نگرشی کلی بر فلز قلع

[ghasem motamedi]

انواع كانسارهاي قلع
تقريباً تمام كانسارهاي قلع يا در داخل گرانيت‌ها و يا در فاصله نسبتاً كمي در اطراف آنها تشكيل شده و با توده آنها ارتباط مي‌يابند. فقط بخشي از كانسارهاي حوزه معدني قلع در بوليوي و برخي از كانسارهاي آسياي شرقي با توده‌هاي آتش فشاني بستگي دارند.
در اينجا ابتدا كانسارهاي اوليه و ثانويه قلع را مورد بررسي قرار داده و سپس كانسارهاي قلع گرانيتي معرفي مي‌گردند.

[ghasem motamedi]

كانسارهاي اوليه قلع
كانسارهاي اولية قلع به دو تيپ تقسيم مي‌شوند:
الف- كانسارهاي پگماتيتي تا پنوماتيتي كه داراي كوارتز فراوان‌ا‌ند و بدون تركيبات سولفوري و يا داراي سولفور بسيار كم هستند.
ب – كانسارهاي گرمابي كه داراي تركيبات سولفوري زياد و كوارتز بسيار كم‌اند. تيپ حد واسطي نيز وجود دارد. كانسارهاي قلع از منشاء پنوماتوليتي نيز تشكيل مي‌شوند.
در كانسارهاي تيپ اول (پگماتيتي تا پنوماتوليتي) ماده معدني غالباً در قسمت خارجي و حوزه مجاورت گرانيت با سنگهاي ديگر در سنگهاي در بر گيرنده گرانيت‌ها تشكيل مي‌شود. در رگه‌هاي پنوماتوليتي، ماده معدني نه تنها شكستگي‌هاي سنگ را پر مي‌كند، بلكه در سنگهاي در برگيرندة آنها نيز گسترش مي‌يابد. تشكيلات جديد ميكا، توپاز و تورمالين از علائم مشخصه اين نوع كانسارهاست.
اين منطقه تغيير يافته كه ممكن است به وسيله كاسيتريت اشباع شده باشد، به نسبت شدت تغييرات سنگهاي مجاور به نام منطقه خنثي يا گريزان ناميده مي‌شود.
مواد معدني به شكل توده‌هاي متمركز، لوله‌اي و يا توده‌هاي نامنظم دگرساني و يا به صورت اشباعي در گرانيت تشكيل مي‌شوند. در كانسارهاي آفريقاي جنوبي هر دو تيپ مذكور ديده مي‌شود. در اين ناحيه يك توده نفوذي جديد در داخل توده قديمي‌تر گرانيت قلع دار كه به وسيله درشتي بلورها و ارتوز قرمز رنگ مشخص مي‌شود وارد شده است. در مجاورت (كنتاكت) آن با توده قديم‌تر، بخش پگماتيتي بدون قلع نيز تشكيل شده است. كاني سازي در منطقه‌اي تا 280 متر، زير پگماتيت در گرانيت قلع دار انجام گرفته است. توده معدني به صورت لوله‌اي يا پايپ اين منطقه را قطع كرده است و قطر آن تا 14 و طول آن بين هفت تا يك هزار متر متغير است.
مقدار متوسط قلع در پايپ ها بين 12 تا 20 درصد است. در جوار پايپ‌ها توده‌هاي عدسي شكل نيز تشكيل شده است كه علاوه بر كاسيتريت داراي شئليت و ولفراميت است و بالاخره با داشتن كالكوپيريت، بورنيت، ميسپيكل، بلاند و گالن مشخص مي‌گردد.
پگماتيت‌هاي قلع دار يا در شكافهاي مناطق حاشيه‌اي گرانيت‌ها و يا در محل مجاورت آنها با گسلهاي اطراف تشكيل مي‌شود و در آن غالباً فقط بخش‌هاي نزديك سطح زمين كه كائولينيزه شده است به صورت روباز استخراج مي‌شود. پگماتيت‌هاي قلع دار ابتدا در آفريقاي مركزي و جنوبي پيدا شده است.
در حواشي شرقي كشور كنگو، در جنوب رود زيا و آفريقاي جنوب غربي كاسنارهاي متعددي وجود دارد كه به عنوان مثال مي‌توان كانسار كاماتي‌وي واقع در بخش غربي رودزياي جنوبي اشاره كرد. در كاماتي وي، گنيسها و شيست‌هاي پركامبرين به وسيله پگماتيت‌هاي تورمالين‌دار بدون قلع به طور هم شيب قطع شده‌اند. تشكيلات پگماتيتي جديدتر كه داراي قلع‌اند، پگماتيت‌هاي قديمي را به طور عمودي قطع مي‌كنند. يك توده پگماتيتي نزديك سطح زمين كه تا 12 متر ضخامت دارد، بيشتر از توده ديگري به ضخامت 20 متر كه در عمق بيشتري قرار گرفته و با آن موازي است، معدني شده است. همراه كاسيتريت، كاني‌هاي ليتيوم، گرونا، مانيتيت، كولومبيت و تانتاليت نيز تشكيل شده است. با وجود اينكه كانسنگ كم عيار است، مقدار ذخيره آن قابل توجه مي‌باشد. كانسارهاي پگماتيتي قلع معمولا كوچك و سهم آنها در محصول جهاني اين فلز كم است. كانسار كاماتي وي با محصول هزار تن قلع در سال جزو بزرگترين توده‌هاي معدني پگماتيتي قلع است، علاوه بر آن مقدار قلع نيز در اين كانسارها گاهي كمتر از 1 درصد است.
كانسارهاي گرمابي سولفور قلع به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
الف- تعدادي از اين كانسارها با افزايش مقدار سولفور از حوزه تشكيلات پگماتيتي - پنوماتوليتي اشتقاق مي‌يابند و با آن كانسارها از لحاظ منشاء مربوط‌اند.
ب- برخي نيز از توده‌هاي ساب ولكانيك در نزديك سطح زمين تشكيل مي‌شوند. اين كانسارها از لحاظ منشاء واحد مستقلي را تشكيل داده و از نظر پاراژنتيك اختصاصات ويژه‌اي دارند.
اصولاً سنگهاي در برگيرندة كانسارهاي گرمابي تغييرات زيادي را نشان مي‌دهند. ماده معدني نيز ممكن است حتي در فاصله زيادي نسبت به توده اصلي تشكيل شده باشد. در اين تغييرات سنگهاي دربرگيرنده بويژه سريسيتيزاسيون و تورمالينيزاسيون كاني‌هاي آنها قابل توجه است و تورمالينيزاسيون حوزه بسيار بزرگتري را در بر مي‌گيرد. در مجاورت توده معدني غالباً پديده كلريتيزاسيون ديده مي‌شود.
از كانسارهاي گرمابي دسته اول مي‌توان از توده معدني رويبرگ آفريقاي جنوبي نام برد. در اين ناحيه آركوزها و لايه‌ هاي فوقاني توده آذرين بوشولد كه دور تا دور به وسيله گرانيت احاطه مي‌شود، معدني شده است. پاراژنز كانسار رويبرگ از كاني‌هاي كاسيتريت، تورمالين، پيروتين، مانيتيت، هماتيت، پيريت، كالكوپيريت، بلاند، گالن، كوارتز، آنكريت، ارتوز، فلوئورين و كلريت تشكيل شده است. در اين بين تورمالين كاني اصلي است. علاوه بر آنها شئليت و ژرسدورنيت نيز تشكيل شده است.
كانسارهاي گرمابي دسته دوم يعني ساب ولكانيك تقريباً تنها در بوليوي شناخته شده اند. كانسار قلع و نقره بوليوي با عنوان تيپ پوتوز بويژه از همين منشاء است. كانسارها در اين ناحيه به صورت استوك‌هاي كوچك، در مجاورت سطح زمين تشكيل شده‌اند و با سنگهاي آذرين اسيدي بويژه داسيت‌ها و ريوليت‌ها همبستگي دارند.
اين توده ها در قسمت‌هاي بالا به رگه‌هاي زيادي منشعب مي‌شوند و مواد معدني آنها به صورت شبكه‌اي روي همديگر قرار مي‌گيرند كه بخشي نيز تلسكوپاژ نشان مي‌دهد. وجود سولفورهاي قلع در اين كانسار از ويژگي‌هاي آن است. بزرگترين كانسار اوليه قلع جهان توده معدني پالگواكاتاوي از همين تيپ كانسارهاست. اين كانسار تقريبا در يكصد كيلومتري جنوب شرقي اورورو در بوليوي واقع شده است. در حوزه محور تاقديس شيست‌ها و گروواك‌هاي دونين يك دهانه آتش نشاني به قطر هزار تا هزار و ششصد متر قرار گرفته كه به شدت فرسايش يافته است. اين دهانه به وسيله كوارتز پورفيري كه به شدت تورماليزه و سريستيزه شده، پر شده است. در حواشي آن برش‌هاي با قطعات كوارتز پورفيري ولاتيت تشكيل شده است. اين انباشتگي دهانه به وسيله رگه‌هاي اصلي كه جهت شمال شرقي - جنوب غربي دارند قطع مي‌شود و در حول آنها نقريباً 500 رگه كوچك تر قرار گرفته است. ماده معدني تقريباً فقط به صورت انباشتگي شكاف‌ها تشكيل شده است. در اين بين آثار دگرساني بسيار كم است.
دركانسار مزبور پنج مرحله كاني سازي تشخيص داده شده است. پاراژنز كاني‌ها در مراحل مختلف آن به صورت زير است:
•در مرحله اول كانيهاي كوارتز، بيسموتين، كاسيتريت، موناسيت، ولفراميت و آپاتيت تشكيل شده است.
•در مرحله دوم، پيروتين فضاي باز رگه‌هاي بزرگ را پر كرده است.
•در مرحله سوم، پيروتين در اثر دگرساني به ماركاسيت و پيريت تغيير يافته است و همزمان با آن استانين، ورتزيت، فرانكئيت و ميسپيكل تشكيل شده است.
•در مرحله چهارم، فسفات و گرينوكيت ايجاد شده است.
•در مرحله پنجم، در بخش مياني دهانه آتش فشان رگه‌هاي جديد در شكستگي‌ها تشكيل گرديده كه داراي كاني‌هاي راديواكتيو و كلوئيدي اند.
در بخش‌هاي نزديك سطح زمين دهانه، درزه‌هاي باريك به صورت شبكه مانند معدني شده‌اند. پاراژنز مختلف اپي ترمال تا كاتاترمال بواسطه تلسكوپاژ شديد در هم تداخل كرده است. مقدار متوسط قلع در اين كانسارها 81/0 درصد است و ذخيره آنها تا 100 هزار تن تخمين زده شده است.
كانسارهاي قلع همراه با گرانيت ها
كانسارهاي مهم قلع در اغلب موارد همراه با آلكاني گرانيت‌ها در رژيم تكتونيكي زون تصادم دو قاره، ريفت‌هاي داخل قاره‌ها و زون فرورانش حاشيه قاره‌ها كشف شده‌اند. زون تصادم دو قاره نظير كانسارهاي قلع مالزي، برمه و چين است. ريفت‌هاي داخل قاره‌اي نظير ذخاير نيجريه، عربستان سعودي و برزيل و سرانجام زون فرورانش حاشية قاره‌ها نظير كانسارهاي قلع بوليوي و مكيزك.
مطالعات و بررسي‌هاي پترولوژيكي نشان مي‌دهد كه گرانيت‌هاي قلع دار بيشتر متعلق به سريS 4 مي‌باشند. كانسارهاي مس و موليبدن پورفيري همراه گرانيتوئيدهاي سري 5I كشف شده اند.

الف- خصوصيات مهم گرانيتوئيدهاي سري S يا سري ايلمنيت عبارتند از:
دارا بودن سنگهاي مهم لوكوگرانيت و آداميليت، مقدار كروندوم بيش از يك درصد (طبق محاسبه نورم)، نسبت مولكولي

بيش از 1/1، درصد بيوتيت بالا اما فاقد هورنبلند، نسبت Sr87/Sr86 اوليه بيش از 71/0 و حاوي سونازيت و ايلنيت است.
گرانيت‌هاي سري S يا سري ايلمنيت‌ها از ذوب بخشي پوسته‌هاي قاره‌اي منشاء مي‌گيرند. كمربندهاي حاوي گرانيت‌هاي S، پتانسيل قابل توجهي از نظر قلع، تنگستن، اورانيوم، بريليم، نيوبيوم، و عناصر كمياب دارند (اشيهارا، 1980).

ب- خصوصيات گرانيتوئيدهاي سري I:
اين گرانيتوئيدها كه به سري مگنتيت نيز معروفند به طور عمده شامل ديوريت، مونزونيت، توناليت و گرانيت مي‌باشند. مقدار كروندوم آنها كمتر از يك درصد است. نسبت ملكولي

.

كمتراز 1/1 است و حاوي هورنبلند، مگنتيت و اسفن مي‌باشند. نسبت Sr87/Sr86 اوليه آنها كمتر از 707/0 است. گرانيتوئيدهاي I از ذوب بخشي پوسته اقيانوسي و يا جبه منشاء گرفته‌اند. كمربندهاي نوع I از نظر مس، موليبدن، نقره، سرب، روي، جيوه، طلا و غيره داراي پتانسيل قابل توجهي دارند.

تقسيم بندي كانسارهاي قلع واقع در گرانيت‌ها
كانسارهاي قلع را كه همراه گرانيت‌ها كشف شده‌اند بر اساس موقعيت تكتونيكي آنها به سه گروه تقسيم مي‌كنند:
الف- كانسارهاي قلع زون تكتونيكي تصادم دو قاره
ب- كانسارهاي قلع ريفت داخل قاره‌ها
ج- كانسارهاي قلع زون فرورانش حاشيه قاره‌اي
مهمترين ذخاير قلع در زون تصادم دو قاره يافت مي‌شود. خصوصيات دوم كانسارهاي قلع در شكل شماره يك ترسيم و گزارش شده است. در شكل شماره يك، كانسارهاي قلع به سه نوع سولفيدي، نوع گريزان و نوع پگماتيتي حاوي كلمبيت - تناليت تقسيم شده‌اند.
عمق تشكيل ذخيره بستگي به دماي اوليه ماگمادارد. به هر اندازه كه دماي اوليه ماگما كمتر باشد، عمق جايگزيني و تبلور بيشتر خواهد بود. تركيب شيميايي ماگما و محلول ماگمايي، درجه حرارت اوليه ماگما، حجم محلول‌هاي ماگمايي و خصوصيات فيزيكوشيمايي سنگهاي منطقه از عوامل مهم و كنترل كننده نوع كاني سازي، زون آلتراسيون و بافت ذخيره است.
كانسارهاي قلع زون تكتونيكي تصادم دو قاره
مهمترين كانسارهاي قلع كشف شده، در زون تصادم دو قاره قرار دارند. وجود اين كانسارها از پركامبرين تا اواخر دوران سوم گزارش شده است. در كمپلس‌هاي نفوذي كاني سازي قلع همراه با گرانيت‌هايي است كه در مرحله نهايي نفوذ كرده‌اند. ابعاد كمپلكس ها به 1000 كيلومتر مربع و گرانيت‌هاي حاوي قلع به 2 الي 3 كيلومتر مربع مي‌رسد. گرانيت‌هاي حاوي قلع، غني از اكسيدهاي Na2O,K2O,Si2Oهستند. مطالعات تجربي نشان مي‌دهد كه حلاليت قلع، تنگستن و موليبدن در گرانيت‌ها با بالارفتن درصد اكسيدهاي فوق افزايش مي‌يابد (استمپورك 1984).
گرانيت‌هاي آلكالن نوع S كه در زون تصادم دو قاره به وجود آمده‌اند غني از موادي چون: Si2O، Na2O ،K2O ، F، Li، B، Be، Sn، Ta، Nb، Rb، Ga، LREE، U، Th، W و Pb هستند و كاهشي در ميزان تركيباتي چون Al2O3,TiO2 ، MgO، CaO، FeO،H2O ، P2O5، Sr، Ba، Ni و Eu آنها ديده مي‌شود (پليمر، 1987). كانسارهاي قلع در زون تصادم دو قاره به دو نوع گرايزن و رگه‌اي تقسيم مي‌شوند.
كانسارهاي قلع گرايزني
كانسارهاي قلع نوع گرايزن همراه بيوتيت يا موسكويت لوكوگرانيت (نوع S) يافت مي‌شوند. اين گرانيت‌ها در مرحله نهايي فاز كوهزايي در عمق 3 الي 5 كيلومتري متبلور شده‌اند (شكل 20).
كاني‌هاي فرعي اين گرانيت‌ها عبارتند از : توپاز، فلوزيت، تورمالين و بريل هستند. ذخيره قلع در زون گرايزن در محل تماس توده‌هاي نفوذي بخصوص در گسل‌ها و شكستگي‌ها متمركز است. بافت ذخيره از نوع پراكنده، استوك ورك و رگه‌اي است. زون‌هاي آلتراسيون مهم عبارتند از: زون گرايزن اوليه كه شامل موسكويت، كلريت، تورمالين و فلوريت است (شكل 21). گرانيت گرايزنيزه شده شامل كوارتز، مسكويت توپاز، فلوريت و تورمالين است. آلتراسيون گريازن در اغلب سنگها ديده مي‌شود؛ ليكن كانيهاي اصلي در سنگهاي غني از سيليس و آلومينيوم تشكيل مي‌گردند. كاني‌هاي اصلي ذخيره عبارت از كاسيتريت، موليبدنيت، آرسنوپيريت و بريل هستند. عيار قلع 17/0 الي 5/0 درصد و مقدار ذخيره بين 8/0 الي 60 ميليون تن است (بروس، 1987).

شکل 20-دياگرام نمايش رده بندي کانسارهاي قلع بر اساس تشکيل آنهاي (اقتباس ار وآرلاموف)




جدول 20-2




شکل 21- نمايش نيمرخ زون هاي آلتراسيون و ژئوشيمي کانسارهاي قلع در نوع زون تصادم قاره ها

نوع رگه‌اي Sn-Ag
خصوصيات زمين‌شناسي:
در كمربندهاي زون تصدم دو قاره و با گرانيتهاي S غني از F, Rb, Si, Al يافت مي‌شوند.
شكل و بافت:
مجموعه‌اي از رگه‌ها به صورت دسته‌هاي موازي و متقاطع ديده مي‌شوند. ضخامت رگه‌ها از چند سانتي‌متر تا چند متر متغير است. گسترش عمقي رگه‌ها به طور متوسط 200 تا 300 متر است و تا 1000 متر مي‌رسند. توزيع رگه‌ها در منطقه از مورفولوژي توده نفوذي سنگ منشأ پيروي مي‌كند. بافت رگه‌ها به صورت لايه‌اي و درشت بلور در عمق و به صورت ريز بلور و با حالت حفره‌دار در عمق كم است.
آلتراسيون:
زون كوارتز- سرسيت- پيريت عمدتاً همراه با كاني‌سازي در عمق قرار دارد. زون كوارتز- كلريت- سرسيت از اطراف كاني‌سازي را در بر مي‌گيرد. در عمق كم زون آرژيليك و آرژيليك پيشرفته قرار دارد.

كاني‌سازي ذخيره:
پيريت،كاستيريت،پيروتيت،ما ركازيت،اسفالريت،‌گالن،‌ك الكوپيريت،استانيت،آرسنوپي ريت،تتراهدريت،شئليت،ولفرا ميت،نقره،‌آرژانتيت،بيسمو� �ينيت، موليبدنيت،طلا و سولفوسالت ها.
در بعضي از ذخاير زون‌بندي از عمق به طرف سطح زمين شامل كانيهاي زير است:
•كاستريت- ولفراميت، بيسموتينيت و آرسنوپيريت.
•استانيت، اسفالريت،‌گالن، كالكوپيريت، سولفوسالتهاي Ag
•زون كاني‌سازي نقره به صورت آرژانتيت- نقره خالص و سولفوسالتها
كانيهاي باطله در عمق شامل: كوارتز، سريسيت، پيريت و تورمالين و در نزديك سطح زمين: كائولينيت، كلسدوني، ‌سيدريت به ندرت باريت، كلسيت،‌ فلوريت و كربنات هاي منگنزدار مي‌باشند.

خصوصيات ژئوشيميايي:
آنومالي عناصر Ag, Cu, Zn, Pb, Sn, W, As, Bi مشاهده مي‌شود.
زون‌بندي ژئوشيميايي از سطح به عمق چنين است:

.

عيار و ميزان ذخيره بسيار متنوع است.
اين كانسارها شامل رگه‌هايي از كوارتز - كاسيتريت هستند كه به صورت پر كننده شكافها يا جانشيني در نزديكي سنگ‌هاي پلوتوني فلسيك شكل گرفته‌اند. كانسارهاي رگه‌اي به همراه كانسارهاي گرايزن، اسكارن و كانسارهاي جانشيني قلع يافت مي‌شوند. سنگ‌هاي پلوتوني همراه شامل گرانيتوئيدهاي چند مرحله‌اي است كه در آنها بيوتيت يا موسكوويت گرانيت‌هاي روشن فراوان است. سن اين سنگ‌ها معمولاً پالئوزوئيك و مزوزوئيك است ولي هر سني را مي‌توانند داشته باشند. از نظر محيط تكتونيكي، اين كانسارها در نواحي چين خورده و حاشيه‌هاي افزايشي ورقه‌ها به همراه گرانيتوئيدهاي اواخر كوهزايي تا بعد از كوهزايي تشكيل مي‌شوند.
در اين كانسارها پاراژنز كانس شناسي بسيار متنوع بوده و شامل كاسيتريت+ ولفراميت، ارسنو پيريت، موليبدنيت، هماتيت، شئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالريت، استانيت و بيسموتينيت است. ته نشست‌هاي اقتصادي قلع معمولاً در نوك گنبدهاي گرانيتي تجمع مي‌يابند. تغيير در ساختار رگه‌ها، تغييرات ليتولوژيكي و ساختاري، تقاطع رگه‌ها،‌ دايكها و محل تقاطع گسلها جزء كنترل كننده‌هاي محلي هستند. دگرساني‌ها شامل سريستي شدن (با توسعه گرايزن)، تورماليني شدن در نزديكي رگه‌ها و كنتاكت گرانيت‌ها، سيليسي شدن، كلريتي شدن و هماتيتي شدن مي‌باشد.
كانسارهاي كورنوال در انگلستان و هربرتون در استراليا مثال‌هايي از اين نوع كاني زايي هستند. اين كانسارها ارتباط نزديك با بيوتيت يا موسكوويت لوكوگرانيت‌ها دارند. بافت كانسار از نوع پر كننده فضاي خالي گسلها، حفرات و جانشيني است. زون‌هاي آلتراسيون مهم عبارت است از زون سرسيتي، سيليسي، گرايزن و كلريتي هستند. زون بندي از رگه به طرف خارج شامل كوارتز، تورمالين، توپاز و يا كوارتز، تورمالين،‌سرسيت و يا كوارتز، سرسيت، كلريت و اينكه بالاخره كوارتز و كلريت است. كاني‌هاي تشكيل دهنده ذخيره اين كانسارها متغير هستند، به طور مثال كاسيتريت، ولفراميت، آرسنوپيريت، موليبدنيت، شئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالوريت و غيره است.
عيار قلع اين كانسارها به طور متوسط 24/0 درصد و حداكثر به 5/4 درصد مي‌رسد. از كانسارهاي مهم اين نوع، معدن كورن وال بريتانيا را مي‌توان نام برد.
كانسارهاي قلع واقع در ريفت داخل قاره اي
در مراحل ابتدايي تشكيل ريفت كه به گنبدي شدن معروف است، آلكالي گرانيت‌ها كه منشاء پوسته قاره‌اي دارند نفوذ مي‌كنند. همراه اين توده‌ها، كاني‌هاي حاوي قلع - نيوبيوم و تانتاليم و عناصر كمياب كشف شده‌اند. اين توده‌ها در مجموع كمپلكس‌هاي حلقوي قرار دارند و بيشتر به شكل بيضوي هستند. بافت توده‌هاي نفوذي، پورفيري تا گرانولار است. گرانيت واقع در ريفت‌ها به گرانيت غير كوهزايي نيز معروف است. ريفت‌هاي مهم حاوي قلع عبارت از برزيل، نيجريه و ميسوري آمريكا هستند.
مطالعات و بررسي‌هاي سنگ شناسي نشان مي‌دهد كه عناصر W، Sn، Nb، Ta، Zn، U، Th، REE، Zr، Rb، Y، Be و F در اين گرانيت‌ها افزايش يافته‌اند (متسيس، 1982).
همچنين نسبت K/Rb، Ba/Rb و Rb/Zr كاهش يافته و نسبت Rb/Sr افزايش نشان مي‌دهد. كاسيتريت، كاني اصلي است و علاوه بر آن مقدار جزئي ولفراميت، تانتاليت، توپاز، فلوريت و ليپدوليت نيز يافت مي‌شوند. بافت ذخيره به طور عمده از نوع پراكنده است. بخش اعظم ذخيره در كنتاكت فوقاني توده‌هاي نفوذي واقع است.

كانسارهاي قلع نيجريه:
كانسارهاي قلع نيجريه به دو گروه سني پركامبرين و ژوراسيك تقسيم مي‌شوند.
- كانسارهاي قلع پركامبرين در جنوب غربي نيجريه واقع شده‌اند. گرانيت‌ها و پگماتيت‌ها،‌ حاوي كاسيتريت و مقدار جزئي كلمبيت و تانتاليت هستند. حدود 5 درصد قلع نيجريه از اين ذخاير به دست مي‌آيد.
- كانسارهاي قلع ژوراسيك در ناحيه زون شمال جنوبي به عرض 200 كيلومتر متمركز شده‌اند.گرانيت‌ها در كمپلكس‌هاي حلقوي آلكالن و پرآلكالن قرار دارند. كاسيتريت دربخش فوقاني بيوتيت گرانيت‌ها متمركز شده است. علاوه بر كاسيتريت، كانيهاي كلمبيت، تناليت و ولفراميت نيز از اين كانسارها به دست مي‌آيند. زون‌هاي مهم آلتراسيون عبارتند از:‌ زون آلبيتي، زون گرايزن و زون سيليسي. كاني‌سازي در زون گرايزن نيز به مقدار كم يافت شده است.

كانسارهاي قلع زون فرورانش حاشيه قاره‌اي
كانسارهاي قلع واقع در زون فرورانش حاشيه قاره‌ها به كانسارهاي قلع پورفيري معروفند (سيليتو، 1975). اين كانسارها در بوليوي، مكزيك و آمريكا كشف شده‌اند. سنگهاي همراه آنها به طور عمده از نوع ريوليت تا داسيت پورفيري و كالك آلكالن تا آلكالن هستند. اين ذخاير در عمق كم تا نزديك سطح زمين تشكيل مي‌گردند. بافت برشي نفوذي در اين ذخاير نسبتا زياد است.
زون‌ هاي آلتراسيون از داخل به طرف خارج شامل زون تورمالين - كوارتز، زون سرسيت - تورمالين، زون سرسيت و زون پروپلتيك هستند (شكل 23). زون آرژيليك در بالاي زون سرسيت واقع مي‌شود. بافت ذخيره از نوع پراكنده، رگه‌اي و مقدار محدودي برشي است. قسمت اعظم ذخيره به صورت پراكنده در زون سرسيت واقع شده است و بخش محدودي از آن در زون تومالين- كوارتز قرار دارد. همچنين بخشي از ذخيره در رگه‌هاي كوارتز - كاسيتريت واقع در زون سرسيت و كوارتز - تورمالين قرار دارد.
ضمناً اين رگه‌ها از كاني‌سازي نوع پراكنده جوانترند (هوچيسون، 1985). كاني‌هاي ذخيره عبارت از كاسيتريت، كوارتز، پيريت، كالكوپيريت، پيروتيت، استانيت، اسفالريت و آرسنوپيريت هستند.
كانسارهاي قلع پورفيري،‌محدود به يك نوار خطي در كوههاي آند در شرق نوار مس - موليبدن است. توده نفوذي ميزبان معمولاً استوك‌هاي پورفيري لاتيتي تا گرانيت‌هاي حقيقي هستند. همراهي نزديك اين توده‌‌ها با استراتوولكانها نشان دهنده نفوذ آنها در محيط خيلي كم عمق است. نفوذيهاي همراه با كانسارهاي قلع بيشتر به صورت نفوذيهاي انگشتي شكل باريك جاي گرفته‌اند.
كانه اصلي كاسيتريت با عيار متوسط 2/0-1/0 درصد است. كانه به صورت يك فاز انتشاري اوليه ديده مي‌شود. دگرساني‌ها شامل سيليسي شدن، سريسيتي شدن، پروپيليتي شدن و دگرساني كوارتز - تورمالين در سطوح عميق است. دگر ساني پتاسيك حضور ندارد. در بعضي موارد كانسارهاي تيپ رگه‌اي فلزات پايه در بخش‌هاي محيطي تشكيل مي‌شوند. به نظر مي‌رسد تشكيل اين كانسارها در دو مرحله صورت گرفته است.

شکل 22-نمايش نيمرخ زون هاي آلتراسيون کانسارهاي قلع در نوع زون هاي فرورانش حاشيه قاره ها

كانسارهاي اسكارن قلع
ويژگيهاي زمين‌شناسي:
در كمربندهاي زون تصادم دو قاره و يا مراحل اوليه شكل‌گيري ريفت‌هاي درون قاره‌اي تشكيل شده‌اند. سنگ منشأ آنها گرانيت‌هاي نوع S است. به حالت استثنايي در زون فرورانش منطقه بوليوي نيز كشف شده‌اند(حالت پورفيري).
حالتهاي مختلف كاني‌سازي قلع پورفيري،‌ انواع اسكارن حرارت بالا و پايين و رگه‌اي، در مناطق مختلف چين و تاسمانيا(استراليا) گزارش شده است.

بافت و شكل:
به اشكال استراتي باند، تنوره‌اي،‌استوك ورك و بي‌شكل يافت مي‌شوند. بافت توده‌اي و گاهي حالت لايه‌اي نيز ديده مي‌شود.

.

كاني‌شناسي اسكارن:

.

اسكارن‌هاي منيزيم‌دار حاوي اوليوين، سرپانتين،‌اسپينل، تالك و بروسيت هستند.
ويژگيهاي ژئوشيميايي:
آنومالي عناصر Sn, W, F, Be, Bi, Mo, As, Zn, Cu, Rb, Li, Cs, B مشاهده مي‌شود.

خصوصيات ژئوفيزيكي:
روش IP و گاهي آنومالي مغناطيسي و پرتوسنجي مفيد واقع مي‌شود.

عيار و ميزان ذخيره:
ميزان ذخيره اغلب بين 1/0 تا 3ميليون تن، به ندرت تا 30 ميليون تن و عيار معمولاً كمتر از 1% قلع است. ذخاير اسكارن به دليل عيار پايين و اندازه كوچك، عموما اهميت اقتصادي ناچيزي دارند. عيار قلع در اين ذخاير بين 1/0 تا 7/0 درصد وزني است،‌ اما بيشتر قلع در سيليكات ها بوده و بازيافت اقتصادي ندارد. تناژ از چند ميليون تن ماده معدني تا نزديك به 30 ميليون تن مانند موينا در تاسماني تغيير مي‌كند. در اين منطقه، طول اسكارن بيش از km 30 و ضخامت آن تا m 100 مي رسد (كوآك و آسكينز، 1981).

[ghasem motamedi]

كانسارهاي ثانويه قلع (پلاسرها)
بيش از نصف محصول جهاني قلع از پلاسرها استخراج مي‌شود. پلاسرهاي حاصل از تخريب و تجزيه كانسارهاي اوليه به سه صورت پلاسرهاي بر جاي مانده، رودخانه‌اي و دريايي هستند. گروه ويژه‌اي نيز به صورت «پلاسرهاي بسيار درشت» مشخص شده است. بين تيپ هاي پلاسري مذكور در فوق نيز انواع واسط وجود دارد. تيپ خالص و استثنائي ديگري به صورت مورن ها‌ي قلع دار در فلات بوليوي شناخته شده است. حجم مورن‌هاي مزبور در حدود 250 ميليون متر مكعب و قلع آن بين 02/0 تا 1/0 درصد است.
پلاسرهاي برجاي مانده، توده‌هاي كاسيتريت داري است كه بر روي كانسارهاي اوليه قلع تشكيل شده‌اند. بواسطه تأثير عوامل تجزيه تا قسمت‌هاي عمقي اين توده‌ها، بخشي از آنها خرد شده است كه با شستشوي ذرات سبك‌تر، اجزاء سنگين وزن تر در همان جا باقي مانده است. با گذشت زمان اجراء سنگين وزن تمركز بيشتري يافته، توده معدني را بوجود آورده‌اند. اين نوع كانسارها در مناطق گرم و مرطوب كه در آنها عمل تجزيه تا اعماق زياد تاثير كرده بسيار زياد است.
پلاسرهاي رودخانه‌اي قلع قبل از ته نشست در رودخانه در فاصله كم و بيش زياد حمل مي‌شوند. اگر كانسارهاي اوليه در نزديك سواحل قرار گرفته باشند، با حمل اين مواد به درياها، پلاسرهاي دريايي تشكيل مي‌گردند.
پلاسرهاي بسيار دانه درشت (پلاسرهاي واريزه‌اي) در مجاورت بلافصل كانسارهاي اوليه انباشته شده و آب آنها را حمل نمي‌كند. جابجايي اين قطعات اكثرا محدود به حمل بر اثر نيروي ثقل بطرف دامنه ارتفاعات است. غالباً پلاسرهاي واريزه‌اي با پلاسرهاي بر جاي مانده مربوط شده و نمي‌توان آنها را از هم جدا كرد. ضخامت اين پلاسرها اكثرا فقط چند متر است، بالعكس ضخامت پلاسرهاي رودخانه‌اي مثلا در نيجريه، مالايا و اندونزي تا ده متر مي‌رسد.
در بين پلاسرهاي قلع، كانساربانگكا، در اندونزي كه در سالهاي اخير مورد مطالعه دقيق قرار گرفته است، در اينجا مورد بحث قرار مي‌گيرد.
در اين ناحيه، كانسار اوليه در جزيره بانگكا در پگماتيت و يا رگه‌هاي آپليتي توده گرانيتي و حواشي آنها تشكيل شده است. كاسيتريت در حواشي كنتاكت گرانيت نيز به طريقه اشباعي به مقدار زياد تشكيل شده است. اين گرانيت‌ها و شيست‌هاي رسي و معدني شده اطراف آن در دوره پلئيستوسن به واسطه تجزيه عمقي شديد، كائولينيزه شده است. بالا آمدن جزئي جزيره بر شدت تجزيه سنگها افزوده است. در نتيجه اين تجزيه، پلاسرهاي بر جاي مانده حاوي ذرات سنگين وزن تشكيل شده كه به تدريج بطرف پايين حركت كرده است. در دره‌هاي مجاور، اين قطعات به وسيله جريان آبها به صورت پلاسرهاي رودخانه‌اي حمل شده است.
كاني‌هاي تشكيل دهنده اين توده‌ها بسيار پيچيده‌اند. در بين آنها كوارتز، فلدسپات، كاسيتريت، سوناسيت، گزنونيم، زيركن، ايلمنيت، رتيل، آناتاز، بروكيت، كولومبيت، ولفراميت، توپاز، تورمالين، ميكاي ليتيوم دار، مانيتيت، آپاتيت، فلوئورين، هماتيت، ليمونيت و همچنين برخي كاني‌هاي نادر ديده مي‌شود.
كاسيتريت بعنوان يك كاني سنگين مي‌تواند در پلاسرهاي آبرفتي در كف رودخانه‌ها،‌دره‌ها و يا كف درياها تجمع پيدا كرده و ذخاير ارزشمندي از فلز قلع را تشكيل دهد. حدود 80 درصد از كانسارهاي قلع به صورت كانسارهاي پلاسري تجمع يافته‌اند. بيشترين تمركز پلاسرها در نوار قلع آسياي جنوب شرقي قرار دارد كه از چين در شمال آغاز شده و با گذشتن از تايلند، برمه و مالزي به جزاير اندونزي در جنوب مي‌رسد.

[ghasem motamedi]

تاريخچه

معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اين عنصر به سياره مشتري و ندرتاً به زهره نسبتداده مي شد. نام قلع از كلمه Zin در آلمان قديم و Tin در اسكاند يناوي مشتق شدهاست. سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از كلمه لاتين Stannum گرفته شدهاست. به سبب كاربرد قلع در توليد آلياژ برنز در دوران برنز، اين عنصر از اهميتفرهنگي- تاريخي بالايي برخوردار است. اولين ابزار برنزي كه در مقبره هاي مصر كشفگرديد به اواخر هزاره چهارم قبل از ميلاد مربوط مي شود.
قلع خالص نخستين بار در 1800 قبل از ميلاد در چين و ژاپن توليد شد. در حدود 600 قبل از ميلاد مصري هايباستان مصنوعات ساخته شده از قلع خالص را كنار اجساد موميايي شده قرار مي دادند. اين عنصر تنها در توليد برنز استفاده نمي شد بلكه در توليد آلياژهاي سرب جهت مقاصدنظامي و واكنش فلزات نيز بكار برده مي شد. قلع و بخصوص آلياژهاي آن در مناطقجغرافيايي متعدد مانند چين، اندونزي، هندوچين، هند، خاور نزديك، آفريقاي شمالي واروپا ديده شده است.
اهميت تاريخي و فرهنگي قلع از قرون وسطي تا ابتداي دورانمدرن به استفاده اين فلز در ابزارهاي مقدس، ابزارهاي روزمره و جواهر آلات باز ميگردد.
تاكنون هيچ شاهدي دال بر روش استحصال قلع مشاهده نشده است. تا قرن 13كرنوال بيشتر قلع اروپا را تهيه مي كرد و اولين معادن قلع در اين زمان در ساكسونيگشايش يافت. اين معادن تا زماني كه در جنگ 30 ساله تخريب شدند، احتياجات كشورهاياروپايي را تأمين مي كردند. پس از انجام ذخيره اين معادن و همزمان با توسعه حمل ونقل دريايي، قلع در كشورهاي دوردست مورد توجه قرار گرفت.
بزرگترين معادن قلع درآسيا واقعند. مالزي، اندونزي و چين مهمترين توليد كنندگان قلع در جهان مي باشند. دومين محدوده معدني بزرگ قلع در برزيل و بوليوي واقع است. كشورهايي كه بيشترينتوليد كنسانتره قلع را دارند، بيشترين قلع را نيز توليد مي نمايند.

مشخصات قلع

نام قلعTin از واژه (Zin) در آلمان قديم و (Tin) دراسكانديناوي گرفته شده و سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از واژه لاتين Stannum اقتباس شده است. قلع از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 0002/0 % ميباشد. قلع آزاد بندرت در طبيعت رخ مي دهد و تنها در كانادا با اطمينان گزارش شدهاست.
قلع فلزي است ضعيف به رنگ خاكستري روشن يا سفيد- نقره‌اي با نماد Sn،عدداتمي 50، وزن اتمي 71/118، وزن مخصوص 31/7 گرم بر سانتي متر مکعب(قلع تجارتي درحدود 5/7)، سختي كم 5/1 در مقياس موس، براق، داراي جلا، قابل انعطاف و داراي خاصيتشكل پذيري و چکش خواري، مقاومت کم ، قابليت نورد زياد، نقطه جوش 2270 درجه سانتيگراد و نقطه ذوب 06/232 درجه سانتي گراد. معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اينعنصر به سياره مشتري و ندرتاً به سياره زهره نسبت داده مي شوند. قلع در گروه 14(IVA) جدول تناوبي به عنوان فلزضعيف Poor metals بوده و در دوره 5 قرار دارد.
بر اثر اسيد كلريدريك دانه بندي قلع نمايان مي‌شود و در هنگام تا كردن قلع، بهدليل دانه بندي دو قلوي آن، صداي مخصوصي بر مي‌خيزد كه فرياد قلع ناميده مي‌شود. قابليت هدايت حرارت و الكتريسيته قلع كم است (حرارت 15 نسبت به 100 براي نقره والكتريسيته 45/11 تا 14 نسبت به 100 براي نقره). عنصر قلع در كاني هايي چونكاسيتريت(SnO2)، هيدروكاسيتريت يا وارلاموفي(H2SnO3 )،استانيت (Cu2(Fe,Zn)SnS4)،تيليت (Pb,Sn,Sb)S2) )، هدنبرژيت (SnS)، فرانكيت (Pb3sn4sb2s14)، توريوليت (SnTaP7)، هولسيت ( برات آهن و قلع ) و استوكسيت (CaSn(Si3O9)H2O) يافت مي شود.

[ghasem motamedi]

مشخصات فيزيكي و مكانيكي

نام قلعTin از واژه (Zin) در آلمان قديم و (Tin) در اسكانديناوي گرفته شده و سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از واژه لاتين Stannum اقتباس شده است. قلع از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 0002/0 % مي باشد. قلع آزاد بندرت در طبيعت رخ مي دهد و تنها در كانادا با اطمينان گزارش شده است.
قلع فلزي است ضعيف به رنگ خاكستري روشن يا سفيد- نقره‌اي با نماد Sn، عدداتمي 50، وزن اتمي 71/118، وزن مخصوص 31/7 گرم بر سانتي متر مکعب(قلع تجارتي در حدود 5/7)، سختي كم 5/1 در مقياس موس، براق، داراي جلا، قابل انعطاف و داراي خاصيت شكل پذيري و چکش خواري، مقاومت کم ، قابليت نورد زياد، نقطه جوش 2270 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 06/232 درجه سانتي گراد. معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اين عنصر به سياره مشتري و ندرتاً به سياره زهره نسبت داده مي شوند. قلع در گروه 14(IVA) جدول تناوبي به عنوان فلزضعيف Poor metals بوده و در دوره 5 قرار دارد.
بر اثر اسيد كلريدريك دانه بندي قلع نمايان مي‌شود و در هنگام تا كردن قلع، به دليل دانه بندي دو قلوي آن، صداي مخصوصي بر مي‌خيزد كه فرياد قلع ناميده مي‌شود. قابليت هدايت حرارت و الكتريسيته قلع كم است (حرارت 15 نسبت به 100 براي نقره و الكتريسيته 45/11 تا 14 نسبت به 100 براي نقره). عنصر قلع در كاني هايي چون كاسيتريت(SnO2)، هيدروكاسيتريت يا وارلاموفي(H2SnO3 )،استانيت (Cu2(Fe,Zn)SnS4)، تيليت (Pb,Sn,Sb)S2) )، هدنبرژيت (SnS)، فرانكيت (Pb3sn4sb2s14)، توريوليت (SnTaP7)، هولسيت ( برات آهن و قلع ) و استوكسيت (CaSn(Si3O9)H2O) يافت مي شود.
مقاومت و سختي قلع كم و قابليت نورد آن زياد است، به طوري كه مي‌شود از آن ورقهاي خيلي نازك بنام كاغذ قلع درست كرد. اين فلز در 200 درجه سانتيگراد شكننده مي‌شود و مي‌توان آن ها را در هاون خرد كرد. به علاوه اين فلز در حرارت 100 درجه قابليت مفتول شدن دارد.

جدول 1- برخي خواص فيزيكي، شيميايي، ژئوشيميايي و... عنصر قلع :
________________________________________
Atomic Number: 50
Group: 14
Period: 5
Series: Metals
Tin's Name in Other Languages
•Latin: Stannum
•Czech: Cín
•Croatian: Kositar
•French: étain
•German: Zinn - r
•Italian: Stagno
•Norwegian: Tinn
•Portuguese: Estanho
•Russian:
•Spanish: Estaño
•Swedish: Tenn
Atomic Structure of Tin
•Atomic Radius: 1.72Å
•Atomic Volume: 16.3cm3/mol
•Covalent Radius: 1.41Å
•Cross Se0ction: 0.63barns ±0.1
•Crystal Structure: Tetragonal

.

•Electron Configuration:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p2
•Electrons per Energy Level: 2,8,18,18,4
Shell Model

.

•Ionic Radius: 0.69Å
•Filling Orbital: 5p 2
•Number of Electrons (with no charge): 50
•Number of Neutrons (most common/stable nuclide): 69
•Number of Protons: 50
•Oxidation States: 4,2
•Valance Electrons: 5s 2p 2
Electron Dot Model

.

Chemical Properties of Tin
•Electrochemical Equivalent: 1.1071g/amp-hr
•Electron Work Function: 4.42eV
•Electronegativity (Pauling): 1.96
•Heat of Fusion: 7.029kJ/mol
•Incompatiblities:
Chlorine, turpentine, acids, alkalis
•Ionization Potential
First: 7.344
Second: 14.632
Third: 30.502
•Valance Electron Potential (-eV): 83.5
Physical Properties of Tin
•Atomic Mass Average: 118.71
•Boiling Point: 2543K 2270°C 4118°F
•Coefficient of lineal thermal expansion:
0.000023cm/cm/°C (0°C)
•Conductivity
Electrical: 0.0917 106/cm
Thermal: 0.666 W/cmK
•Density: 7.31g/cc @ 300K
•Description:
Very malleable white metal.
•Elastic Modulus:
Bulk: 58/GPa
Rigidity: 18/GPa
Youngs: 50/GPa
•Enthalpy of Atomization: 301.3 kJ/mole @ 25°C
•Enthalpy of Fusion: 7.03 kJ/mole
•Enthalpy of Vaporization: 290.4 kJ/mole
•Flammablity Class: Non-combustible solid (except as dust)
•Freezing Point: see melting point
•Hardness Scale
Brinell: 51 MN m-2
Mohs: 1.5
•Heat of Vaporization: 295.8kJ/mol
•Melting Point: 505.06K 232.06°C 449.71°F
•Molar Volume: 16.31 cm3/mole
•Optical Reflectivity: 54%
•Specific Heat: 0.227J/gK
•Vapor Pressure = 5.78E-21Pa@232.06°C
•Pysical State (at 20°C & 1atm): Solid
Regulatory / Health
•CAS Number
7440-31-5
•RTECS: XP7320000
•OSHA Permissible Exposure Limit (PEL)
TWA: 2 mg/m3
•OSHA PEL Vacated 1989
TWA: 2 mg/m3
•NIOSH Recommended Exposure Limit (REL)
TWA: 2 mg/m3
IDLH: 100 mg/m3

.





.





.

[ghasem motamedi]

روش‌هاي عمده استخراج قلع

تمركز متوسط قلع در پوسته زمين 2 تا 3 گرم در تن تخمين زده مي شود كه قابل قياس با سريم و ايتريوم است. دارا بودن جرم اتمي بالا و چگالي بالاي كانيهاي مهم قلع موجب شده كه تمركز حجمي اين عنصر بسيار كم شود. عموماً تلغيظ 1000 برابري لازم است كه منطقه اي به كانسار تبديل شود، بعبارت ديگر با ميزان حداقل 2% قلع. اين سوال كه آيا يك كانسار مي تواند بطور اقتصادي بهره برداري شود به شرايط معدنكاري بستگي دارد. بعنوان مثال بعضي معادن بوليوي با داشتن 1 درصد تنگستن قابل بهره برداري اقتصادي نيستند در حالي كه در آسياي جنوب شرقي كانسارهاي پلاسر با 02% قلع با موفقيت برداشت مي شوند.
كانسارهاي قلع اوليه با روش معدنكاري زيرزميني استخراج مي شوند. در موارد نادر عمق معدنكاري تا 1000 متر مي رسد. جهت استخراج قلع از بيشتر روشهاي استخراج فلزات غيرآهني استفاده مي شود. روش استخراجي براساس ضخامت، شكل و جهت يابي كان تن و فاكتورهاي زمين شناسي تعيين مي شود. در كانسارهاي ثانويه قلع، سنگهاي هوازده كه حاوي كاسيتريت به همراه ماسه و گراول هستند به روش بارگيري انبوه به همراه دسته بندي اوليه استخراج مي شوند. شرايط محلي عمومي شامل توسعه اقتصادي منطقه بر شرايط معدنكاري تاثير شديدي مي گذارد. بعنوان مثال در زئير كانسارهاي باد رفت سطحي ( پگماتيت هاي هوا زده) با 15/0 درصد قلع با روش روباز سنتي استخراج مي شوند. در تايلند، مالزي و اندونزي كانسارهاي پلامري مخروط افكنه اي و دريايي با لايروبي توسط بيل مكانيكي، لودرهاي استخراج، سطل ها و زنجيره هاي استخراجي و ابزارهاي مشابه كه براي شرايط محلي طراحي شده اند استخراج مي شوند. جداسازي اوليه باطله ها و مواد اضافي (مانند چوب) توسط اين ابزارها انجام مي شود. كاسيتريت در رسوبات ضخيم لايه و دانه درشت در جنوب چين و تايلند با استفاده از جهت هاي آب فشار قوي تا 5/1 مگا پاسگال استخراج مي شوند. اين روش مخلوطي از آب و ماسه سنگين ايجاد مي كند كه جهت تغليظ به كارخانه فراوري منتقل مي شود.
در فواصل دور از ساحل در اندونزي، تايلند و مالزي استخراج كاستيريت از كانسارهاي مخروط افكنه زير آب به صورت سنتي انجام مي شود. عمق اين كانسارها تا 40 متر مي رسد. در اين نوع استخراج فراوري مقدماتي نيز انجام مي شود.
ذخاير رگه‌اي و اوليه قلع معمولاً به روشهاي متداول زير زميني از جمله روش كندن و پر كردن استخراج مي‌شوند. اين روش‌هاي بيشتر در كشورهاي انگليس، بوليوي و استراليا رايج هستند. در اين روش‌ها از پمپ هاي شني و زهكشي به منظور ايجاد كارايي بيشتر استفاده مي‌شود. اما منبع اصلي قلع، ذخاير پلاسري به خصوص آبرفتي هستند كه در قسمت ساحلي واقع شده‌اند و گاهي تا بستر دريا گسترش يافته‌اند. روش مخصوص استخراج ذخاير پلاسري شامل روش استخراج پلاسري است. اگر چه روشهايي مانند روش روباز نيز ممكن است جهت استخراج اين كانسارها بكار برده شود.

•استخراج پلاسري
روش استخراج پلاسري، يك روش معدنكاري سطحي و جزء روشهاي استخراج با محلولهاي آبي محسوب مي‌شود. در روش استخراج پلاسري براي بازيابي كاني‌هاي سنگين كانسارهاي آبرفتي يا پلاسري، از آب براي كندن، جابجايي و انتقال و يا تغليظ كاني استفاده مي‌شود.
شرايط و كيفيت‌هاي مشخص و متمايزي از كانسارهاي پلاسري كه امكان استفاده از روشهاي استخراج پلاسري را فراهم مي‌كنند شامل موارد زير است:
-مواد موجود در محل قابليت خرد شدن و فروپاشي تحت فشار آب را داشته باشد.
-آب كافي با فشار مورد نياز در دسترس باشد.
-فضاي كافي براي انتقال و انباشت باطله وجود داشته باشد.
-وجود تمركز يا ذخيره كافي از كاني با ارزش كه قابليت فرآوري با روشهاي ساده كانه آرايي را داشته باشد.
-وجود شيب كم طبيعي و لازم، به گونه‌اي كه امكان حمل و نقل هيدروليكي كاني ميسر باشد.
-امكان رعايت مقررات زيست محيطي در رابطه با عدم آلودگي آب، انتقال و انباشت وجود داشته باشد.
-روش استخراج پلاسري به دو روش هيدروليكي و روش استخراج با شناور تقسيم مي‌شود كه هر دو روش داراي توان توليد بالقوه بالايي مي‌باشند.

الف- روش استخراج هيدروليكي (استخراج با فشار آب)
روش هيدروليكي در سال 1380 در روسيه ابداع شد و اين روش در رده روشهاي استخراج با نرخ توليد متوسط قرار گرفت. در اين روش جريان آب با فشار زياد بر توده پلاسري به منظور در هم ريختن استحكام توده پاشيده مي‌شود. پس از فروپاشي و فروريزي توده پلاسري مواد ريخته شده (كاني، شن و ماسه) همراه با آب در يك مسير يا معبري كه در زمين ايجاد شده است، تحت نيروي ثقل جريان يافته و به مخزن يا وسيله تغليظ انتقال داده مي‌شود.
آب توسط يك آب فشان بزرگ يا مانيتور هيدروليكي كه يك افشانك چرخان بر روي آن نصب شده و به خط لوله اصلي يا فرعي متصل است بر روي توده پلاسري پاشيده مي‌شود. در اين روش علاوه بر احتمال روباره برداري و كارهاي آماده سازي معمول مورد نياز در معادن سطحي فعاليت‌هاي خاص متعددي براي آماده سازي بايد صورت پذيرد. نوع اين فعاليتها كه در زير نام برده شده‌اند، به كيفيت و شرايط خاص پلاسرها بستگي دارد.
-تهيه و تأمين آب كافي از سرچشمه‌هاي بالادست محل كار
-آماده كردن منطقه‌اي در پايين محل به منظور انباشت باطله
-كنترل كيفيت آب و بازسازي سطح زمين
روباره برداري معمولاً كم است و با آبفشان يا هر گونه تجهيزات روباره برداري ديگري انجام مي‌شود. آب از طريق يك مسير طبيعي يا ناوداني به يك حوضچه وارد و تا رسيدن به فشار كافي كه بتواند آبفشان را بكار انداز ذخيره مي‌شود. يك لوله اصلي با قطر بزرگ حوضچه يا معدن را در آبفشان وصل مي‌كند. پس از آن يك مجرا يا معبر براي هدايت دوغاب پلاسري به منظور انتقال دوغاب به محل كانه‌آرايي ايجاد مي‌شود. احتمالا حساسترين مرحله در آماده سازي اين روش ملاحظات زيست محيطي است كه هم كيفيت آن بايد حفظ شود و هم بازسازي زمين پس از معدنكاري انجام گيرد.

چرخه عمليات
از آنجا كه كندن و انتقال مواد در اين روش كاملاً به صورت هيدروليكي انجام مي‌گيرد، چرخه عملياتي، يك چرخه واحد و خلاصه شده مي‌باشد. در اين روش نيازي به كندن اوليه و انتقال بعد از آن به صورت دو فعاليت جداگانه نمي‌باشد. در حقيقت آب نه تنها براي كندن، بلكه براي انتقال پلاسر و فرآوري كانه و انتقال باطله نيز به كار مي‌رود. سادگي چرخه عمليات و استفاده چند منظوره از آن، اين روش را در زمره روشهاي جذاب از نظر توان توليد و هزينه درآورده است.
شرايط كاربرد
- مقاومت كانسنگ: دانه‌هاي كاني سنگين در خاكهاي غير مستحكم يا بازمينه شني، داراي قله و قلوه سنگهاي كم
-مقاومت سنگ: غير مستحكم
-شكل كانسار: نوع پلاسري، مسطح، تپه‌اي يا ساحلي
-شيب كانسار:‌نزديك به اققي (2 تا 6 درصد)
-عيار كانسنگ: مي‌تواند بسيار كم باشد
-يكنواختي كانسنگ: نسبتا يكنواخت
-عمق: بسيار كم
-ساير شرايط: دسترسي به آب زياد (Lit/Sec 250-30) با ارتفاع فشار بالا (m140-30)
از مزاياي اين روش مي‌توان به توان توليد بالا (230- 75 متر مکعب شن به ازاي نفر كارگر در شيفت)، هزينه استخراج پايين با نرخ توليد متوسط، هزينه سرمايه‌اي پايين و امكان اتوماسيون اشاره كرد. همچنين معايب اين روش شامل موارد زير است:
-وارد آوردن خسارت شديد به محيط زيست
-احتياج به آب بسيار زياد
-محدود به كاربرد در كانسارهاي غير مستحكم

ب- روش استخراج با شناور
اين روش براي استخراج كانسارهاي پلاسري است و معمولاً از روي سكوي شناوري انجام مي‌گيرد كه در آن تجهيزات و تسهيلات فرآوري و انتقال باطله وجود دارد. شناورهاي بكار رفته بصورت زير دسته بندي مي‌شوند:

•مكانيكي
- بيلچه نواري (بيلچه‌هاي متصل به يك زنجير بي‌انتها كه حول يك بازوي نردباني شكل دوران مي‌كنند)
- بيل چرخشي مكشي
- بيل بارگير (شاول، چنگك يا دراگلاين نصب شده بر روي دكل)
• هيدروليكي
- مكشي (خط لوله‌هاي مكشي)
- سربرشي (كندن توسط برش دهنده دوراني نصب شده بر سر خط لوله مكشي)
شناور بيلچه نواري، ماشين حفر سنتي پيوسته اي است كه براي مصالح بسيار است فاقد سيمان همراه با مقداري قلوه سنگ استفاده مي‌شود، در نتيجه قابليت بكارگيري در استخراج پلاسرها را دارد. در سالهاي اخير استفاده از بيل چرخشي مكشي توسعه بيشتري يافته است. در اين روش بيلچه‌هايي بر روي يك چرخ يا طبلك دوار نصب شده‌اند، كه مصالح كنده شده را در داخل يك نقاله هيدروليك تخليه مي‌كنند. عيب شناور بيل بارگير سيستم حفار غير پيوته يا متناوب آن است.
شناورهاي هيدروليكي كه در گذشته براي حفر كانال بكار برده مي‌شد امروزه براي استخراج پلاسرها سازگاري يافته‌اند، نوع مكشي آن محدود به شن و ماسه مي‌باشد و نوع سر برشي آن را مي‌توان براي مصالح مستحكم استفاده كرد.
بدليل سازگاري و تناسب بيشتر شناورهاي بيلچه نواري و بيل چرخشي براي استخراج پلاسرها، بطور كلي توجه به اين نوع شناورها متمركز مي‌باشد. در عمل هنگامي كه شناور در محل ذخيره قرار مي‌گيرد، از طريق چرخش بيلچه‌خا حول بازو كنده و به عرشه شناور منتقل مي‌شود. عمل كنده شدن مواد توده پلاسري با حركت بازو و چرخش بيلچه‌ها حول آن به بالا منتقل مي‌شود و بدين ترتيب جبهه كار تازه‌اي در برابر بيلچه‌ها قرار مي‌گيرد.
بطور تقريبي ظرفيت شناور بيلچه نواري 27000-13500 متر مكعب در روز به ازاي هر متر مكعب ظرفيت بيلچه است. روش استخراج با شناور در شرايط زير قابل كاربرد است:
•مقاومت كانسنگ و سنگ بايد پايين باشد.
•كانسار بايد به شكل پلاسري، مسطح، كرانه‌اي يا ساحلي باشد.
•شيب كانسار بايد كم و تقريباً افقي باشد.
•كانسار بايد يكنواخت باشد و داراي عمق كمي باشد.

از مزاياي اين روش به موارد زير مي‌توان اشاره كرد:
•بيشترين توان توليد در ميان كليه روشهاي استخراجي
•كم هزينه ترين روش استخراج
•نرخ توليد بالا
•نياز به كارگر كم
•بازيابي خوب
•عمليات پيوسته بدون نياز به خرد كردن مواد

معايب روش استخراج با شناور نيز شامل موارد زير است:
•در صورتي كه قوانين و مقررات زيست محيطي رعايت نشود خسارت شديدي به محيط زيست وارد مي‌كند.
•مصرف متوسط آب
•كابرد روش محدود به كانسارهاي فاقد تراكم كه قابليت جدا يا كنده شدن تحت تأثير نيروي نفوذ آب يا نيروهاي تركييي را داشته باشد،است.
•در مورد كانسارهاي پلاسري ممكن است كه از روش روباز نيز براي استخراج كانسار استفاده شود. در اين روش معمولا از شاول براي بارگيري استفاده مي‌شود. در كشورهاي استرالياو زئير اين روش در مورد استخراج كانسارهاي قلع به كار برده مي‌شود.

•روش استخراج كندن و آكندن
امروزه تنها روش استخراج كندن و آكندن است كه از بين روشهاي استخراج زيرزميني با نگهداري كاربرد عمومي دارد. در اين روش كه بطور معمول يك روش استخراج بالاسري است ماده معدني به صورت برشهايي افقي در كارگاه استخراج شده و به جاي آن باطله يا مواد پر كننده ريخته مي‌شود. پر كردن در اين روش كاملاً با عمليات و چرخه استخراج پيوند خورده است و به صورت فعاليتي مستقل پس از اتمام كل عمليات استخراج انجام نمي‌شود. پر كردن كاري انحصاري و ويژه اين روش است.
مهمترين وظيفه اين مواد نگهدارنده زمين است كه اين كار را با نگهداري ديواره‌هاي ضعيف كانسار انجام مي‌دهند. در اين رابطه خاصيت تراكم پذيري يا قابليت فشرده شدن مواد پر كننده از جمله مهمترين ويژگيهاي اين مواد محسوب مي‌شود. دومين وظيفه مواد پر كننده ايجاد سكوي كار مي‌باشد كه چالزني و آتشبازي برش بعدي كانسنگ از روي آن انجام مي‌گيرد. بدليل افزايش حجم بازاي هر تن از مواد معدني استخراج شده حدود 6/0 تن مواد پر كننده مورد نياز است.
در روش استخراج كند و آكند، مواد پر كننده را مي‌توان از مواد خرد شده درشت دانه كه در سرتاسر معدن توليد مي‌شود، تأمين كرد. در پر كردن به روش خشك مواد پر كننده از طبقه بالا و از طريق دويلهاي عبور مواد پر كننده در كارگاه استخراج ريخته و توسط اسلاشر پخش مي‌شود. طرح شماتيكي از روش استخراج كند و آكند در شكل 25 نشان داده شده است.

شکل 25-روش استخراج کند و آکنده با پر کردن مکانيکي و دويلهاي دسترسي

در صورتي كه سنگ باطله معدن در دسترسي يا مناسب نباشد، مصالح و مواد باطله سطحي (سنگ، ‌شن و يا ماسه) توسط اسكيپ يا دويلهاي مخصوص مواد پر كننده، به زير زمين انتقال داده مي‌شوند. به علت هزينه بالاي تأمين و پخش مواد پر كننده و تراكم پذيري ضعيف، پر كردن هيدروليكي به ميزان زيادي جايگزين روش مكانيكي شده كه در نتيجه توان توليد بالاتر، هزينه كمتر و تراكم پذير بهتري را نتيجه داشته است. استخراج با پر كردن هيدروليكي بدليل ايجاد سطح صاف در كف كارگاه به خودي خود موجب افزايش مكانيزاسيون مي‌شود. در شيوه پر كردن هيدروليكي، باطله‌هاي كارخانه‌هاي كانه آرايي يا سنگهاي باطله از سطح زمين به صورت دوغاب درآمده و از طريق خط لوله براي توزيع در كارگاه‌ها به زير زمين منتقل مي‌شود.
بعضي اوقات براي تهيه يك ماده پر كننده بتني ضعيف، به اين مواد سيمان اضافه مي‌كنند يا جهت ايجاد استحكام بيشتر مواد باطله كانه آرايي سولفوره طبيعي به آن افزوده مي‌شود.
در روش كندن و پر كردن نيز براي نگهداري زمين، پايه‌هاي در مرزهاي كارگاه باقي گذاشته مي‌شود. از آنجا كه كارگاه‌ها پر مي‌شوند اغلب اين پايه‌ها مي‌توانند تماماً يا بخشي از آنها بازيابي شوند.
اين روش خيلي انعطاف پذير است و به راحتي به روشهاي ديگر تبديل مي‌شود. اين روش در مورد لايه‌هاي پرشيب، ماده معدني مقاوم، كانسارهاي بي نظم و متقاطع قابل كاربرد است. راهروهاي عبور مواد معدني در حين پيشروي كارگاه به سمت بالا درون مواد پر كننده ساخته مي‌شود و در هنگام پر كردن به روش خشك بايد دقت كرد كه قطعات بزرگ به اين راهروها آسيب نزنند.
چرخه عمليات در روش كندن و پر كردن به ترتيب شامل حفاري، انفجار، بارگيري و باربري مي‌باشد. مرحله پر كردن يكي از مهمترين عمليات جنبي در اين روش مي‌باشد و ساير عمليات جنبي شامل ايمني و بهداشت، كنترل محيط زيست، تهيه و توزيع نيرو، آبكشي، سنگجوري و انتقال باطله و … مي‌باشد.
مزاياي روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•بيرون كشيدن مواد از كارگاه تحت نيروي ثقل
•توان توليد متوسط
•هزينه سرمايه‌اي متوسط
•انعطاف پذير در برابر تغيير روش
•بازيابي عالي
•اختلاط باطله با ماده معدني پايين
•هزينه آماده سازي كم
•روش انتخابي خوب
•از باطله‌هاي سطحي مي‌توان به عنوان پر كننده استفاده نمود كه از آلودگي محيط زيست جلوگيري مي‌كند.
•ماده معدني به محض استخراج حمل مي‌شود و مسئله بلوكه شدن سرمايه و خطر خود سوزي و اكسيد شدن وجود ندارد.
معايب روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•هزينه انتقال مواد پر كننده ممكن است به 50 درصد كل هزينه ‌ها برسد.
•هزينه معدنكاري بالا
•روش كارگر بر و مستلزم وجود كارگران ماهر مي‌باشد.
•راه دسترسي به كارگاه را بايد براي تجهيزات مكانيزه آماده كرد.
•تراكم پذيري مواد پر كننده خطر نشست و ناپايداري به همراه دارد.

[ghasem motamedi]

روش‌هاي عمده اكتشاف قلع

•كانسارهاي قلع اسكارني
ذخاير تيپ قلع اسكارني، در درون و يا در حاشيه خارجي گرانيت‌هاي نوع لوكوكرات خاص تشكيل مي‌شوند. اين ذخاير معمولاً با بخش فوقاني اين نوع گرانيت‌ها در ارتباط‌اند. اين ذخاير تمركز كانه‌هاي قلع، تنگستن و بريليوم در اسكارن‌ها هستند و سنگ درونگير آنها گرانيت لوكوكرات بيوتيت ويا مسكويت دار، دايك‌هاي فلسيك و سنگ‌هاي كربناتي مي‌باشد.
اين نوع كانسارها عموما متعلق به دوران مزوزوئيك‌اند اما ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند. محيط تشكيل آنها، كمپلكس‌هاي نفوذي كم عمق (اپي زونال) در طبقات كربناتي است. كاني‌هاي كاسيتريت، كمي شئليت، اسفالريت، كالكوپيريت، منيتيت، پيريت، آرسنوپيريت و فلوئوريت در اين كانسارها يافت مي‌شوند. همچنين ممكن است مقدار زيادي قلع به صورت محلول جامد در كاني‌هاي سيليكاتي وجود داشته باشد كه در اين صورت قابل استحصال نبوده وارزش اقتصادي ندارد.

راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-در حاشيه توده گرانيتي گرايزني زاسيون با پيدايش كاني‌هاي كوارتز، مسكويت، توپاز، تورمالين، فلوئوريت، كاسيتريت و سولفيدها رخ مي دهد.
-گرايزن‌هاي حاوي تورمالين و توپاز نيز ممكن اسن تشكيل شوند.
-كاني‌هاي ايدوكراز، گروسولار و آندراديت منگنز دار، آندراديت قلع دار، مالايائيت در اسكارن تشكيل مي‌شوند.
-كاني‌هاي مرحله پسين شامل آمفيبول، ميكا، كلريت و يا ميكا، تورمالين و فلوئوريت
اسكارن‌هاي كاني سازي شده ممكن است در همبري توده نفوذي با سنگ‌هاي كربناتي گسترش يابند. گسترش زون اسكارني تا فاصله حدود 300 متر از توده نفوذي به وسيله شكستگي‌هاي وابسته به توده نفوذي كنترل مي‌شوند. وجود رگه‌هاي متقاطع و دايك‌هاي روشن رنگ اميد بخش مي‌باشد. فرسايش و هوازدگي توده‌هاي قلع دار ممكن است سبب تشكيل كانسار قلع پلاسري شود.

ب – راهنماي ژئوشيميايي
آنومالي عناصر Cs، Re، Sn،، F، W، Be، Zn، Pb، Cu، Ag، Li، Rb و B در بررسي‌هاي ژئوشيميايي كانسارهاي قلع اسكارني قابليت ثبت دارند. وجود گرانيت‌هاي ويژه‌اي كه در آنها شرايط 73%> SiO2 و 4% > K2O صادق است و نسبت به اكسيدهاي Cu، Ti، Mg و Fe تهي شده باشند، پيدايش اين تيپ كاني‌سازي را متحمل تر مي‌سازند. چنين گرانيت‌هايي نسبت به عناصر Sn، F، Rb، Hf، Be، W، Mo، Pb، B، Nb، Cs، U، Th، Ta، Li و اغلب REE غني شدگي نشان مي‌دهند، در حاليكه نسبت به عناصر كمياب V، Sc، Sr، La، Ni، Cu، Co، Cr و Ba تهي شدگي دارند.
ج – راهنماي ژئوفيزيكي
روش‌هاي ژئوفيزيكي در تشخيص مناطق اميدبخش براي اين گونه ذخاير در مقياس ناحيه‌اي مي‌توانند مؤثر باشند. اين روش‌ها از طريق تعيين محدوده گرانيت‌هاي لوكوكراتيك، به خصوص انواع به شدت تفريق يافته و توسعه يافته در فاز نهايي فعاليت‌هاي ماگمايي، مفيد واقع مي‌شوند. گرانيتوئيدهاي سري ايلمنيتي تيپ S يا A كه مادر لوكوگرانيت‌هاي مرتبط با اين تيپ ذخايراند يا خاصيت مغناطيسي ضعيف دارند و يا اصلاً خاصيت مغناطيسي ندارند. از اين رو مشتقات سنگي حاصل از آنها نيز چنين اند. البته در مواردي كه پديده اسكارني زايي و يا جانشيني و كاني سازي درون آنها رخ مي‌دهد، سنگ درونگير هاله مغناطيسي نامنظمي را بروز مي‌دهد.
بعلاوه گرانتيوئيدهاي مادر اين تيپ ذخاير، كاهش كمي (معادل 1/0 گرم در سانتيمتر مكعب) را در جرم مخصوص نشان مي‌دهند. از اين رو برداشت‌هاي گراني سنجي تا حدي محدوده‌هاي آنها را مشخص مي‌سازد.
از ويژگيهاي ديگر گرانيتوئيدهاي مادر اين تيپ ذخاير، فراواني عناصر راديواكتيو در آنها است. در مواردي كه اين توده‌هاي نفوذي رخنمون دارند، برداشت‌هاي هوابرد براي رسم نقشه راديواكتيويته مي‌تواند مفيد باشد.
بالا بودن مقدار اورانيوم و توريم، نقش كليدي را در تعيين مناطق غني شده دارد. از آنجا كه دگرساني‌هاي مرحله پسين، موجب كاهش مقدار پتاسيم مي‌گردد، روش راديومتري گاما مي‌تواند براي تعيين موقعيت آنها مفيد باشد.
براي تعيين شكل هندسي بخش فوقاني توده‌هاي نفوذي مدفون و تشخيص مكان توسعه زوائد توده‌هاي نفوذي كه در آنجا احتمال كاني‌ سازي بيشتر است،‌روش‌هاي الكتريكي ممكن است مفيدباشند. از آنجا كه احتمال وجود پيروتيت و بعضي از سولفورهاي ديگر نيز وجود دارد، ميدان مغناطيسي محلي افزايش يافته و كاربرد روش مغناطيس سنجي زميني را مؤثر مي‌سازد. اين امر موجب مي‌شود تا مقادير مقاومت ويژه و بارپذيري نسبت به منطقه زمينه، تغيير محصوصي كرده و كاربرد روش‌هاي الكتريكي مفيد واقع شود.
با استفاه از روش هاي دور سنجي، مي‌توان بخش هاي رخنمون دار توده‌هاي فلسيك را مورد بررسي قرار داد و فازهاي مختلف آن را از يكديگر جدا كرد. وجود كاني‌هاي دگرساني داراي عامل هيدروكسيل، از طريق بكارگيري دستگاههاي طيف سنجي با قدرت تفكيك بالا مشخص مي‌شود.
شكل هندسي اين گونه ذخاير گوناگون و از صفحه نامنظم تا استوانه‌اي است. هاله دگرساني آنها معمولا با حالتي نامنظم اطراف كانسار قرار مي‌گيرد ولي در اطراف توده نفوذي منظم‌تر اند. بزرگي قطر زوائد توده نفوذي كه خاستگاه اصلي آنها ست، بين 250 تا 2000 متر است. ميانگين حجم بخش كاني سازي شده در تيپ اسكاني و جانشيني حدود 6/2 ميليون متر مكعب، در تيپ گرايزني حدود 3/0 تا 24 ميليون متر مكعب و در تيپ رگه‌اي كه از همه كوچكتر است، 89000 متر مكعب برآورد شده است. قطر هاله دگرساني آنها در اطراف توده نفوذي ممكن است به چند كيلومتر نيز برسد.
در جدول 10 خواص فيزيكي اين تيپ ذخاير، همراه با خواص مشابه در منطقه دگرساني آنها و همچنين در رانيتوئيدهاي مادر آنها آورده شده است. مشخصه ژئوفيزيكي اين نوع كانسار براي كانسارهاي وابسته در آن يعني كانسارهاي قلع جانشيني، قلع رگه‌اي، قلع گرايزني، قلع پگماتيتي، قلع پورفيري، قلع پلي متاليك، قلع ريوليتي و قلع پلاسري نيز صدق مي‌كند.

جدول 10-ويژگي هاي ژئوفيزکي کانسار هاي قلع اسکارني

در بين روش‌هاي ژئوفيزيكي اكتشافي، روش گراني سنجي مي‌تواند در تعيين محدوده توده‌هاي نفوذي بزرگي مانند باتوليت‌ها مفيد باشد. با چنين برداشت‌هايي مي‌توان مورفولوژي استوك‌هاي كوچكتر را نيز مشخص كرد مشروط به آن كه اين استوك‌ها به قدر كافي به سطح زمين نزديك باشند. از آنجا كه بعضي از ذخاير اسكارني با زوايد توده‌هاي نفوذي بزرگ در ارتباط‌ مي باشند. لذا برداشت‌هاي گراني سنجي براي تعيين موقعيت تقريبي آنها مفيداند.
در اغلب ذخاير اسكارني، منيتيت به عنوان يك غالب حضور دارد، لذا برداشت‌هاي مغناطيسي هوابرد در تعيين مناطق اسكارني مي‌تواند به كار گرفته شود.
د – ديگر راهنماهاي اكتشافي
از آنجا كه اكثر ذخاير اسكارني (به استثناء اسكارن هاي سرب و روي دار) در نزديكي توده نفوذي يافت مي‌شوند، اكتشاف آنها در جداول محدود به مناطق همبري و در درجه دوم محدود به ليتولوژي مناسب مي‌گردد. از اين رو در اكتشافات ناحيه‌اي اين تيپ ذخاير، بايد به دو عامل فوق در چهار چوب محيط تكتونيكي مناسبي توجه خاص نمود. در بين همه انواع همبري نوع كربنات - آذرين نفوذي (عميق يا نيمه عميق)، از اهميت خاصي برخوردار اند. بنابراين در برداشت‌هاي سنگ شناسي و ساختماني بايد به اين مورد توجه ويژه‌اي داشت. تحليل ساختار شكستگي‌ها و نحوه توزيع فضايي آنها نيز با اهميت است، زيرا اين عامل در كنترل نفوذپذيري سنگ ميزبان نقشي اساسي دارد. علاوه بر مناطق با شدن شكستگي زياد، واحدهاي برشي نيز مي‌توانند از نظر نفوذپذيري بستر مناسبي براي كانه سازي فراهم سازند، لذا برداشت محدوده چنين واحدهايي الزامي است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز شامل قلع اسكارني، تنگستن اسكارني، قلع گرايزني، قلع رگه‌اي و قلع جانشيني‌اند. همچنين محصولات فرعي اين نوع كانسار تنگستن، فلوئوريت، بريليم، روي و طلا است.
كانسارهاي قلع جانشيني
نام ديگر اين نوع كانسارها، قلع اگزالاتيو است و عبارت از تمركز كانه‌هاي كاسيتريت و سولفيدي (عمدتاً پيروتيت) در نوارهاي استراتاباند جانشين شده در سنگ هاي كربناتي اند.معمولاً سنگ‌هاي كربناتي (آهك و دولوميت)، گرانيت، مونزوگرانيت و دايك‌هاي كوارتز پورفيري جزء سنگ‌هاي درونگير اين نوع كانسارها هستند. همچنين سنگ‌هاي حاوي كوارتز، تورمالين، چرت، پليت و رسوبات غني از آهن و سنگ‌هاي آتشفشاني نيز ممكن است در محيط كانسار موجود باشد.
اين نوع كانسارها اكثراً متعلق به دوران پالئوزوئيك و مزوزوئيك هستند، ولي ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند و محيط تشكيل آنها مناطقي با نفوذ كمپلكس‌هاي گرانيتي كم عمق (اپي زونال) به درون نواحي داراي سنگ‌هاي كربناتي است.
خاستگاه تكتونيكي اين كانسارها فازهاي پيشي تا پسين كوهزايي با توده‌هاي گرانيتوئيدي در مجاورت سنگ‌هاي كربناتي‌اند. از لحاظ كاني شناسي، رگه‌هاي پيشين شامل كاني‌هاي پيروتيت، آرسنوپيريت، كالكوپيريت، ايلمنيت، فلوئوريت و به مقدار كم پيريت، اسفالريت، گالن، استانيت، تتراهيدريت و منتيت مي‌باشند و رگه‌هاي پسين شامل كاني‌هاي اسفالريت گالن، كالكوپيريت و فلوئوريت است.

راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-آثار گرايزني شدن در همبري توده‌هاي گرانيتي ديده مي‌شود.
-دگرساني سيدريتي در دولوميت‌هاي موجود در همبري توده‌هاي سولفيدي يافت مي‌شود.
-تورماليني شدن در رسوبات كلاستيك (آواري) رخ مي‌دهد.
جايگيري توده‌هاي گنبدي شكل گرانيتوئيدي در محيط كربناتي و مسير گسل‌ها و شكستگي‌ها كه نقش كانال براي سيالات كاني ساز را ايفا مي‌كنند، از عوامل كنترل كننده مي‌باشند.
در اكتشاف به طريقه ژئوشيميايي اين نوع كانسارها آنومالي عناصر Sn، Cu، B، W، F، Li، Pb، Zn و Rb قابل ثبت است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز قلع گرايزني، كوارتز – تورمالين، كاسيتريت رگه‌اي، تنگستن اسكارني و قلع اسكارني مي‌باشد. همچنين محصولات فرعي اين كانسار شامل سرب، روي و مس مي‌باشد.

كانسارهاي قلع رگه‌اي
رگه‌هاي قلع دار تيپ كورنيش نام ديگر اين نوع كانسارها مي‌باشد و عبارت از تمركز كانه قلع با پاراژنز كوارتز، كاسيتريت، ولفراميت و سولفيد فلزات پايه در پر شدگي شكاف‌ها و شكستگي‌هاي موجود در سنگ‌هاي آذرين نفوذي فلسيك (لوكوگرانيت) و مناطق اطراف آنها است.
گرانيتوئيدهاي چند فازي، شامل لوكوگرانيت بيوتيت دار و يا مسكويت دار سنگ درونگير اين نوع كانسارها است و رسوبات پليتي نيز عموماً در اطراف آنها موجود مي‌باشد.
از نظر دوران زمين شناسي بيشتر اين كانسارها متعلق به دورانهاي پالئوزوئيك و مزوزوئيك هستند ولي ممكن است كه متعلق به هر دوره ديگري باشند.
توده‌هاي نفوذي با عمق متوسط تا زياد محيط مناسبي را براي تشكيل اين ذخاير تشكيل مي‌دهند و معمولا دايكها و دسته دايكها در محيط آنها حضور دارند. سنگ‌هاي ولكانيكي معمولا با اين ذخاير ديده نمي‌شوند.
خاستگاه تكتونيكي اين عناصر كمربندهاي چين خورده و حاشيه قاره‌اي در حال نمو همراه با گرانيتوئيدهاي فاز پسين كوهزايي و يا بعد از كوهزايي كه قسمتي از آنها ذوب بخشي را تحمل كرده‌اند مي‌باشند.
از نظر كاني شناسي اين كانسارها شديداً متنوع و گوناگون هستند و شامل كاسيتريت، ولفراميت، آرسنوپيريت، موليبدنيت، هماتيت، سئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالريت و بيسموتيت مي‌باشند. اگر چه تنوع و گوناگوني كاني شناسي آنها زياد است ولي بخش داخلي حاوي كاني‌هاي كاستيريت و ولفراميت همراه با كاني‌هاي سولفيدي از عناصر نقره، مس، روي و سرب است.

راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-پيريتي شدن (با گسترش گرايزن) و تورماليني شدن معمولا در نزديكي و مجاورت رگه‌ها و همبري گرانيت‌ ها وجود دارد همچنين سيليسي فيكاسيون، كلريتي زاسيون و هماتيتي زاسيون معمول است.
- يك منطقه بندي ايده ال مي‌تواند شامل مجموعه هاي زير باشد:
كوارتز – تورمالين – توپاز؛ كوارتز – تورمالين – سريسيت؛ كوارتز – سريسيت – كلريت؛ كوارتز - كلريت
-تمركزهاي اقتصادي كانه قلع معمولاً درون يا در فوقاني ترين بخش همبري توده نفودي (گرانيتي) رخ مي‌دهد. كنترل كننده‌هاي محلي نيز شامل تنوع در ساختمان رگه، تغييرات سنگ شناسي، تقاطع رگه‌ها، فراواني دايك‌ها و گسل‌ها متقاطع است.

ب- هوازدگي
-كاسيتريت موجود در رسوبات رودخانه‌اي و توده‌هاي قلع پلاسري محصول هوازدگي اين نوع از كانسارها است.

ج – راهنماي ژئوشيميايي
براي اين نوع كاني‌سازي و در اكتشاف ژئوشيميايي آنها آنومالي‌هاي عنصر REE، Bi، Sn، AS، W، Bi، F، Rb، Be، Nb، Cs، U، Th و Li قابل ثبت است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز شامل قلع گرايزني، قلع اسكارني و قلع جانشيني است.

•كانسارهاي قلع گرايزني
اين كانسارها عبارت از تمركز كانه قلع به شكل كاسيتريت افشان، رگچه‌اي، رگه‌اي، عدسي و استوانه‌اي مرتبط با منطقه گرايزني شده لوكوگرانيت است.
سنگ درونگير اين كانسارها لوكوگرانيت هاي حاوي موسكوويت و بيوتيت و بويژه لوكوگرانيت‌ها نوع S با كاني‌هاي فرعي مشخصي چون توپاز، فلوئوريت، تورمالين و بريل مي‌باشد. گرايزن‌هاي قلع دار عموماً حاصل فرآيند هاي بعد از ماگمايي هستند. در اين نوع كانسارها بافت ها معمولا ًنفوذي بوده و عموماً غير رگچه‌اي مي‌باشند. بافت‌هاي دانه‌اي يكنواخت بيشتر ديده‌ مي‌شود و بافت هاي پورفيري و آپليتي نيز معمول است.
اين كانسارها از لحاظ دوره زمين شناسي ممكن است متعلق به هر دوره‌اي باشند و زمان كاني سازي قلع منطبق با مراحل نهايي جايگيري توده‌هاي گرانيتوئيدي است.
محيط تشكيل كانسارهاي قلع گرايزني از توده‌هاي نفوذي مزوزونال تا ولكاني‌هاي عميق متغير است.
خاستگاه تكتونيكي آنها نيز كمربندهاي چين خوده مرتبط با رسوبات ضخيم، سنگ‌هاي ولكانيكي تشكيل شده در محيط‌هاي كراتونيك پايدار و حاشيه قاره‌اي در حال نمو است و محيط مناسبي براي تشكيل آنها هستند. اغلب گرانيتوئيدهاي مرتبط به آنها بعد از فاز چين خوردگي‌هاي اصلي تزريق شده اند.
در اين كانسارها منطقه بندي كاني شناسي جامعي شامل مجموعه‌هاي كاسيتريت، موليبدنيت، ولفراميت، بريل، آرسنوپيريت، بيسموتيت، كاني‌هاي سولفيدي روي، مس، سرب، سولفو استانيت ها، رگه‌هاي كوارتز، فلوئوريت، كلسيت و پيريت ديده مي‌شود.
ساخت و بافت در اين كانسارها بسيار متنوع است و معمولاً بيشتر كاسيتريت موجود در توده گرايزني به صورت افشاني است و اشكال رگچه‌اي، استوك ورك، عدسي و برشي كمتر معمول است.

راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
قبل از پيدايش گرايزن مجموعه دگرساني شامل مسكويت، كلريت، تورمالين و فلوئوريت است و پس از پيدايش گرايزن مجموعه دگرساني شامل كوارتز، مسكويت، توپاز، فلوئوريت و تورمالين است.
اگر بافت اوليه سنگ حفظ شود اصطلاح گرايزني زاسيون و اگر بافت اوليه سنگ حفظ نشود اصطلاح گرايزن توده‌اي به كار برده مي‌شود. تورمالين مي‌تواند به طور افشان در همه جا يافت شود.

ب - هوازدگي
ممكن است در نزديكي رگه‌هاي گرايزني رنگ گرانيت قرمز شود. اگر چه گرايزن‌هاي توده‌اي ممكن است از نظر اقتصادي جالب توجه نباشند ولي توده‌هاي پلاسري غني از قلع مي‌توانند از طريق هوازدگي و فرسايش آنها تشكيل شوند.

ج – راهنماهاي ژئوشيميايي
-كاني‌هاي كاسيتريت، توپاز، تورمالين در رسوبات رودخانه‌اي مناطق گرايزني غني از قلع تمركز مي‌يابند.
وجود گرانيت‌هاي با درصد بالاي SiO2 (بيشتر از 73 درصد)‌ و بيشتر از چهار درصدK2O ولي با تهي شدگي نسبت به اكسيئهاي منيزيم، تيتانيوم، كلسيم و آهن
-آنومالي ژئوشيميايي عناصر B، Nb، Cs، U، Th، REE، Tu، Sn، F، Rb، Li، Be، W، Mo و AS قابل ثبت است.
-تهي شدگي نسبت به عناصر V، Sr، Sc، La، Ba، Ni، Cu، Cr و Co ديده مي‌شود.

•كانسارهاي قلع پورفيري
-نام ديگر اين كانسارها، كانسارهاي قلع ساب ولكانيك است و عبارت از تمركز كانه كاسيتريت در كمپلكس‌هاي نفوذي ساب ولكانيكي به صورت پراكنده،‌دانه ريز، رگچه‌اي و برشي مي‌باشد. چنين تمركزهايي به وسيله گسترش توده‌هاي كوارتز پرفيري و سنگ‌هاي مجاور آن كنترل مي‌شود.
سنگ درونگير اين كانسارها استوك‌هاي كوارتز پورفيري و گدازه‌هاي متوسط تا اسيدي (كوارتزلاتيت، داسيت، ريوداسيت) و پيروكلاست‌هاي كالكوآلكالن هم سن با آنها است.
-از نظر دوران زمين شناسي اين كانسارها ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند. توده‌هاي قلع پورفيري مشهور در بوليوي مربوط به دوره ميوسن هستند و توده‌هاي قلع - موليبدن - تنگستن ساب ولكانيك مونت پلي سنت، نيوبرونزويك مربوط به اواخر دوره كربونيفر هستند.
-محيط مناسب براي تشكيل اين كانسارها استوك‌هاي ساب ولكانيك موجود در زير يا درون استراتوولكان ‌هاي توسعه يافته در عمق يك تا سه كيلومتري از سطح زمين مي‌باشد.
-كمربندهاي چين خوده و جايي كه استوك‌هاي نفوذي در حاشيه فعال زون فرورانش تشكيل مي‌شوند و سنگ‌هاي آتشفشاني هم سن خود را قطع مي‌كنند خاستگاه تكتونيكي مناسبي را براي اين كانسارها ارائه مي‌دهند.
-در اين كانسارها كاسيتريت و كوارتز با كاني‌هاي سولفيدي (عموماً پيريت) همراه هستند. ممكن است كاني‌هاي پيروتيت، استانيت، كالكوپيريت، اسفالريت و آرسنوپيريت نيز يافت شود. رگه‌هاي تأخيري آنها عموماً حاوي سولفواستانات ها و كاني‌هاي نقره مي‌باشد.

راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
دگرساني فراگير است و كاني سازي قلع پورفيري نسبت به كاني سازي نقره و قلع رگه‌اي قديمي‌تر است؛ منطقه بندي شامل يك هسته مركزي كوارتز - تورمالين (بهطور فرعي داراي كاسيتريت افشان) است كه به طرف خارج به زون دگرساني سريسيت - تورمالين (به طور محدود مرتبط به كاسيتريت افشان) و سپس به زون پروپيليتي و آرژيليتي منتهي مي‌شود.
ب - هوازدگي
اكسيداسيون پيريت تشكيل اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن مي‌دهد. غني شدگي سوپرژن نامحتمل است. كاسيتريت ممكن است در پلاسرهاي اطراف ناحيه منشاء تمركز يابد.
ج – راهنماي ژئوشيميايي
آنومالي عناصر B و Sn در بخش مركزي توسعه مي‌يابند؛ در ناحيه خارجي تر آنومالي عناصر Sn، Ag، Pb، Zn، As، Sb، Cu، Ba و B ممكن است قابل ثبت باشد. از آنجا كه در تشكيل اين تيپ كانسار، ايجاد شكستگي‌هاي هيدروليكي يكي از فرايندهاي با اهميت است لذا برداشت‌هاي ساختماني كه بتوانند منطقه توسعه اين نوع شكستگي‌ها را مشخص سازند مفيد خواهند بود. علاوه بر آن برشي‌هاي انفجاري نيز با اهميت هستند، از اين رو برداشت‌هاي زميني بايد اين واحد را نيز شامل شود. پس از انجام چنين برداشت‌هاي زميني بايد اين واحد را نيز شامل شود. پس از انجام چنين برداشت‌هايي انطباق آنومالي‌هاي ژئوشيميايي با چنين مناطقي مي‌تواند اهميت آنها را افزايش دهد.

د – كانسارهاي وابسته
كانسارهاي وابسته به اين كانسار، قلع رگه‌اي و قلع پلي متاليك رگه‌اي است.

•كانسارهاي قلع با ميزبان ريوليتي
كانسارهاي قلع تيپ مكزيكي نام ديگر اين نوع كانسارهاست و عبارت از تمركز كاسيتريت و قلع چوبي موجود در رگچه‌هاي ناپيوسته متناوب موجود در توده‌هاي ريوليتي گنبدي شكل و پلاسرهاي مشتق شده از آنها مي‌باشد.س
سنگ درونگير اين كانسارها ريوليت فلدسپات آلكالن داري است كه مقدار SiO2 آنها بيش از 75% سنگ باشد. ريوليت‌هاي توپازدار شامل همين گروه مي‌شوند. كاني‌هاي فرعي ولي مهم آنها عبارتند از توپاز، فلوئوريت، پسودوبروكيت و بريل است.
درجه تبلور ريوليت بين 5 تا 50%‌ تغيير مي‌كند. بلورهاي كوارتز و سانيدين آن ممكن است درشت باشد و بيوتيت و هورنبلند به ندرت يافت مي‌شود.
اين كانسارها متعلق به دوران ترشيري مي‌باشند و عمدتاً در اليگوسن و ميوسن تشكيل شده‌اند. محيط مناسب براي تشكيل اين كانسارها كمپلكس جرياني – گنبدي شكل ريوليتي و سنگ‌هاي پيروكلاستيك و اپي كلاستيك وابسته با آنها مي‌باشد. خاستگاه تكتونيكي مناسب نيز نواحي با فعاليتهاي ولكانيكي سيليسي كه عموماً در شرايط پوسته قاره‌اي ضخيم توسعه مي‌يابند، مي‌باشد.
اين كانسارها شامل كاسيتريت همراه با هماتيت (بطور مشخص اسپكولاريت)، كريستوباليت، فلوئوريت، تريديميت، اوپال، كالسدوني، آدولاريا و كاني‌هاي گروه زئوليت است.
معمولاً رگه‌ها و رگچه‌هاي ناپيوسته داراي عرضي بين 1/0 تا 10 سانتي متر است ولي ساير ابعادشان ممكن است تا 75 متر برسد. اين رگه‌ها و رگچه‌ها ممكن است به صورت افشان در زمينه‌اي از جريان گدازه ريوليتي و يا برش‌هاي گسلي يافت شود.
راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
دگرساني ممكن است يافت نشود اما دگرساني‌اي كه مستقيماً با كاني سازي در ارتباط است ممكن است داراي كاني‌هاي كريستوباليت، فلوئوريت، اسمكتيت، كائولينيت و ديگر كاني‌هاي رسي باشد.
كانسار عمدتاً در منطقه شكستگي و برشي موجود در اطراف توده ريوليتي گنبدي شكل كه داراي نفوذپذيري است توسعه مي‌يابد.

‌ب - هوازدگي
محصولات هوازدگي اين نوع كانسار به طور كلي كم است ولي كاني رسي نوع اسمكتيت (به رنگ نارنجي) در اغلب اين تيپ كانسارها يافت مي‌شود.

ج – راهنماي ژئوشيميايي
در بررسي‌هاي ژئوشيميايي فقط آنومالي عنصر Sn قابل ثبت است. پراكندگي ساير عناصر شامل Fe، Be، Li، F، As، Sb، Zn، Bi و REE در سنگ درونگير در حداقل مقدار خود است. بهترين راهنماي اكتشافي ثبت هاله‌هاي ثانويه قلع با غلظت هاي بيشتر از ppm 1000 در نمونه‌هاي لاوك شوئي شده‌است. پيدايش كاسيتريت در رسوبات رودخانه‌اي معمولاً محدود به فواصل 2 تا 3 كيلومتري از ناحيه منشا مي‌باشد.كانسار وابسته به اين نوع كانسار، كانسار موليبدن كلايمكس مي‌باشد.

•كانسارهاي قلع پلاسري
اين كانسارها در نتيجه تمركز كاسيتريت و كاني‌هاي سنگين وابسته، در رسوبات آبرفتي سيلتي تا قلوه سنگي تشكيل مي‌شوند. آبرفت‌هاي سيلتي، ماسه‌اي، گراولي و قلوه سنگي و هم ارزهاي سخت شده آنها سنگ و يا رسوب درونگير اين گونه ذخاير مي‌باشند. اين كانسارها داراي ذراتي با ابعاد ريز تا بسيار دانه درشت هستند. اين ذخاير عمدتاً متعلق به دوران ترشيري پسين تا هولوسن مي‌باشند ولي ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند.
از نظر توپوگرافي نسبت به ناحيه منشاء، آبرفت‌هاي منطقه بالايي تا مياني محيط مناسبي براي تشكيل اين گونه ذخاير است، به طوريكه شيب رودخانه نه آنچنان زياد باشد كه جريان سريع آب در كف رودخانه رسوبي باقي نگذارد و نه آنقدر كم باشد كه نتواند موجب جدايش ثقلي كاسيتريت از ساير اجزاء تخريبي گردد.

از جنبه خاستگاه تكتونيكي آبرفت‌هاي مشتق شده از فرسايش:
1) نواحي حاشيه قاره‌اي (از نوع نموي) با سن پالئوزوئيك تا سنوزوئيك
2) كمربندهاي چين خورده در كراتون‌هاي پايدار كه داراي توده‌هاي نفوذي گرانيتوئيدي بسيار تكامل يافته و يا هم ارزهاي خروجي آنها مي باشد.
محيط مناسبي را تشكيل مي‌دهد. پايداري تكتونيكي در خلال فرايندهاي تشكيل و محفوظ ماندن آن ها ضروري است.
كانسارهاي قلع پلاسري شامل كاني‌هاي كاسيتريت، منيتيت، ايلمنيت، زير كت، مونازيت، آلانيت، تورمالين، كلمبيت، گرونا، روتيل، و توپاز مي‌باشد. دانه‌هاي كاسيتريت موجود در كانسار با نزديك شدن به منشاء درشت تر مي‌شود.

راهنماهاي اكتشافي
الف- عوامل كنترل كننده
كاسيتريت در گراولهاي كف رودخانه و در جايي كه تله ثقلي وجود داشته باشد متمركز مي‌شود. غني ترين پلاسرها در روي ناحيه منشاء تشكيل مي‌شوند.

ب – مشخصه ژئوشيميايي
در اكتشاف به طريقه ژئوشيميايي اينگونه عناصر آنومالي قوي عناصر Sn، As، F، W، Be، Zr، Nb، Ta و Zn قابل ثبت است. روش كاني سنگين مناسب ترين روش كشف اين گونه كانسارها مي‌باشد.

ج – كانسارهاي وابسته
تمام كانسارهاي قلع پلاسري ممكن است محصولات فرعي نظير، ايلمنيت، زير كن و مونازيت داشته باشند. در مواردي كه از پگماتيت‌ها منشا گرفته باشند ممكن است داراي كلمبيت و تانتاليت نيز باشد. كانسارهاي اقتصادي پلاسري قلع در فواصل كمتر از 8 كيلومتر از ناحيه منشا تشكيل مي‌شوند.

[ghasem motamedi]

روشهاي متداول فرآوري قلع
همانگونه كه ذكر شد منبع اصلي قلع كاني كاسيتريت ( SnO2) است، كه به صورت رگه‌اي ظاهر مي‌شود. بيش از 80% معادن قلع دنيا در نهشته‌هاي پلاسري واقع‌اند كه محتوي قلع آنها كمتر از 015/0% است. استفاده نهايي از قلع در قوطي‌هاي كنسرو، اجزاي لوازم برقي، تجهيزات ساختماني، حمل و نقل و ساير موارد است. چين و برزيل، بزرگترين توليد كننده‌هاي قلع در دنيا هستند و به دنبال آن ها اندونزي و بوليوي قرار دارند. اين كشورها حدود 75% از صادرات قلع در دنيا را در دست دارند.
جداسازي كانه هاي اوليه قلع دشوار است. كانه اصلي قلع، كاسيتريت، غير مغناطيسي بوده و بنابراين از روش فلوتاسيون نمي توان براي فرآوري آن استفاده نمود. جهت جداسازي كاستيريت بيشتر از فرايند جدايش ثقلي استفاده مي شود. كاسيتريت غالباً با كاني هاي ديگر هم رشدي دارد و كانيهاي همراه در حين فراوري رفتاري مشابه كاسيتريت از خود نشان داده و لذا عمل فراوري را دشوارتر مي نمايند.
تكنولوژي امروزي فراوري شامل چندين مرحله كاهش اندازه كانه ها و جداسازي كاسيتريت آزاد شده پس از هر مرحله كاهش اندازه با استفاده از روش مرتب سازي بر اساس چگال مي باشد. سرند و ميزهاي لرزان متنوع در فراوري كاسيتريت كاربرد دارند. در مورد ذرات بسيار كوچك ( كوچكتر از J.tm 30 ) نمي توان با اين روشها به ميزان قابل توجهي كاسيتريت دست يافت. اگر درجه هم رشدي كانه ها بالا باشد و آسياب دانه ريزتر احتياج باشد شبيه كانسارهاي روسيه، انگلستان، بوليوي، آفريقاي جنوبي و پرتغال روش فلوتاسيون جهت مرتب كردن ذرات كوچكتر از J.Im 100 استفاده مي شود. اين روش در كانسارهاي منطقه آلتنبرگ در ساكسوني كه در سال 1990 بسته شدند نيز بكار برده مي شد.
مراحل زير در فراوري كانه هاي قلع اوليه بكار برده مي شود:
كانه هاي با درجه هم رشدي متوسط بيشتر بر اساس ثقل سنجي جداسازي و متمركز مي شوند. در مورد مواد دانه ريز از روشهاي فلوتاسيون و مرتب سازي بر اساس چگالي استفاده مي شود. اين روشها امروزه جهت فراوري كانه هاي پيچيده و داراي همرشدي ظريف قلع ترجيح داده مي شوند.
فلوتاسيون كاسيتريت با اندازه J.1 m 15- 40 بيشتر توسط اسيدهاي ارسنيك انجام مي شود. كانه هاي حاصل از كانسارهاي پلاسر توسط فرايندهاي هوازدگي طبيعي شكسته و بر اساس سرعت ته نشيني ذرات معلق جداسازي شده اند. كاسيتريت هاي دانه ريز با ماسه و گراول هاي درشت تر مخلوط شده اند. بر روي صفحات فلوتاسيون لايروبي كه در استخرهاي لايروبي مصنوعي كار گذاشته مي شود، ابزارهاي فراوري قرار مي گيرند كه تغليظ اوليه را جهت مراحل بعدي فراوري در كنار ساحل انجام مي دهند. كانه ها از يك الك غلطكي عبور مي كنند ولي گراول هاي دانه درشت (20 – 10 ميلي متر) چوب و ساير مواد خارجي در پشت الك باقي مي مانند. موادي كه از الك عبور مي كنند ابتدا به هيدروسيكلون و سپس به الك لرزان سه مرحله اي انتقال داده مي شوند تا تغليظ فلزات سنگين جهت مراحل بعدي فراوري صورت گيرد. در مورد كانه هايي كه از پلاسرهاي خشكي با استفاده از water cannon و يا پلاسرهاي دريايي با استفاده از كشتي هاي ويژه داراي پمپ هاي مكش استخراج مي شوند از روشهاي سنتي فراوري مانند الك هاي لرزان و يا الك هاي ناوداني استفاده مي شود.
ذوب :
بعلت اينكه مهمترين كاني حاوي قلع كاسيتريت (SnO2) است واكنش كربوترميك در ذوب اين كانه از اهميت بالايي برخوردار است. در ذوب قلع بايستي وابستگي دمايي اين واكنش و رفتار فلزات را مدنظر قرار داد. محصولات بدست آمده بنيان رنگ هاي سراميك را تشكيل مي دهند و شامل قلع واناديوم زرد، قلع آنتيموان خاكستري و كروم قلع صورتي است. پايداري دمايي رنگهاي قلعي استفاده از آنها در لعاب كاري را ممكن مي سازد.
الكترودهاي تشكيل شده از SnO2 در توليد شيشه هاي سرب بكار برده مي شوند. اين شيشه ها در مقابل خوردگي با شيشه مذاب مقاوم بوده و هنگام گرم شدن رسانايي الكتريكي بالايي دارند.

خصوصيات فيزيكي
از مهمترين كاني‌هاي همراه كاسيتريت مي‌توان تانتاليت، ود جينيت و اسپودمن را نام برد كه خصوصيات فيزيكي آنها در روش‌هاي جداسازي اين كاني‌ها از يكديگر داراي اهميت‌اند. جدول 11 مشخصات فيزيكي كاني كاسيتريت و كاني‌هاي همراه آورده شده است. روش‌هاي جداسازي ثقلي، مواد را بر اساس تفاوت در وزن مخصوصشان از هم جدا مي‌كنند. در اين روش‌ها موادي كه چگالي بالا دارند از موادي كه چگالي پاييني دارند جدا مي‌شوند.

جدول11-مشخصات فيزيکي کاني کاسيتريت و کاني هاي همراه آن

روش‌هاي مغناطيسي از اختلاف بين خواص مغناطيسي كاني‌ها براي جداسازي آنها از هم استفاده مي‌كنند. كاني‌هاي داراي يكي از سه خاصيت زير در ميدان مغناطيسي هستند:
-فرومغناطيس
-پارامغناطيس
-ديامغناطيس
كاني‌هاي فرومغناطيس به سادگي ميدان مغناطيسي جذب شده و از بقيه كاني‌ها جدا مي‌شوند. كاني‌هاي پارامغناطيس با خصوصيت متفاوت در ميدان مغناطيسي با شدت‌هاي مختلف از يكديگر جدا مي‌شوند و كاني‌هاي ديامغناطيس از ميدان مغناطيسي دفع مي‌شوند. جدا كننده مغناطيسي شامل يك الكترومگنت بزرگ است كه مخلوط كاني‌ها از آن عبور كرده و تفاوت در شدت ميدان مغناطيسي براي جدا كردن كاني‌ها از هم استفاده مي‌شود.
روش‌هاي معمول فرآوري سنگ معدن قلع، جداسازي ثقلي و روش‌هاي مغناطيسي بدون استفاده از مواد شيميايي‌اند. استفاده از فلوتاسيون در مورد كاسيتريت مشكلي است كه راه حلي براي آن ارائه نشده است. مشكل عمده اين روش مربوط به قابليت انتخاب پايين كلكتور براي جدا كردن كاني كاسيتريت از ساير كاني‌هاي همراه آن است. فلوتاسيون كاسيتريت عموما به وسيله كلكتورهاي اكسي هيدريليك و در محيط اسيدي (5-2 pH) انجام مي‌شود.
در استراليا كارخانه فرآوري گرين بوشس، كنستانتره تانتاليم و كاسيتريت را با استفاده از روشهاي جدايش ثقلي و مغناطيسي توليد مي‌كنند (شكل هاي 26 و 27)، كه در اين بخش مدار موجود در اين كارخانه ها بعنوان نمونه مدار فرآوري كاسيتريت مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

شکل 26-طرح سه بعدي کارخانه فرآوري گرين بوشس {16}





شکل 27-نمودار جريان فرآوري کنسانتره تانتاليم و کاسيتريت در کارخانه گرين پوشس

خردايش
مرحله اول در فرآوري كاسيتريت، استفاده از تعدادي سنگ شكن و آسيا و مجموعه‌اي از سرندها براي رساندن سنگ به ابعاد مورد نظر است. سنگ معدن استخراج شده در مرحله سنگ شكني بوسيله يك سنگ شكن فكي و يك سنگ شكن مخروطي تا ابعاد كوچكتر از mm10 خرد مي‌شود، سپس با آب مخلوط شده و بوسيله آسياي گلوله‌اي تا ابعاد زير mm 5/0 آسيا.

پر عيار كني اوليه
سنگ معدن خرده شده تا ابعاد زير mm5/0، از يك مجموعه جيگ، پر عيار كننده‌هاي مارپيچي و ميزهاي لرزان عبور داده مي‌شود كه آن را به يك كنتسانتره اوليه يك باطله سبك‌تر مثل كوارتز تقسيم مي‌كنند (شكل 28). كنسانتره حاصل از اين مرحله كه شامل كنسانتره كاسيتريت و تانتاليت است، توسط فيلترها آبگيري شده و خشك مي‌شود و باطله حاصل نيز جهت بازيافت آب به تيكنرها فرستاده شده و پس از بازيافت آب به سد باطله منتقل مي‌شود.
جيگ يك پر عيار كننده مكانيكي است كه دانه‌هاي سنگين را از دانه‌هاي سبك به وسيله قابليتش در توليد پالس در سيال و وجود يك بستر نيمه پايدار جدا مي‌كند. خوراك ورودي، به صورت پالپ از يك خوراك دهنده در سرتاسر عرض بستر جيگ وارد مي‌شود و با عبور از طول بستر، به دليل ايجاد پالس در سيال توسط يك ديافراگم مكنده قابل تنظيم، مواد سبك و سنگين از هم جدا شده و مواد سنگين با عبور از بستر نيمه پايدار، توسط محفظه‌اي جمع آوري مي‌شوند. عمده‌ترين متغيرهاي مؤثر در كارآيي عملياتي جيگ عبارتند از : سرعت پالس، شدت پالس، ابعاد جشمه سرندها در بستر جيگ، عمق بستر و ميزان دقت پالپ ورودي. بعد از اينكه براي يك بار اين متغيرهاي عملياتي تنظيم شدند، تنها نياز به توجه كمي در حين كار جيگ خواهد بود.

شکل 28-نماي کلي از مراحل پر عيار کني اوليه سنگ معدن کاسيتريت و تانتاليم در کارخانه کربن بوشس

جيگ سانتريفيوژي كلسي (KCJ)، كه از نظر عملكرد مشابه جيگ‌هاي معمولي است مي‌باشد بعلاوه اينكه مواد در يك سانتريفيوژ نيز مي‌چرخند، در نتيجه قابليت دستيابي به عيار بالا همراه با بازيابي بالا، كارآيي بهتر در جداسازي ذرات ريز و همچنين كاني‌هاي با اختلاف وزن مخصوص كم نسبت به هم را ايجاد مي‌كنند. همچنين اين دستگاه فرايندي تك مرحله‌اي است كه محصول مياني نيز توليد نمي‌كند.
جدا كننده‌هاي مارپيچي نيز ذرات را بر اساس چگالي، شكل و اندازه آنها از هم جدا مي‌كنند. در كاربردهاي معدني از مارپيچ‌ها، عموما براي بازيابي موادي با دانسيته بالا و در محدوده ابعادي 10 تا 400 مش استفاده مي‌شود. از مزاياي مارپيچ ها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
الف- داراي ظرفيت بالايي هستند (9 تا 15 تن در ساعت براي سه مارپيچ در حال كار).
ب – به دليل اينكه جنس آنها از فايبر گلاس است، وزن خيلي كمي دارند.
ج – به دليل عدم استفاده از موتور، برق مصرف نمي‌كنند.
پالپ خوراك با درصد جامد 20 تا 40%، از بالاي مارپيچ ها وارد مي‌شود. وقتي پالپ از بالا به پايين مارپيچ جريان مي‌يابد، ذرات با دانسيته بالا به بخش داخلي مارپيچ منتقل شده و ذرات سبك به بخش خارجي محيط مارپيچ منتقل مي‌شوند. در طول مسير مارپيچ، محورهاي جدا كننده در محل‌هاي خاصي قرار گرفته‌اند كه با تنظيم آنها مي‌توان حد جدايش را مشخص كرد، تا هر بخش جدا شده و به يكي از دو قسمت كنسانتره و يا بخش سرريز سبك‌تر منتقل شود (شكل 29).

شکل 29-استفاده از جدا کننده هاي مارپيچي براي توليد کنسانتره کاسيتريت

كنسانتره حاصل از مرحله پر عيار كني اوليه پس از فيلتر و خشك شدن به مرحله پر عيار كني ثانويه فرستاده مي‌شود. در اين مرحله از روش الكترومغناطيسي و الكترواستاتيكي استفاده مي‌شود تا كنسانتره كاسيتريت از كنسانتره تانتاليت جدا شود و كاني‌هاي سنگيني كه به صورت ناخالصي همچون ايلمنيت، گارنت و تورمالين هستند، حذف شوند (شكل 30).

شکل 30-نماي کلي از مرحله پر عيار کني ثانويه سنگ معدن کاسيتريت و تانتاليم در کارخانه گرين بوشس

براي بازيابي و جدا كردن كنسانتره اسپودمن و كاسيتريت از هم، از مراحل آسيا كردن، سرند كردن، فلوتاسيون و جداسازي مغناطيبسي و ثقلي استفاده مي‌شود.
كنسانتره كاسيتريت حاصل داراي 70% قلع و مقدار كني تانتاليم است كه براي ذوب به كوره‌ها منتقل مي‌شود.

كنسانتره قلع با ذوب كردن و پالايش به فلز قلع تبديل مي‌شود. قبل از ذوب كردن، هر نوع ناخالصي بوسيله تشويه، فروشويي با آب و فروشويي با اسيد حذف مي‌شود. كاسيتريت به همراه يك عامل احياء كننده كربن و سنگ آهك و سيليس با هم ذوب مي‌شوند، تا قلع ذوب شده و در قالب ريخته شود. سپس اين قالب‌ها به وسيله روش‌هاي پيرومتالورژي با روش‌هاي الكترومتالورژي خالص مي‌شوند.
ذوب قلع بطور معمول در كوره هاي دوراني ارتعاشي انجام مي‌شود زيرا قابليت كنترل بر روي فرآيند بسيار بهتر بوده و سرباره تميزتري توليد مي‌شود. كوره‌هاي الكتريكي نيز بعضي مواقع كارخانه‌هاي توليدي كوچكتر استفاده مي شوند زيرا كارآيي انرژي بالاتري دارند. كوره‌هاي بلند و كوره‌هاي افقي براي ذوب كردن كنسانتره كم عيار قلع استفاده مي‌شوند.
همانطور كه در شكل 31 ديده مي‌شود، ذوب كردن در يك عمليات ناپيوسته انجام مي‌گيرد كه در آن كنسانتره كاسيتريت، عامل احياء كربن (كك) و روان كننده شامل سنگ آهك و سيليس است كه براي 10 تا 12 ساعت در يك فرآيند دو مرحله‌اي ذوب مي‌شوند. در مرحله اول، مونواكسيد كربن در كوره توليد مي‌شود و با كاسيتريت واكنش مي‌دهد تا قلع و دي اكسيد كربن توليد شود. روان كننده سيليس با كاسيتريت تحت شرايط احيايي واكنش مي‌دهد تا استانات يليس به دست آيد. آهن نيز كه در كنسانتره وجود دارد، با سيليس واكنش داده و سيليكات فرو توليد مي‌كند. در مرحله دوم، سيليكات‌ها با روان كننده‌ها ذوب مي‌شوند تا سرباره مايعي را توليد كنند.

شکل 31-نماي کلي از مراحل توليد فلز قلع از کنسانتره کاسيتريت

گاز توليد شده از مراحل ذوب فلز به يك دستگاه تصفيه كننده فرستاده مي‌شود تا ميزان . SO2 رها شده در محيط كنترل شود. آلاينده‌هاي ديگر شامل آجرهاي ديواره كوره ذوب و فيلترهاي مصرف شده‌اند كه هر دو آنها قابل بازيافت هستند
بعد از ذوب، محصول فرآيند ناپيوسته به يك محيط ته نشيني فرستاده مي‌شود. سر ريز محيط ته نشيني جمع آ‌وري شده و مجددا ذوب مي‌شود در حاليكه قلع ذوب شده باقي مانده به دا خل قالب ها ريخته مي‌شود (قلع آندي) تا خالص شود.
قلع ناخالص، عموماً به وسيله عمليات حرارتي (پيرومتالورژي) خالص مي‌شود، اما مي‌توان از روش‌هاي الكترومتالورژي نيز استفاده كرد.
عمليات حرارتي شامل حرارت دادن تدريجي قالب‌هاي قلع تا دماي بالاي نقطه ذوب قلع و پايين نقطه ذوب ناخالصي‌هايي مانند آهن و مس است. به اين ترتيب قلع ذوب شده جدا شده و به يك ديگ منتقل مي‌شود و در فرآيندي تحت عنوان جوشاندن همزده مي‌شود تا ناخالصي‌هاي باقيمانده از سطح سرباره گيري و ذوب مجدد شود. قلع باقيمانده نيز با خلوص بالاي 98% قالب ريزي مي‌شود.
خالص سازي به روش الكترومتالورژي نياز به سرمايه گذاري اوليه بالاتري دارد كه براي تجهيزات مورد نياز است، اما به محصول خالص تري مي‌رسد. خالص سازي الكتروليتي هم در حوضچه‌هاي اسيدي و هم در حوضچه‌هاي قليايي انجام مي‌شود.
حوضچه اسيدي شامل سولفات استانات، اسيدهاي كريوسولفونيك يا فنول سولفونيك و اسيد سولفوريك خالص و موادي براي جلوگيري از نشستن ناخالصي روي كاتد است، در صورتي كه آندها مقدار بالايي سرب داشته باشند، ناخالصي‌هايي در كاتدهاي قلع ايجاد مي‌شود كه بايد تصفيه شوند.
حوضچه‌هاي قليايي شامل استانات پتاسيم يا سديم و سودسوز آور خالص است. سربي كه در آندها وجود دارد، به صورت قطعات سرب در لجن ها ته نشين مي‌شود. قلع خالصي كه در حوضچه‌ ايجاد مي‌شود نيز به صورت شمش براي فروش، ريخته گري مي‌شود.
لجن هاي باقيمانده و اسيدهاي يا قلياي حوضچه به خارج از كارخانه منتقل و براي استفاده مجدد بازيافت مي‌شوند.