بادی و یخچالی یا خاک ها) کشف کرد و در عین حال باعث افزایش فراوانی آن ها شده است. خصوصیات شامل، تفاوت های ظاهری، چگالی متوسط تا بالا، اندازه سیلت و شن و توانایی بقا تحت هوازدگی و انتقال کلاستیک می باشد. اغلب اوقات، تنها وفور کانی شاخص در یک نمونه گزارش می شود با این حال، مورفولژی ذره، بافت سطحی و شیمی آن نیز تعیین می شود. روش های کانی های شاخص از روش های ژئوشییمایی سنتی برای خاک، رسوب رودخانه یا نمونه برداری تیل متفاوت می باشند زیرا دانه های شاخص منعکس کننده خصوصیات انتشار مکانیکی بوده و تک تک ذره ها بررسی و شمارش می شوند. بیشترین مزیت روش های کانی های شاخص نسبت به روش های ژئوشییمیایی کانی های سنگین، این است که ذرات کانی ها قابل رویت بوده و می توانند ازمایش شوند. مزیت های استفاده از کانی های شاخص شامل موارد زیر هستند:۱-توانایی شناسایی هاله ها یا پلوم های بزرک تر از هدف معدتی شده از جمله تغییرات مربوطه، شواهد فیزیکی در رابطه با حضور معدنی شدن یا تغییر ۳- توانایی ارایه اطلاعاتی در مورد منابعی که روش های ژئوشیمیایی سنتی نمی توانند آن ها را بررسی کنند از جمله ماهیت کانسنگ، تغییر یا نزدیکی به منبع ۴- حساسیت به تشخیص یک تعدادی از دانه ها، معادل با وفور کانی های شاخص سطح PPB، حتی در مناطقی که سنگ های منطقه ای با کانی های سنگین غیر شاخص رقیق می شوند ۵- توانایی شناسایی و حذف آلاینده های انسانی. روش های کانی های شاخص برای هزاران سال استفاده شده اند از جمله جست و جوی نهشته های طلا، مس و سنگ های قیمتی. ( اتسنسن و تبالد ۱۹۹۴). امروزه، روش ها را می توان برای کشف طیف وسیعی از ذخایر، انواع سنگ و یا رگه های زمین شناسی استفاده کرد و برخی از آن ها توسط فریدریخ و همکاران ۱۹۹۲، استندل و همکاران، ۱۹۹۴ ارایه شده اند. برای مثال، شلیت و ولفرمیت شاخص نهشته های تنگستن( لیندمارک ۱۹۷۷، استندل ۱۹۸۲، تورد ۱۹۸۴، جانسون و همکاران ۱۹۸۶)، سولفور سیماب به عنوان شاخص جیوه ( پولف ۲۰۰۱) یا کانی سازی طلا ( استندل و تربلد ۱۹۹۴)، و کاسیتریت برای مسیر یابی نهشته های قلع( زانتوپ و نسپریا ۱۹۷۹، ریان و همکاران ۱۹۸۸) استفاده شده اند. فلوریت شاخص کانی سازی تنگستن، اسکارن، رسوبات مس و روی نوع دره می سی سی پی یا گریزن می باشد و توپاز را می توان برای مسیر یابی گریزن، ملیبدنوم یا رسوبات قلع استفاده کرد. گارنت-کروم و اسپینل-کروم شاخص های نهشته های مس و نیکل ( آمو و سالونن ۱۹۸۶، پلتونن و همکاران ۱۹۹۲، کریم زاده سومارین ۲۰۰۴) می باشند و کیمبرلیت و اسپینل روی شاخص نهشته های پلی متالیک در گسل ها( آلارد و کارپنتر ۱۹۸۸، موریس و همکاران ۱۹۹۷) می باشند. تاکید این مقاله بر کاربرد روش های کانی های شاخص برای کشف طلا و الماس می باشد زیرا ایت روش های کانی های شاخص اهمیت خود را به خوبی اثبات کرده اند و در مناطق مختلف استفاده شده و کاربرد آن ها طی ۲۰ سال گذشته به شدت افزایش داشته است. روش های نمونه برداری فراوانی کانی های شاخص در رسوبات بستگی به مقدار کانی های شاخص اصلی در سنگ منبع، درجه هوازدگی بعد از تشکیل منبع کانی های شاخص و مکانیسم های انتقال و پراگنش رسوب(آبرفتی، یخچالی و بادی) دارد. همه این عوامل را باید ضمن برنامه ریزی برای راهبرد های نمونه برداری ( محیط نمونه، اندازه و فاصله نمونه برداری) در نظر گرفت. محیط نمونه برداری انتخاب محیط نمونه برداری بستگی به اقلیم، توپوگرافی و اندازه منطقه مورد نمونه برداری دارد. به طور کلی، حد اقل ۱۰ تا ۲۰ کیلوگرم رسوب برای بررسی کانی های سنگین برداشته می شود. در حوزه های یخچالی، تیل ها برای مطالعات کانی های شاخص استفاده می شوند که به دلیل تاریخچه نمونه برداری ساده و توزیع گسترده آن هاست این در حالی است که رسوبات آبرفتی یخچالی را می توان طوری نمونه برداری کرد که به یک براورد کلی منطقه ای رسید. رسوبات رودخانه ای نیز در مناطق یخچالی، حاره ای و خشک استفاده می شوند. با انتقال مواد به پایاب، یا پاییین دست رودخانه، کانی های سنگین در مینی پلیسر ها بر طبق گفته فلشر و لاه ۱۹۹۶ متمرکز می شوند که این موجب افزایش کانترست و طول انتشار کانی های سنگین در پایین دست شده و از این روی موجب بزرگ تر شدن هدف و استفاده از کاهش تراکم نمونه برداری طی مطالعات اولیه می شود. در مناطق خشک، رسوبات رودخانه ای به صورت رسوبت ورقه ای در مخروط افکنه های آبرفتی و دشت های سیلابی قرار دارند و این نهشته ها محیط نمونه برداری بهینه و مطلوبی هستند. رسوبات بادی را نیز می توان در مناطق خشک نمونه برداری کرد زیرا که در این مناطق رسوبات رودخانه ای وجود ندارند. خاک های لاتریت را می توان در مناطق حاره ای و نیمه حاره ای نمونه برداری کرد. روش های نمونه برداری روش های نمونه برداری مورد استفاده در حوزه های یخچالی توسط هیرواس و نانون ۱۹۹۰، گارنه و همکاران ۱۹۹۲، مک مارتین و مگ کلانگن ۲۰۰۱ توصیف شده اند. در مناطق با پوشش یخچالی نازک، تیل ها را می توان از چاله های دستی، گودال های کنده شده با بیل، مقاطع در امتداد رودخانه یا خط ساحلی دریاچه ها یا کمر بند های جاده ای یافت. در صورتی که ضخامت به بیش از ۵ متر برسد، حفاری برای دسترسی به تیل زیر سطحی لازم است. روش های نمونه برداری رسوبات رودخانه ای برای کانی های سنگین توسط اتنسن و تبلاد ۱۹۹۴، استنندل و تبالد ۱۹۹۴ مرور شده اند. رسوبات رودخانه ای شامل رسوبات در رودخانه های فعال، در نهشته های ابرفتی بر روی دشت های سیلابی مجاور ابراهه های فعال و رسوبات لایه نازک در مخروط افکنه ها و دشت های سیلابی هستند. آبراهه های درجه اول و دوم در سراب یا بالادست رودخانه ها نمونه برداری شدند. بات و زاگرس ۱۹۹۲ به توصیف روش های نمونه برداری برای خاک های لاتریت پرداختند که در اقلیم های حاره ای و نیمه حاره ای یافت می شوند.
کانی‌های شاخص شامل برخی از کانی‌هایی هستند که وقتی به صورت ذرات انتقال یافته در رسوبات کلاستیک ظاهر می‌شوند، نشان دهنده حضور در سنگ بستر با نوع خاص کانی‌سازی، تناوب هیدروترمال و یا لیتولوژی می‌باشند. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن‌ها از جمله چگالی نسبتا بالا، موجب تسهیل حفاظت و شناسایی آن‌ها شده و امکان بازیابی آن‌ها را از محیط‌های نمونه‌گیری نظیر یخرفت‌ها، رسوبات رودخانه‌ای یا خاک تولید کننده با اهداف اکتشافی بزرگ در اختیار می‌گذارد. دیگر چالش اصلی استفاده از روش‌های مطالعه کانی شاخص این است که مورفولوژی ذرات، بافت سطحی و یا شیمی کانی را می‌توان برای بدست آوردن اطلاعات در مورد فاصله انتقال و منبع سنگ بستر به دست آورد. مطالعه کانی‌های شاخص به یک روش اکتشاف مهم در ۲۰ سال گذشته تبدیل شده و در حال حاضر برای شناسایی طیف وسیعی از رسوبات کانسنگی از جمله الماس، طلا، نیکل، مس، PGE، مس پورفیری، سولفید و نهشته‌های تنگستن به کار می‌رود. یکی از مهم‌ترین رویدادها در کاربرد روش‌های مطالعه کانی شاخص در طی ۱۰ سال گذشته، فعالیت اکتشافی الماس در حوضه یخچالی کانادا و تغییرات حاصله در روش‌های نمونه برداری و فرآوری و شناسایی کانی‌های شاخص کیمبرلیت بوده است. در عین حال،پیشرفت های فناوری منجر به افزایش پیچیدگی تعیین خصوصیات شیمیایی کانی‌ها برای همه کانی‌های شاخص شده است . این مقاله مروری کلی بر روش های کانی های شاخص و کاربرد آن ها در طیف وسیعی از نقاط در ۲۰ سال گذشته با تاکید بر اکتشاف طلا و الماس دارد. لغات کلیدی: کانی های شاخص، ذرات طلا، کانی های شاخص کیمبرلیت، رسوبات رودخانه ای کانی های شاخص، گونه های معدنی هستند که حضور ذخایر و نهشته های معدنی خاص، و تغییرات و یا لیتولوژی سنگ را نشان می دهند. کانی های شاخص ایده ال در سنگ ها بیشتر از نهشته های میزبان یا لیتولوژی یافت می شو.ند. خصوصیات فیزیکی و شمیایی آن ها موجب شده است تا بتوان آن ها را به آسانی از محیط های نمونه اکتشاف( نظیر رودخانه، آبرفت، رسوبات بادی و یخچالی یا خاک ها) کشف کرد و در عین حال باعث افزایش فراوانی آن ها شده است. خصوصیات شامل، تفاوت های ظاهری، چگالی متوسط تا بالا، اندازه سیلت و شن و توانایی بقا تحت هوازدگی و انتقال کلاستیک می باشد. اغلب اوقات، تنها وفور کانی شاخص در یک نمونه گزارش می شود با این حال، مورفولژی ذره، بافت سطحی و شیمی آن نیز تعیین می شود. روش های کانی های شاخص از روش های ژئوشییمایی سنتی برای خاک، رسوب رودخانه یا نمونه برداری تیل متفاوت می باشند زیرا دانه های شاخص منعکس کننده خصوصیات انتشار مکانیکی بوده و تک تک ذره ها بررسی و شمارش می شوند. بیشترین مزیت روش های کانی های شاخص نسبت به روش های ژئوشییمیایی کانی های سنگین، این است که ذرات کانی ها قابل رویت بوده و می توانند ازمایش شوند. مزیت های استفاده از کانی های شاخص شامل موارد زیر هستند:۱-توانایی شناسایی هاله ها یا پلوم های بزرک تر از هدف معدتی شده از جمله تغییرات مربوطه، شواهد فیزیکی در رابطه با حضور معدنی شدن یا تغییر ۳- توانایی ارایه اطلاعاتی در مورد منابعی که روش های ژئوشیمیایی سنتی نمی توانند آن ها را بررسی کنند از جمله ماهیت کانسنگ، تغییر یا نزدیکی به منبع ۴- حساسیت به تشخیص یک تعدادی از دانه ها، معادل با وفور کانی های شاخص سطح PPB، حتی در مناطقی که سنگ های منطقه ای با کانی های سنگین غیر شاخص رقیق می شوند ۵- توانایی شناسایی و حذف آلاینده های انسانی. روش های کانی های شاخص برای هزاران سال استفاده شده اند از جمله جست و جوی نهشته های طلا، مس و سنگ های قیمتی. ( اتسنسن و تبالد ۱۹۹۴). امروزه، روش ها را می توان برای کشف طیف وسیعی از ذخایر، انواع سنگ و یا رگه های زمین شناسی استفاده کرد و برخی از آن ها توسط فریدریخ و همکاران ۱۹۹۲، استندل و همکاران، ۱۹۹۴ ارایه شده اند. برای مثال، شلیت و ولفرمیت شاخص نهشته های تنگستن( لیندمارک ۱۹۷۷، استندل ۱۹۸۲، تورد ۱۹۸۴، جانسون و همکاران ۱۹۸۶)، سولفور سیماب به عنوان شاخص جیوه ( پولف ۲۰۰۱) یا کانی سازی طلا ( استندل و تربلد ۱۹۹۴)، و کاسیتریت برای مسیر یابی نهشته های قلع( زانتوپ و نسپریا ۱۹۷۹، ریان و همکاران ۱۹۸۸) استفاده شده اند. فلوریت شاخص کانی سازی تنگستن، اسکارن، رسوبات مس و روی نوع دره می سی سی پی یا گریزن می باشد و توپاز را می توان برای مسیر یابی گریزن، ملیبدنوم یا رسوبات قلع استفاده کرد. گارنت-کروم و اسپینل-کروم شاخص های نهشته های مس و نیکل ( آمو و سالونن ۱۹۸۶، پلتونن و همکاران ۱۹۹۲، کریم زاده سومارین ۲۰۰۴) می باشند و کیمبرلیت و اسپینل روی شاخص نهشته های پلی متالیک در گسل ها( آلارد و کارپنتر ۱۹۸۸، موریس و همکاران ۱۹۹۷) می باشند. تاکید این مقاله بر کاربرد روش های کانی های شاخص برای کشف طلا و الماس می باشد زیرا ایت روش های کانی های شاخص اهمیت خود را به خوبی اثبات کرده اند و در مناطق مختلف استفاده شده و کاربرد آن ها طی ۲۰ سال گذشته به شدت افزایش داشته است. روش های نمونه برداری فراوانی کانی های شاخص در رسوبات بستگی به مقدار کانی های شاخص اصلی در سنگ منبع، درجه هوازدگی بعد از تشکیل منبع کانی های شاخص و مکانیسم های انتقال و پراگنش رسوب(آبرفتی، یخچالی و بادی) دارد. همه این عوامل را باید ضمن برنامه ریزی برای راهبرد های نمونه برداری ( محیط نمونه، اندازه و فاصله نمونه برداری) در نظر گرفت. محیط نمونه برداری انتخاب محیط نمونه برداری بستگی به اقلیم، توپوگرافی و اندازه منطقه مورد نمونه برداری دارد. به طور کلی، حد اقل ۱۰ تا ۲۰ کیلوگرم رسوب برای بررسی کانی های سنگین برداشته می شود. در حوزه های یخچالی، تیل ها برای مطالعات کانی های شاخص استفاده می شوند که به دلیل تاریخچه نمونه برداری ساده و توزیع گسترده آن هاست این در حالی است که رسوبات آبرفتی یخچالی را می توان طوری نمونه برداری کرد که به یک براورد کلی منطقه ای رسید. رسوبات رودخانه ای نیز در مناطق یخچالی، حاره ای و خشک استفاده می شوند. با انتقال مواد به پایاب، یا پاییین دست رودخانه، کانی های سنگین در مینی پلیسر ها بر طبق گفته فلشر و لاه ۱۹۹۶ متمرکز می شوند که این موجب افزایش کانترست و طول انتشار کانی های سنگین در پایین دست شده و از این روی موجب بزرگ تر شدن هدف و استفاده از کاهش تراکم نمونه برداری طی مطالعات اولیه می شود. در مناطق خشک، رسوبات رودخانه ای به صورت رسوبت ورقه ای در مخروط افکنه های آبرفتی و دشت های سیلابی قرار دارند و این نهشته ها محیط نمونه برداری بهینه و مطلوبی هستند. رسوبات بادی را نیز می توان در مناطق خشک نمونه برداری کرد زیرا که در این مناطق رسوبات رودخانه ای وجود ندارند. خاک های لاتریت را می توان در مناطق حاره ای و نیمه حاره ای نمونه برداری کرد. روش های نمونه برداری روش های نمونه برداری مورد استفاده در حوزه های یخچالی توسط هیرواس و نانون ۱۹۹۰، گارنه و همکاران ۱۹۹۲، مک مارتین و مگ کلانگن ۲۰۰۱ توصیف شده اند. در مناطق با پوشش یخچالی نازک، تیل ها را می توان از چاله های دستی، گودال های کنده شده با بیل، مقاطع در امتداد رودخانه یا خط ساحلی دریاچه ها یا کمر بند های جاده ای یافت. در صورتی که ضخامت به بیش از ۵ متر برسد، حفاری برای دسترسی به تیل زیر سطحی لازم است. روش های نمونه برداری رسوبات رودخانه ای برای کانی های سنگین توسط اتنسن و تبلاد ۱۹۹۴، استنندل و تبالد ۱۹۹۴ مرور شده اند. رسوبات رودخانه ای شامل رسوبات در رودخانه های فعال، در نهشته های ابرفتی بر روی دشت های سیلابی مجاور ابراهه های فعال و رسوبات لایه نازک در مخروط افکنه ها و دشت های سیلابی هستند. آبراهه های درجه اول و دوم در سراب یا بالادست رودخانه ها نمونه برداری شدند. بات و زاگرس ۱۹۹۲ به توصیف روش های نمونه برداری برای خاک های لاتریت پرداختند که در اقلیم های حاره ای و نیمه حاره ای یافت می شوند.
Description
ABSTRACT: Indicator minerals are mineral species that, when appearing as transported grains in clastic sediments, indicate the presence in bedrock of a specific type of mineralization, hydrothermal alteration or lithology. Their physical and chemical characteristics, including a relatively high density, facilitate their preservation and identification and allow them to be readily recovered at the parts per billion level from sample media such as till, stream sediments or soil producing large exploration targets. Another major advantage of indicator mineral methods is that grain morphology, surface textures or mineral chemistry may be examined to obtain information about transport distance and bedrock source. Indicator minerals have become an important exploration method in the past 20 years and now include suites for detecting a variety of ore deposit types including diamond, gold, Ni–Cu, PGE, porphyry Cu, massive sulphide, and tungsten deposits. One of the most significant events in the application of indicator mineral methods in the past 10 years was the explosion in diamond exploration activity in the glaciated terrain of Canada and the resultant changes in sampling and processing methods and improved understanding of kimberlite indicator minerals. At the same time, technological advances have led to increased sophistication of determining indicator mineral chemistry for all indicator minerals. This paper provides an overview of indicator mineral methods and their application in a variety of terrains in the past 20 years, focusing on gold and diamond exploration. KEYWORDS: indicator minerals, drift prospecting, gold grains, kimberlite indicator minerals, stream sediments INTRODUCTION Indicator minerals are mineral species that indicate the presence of a specific mineral deposit, alteration or rock lithology. Ideal indicator minerals are found in few if any rocks other than the host deposit or lithology. Their physical and chemical characteristics allow them to be readily recovered from exploration sample media (e.g. stream, alluvial, glacial or aeolian sediments or soils) and make them sufficiently abundant. The characteristics include: visual distinctiveness, moderate to high density, silt or sand size, and ability to survive weathering and/or clastic transport. Most often, only indicator mineral abundance in a sample is reported; however, grain morphology, surface textures or mineral chemistry also may be determined. Indicator mineral methods differ from traditional geochemical methods for soil, stream sediment or till sampling in that the indicator grains reflect mechanical dispersion/dispersal and the individual grains are visually examined and counted. The greatest advantage of indicator mineral methods over traditional geochemical analysis of the heavy mineral, or some other fraction, is that the mineral grains are visible and can be examined. The resulting benefits of using indicator minerals are: (1) the ability to detect haloes or plumes much larger than the mineralized target including associated alteration; (2) physical evidence of the presence of mineralization or alteration; (3) the ability to provide information about the source that traditional geochemical methods cannot, including nature of the ore, alteration, and proximity to source; (4) sensitivity to detect only a few grains, equivalent of ppb-level indicator mineral abundances, even in regions where regional rocks dilute concentrates with non-indicator heavy minerals; and (5) the ability to visually identify and remove anthropogenic contamination (Brundin & Bergstrom 1977; Averill 2001).
