تحقیق مقاله معدن سرب نخلبک

چکیده

معدن سرب نخلک یکی از قدیمی ترین معادن ایران می باشد . تجهیزاتی که در معدن مورد استفاده قرار می گیرند همگی از نوع ابتدایی بوده و کار با آنها بسیار مشکل می باشد . معدن سرب نخلک از دو قست عمده زیرزمینی و کارخانه تغلیظ تشکیل شده است . در معدن زیرزمینی طی چند سال اخیر ، اخراج رگه های با صرفه مد نظر بوده و راه اندازی و احداث طبقات دیگر معدن از دستور کار حذف شده اند.

بخش زیرزمینی از 6 حلقه چاه تشکیل شده است . چاه شماره 6 برای تهویه ، چاه شماره 5 برای اسکیپ و انتقال مود و چاه شماره 4 جهت آسانسور و رفت و آمد افراد تعبیه شده اند در طبقه 50- متری استخراج به روش انباره ای و در سایر طبقات به روش پر شونده استخراج می شود . در طبقه 200- متری چاه فرعی به عمق 40 متر جهت آبکشی حفر شده است . آب توسط دو پمپ کف کش به طبقه 200- متری و از آنجا توسط 2 پمپ سانتریفوژ به سطح زمین منتقل می شود که آب کارخانه تغلیظ از این راه به دست می آید.

تهویه معدن طبیعی ، آتشباری بوسیله دینامیت و چالزنی با دستگاه پرفراتور انجام می شود . ترابری در کارگاه استخراج بوسیله فرغون و بیل و در تونل های باربری اصلی توسط واگن انجام می شود . کارخانه تغلیظ در نزدیکی معدن قرار دارد . محصول شامل دو قسمت است . محصول جیک با عیار 54 % و محصول فلوتاسیون با عیار 65 % است که در پایان با هم مخلوط شده و به عنوان کنسانتره با عیار حدود 60 % انبار می شود .

مقدمه

حمد و سپاس پروردگاری را سزد که ستایشگران ، وصف کمالش نتوانند و مردمان در شمارش نعماتش در نقصانند . پروردگاری که مرغ دور پرواز «اندیشه» را نیروی پر گشودن به قاف «قربتش» نیست . نه افق کرانه ناپیدای شناخت صفاتش را انجامی است ؛ و نه توصیف ذات پاکش را فرجامی . و درود بیکران بر رسول رحمت ، حبیب امجد ، که قفل بسته دلهای آدمیان را به مفتاح «محبت» گشود ؛ و طریق هدایت و سلامت را بر گم شدگان دریای ضلالت و گمراهی نمود .

و سلام بی پایان بر ولی و حجت خدا ، علی مرتضی و اولاد اطهر او ، که گم شدگان ظلمات خود پرستی تنها به «مصباح» هدایت ایشان ره می جویند و غرق شدگان دریای معاصی و طغیان تنها بر «سفینه» ایشان نجات می یابند .

و اما بعد ،

آنچه پیش رو دارید ، گزیده ای ز مشاهداتم در معدن سرب نخلک می باشد . هدف از نوشتن این مطالب ، درج کلیه مشاهدات ، دیده ها ، شنیده ها و تجربیات در مورد معدن سرب نخلک می باشد

قبل از ارائه مطالب بطور مفصل ، از زحمات خالصانه همه پرسنل معدن که بی شک آموخته هایم را در این دوره به ایشان مدیونم تشکر می کنم . و توفیق روز افزون ایشان را از خداوند سبحان آرزومندم .

فصل اول:

اکتشاف و زمین شناسی

1-1 تاریخچه و موقعیت جغرافیایی

معدن سرب نخلک در فاصله 120 کیلومتری شمال شرقی نائین و 50 کیلومتری شمال شرقی انارک در حاشیه کویر مرکزی ایران واقع شده است . در بخش شرقی یک رشته کوه منفرد و با طول و عرض جغرافیایی'50 ،053 و '34 ،033 قرار دارد . آب و هوای منطقه گرم و خشک می باشد که درجه حرارت در تابستان در سایه به 048 و در زمستان گاهی تا014-می رسد . بلندترین قله آن بنام کوه قلعه بزرگ حدود 1440 متر از سطح دریا ارتفاع دارد . لیکن عملیات استخراج عمدتاً در بخش شمال شرقی معدن در ارتفاع حدود 1000 متر از سطح زمین تا 815 متر طبقه 240- متری صورت می گیرد . معدن با شهرستان نائین بوسیله یک جاده آسفالته ارتباط دارد . بر طبق نظریه کارشناسان قدیمی و جدید ، معدن سرب نخلک از 2000 سال قبل مورد بهره برداری قرار گرفته و این موضوع با کشف ابزار آلات ابتدایی سنگی و آهنی در کارگاههای قدیمی تایید می شود . تعداد این کارگاههای قدیمی حدود 300 عدد می باشد که این تعداد زیاد ، نشان دهنده شدت عملیات استخراجی در گذشته می باشد . کارهای سطحی قدیمی به عنوان یک قاعده دارای شکل شیار مانندی هستند و معمولاً در امتداد قسمت های پر عیار رگه ها کنده شده اند ، در حالیکه رگه های کم عیار و کانه های پراکنده در دیوارها و ستون ها به صورت دست نخورده باقی مانده اند شدت استخراج در نواحی جنوبی چاه شماره 1 که قسمت های   پر عیار مواد معدنی بر اثر فرسایش عریان شده ، بیشترین حد را داشته است . در حال حاضر در معدن نخلک 6 حلقه چاه موجود می باشد . تعداد زیادی کارهای قدیمی در فاصله چاههای شماره 1 تا 5 و نیز نواحی شمال غربی چاه 5 وجود دارد . چاه شماره 4 مخصوص آسانسور و رفت و آمد افراد ، چاه شماره 5 جهت اسکیپ و چاه شماره 6 جهت تهویه تعبیه شده اند . تقریباً تمام مواد معدنی پر عیار در این ناحیه از سطح خورده شده و تعدادی از کازگاهها به شکل سینوس و یا عرض کم تا طبقه 125- متری نیز ادامه یافته است . بر طبق اطلاعات موجود کانی سازی تا عمق قابل توجهی گسترش یافته است . در مناطق جنوبی تعداد کارگاههای قدیمی کم است . تعدادی از رگه ها در تپه های کم ارتفاع شمالی در ناحیه کلاه نمدی وجود داشته که استخراج شده است . در دهه های گذشته کانسار از طریق چاه ها و تونل ها شدیداً مورد استخراج قرار گرفته است . تا سال 1332 معدن در اختیار شرکت خصوصی مولد بوده است ولی هیچگونه اطلاعات زمین شناسی در مورد کانسار در دوره مذکور در دست نمی باشد . قبل از دولتی شدن معدن ، احتمالاً رگه های موجود در بین چاه های یک و سه بیشتر بوده که توسط بخش خصوصی استخراج شده است .

بر اساس مطالعات بنه[1] در سال 1929 در معدن سرب نخلک ، حدود 53 سال قبل بهره برداری مشاهده شده است که البته با در نظر گرفتن امکانات و وضعیت آن زمان که تا سال 1332 ادامه داشته است ، از آن پس شرکت سرب نخلک به شرکت سهامی کل معادن ایران واگذار گردیده است که از آن تاریخ تاکنون مراحل کارهاهی استخراج و ذوب به شرح زیر می باشد :

از سال 1332 تا پایان سال 1349 مراحل ا کتشاف و استخراج رگه های معدنی همراه با ذوب سرب بوسیله سه کوره ذوب سنتی در معدن نخلک ادامه داشته است و کارهای استخراجی عمدتاً در افق های معدنی در طبقه 125- و 137- متری و کمی هم در طبقات 137- متری و کمی هم در طبقات سطحی صورت گرفته است . از سال 1349 به علت عدم رعایت اصول ایمنی در کوره های ذوب سرب که باعث آلودگی هوای منطقه ، خصوصاً هوای معدن شده ، همچنین مصرف بی رویه چوبهای جنگلی جهت گرم کردن کوره ها که خود در این منطقه کویری باعث نابودی درختان شده است ، همچنین مقرون به صرفه نبودن عمل ذوب در کوره های سنتی ، ادامه کار در کوره های مذکور متوقف گردید . در حال حاضر معدن سرب نخلک با تعداد 239 نفر کارگر و کارمند ، سالیانه در حدود 2000 تن سنگ معدن با عیار متوسط 7 % و نقره حدود 80 گرم در تن استخراج و به کارخانهه تغلیظ فصلی حل می شود . در کارخانه تغلیظ مرحله پر عیار کردن انجام می شود و محصول بدست آمده در حال حاضر سالیانه حدود 1200 تن کنسانتره سرب با عیار 64-62 درصد سرب و حدود 65 گرم نقره در تن می باشد .

صادرات محصول کنسانتره از معدن به کشور روسیه انجام می گیرد . خاطر نشان می شود که سرب به علت رادیو اکتیو بودن جایگاه خود را در صنعت به تدریج از دست می دهد و محصول کنسانتره فقط به علت داشتن نقره با ارزش می شود .

1-2- چینه شناسی

کانسار نخلک ، شامل سنگهای رسوبی تریاس ، کرتاسه فوقانی و پالئوسن می باشد . همچنین رسوبات کواترنری گسترش دارد . ژوراسیک با یک نبود چینه شناسی و یا فرسایش کامل توأم بوده و بلافاصله پس از تریاس ، رسوبات کرتاسه که ضخامتی تا حدود 350 متر دارد با یک دگرشیبی زاویه ای کاملاً مشخص دیده می شود و در پی آن رسوبات پالئوسن – ائوسن نیز با یک دگر شیبی مختصر با ضخامتی بین 150 تا 300 متر روی کرتاسه قرار می گیرد .

الف) تریاس (تشکیلات باقروق)

الف – 1 : شیل و ماسه سنگ ، تناوبی از شیل های سلیتی با رنگ های سبز و قهوه ای روشن و لایه هایی از ماسه سنگ ریزدانه ، اولین قسمت رسوبات تریاس است که تنها در ناحیه شمال معدن دیده می شود .

الف – 2 : کنگلومرا و ماسه سنگ های قرمز : این رسوبات از کنگلومرای درشت دانه قرمز و قهوه ای رنگی تشکیل می شود که عموماً لایه بندی ضخیم یا توده ای دارند ، اجزاء کنگلومرا که بیشتر گرد شده اند عبارتند از : کوارتز ، آهک های متراکم تیره  رنگ ، مرمر ، سنگ لوح1 ، گنایس ، میکاشسیت و خمیر آن که در عین حال آهکی و ماسه ای می باشد .

الف – 3 : کنگلومرا و ماسه سنگ های سفید ، این قسمت شامل کنگلومرای سفید رنگ سیلیسی و دانه درشتی می شود که به طرف بالا به لایه هایی از ماسه سنگ سفید و خاکستری تبدیل می شود و لایه های نازکی از شیل را در میان می گیرد .

الف – 4 : ماسه سنگ های توفی ، ماسه سنگهای سیلیسی ریزدانه توفی با تناوبی از شیل های قهوه ای و خاکستری رنگ که آخرین قسمت از تشکیلات باقروق را تشکیل               می دهند .

ب) تشکیلات عشین

سنگهای این تشکیلات بصورت شیب روی تشکیلات باقروق قرار دارد . تشکیلات عشین اصولاً شامل شیل با تناوبی از سنگ آهک سلیستون ، ماسه سنگ بوده و به دو بخش تقسیم می شوند :

ب – 1 : قسمت تحتانی که از شیل های خاکستری مایل به سبز با تناوبی از ماسه سنگ با ضخامتی بین 110 – 100 متر تشکیل شده است .

ب – 2 : قسمت فوقانی شامل شیل های بنفش با میان لایه هایی از سنگ آهک با ضخامتی در حدود 160 متر ، این تشکیلات در بعضی از نقاط و عموماً در سطح لایه بندی دیده  می شوند . شیب کلی لایه ها بین 70 – 60 درجه و بصورت محلی 85 – 75 درجه بوده و جهت عمومی آن شمالی – شرقی می باشد .

ج) رسوبات کرتاسه

ج – 1 : مقطعی که از رسوبات کرتاسه کوه نخلک مورد مطالعه قرار گرفته است ، حدوداً در 2 کیلومتری جنوب غرب معدن سرب نخلک و در فاصله تقریبی 120 کیلومتری شمال شرقی نائین قرار دارد . رسوبات بیرون زده در قاعده کوه نخلک از نوع آواری و بیشتر شامل شیل ، ماسه سنگ و کنگلومرا می باشد که با دگرشیبی زاویه ای توسط رسوبات کرتاسه بالایی پوشیده شده است . مقطع کرتاسه در کوه نخلک از بالا به پایین عبارتست از :

الف ) آهک مارنی ، خاکستری تا کرم مایل به قهوه ای با خرده صدف که به مطالعه میکروسکپی آنها ، میکروفسیل هایی را به ما نشان می دهد .

ب ) 35 متر آهک ماسه ای و مارنی خاکستری تا قهوه ای که به طرف بالا ، لایه بندی آنها نازکتر و به آهک های با ماسه فراوان و با ماسه سنگ آهکی تبدبل و یا گاهی دولومیتی می گردد . در مقاطع میکروسکپی ، اغلب دانه های کوارتز زاویه دار 25 تا 40 در صد و به ابعاد 25/0 تا 5 میلیمتر می باشند . خرده های فسیل ، جلبک های آهکی و خرده های صدف دو کفه ای نیز به چشم می خورد . در بخش پایانی این افق ساختمان لایه های آهکی به ماسه های فاقد فسیل تبدیل می شود که 10 تا 15 در صد دانه های کوارتز زاویه دار در آن به چشم می خورد .

ج : 35 متر آهک ، ماسه های خاکستری تا زرد کم رنگ ، گاهی قهوه ای با لایه های نسبتاً ضخیم حاوی تعدادی کمی از فسیل خارداران می باشد .

د : تقریباً یک متر کنگلومرای قهوه ای تا قرمز رنگ با سیمان آهکی که قطعات آن  اندازه های مختلف و جنس سیمان آن از آهک ماسه های با کوارتز های زاویه دار تا نیمه کروی می باشد . در زیر میکروسکپ ، جور شدگی دانه های منظم نبوده و خرده های صدف دو کفه ای و خارداران مشاهده می شود . دانه های کوارتز زاویه ای به ابعاد 125/0 تا 25/0 میلی متر با فراوانی حدود 7 % و دانه های کوارتز گرد شده 6/1 تا 5/5 میلی متر با فراوانی 5 % ملاحظه می شود .

د) پالئوسن و وائوسن

سنگهای پالئوسن در قسمت شرقی منطقه و دامنه های کوه قلعه بزرگ فراوان بوده و بر روی سطح فرسایش یافته طبقات کرتاسه فوقانی قرار گرفته است ، در جنوب معدن سرب نخلک مرز بین این دو تشکیلات در خلال گسل زونی نخلک ادامه می یابد . این رسوبات به دو دسته کنگلومرای قرمز و سنگ آهک تقسیم می شود :

د -1 – کنگلومرای قرمز درشت دانه با دانه های کاملاً گرد شده که اندازه دانه ها با 2 میلی متر تا 10 سانتی متر تغییر می کند . جنس دانه ها شامل کوارتز ، شیت ، ماسه سنگ ، گرانیت ، مرمر و سنگ آهک می باشد . بعضی سنگ های دگرگونی سبز رنگ از جمله هورن بلند شیت ، در میان دانه ها دیده می شود . این کنگلومرا به طرف بالا به تدریج به کنگلومرای دانه ریز و متوسط قهوه ای رنگ تبدیل شده که دارای دانه های کوارتز ، شیت و قطعات کوچکی از میکا در سطح لایه بندی است .

د – 2 : در قسمت های شرقی و جنوب شرقی منطقه آهک و ماسه سنگ رخنمون دارند . سنگ آهک خاکستری ، سنگ آهک های سیلیسی خاکستری زرد و لایه های نازک شیل سبز رنگ تناوبی از لایه های نسبتاً ضخیم آهک قرمز و آهک های متراکم خاکستری می شود . به طرف بالا آهک های متراکم قهوه ای – خاکستری ، دارای آثار و بقایای فسیل با لایه های متوسط تا نازک که بیشتر ماسه ای می شوند ، جای رسوبات قبلی را به تدریج می گیرند . سن این رسوبات را پالئوسن تا ائوسن فوقانی تعیین کرده اند .

ه) کواترنری

رسوبات کواترنر در حاشیه منطقه تشکیل شده و دشتهای رسوبی را ساخته و کانالهای رودخانه های فصلی را پر می کند . رسوبات مذکور متشکل از تخته سنگ ها و لایه های ماسه ای دانه درشت می باشند . کنگلومرایی با قطعاتی از مرمر ، سنگ آهک و کوارتز نیز قابل مشاهده است . در بعضی از نقاط عدسی و میان لایه هایی از ماسه های رسی با یک لایه تقریباً افقی و ماسه های بادی وجود دارد که شامل دانه های ریز گرد شده از جنس کوارتز و فلدسپات می باشد .

د) تکتونیک

از لحاظ ساختمانی نخلک در داخل محدوده بلوک ثابت انارک – خور قرار می گیرد . سنگهای تریاس و کرتاسه قسمتی از پوشش رسوبی این بلوک را تشکیل می دهد . آنها یک شکل قوسی را بوجود می آورند که تقریباً تمام منطقه مورد مطالعه را در بر                می گیرد . قسمت فوقانی فرسایش یافته و در نزدیکهای جنوب غربی محدوده به یکبار در امتداد خطی که ظاهراً با گسل عمیق پوشیده ، در رسوبات کواترنر تلاقی می کند ، قطع می شود . وجود این گسل نه تنها توسط یک خط مستقیم از پدیده های خطی در مرز چنوب غربی بلکه به وسیله تمام تظاهرات ماگمایی شناخته شده در محل (گرافیت پر فیری و سرپانتین ) تایید می شود رخنمون های سنگ کف در کناره ها توسط رسوبات سخت نشده کواترنر از نوع آواری محاصره شده است .

1-3- گسل ها

مهمترین پدیده زمین شناسی منطقه گسل ها هستند . گسل اکثراً از محدوده جنوب غربی منطقه می گذرند . این حقیقت که گسل های منطقه منشأ عمیقی دارند توسط ظهور فعالیتهای ماگمایی محصور شده در زون گسلی تایید می شود . به علاوه این زون گسلی علائمی از فعالیتهای دگرگونی نشان می دهد که همراه با ذخائر عناصر معدنی و در ابتدا سرب است . اگر این گسل واقعاً وجود داشته باشد ممکن است نقش مهمی در توجیه منطقه داشته باشد . سایر گسل های مهم منطقه عبارتند از :

غرب ، شمال غربی و شمال شرقی

تقریباً شمال ، جنوبی و شمال ، شمال شرقی

نیمه عرضی و شمال شرقی

گروه اول این گسل ها از نظر جهت یابی با امتداد سنگ های تریاس همسو بوده و گسل قلعه بزرگ در این گروه ، بزرگترین بوده که امتداد آن تا جنوب قابل تعقیب است . صفحه گسل شیب تندی داشته و گاهی قائم است . بزرگترین گسل گروه دوم ، گسل نخلک است که بین 75 – 85 درجه به سمت شرق شیب دارد . مقدار جابجایی عمودی به طور طبیعی حدود 200 متر بوده و به طرف جنوب به 150-100 متر کاهش می یابد . گسل های گروه سوم ، غالباً در قسمتهای شرقی منطقه هستند . این گسل سنگ های قدیمی را در بر گرفته و شیب آنها تند بوده و بهر دو جهت تمایل دارد .

ساختمان و نحوه وجود کانی سازی

کانسار نخلک یک کانسار کاملاً مشخص را نشان می دهد و گسترش کانی سازی ماده معدنی توسط گسل کنترل می شود . کانی سازی در یک بلوک در امتداد شمال – شمال غربی به طول 6 و عرض 6/0 کیلومتر جای گرفته است این بلوک از رسوبات آذر آواری کربناتی تشکیل شده است . طبق اطلاعات موجود تا این زمان مرز جنوبی کانی سازی بر یک گسل شرقی – غربی منطبق است . این مرز تا اندازه ای نامشخص است ، زیرا در ناحیه جنوبی تر در داخل یک توده سرپانتینی تراکم زیادی از سرب دیده می شود . مرز شمال کانی سازی مشخص نشده است . حد شرقی کانی سازی احتمالاً در زون گسلی نخلک قرار دارد . موقعیت دقیق این گسل در ناحیه شمالی کانسار نخلک مشخص نیست . این حقیقت که در فاصله 4/1 کیلومتر به سمت شرق ماده معدنی وجود دارد این احتمال را قوت می ببخشد که کانی سازی به طرف شرق گسل گسترش دارد . حد غربی کانسار در قسمت جنوبی خود در امتداد مرز تکتونیکی بین تریاس و سنگهای در بر گیرنده ماده معدنی مربوط به کرتاسه – پالئوسن قرار دارد .

1-4- مواد متشکله

ماده اولیه کانسار نخلک به طور کلی از گالن بوده و کانی های دیگری نظیر باریت ، کلسیت ، دولومیت و کوارتز نیز دیده می شوند . ماده معدنی در رگه ها حالت برشی دارد که معمولاً همراه با رگه ها و با مواد معدنی پراکنده است . حالت معمول توده های دراز و تراکم کانی ها می باشد . حفره های پر شده بوسیله گالن نیز مشاهده می شود . مواد معدنی پراکنده در سنگهای آواری جایگزین شده و به میزان کمتر در سنگهای کربناتی یافت می شود . بر طبق مطالعات میکروسکپی گالن به صورت رگچه توده ای متراکم و برشی دیده می شود که دانه های آن بصورت چند ضلعی و یا بدون شکل هندسی منظم می باشد و سیمان در بین قطعات برشی و پراکنده درزه ها را می سازد . اندازه دانه ها از 15/0 تا 2 میلی متر متفاوت بوده و به ندرت به 10 میلی متر می رسد . در کانسار پراکنده گالن به دانه های منفردی را می سازد که اندازه آن از 01/0 تا 03/0 میلی متر بوده و در بعضی نقاط تا 25/0 میلی متر است . دانه های گالن یک شکل مدور و یا چند ضلعی غیر منتظم را نشان داده و شکل اصلی وجوه آن به ندرت مشاهده می شود اندازه مجتمع ها به 8 میلی متر رسیده و معمولاً به درزه های کوچک سنگها محدود می شود . بعضی از مجتمع های آن دانه ها تحت تأثیر تخریب قرار گرفته خرد شده و یا توسط درزه های کوچک سنگها محدود می شود و یا گاهی قطع شده است . دانه های گالن بوسیله کوولیت جایگزین شده که معمولاً هاله اطراف آن را بوجود می آورد .

به جز کانی های ذکر شده در بالا مطالعات کانی شناسی کنسانتره مصنوعی کانه اولیه پیریت ، کاکلوپیویت سلستین ، اکسید های آهن و منگنز و لفنیت ، پیرومرفیت ، زیرکن ، روتیل ، مانیتیت ، کرومیت ، گارنت ، تورمالین ، پیروکسن ، کلویت و سیلیکاتهای آلتره را نشان می دهد . فراوانی سروزیت ، مبین زون اکسیداسیون بوده که این کانی یا از گالن بوجود آمده و یا جایگزین آن شده است . گمانه ها زون اکسیداسیون را در عمق 200- متری قطع کرده است . سروزیت بصورت رگچه ، توده های کوچک ، کانی سازی پراکنده1 ، لایه ای2 و پوسته ای3 وجود دارد . غالباً هاله ای از سروزیت به دوردانه های گالن دیده می شود .