کانی شناسی و سنگ شناسی دولومیت
جانشيني آهن دردولوميتها فراوان است ودولوميت آهن دارباچند درصد مول تشكيل مي شود، كه ممكن است آنكريت همراه داشته باشد جانشيني كانيهاي كربنات كلسيم توسط دولوميت وته نشينی سيمان دولوميتي ممكن است بلافاصله بعد ازاينكه رسوبات ته نشين شدند، يعني همزمان با رسوبگذاري ودرطي دياژنزاوليه (قبلاً دولوميتي شد ن سين ژنتيك ناميده مي شد) يا مدتي طولاني بعد ازرسوبگذاري (معمولاً بعد ازسيماني شدن ، ودرطي دفن) انجام گيرد(دولوميتي شدن اپي ژنتيك) خيلي اوقات واژه اوليه براي دولوميتي بكارمي رود كه برته نشست مستقيم ازآب دريا يا درياچه دلالت دارد درحقيقت اكثردولوميت ها توسط جانشيني دركاني هاي كربناته اي كه قبلاً تشكيل شده اند به وجود مي آيند ، هرچند سيمان هاي دولوميتي نيزفراون است.كلمه دولوميت هم براي نمونه كاني وهم براي نمونه سنگ وواژه دولستون براي نمونه سنگ بكاربرده مي شود .
سنگهاي كربناته براساس مقداردولوميت بصورت زيرتقسيم مي شوند:
سنگ آهک دولوميتي :10 تا 50% دولوميت
دولوميت كلسيتي: 50 تا 90% دولوميت
دولوميت (دولستون) : 90تا 100% دولوميت
پراكندگي دولوميت ها درادوار زمين شناسي يكسان نيست واغلب گفته شده است كه با بازگشت زمان به عقب فراواني دولوميت افزايش مي يابد به نظرمي رسد ، دولوميت ها درپركامبرين فراوان ترازسنگهاي آهكي باشند واين موضوع منجربه اين پيشنهاد شده است كه آب دريا تركيب متفاوتي داشته است به طوريكه دولوميت مي توانسته است مستقيما ته نشين شود ، يا مي توانسته خيلي به سادگي جانشين شود،عقايد ديگراين است كه محيط هاي دولوميتي شدن درسرتاسرجغرافياي قديم وآب وهواي قديم مختلف متداول تربوده است ، يا اينكه براحتي دراثرگذشت زمان ، سنگهاي آهكي زمان زيادي داشته اند تا دولوميتي شوند.زمين شناسي دولوميت:دولوميت يكي از سنگهاي كربناتي است كه از رسوبات عادي دريايي بشمار ميرود. براي مثال در بيشتر نقاط جهان در ترياس دولوميت ها نمود بارزي دارند. بخش اعظم دولوميت ها در شرايط بيروني از طريق رسوب از آب دريا در شرايط آب و هواي گرم و خشك و در وضعيتي كه آب دريا حاوي نمك فراوان و هوا حاوي مقدار زيادي دياكسيدكربن باشد، بوجود ميآيد. دولوميتهاي دياژنتيكي در نتيجه جايگزيني متاسوماتيك كلسيت با دولوميت در جريان دياژنز تشكيل ميشوند. دولوميتهاي مناسب صنعت در مجموعههاي كربناتي پلاتفرمي، نواحي چين خورده و فرورفتگيهاي بين كوهها يافت ميشوند. بزرگترين ذخيره دولوميت ايران متعلق به دولوميت هاي همدان است كه دولوميت در آن با ضخامت زياد بر روي آهك منطقه قرار گرفته و به صورت گسله در مجاورت تشكيلات جوانتر واقع شده است كه عامل بوجود آمدن آن قرارگيري اين منطقه در زون سنندج سيرجان است كه يکي از فعالترين زونها از نظر تاثير فازهاي تكتونيكي و ايجاد درزه و شكاف و شكستگيهاميباشد.کانی های دولومیت:
منشاء دولوميت ومدل هاي دولوميتي شدن:هنوزمناظره ومباحثه زيادي درمورد منشا دولوميت به ويژه درارتباط با دولوميتي شدن فراگيرنده پلا تفرم هاي كربناته ،وجود دارد.يكي ازمشكلات دولوميت ساخت آن درآزمايشگاه تحت شرايط دياژنيكي – رسوبي بااستفاده ازآبهاي طبيعي است. بنابراين بررسي فاكتورهاي شيميائي كنترل كننده دررسوبگذاري دولوميت مشكل مي باشد آب دريا نسبت به دولوميت فوق اشباع است وليكن بخاطرداشتن ساختمان خيلي منظم به نظرمي رسدتوسط فاكتورهاي مختلف جنبشي از رسوبگذاري مستقيم دولوميت جلوگيري به عمل مي آيد(قدرت يوني بالاي آب دريا ،هيدراسيون واكتيويته كم) بطوريكه آراگونيت وكلسيت با منيزيم بالا، با ساختمان ساده ترشان بجاي آن ته نشست مي كنند. بررسي اصلي دردولوميتي شدن دريك سنگ آهك ،تعيين منشا Mg+2ومكانيزمي است كه سيالات تشكيل دولوميت راازداخل سنگ ها عبورمي دهد.
درحال حاضردولوميت ها دررسوبات بين جذرومدي- بالاي جذرومدي باهاما ،فلوريدا و سواحل شيخ نشين خليج فارس ته نشين مي شوند.خصوصيات و كاربرد:
اولين استفاده از كلمه سنگ آهك به معني تحت الفظي آن به سنگي اطلاق گرديده كه توليد آهك از آن ميسر بوده است ، لذا ريشه در صنايع اقتصادي كاني ها داشته است. ولي از نظر زمان شناسي مدرن سنگ آهك به گروه وسيعي از سنگ ها اطلاق مي شوند كه برخي از آنها داراي ارزش هاي مختلفي براي توليد آهك مي باشند. سنگ آهك شامل همه سنگ هاي رسوبي مي گردد كه داراي بيشتر از 50 درصد كاني كلسيت و دولوميت بوده و كاني كلسيت ماده ي اصلی و دولوميت مينرال فرعي در آنها مي باشد . ولي روي هم رفته مجموع كربنات هاي اغلب سنگ آهك هاي تجارتي 90 درصد پايين تر مي باشد .سنگ آهك دولوميتي :
به سنگ آهك هاي با بيشتر از 10 درصد كاني دولوميت گفته مي شود.سنگ آهك منيزيم دار :به سنگ آهك هايي با 5 تا 10 درصد كاني دولوميت اطلاق مي شود. سنگ آهكي كه در صنعت بيشتر مورد استفاده قرار مي گيرد. بايد براي درصد بسيار بالايي يعني 95 درصد يا بيشتر از كاني كلسيت باشد.محتوي كربنات كلسيم همان طور كه ذكر شد تنها محدوديت مصرف براي سنگ آهك مي باشد و هيچ محدوديت ديگر از نظر منشأ يا عوامل ديگر وجود ندارد اين سنگ ممكن است آواري ،شيميايي ، بيوژنتيك (ارگانيكي) ، متراكم تا بلورهاي درشت بوده و تقريباً در تمام رنگ ها با بافت االيتي ،كراس بدينگ ، حفره دار، و از نظر مواد ديگر چرتي ،ماسه اي ، سيلتي ، رس دار، شيلي دار، با فسيل و بدون فسيل در موارد متعدد مصرف شود و در مراجعه به يك سنگ آهك بهتر است دو تا سه صفت مهم آن ذكر شود.دولوميت:
به سنگ رسوبي اطلاق مي شود كه محتوي بيشتر از 50 درصد كاني كلسيت و دولوميت بود كاني دولوميت آن بيشتر از كلسيت باشد . البته تقسيم بندي هاي فرعي با درصد هاي مختلف بين اين دو نيز وجود دارد :
دولوميت كلسيتي (Calcitic dolomite):
به دولوميت با 10 درصد يا بيشتر كاني كلسيت گفته مي شود .
دولوميت با خلوص بالابه يك سنگ دولوميتي با ارزش از نظر تجارتي اطلاق مي شود كه مجموع كربنات ها ي آن بالاتر از 97 درصد بوده ولي كاني كلسيت آن فقط 3 تا 4 درصد مي باشد.
اكثريت دولوميت ها نتيجه ي تبلور مجدد سنگ آهك بوده و احتمالاًصفات بعدی مانند لايه بندي قطعات چرت در آن حاصل و عده اي از صفات فرعي مانند اجزاء صدفي، فسيل ها ، االيت ها و غيره در آن ممكن است از بين بروند. در نتيجه دولوميت معمولاً يكنواختي بيشتري از آهك ها را از نظر سنگ شناسي نشان مي دهند و روي هم رفته دولوميت ها از دانه بندي يكنواخت تر و بلورهاي درشت تري برخوردارند. عده اي از دولوميت هاي توأم با لايه هاي يك در ميان رسوبات تبخيري تصور مي شوند كه نتيجه ي مستقيم رسوب شيميايي باشند. در دولوميت ها معمولاً رنگ روشن تر ، متراكم تر و كلاً لايه بندي شده و از نظر سنگ شناسي يكنواخت مي باشند . سنگ آهك متبلور را(Crystalline lime stone) مناسب براي صيقل دادن به عنوان سنگ نما و بناي ساختمان ها در تجارت اصولاً مرمر ناميده مي شوند (در ايران اين سنگ به سنگ چيني معروف است) ولي بيشتر از كلمه ي Orthomarble براي سنگ آهك متبلور نيز استفاده مي شود تا از مرمر واقعي با منشأ متامورفيكي متمايز گردد.
موارد استفاده:
دولوميت و سنگ آهك در موارد زير بطور مشترك مصرف مي گردند:
1- به عنوان سنگ خرد شده (Crushed Stone): براي اجزاء سيمان، سنگ زير سازي جاده و راه آهن، تونل هاي تخلية فاضلاب و به صورت ريزتري در مرغداريها، سفيد كاري، شن و قلوة خرد شده و به صورت گرد در معادن زغال و غيره
2- به عنوان كمك ذوب: در ذوب و تصفية آهن و ساير فلزات در كارخانه هاي فلوتاسيون.
3- به عنوان Sal Conditioner: در خاك هاي كشاورزي جهت خنثي كردن اسيديتةخاك و بهبود رشد گياهان، در اين صورت آنرا آهك كشاورزي يا اصطلاحاً آگلايم (aglime) مي نامند و در حقيقت اين ماده آهك نبوده بلكه گرد سنگ آهک مي باشد.
4- به عنوان منبع تهية آهك: و يك باز شيميايي با انواع مصارف مهم صنعتي.
5- به عنوان يك ماده شيميايي خام در ساختن شيشه، خنثي كردن اسيدها 6- به عنوان سنگ ساختماني.
خصوصيات فيزيكي:
براي مصرف شدن بصورت قطعات و يا مواد فيزيكي ديگر سنگ آهك يا دولوميت بايد يكنواخت، غير متخلخل، بدون چرت و مواد ارگانيكي و پيريت باشد.علاوه بر دارا بودن كلية صفات لازم براي يك ساختماني خوب مانند رنگ يكنواخت به خاطر تأثير آن در انتخاب انواع مصارف، بافت يكنواخت از نظر دانه بندي و غيره سنگ آهک يا دولوميت بايد فاقد سولفات آهن (به خاطر احتمال اكسيداسيون و ايجاد زنگ زدگي) و كوارتز و چرت (به خاطر سخت كردن كار با سنگ) بوده و تخلخل آن از نظرارزش تجارتي نبايد بيشتر از10 درصد باشد.
خصوصيات شيميايي:1- به عنوان مادة خام سيمان:يكي از مهمترين شرط هاي لازم و ضروري براي سنگ آهك مورد مصرف سيمان محدوديت منيزيم است سنگ آهك مزبور نبايستي بيشتر از 3 درصد منيزيم (حدود 5 درصد mgco3) داشته باشد. لذا اين محدوديت دولوميت و سنگ آهك دولوميتي را از خانوادة سنگ هاي مناسب سيمان جدا نموده و همچنين حد بسيار مشخصي را براي سنگ هاي مناسب معين مي نمايد.
لذا سنگ هاي آهكي مورد استخراج براي سیمان نبايد با تغييرات جانبي يا عمودي به فازدولوميت تبديل شوند. حداكثرمنيزيم قابل قبول درمحصول آماده شده 5 درصد وقليائي (هيدوكسيد ، سديم وپتاسيم) معمولاً 5/1 درصد مي باشد ولي اگرسيمان با اجزاء حساس مصرف گردد بايد اين نسبت درحدود 6% درصد ثابت نگه داشته شود.2- به عنوان سنگ كمك ذوب: مصرف دولوميت به عنوان كمك ذوب به دلايل ذيل كمترازآهك بوده وچه ازنظرمفيد بودن آنها مصرف آهك بردولوميت ترجيح داده مي شود:
درصورت مصرف دولوميت درجه حرارت بيشتري دركوره لازم خواهد گرديد.
دولوميت ازنظركمك به جريان ذوب وتصفيه ناخالصي ها به خاطروجود مواد غيرازكلسيم راندمان كمتري دارد.
منيزيم داخل دولوميت سبب كاهش روانيت سرباره هاي توليد شده مي گردد.
بهرحال هركوره اي كه بنا مي شود براي مصرف يكي ازدوسنگ دولوميتي يا آهكي بايد درنظرگرفته شود ونمي توان به طورمتغيريا يك درميان ازآنها استفاده نمود.3-به عنوان منبع آهك:خصوصيات سنگ آهك ودولوميت ازنظرتوليد آهك قرن ها پيش ساخته شده است اين سنگ ها تحت تاثيرحرارت توليد دي اكسيد كربن وآهك مي كنند..4به عنوان بازهاي شيميايي:طبيعت بازي كربنات ها درسنگ آهك ودولوميت ازنقطه نظرشيميايي وتجزيه نسبتاً آسان اين دو ، آنها را به مواد باارزش درخيلي ازعمليات شيميائي تبديل نموده اند . البته مصرف سنگ آهك با درصد كلسيم بالا دراين موارد ترجيح داده مي شود زيرا درخيلي ازموارد مصارف متالوژي (كمك ذوب) ، توليد بيكربنات سديم (sodaash CaHco3 ) كربوكلسيم () ودرصنايع شيشه سازي وكاغذسازي قابل مصرف به جاي آهك مي باشد.
.5به عنوان ماده اوليه درلعاب:كربنات سديم ومنيزيم يكي ازماده هاي اوليه لعاب مي باشد كه به منظورتامين CaوMg مورد نيازدرلعاب ازكربنات كلسيم ته نشيني ويا دولوميت استفاده مي شود. اين مواد موجب تيرگي لعاب مي شوند ودرلعاب هاي ارزان قيمت به كارمي روند..6به عنوان ديرگداز:خصوصيات اختصاصي دولوميت:
علاوه برمصارف با ارزش مشترك باسنگ آهك ، دولوميت با داشتن خصوصياتي منحصربه خود مصارف مخصوصي نيزدارد.دولوميت يا سنگ آهك دولومتي رادركوره هاي مخصوصي در 1500c حرارت مي سوزانند اين عمل سبب حذف چند درصدي دي اكسيد كربن() مي شود كه ممكن است درآهك معمولي باقي بماند محصول حاصل كه كمي سيلیسي است به نام dead burned dolomite ناميده مي شود.
استخراج وآماده سازي:
سنگ آهك ودولوميت براي تمام مصارف جزسنگ ساختماني به طريقه هاي استاندارد نوع پله اي يا ازسواحل استخراج مي گردند. ابتدا ناخالصي هاي سطح آن برداشته شده وبعد ازحفاري وانفجاردرآن بارگيري شده وبه سنگ شكن هاحمل مي گردد.به خاطروزن زياد وحجيم بودن آهك ودولوميت ديواره هاي آن دراستخراج بسياربلندترازتمام مواد غيرفلزي بجزشن وماسه مي باشد معمولاً تمركزدرتعداد محدودي كارگاه استخراجي ولي با وسعت زياد ومجهزبه ماشين آلات سنگين ازنظرهزينه با صرفه ترخواهد بودبراي .....
مصارف ساختماني سطح سنگ آهك ودولوميت بايد باطله برداري گرديده وتوسط انفجارهاي بسيارخفيفي شل گردند يا با حفركانالهايي سنگ را بصورت بلوك هاي بزرگ وكوچكي بودن انفجار استخراج كرد وباماشين هاي مخصوصي نيزقطعات بزرگ به ابعداد 4 فوت عرض وضخامت 8 الي 12 وطول تا 60 فوت ازطرفين بريده شده وسپس توسط كوه محل بريدگي رابزرگتروبالاخره مي توان قطعه سنگ راصاف جدانموده وبه زمين انداخت وبعداً توسط حفاري درآن يا روش هاي ديگربه اندازه هاي مختلف تقسيم نمود.
از بزرگترین معادن دولومیت ایران می توان به دولومیت تواندشت اوچستان شرقی،دولومیت احمد آبادو... اشاره کرد.
با سلام ، کارشناس کسب اطلاع از گل حفاری هستم، هدف از ثبت این وبلاگ جمع آوری اطلاعات و مقالات در مورد نمودارگیری از گل حفاری که نتیجه تلاش و کوشش کلیه مهندسین این اداره می باشد است، امیدوارم مطالب این وبلاگ، در یادگیری و اهمیت کار نمودارگیری سطحی مفید باشد.