کیمبرلیت ها

Telegram-logo
Instagram-logo
افيوليت و انواع آن | Ophiolite
افیولیت و انواع آن | Ophiolite

افیولیت و انواع آن | Ophiolite افیولیت‌ها پنجره‌های زمین‌شناسی رو به سوی تاریخ زمین و فرآیندهای آن بوده و کلید

Baner-MineJobs
1/5 - (1 امتیاز)

https://www.mining-eng.ir/?p=937

فهرست مطالب

کیمبرلیت ها سنگهای اولترمافیک آلکالن (معمولاً پتاسیک) کمیاب هستند. اهمیت این سنگها بدین خاطر است که آنها حاوی مجموعه ای از کانیهای استثنائی و زینولیتها می باشند که در فشار بیشتر و در نتیجه در اعماق بیشتر تشکیل گردیده­اند. کیمبرلیت­ها به واسطه داشتن الماس، از نظر اقتصادی نیز اهمیت زیادی دارند. نام کیمبر لیت توسط لویس (1887) برای توصیف میکاپریدوتیتهای پرفیری الماس دار ناحیه کیمبرلی واقع در افریقای جنوبی ابداع شد. کیمبر لیت­ها سنگهای اولترمافیک نادر الماس داری هستند که واجد مقادیر متغیری زینولیت و زینوکریست می­باشند. الماس کانی فرعی و نادر کیمبرلیت ها است. حتی در انواع خیلی پر عیار، مقدار الماس در کیمبر لیتها در حدود یک پی­پی­ام  می­باشد.

سنگ ­شناسی کیمبرلیت ها، غیرعادی و پیچیده است زیرا اولاً کیمبرلیت ها سنگهای هیبریدی یا دورگه­ای خاصی هستند که در آنها، کانیها، قطعات سنگی و مواد ماگمایی منجمد شده­ای یافت می شوند که در محیطهای فیزیکوشیمیایی مختلف تشکیل شده­اند و ثانیاً ترکیب مودال آنها بسیار متفاوت است. الیوین، کانیهای گروه سرپانتین، فلوگوپیت، گارنت (عموماً پیروپ)، مونتیسلیت، ایلمنیت منیزیم دار، کرومیت آلومینیم ­منیزیم دار و پروسکیت کانیهایی هستند که معمولاً در کیمبر لیت­ها یافت می­شوند.

اخیراً کلمنت و همکاران (1984) واژه کیمبرلیت را این گونه تعریف کرده اند: “یک سنگ آذرین اولترابازیک، پتاسیک و غنی از مواد فرّار که به صورت پایپ­های آتشفشانی کوچک، دایک و سیل وجود دارد. این سنگ دارای بافت دانه­ای ناهمسانی است که خود حاصل حضور بلورهای بسیار درشت در یک خمیره ریز دانه است. این خمیره اساساً حاوی مواد زمینه­ای و فنوکریستی اولیه، الیوین و چند کانی دیگر نظیر فلوگوپیت، کربناتها (عموماً کلیست)، سرپانتین، کلینوپیروکسن و دیوپسید)، مونتیسلیت، آپاتیت، اسپینل­ها، پروسکیت و ایلمنیت است. بلورهای درشت، کانیهای بی­شکل آهن و منیزیم داری هستند که از گوشته مشتق شده و عبارتند از: الیوین ،فلوگوپیت، پیکروایلمنیت، اسپینل کروم دار، گارنت منیزیم دار، کلینوپیروکسن (عموماً دیوپسید کروم دار) و ارتوپیروکسن (عموماً انستاتیت) مقدار الیوین بیشتر از سایر بلورهای درشت (که حضور تمام آنها در کیمبرلیت الزامی نیست) است. معمولاً در اثر فرایندهای دوتریک که اصولاً شامل سرپانتینی­شدن و کربناتی­شدن است بلورهای درشت و کانیهای خمیره نسبتاً قدیمی­تر تجزیه می­شوند. عموماً کیمبرلیت­ها دارای زینولیت­های اولترامافیک مشتق شده از گوشته فوقانی و مقادیر متغیری از زینوکریستها و زینولیتهای پوسته­ای هستند. الیوین معمولاً  فراوانترین کانی کیمبرلیت ها محسوب می­گردد. اما به طور جزئی یا کامل با کانیهای ثانویه­ای همچون کانیهای گروه سرپانتین جانشین می­ شوند.

 

◄  انواع کیمبرلیت ها:

      ●   کیمبرلیت­ها (به طور کلی)

      ●   کیمبرلیت­های میکایی   

      ●   کیمبرلیت­های آهکی

 

این تقسیمبندی بر اساس مقدار الیوین، فلوگوپیت و کانیهای کربناته پایه گذاری شده است.بافت سنگهای کیمبرلیتی بطور معمول پرفیری یا پیروکلاستیک است. این سنگها  دارای مگاکریست­هایی هستند که در زمینه­ای ریز دانه و متشکل از میکروفنوکریستها قرار دارند. مگاکریستها شامل زینوکریست و فنوکریست بوده و عبارتند از: الیوین، فلوگوپیت، ایلمنیت منیزیم دار ،گارنت و پیروکسن.

این کانیها معمولاً در زمینه­ای از کانیهای گروه سرپانتین و یا کانیهای کربناته و همچنین میکروفنوکریست­های اکسیدهای آهن- تیتانیم، میکاها، اسپینل­ها، پروسکیت، پیروکسن­ها، مونتیسلیت و آپاتیت قرار دارند. سنگهای دیاترم­های کیمبرلیتی عموماًً بافت ها و ساختهای خرد شده و پیروکلاستیک دارند. در حالی که سنگهای کیمبرلیتی موجود در دایک­ها وسیل­ها دارای بافت پرفیری معمولی هستند و حتی ممکن است دارای حاشیه انجماد سریع و ساختهای جریانی باشند.مساحت تعدادی از دیاترمهای کیمبرلیتی، بیش از یک کیلومتر مربع است و مساحت برخی از آنها کمتر از یک هکتار است. برخی دارای اشکال سطحی مدوّر هستند، در حالی که انواع دیگر دارای اشکال طویل می­باشند. در حالت سه بعدی، اغلب دیاترمها، مخروطهای معکوس و باریکی هستند که با افزایش عمق به تدریج باریکتر می­شوند. در اعماق زیاد معمولأ دیاترم­ها به صورت دایک در می­آیند. سرانجام در برخی از دیاترمها شواهدی وجود دارد که نشان می­دهد در نتیجه تزریقهای متعدد بوجود آمده­اند. دیاترمهای کیمبرلیتی عموماً به صورت خوشه­ای و مجموعه­ای از دایکها هستند. رخنمون تمام دایکها خطی نیست. اغلب دایکهای کیمبرلیتی، باریک(کمتراز 2متر عرض) اما طویل می­باشند. سیل­های کیمبرلیتی سنگهای خروجی کمیاب با ترکیب کیمبرلیتی هستند.

 

◄   ژئو شیمی:

ترکیب عناصر اصلی اغلب سنگهای خویشاوند کیمبرلیت با سنگهای اولترامافیک غنی از الیوین خیلی شباهت دارد. ولی سنگهای کیمبرلیتی از K2O , TiO­2 , P2O5  غنی هستند. در میانگین کیمبرلیتها عناصر لیتیوم، فلوئور، فسفر، پتاسیم، تیتانیم، روبیدیم، استرونسیم، زیرکنیم، نیوبیوم، قلع، باریم، پراسئودیمیم، نئودیمیم، ساماریم، یوروپییم، گادولینیم، هافنیم، تانتالیموسربی، 10 تا100 برابر غنی­تر است. در حالی­که عناصر کربن، سزیم، لانتانیم، سریم، توریم و اورانیم در میانگین کیمبرلیت بیش از 100 برابر غنی شده­اند.

بنابراین فراوانی عناصر اصلی در خویشاوندان کیمبرلیت با سنگهای اولترامافیک غنی از الیوین شبیه می­باشد. اما فراوانی عناصر ناسازگار بیشتر از میانگین سنگهای اولترامافیک است. در میانگین ترکیب شیمیایی سنگهای کیمبرلیتی که به صورت دایک و دیاترم جایگزین گردیده­اند، اختلافات جزئی وجود دارد. معمولاً در دایکها، زینولیت­های با منشاء پوسته­ای کمترند ولی متشکّلین فرّار اولیه بیشتر می­باشند در حالی که در مواد کیمبرلیتی دیاترم­ها، معمولاً شواهدی مبنی بر آن که در حین انجماد، با آبهای زیرزمینی سطحی تلاقی کرده­اند، دیده می­ شود.

 

A.0112.1

شکل 1 ) جدول ترکیب شیمیایی سنگهای خویشاوندان کیمبرلیت (درصد)

 

 *آهن کل به صورت Fe 2 O 3 محاسبه شده است.

 

1- میانگین ترکیب شیمیایی 623 کیمبرلیت یاکوتیان(ایلوپین ولوتس، 1971). همچنین این سنگ دارای 14/. درصد Cr2O3 و 28/. درصدS  است.

2- میانگین ترکیب شیمیایی 25کیمبرلیت لسوتو (اقتباس از ژورنی وابراهیم 1973).در این سنگ 17/.درصد Cr2O3 و 28/. د رصد S نیز وجود دارد.

3- میانگین ترکیب شیمیایی 14 اتولیت کیمبرلیتی از معدن الماس وسلتون در آفریقای جنوبی (نقل از دانچین وهمکار 1975).همچنین این سنگ حاوی 42 درصد  Cr2O3 و 51/7 درصد کمبود ماده در حرارت بالا منهای CO2 است.

4- ترکیب شیمیایی یک کیمبرلیت سرشار از میکا از معدن الماس نیوالنادز واقع در بوشوف آفریقای جنوبی (داوسون، 1972).

5- میانگین ترکیب شیمیایی 80 کیمبرلیت آفریقای جنوبی (نقل از ژورنی و ابراهیم، 1973). در این سنگ 22/. درصد  Cr2O3 نیز وجود دارد.

جدول ترکیب شیمیایی (میانگین کیمبرلیت)در مقایسه با ترکیب شیمیایی (میانگین سنگهای اولترامافیک)(ودپول و موراماتسو، 1979).

 

◄   فراوانی وتوزیع:

سنگهای خویشاوندان کیمبرلیت در جنوب آفریقا (آفریقای جنوبی،نامیبا،سوازیلند، لسوتو و آنگولا)، مرکز (زئیر، جمهوری آفریقای مرکزی و تانزانیا) و غرب آفریقا (غنا، گینه، ساحل عاج، لیبریا، مالی، گابن و سیرالئون) انتشار گسترده ای دارند. امروزه آفریقا تولید کننده اکثر الماسهای قیمتی و صنعتی است که در بازارهای جهانی به فروش می رسد.

سنگهای کیمبرلیتی آفریقا اصولاً در مناطق کراتونی قدیمی مستقر می­باشند. در نواحی دیگر واقع در ایالات متحده آمریکا، کانادا، گرینلند، فنلاند، شوروی سابق، چین، آرژانتین، استرالیا و مالاتیا در جزایر سولومون، کیمبرلیتها به طور مجزا یافت می­شوند (داوسون،1980). سن سنگهای خویشاوند کیمبرلیت خیلی متفاوت است و از پروتروزوئیک تا سنوزوئیک متغیر می­باشد. وقتی به انتشار جهانی سنگهای خویشاوندان کیمبرلیت توجه کنیم، در می­یابیم که روند آنها با روند نواحی کراتونی قاره­ای قدیمی هماهنگی دارد. ماگماهای تولید کننده سنگهای خویشاوند کیمبرلیت، در بخشی از لیتوسفر مستقر شده­اند که گرادیان زمین گرمایی آنها کم بوده است.

 

◄   جایگزینی:

جهت انجام پدیده­های زیر بایستی ماگماهای کیمبرلیتی در میان لیتوسفر به سرعت حرکت کنند:

الف) انتقال زینولیت­های نسبتاً سنگین از جنس گوشته که در آنها وجود دارند.

ب) تحلیل نرفتن یا تبدیل نشدن الماسهای موجود در آنها.

مطالعات فازهای اولیه کیمبرلیت­ها وبعضی از زینولیت­های گوشته­ای موجود در آنها مبیّن این است که ماگماهای کیمبرلیتی احتمالاً، حداقل در اعماق 200 کیلومتری با کانیهای گوشته در تعادل بوده­اند. بنابراین تصور می­شود که سرعت صعود ماگماهای مادر خویشاوند کیمبرلیت از اعماق تقریبأ200 کیلومتری در لیتوسفر زیاد (7 تا20 متر در ثانیه) است (اندرسون1979). ماگمای مادر فقط هنگامی می تواند حرکت سریع داشته باشد که با شکستگی های عمیق برخورد نماید در این صورت یک فاز سیال با غلظت کم از ماگما جدا می گردد و با بالا آمدن، شکستگی باز می شود. به نظر اندرسون (1979) سرعت بازشدگی به سرعت حرکت ماگما در شکستگی بستگی دارد. تصور می شود ابتدا یک سیستم شکستگی تدریجاً گسترش می­یابد و سپس ماگما از اعماق و با سرعت زیاد صعود می نماید.


◄   پتروژنز:

مطالعات تجربی وایلی وهوانگ (1975) و دیگران نشان داده است که ماگماهای کیمبرلیتی، در صورتی از ذوب بخشی مواد پریدوتیتی مناسب به وجود می­آیند که در ناحیه منشاء CO2 و H2 O وجود داشته باشند. اگلر و وندلانت(1979) این مطلب را تأیید کردند و مطالعات آزمایشگاهی آنها نشان داد که در فشارهای بین 0/5 و0/6 ژیگاپاسکال و با حضور  CO2 وH2 O، مذاب اولیه حاصل از ذوب­بخشی یک سنگ منشاء از نوع گارنت لرزولیت فلوگوپیت­دار احتمالأ ترکیب کیمبرلیتی خواهد داشت. آنها همچنین پیشنهاد کرده­اند که ممکن است در فشارهای بیشتر از 0/5 ژیگاپاسکال مایعات کیمبرلیتی به طور معمول در گوشته بوجود آیند ولی کمیابی کیمبرلیت­ها ممکن است به علت کمیابی شرایط تکتونیکی خاصی باشد که برای هدایت وصعود ماگماهای کیمبرلیتی الزامی است.

برای توضیح این مسئله که چرا در سنگهای کیمبرلیتی مقدار عناصر ناسازگار زیاد است و نیز در حالت عادی چرا دارای مگاکریستها و زینولیتهایی هستند که در فشارهای بالا متعادل می­باشند، هاریس و میدلموست (1970) فرض کرده اند که ماگماهای کیمبرلیتی طی یک فرایند دو مرحله­ای تولید می­شوند. در اولین مرحله، ماگمای رقیق و غنی از مواد فرّار (اصولاً انواع متعلق به زیر سیستمH-C-O)) احتمالاً بر اثر خروج مواد فرّار از گوشته عمیق (از عمق تقریبی 600 کیلومتر) و در اثر ذوب منطقه­ای تشکیل می­گردد و به طرف بالا صعود می کند. خصوصیت منحصر به فرد ذوب منطقه­ای، این است که قادر است عناصر ناسازگار را از حجم عظیمی از مواد کاملاً جامد، در حجم نسبتاً کمی از ماگما متمرکز نماید. در سطوح بالاتر گوشته فوقانی (260 کیلومتر)، ماگمای رقیق و غنی از عناصر ناسازگار و فرّار و در عین حال داغ باعث ذوب­بخشی گوشته گارنت­لرزولیتی می­شود. ماگمای جدید مزبور که با فازهای جامد موجود در این عمق از گوشته فوقانی در تعادل است، از نظر عناصر اصلی، ترکیب پیکریتی دارد. اما به طور قابل توجهی از عناصر ناسازگار غنی می­باشد (وایلی 1980). در شرایط ایده­ال، این ماگمای کیمبرلیتی از عمق حداقل 200 کیلومتری سریعاً (با سرعت 12 متر بر ثانیه) به سطح زمین صعود می­کند.مواد کیمبرلیتی در عمق 200 کیلومتری اساساً به حالت ماگما است ولی به محض صعود به مناطق بالاتر، به یک مخلوطی از ماگمای مایع، فنوکریست، زینوکریست و زینولیت همراه با مقادیر زیادی فاز سیال مجزا با غلظت کم تبدیل خواهد شد. با صعود این شبه ماگما به سمت بالا و عبور از محیطهای فیزیکی و شیمیایی متفاوت، تغییراتی در فازهای سازنده آن ایجاد می­شود و بدین وسیله تا حدی با شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط تعدیل و هماهنگ می­گردد. به علاوه فازهای مزبور با یکدیگر و با سنگهای دیواره اطراف واکنش می­کنند. اولین بخش از شبه ماگمایی که در حین رسیدن به سطح زمین به طور انفجاری خارج می­شود، احتمالاً مآر یا کراتر مخروطی کم ارتفاعی تولید می­نماید که اطراف دهانه حلقوی آن را مواد پیروکلاستیک کیمبرلیتی احاطه می­کند. با خروج بیشتر شبه ماگما، مواد موجود در سطح دهانه­ها و دایک­های تغذیه کننده مجاور به حرکت در می آیند. سرانجام سیستم روان شده مزبور متلاشی شده و مواد مختلف موجود در شبه ماگمایی که گازهای خود را از دست داده بهم جوش می­خورد و در نتیجه این فرایند سنگهای خاص خویشاوندان کیمبرلیت بوجود می آید که البته تبلور و رشد انواع مختلف کانیهای ثانویه متعلق به محیطهای دما و فشار کم نیز صورت می گیرد.

 

A.0112.3

شکل 2 ) الف -نمودار ترکیب شیمیایی کیمبرلیت ها و لامپروئیتها

ب – نمایش بخش های مختلف دیاترم وحالت های مختلف سنگ های کیمبرلیتی

 

A.0112.2

شکل 3 ) نمودار عناصر کمیاب کیمبرلیت ، آلکالی بازالت و لامپروئیت

عاشق شروع کردن هستم، هنر من جنگیدن برای آرزوهام هست؛ دنبال این هستم که درک درستی از زندگی پیدا کنم و ازش لذت ببرم برای همین بیشترین سرمایه‌گذاری رو روی خودم می‌کنم.

جدیدترین مطالب رو در ایمیل خود دریافت کنید

این مطلب را با دوستان خود به اشتراک بگذارید

اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x
پیمایش به بالا

فرم گزارش

خواهشمند است، فرم را تکمیل و ارسال نمایید.

راهنمای دانلود

  • اگر نرم‌افزار مدیریت دانلود ندارید، قبل از دانلود هرگونه فایلی، یک نرم افزار مدیریت دانلود مانند IDM و یا FlashGet نصب کنید.
  • برای دانلود، به روی عبارت “دانلود” کلیک کنید و منتظر بمانید تا پنجره مربوطه ظاهر شود سپس محل ذخیره شدن فایل را انتخاب کنید و منتظر بمانید تا دانلود تمام شود.
  • در صورت بروز مشکل در دانلود فایل‌ها تنها کافی است در آخر لینک دانلود فایل یک علامت سوال ? قرار دهید تا فایل به راحتی دانلود شود.
  • فایل های قرار داده شده برای دانلود به منظور کاهش حجم و دریافت سریعتر فشرده شده‌اند، برای خارج سازی فایل‌ها از حالت فشرده از نرم‌افزار Winrar و یا مشابه آن استفاده کنید.
  • چنانچه در مقابل لینک دانلود عبارت بخش اول، دوم و … مشاهده کردید تمام بخش‌ها می‌بایستی حتماً دانلود شود تا فایل قابل استفاده باشد.
  • کلمه رمز جهت بازگشایی فایل فشرده عبارت www.mining-eng.ir می‌باشد. تمامی حروف را می بایستی به صورت کوچک تایپ کنید و در هنگام تایپ به وضعیت EN/FA کیبورد خود توجه داشته باشید همچنین بهتر است کلمه رمز را تایپ کنید و از Copy-Paste آن بپرهیزید.
  • چنانچه در هنگام خارج سازی فایل از حالت فشرده با پیغام CRC مواجه شدید، در صورتی که کلمه رمز را درست وارد کرده باشید. فایل به صورت خراب دانلود شده است و می‌بایستی مجدداً آن را دانلود کنید.