ظرفيت کاني سازي اورانيوم و مدل آن در رسوبات نئوژن ،حوضه تلخه رود منطقه تبريز – اهر

حوضه تلخه رود در آذربايجان خاوري ، بوسيله ارتفاعات و توده هاي پلوتوني – ولكانيكي احاطه شده و در واقع يك حوضه بين کوهستاني مي باشد که درمجموعه اي از قوس هاي ماگمايي مربوط به اواخر ترسير، قرار گرفته است . سرشاخه هاي تلخه رود از ارتفاعاتي چون آتشفشان هاي سبلان ، بزقوش ،دچان و قوشه داغ سرچشمه گرفته و با شستشو دادن دامنه هاي مذکور ،مقدار قابل توجهي از اورانيوم موجود آنها را به کانال اصلي رودخانه حمل کرده و در آنجا در لابه لاي رسوبات مئاندري رودخانه و پهنه هاي دلتايي رسوب داده است .بررسي آماري عيار اورانيوم و عناصر ديگر درتوالي رسوبي ميوسن بالايي ميان تبريز و اهر در تلخه رود وقوع کاني سازي را در منطقه مشخص مي سازد ارتباط اورانيوم با مس ، موليبيدنيوم و واناديوم و همبستگي ثبت عناصر مزبور است . اين همبستگي تنها در ستون چينه اي (Roll front) ،مويد کاني سازي از تيپ ماسه سنگ و از نوع هلالي اميدچه مشاهده شده و آنومالي هاي مربوط هم از نوع اپي ژنتيك مي باشد . در گورچين اورانيوم با عناصر شاخص تيپ ماسه سنگي همبستگي منفي نشان مي دهتد . حال آن که شيل هاي تيره در ستون چينه اي اين منطقه و هوازدگي سطحي ، از عيار کم و بيش بالاي اورانيوم همزمان با رسوب گذاري صورت (leaching) با وجود تاثير گرفته و کاني سازي مربوطه ، از نوع سين ژنتيك است .فراواني سيمان کلسيتي در ليتوفاسيس هاي ماسه سنگي مويد وفور (CO3-2) در محيط هاي ديانژي بوده که نقش مهمي در انتقال اورانيوم درمحيط هاي مذکور به صورت کربوکسيل اورانيوم ايفا نمونه و محلول هاي اخير در نهايت در شرايط احيا محيط هاي شيميايي مي تواند به اکسيد اورانيوم تبديل شده باشد .

◄ مطالعات ژئوشيميايي:
اورانيوم عنصري اکسيفيل( تمايل بهترکيب با اکسيژن دارد) است که با ظرفيت هاي ٣و ٤و ٥و ٦ بااکسيژن ترکيب مي شود . اکسيدهاي ٤و ٦ ظرفيتي آن در طبيعت فراوانتر است . ميانگين فراواني در پوسته جامد زمين ppm 2 بوده ( Mason and Moore 1982 ) که اين عيار طي فعاليت هاي ماگمايي درسنگ هاي آذرين اسيدي و يا قليايي افزايش مي يابد . دراين صورت منشا اصلي آن در بيشتر موارد همان سنگ ها خواهد بود . آزاد شدن اورانيوم از سنگ هاي منشا و انتقال آن به محيط تحت شرايط مناسب است صورت Eh,PH خاص شيميايي که مهمتر از همه مي گيرد اورانيوم در محيط هاي اکسيدان محلول است و با بر هم خوردن فاکتورهاي فوق ايجاد محيط هاي احيايي از حالت محلول خارج شده و رسوب مي کند. نهشتگي و تجمع اورانيوم بوسيله اکسيدهاي آهن ، تيتانيوم و (Absorbe) از طريق جذب منگنز و نيز کاني هاي رسي و مواد آلي صورت مي گيرد .
مقايسه داده هاي ليتوفاسيسي و سنجش عيار عناصر فلزي مختلف درتلخه رود با عيار همان عناصر در پوسته جامد زمين استداندارد هاي بين المللي نشان ميدهد که توده هاي آذرين در آذربايجان خاوري و با متعلق به اوايل ترسير (Teriay) بالاترين عيار اورانيوم به ميزان ppm ١٦ منشا اصلي و اوليه اين عنصر در منطقه مي باشد.در ميان ليتوفاسيس هاي رسوبي منطقه شيل هاي تيره در مقطع گورچين باعيارppm ١٤
غني ترين سگ هاي اورانيوم دار حوضه تلخه رود محسوب مي شود .(ساماني ١٣٦٥ ) لازم به ذکر است که محيط هاي رسوبي احيايي وفور مواد آلي در شيل هاي مذکور ،نقش بسيار مهمي در جذب و تثبيت اورانيوم داشته است . همچنين مقدار اورانيوم . فلزات همواره در سنگ آهك ها و ماسه سنگ هاي گورچين و اميدچه و مقايسه آنها با استانداردهاي و مساه سنگ هاي گورچين و اميدچه ومقايسه آنها با استانداردهاي بين الملي مشخص کننده استمرار فعاليت کاني سازي در نئوژن در تلخه رود تست اين مقايسه روشن مي سازد که کاني سازي اورانيوم درشيل ها با کاني سازي در ليتوفاسيس ماسه سنگي و کربناته از روند مشابهي برخوردار نمي باشد .

◄ تغييارت عيار:
آناليز هاي XRF-XRD روي نمونه هاي تلخه رود در نگاه اول مشخص مي سازد که کاني سازي در منطقه با تنوع زيادي از عناصر فلزي همراه مي باشد. که مهم ترين آن ها عبارتند از :

اورانيوم ،واناديوم ،مس، موليبينيوم ،ترسنيك ،سرب ، توريوم ،آهن ، تيتانيوم ،زيرکونيوم و کبالت رفتار ژئوشيميايي اين عناصر طي انتقال از خاستگاه به ميزبان هاي رسوبي آنها ، بسيار متفاوت بوده و به همين علت تجمع عناصر مذکور در افق هاي کان سازي يكسان نبوده و عيار آن هم از يكدستي وهمگني برخوردار نمي باشد . در اين قبيل شرايط ، جهت تعيين فراواني و ميزان تمرکز عناصر و شناخت فلزات موجود در هر مجموعه کاني سازي از ديدگاه ( Beus and Grigorian1977 ) استفاده از روش هاي آماري بسيار مفيد مي باشد .

درمقاله حاضر بر اساس تغييرات عيار عناصر ، منحني تغييرات فراواني تجمعي (cumulative freqenncy) آنها با رسم و پاره اي پارامتر هاي آماري از قبيل ميانگين هندسي geometric mean ) ) بر اساس ٥٠ درصد مشخص شده و بدين ترتيب انحراف معيار در سطوح اطمينان (standard devitaion) بر اساس ٨٤ درصد و آنومالي (anomaly) بر پايه 5/97 مشخص شده و بدين ترتيب گروه هاي فلزي در تلخه رود تعيين و تفكيك گرديده اند .توضيح آن که هر جا که تغييرات بارز و تعيين کننده اي در فراواني تجمعي عناصر روي داده باشد ، اثر آن به صورت شكستگي در شيب عمومي منحني مربوط ظاهر خواهدشد و درنتيجه منحني هايي که از روند و شيب يكنواخت و ملايمي برخوردار هستند دلالت بر عدم تغييرات معني دار در فراواني تجمعي متغيرهاي مورد نظر خواند داشت . با تعميم مفاهيم آماري فوق در زمينه تغييرات عيار عناصر درتوالي هاي رسوبي درتلخه رود ، مي توان نوع وکيفيت کاني سازي را در موارد خاص مشخص نمود .لذا منحني هاي تغييرات فراواني تجمعي عناصر فلزي چنانچه از تغييرات سريع به صورت انحراف معيار و يا آنومالي برخوردار باشند. وقوع کاني سازي را نشان خواهد داد . بر اين اساس تغييرات فراوالني تجمعي فلزات مختلف در اميدچه ،کاني سازي اورانيوم ، مس و اناديوم و موليبيدنيوم را درحد آنومالي مشخصمي سازد . درحالي که اين فعاليت درمورر کاني هاي ديگراز قبيل زير کونيوم ،کبالت ،ارسنيك قابل ملاحظه نمي باشد از سوي ديگر شواهد فوق که نشان دهنده تيپ خاصي از کاني سازي در گورچين و خواجه ديده نمي شود . به طوري که تغييرات فرواني تجمعي برخوردار است( شكست واضح در منحني ) که دلالت بر تمرکز کم و بيش بالاي اين عناصر در لايه هاي شيلي دارد. درحالي که تغييرات تجمعي نشان داده و در منحني هاي اورانيوم و به ويژه موليبدنيوم تغييرات معني دار ديده نمي شود .

◄ همبستگي ژئوشيميايي بين اورانيوم و ساير عناصر:
پاره اي عناصر به سبب خاصه شيميايي مشترك ، در شرايط زمين شناسي ويژه .رفتارهاي ژئوشيميايي کم و بيش مشابه و يكسان از خود نشان مي دهند . اين واقعيت بر اساس نوعي رابطه و همبستگي بين عناصر مختلف بوده که فرآيند هاي ژئوشيميايي به کمك آن ها تفسير مي گردد . رابطه و همبستگي اورانيوم با عناصري از قبيل مس ، موليبدنيوم ،واناديوم و کبالت و ٠٠٠ از آن جمله است و با مطالعه آن مي توان تيپ کاني سازي مجموه عناصر فوق را مشخص نمود از آن جا که هدف اصلي در مقاله حاضر تبيين تيپ کاني سازي اورانيوم درمنطقه مورد مطالعه است ،لذا تعيين رابطه ژئوشيميايي اين عنصر با عناصر ديگر حائز اهيمت است . در اميدچه اورانيوم بالاترين همبستگيرا دارد . اين مجموعه فلزي اختصاص به کاني سازي اورانيوم در تيپ هاي ماسه سنگي داشته و در موارد ديگر مشاهده نشده است .
در حالي که همبستگي اورانيوم با ساير عناصر از جمله زيرکونيوم منفي (15/0- ) مي باشد . لازم به ذکر است که در اميدچه باوجود عيار پايين اورانيوم و عناصر فلزي ديگر که به طور عمده به سبب فروشست و انتقال آنها از سطح رخنمون هاست،با اين وجود همبستگي ژئوشيميايي بين اين فلز بافلزاتي نظير مس ،واناديوم ،موليبيدنيوم و کبالت مثبت و بالاست . در مقاطع خواجه و گورچين در مقايسه با اميدچه ، همبستگي واقي بين اورانيوم و آهن ارسنيك ،کبالت ،تيتانيوم و واناديوم وجود دارد درحالي که ارتباط اوراينوم با موليبدنيوم ،مس و توريوم منفي است . در گورچين در لاي هاي ماسه سنگي ،اورانيوم با زيرکونيوم همبستگي نشان مي دهد که به احتمال زياد مروبط به عيار بالاي اوراينوم در کاني هاي سنگين زيرکن مي باشد )محسني ١٣٧١). در اين مقطع اوراينوم با فلزات شاخص تيپ ماسه سنگي از جمله مس ، موليبدنيوم ،واناديوم و کبالت همبستگي منفي دارد . در لايه هاي شيلي و مارني تيره و غني از مواد آلي در گورچين ،اورانيوم با مس ، موليبدنيوم و واناديوم همبستگي ندارد . افزون بر اين ، اين عنصر با زيرکونيوم بيشترين همبستگي را نشان مي دهد به طور آلي عدم ارتباط ژئوشيميايي اورانيوم با بسياري از عناصر به ويژه فلزات تيپ ماسه سنگي در لايه هاي شيلي مورد گفتگو ،مروبط به ترکيب مينرالوژي و فقدان تراوايي اين ليتوفاسيس است . لذا وجود اورانيوم در رسوبات دانه ريز مربوط به زمان نهشتگي آنها و بوده که به صورت جذبي همراه مواد آلي و کاني هاي رسي به داخل آن ها وارد شده و منجر به تمرکز بالاي اورانيوم در ميان رسوبات گرديده است.

◄ رابطه عيار عناصر با ليتولوري:
ضمن پياده کردن نتايج کمي و نمونه ها درمقابل افق هاي مربوط در ستون هاي چينه شناسي منطقه تلخه رود ،مشخص گرديد که :

1) فعاليت کاني سازي اورانيوم در ليتوفاسيس هاي خاص صورت گرفته است .

2) اين ليتوفاسيس هابه ويژه در اميدچه و گورچين متفاوت بوده و نشان دهنده مكانيسم هاي مختلف کاني سازي اورانيوم در آن ها است.

3) اورانيوم با مس درمقطع اميدچه بالاترين همبستگي را نشان مي دهد که اين وضعيت فقط در طبقات و افق هاي ماسه سنگي مشاهده مي شود ولي پاره اي موارد استثنا بويژه در طبقات شيلي به چشم مي خورد .در اينجا فقط به بررسي رابطه دو عنصر اورانيوم و مس با ليتولوژي هاي مختلف در منطقه بسنده شده که تفضيل آن به شرح زير است :

دراميدچه افق هاي کاني سازي اورانيوم و مس در ليتوفاسيس هاي ماسه سنگي درشت دانه مربوط به روخانه هاي مئاندري و دشت هاي سيلابي قرار گرفته اند . اين نوع ماسه سنگ ها اکثرا عاري از هر گونه مواد گلي (سيلت و رس) بوده و مواد انتقال آلي در آنها وجود ندارد ) سحابي – محسني a ١٣٧٣ )
اورانيوم در افق هاي مذکور طي فرآيند هاي ديانژي صورت گرفته و لذا از نوع اپي ژنتيك مي باشد و دراين مقطع همبستگي اورانيوم بامس در اکثر موارد درطبقات ماسه سنگي مثبت است . درحالي که در پاره اي طبقات ماسه سنگي اين همبستگي به منفي مي گرايد .اين امر در صورت بالا بودن عيار اورانيوم مربوط به وجود خرده هاي شيل و ماتريكس رسي توام با مواد آلي در متن ماسه سنگ است که در جذب اورانيوم نقش موثري داشته اند و در صورت پايين بودن نسبي عيار اورانيوم نقش موثري داشته اند و در صورت پايين بودن نسبي عيار اورانيوم در مقابل عيار بالاي مس ، همبستگي منفي به علت اکسيداسيون اورانيوم در رخنمون هاي ماسه سنگي و انتقال آن طي فروشست رخنمون هاي مذکور است . در خواجه ،صرفنظر از آن که فعاليت کاني سازي مشخص و يكنواختي در هيچ يك از ليتوفاسيس هاي شيل وماسه سنگ ديده نميشود. اصولا همبستگي بين اوراينوم و مس بيسيار ضعيف و پايين است . در گورچين با وجود تنوع زياد ليتوفاسيس ها ولي تمرکز عيار اورانيوم به طور عمده در شيل هاي تيره و غني از مواد آلي و گاهي اوقات ديده مي شود. رابطه عيار مارني و توفي (سحاب يو محسني a ١٣٧٣ ) ديده مي شود . رابطه عيار اورانيوم ومس دراين مقطع ازهمگني لازم برخوردار نيوده و در پاره اي موارد مثبت و در بسياري از موارد منفي است .تجمع اورانيوم در شيل هاي فوق الذکر همزمان با نهشتگي رسوبات ميزبان صورت گرفته است . تغييرات عيار مس در مقابل ليتوفاسيس هاي مختلف در گورين از روند مشخصي تبعيت نمي کند . لذا مي توان نتيجه گرفت که تمرکز مس در گورچين مستقل از ليتوفاسيس هيا مختلف درگورچين از روند مشخصي تبعيت نمي کند . لذا مي توان نتيجه گرفت که تمرکز گورچين مستقل از ليتولوژي تحقق يافته است .

◄ مكانيسم هاي شيميايي حمل و ذخيره اورانيوم در طبقات ماسه سنگي:
در غالب فرآيند دياژنزي ،کربنات کلسيم به صورت سيمان کلسيتي مهم ترين ومتداول ترين عامل پر کننده حفرات و فضاهاي خالي در ليتوفاسيس هاي ماسه سنگي وحتي آذرآواري در منطقه مورد مطالعه مي باشد. (سحابي ومحسني a١٣٧٣ ) .گستردگي سيمان کليستي رابطه مستقيم با فراواني(CO3-2) درمحيط هاي ديانژي دارد . از جمله :آنيون هاي مذکور روي محلول هاي اورانيوم تاثير کرده و اين عنصر را به صورت کربوکسي اورانيل حمل مي نمايد. ( . (Osrle and Ball 1973انتقال اورانيوم از محلول هاي تري کربنات و بي کربنات به حالت اکسيد (پچبلند) در شرايط احيا صورت مي گيرد . اين ترکيبات در طيف وسيعي از PH هاي خنثي تا قليايي پايدار مي باشند . جابه جايي ها و تغييرات شيميايي فوق را از ديدگاه ( (Boyl 1982 به شرح زير مي توان خلاصه کرد :

[UO2(CO3)-4 ]+H+_ [UO2(CO3)2]-2]+HCO3-

[UO2(CO3)-2+2H+_ (UO2)+2+2HCO3-

(UO2)+2+2H2O_ UO3.H2O+2H+

اوراينيل باعوامل احيا کننده هايي از قبيل بيتومن ،تورب و … CH4,H2O احيا شده و به مرور به پچليند تبديل مي گردد .

◄ مدل کاني سازي اورانيوم در تلخه رود:
ذخاير اپي ژنتيك اورانيوم تيپ ماسه سنگي بر اساس شكل گسترش و خاصه هاي ژئوشيميايي آنها مشخص مي شود .دراين نوع ، ذخاير اورانيوم طي فرايند هاي ژئوشيميايي اکسيداسيون احيا ميزبان ماسه سنگي وارد در آن جا جمع و ذخيره مي گردد (. (Finch and Davis 1985عوامل احيا کننده ممكن است درخود سنگ ميزبان وجود داشته باشد و يا از خارج به آن اعمال گردد . يكي از متداول ترين اشكال گسترش ذخاير ماسه سنگي اورانيوم ، فرم هلالي شكل آن است که در آن کانسار عمود بر سطح لايه بندي در درون طبقه ماسه سنگي و بين لايه هاي ناتراوا نظير شيل محصور ميكردد .ازاين قبيل کانسار ها معمولا در حوضه هاي بين کوهستاني (intermounatin basins)و ارتباط با قوس هاي ماگمايي بوجود مي آيند . بدين معني که توده هاي نفوذي اسيدي و غني سازي از اورانيوم به درون توده هاي پلوتوني قديمي تزريق شده و بدين ترتيب سنگ هاي خاستگاه اورانيوم در ژرفاي کم و يا در سطح زمين برونزد مي يابند آبهاي سطحي و يا زير زميني با نفوذ به درون سنگ هاي خاستگاه ، در شرايط اکسيدان اورانيوم آنها را درخود حل کرده و آنها را به محيط هاي رودخانه اي و يا دلتايي مربوط به همان حوضه هاي بين کوهستاني منتقل کرده و در صورت فراهم بودن شرايط احيايي تشكيل کانسار هاي هلالي تيپ ماسه سنگ را مي دهند.
. (Finnh and Davis 1985) همچنين به سبب فرسايش و تخريب توده هاي نفوذي اسيدي ، ذرات وخرده سنگ هاي آنها ، بخش (VRF) ماسه سنگ هاي رودخانه مئاندري را تشكيل مي دهند که نقش بسيار مهمي در انتقال اورانيوم از سنگهاي خاستگاه به محل تجمع لايه هاي ماسه اي و يا ماسه سنگي در داخل حوضه هاي بين کوهستاني ايفا مي کنند. LeRox 1985

◄ فاکتورهاي تعيين کننده در ذخاير اورانيوم تيپ ماسه سنگي در گستره مورد بررسي
بررسي پترو گرافي توالي هاي رسوبي ميوسن دراميدچه ، خواجه و گورچين نشان مي دهد که در ليتوفاسيس هاي ماسه سنگي ، خرده سنگ هاي ولكانيكي درصد قابل ملاحظه اي ازاجزاء ترکيبي ماسه سنگ هاي مورد بحث را تشكيل مي دهد . (سحابي و محسني a ١٣٧٣) خاستگاه اين ماسه سنگ ها ، تو ده هاي پلوتوني و ولكانيكي اي است که در اطراف حوضه تلخه رود برونزد داشته و حوضه مذکور را احاطه کرده اند . توالي هاي رسوبي فوق الذکر با ماهيت چرخه اي در محيط هاي رودخانه مئاندري و دلتايي – درياچه اي تجمع يافته اند . چرخه هاي رسوبي مورد اشاره در حالت ايده آل باروند ريز شونده به سمت بالا ، از کنگلومراي دانه ريز ، ماسه سنگ پبلي ،ماسه سنگ و شيل تشكيل گرديده که در مجموع شرايط مناسبي را براي کاني سازي اورانيوم تيپ ماسه سنگي در منطقه بوجود آورده است .
( سحابي و محسني a١٣٧٣) از تلفيق داده هاي فوق روشن مي شود که گستره مورد بررسي بخشي از حوضه بين کوهستاني تلخه رود – سراب است که به وسيله آتشفشان سبلان وارتفاعات بزقوش ، دچان و قوشه داغ محاط شده است. از سوي ديگر وجود آنومالي هاي اورنيوم در توده هاي نفوذي در مناطقي چون مزرعه ، بينق ،سرخانلو ، زنوز ،اندب و دجان توسط سازمان انرژي اتمي ايران (ساماني ١٣٥٦ ) مشخص گرديده است . بنابراين با توجه به وجود توده هاي پلوتوين – ولكانيكي به عنوان خاستگاه اوليه اورانيوم و همچنين فراهم بودن شرايط ذخيره اورانيوم و همچنين فراهم بودن شرايط ذخيره اورانيوم در طبقات ماسه سنگي، موجب تحقق کاني سازي اورانيوم از تيپ ماسه سنگي در منطقه مورد مطالعه طبق مدل هاي ارائه شده توسط (Rox(1985), Finch and Davise1985 و (Hutchison(1983) فراهم مي باشد.لازم به ذکر است که بر اساس نتايج XRF وجود اورانيوم و مس که در ليتوفاسيس هاي شيلي درمقطع گورجين ديده مي شود ، به علت آغشته بودن شيل هاي مذکور از مواد آلي مربوط به فرآيند جذب اين عناصر بوسيله مواد آلي و کاني هاي رسي است که هم زمان با رسوب گذاري و به شكل SYNGENETIC صورت گرفته است .

◄ نتيجه گيري:
ويژگيهاي تكتونيي و موقعيت خاص بين کوهستان حوضه تلخه رود ، شرايط مناسبي را براي فعاليت هاي کاني سازي فراهم آورده است . تشكيل توده هاي پلوتوني ائوسن وهمچنين تزريق توده هاي آتشفشاني جديدتر به داخل آنها با تمرکز يافتن عناصر فلزي مختلفي همراه بوده است . لذا مي توان توده هاي مذکور را در مجموع خاستگاه اوليه عناصر فلزي به ويژه اورانيوم در منطقه . در نظر گرفت .جريان آب هاي سطحي اکسيدان موجب فرو شستن عناصر محلول و انتقال آنها به رسوبات متخلخل و تراوا مي گردد . با توجه به شرايط پالئوژئوگرافي حوضه تلخه رود ، دو روند کاني سازي در مورد اورانيوم مشاهده مي شود :

١ -٤-محلول هاي اورانيوم در شرايط اکسيدان به داخل ازندهاي متخلخل و تراوا بويژه ليتوفاسس هاي ماسه سنگي و ماسه سنگ هاي پبلي در توالي رسوبي اميدچه نفوذ کرده و همراه عناصر ديگري چون مس و موليبيد نيوم و واناديوم وتشكيل کانسار هي اپي ژنتيك ماسه سنگي از نوع هلال(Roll Frant) را داده است .

٢ -٤-اورانيوم به صورت محلول پس از ورود به محيط هاي دلتايي درياچه اي ، به وسيله کاني هاي رسي و ذرات جذب و همراه آن ها رسوب کرده . درادامه در صورت فراهم بود شرايط احياي در داخل ليتوفاسيس هاي شيلي ،آنومالي هايي از آن تشكيل گرديده است .

درمقاله حاضر به بررسي روندهاي ممكن کاني سازي اورانيوم و فلزات همراه آن از قبيل مس بسنده شده و با توجه به امكانات موجود ، ابعاد کمي و اقتصادي وميزان ذخيره کانسار ، مورد بحث قرار نگرفته است افزون بر اين به دليل نمونه برداري هاي سطحي و فرو شستگي سنگ ها در رخنمون ها ، مطالعات دقيق تر در زمينه مسائل ژئوشيميايي و همچنين تعيين ابعاد اقتصادي آنومالي هاي اورانيوم در تلخه رود که با نمونه برداري از عمق و حفر گمانه هاي اکتشافي هماره خواهد بود . بسيار ضروري و مفيد مي باشد .