تجزیه و تحلیل اکتشافی و تعیین ارتباط کانه‌زایی با گسلها به‌عنوان کلید اکتشافی جدید در کانسار مس بشنه سیرجان
محورهای موضوعی :
رضا احمدی
1
(عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اراک)
سید جواد حسینی شهرکی
2
(دانشگاه صنعتی اراک)
کلید واژه: بشنه سیرجان, کانه‌زایی, گسل, مدل‌سازی ,
چکیده مقاله :
کانسار مس بشنه با مساحت 5/0 کیلومتر مربع در استان کرمان و در ﻓﺎﺻﻠﻪ ٨٠ ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮى ﻏﺮب ﺷﻬﺮ سیرجان قرار دارد. در این کانسار فلزی با ارزش، فعالیت‌های اکتشافی متنوعی همانند ﻋﻤﻠﻴﺎت دورﺳﻨﺠﻰ، پیمایش‌های ﺻﺤﺮاﻳﻰ، اکتشافات ژئوفیزیکی، اکتشافات ژئوشیمیایی سطحی شامل نمونه‌برداری سطحی و تجزیه شیمیایی 94 نمونه، حفر و برداشت سه رشته ترانشه همراه با برداشت و تجزیه شیمیایی تعداد شش نمونه و نیز حفر هشت حلقه گمانه اکتشافی عمیق با مجموع طول ﻛﻠﻰ 5/414 ﻣﺘﺮ صورت گرفته است. همچنین براساس عملیات دورسنجی و زمینشناسی ساختاری پهنه، تمام گسل‌های موجود در این پهنه به نقشه درآمده‌اند. در پژوهش حاضر تمام فعالیت‌های اکتشافی انجام شده در کانسار ﻣﺲ بشنه، تجزیه و تحلیل شده و ارتباط آنها با گسل‌های موجود در پهنه، مورد بررسی قرار گرفت. برای دست‌یابی به هدف، تکنیک های مختلف همانند رسم نمودار گل سرخ گسلها، پردازش دادههای مقاومت ویژه و بارپذیری برداشت مستطیلی و مدل‌سازی وارون هموار دادههای پنج پروفیل دوقطبی- دوقطبی، رسم نقشه‌های هم عیار نمونه‌برداری‌های سطحی و ترانشه‌ها و تهیه مدل سه بعدی عیارسنجی گمانههای اکتشافی پهنه بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که محل‌های کانه‌زایی در ارتباط مستقیم با شکستگیها و گسل‌های موجود در پهنه هستند و روﻧﺪ بیشتر رﮔﻪﻫﺎى ﻛﺎﻧﻪدار در راﺳﺘﺎى ﮔﺴﻞﻫﺎى اﺻﻠﻰ است. در پایان، به‌منظور تکمیل اکتشافات مراحل قبلی و شناخت بهتر کانسار، براساس تمام مطالعات انجام شده و تلفیق نتایج حاصل به‌عنوان یک راهنما و کلید اکتشافی، حفاری چند حلقه گمانه اکتشافی جدید پیشنهاد شد.
Sirjan-Beshneh copper deposit with 0.5 kilometer area is located in Kerman province 80 kilometers west of Sirjan city. The variety of exploration activities including remote-sensing, field traverses, geophysical explorations, surface explorations comprising surface sampling and geochemical analysis of 94 samples, drilling and surveying three trenches with sampling and analysis of six samples as well as drilling of eight deep exploration borehole with the total length of 414.5 meter, have been carried out in the metallic deposit. All faults in the region were mapped based on the remote-sensing and structural geology operations of the region. In the present research, all exploration activities carried out in the Beshneh copper deposit were analyzed through investigating their relationship with the faults in the region. To achieve this goal, various techniques including drawing rose-diagram of faults, processing of resistivity and chargeability data of rectangle survey and smoothed inversion of data for five dipole-dipole profiles, imaging isograde maps for the surface and trench samples as well as 3-D modeling of exploration boreholes assays of the region were employed. The results showed that locations of mineralization related to the fractures and faults present in the region since the trend of most mineralized veins is along the main faults. At the end, in order to complete the explorations of the previous stages to get a better recognition of the deposit, drilling of several new exploration boreholes was proposed based on all performed studies and integrating obtained results as an exploration key..
تجزیه و تحلیل اکتشافی و تعیین ارتباط کانه‌زایی با گسلها به‌عنوان کلید اکتشافی جدید در کانسار مس بشنه سیرجان
رضا احمدي1و*، سید جواد حسینی شهرکی2
1. استادیار گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک
2. دانشجوی کارشناسی گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک
چکيده
کانسار مس بشنه با مساحت 5/0 کیلومتر مربع در استان کرمان و در ﻓﺎﺻﻠﻪ ٨٠ ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮى ﻏﺮب ﺷﻬﺮ سیرجان قرار دارد. در این کانسار فلزی با ارزش، فعالیت‌های اکتشافی متنوعی همانند ﻋﻤﻠﻴﺎت دورﺳﻨﺠﻰ، پیمایش‌های ﺻﺤﺮاﻳﻰ، اکتشافات ژئوفیزیکی، اکتشافات ژئوشیمیایی سطحی شامل نمونه‌برداری سطحی و تجزیه شیمیایی 94 نمونه، حفر و برداشت سه رشته ترانشه همراه با برداشت و تجزیه شیمیایی تعداد شش نمونه و نیز حفر هشت حلقه گمانه اکتشافی عمیق با مجموع طول ﻛﻠﻰ 5/414 ﻣﺘﺮ صورت گرفته است. همچنین براساس عملیات دورسنجی و زمینشناسی ساختاری پهنه، تمام گسل‌های موجود در این پهنه به نقشه درآمده‌اند. در پژوهش حاضر تمام فعالیت‌های اکتشافی انجام شده در کانسار ﻣﺲ بشنه، تجزیه و تحلیل شده و ارتباط آنها با گسل‌های موجود در پهنه، مورد بررسی قرار گرفت. برای دست‌یابی به هدف، تکنیک های مختلف همانند رسم نمودار گل سرخ گسلها، پردازش دادههای مقاومت ویژه و بارپذیری برداشت مستطیلی و مدل‌سازی وارون هموار دادههای پنج پروفیل دوقطبی- دوقطبی، رسم نقشه‌های هم عیار نمونه‌برداری‌های سطحی و ترانشه‌ها و تهیه مدل سه بعدی عیارسنجی گمانههای اکتشافی پهنه بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که محل‌های کانه‌زایی در ارتباط مستقیم با شکستگیها و گسل‌های موجود در پهنه هستند و روﻧﺪ بیشتر رﮔﻪﻫﺎى ﻛﺎﻧﻪدار در راﺳﺘﺎى ﮔﺴﻞﻫﺎى اﺻﻠﻰ است. در پایان، به‌منظور تکمیل اکتشافات مراحل قبلی و شناخت بهتر کانسار، براساس تمام مطالعات انجام شده و تلفیق نتایج حاصل به‌عنوان یک راهنما و کلید اکتشافی، حفاری چند حلقه گمانه اکتشافی جدید پیشنهاد شد.
واژههای کلیدی: بشنه سیرجان، کانه‌زایی، گسل، مدل‌سازی
کانسارهای مس ازجمله باارزش‌ترین کانسارهای فلزی هستند و دارای پیچیدگیهای زایشی و ساختاری زیادی نیز می‌باشند. به‌طورکلی کانسارهای مس به انواع اسكارن‌های مس‌دار، مس ماسيوسولفيدی، مس رسوبي استراتي‌باند، مس رگهاي و مس پورفيري دسته‌بندی می‌شوند (کریم پور و سعادت، 1396). بعضی از کانسارهای با ارزش مس از نوع رگه و رگچه‌ای و پرکننده فضاهای خالی هستند و اغلب دارای گسترش کم و عیار نسبتاً بالایی می‌باشند. اکتشاف مستقیم این کانسارها به‌ویژه در شرایطی که ماده معدنی ناپیوسته، قطعه‌قطعه، بریده‌بریده و در اعماق زیاد واقع باشد، از طریق حفر گمانههای اکتشافی، عملیاتی پرهزینه و زمانبر می‌باشد. به همین دلیل تعیین موقعیت بهینه نقاط حفاری اکتشافی از اهمیت به سزایی برخوردار است. در چنین کانسارهایی همواره یافتن درزه و شکاف‌ها، شکستگیها و گسل‌های دارای کانه‌زایی و یا به نحوی مرتبط با کانه‌زایی، بسیار مهم است. به‌منظور صرفه‌جویی در زمان و هزینه، همواره براساس نتایج حاصل از مراحل پیجویی و اکتشاف مقدماتی شامل فعالیت‌های دورسنجی، مطالعات زمینشناسی صحرایی، اکتشافات سطحی و عملیات اکتشاف غیرمستقیم ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی، در مرحله اکتشاف نیمه‌تفضیلی گمانههای اکتشافی بر روی بی‌هنجاری‌ها به‌عنوان مناسب‌ترین نقاط حفاری پیشنهاد و پیاده‌سازی می‌شوند.
شناخت کامل يک کانسار، مستلزم انجام يک سري فعالیت‌های اکتشافی، عمليات پردازش، مدلسازي و تجزیه و تحلیل دادهها و اطلاعات اکتشافی است. در تمام مراحل عملیات اکتشاف از مرحله پیجویی و شناسایی مقدماتی تا اکتشافات تفصیلی، مدل‌سازی دادهها و تجزیه و تحلیل آنها صورت می‌گیرد. اگرچه ماهیت دادههای اکتشافی با یکدیگر متفاوت است، اما تمامی آنها در فرآیند اکتشاف از اهمیت ویژهای برخوردارند. در مرحله اکتشاف کانسارها تمام پارامترهای کیفی همانند ساختارهای زمینشناسی موجود در پهنه، سنگشناسی و کانه‌زایی و پارامترهای کمی مانند دادههای برداشت ژئوفیزیکی و دادههای عیارسنجی نمونه‌ها مورد توجه هستند. بدیهی است که هرچه مجموعه دادههای به‌دست‌آمده و اطلاعات اکتشافی، بیشتر، دقیقتر و کاملتر باشند، دقت مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل فرآیند، کاملتر شده و نتایج به واقعیت نزدیکتر خواهد بود (احمدی و افضلی، 1396الف؛ Shahrabi et al., 2017). در بسیاری از روشهای اکتشاف از جمله اکتشافات ژئوفیزیکی، مدل‌سازی دادهها اجتناب‌ناپذیر است (Aliluo et al., 2018).
روشهای ژئوفیزیکی مغناطیسسنجی2، مقاومت ویژه3 و قطبش القایی4 مفیدترین روشها برای اکتشاف بخشهای پنهان کانه‌زایی کانسارهای مس هستند (نوروزی و غلامی، 1384؛ کلاگری، 1389؛ Keary, 2002؛ Milsom, 2003؛ Reynolds, 2011). مرحله بعد از مدل‌سازی، تجزیه و تحلیل دادهها و تفسیر نتایج می‌باشد. اين کار بهدلیل پیچیدگیهای موجود، زمانبر بودن و مشکل بودن محاسبات مربوطه، همواره با استفاده از نرمافزارهاي تخصصي، دقيقتر و سريعتر انجام ميشود. به‌عنوان نمونه احمدی و رضاپور (1398) مدل‌سازی دادههای ژئوفیزیکی مغناطیسسنجی، قطبش القایی و مقاومت ویژه را برای کانسار مس پورفیری نارباغی شمالی ساوه انجام دادند. آنها در گام نخست بر روی دادههای مغناطیسی، پردازشهای مورد نیاز را به‌منظور برجسته‌سازی بیهنجاریهای عمقی، با استفاده از نرمافزار Oasis montaj اعمال کردند. سپس مدلسازي وارون دادههاي هفت پروفیل ژئوالکتریکی را با استفاده از نرمافزار Res2dinv انجام دادند و براساس تفسیر کیفی مقاطع ژئوفیزیکی بارپذیري، مقاومت ویژه و فاکتور فلزي پروفیلها، موقعیت بهینه حفاري را بر روی هر پروفیل پیشنهاد کردند. همچنین احمدی و شریعتی (1399) مدل‌سازی مصنوعی دوبعدی و سه بعدی اهداف هندسی گوناگون معرف ساختارهای زمینشناسی متداول را با استفاده از نرمافزار Encom ModelVision انجام دادند. آنها تأثیر عوامل مختلف همانند جنس، اندازه و ابعاد، عمق دفن و شکل هندسی توده و نیز فواصل برداشت پروفیلی را بر روی پاسخ تودههای مغناطیسی به شکل کروی، بیضوی و خطی که معرف تمام انواع اشکال و ساختارهای زمینشناسی و معدنی هستند، مورد بررسی قرار دادند. مدل‌سازی دادههای عیارسنجی عملیات حفاری‌های عمیق با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی نیز ازجمله فعالیت‌های مرحله اکتشاف می‌باشد. به‌عنوان مثال احمدی و افضلی (1396ب) برای بهتصویر کشیدن مطلوب ماده معدنی سرب و روی در کانسار ارهگیجه رباط خمین، از قابلیتهای گرافیکی نرمافزار Rockworks استفاده کردند. آنها برای این منظور از تمام اطلاعات اکتشافی موجود شامل اکتشافات غیرمستقیم (برداشتهای ژئوفیزیکی) و مستقیم (گمانههای عمیق) بهره بردند.
در پژوهش حاضر تمام فعالیت‌های اکتشافی انجام شده در کانسار ﻣﺲ بشنه سیرجان، تجزیه و تحلیل شده و ارتباط آنها با گسل‌های موجود در پهنه، بررسی شده است. در سایه به‌کارگیری این روشها و تلفیق نتایج آنها با یکدیگر به‌عنوان یک راهنما و کلید اکتشافی برای شناخت بیشتر این کانسار در راستای سطحی و عمقی، فعالیت‌های اکتشافی جدیدی پیشنهاد شده است.
ناحیه مورد مطالعه: موقعیت جغرافیایی و زمینشناسی
کانسار ﻣﺲ بشنه در ﺟﻨﻮب ﺷﺮق اﻳﺮان در اﺳﺘﺎن کرمان، در ﻓﺎﺻﻠﻪ ٨٠ ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮى ﻏﺮب ﺷﻬﺮ سیرجان و پنج ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮى شمال‌شرق روستای بشنه قرار دارد. این ناحیه بخشی از نقشه ﺗﻮﭘﻮﮔﺮاﻓﻰ 1:250000 سیرجان است. ﺑﺮاى دسترسی ﺑﻪ ناحیه مورد نظر باید از ﻃﺮﻳﻖ ﺟﺎده سیرجان– خیرآباد ﻣﺴﺎﻓﺖ 40 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮی ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﻏﺮب ﺷﻬﺮ سیرجان را ﻃﻰ کرد. ﺳﭙﺲ حدود 42 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮ ﺟﺎده ﺧﺎﻛﻰ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ غرب حرکت کرد. مهم‌ترین واحدهای سنگی تشکیل‌دهنده این ناحیه، آرکوز، شیست های کوارتزی، کلریت شیست، مرمر و اسلیت هستند. قدیمیترین آثار ماگماتیسم در شمال ناحیه و متعلق به گدازههای مافیک و اولترامافیک داخل واحدهای پرکامبرین- کامبرین و سیلورین- دونین است. علاوه بر واحدهای سنگی یادشده، سنگ‌های گرانیت، ریولیت و گرانیت- گنایس در سطح ناحیه رخنمون داشته و با فاصله کمی از ناحیه موردنظر، دایک های دیابازی و گابرو نیز قابل مشاهده است. توده نفوذی موجود در ناحیه مورد مطالعه با طول حدود 600 متر و عرض تقریبی دو تا سه متر از جنس گابرودیوریتی است. دﮔﺮﺳﺎﻧﻰ در ﺳﻄﺢ ناحیه ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ، بیشتر از ﻧﻮع آرژیلیک می‌باشد و در ﺑﺨﺶهای ﺟﻨﻮﺑﻰ و ﻏﺮﺑﻰ ناحیه ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ (با وسعتی ﺣﺪود 500 مترمربع) رﺧﻨﻤﻮن دارد (حسینی شهرکی، 1400). شکل 1 نقشه زمینشناسی پهنه مورد مطالعه را نشان می‌دهد.
تودههای نفوذی بیان‌شده از نظر شرایط دمایی مناسب و عملکرد، به‌عنوان موتور حرارتی برای کانه‌زایی دارای اهمیت است و در رخداد کانه‌زایی عامل مثبت به شمار می‌آیند. برداشتهای زمینشناسی، وجود آثار کانه‌زایی سطحی مس (مالاکیت، آزوریت و کریزوکولا) همگی در روند شیستوزیته را اثبات کرده است. نکته قابل توجه در مشاهدات صحرایی، حضور هیدروکسیدهای آهن و منگنز ﺑﻪ رﻧﮓﻫﺎى ﻗﺮﻣﺰ، زرد ﺗﺎ قهوه‌ای و رگه‌های سیلیسی همراه با کانه‌زایی مس می‌باشد (شکل 2). رگه‌های متعدد سیلیسی واحدهای سنگی را در گستره کانسار قطع کرده و نفوذ رگه‌های سیلیسی به درون شیست ها باعث سیلیسی شدن آنها در محل‌های کانه‌زایی شده است.
شکل 1. نقشه زمینشناسی پهنه مورد مطالعه