آشنايي با مراحل مختلف عمليات اکتشاف معدن

[.MohammadReza. 19850]

◄ مرحله شناسايي :

مرحله شناسايي كه بصورت عملياتي اكتشافي در زون هاي ساختاري ـ متالوژنيكي در محدوده ورقه هاي 100000: 1 صورت ميگيرد شامل اطلاعات زير است.

1. نقشه زمين شناسي 100000: 1

2. نقشه ژئوشيمي 100000: 1

3. اطلاعات ماهواره ها

4. اطلاعات ژئوفيزيك هوايي

5. اطلاعات زمين شناسي اقتصادي

در نهايت لايه هاي اطلاعاتي فوق در سيستم g.i.s تلفيق و مناطق اميد بخش جهت انجام عمليات اكتشافي مراحل بعدي پس از كنترل زميني تعيين خواهد گرديد.

[.MohammadReza. 19850]

◄ مرحله پي جوئي:

اين مرحله شامل انجام عمليات اكتشافي در مناطق اميد بخش است كه در مرحله شناسايي مشخص شده اند عمليات اكتشافي در اين مرحله در مقياس 20000: 1انجام خواهد گرفت و شامل موارد زير است: ( هر يك از موارد زير بر اساس نوع ماده معدني و گسترش آن قابل تغيير يا حذف مي باشد)

 

+ بررسي هاي زمين شناسي و اكتشافي

1ـ 1ـ‌تهيه نقشه زمين شناسي ـ معدني با مقياس 20000: 1 با استفاده از عكس هاي هوايي 20000 :1 و نقشه توپوگرافي به مقياس 20000: 1،

2 ـ 1 ـ نمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي فسيل شناسي ، مقطع صيقلي ، XRF ، تجزيه شيميايي به تعداد مورد نياز بر حسب ماده معدني و گسترش آن ،

3 ـ 1ـ حفر ترانشه و چاهك بر روي زون هاي كاني سازي و انجام نمونه گيري سيستماتيك از آنها همراه با برداشت زمين شناسي ،

4 ـ 1 ـ حفر يك يا دو گمانه اكتشافي در مناطق پتانسيل دار بر اساس اطلاعات ژئوفيزيكي و ژئوشيميايي در صورت لزوم.

 

+ بررسي هاي ژئوفيزيكي :

عمليات ژئوفيزيكي در صورت لزوم بر روي مناطق پتانسيل دار پروفيل هاي شناسايي صورت مي گيرد.

 

+ بررسي هاي ژئوشيميايي :

در اين مرحله بررسي هاي ژئوشيميايي در مناطق اميد بخش در مقياس 20000: 1به صورت زير انجام خواهد گرفت :

1 ـ 3 ـ تهيه شبكه نمونه برداري در محدوده مورد نظر در مقياس 20000: 1كه از هر يك كيلومتر مربع 5 تا 20 نمونه اخذ خواهد شد.

2ـ 3ـ نمونه گيري از رسوبات آبراهه اي و آناليز شيميايي آن ها براي حد اقل 10 عنصر پاراژنز به روشهاي مختلف ( روش آناليز نمونه ها بر اساس نوع نمونه ، تيپ كاني سازي و حد تشخيص و آزمايشگاه خواهد بود )

3 ـ 3 ـ نمونه گيري جهت مطالعات كاني سنگين كه معمولا به تعداد 10/1 نمونه هاي ژئوشيمي بوده و پس از مشخص شدن آنومالي ها در محدوده هاي آنومالي برداشت خواهد شد.

4 ـ 3 ـ نمونه گيري از سنگ بستر پروفيل در صورت لزوم ( رگه ها و آثار كاني سازي ، آلتراسيون )

5 ـ 3 ـ پردازش داده ها براي عناصر پاراژنز ، تهيه نقشه هاي آنومالي و ارزيابي آنومالي ها به منظور اولويت بندي اكتشافي و ارائه گزارش.

 

+ تلفيق داه ها ي زمين شناسي و اكتشافي ، ژئوشيميايي ، و ارائه گزارش پاياني :

در اين مرحله گسترش منطقه معدني (Target) تعيين و پتانسيل معدني كانسار روشن مي گردد.

[.MohammadReza. 19850]

◄ مرحله اكتشاف عمومي :

در اين مرحله عمليات اكتشافي بر روي مناطق معدني (targets) كه در مرحله پي جويي ادامه عمليات اكتشافي بر روي آن پيشنهاد شده به صورت زير انجام خواهد گرفت ( در اين مرحله مقياس عمليات اكتشافي 5000: 1و يا بزرگتر خواهد بود.) :

+ بررسي هاي زمين شناسي و معدني :

1 ـ 1ـ تهيه نقشه زمين شناسي و معدني 5000: 1با استفاده از عكس هاي هوايي 5000: 1 و در صورت امكان و ضرورت توپوگرافي 5000: 1كه به طريقه فتوگرامتري تهيه شده است ( عكس هاي هوايي 5000:1 از 4 برابر نمودن عكسهاي هوايي 20000: 1تهيه خواهد شد )

2 ـ 1ـ نمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي ، مقطع صيقلي، XRF و تجزيه شيميايي به تعداد مورد نياز بر حسب نوع ماده معدني

3ـ1ـ حفر ترانشه و چاهك و گمانه انجام نمونه گيري سيستماتيك در امتداد آنها و برداشت زمين شناسي آنها

4 ـ 1ـ تغيير و تفسير نتايج و ارائه گزارش

 

+ بررسي هاي ژئوفيزيكي :

انجام عمليات ژئوفيزيكي بر روي منطقه معدني زون كاني سازي جهت تعيين گسترش عمقي آن ( تعيين شبكه فاصله پروفيل ها و روش عمليات بر اساس نوع ماده معدني و گسترش زون كاني سازي خواهد بود. )

 

+ اكتشافات ژئوشيميايي:

در اين مرحله در منطقه معدني بررسيهاي ژئوشيميايي بر اساس نمونه گيري از سنگ ليتوژئوشيميايي يا پروفيل خاك به صورت زير انجام خواهد گرفت.

1ـ3ـ تعيين شبكه نمونه برداري به صورت پروفيل هاي موازي عمود بر گسترش طولي زون كاني سازي كه بر اساس نوع نمونه و روند كاني سازي مشخص مي گردد و معمولا به صورت 20*100 ، 40*100 و يا 50*50 خواهد بود. نمونه برداري از سنگ بصورت تكه اي و در هر ايستگاه بطور متوسط حدود يك كيلوگرم نمونه حدود 10 تكه بطوريكه فاصله نقاط نمونه برداري را بپوشاند ، در حاليكه نمونه گيري از خاك پس از انجام مطالعات توجيهي از زون مناسب پروفيل خاك صورت خواهد گرفت،

2ـ 3ـ آناليز شيميايي نمونه ها براي 8 تا 10 عنصر پاراژنز،

3ـ3ـ پردازش داده ها ،تهيه نقشه هاي آنومالي ژئوشيميايي ، تعبيرو تفسير نتايج و تلفيق داده ها ي زمين شناسي و ژئوفيزيكي ، تعيين محدوده كانسارو انتشار كاني سازي در دو بعد سطحي و يك بعد عمقي احتمالي.

 

+ حفر گمانه هاي اكتشافي :

اين مرحله پس از اتمام بررسي هاي زمين شناسي ـ اكتشافي ژئوشيميايي و عمليات ژئوفيزيكي صورت خواهد گرفت و شامل موارد زير است:

1ـ4ـ تلفيق داده هاي زمين شناسي و معدني ، ژئوشيميايي و ژئوفيزيكي و تعيين نقاط حفاري،

2ـ4ـ جاده سازي و ايجاد سكوي حفاري براي حفر يك يا چند گمانه آزمايشي،

3ـ4ـ حفر گمانه هاي اكتشافي بصورت محدود و برداشت و نمونه گيري از آنها.

 

+ آزمايشات فر آوري:

بردشت يك نمونه نماينده از زون كاني سازي و انجام آزمايشات تكنولوژي اوليه( در مقياس آزمايشگاهي ) بر روي آن.

 

+ تلفيق داده ها و ارائه گزارش پاياني :

تلفيق كليه داده ها ، تخمين شكل و عيار و ساختار ماده معدني ،‌، تعيين ذخيره تقريبي و سطح فرسايش كانسار و مشخص نمودن ادامه كار جهت اكتشافات مرحله بعدي.

[.MohammadReza. 19850]

◄ مرحله اكتشاف تفصيلي:

اين مرحله پس از اخذ نتيجه مطلوب از انجام مرحله اكتشاف عمومي و بر اساس برنامه پيشنهاد شده بر روي زون كاني سازي ( كانسار) در مقياس هاي 500: 1يا 1000: 1 يا 2000: 1 بر حسب نوع ماده معدني و گسترش زون كاني سازي انجام خواهد گرفت و شامل موارد زير است:‌

1ـ 4ـ تهيه نقشه زمين شناسي ـ توپوگرافي محدوده كانسار هاي 500: 1 يا 1000: 1 ، 2000: 1 متناسب با ايجاد و نوع ماده معدني و ويژگي هاي زمين شناسي ـ معدني آن،

2ـ4ـنمونه گيري جهت مطالعات پتروگرافي ، مقطع صيقلي، xrf و تجزيه شيميايي به تعداد مورد لزوم بر حسب نوع ماده معدني و گسترش آن ،

3ـ4ـ حفر ترانشه و چاهك و برداشت زمين شناسي و نمونه گيري از آنها،

4ـ4ـ عمليات ژئوفيزيكي در امتداد پروفيل هايي عمود بر گسترش طولي زون كاني سازي به فواصل مورد لزوم،

5ـ4ـ تعيين شبكه حفاري و حفر گمانه هاي اكتشافي بر روي مناطق آنومالي ژئوفيزيكي همراه با برداشت مغزه ها و نمونه گيري از آنها،

6ـ4ـ ارزيابي ژئوشيميايي بر اساس نمونه هاي اخذ شده از ترانشه ها و گمانه هاي اكتشافي به منظور تعيين روند زون كاني سازي و كشف ذخاير پنهان ،

7ـ4ـ برداشت يك يا دو نمونه نماينده از ساير كانسار و انجام آزمايشات تكنولوژي در مقياس نيمه تفصيلي بر روي آنها ،

8ـ4ـ تعيين شكل كانسار و عيار ميانگين و ذخيره قطعي كانسار،

9ـ4ـ انجام مطالعات فني ـ اقتصادي بر روي كانسار.

10ـ4ـ تلفيق كليه داده ها ، تعبير و تفسير نتايج و ارائه گزارش پاياني

[Alireza Hashemi 33392]

روش های اکتشاف:

حفر ، تجزیه و پیمایش

پیمایش زمین شناختی : پیمایش زمین شناختی صحرایی یک فرایند عینی و مبتنی بر مشاهده است که بر روی مغزه های حفاری ، تراشه های حفاری یا قطعات کنده شده صورت می گیرد . آلودگی نمونه و بازیابی کم آنها مشکلات عمده ای هستند که در این روش وجود دارند . مغزه های حفاری را پس آ خروج از گمانه باید به دقت در جعبه ی مغزه ای به طول 1.5 متر و دقیقا به همان ترتیبی که از گمانه خارج می شوند ، قراد داد . پس از آن مغزه را در راستای طولی به دو نیم تقسیم می کندد ، یک نیمه برای مطالعات زمین شناختی نگه داری می شود و نیمه ی دیگر جهت تجزیه مورد استفاده قرار می گیرد . برای یک زمین شناس ماهر ، یک چکش و یک ذره بین جهت تعیین مشخصات سنگ شناسی و براوردهای اولیه ی توزیع عیار کفایت می کند . نتایج دقیق تر ، مستلزم تجزیه های آزمایشگاهی و مطالعات میکروسکوپیک مقاطع نازک صیقلی است .

حفر و حفاری :

ارئه مدارک قطعی دال بر وجود یک کانسار ایجاب می کند نمونه هایی که معرف کل کانسار باشد ، جمع آوری و تجزیه گردند . نمونه ها بایستی جتمع ، قابل اعتماد ، واقعی و از انظر آماری معنی دار باشند . نمونه ها از طریق کندن (حفر ) یا حفاری ( گمانه زنی ) بدست می آیند . در صورتی که کانسار در سطح زمین یا در اعماق بسیار کم قرار گرفته باشد ، باز کننده ای از سطح به شکل کانال ، گودال یا ترانشه حفر می شود . برای کارهای بزرگ جهت حفر باز کننده از بولدوزر یا ماشین های مشابه و در صورت لزوم از آتشباری استفاده می شود . در صورتی که کانسار در اعماق متوسط یا زیاد واقع باشد ، نمونه ها از طریق حفاری گمانه ها از سطح یا حفر فضا های کوچک مقطع نظیر تونل یا چاه در داخل ماده معدنی به دست می آیند .

انتخاب مناسب ترین روش حفر یا حفاری به منظور نمونه بردری از یک کانسار از یک روند درست و منطقی تبعیت می کند . در جریان یک کار نمونه برداری با درجه اطمینان بالا ، نمونه برداری از طریق حفاری بسیار مناسب تر از حفریات است . مواردی که در نمونه برداری بایستی مد نظر قرار گیرند و توجه خاصی به آنها مبذول شود عبارتند از :

انحراف گمانه ، تغلیظ (گل حفاری ) ، شسته شدن ، آلودگی (اتفاقی ) نمکی شدن ( غیر عمدی ) ، ریزش گمانه و باز یابی کم ( از دست رفتی مغزه ) .

تجزیه نمونه ها :

نمونه های حاصل از حفاری و حفریات باید از جنبه کمی در آزمایشگاه تجزیه شوند ، در اصطلاح معدنکاری به این کار عیار سنجی می گویند . در برخی موارد لزوم تعیین مقدار کمی عناصری که به میزان بسیار اندک و ناچیز در نمونه وجود دارند ، ایجاب می کند که اندازه گیری ها در سطح 1ppb (یک بر میلیارد ) دقت داشته باشند (درنمونه های کانی و کانسنگ کم عیار دقت استاندارد در حد 1ppm است و در اینجاست که انتخاب روش تجزیه مناسب از اهمیت ویژه ای برخوردار است .

گمانه پیمایی:

گمانه ها علاوه بر بدست دادن مغزه ها یا تراشه ها ( نمونه های فیزیکی ) امکان دسترسی به اطلاعات اکتشافی مفید دیگری را نیز فراهم می آورند . در ابتدا ، از طریق بررسی های مهندسی و جهت یابی گمانه ، موقعیت ، شیب و میزان انحراف گمانه تعیین می شود که این کار امکان برقراری یک ارتباط و همبستگی بین اطلاعات زمین شناختی را میسر می سازد . این کار توسط کمپاس مغناطیسی ، ژیروسکوپ ، دوربین یا تلویزیون انجام می شود . معمولا گمانه پیمایی با استفاده از روش های ژئوفیزیکی انجام می گیرد. در این روش یک سوند ، که وسیله حساسی است ، به داخل گمانه فرستاده می شود و علائم و سیگنالها را از درون گمانه به یک دستگاه ثبات واقع در سطح زمین منتقل می کند .

به کلی پیمایش گمانه ها ، تکمیل کننده ی مغزه گیری است ، هزینه ها را کاهش می دهد ، از تعداد گمانه هایی که باید مغزه گیری شوند ، می کاهد و شکاف اطلاعات اکتشافی ناشی از عدم بازیابی مغزه ها و یا گمانه هایی که مغزه گیری نشده اند را پر می کنند . روش های متعدد ژئو فیزیکی به ویژه روشهای الکترومغناطیسی ، الکتریکی ، پرتو سنجی و ثقلی در پیمایش گمانه ها مودر استفاده قرار می گیرند .

[Mohammad Aref 120452]

هر عمليات اکتشاف(اکتشاف در معناي عام) از دو مرحله اساسي تشکيل شده است، که اين مراحل عبارتند از:

الف) پيجويي ب) اکتشاف

 

الف) پيجويي (کسب اطلاعلت مقدماتي)

اولين مرحله از مراحل اکتشاف مرحله پيجوي است که در صورت رضايت بخش بودن نتايج حاصل، آغاز عمر يک معدن خواهد بود.هدف اصلي پيجويي جستجو وتعيين محل يک آنومالي،يعني يک ناهنجاري زمين شناسي با مختصات يک کانسار کاني ميباشد.

اخذ تصميم در مورد نوع کاني و محلي که بايد در آن پيجويي صورت گيرد ،بخشي از برنامه کلي پيجويي و اکتشاف است و به عوامل گوناگوني از قبيل شرايط بازار، قيمت و ميزان عرضه و تقاضا ، کالاهاي جايگزين و قابل رقابت، توليد و رشد،شرايط جغرافيايي و زمين شناسي مستعد و جو سياسي و تجاري مناسب بستگي دارد.

 

از آنجا که اغلب کانسارها امروزه در سطح زمين و در معرض ديد نيستند روشهاي جستجوي مستقيم بايستي با روشهاي غير مستقيم تکميل شوند.

روشهاي مستقيم مانند آزمايشات فيزيکي و مشاهده اي، مطالعات زمين شناسي ونقشه برداري، نمونه برداري در پيجويي کانسارهاي غير فلزي و زغالسنگ که اغلب داراي رخنمون هستند يا در زير روباره هاي کم عمق واقعند، موفق ميباشند ولي براي کانسارهاي فلزي بکار گيري روشهاي غيرمستقيم مانند روشهاي ژئوفيزيکي،ژئوشيميايي و گياه شناسي زمين تقريبا هميشه اجتناب ناپذير است.

 

الف-1) پيجويي زمين شناسي:

پيجويي زمين شناسي، بکار گيري علم پيدايش و تشکيل کانسار کاني،نقشه برداري ساختمانيو تجزيه و تحليلهاي کاني شناسي و سنگ شناسي در کشف، تشخيص و ارزيابي پيگردهاي کاني است.

کاربرد زمين شناسي براي جستجوي کاني شامل بررسي ويژگيهاي زايشي منطقه هدف، جمع آوري داده هاي بدست آمده در جريان هر يک از مراحل پيجويي و اکتشاف( نقشه برداري، مطالعات دگر ساني و زون بندي،پيمايش گمانه ها و مغزه ها،...) تفسير داده هاي زمين شناسي جمع آوري شده، يکپارچه و هم سنخ کردن کليه اطلاعات ديگر جهت هدايت جستجوي کانسار و ارزيابي آن ميباشد.

 

الف-2) پيجويي ژئوفيزيکي و ژئوشيميايي:

 

پيجويي ژئوفيزيکي :

در ميان روشهاي پيجوي غير مستقيم روش يا روشهاي ژئوفيزيکي در راس قرار دارند.

در پيجوييهاي ژئوفيزيکي، تغييراتي را در شرايط زمين شناسي که ممکن است ناشي از وجود کانسارهاي کاني اقتصادي باشد، از فاصله اي مشخص کشف مي کنند. با استفاده از ابزارهاي بسيار حساس تغييرات خواص فيزيکي زمين ( ناهنجاريها ) انداره گيري مي شوند. اين ناهنجاريها ميتواند ناشي از وجود يک کانسار کانسنگ باشند يا نباشند ، ولي تشخيص اين امر پيچيده و مشکل است.

دامنه نفوذ روشهاي ژئوفيزيکي هوابرد تقريبا نامحدود است ولي نفوذ آنها در زمين بندرت از 90 متر فراتر مي رود.

کاربرد ژئوفيزيک جهت پيجويي و اکتشاف در آغاز در صنايع نفت و گاز طبيعي شروع شد و بيشترين ميزان موفقيت را تا کنون در اين زمينه کسب کرده است. از طريق ژئوفيزيک همچنين ميتوان اطلاعات با ارزشي براي تهيه ي نقشه هاي زمين شناسي،که موقعيت فضايي کانسار (عمق، شکل،...) يا شکلهاي زمين ساختي(چينها،گسلها،...) را بيان ميکند، بدست آورد.

هر روش جهت اندازه گيري خاصيت يا مشخصه خاصي است که براي کانيهاي مختلف متفاوت است در نتيجه ميتوان گفت براي هر کاني يا کانسار خاص از روشهاي ژئوفيزيکي خاصي ميتوان استفاده کرد. اين روشها عبارتنداز:

 

روش گراني، مغناطيسي، لرزه اي،الکتريکي، الکترومغناطيسي ، مقاومت ويژه ، قطبش القايي ، رايواکتويته،...

هر يک از اين بطور مفصل در درس ژئوفيزيک اکتشافي بررسي ميشوند.

 

پيجويي ژئوشيميايي :

ژئوشيمي در مقايسه با ژئوفيزيک جديدتر است. پيجويي ژئوشيميايي تغييرات جزئي را که ناشي ار وجود ماده معدني(معمولا فلزي ) در نزديکي محل پيجويي است گشف ميکند، اين تغييرات در ترکيب شيميايي نمونه هاي گرفته شده از آب ، هوا ،خاک و گياهان اندازه گيري ميشود. بايد دانست که کشف اوليه ماده معدني با استفاده از روش ژئوشيمي فقط مقدمه و نقطه شروعي براي کشف مستقيم از طريق پيجويي زمين شناسي و يا پيجويي ژئوفيزيکي خواهد بود.

ژئوشيمي اغلب در جاهاييکه زمين شناسي و ژئوفيزيک نسبتا کارايي نداشته باشند، کاراتر است. بطور کلي ژئوشيمي براي يافتن زغالسنگ، کانيهاي غير فلزي، بوکسيت، سنگهاي قيمتي يا کانسنگهاي آهن، منگنز ، کروميت و تيتان مورد استفاده قرار نميگيرند.

 

دانشجويان مهندسي اکتشاف معدن با اين درس بطور تخصصي آشنا خواهند شد.

 

ب) اکتشاف:

اگر هدف پيجويي تعيين محل ناهنجاريهاي مربوط به کانسار کاني باشد، هدف اکتشاف تعيين حدود وارزيابي آنهاست.در اکتشاف، شکل هندسي، گستره و ارزش يک کانسار را با استفاده از تکنيک هايي مشابه پيجويي ولي با دقتي بيشتر تعيين مي کند .در اکتشاف به عنوان مرحله ي دوم در عمر يک معدن ، فرايند جستجو در جريان و از طريق فازهاي تاکتيکي ارزيابي و بررسي تفضيلي ادامه مي يابد .

تفاوتهاي بارزي ميان پيجويي و اکتشاف وجود دارد که عبارتند از :

محل (عمليات ) : در مرحله ي اکتشاف منطقه ي مورد بررسي از نظر وسعت کاهش مي يابد و مطلوبيت افزايش پيدا مي کند ، محل عمليات ازهوا به سطح زمين و زير زمين منطقل مي گردد . ژئوفيزيک سطحي جايگزين ژئوفيزيک هوابردي مي شود ، کارهاي زمين شناسي به نحو فزاينده اي به زير سطح زمين سوق داده شده و تکنيک هاي اکتشافي زير سطحي بيشتر به کار گرفته مي شوند .

نمونه هاي فيزيکي : روشهاي مستقيم که شواهد فيزيکي عيني ارئه مي نمايند ، جاي خود را به روشهاي غير مستقيم اکتشافي مي دهند . از آنجا که امروزه بيشتر مواد معدني در دل زمين پنهان هستند ، براي به دست آوردن نمونه هاي واقعي از کاني بايستي روشهاي حفر زير زميني به کار گرفته شوند . معمول ترين اين روشها که امروزه مورد استفاده قرار مي گيرند ، حفاري است .

اطلاعات (داده ها) : به منظور کاهش ريسک در جريان مرحله اکتشاف ، اطلاعات اساسي بيشتري درمورد کانسار هدف ، مورد نياز مي باشد .

به طور کلي مراحل پيشرفت در اکتشافات عبارتند از : 1) نواحي مطلوب تعيين شده به روش پيجويي از طريق تکنيک هاي اکتشافي به طور کامل مشخص مي شوند . 2) نمونه برداري هم به صورت بخشي و هم در کل منطقه ي مشخص شده در مرحله ي قبل و به بياني کانسار کاني صورت مي پذيرد و نمونه ها تجزيه مي شود . 3) اطلاعات حاصل از نمونه ها جهت انجام براورد تناژ و عيار به کار گرفته مي شوند و با استفاده از تناژ و عيار براورد شده مي توان درآمد حاصل را محاسبه کرد و مقدمات لازم براي انجام مطالعات امکان سنجي معدنکاري را فراهم نمود

 

منبع: معدن ها