پایان نامه کانه‌زایی اورانیوم در کانسار چشمه شتری منطقه‌ آیرکان شمال شرق اصفهان

دی ماه 1390

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول: كلیات

1-1- مقدمه. 1

1-2- ویژگی‌های جغرافیایی منطقه مورد مطالعه. 3

1-2-1- موقعیت جغرافیائی. 3

1-2-2- جغرافیا و ژئومورفولوژی. 4

1-3- پیشینه پژوهش… 5

1-4- اهداف پژوهش… 6

1-5- روش تحقیق. 7

1-6- توزیع جهانی ذخایر اورانیوم 9

1-6-1- متالوژنی اورانیوم در آسیا و ایران. 9

1-7- انواع کانسار‌های اورانیوم 12

فصل دوم: زمین شناسی عمومی

2-1- ماگماتیسم و چینه‌شناسی منطقه. 14

2-1-1- منطقه چشمه‌شتری. 14

2-1-1-1- مشاهدات صحرایی در منطقه چشمه شتری. 15

2-1-2- توده گرانیت آیرکان. 18

2-1-2-1- مشاهدات صحرایی در گرانیت آیرکان. 19

2-2- تکتونیک منطقه. 24

فصل سوم: سنگ نگاری و کانه نگاری

3-1- مقدمه. 26

3-2- سنگ شناسی. 27

3-3- ماهیت ماگمای مولد سنگ‌ها 28

3-4- سنگ نگاری. 30

3-4-1- آلکالی فلدسپار 30

3-4-2- کوارتز 31

عنوان صفحه

3-4-3- بیوتیت.. 31

3-4-4- مسکویت.. 32

3-4-5- پلاژیوکلاز 32

3-4-6- زیرکن. 32

3-4-7- آپاتیت.. 33

3-4-8- گارنت.. 33

3-5- کانه نگاری. 34

3-5-1- گوئتیت.. 34

3-5-2- مگنتیت.. 39

3-5-3- هماتیت.. 43

3-5-4- کالکوپیریت.. 45

فصل چهارم: رادیومتری

4-1 مقدمه. 48

4-2 رادیومتری دستی. 49

4-2-1- سری دگرگونی. 51

4-2-2- كنگلومرا و ماسه سنگ‌های ژوراسیک.. 51

4-2-3- ماسه‌سنگ‌ها و مارن‌های گچ‌دار میوسن. 51

4-2-4- دشت كویر 51

4-2-5- منطقه چشمه شتری. 51

4-2-5-1- محل نموداری برداری شماره 1. 52

4-2-5-2- محل نموداری برداری شماره 2. 54

4-2-5-3- محل نموداری برداری شماره 3. 55

4-2-5-4- محل نموداری برداری شماره 4. 57

4-2-5-5- محل نموداری برداری شماره 5. 57

4-2-5-6- محل نموداری برداری شماره 6. 59

4-2-5-7- محل نموداری برداری شماره 7 و 8. 60

4-2-5-8- محل نموداری برداری شماره 9. 61

4-2-5-9- محل نموداری برداری شماره 10. 61

عنوان صفحه

4-2-5-10- محل نموداری برداری شماره 11. 62

4-2-5-11- محل نموداری برداری شماره 12. 63

4-2-5-12- محل نموداری برداری شماره 13. 64

4-2-5-13- محل نموداری برداری شماره 14. 64

4-2-5-14- محل نموداری برداری شماره 15. 65

4-2-6- گرانیت آیرکان. 66

4-2-6-1- محل نموداری برداری شماره 16. 67

4-2-6-2- محل نموداری برداری شماره 17. 67

4-2-6-3- محل نموداری برداری شماره 18. 68

4-2-6-4- محل نموداری برداری شماره 19. 69

4-2-6-5- محل نموداری برداری شماره 20. 69

فصل پنجم: ژئوشیمی

5-1- مقدمه. 70

5-2- فاکتور‌های کنترل کننده توزیع عناصر در رسوبات منطقه چشمه شتری. 75

5-3- ضرایب همبستگی. 80

5-4- آنالیز خوشه‌ای. 82

5-5- تشخیص و تعیین میزان هسته پرتوزا 83

فصل ششم: هیدروژئوشیمی

6-1- مقدمه. 89

6-2- هیدروشیمی. 92

6-3- ضرایب همبستگی. 93

6-4- آنالیز خوشه‌ای. 95

6-5- هیدروژئوشیمی اورانیوم 96

6-5-1- کمپلکس‌های اورانیوم در محیط‌های آبی دما پایین. 98

6-5-1-1- کمپلکس‌های کربناته اورانیوم 99

6-5-2- نقشه‌های هم عیار اورانیوم و توریوم 101

6-6- جذب سطحی. 103

6-7- شاخص‌های اشباع کانه‌های اورانیوم (SI) 106

عنوان صفحه

فصل هفتم: ژنز احتمالی، نتیجه‌گیری و پیشنهادات

7-1- بررسی قابلیت‌های اکتشافی اورانیوم ایران. 112

7-1-1- بر اساس خاستگاه کانسار‌های اورانیوم 112

7-1-2- بر اساس کانه‌زایی اورانیوم در دوره‌های مختلف زمین شناسی. 115

7-2- تعیین منشاء و ژنز اورانیوم 116

7-2-1- الگوی عناصر خاکی نادر 116

7-2-2- خصوصیات عناصر خاکی نادر 117

7-3- نتیجه‌گیری. 121

7-4- پیشنهادات.. 123

. 133

فهرست شکل‌ها

عنوان صفحه

شکل 1-1 A) ظرفیت تولید انرژی برق راکتور‌های نصب شده جهان، B) تقاضای جهانی اورانیوم جهت راکتور‌های تولید برق (سازمان همکاری اقتصادی و توسعه آژانس انرژی اتمی و آژانس بین المللی انرژی اتمی، 2010) 2

شکل 1-2 نمودار تولید وتقاضای سالیانه اورانیوم جهان (سازمان همکاری اقتصادی و توسعه آژانس انرژی اتمی و آژانس بین المللی انرژی اتمی، 2010) 2

شکل 1-3 موقعیت برگه 1:100000 عروسان در برگه 1:250000 جندق. 3

شكل 1-4 نقشه موقعیت و راه‌های دسترسی به منطقه مورد مطالعه در نقشه ایران و شهرستان خور و بیابانک.. 4

شکل 1-5 نقشه ارتفاعی منطقه مورد مطالعه از سطح دریا 5

شکل 1-6 نحوه جمع آوری نمونه‌های آب.. 8

شکل 1-7 اندازه‌گیری فاکتور‌های صحرایی توسط دستگاه قابل حملHACH multimeter 8

شکل 1-8 توزیع جهانی ذخایر کشف شده اورانیوم جهان (سازمان همکاری اقتصادی و توسعه آژانس انرژی اتمی و آژانس بین المللی انرژی اتمی، 2010) 10

شکل 1-9 نقشه ژئوتکتونیکی ساده شده آسیا و موقعیت قرارگیری مناطق اورانیوم دار (دالکمپ، 2009) 11

شکل 1-10 دیاگرام میزان ذخیره انواع مختلف کانسار‌های اورانیوم بر حسب درصد (کنی و بریسبین، 2010) 13

شکل 2-1 نمای کلی از منطقه چشمه شتری، کوه آیرکان در سمت راست تصویر مشاهده می‌شود (دید به شمال) 15

شکل 2-2 تپه‌های با حالت کلاهک آهنی در منطقه چشمه شتری. 16

شکل 2-3 انتقال هیدروکسید‌های آهن توسط چشمه‌های منطقه به سطح. 16

شکل 2-4 نمای کلی آپوفیز گرانیت آیرکان در جنوب شرق منطقه چشمه شتری. 17

شکل 2-5 نمای ترانشه 100 متری حفر شده در منطقه چشمه شتری. 17

شکل 2-6 نمای یکی از چاهک‌های حفر شده در منطقه چشمه شتری. 18

شکل 2-7 نمای کلی از کوه آیرکان (نگاه به شمال) 21

شکل 2-8 نفوذ دایک آپلیتی به توده نفوذی. 21

شکل 2-9 وجود آنکلاو‌ها در توده نفوذی که دارای مرز مشخص (شارپ) می‌باشند. 22

شکل 2-10 تصویر ماهواره‌ای گوگل منطقه مورد مطالعه. 22

شکل 2-11 A) موقعیت منطقه مورد مطالعه در نقشه ساختاری ایران (نقشه پایه از رمضانی و تاکر، 2003) و B) نقشه زمین شناسی منطقه مورد مطالعه (نقشه پایه از باباخانی و همکاران، 1987)، (نقشه زمین شناسی 1:250000 جندق) 23

شکل 2-12 نقشه تکتونیکی بخشی از ایران مرکزی و موقیت گسل‌های منطقه مورد مطالعه (زانچی و همکاران، 2009) 25

عنوان صفحه

شکل 3-1 نمودار مجموع اکسید آلکالی در برابر سیلیس (میدل موست، 1991) 27

شکل 3-2 رده‌بندی سنگ‌های منطقه بر اساس (کاکس و همکاران، 1976) 28

شکل 3-3 ماگمای سازنده نمونه‌های منطقه مورد مطالعه طبق (ایروین و باراگار 1971) 29

شکل 3-4 نمودارAFM (ایروین و باراگار 1971) 29

O، مانیار و پیکولی (1989) 30

شکل 3-6 آلکالی فلدسپار (نور XPL)،A ) پرتیت، B) پلاژیوکلاز در بر گرفته شده توسط ارتوکلاز 31

شکل 3-7 کوارتز (نور XPL)، A) کوارتز همراه با جهت گیری، B) کوارتز با خاموشی موجی. 31

شکل 3-8 بیوتیت (نور XPL)، A) بیوتیت و مسکویت ،B) بیوتیت با بافت نماتوبلاست.. 32

شکل 3-9 A) و B) زیرکن با هاله پلئوکروئیک (نور XPL) 32

شکل 3-10 A) آپاتیت (نور XPL)، B) همان شکل با نور PPL. 33

شکل 3-11 A) گارنت (نور XPL)، B) همان شکل با نور PPL. 33

شکل 3-12 A) گوئتیت (نور RPPL)، B) همان شکل با نور RXPL. 35

شکل 3-13 A) گوئتیت با بافت کلوفرم، (نور RPPL)، B) همان شکل‌ها با نور RXPL. 36

شکل 3-14 A) گوئتیت با بافت باتریوئیدال (نور RPPL)، B) همان شکل‌ها با نور RXPL. 37

شکل 3-15 A) گوئتیت به صورت ماتریکس بین دانه‌ای (نور RPPL)، B) همان شکل با نور RXPL. 38

شکل 3-16 A) مگنتیت (نور RPPL)، B) همان شکل با نور RXPL. 39

شکل 3-17 A) مگنتیت کوبیک (نور RPPL)، B) همان شکل با نور RXPL. 40

شکل 3-18 A و C) مگنتیت همراه با مارتیت با حالت زونه‌ای (نور RPPL)، B و D) همان شکل‌ها با نور RXPL. 42

شکل 3-19 A) مگنتیت مارتیتی شده (نور RPPL)، B) همان شکل‌ها با نور RXPL. 43

شکل 3-20 A) هماتیت (نور RPPL) ، B) همان شکل با نور RXPL. 44

شکل 3-21 A) هماتیت و مگنتیت (نور RPPL)، B) همان شکل با نور RXPL. 45

شکل 3-22 A و C) کالکوپیریت (نور RPPL)، B و D) همان شکل‌ها با نور RXPL. 46

شکل 4-1 نقشه رادیومتری هوائی برگه 1:100000 عروسان. 49

شکل 4-2 نقاط برداشت شده از بخش چشمه شتری به انضمام مسیرهای پیمایش شده در نقشه زمین شناسی 1:100000 عروسان. 52

شکل 4-3 دهانه چشمه شتری. 53

شکل 4-4 میزان پرتوزائی cps 150 در محل نموداری برداری شماره 1. 53

شکل 4-5 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 2. 54

شکل 4-6 نمای دور محل نموداری برداری شماره 2. 54

عنوان صفحه

شکل 4-7 اکسیداسیون آهن در محل نموداری برداری شماره 2. 55

شکل 4-8 نمای محل نموداری برداری شماره 3. 55

شکل 4-9 اکسیداسیون شدید آهن در محل نموداری برداری شماره 3. 56

شکل 4-10 میزان پرتوزائی cps750 در محل نموداری برداری شماره 3. 56

شکل 4-11 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 4. 57

شکل 4-12 نمای دور محل نموداری برداری شماره 5. 58

شکل 4-13 میزان پرتوزائی بالاتر از cps 15000 در محل نموداری برداری شماره 5. 58

شکل 4-14 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 5. 59

شکل 4-15 نمای چاهک حفر شده در محل نموداری برداری شماره 6. 59

شکل 4-16 نمای ترانشه 100 متری حفر شده توسط سازمان انرژی اتمی. 60

شکل 4-17 لیتولوژی محل نموداری برداری شماره 7. 60

شکل 4-18 لیتولوژی محل نموداری برداری شماره 8. 60

شکل 4-19 لیتولوژی محل نمونه برداری شماره 9. 61

شکل 4-20 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 10. 62

شکل 4-21 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 11. 62

شکل 4-22 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 12. 63

شکل 4-23 نمای دور محل نموداری برداری شماره 12. 63

شکل 4-24 محل برداشت نمونه آب SP3. 64

شکل 4-25 برداشت پارامتر‌های فیزیکی نمونه آب SP2. 64

شکل 4-26 میزان پرتوزائی cps4000 نمونه آب SP2. 65

شکل 4-27 محل برداشت نمونه آب SP2. 65

شکل 4-28 محل برداشت نمونه آب SP1. 65

شکل 4-29 نقاط برداشت شده از بخش توده آیرکان به انضمام مسیرهای پیمایش شده در نقشه زمین شناسی 1:100000 عروسان. 66

شکل 4-30 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 16. 67

شکل 4-31 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 17. 67

شکل 4-32 نمای دور محل نموداری برداری شماره 17. 68

شکل 4-33 نمای رخنمون گرانیت مشاهده شده در محل نموداری برداری شماره 18. 68

شکل 4-34 نمای نزدیک محل نموداری برداری شماره 19. 69

شکل 4-35 نمای دور محل نموداری برداری شماره 19. 69

عنوان صفحه

شکل 4-36 نمای دور محل نموداری برداری شماره 20. 69

شکل 5-1 محل نمونه‌های رسوب منطقه چشمه شتری بر روی نقشه 1:250000 جندق. 72

شکل 5-2 محل نمونه‌های سنگی گرانیت آیرکان بر روی نقشه 1:250000 جندق. 72

شکل 5-3 نقشه تغییرات عیار اورانیوم نمونه‌های رسوب برداشت شده در منطقه چشمه شتری. 75

شکل 5-4 توالی تکرار شونده رسوبات قرمز رنگ (گوئتیت‌دار) و تیره رنگ (نمونه‌های A-1 و A-3) 76

شکل 5-5 الگوی پراش اشعه X رسوب تیره رنگ (نمونه A-3) 77

شکل 5-6 الگوی پراش اشعه X رسوب قرمز رنگ (نمونه A-1) 77

شکل 5-7 الگوی بهنجار شده REE نسبت به کندریت.. 80

شکل 5-8 نمودارهای همبستگی اورانیوم با A) مولیبدن، B) روی و C) آهن. 81

شکل 5-9 دندوگرام آنالیز خوشه‌ای نمونه‌های رسوب منطقه چشمه شتری. 82

U (پاشل و نلت، 2007) 84

شکل 5-11 نمایی از ظرف مارینلی مورد استفاده 85

شکل 5-12 نمودار طیف گرفته شده از رسوب (A-1)، محور قائم نشان‌دهنده شمارش در هر انرژی است.. 85

شکل 6-1 موقعیت محل‌های نمونه برداری از گمانه‌های منطقه آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری بر روی نقشه 1:250000 جندق. 90

شکل 6-2 نمودار پای‌پر نمونه‌های آب گمانه‌های منطقه آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری. 93

شکل 6-3 نمودارهای همبستگی اورانیوم با A)تنگستن، B) بی‌کربنات.. 93

شکل 6-4 دندوگرام آنالیز خوشه‌ای نمونه‌های آب گمانه‌های منطقه آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری. 95

(سیمون و همکاران، 2003). 97

(آرتور و همکاران، 2006) 99

10×1.3U= (گمز و همکاران، 2006) 100

شکل 6-8 نقشه هم عیار اورانیوم 101

شکل 6-9 نقشه هم عیار توریوم 102

شکل 6-10 کمپلکس‌های توریوم در محیط‌های هیدروزئوشیمیایی دما پایین (لانگمویر، 1997) 103

شکل 6-11 نمودار اندیس‌های اشباع کانه‌های پیچبلند، اورانینیت، اورانوفان، کوفینیت و اسشوپیت.. 103

شکل 6-12 نمودار اندیس اشباع در مقابل Eh برای کانه‌های پیچبلند، اورانینیت، اورانوفان، کوفینیت
و اسشوپیت.. 110

عنوان صفحه

شکل 7-1 موقعیت کانسار‌های اورانیوم رسوبی در دنیا و در نواحی نواحی مجاور کشور 116

شکل 7-2 موقعیت کانسار‌های اورانیوم رسوبی در کشورهای اطراف.. 116

شکل 7-3 الگوی بهنجار شده REE نسبت به کندریت A) آنکلاو، دایک‌های آپلیتی و گرانیت‌های توده نفوذی آیرکان، B) رسوبات منطقه چشمه شتری. 118

شکل 7-4 الگوی بهنجار شده REE نسبت به کندریت A) گرانیت‌های توده نفوذی آیرکان، B) رسوبات منطقه چشمه شتری. 118

شکل 7-5 کانسار‌های اورانیوم نوع ماسه سنگی (دالکمپ، 2009) 118

شکل 7-6 مدل ساده شده انحلال، انتقال اورانیوم در آب‌های زیرزمینی منطقه چشمه شتری. 120

فهرست جدول‌ها

عنوان صفحه

جدول 1-4 معادن اورانیوم ایران و خصوصیات مربوط به هر معدن (سازمان همکاری اقتصادی و توسعه آژانس انرژی اتمی و آژانس بین المللی انرژی اتمی، 2010) 11

جدول 3-1 نشانه‌های سنگ‌های منطقه مورد مطالعه. 27

جدول 4-1 مشخصات نقاط پیمایش رادیومتری در منطقه چشمه شتری و گرانیت آیرکان. 50

جدول 5-1 مشخصات نمونه‌های ژئوشیمیایی و محل نمونه برداری. 71

جدول 5-2 نتایج تجزیه شیمیایی عناصر اصلی، عناصر فرعی، نادر و ردیاب نمونه‌های رسوب منطقه چشمه شتری (ppm) 73

جدول 5-3 نتایج تجزیه شیمیایی عناصر اصلی، عناصر فرعی، نادر و ردیاب نمونه‌های سنگی گرانیت آیرکان، آپوفیز گرانیت آیرکان و دگرگونی‌های کمپلکس جندق (ppm). 74

جدول 5-4 نتایج مطالعه XRD لایه‌های تیره و قرمز رنگ (نمونه‌های A-1 وA-3) 76

جدول 5-5 نتایج تجزیه شیمیایی عناصر خاکی نادر رسوبات منطقه چشمه شتری. 78

جدول 5-6 محاسبه ضرایب همبستگی عناصر مختلف نمونه‌های رسوب منطقه چشمه شتری. 80

جدول 6-1 مشخصات نمونه آب زیزمینی و محل نمونه برداری. 89

جدول 6-2 نتایج اندازه گیری‌های صحرایی نمونه‌های آب گمانه‌های حاشیه گرانیت آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری (Over: خارج از محدوده تشخیص) 90

جدول 6-3 نتایج تجزیه شیمیایی کاتیون‌ها و آنیون‌های اصلی نمونه‌های آب گمانه‌های حاشیه گرانیت آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری (mg/l)، (Ld: زیر حد تشخیص و ND: اندازه‌گیری نشده). 91

جدول 6-4 نتایج تجزیه شیمیایی عناصر اصلی، فلزلت سنگین، عناصر فرعی و نادر نمونه‌های آب گمانه‌های حاشیه آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری (تمامی عناصر µg/l به‌جز S، mg/l) 91

جدول 6-5 محاسبه ضرایب همبستگی میان پارامتر‌های شیمیایی مختلف اندازه‌گیری شده در نمونه‌های آب گمانه‌های منطقه ‌آیرکان و چشمه‌های منطقه چشمه شتری. 94

جدول 6-6 میزان اورانیوم محلول و اندیس‌های اشباع کانه‌های پیچبلند، اورانینیت، اورانوفان، کوفینیت و اسشوپیت.. 109

فصل اول

کلیات

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب