بررسی ویژگی‌های ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی زغال سنگ‌های حوزه زغالی کارمزد، البرز مرکزی، استان مازندران

نویسندگان

1 باشگاه پژوهشگران جوان

2 دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشگاه گلستان

چکیده

معادن کارمزد در استان مازندران (ایران) به عنوان یکی از بزرگترین و قدیمی­ترین مناطق تولیدکننده زغال سنگ در حوزه زغالی البرز مرکزی مطرح است. در تابستان 84 به منظور بررسی ویژگی­های ژئوشیمیایی و کانی­شناسی زغال­سنگ­های حوزه زغالی کارمزد، از زغال سنگ، سنگ میزبان و باطله­های زغالی، نمونه بردارهایی انجام گرفت. از نظر زمین­شناسی تمام لایه­های قابل کار زغال­سنگ در سری میانی کارمزد با سن لیاس قرار دارند که شامل تناوبی از ماسه سنگ­های درشت دانه، کنگلومرای ریز دانه، ماسه سنگ­های ریز دانه خاکستری، همراه با لایه­های شیل و آرژیلیت است. این زغال­سنگ­ها در گروه کم گوگرد و کم خاکستر رده­بندی می­شوند. بر اساس نتایج کانی­شناسی و ژئوشیمی جز اکسید فسفر P < sub>2O5 اکسیدهای دیگر به کانی­های موجود در زغال­سنگ وابسته­اند. نتایج ماتریس همبستگی، آنالیز خوشه­ای و آنالیز مولفه اصلی نشان می­دهد، بین درصد اکسیدهای Fe2O3-SO3 و CaO-MgO-MnO رابطه معنادار و مثبتی وجود دارد و در دو گروه مجزا قرار می­گیرند. این اکسیدها به ترتیب با کانی­های پیریت با خاستگاه سین ژنتیک و کانی­های کلسیت و دولومیت با خاستگاه اپی ژنتیک است. ارتباط مثبت بین درصد اکسیدهای SiO2, Al2O3,
Na2O + K2O و TiO2 به مراتب ضعیف­تر از گروه­های دیگر است می­باشد؛ که به­دلیل حضور کانی­های رسی، کوارتز و آناتاز با خاستگاه آواری است. براساس نتایج به­دست آمده مقدار عناصرجزئی و نادر جز Cl به اجزای معدنی در زغال­سنگ وابستگی دارند؛ به­طوری که خاستگاه فلزات سنگین، عناصر Rb-V و عناصرSr, Ba, Nb, Ce, Zr, Mo, W, Th, U, Y  به ترتیب به کانی­های سولفیدی، کانی­های رسی و سنگ­مادر وابسته­اند. در زغال­سنگ­های کارمزد تمرکز TiO2 و اغلب عناصر جزئی و نادر بیشتر از زغال­سنگ­های جهان است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of geochemistry and mineralogy in Karmozd coal Basin Central Alborz, Mazandran Province.

چکیده [English]

The Karmozd coal mine in Mazandaran Province (Iran) is one of the largest and oldest active coal mines in Central Alborze Coal Basin. A complete geochemistry and mineralogy characterization of Karnozd coal has been conducted in summer, 2005 by sampling of coal, coal tailing and country rock coal Basin.The coal layers (Lias) is embedded in the middle of Karmozd litostratigraphic unit. It is composed of a sequence of fine to coarse grain sandstone, and fine grain conglomerate along with shale and argillite. These coals are classified as low sulphur, ash group. Mineralogy and geochemistry results indicate that, excluding P < sub>2O5, all main oxides are related to the existing minerals within the coal layers. So that on the basis of correlation matrix, cluster analysis and principle component analysis (PCA), a strong and meaningful relationship exist between the amount of "SO3-Fe2O3" and "CaO-MgO-MnO"  which classify them into two distinct groups. The first group is originated from syngenetic pyrite and the second one from epigenetic calcite and dolomite. Presence of minerals such as clay minerals, quartz and anatase with detrital origin cause the relationship between oxides of "SiO2", "Al2O3", "Na2O+K2O" and "TiO2" become much weaker than other oxides. On the basis of our study, the amount of minor and rare elements except Cl, are related to inorganic material in coal. As the origin of "heavy metals", "V-Rb" and "Y, U, Th, W, Mo, Zr, Ce, Nb, Ba and Sr" related to sulfide minerals, clay minerals and rock source respectively. The concentratin of TiO2 and most minor and trace elements in Karmozd’s Coal are much more than that of the world coals.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geochemistry
  • mineralogy
  • coal
  • Karmozd coal Basin
  • Central Alborz
  • Iran

مراجع

[1] Christanis K., Georgako Poulos, A., Freandez Turiel J.L., Bouzinos, A., "Geological factors influencing the concentration of trace element in the Philppi peatland, eastern Macedonia, Greece", Coal geology 36 ) 1998 (295-313.

[2] Alexandra N.G., Paul F.C., "Changes in geochemistry and mineralogy of thermally altered coal, Upper Hunter Vally, Australia", Coal Geology 51 (2004) 197-210.

[3] Bojarska K., Bzowski Z., "Major chemical components and mineralogical character of the inorganic matter of energetic coal from the east part of upper Silesia coal basin (Poland)", Proc 12th Annu Int Pittsburgh coal conf. Pittsburgh (1995 6-511.

[4] Popovic A., Djordjevic D., Polic P., "Trace and major element pollution originating from coal ash suspension and transport processes", Environmental. International. 26 (200l). 251-255.

[5] Swaine D.J., "Trace Elements in Coal ", Butterworths. London (1990) 278.

[6] Ren D., Zhao f., Wang Y., Yang S., "Distribution of minor and trance element in Chinese Coal", Coal Geology 40 (1999) 109-118.

[7] Damage Aktiongeselischaft., "The coal Deposits of Zirab- Karmozd Iran. Part 1", Geology and coal Reserves (1962) 181.

[8] شرکت زغال‌سنگ البرز مرکزی.، "گزارش مربوط به عملیات اکتشاف زمین‌شناسی در محدوده زیرآب- کارمزد وزارت معادن فلزات"، شرکت ملی فولاد ایران، (1970-1969) ص193.

[9] شرکت زغال‌سنگ سامان.، "گزارش مربط به میزان استخراج زغال‌سنگ از معادن کارمزد"، (1383) ص 7.

[10] Bullock J.H., cathcart J.d., Betterton W.J., "Analytical methods utilized by the united states Geological Survey for the analysis of coal and coal combustion by- products", 02-389 (2002) 14.

[11] Merritt R.D., "Thermal alteration and rank variation of coals in the Matanuska field, south-centpal Alaska", International Journal of Coal Geology 14 (1990) 255- 276.

[12] Sullvan M., Gray N.F., Oneill C., "Synoptic overview of the Avoca- Avon more Catchment and the Avoca mines", Technical Report: 26, Water Technology Research, Trinity College. University of Dublin (1995) 43.

[13] Wang Y.Q., "Study on occurrence and distributions of minor and trace element in coal and its combustion products", Ph.D. Thesis, Beijing Graduate School, China University of Mining and Technology (1994) 88, in Chinese with English abstract.

[14] احسانی م.، "گوگردزدایی زغا‌ل‌سنگ به روش استخراج محلول آبی سدیم هیدروکسید (MCL)"، نشریه شیمی و مهندسی شیمی، سال 20، شماره 1 (1380) ص 38- 31.

[15] Yazdi M., Esmaeilnia A.S., "Geochemical properties of coal in the Lushan coalfield of Iran", Coal Geology 60 (2004) 73-79.

[16] Zilberchmidt M., shpirt M., Kominitsas K., paspaliaris I., "Feasility of thermal Treatment of high sulfur coal wastes", Minerals Engineering 7 (2004) 175-182.

[17] Shpirt M., Zilberchmidt M., Gorjunova N., "Composition and properties of coal wastes from the Moscow basin", Chemistry of Solid Fuels 3 (2002) 57-72. (in Russian).

[18] شیروانی ع.، غفوریان ح.، "بررسی و اندازه‌گیری درصد خاکستر زغال‌سنگ و ترکیبات آلی با روش‌های هسته‌ای"، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، سال 19، شماره 2 (1379) ص 72-78.

[19] Yazdi M., Esmaeilnia S.A., "Dual- energy gama- ray technique for quantitative measurement of coal ash in the Shahroud min, Iran", Coal.

Geoilogy. 55 (2003). 151-156.





[20] Bohan H. L., Mcneal B. L., Oconnor A. G., "Soil Chemisty", John Wiley and Sons (1979) 342.

[21] رضایی ب.، مهردادی ن.، "مطالعه و بررسی کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از پساب کارخانه زغال‌شویی زیرآب"، مجله محیط‌شناسی، شماره 25 (1379) ص23- 28.

[22] Dixon J.B., Weed S.B., "Minerals in soil Environment" Soil Science Society (S S S) Madison WI (1989) 1260.

[23] Burger K., zhou Y., Ren Y., "Petrography and geochemistry of tonsteins from the 4th Member of the Upper Triassic Xujiahe formation in southern Sichuam Province, China", Coal Geology 49(2002) 1-17.

[24] صباغی ع.، خزایی ع.، پاکراه ک.، حسینی نسب ر.، "بررسی اقتصادی خاکستر و باطله‌های معادن زغا‌ل‌سنگ استان گلستان"، سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان گلستان، شماره 126 (1382) ص 238.

[25] رضوی ارمغانی م.، معین السادات ح.، "زمین‌شناسی ایران زغال‌سنگ"، سازمان زمین‌شناسی ایران، (1372) ص 280.

[26] Havlin J. L., Bestor J. D., Tisdale S. L., Nelson W. L., "Soil Fartility and fertilizers: An Introduction to Nutrient Management", SIXTH Edition, Prentice-Hall, Inc. Simon and Schuster/A Viacom Company Upper Saddle River, New Jercy. (1999) 498.

[27] ضیائیان ع. ج.، "استفاده از عناصر کم مصرف در کشاورزی"، اداره تکنولوژی آموزشی و نشر آمزش کشاورزی. (1382). ص270.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 15 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش: 11 تیر 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار