تفسیر ناهنجاری‌های مغناطیسی معادن غربی سنگ آهن سنگان با استفاده از اطلاعات زمین‌شناسی و گمانه‌ها

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

گروه زمین شناسی ، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

معدن آهن سنگان یک کانسار آهن اسکارن مگنتیتی است. بهترین روش متداول جهت اکتشاف این مدل کانسارها با توجه به وجود خاصیت مغناطیسی درآنها، روش مغناطیس سنجی است. بر اساس این روش می‌توان اطلاعاتی درباره عمق، شیب، شکل و امتداد منبع ایجادکننده ناهنجاری به‌دست آورد. اکتشافات زیادی از این‌گونه ذخایر در سطح دنیا با استفاده از روش مغناطیس‌سنجی صورت گرفته است که نمونه آن ذخایر بزرگ گل گهر در ایران است. بر مبنای مغناطیس‌سنجی و زمین‌شناسی، وجود ذخیره‌ای عظیم در طی اکتشاف آهن سنگان پیش‌بینی شده است. حفر 558 گمانه در قسمت غربی با شبکه 50 در 50 متر با استناد به داده‌های مغناطیس‌سنجی و زمین‌شناسی سطحی، طراحی شده و پس از حفاری، داده‌های زیرسطحی خیلی مفیدی به‌دست آمده است. بیشتر توده‌های نفوذی گرانیتی و از نوع تیپ اکسیدان هستند که به دلیل وجود کانی‌های ریز و پراکنده مگنتیت داخل آن‌ها، پذیرفتاری مغناطیسی بیشتری از سایر گرانیت‌ها دارند. این‌ها به‌عنوان سنگ منشأ ایجادکننده توده عظیم معدنی سنگان لحاظ شده‌اند. تعداد 19376 نقطه مغناطیس‌سنجی زمینی با مشخصات مختلف برداشت‌شده در چند مرحله اکتشافی در این مطالعه یکسان‌سازی و تفسیر شده است. منابع ایجادکننده اکثر ناهنجاری‌های مغناطیسی نقشه برگردان به قطب(RTP) کانی‌سازی مگنتیت است که داده‌های حفاری آن را تأیید می‌کند. با توجه به وجود مغناطیس باقیمانده در اسکارن مگنتیتی و نبود چنین اندازه‌گیری‌هایی و از طرف دیگر لازم بودن آن در تعیین صحیح عمق منابع ناهنجاری‌های مغناطیسی با مدل‌سازی معکوس یا پیشرو، از فیلترهای مشتق اول قائم و فراسو برای هدایت حفاری در این مطالعه استفاده شده است. اطلاعات عمقی مربوط به منبع ناهنجاری‌ها در نقشه‌های گرادیان عمودی و فراسو با عمق حاصل از حفاری و مدل‌سازی بلوکی هم‌خوانی خوبی دارند. مقدار ذخیره کانسار و عمق آن از ناهنجاری غربی(A') تا ناهنجاری مرکزی(C) در حال افزایش بوده و شیب آن به سمت شرق است. این تغییر عمق کانی‌سازی با پاسخ عمقی نقشه‌های فراسو مبنی بر معرفی ناهنجاری مرکزی(C) به‌عنوان عمیق‌ترین بخش کانسار سنگان هماهنگی دارد. پاسخ مغناطیسی در نقشه فراسوی 1000 متر در محل ناهنجاری مذکور  می‌تواند مربوط به عمق زیاد کانی‌سازی (تا 620 متر حفاری‌شده در حال حاضر) یا توده نفوذی عمیق‌تر در این محل باشد که تأیید آن به حفاری عمیق (بیش از 1000 متر) نیاز دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Interpretation of the magnetic anomalies of the western mines of Sangan Ironstone using geology and borehole data

نویسندگان [English]

  • Abass Golmohammadi
  • Mohammad Reza Haidarian Sahahri
  • Seyed Ahmad Mazaheri
  • Behnam Rahimi
  • Mohammad Hassan Karimpour
Department of Geology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Sangan iron deposit is a magnetite iron skarn. Magnetometry is the most common method for the exploration of such kinds of deposits based on the magnetic properties of these minerals. This method specifies the depth, dip, shape, and strike of the sources causing the anomaly. Many explorations of this ilk have been done of which giant Gol e Gohar in Iran is an example. Based on geology and following magnetometry, a massive iron deposit was predicted during Sangan iron exploration, where 558 boreholes in 50×50 m net were designed and drilled in the west ore body, revealing very useful subsurface information. Intrusive bodies are mainly granitic and oxidant types which, because of the presence of fine grain and disseminated magnetite, have higher magnetic susceptibility (K) in comparison to other granites. These bodies are considered as source rocks for the creation of gigantic Sangan mines. Multiphase ground magnetic survey points (19376) with different specifications were equalized and interpreted in this study. The causative sources of most magnetic anomalies in the rotation to the pole (RTP) map were magnetite mineralization, confirmed by the drilling data. In this research, filters of first vertical gradient and upward continuation were used to guide drilling owing to the presence of the remnant magnetism in the magnetite skarn and the unavailability of such measurements that are necessary for specifying the accurate depth of the magnetic anomaly sources. The information pertaining to vertical gradient and upward continued maps correlated well with the depth obtained from drilling and 3D block modelling. The amount of ore reserve and its depth increased from the western anomaly (A') to the central anomaly (C) and had a dip direction to the east. Such change in the depth of mineralization correlated with upward continued responses which represent the central magnetic anomaly (C) as the deepest anomaly in Sangan iron ore deposit. Magnetic responses of the Upward continuation to 1000 m of this magnetic anomaly can be related to either the high depth of the mineralization (620 m drilled so far) or the deeper intrusive body which needed deeper drilling (more than 1000 m) for confirmation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sangan iron ore mine
  • magnetometry
  • Anomaly
  • borehole drilling
  • RTP
  • filters

برومندی، م.، 1362، گزارش کلی بررسی اولیه کانسار آهن منطقه سنگان خراسان.

برومندی، م.، 1979، 1382 و 1392، گزارشهای اکتشافی سنگ آهن گل گهر: شرکت ملی فولاد ایران.

بومری، م.، 1371، بررسی ژنز کانسار آهن سنگان خراسان: پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم تهران.

حیدری، م.، 1392، پتروگرافی، کانی‌سازی، ژئوشیمی، مغناطیس‌سنجی محدوده تپه قرمز، معدن سنگ آهن سنگان خواف: پایان‌نامه کارشناسی ارشد زمین‌شناسی اقتصادی، دانشگاه فردوسی مشهد، 159صفحه.

رابینسون، ای.، اس.، و کیت، کورو، ترجمه حیدریان
شهری، م. ر.، 1384، مبانی اکتشافات ژئوفیزیک: دانشگاه فردوسی مشهد.

غلامی‌پور سی‌سختی، الف.، حیدریان شهری، م. ر.، ابراهیمی نصرآبادی، خ.، و هاشمی مرند، غ. ر.، 1392، زمین‌شناسی و اکتشافات ژئوفیزیکی در کانسار آهن ساغند: مجله ژئوفیزیک ایران، 7(1)، 116-132.

قاسمی‌پور، ر.، 1355، گزارش زمین‌شناسی شرکت ایران باریت درارتباط بامعادن سنگ‌آهن سنگان خراسان.

قاسمی‌پور، ر.، 1362، گزارش زمین شناسی مقدماتی معدن سنگ‌آهن سنگان.

قربانلو، م.، قائمی، ف.، رحیمی، ب.، گل محمدی، ع.، و قائمی، ف.، 1392، بررسی وضعیت میدان تنش و بازسازی آن در توده C جنوبی معدن سنگ آهن سنگان خواف در شرق ایران: هفدهمین همایش انجمن زمین‌شناسی ایران، دانشگاه شهید بهشتی تهران.

قربانلو، م.، 1392، تحلیل ساختاری ناهنجاری C جنوبی معدن سنگ آهن سنگان خواف: پایان‌نامه کارشناسی ارشد زمین‌شناسی گرایش تکتونیک، دانشگاه فردوسی مشهد، 165صفحه.

قوامی ریابی، ح.،1371، بررسی ژئوشیمیایی وژنتیکی سنگ‌های آذرین ودگرگونی وکانسارآهن منطقه سنگان خراسان: پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهیدبهشتی تهران.

کاهنی، ش.، 1383، مطالعات ژئوشیمیایی و کانی شناسی توده های C شمالی و باغک کانسار سنگ آهن سنگان خواف: پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.

کریم‌پور، م. ح.، 1369، بررسی منشأ و چگونگی تشکیل کانسار آهن سنگان خراسان: مجموعه مقالات سمینار سنگ آهن، دانشکده فنی دانشگاه تهران، 269- 282.

کریم‌پور، م. ح.، 1373، ژئوشیمی و کانی‌شناسی کانسار سنگ آهن سنگان خراسان: مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، سال دوم، 2، 145- 156.

کریم‌پور، م. ح.، 1377، دما، نحوه تشکیل و پاراژنز مگنتیت در بخشهای مختلف کانسار آهن سنگان خراسان: خلاصه مقالات هفدهمین گردهامیی علوم زمین، تهران، 161-167.

کریم‌پور، م. ح.، 1382، کانی‌شناسی، آلتراسیون، سنگ منشأ و محیط تکتونیکی کانسارهای Iron-Oxides Cu-Au و مثال‌هایی از ایران: یازدهمین همایش بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، دانشگاه یزد، 184- 189.

کریم‌پور، م. ح.، ملک‌زاده شفارودی، ا.، و گل محمدی، ع.، 1391، کانی‌سازی و اکتشاف مگنتیت به روش مغناطیس‌سنجی زمین در محدوده بین باغک و C شمالی، معدن سنگ آهن سنگان خواف: مجله زمین‌شناسی کاربردی پیشرفته اهواز، 1(3)، 38-54.

گروه پژوهشی اکتشافات ذخایر شرق ایران، 1391، اجرای عملیات مغناطیس‌سنجی درمعدن سنگان محدوده شمال معدن.

گزارش مغناطیس‌سنجی ناهنجاری‌های غربی معدن سنگ آهن‌سنگان، 1363، گروه اکتشافی معدن سنگ آهن چغارت بافق.

گل محمدی، ع.، کریم‌پور، م. ح.، ملک‌زاده شفارودی، ا.، و مظاهری، س. ا.، 1392، پترولوژی و سن سنجی زیرکن به روش U-Pb در توده‌های نفوذی مناطق A وC جنوبی و دردوی، معدن سنگ آهن سنگان خواف: مجله زمین‌شناسی اقتصادی، 5(2)، 155-174.

Blakely, R. J., 1996, Potential Theory in Gravity and Magnetic Application, Cambridge University Press, Cambridge, UK, p. 441.

Boomeri, M., 1998, Petrology and Geochemistry of Sangan Iron Skarn Deposit and Related Igneuos Rocks, Ph. D. Thesis.

Baranov, V., and Naudy, H., 1964, Numerical calculation of the formula of reduction to the magnetic pole: Geophysics, 29, 67–79.

Bath, D. G., 1962, Magnetic anomalies and magnetizations of the Biwabi Iron-Formation: Mesabi area, Minesota, Geophysics, XXV11, 627-650.

Clark, D. A., 1997, Magnetic petrophysics and magnetic petrology: aids to geological interpretation of magnetic surveys: AGSO Journal of Australian Geology and Geophysics, 17(2), 83-103.

Cordani, R., 2013, Constrain modelling in Iron ore exploration: 13th international congress of the Brazilian geophysical society and EXPOGEF, Rio de Janeiro, Brazil, 26-29 August 2013, 702-704.

Dobrin, M. B., and Savit, C. H., 1998, Geophysical Prospecting, Fourth edition, McGraw-Hill International Editions.

Golmohammadi, A., Karimpour, M. H., Malekzadeh Shafaroudi, A., and Mazaheri, S. A., 2014, Alteration-mineralization, and radiometric ages of the source pluton at the Sangan iron skarn deposit, northeastern Iran: Ore Geology Reviews, S0169-1368(14)00159-0, 49 P.

Ganiyu, S. A., Badmus, B. S., Awoyemi, M. O., Akinyemi, O. D., and Olurin, O. T., 2013, Upward continuation and reduction to pole process on aeromagnetic data of Ibadan area, South-Western Nigeria: Earth Science Research, 2, 66–73.

Guun, P. J., Madment, D., and Miligan, P. R., 1997, Interpretation of aeromagnetic data in area of limited outcrop: AGSO Journal of Australian Geology and Geophysics, 17(2), 175-185.

Jacobsen, B. H., 1987, a case for upward continuation as a standard separation filter for potential-field maps: Geophysics, 52, 1138-1148.

Kamm, J., Lundin, I. A., Bastani, M., Sadeghi, M. and Pederson, L. B., 2015, Joint inversion of gravity, magnetic abd petrophysical data- A case study from a gabro intrusion in Boden, Sweden, Geophysics, 80, B131-B152.

Li, Y., and Oldenberg, D. W., 2000, Joint inversion of surface and three-component borehole magnetic data: Geophysics, 65, 540-552.

Li, Y., and Oldenberg, D. W., 1996, 3 D inversion of magnetic data: Geophysics, 61, 394-408.

Telford, W. M., Geldart, L. P., and Sheriff, R. C., 1991, Applied Geophysics: 2nd edition, Cambridge University Press.

Malekzadeh Shafaroudi, A., Karimpour, M. H., and Golmohammadi, A., 2013, Zircon U-Pb geochronology and petrology of intrusive rocks in the C-North and Baghak districts, Sangan iron mine, NE Iran: Journal of Asian Earth Sciences, 64, 256-271.

Mataragio, J., Jorgensen, G., Carlos, D. U. and Braga, M. A., 2011, State of the art teckniques for Iron Oxide exploration, 12th international congress of the Brazilian Geophysical Society and EXPOGEF, Rio de Janeiro, Brazil, 15-18 Agust 2011, 1158-1162.

Navaanchimed, A., Khuut, T., Turtogtokh, B., Sengee, M., Purrev, D. and khosbayar, K. H., 2015, Geophysical exploration for skarn-type Iron deposits in western Mongolia, 12th SEGJ international symposium, Tokyo, Japan, 18-20 November 2015, 221-223.

Nakatsuka, T., and Okuma, S., 2006, Reduction of magnetic anomaly observations from helicopter surveys at varying elevation: Exploration Geophysics, 37, 121-128.

Paterson, N. R., and Reeves, C. V., 1985, Applications of gravity and magnetic surveys: The state of the art in 1985, Geophysics, 50, 2558-2594.

Ternet, Y., 1990, Explanatory Text of the Taybad Quadrangle Map 1:250,000, Ministry of Mines and Metals: Geological Survey of Iran, Tehran 200 P.

Oldenberg, D. W., Li, Y., and Ellis, R. G., 1997, Inversion of geophysical data over a copper gold porphyry deposit: A case history for Mt. Milligan, Geophysics, 62, 1419-1431.

Santos, M. L., Li, Y., and Moraes, R., 2015, Application of 3 D magnetic amplitude inversion to Iron Oxide-Copper-Gold deposits at low magnetic latitudes: A case study from Carajas mineral province, Brezil, Geophysics, 80, B13-B22.

Urguhart, W. E. S., 2007, Geophysical airborne survey complication and interpretation: http: // www.geoexplo.com/ airborn _magnetics_complication_and _interp.html.