سازندهای آهن نواری – Banded Iron Formation

 

این نهشته‌ها یکی از ذخایر بزرگ معدنی را می‌سازد که در سرزمین های مختلف علاوه بر BIF، بنام‌های دیگری از جمله ایتابریت (Itabirite)، جاسپیلیت (Jaspillite) کوارتزیت هماتیت دار و اسپکولاریت (Specularite) نیز شناخته می‌شوند. این نهشته‌ها به فرم واحدهای چینه شناختی با ضخامت صدها متر و با گسترش جانبی صدها تا هزار کیلومتر به وقوع می‌پیوندد.

از ویژگی آنها:

• لایه بندی ظریف از ۵/ . تا ۳ سانتیمتر ضخامت و حتی در مقیاس میلی‌متر و یا کسری از میلی‌متر.
• لایه بندی حاصل تناوب لایه‌های سیلیسی(به فرم چرت) و لایه‌هایی از کانی‌های آهن (نظیر هماتیت) است.
• درصد آلومینیوم این نهشته‌ها بدان سبب که وابسته به زمان پرکامبرین هستند کم بوده و تا حد درصد می‌رسد. این امر به این صورت قابل تعبیر است که:

کانسارهای آهن نواری معمولاً به زمان پرکامبرین تعلق دارد و در آن زمان با توجه به وجود اتمسفر غنی از دی اکسید کربن و فقیر از اکسیژن، آهن می‌تواند به صورت بی‌کربنات در یک محلول یونی حمل شده و در مقیاس بزرگ تشکیل سازندهای آهن نواری را نمایند.

در صورتی که آلومینیوم ترکیب بی کربنات نمی‌تواند بسازد و از محلول یونی تفکیک گردد. با افزایش مقدار اکسیژن در اتمسفر، تشکیل سازندهای آهن نواری در مقیاس بزرگ متوقف می‌شود.

 

چهار رخساره مهم در سازندهای آهن نواری (جمیز، ۱۹۴۵):

۱- رخساره اکسیدی (Oxide facies)

این رخساره از مهمترین رخساره‌های BIF بوده و به نسبت فراوانی اکسیدهای آهن به دو زیر رخساره هماتیت و مگنتیت (Hematite & Magnetite Subfacies) تقسیم می‌شود که حد تدریجی نیز بین آن دو وجود دارد. هماتیت در این رخساره دارای حداقل دگرسانی و به شکل اسپکیولاریت، ریزدانه، خاکستری تا آبی رنگ ظاهر می شود و در بعضی نمونه‌ها بافت افلیتی از خود نشان می‌دهد که نشانگر منشاء گرفتن آنها از محیط آب‌های کم عمق است.

در این زیر رخساره، چرت به صورت نهان بلور تا بلورهای رشد کرده می‌تواند به همراه کربنات شرکت داشته باشد. در زیر رخساره مگنتیت، لایه‌های مگنتیت به طور متناوب با لایه‌های چرت و کربنات در تماس است. میانگین آهن در این رخساره بین ۳۵-۳۰ درصد متغییر است که با پر عیار کردن آن قابل بهره‌برداری می‌باشد.

 

۲- رخساره کربناتی (Carbonates facies)

این رخساره شامل میان لایه‌هایی از چرت و سیدریت است و بر حسب افزایش مگنتیت وپیریت بتدریج می‌تواند به رخساره‌های اکسیدی و سولفیدی تبدیل گردد. سیدریت در این رخساره بافت دانه ای یا اُاُلیتی ندارد و به صورت گل‌های ریز در سطح زیر عملکرد امواج انباشته می‌شود.

 

۳- رخساره‌های سیلیکاتی (sillicate facies)

کانی‌های سیلیکاته آهن عموماً با مگنتیت، سیدریت و چرت به صورت میان لایه‌های متناوب، همراه هم هستند. کانی‌شناسی این رخساره‌ها نشانگر مشابهت محیط تشکیل‌شان با رخساره‌های اکسیدی و کربناتی است. ولی به هر حال در تمام رخساره‌های آهن نواری، رسوب‌گذاری سیلیکات‌های آهن کمتر شناخته شده است.

 

۴- رخساره‌های سولفیدی (Sulphide facies)

این رخساره، سنگ‌های رسی کربن دار و پیریتی را شامل می‌شود. لایه‌بندی نوار گونه ظریف داشته، حاوی مواد آلی و کربن در حد ۸-۷ درصد می‌باشد. سولفید اصلی پیریت است و آنقدر ریزدانه است که فقط در سطوح صیقل یافته قابل تشخیص می‌باشد. درصد آن به ۳۷ درصد می‌رسد. اگر درصد گوگرد این رخساره زیاد باشد، بهره‌برداری کانسنگ آهن را دچار اختلال می‌نماید.

 

تقسیم بندی سازندهای آهن نواری پرکامبرین (دو گروه):

۱) نوع آلگوما (Algoma type BIF)

نوع آلگوما مشخصه کمربندی‌های گرین استون آرکئن بوده و بیشترین گسترش را در این سنگ‌ها دارند. این نوع BIF به همراه سنگ‌های گری واکی – آتشفشانی در یک حوضه زمین ناودیس‌اند و همراه با رخساره‌های اکسیدی، کربناتی و سولفیدی تشکیل می‌شوند. ضخامت آنها از چند سانتی‌متر تا 100 متر یا بیشتر می‌رسد و به ندرت بیش از چند کیلومتر امتداد دارند. سیلیکات‌های آهن در سازندهای آهن نواری نوع آلگوها کمتر ظاهر می‌شود.

 

۲) نوع سوپریور (Superior type BIF)

نوع سوپریور، از سنگ‌هایی با بافت نواری تشکیل شده‌اند که عمدتاً به رخساره‌های اکسیدی، کربناتی و سیلیکاتی تعلق دارند و معمولاً‌ فاقد مواد آواری هستند. نواربندی ریتمیک (Rhythmical banding) لایه‌های چرتی سرشار از آهن و فقیر از آهن با ضخامت معمول یک سانتیمتر تا یک متری سیمای غالب این نوع BIF است.

این نوع BIF از نظر چینه‌شناسی شامل کوارتزیت و شیل‌های سیاه کربن‌دار می‌باشد که معمولاً با کنگلومرا، دولومیت، چرت توده‌ای، برش چرتی وآرژلیت همراه است و به صورت دگرشیب بر روی پی سنگ‌های بشدت دگرگون شده قرار گرفته است. سازند آهن نواری معمولاً در بخش‌های زیرین توالی فوق قرار دارد و گاه به وسیله حدود یک متر کوارتزیت و یا شیل از پی سنگ جدا می‌شود. بیشترین گسترش BIF نوع سوپریور در پروتوزوئیک آغازین است.