در رابطه با شکل گیری قیر طبیعی در گیلانغرب همچنین ژئوشیمی و خصوصیات قیرهای این منطقه می توان گفت این منطقه مورد مطالعه جزئي از زون زاگرس چين خورده محسوب مي شود و در حوالي شهرستان گيلانغرب قرار دارد. رخنمونهاي قير طبيعي نشان مي دهد که تحت تأثير عوامل زمين ساختي و چينهاي، مواد نفتي از طريق درز و شکافها از تشکيل زيرين به بالا راه پيدا کرده و حوضه نفتي و قير طبيعي ،ً در سطح ناپيوستگيها و در زير ژيپسهاي توده اي سازند گچساران يافت مي شوند. نتايج حاصل را تشکيل داده اند.
قيرهاي طبيعي مورد مطالعه عمدتا بررسي ژئوشيميايي و تجزيه عنصري و پارامترهاي فيزيکي نشان مي دهد، ميزان اکسيژن نمونه ها از 3 تا 38 درصد متغير بوده و بالا بودن مقدار آن اثر نامطلوبي بر ارزش حرارتي قير دارد، زيرا با افزايش 1درصد اكسيژن، ارزش حرارتي آن 7/1 درصد كاهش مي‌يابد. ميزان کربن نمونه ها بين 40 تا 90
درصد بوده و بيانگر کيفيت مطلوب اکثر آنهاست. ميزان خاكستر نمونه ها 2 تا 19 درصد است كه هرچه اين ميزان كمتر باشد، كيفيت آن افزايش مي‌يابد.
ميزان رطوبت نمونه ها حدود 2 تا 37 درصد است که هرچه اين مقدار کمتر باشد، کيفيت قير طبيعي مطلوب تر مي گردد. درصد مواد فرار نمونه ها از حدود 5 تا 35 درصد متغير است که از كيفيت بالایی اين نمونه ها حکايت مي کند.
SiO2 مي تواند در ارتباط با ماتريكس يا زمينه باشد و ميزان بالایی SiO2 و CaO برخي از نمونه ها بالا است. بالا بودن
آناليزهاي XRF نشان مي دهد که ميزان CaO به علت تشكيل قيرهاي طبيعي در ميان تشكيلات گچساران (ژيپس و انيدريت) است كه با بالا بودن مقدار گوگرد نمونه ها نيز مطابقت مي کند.
بيتومن، زاگرس چين خورده، سازند گچساران، ،کربن، گیلانغرب
مقدمه
ِ محدوده مورد مطالعه شکل گیری قیر طبیعی در گیلانغرب در غرب شهرستان گيلانغرب و در مختصات جغرافيايي “40΄35 ˚45 تا “20΄50˚45 طول جغرافيايي و “20΄2˚34
ت ا “3΄ 30 ˚ 34 عرض جغرافيايي قرار دارد و در تقسيم بندي واحدهاي ساختماني-رسوبي ايران، بخشي از زون زاگرس
چين خورده محسوب مي شود. واحدهاي رخنمون يافته در منطقه، شامل سازند آهكي آسماري، رسوبات قارهاي گچساران، رسوبات انتقالي ميشان، ماسه سنگهاي آغاجاري و رسوبات بختياري و جوان تر از آن هستند که به صورت طاقديس ها و ناوديس هاي متوالي با روند شمال غربي-جنوب شرقي ديده مي شوند.
در ناحيه مورد مطالعه، فعاليت معدني توسط اهالي روستاهای اطراف که در اين معدن مشغول مي باشند، صورت مي گيرد. انديس هاي قير طبيعي در اين منطقه به طور سيستماتيک و علمي مورد مطالعه قرار نگرفته اند اما طرح اکتشافي قير طبيعي (بيتومن) گيلانغرب توسط صندوق بيمه فعاليتهاي معدني و گزارش فاز اول اكتشاف آن، توسط شرکت مهندسين مشاور عالي ارائه شده است.
مهندسين مشاور پيوند معدن گزارشي از پيجویي ناحيه اي قير طبيعي در حوالي شهرستانهاي قصرشيرين و گيالانغرب ارائه کرده اند. معدن گیلسونایت ماد میکرو گرانی این منطقه را مورد مطالعه قرار داده است.
امروزه نيز مطالعاتي به روش گراني سنجي و مقاومت ويژه الکتريکي (CRP , VES ) به طور وسيع بر روي قيرهاي طبيعي انجام مي شود و طرح هاي تحقيقاتي اکتشاف قير طبيعي به کمک روش هاي ژئوفيزيکي در سال 1382 توسط سازمان توسعه و نوسازي صنايع و معادن ايران صورت گرفته است.
هدف از ارائه این مقاله، بررسي نحوه تشکيل و تعيين خصوصيات فيزيکي و شيميايي بيتومن هاي موجود در اين منطقه مي باشد.
1 -مراحل و روش مطالعه
جهت انجام مطالعه شکل گیری قیر طبیعی ، برداشت نمونه هاي پترولوژي و ژئوشيمي شامل 60 نمونه در مناطق حاوي قير در چند مرحله انجام شده است. از رگه هاي قير طبيعي به گونه اي نمونه برداري شد.
تا حد ممکن معرف تمامي رگه باشد و از برداشت نمونه از سطح رگه ها خودداري گرديد. در ضمن سعي شد نمونه برداشت شده کمتر دستخوش عوامل جوي قرار گرفته باشد. سپس، نمونه هاي برداشت شده در کيسه هاي پلاستيکي بسته بندي شدند و تعداد 10 عدد از آنها جهت آناليز XRF به شرکت گروه ملي صنعتي فولاد ايران ارسال گرديد که نتايج حاصل از اين مطالعات در اينجا ارائه مي شود.
برونزدهاي قير طبيعي منطقه را مي توان در سه گروه عمده شامل برونزدهايي كه در حال استخراج بوده و يا قبل از آنها استخراج شده است، برونزدهايي كه به طور وسيع رخنمون يافته و قابل شناسايي هستند و برونزدهايي كه به صورت بسيار جزئي و اندك رخنمون يافته ولي شواهد و آثار موجود دلیل بر ريشه دار بودن آنها مي باشد، تقسيم بندي کرد.
در هر كجا كه اين رخنمونها در معرض تابش اشعه خورشيد به مدت طولاني قرار گرفته اند، به دليل تبخير و فراريت مواد هيدروكربوري، سطوح هوازده به رنگ نخودي مشاهده مي گردد و حال آنكه سطوح هوا زده اي كه در معرض تابش مستقيم خورشيد قرار ندارند، به رنگ هاي خاكستري و يا سايه هايي از خاكستري ديده مي شوند. بنابراين، در پي جويي قير طبيعي بر روي سطح زمين، عمق هوازدگي در سنگ هايي كه در معرض تابش مستقيم خورشيد قرار دارند، مورد توجه قرار گرفت. به طور‌كلي، فراوان بوده و در هر نقطه اي كه شرايط از نظر زمين شناسي و توپوگرافي مهيا باشد، احتمال رخنمون يافتن قير طبيعي وجود دارد، هر چند كه به نظر مي رسد علاوه بر آنان، تعداد ديگري انديس نيز وجود داشته باشد كه هنوز امكان رخنمون يافتن را نيافته و يا به عبارت ديگر، هنوز به سطح زمين نرسيده اند. الگوي برونزدهاي قير طبيعي در منطقه، و شکل گیری قیر طبیعی نشان دهنده اين نكته است كه رخنمون هاي قير طبيعي تحت تأثير و يا كنترل عوامل زمين ساختي و چين هایي هستند. در اين محدوده، حضور در سطوح ناپيوستگيها، لایه هاي نفوذپذير قيرهاي طبيعي معمولا چين خورده، گسلهاي عادي و وارونه ديده مي شود. وجود قيرهاي طبيعي در محدوده قصرشيرين و گيلانغرب با استفاده از تكتونيك صفحه اي نيز قابل توضيح است زيرا اين ناحيه از متأثر از برخورد صفحات عربستان و اوراسيا بوده است.
امروزه نيز مطالعاتي به روش گراني سنجي و مقاومت ويژه الكتريكي(CRP , VES) به طـور وسـيع بـر روي قيرهـاي
طبيعي انجام مي شود و طرح هاي تحقيقاتيِ اكتشاف قير طبيعي به كمك روشهاي ژئوفيزيكي در سال 1382
توسط سازمان توسعه و نوسازي صنايع و معادن ايران صورت گرفته است.
البته بايد به اين نكته نيز توجه داشت كه قيرهاي طبيعی مشاهده شده عمدتاً ناشي از تله هاي نفتي كوچك و كم عمق بوده كه تحت تأثير فعاليت هاي ساختماني، موفق به راهيابي به سطح زمين شده اند. بدين ترتيب، كانسارهاي قير طبيعي در منطقه گيلانغرب و در منطقه موسوم به شك ميدان و رودخانه گيلانغرب از فرار مواد نفتي و در اثر جاگيري مواد نيمه جامد و خميري نفتي در فضاهاي خالي و درز و شكافهاي موجود در توده هاي ژيپس و مارنِ سازند گچساران تشكيل شده اند. اين كانسارهاي قير طبيعي به صورت توده هاي عدسي شكل با ضخامت هايي از چند سانتي متر تا حتي 10 متر ديده شده است.
عده اي ديگر از كانسارهاي قير طبيعي در منطقه شك ميدان به شكل رگه هايي با ضخامتهاي گوناگون و در طول چندده متر مشاهده مي شود.
3 -بررسيهاي ژئوشيميايي و تعيين خصوصيات فيزيكي
يكي از روشهاي مورد استفاده براي آناليز قيرهاي طبيعي، كاربرد دستگاه( CHNO) دستگاه آناليز عنصري، است كه از آن براي آناليز مواد و تركيبات آلي استفاده مي شود. در اين موارد، اندازه گيري مقدار كربن، هيدروژن، نيتروژن، اكسيژن و گوگرد موردنظر مي باشد. درحال حاضر درصد كربن را همراه با پارامترهاي ديگر در طبقه بندي ها مورد استفاده قرار مي دهند. ميزان كربن نمونه هاي آناليز شده از 40 تا حدود 90 درصد متغير است. كه اين مقادير نشان مي دهد كه كيفيت اكثر نمونه هاي مورد مطالعه مطلوب است. ميزان اكسيژن نمونه هاي آناليز شده از حدود 3 تا 38 درصد متغيراست،كه بالا بودن مقدار آن، اثر نامطلوبي خواهد داشت زيرا با افزايش 1درصد اكسيژن، ارزش حرارتي آن 7/1 درصد كاهش مي يابد.
ميزان نيتروژن نمونه هاي آناليز شده 5/0 تا حدود 2 درصد است. خاكستر مي تواند معياري براي مقايسه انواع قيرهاي طبيعي باشد و كيفيت قيرهاي طبيعي با ميزان خاكستر ارتباط معكوس دارد به گونه اي كه هرچه ميزان خاكستر قيرهاي
طبيعي كمتر باشد، كيفيت آن افزايش مي يابد. اندازه گيري اين ويژگي در نمونه هاي مورد مطالعه نشان داد كه ميزان خاكستر از حدود 2 تا حدود 19 درصد متغير است.در اين شرايط تكتونيكي، در اثر گسلها و درزه هاي به وجود آمده، نفت و گاز از مخازن، به سمت بالا حركت كرده است. البته بايد به اين نكته نيز توجه داشت كه ناشي از تله هاي نفتي كوچك و قيرهاي طبيعي مشاهده شده عمدتا كم عمق بوده كه تحت تأثير فعاليتهاي ساختماني، موفق به راهيابي به سطح زمين شده اند. بدين ترتيب، کانسارهاي قير طبيعي در منطقه گيلانغرب و در منطقه موسوم به شک ميدان و رودخانه گيلانغرب از فرار مواد نفتي و در اثر جاگيري مواد نيمه جامد و خميري نفتي در فضاه اي خالي و درزه و شکاف هاي موجود در توده هاي ژيپس و مارن سازند گچساران تشکيل شده اند.
اين کانسارهاي قير طبيعي و شکل گیری قیر طبیعی به صورت توده هاي عدسي شکل با ضخامت هايي از 1 سانتيمتر تا حتي 10 متر ديده شده است. عده اي ديگر از کانسارهاي قير طبيعي در منطقه شک ميدان به شکل رگه هايي با ضخامت هاي گوناگون و
در طول چندده متر مشاهده مي شود.
هرچه ميزان خاكستر، قيرهاي طبيعي كمتر باشد، كيفيت آن افزايش مي‌يابد. اندازه گيري اين ويژگي در نمونه هاي مورد مطالعه نشان داد كه ميزان خاكستر از حدود 2 تا حدود 19 درصد متغير است.
قديمي ترين روش طبقه بندي قيرهاي طبيعي با توجه به درصد مواد فرار آن بدون در نظر گرفتن ميزان آب و خاكستر انجام مي شود. اندازه گيري درصد مواد فرار در نمونه هاي مورد مطالعه نشان داد كه ميزان آن از حدود 5 تا حدود 35 درصد متغير است که حاکي از كيفيت بالای اين نمونه است. هرچه درصد رطوبت نمونه هاي قير طبيعي کمتر و ميزان
تركيبات فرار نمونه بيشتر باشد، کيفيت قير، مطلوبتر مي گردد. ميزان رطوبت نمونه هاي قيرطبيعي اخذ شده از منطقه مورد مطالعه از حدود 2 تا 37 درصد متغير مي باشد.
با توجه به آناليزهاي XRF انجام شده، ميزان SiO2 و CaO از ساير اکسيدها فراوان تر است. ميزان SiO2 از 1 تا 12 درصد متغير مي باشد که بالا بودن آن مي تواند در ارتباط با ماتريكس يا زمينه باشد و آزمايش هاي فرآوري بر روي آن به مقدار خيلي كم در كاهش سيليس اثر داشته است. لذا پيشنهاد مي گرددكه براي جداسازي ناخالصي هاي سيليس از
حلالهاي آن استفاده شود و سپس به کمک دستگاه هاي گريز از مركز، ناخالصيهاي آن را از بقيه جدا كرد. همچنين، از فلوتاسيون نيز به عنوان يك روش خوب براي فرآوري قير طبيعي مي توان نام برد. ميزان CaO
قيرهاي طبيعي مورد مطالعه از 7 تا 22 درصد متغير است که مي تواند به علت تشكيل اين ماده از تشكیلات رسوبي گچي (ژيپش و انيدريت) گچساران باشد و با زیاد بودن مقدار گوگرد نمونه ها (43 تا 81 درصد) نيز قابل انطباق است كه در مورد حذف آن بايد راه حلي انديشيد.
در برخي نمونه ها وجود اکسيدهاي سديم، پتاسيم و استرانسيم تا مقدار يک و نيم درصد با وجود کاني هاي تبخيري نظير هاليت، سيلوين و سلستيت قابل توجيه مي باشد. یاد آوری می شود که درصد عناصر زيست محيطي در اين نمونه ها پايين و قابل اغماض است و ميزان نيکل (12/0-36/0 درصد) و واناديم (36/0 ت ا 1 درصد) اين نمونه ها
با توجه به وابستگي اين دو عنصر، در مواد نفتي در اين طيف امري طبيعي است.
نتيجه گيري
در محدوده مورد مطالعه، برونزدهاي قير طبيعي متعددي ديده مي شوند که الگوي اين برونزدها نشان دهنده اين نکته است که رخنمون هاي قير طبيعي تحت تأثير و يا کنترل عوامل زمين ساختي و چين ها هستند.
كانسارهاي قير طبيعي در زير ژيپس هاي توده اي سازند گچساران و درون درز و شكافهاي آنها به شکل رگه هاي معدني يافت مي شود، که ماده اوليه هيدروکربوري آن از مخازن نفتي کم عمق منشا گرفته است.
محدوده مورد بررسي علاوه بر دارا بودن شرايط چينه شناسي از نظر تکتونيکي نيز پتانسيل کافي براي تشکيل و برونزد يافتن و شکل گیری قیر طبیعی را دارد.
ميزان کربن نمونه هاي آناليز ش ده از 40 تا ح دود 90 درصد متغير است که از اين لحاظ کيفيت اکثر آنها مطلوب مي باشد. همچنين، اندازه گيري درصد مواد فرار در نمونه هاي مورد مطالعه نشان داد كه ميزان آن از حدود 5 تا حدود 35 درصد متغير بوده که حاکي از كيفيت زیاد اين نمونه هاست.
نتايج حاصل از مطالعات XRF نشان مي دهد که ميزان SiO2 و CaO
برخي از نمونه ها بالا است. اين ميزان بالای SiO2 مي تواند مرتبط با زمينه(ماتريكس) باشد و بالا بودن CaO قيرهاي طبيعي مورد مطالعه،به علت تشكيل اين ماده در ميان تشكیلات گچساران است كه در مورد حذف آن بايد راه حلي انديشيد.
