-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٣٧

غرب العراق– للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرة األوليالتقييم

*إسماعيل و صباح احمد ** و ياووز عبد اهللا كتانة*أغامازن يوسف تمر المستخلص

كوين الكعـرة توجد تراكيز شاذة لمعدني الزركون والروتايل ضمن مجموعة المعادن الثقيلة في الصخور الرملية التابعة لت وتـصنف هـذه الـصخور ضـمن ، التي تنكشف في منخفض الكعرة شمال مدينة الرطبة في غرب العراق) بيرموكاربوني(

تبلغ نسبة المعـادن الثقيلـة . كس نضوجا معدنيا ونسيجيا عاليين ـري وتع ـ نه أصلوهي ذات وارتز أرينايت ـمجموعة الك مايكرون وتوجد على شـكل جيـوب ٢٠٠ - ٤٥في الحجوم الحبيبية بين وتتركز من الوزن الكلي للصخور %٤ – ٠,٠٣

هي مجموعة المعـادن ف البقية أما) ليكوكسين و لمنيت،إمغنيتيت،هيمتيت،جوثيت(صغيرة وغير منتظمة ومعظمها معادن معتمة ).روتايل وتورمالين،زركون(الشفافة فوق المستقرة

:هيللتيتانيا (threshold) والعتبة (background)قناتية أن قيمتي الخلفية عينة 1640 لـبينت نتائج التحليل الكيميائي ج م (٩٥٠ و ٢١٠: عينة هـي ١٣٢٧ الخلفية والعتبة لعنصر الزركونيوم محللة في قيمتيوأن ، على التوالي %٠,٧ و ٠,١٥

أعلى من قيمة العتبـة للزركونيـوم لها تراكيز والتي عينة تمثل الجيوب األكثر سماكة 18 ودراسة تم جمع . على التوالي )م أو ثنـائي ) مـايكرون 63يظهر أعلى تركيز في الحجوم الحبيبية أقل من (ع إما أحادي يلزركون نمط توز ل فتبين بأن والتيتانيا

ا ذ )في معظم العينات ( أما الروتايل فتبين بأنه . ) مايكرون ١٠٠ - ٧١ مايكرون و 63قل من األمتركزا في الحجوم الحبيبية ( . مايكرون١٠٠ - ٧١ويتركز في الحجم الحبيبي ع أحاديينمط توز فكانـت ،)الجذبية والمغناطيـسية ( على الخصائص الفيزيائية باالعتمادستخالص للمعدنين مختبريا إلادراسة إمكانية تتم

% ٩٠ - ٨٥ل بـين بينما تراوحت نقاوة الروتاي ، %٨٦ – ٥٢ وبنسبة استرجاع تتراوح بين % ٩٥ – ٩٠نقاوة الزركون . %٩٥ – ٥٦وبنسبة استرجاع قدرها

PRELIMINARY ASSESSMENT OF ZIRCON AND RUTILE

CONCENTRATION FROM GA’ARA SANDSTONE (PERMOCARBONIFEROUS), WESTERN IRAQ

ABSTRACT

Zircon and rutile show anomalous concentrations in the heavy mineral fraction of the Ga’ara sandstone (Permocarboniferous) which crops out in the Ga’ara depression, about 40 km north of Rutba town, western Iraq. The Ga’ara sandstone is quartz arenite of fluvial origin and is characterised by high textural and mineralogical maturity.

The heavy minerals are concentrated in the size fraction ranging from 45 to 200 microns representing 0.03 to 4 % of the sandstone and occur as irregular and small pockets. They are mostly opaques (goethite, hematite, ilmenite and leucoxene) and ultrastable transparent minerals (zircon, rutile and tourmaline).

Chemical analysis of 1327 channel samples for zirconium and 1640 channel samples for titania showed that background and threshold values for Zr and TiO2 are 210 (ppm), 950 (ppm), 0.15% and 0.7%, respectively. Eighteen locations were sampled representing the richest and thickest pockets and the heavy minerals were separated and counted in various size fractions. Zircon showed either unimodal distribution with respect to grain size and is richest in the size fraction finer than 63 microns, or bimodal distribution and is rich in the size fraction finer than 63 microns and 71-100 microns. Rutile content showed unimodal distribution with respect to grain size and is richest in the 71 - 100 microns size fraction.

.قسم علوم األرض، كلية العلوم، جامعة بغداد، الجادرية، بغداد، العراق *** Life Science Center, Dept. of Earth Sciences, Dalhousie Univ., Halifax, NS, B3H 3J5,Canada

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٣٨

Zircon and rutile were separated from five samples by gravitational and electromagnetic methods. The purity of zircon concentrate is 90 to 95% with recovery 52 to 86% whereas the purity of rutile concentrate is 85 to 90% with recovery 56 to 95%.

المقدمة اسـتخراجها مما يجعـل ،توجد الكثير من المعادن والعناصر في الصخور الطبيعية بنسب قليلة جدا

ولكن لظروف جيولوجية وبيئية معينة قد تتركز هذه المعـادن علـى شـكل واستثمارها غير اقتصادي وجد الزركـون ي. رواسب في الصخور الرملية ورمال السواحل وبذلك يمكن إستثمارها بشكل اقتصادي

(ZrSiO4) والروتايل(TiO2) وتشكل المعادن الثقيلة عـادة ضمن المعادن الثقيلة في الصخور الرمليةعدا الحـاالت التـي % ١,٠ – ٠,٠١إذ تتراوح بين ، نسبة قليلة من مجموع المكونات المعدنية الفتاتية

.(Pettijhon et al., 1973) او أكثر 6%تتركز فيها هذه المعادن لتصل الى ول منجم لهـا أفتتح أو في الواليات المتحدة األمريكية 1895 مرة عام ألول المعادن الثقيلة استثمرت

كارولينــا الــشمالية إلنتــاج المونازيــت واســتخالص عنــصر الثوريــوم منــه –فــي كليفالنــد (Garner, 1980) . قد وا صناعياشهد القرن العشرين تطورمعـادن استثمار ظهر الحاجة الى أا كبير الباديليـت و الولفرميـت فـي ، الزركـون ، المونازيت ، المغنيتيت ، الكاستيريت :عديدة أخرى منها

ينتشر معدن الزركون فـي الكثيـر مـن (Hargreaves and Fromson, 1983) المختلفة الصناعاتالصخور النارية وهو الزركون نوع معين من باستثناء أن نسبته فيها قليلة الصخور النارية والمتحولة إال

ومعظم الزركون المستخدم في الصناعة )Speer, 1982( علما بأن هذا النوع محدود األنتشار ،سايانيت . مصدره المعادن الثقيلة الموجودة في الصخور الرملية

مـن جـزء بوصفها قام عدد من الباحثين بدراسة المعادن الثقيلة في الصخور الرملية لتكوين الكعرة جاء فيها ذكر الزركون والروتايل ضمن قد الدراسة الصخارية للتكوين وللتعرف على صخور المصدر و

، (1983) طوبيا ، Philip et al. (1968) ، Salman (1977) :المعادن الثقيلة ومن هذه الدراساتالرواسب هو لهذه اقتصادية وجود شواهد إلى ولكن أول من أشار (1989) واليوزبكي (1985)صادق

Tamar – Agha (1986)لمعادن ل ه الكيميائية لعدد كبير من الصخور الرملية وفصلته من خالل تحليالـ االقتصاديم ــول التقيي ـن ح ـتيين تفصيل ـه دراستي ـ تلت .ةـالثقيل ـ ـ األولي ق إسـماعيل ها ـام ب

على طبيعة وجـود الدراسة الحالية الى التعرفسعىت .Tamar – Agha et al. (1991)و (1989) فـصلهما الجزء الحجمي الذي يتركزان فيه ومن ثم محاولة معرفة الزركون والروتايل وكذلك وانتشار .تركيزهمالمحاولة كالصخور الرملية األخرى عن امختبري

الجيولوجياإلطار كيلومتر 40في حافات وقاع منخفض الكعرة الواقع حوالي ) البيرموكربوني ( كشف تكوين الكعرة تي

وهو منخفض تعروي يعد جزءا مـن منطقـة الـرف .)١شكلال( غرب العراق فيشمال مدينة الرطبة العربي وفي أعلى بقعة من نهوض الرطبة وتبلغ مساحته حـوالي –القاري المستقر التابع للدرع النوبي

تعاقبـات مـن وحدة عليا تتكون مـن : تتألف مكاشف هذا التكوين من وحدتين . كيلومتر مربع 2000ووحدة سفلى تتكون ) ٢شكل ال(طيان مكونة ما يعرف بدورات النعومة نحو األعلى ألالصخور الرملية وا

)حمر وبنـي أبيض و أ( مختلفة بألوانتوجد هذه الصخور و. في غالبيتها العظمى من الصخور الرملية على غالبية مـن معـدن ستقرارية عالية أي أنها تحتوي اوهي صخور هشة وتحتوي على معادن ذات

كوارتز بحجـم التتكون غالبية الحشوة من (3% ومحتوى الحشوة ال يزيد عن 95%)أكثر من (الكوارتز. و بذلك فهي صخور رملية من نوع كوارتز أرينايت ناضجة معدنيا ونسيجيا ؛)الغرين والمعادن الطينية

وكثيرا واألرجوانياألحمر ،األصفر،الرمادي :اما الصخور الطينية فهي كاؤولينية ذات الوان مختلفة منها .ما تكون غرينية

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٣٩

خريطة لموقع الدراسة): ١(شكل

ظفائــرية ،تمثل صخور تكوين الكعرة ترسبات نهرية حيث تجمعت الرمال في القنـوات الفعالـة

(braided) التوائية في الوحدة السفلى و(meandering) الطينية في الوحدة العليا، بينما تمثل الصخور ـ ـاخمة لالنه ـول الفيضية المت ـات السه ـترسب ـ ـار والبحي ـ ـرات القوسي وات المهجـورة ـة والقن

(Tamr-Agha, 1986 , 1993). الرملية منها والطينية ( جميعا توجد المعادن الثقيلة في هذه الصخور ( . مالكنها تجمعت على شكل جيوب غير منتظمة في الصخور الرملية و بنسب عالية نوعا

طبيعة الصخور المضيفة للمعادن الثقيلة ن الترسيب تم في بيئة نهريـة أ ب للصخور الرملية لتكوين الكعرة تبين من دراسة السحنات الرسوبية

ة مـضيف الترسـبات الـصخرية ال وبينت المسوحات التي تمت على(Tamar-Agha, 1986)إلتوائية ، النهرية اءاتدة الحجم ومحصورة في االلتو ويئة عدسات محد ما تكون على ه غالبا للمعادن الثقيلة بأنها

توزيـع و في طبيعة رواسب تكوين الكعرة ذلك تجلىوي. حجم هذه العدسات ماكن و أصعب تحديد مما ي ويوضح ذلك طبيعة عدسات الرمل في األنهار اإللتوائية، . )٣ شكلال(فقيا وعموديا فيها أ عدسات الرمل

ويزداد األمر تعقيدا عند حساب احتياطيـات جيـوب المعـادن . هذه الرواسب وأسس المضاهاة في مثل الثقيلة في عدسات الرمل هذه، مما يتطلب التعرف على األنموذج السحني بدقة بالغة ،وكـذلك يتطلـب اسلوبا خاصا اثناء اجراء المضاهاة بين المقاطع الصخارية المختلفة المستنبطة من المـسارات ومثلمـا

ولهذا السبب تكون القيمة االقتـصادية لوجـود . لتوجيه عمليات التنقيب بحسبه ) ٣(ل الشك موضح في المعادن الثقيلة في هذه البيئات اقل اهمية من وجودها في الترسبات الدلتاوية وفـي ترسـبات الرمـال

. الحديثة على شواطئ البحار

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٤٠

رقام العينات او ة مثبت عليه موقع في موقع تل النعجMمقطع صخاري عمودي للمقطع ): ٢(شكل كما يبين العالقة العمودية للسحنات

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٤١

والعمودي للسحنات غرب وادي الملصي والجزء الجنوبي الغربي األفقيمخطط مضاهاة يبين التوزيع ): ٣(شكل

في المنخفض أسلوب العمل

لية و تحريات معدنية في قامت الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين بمسوحات جيولوجية تفصي لمكاشف صخور ارا مس470 وتم لهذه األغراض وصف 1983 - 1990 منخفض الكعرة خالل األعوام

٢٥٤ فـضال عـن ،تكوين الكعرة موزعة على حافات المنخفض لمسافة بينية حوالي نصف كيلـومتر لتحديـد (GR110)يضي أثناء الوصف بالعداد الومتمت االستعانة . أخدود موزع في أرضية المنخفض

بئر ضحلة يتراوح عمقها بين ٤٣٦ كذلك تم حفر الزركون و النشاط اإلشعاعي الذي يعكس وجود معدن -Tamar المختلفـة واالقتـصادية الجيولوجيـة اللبـاب وللتقييمـات السـتخراج متـرا؛ ٦٠ الى ٣٥

Agha,1986) و (Tamar-Agha et al.,1991. 2.7معدل سمكها حوالي ((channel sample) عينة قناتية1640ل هذه الدراسة نتائج تحالياعتمدت

بار المحفورة تمثل الصخور الرملية لتكوين الكعرة بوحدتيـه آلمن المكاشف الصخرية والخنادق وا ) مترا 1327في ن الزركونيوم محللأ غير ،التيتانيا محللة في جميعها ، متر4448وكان الطول الكلي للعينات

حـصائية علـى النتـائج لحـساب الخلفيـة إلجريت التحلـيالت ا أ). مترا 3848تمثل (قط منها ف عينة(background) والعتبة (threshold) الطرائـق فـي جـاء مثلمـا ) ٤الـشكل (للزركونيوم والتيتانيا

Tennant and White (1959، )Lepeltier (1969 ،Sinclair(1976) (المقترحـة مـن قبــل وعلى هذا ؛ )٥ الشكل (كذلك تم تمثيل النتائج على مدرج تكراري وBeus and Grigorian (1977) و بمقياس أساسالمكونات عن قيمة العتبة على خرائط هذه ساس تم تحديد المواقع التي يزيد فيها محتوى ألا

.) يبين التوزيع بعد التصغير-٦شكل ال (000:1 25 ٦ و 1 شكال األ )(خاديدأ 5 و ا صخري ا مكشف 13( موقعا 18 عينة نقطية تمثل 129بعد ذلك جمع تم ومن مختلـف منـاطق لعنصر الزركونيومالتراكيز على أ نمذجةعتبار إل اعيناخذين ب) ١ والجدول ٧و

لتحديـد النـشاط (GR 110)م العـداد الوميـضي ااستخدتم ختيار موقع العينات إل. منخفض الكعرهشعاعية الـصخور إ بين محتوى الزركون و عامة عالقة طردية لوجود ، نيااشعاعي لهذه الوحدات ميد إلا

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٤٢

؛ يجاد قيم عنصري الزركونيوم والتيتـانيوم ؛ إل ية لكافة العينات ئتم اجراء التحاليل الكيميا . الحاوية عليه .Phillips PN1450 من نوع (XRF)ستخدام جهاز االشعة السينية الوميضة إب

لغرض التحليل الكمي والنوعي للمعادن الثقيلة فضال أعالهرة عينة من العينات المذكو 24تم اختيار تفكيـك حبيبـات جرى. لدراسة نمط توزيع المعادن الثقيلة عموديا من مقطع كثرعينات من أ ختيارإعن

ستعمال سـائل إ وفصلت معادنها الثقيلة ب ثم تقسيمها رباعيا ،الصخور الرملية عن بعضها بدون تكسيرها لغرض دراسة . والعداد النقطي ستخدام المجهر إ ثم حسبت النسبة المئوية لكل معدن ب ،لالبروموفورم الثقي

غراما من كـل عينـة مـن 50 تم وزن ؛جزاء الحجمية ألنماط توزيع معادن الزركون والروتايل في ا أ ٦٣و٧١، ١٢٥،١٠٠سـتخدام غرابيـل ذات فتحـات إربعة والعشرين المختارة وغربلتها ب ألالعينات ا

منحنيات التكرار التراكمي للزركونيوم والتيتانيا): ٤(شكل

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٤٣

امدرجان تكراريان للزركونيوم والتيتانيا ومخطط التكرار التراكمي لكليهم): ٥(شكل

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٤٤

خريطة لمنخفض الكعرة مثبت عليها قيم اعلى تراكيز لعنصر الزركونيوم والتيتانيوم في ): ٦(شكل مقاطع الدراسة

مقاطع صخارية عمودية لمواقع الدراسة موضحا عليها مواقع العينات): ٧(شكل

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٤٥

رموز مقاطع واخاديد الدراسة وارقام واعداد العينات التي تم جمعها: )١(دول ج

العيناتأرقام عدد العينات رمز االخدود ارقام العينات عدد العينات رمز املقطع

A 7 A1-A7 TA 3 TA1-TA3

B ٨ B1-B8 TB ٥ TB1-TB5

C ٧ C1-C7 TC ٤ TC1-TC4

D ١٦ D1-D16 TD ٣ TD1-TD3

E ٤ E1-E4 TE ٥ TE-TE5

F ٧ F1-F5

G ٦ G1-G6 العينات املتفرقة

H ١١ H1-H11 ارقام العينات عدد العينات اسم املقطع

I 11 I1-I11 ٣ تل العبد S1-S3

J ٦ J1-J6 ٣ العبيد تل S4-S6

K ٧ K1-K7 ٢ ابو منيقري تل S7-S8

L ٧ L1-L7 ٢ السمحات تل S9-S10

M ١٢ M1-M12 ٣ فايفعال تل S11-S13

المعادن الثقيلة عن الخفيفة تفصل دقيقة للحصول على أفضل فصل للحجوم ، ثم ٣٠ولمدة مايكرون

والنسبة المئوية لكل معدن بوساطة وحسبت النسبة الوزنية المئوية للمعادن الثقيلة نفسها بالطريقة السابقة عينـة مـن 16تمثـل ( حجمي جزء 80 لغرض تقويم النتائج تم تحليل .العداد النقطي لكافة العينات

.نفاآالمذكورة الطريقةنفس يا وبئكيميا) العينات المختارة لمعادن الزركون والروتايـل فـي المقـاطع ستخالص الممكنة مختبريا إلجل التعرف على نسبة ا أل

فضل خمـسة منـاطق مـن حيـث محتـوى أختيرت عينة واحدة من كل مقطع من أ ،المذكورة سالفا ـ 100 وتم وزن ا سمك ثرهاوأكالزركونيوم ـ ا غرام منه الثقيلـة باسـتعمال سـائل ا وفـصلت معادنه باستخدام تبع ذلك فصل الزركون والروتايل من بين المعادن الثقيلة بالطريقة المغناطيسية ،البروموفورم

االعتيـادي وفحصت النتائج بالمجهر (Frantz Isodynamic Separator)جهاز الفصل المغناطيسي . الفصل جودةالعينية للتأكد من ثنائي

توزيع المعادن الثقيلة

بـين ن المعادن الثقيلة تتـراوح أ عينة مختارة ب 24 على وضحت دراسة نتائج تحليل المعادن الثقيلة أن المعادن المعتمة تشكل الغالبية العظمى أ و2.6 %من الوزن الكلي للصخرة وبمعدل % ١١,٠ – ٠,٣مل علـى تتش وهي من مجموع المعادن الثقيلة65.8 % وبمعدل %٧٨ و40ين تتراوح نسبتها بإذمنها على نسبة في أما الزركون فله أ). ٢الجدول(لمنيت والليكوكسين إلا،المغنيتيت، الجوثيت، الهيمتيت :معادن

من مجموع المعادن 20.9 % وبمعدل 41 % و9 اذ تتراوح نسبته بين ؛المعادن الثقيلة غير المعتمةو 2 ونسبة التورمـالين بـين 5.1 %بمعدل و % ١١ و ١لثقيلة الكلية وتراوحت نسبة الروتايل بين ا

فقـط مـا بقيـة المعـادن الثقيلـة فتـضم أ من مجموع المعادن الثقيلة الكلية، 6.3 %بمعدل و% 12 ).٢ الجدول (1.8 %وبمعدل 5 %الشتورواليت بين صفر و

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٤٦

ختالف في إوالروتايل في الحجوم الحبيبية لعينات الدراسة وجود بينت دراسة توزيع معادن الزركون جـزاء الحجميـة أل نسبة المعادن الثقيلة تزداد فـي ا أنتبين بو جزاء الحجمية المختلفةألتوزيعهما نسبة ل

جزاء الحجمية الناعمة أل في ا 22.8 % جزاء الحجمية الخشنة وألفي ا % 0.6 تكون بمعدل إذ ؛الناعمةذ يتركز في الجـزء إ (unimodal)حادي النمط أول أل ا ،ن من التوزيع ا فالزركون له نوع )٣جدول ال(

) مايكرون ٧١ - ٦٣ الحجمي بين ئها يتركز في جز التي F5عدا العينة ( مايكرون 63قل من أالحجمي النمط ثنائي آلخر ويكون هذا النمط شائعا في الصخور الرملية ذات الحجم الحبيبي الناعم والمتوسط ، وا

(bimodal) مايكرون 63قل من أ مايكرون و ١٠٠ - ٧١ : يتركز في جزئين حجميين مختلفين هما إذ حـادي أ توزيع فذوما الروتايل أ. في الصخور الرملية الخشنة ويكون هذا النمط شائعا ) ٩ و ٨ شكل ال(

مـايكرون ١٠٠ - ٧١ بـين الجـزء الحجمـي أنحصرعظم تركيز له أن أغلب العينات و أالنمط في ).٩ و ٨ ينشكلال(

الدراسةلعينات الكعرة الصخور الرملية لتكوينها و أنواعها فينسبو كمية المعادن الثقيلة ) : ٢(جدول

النسب املئوية من جمموع املعادن الثقيلة

عتمةامل الزركون الروتايل التورمالني البقية

النسبة املئوية للمعادن

الثقيلة يف الصخرة رقم العينة

3 8 7 31 51 3.82 A3 2 3 3 12 80 0.62 B3 3 7 9 13 68 1.3 C1 5 6 11 18 60 9.7 C2 4 12 7 23 54 11.01 C3 1 2 3 11 83 1.20 D8 - 6 4 18 72 0.69 E1 2 10 7 25 56 6.65 F5 2 7 4 29 58 1.05 G3 2 7 4 33 54 1.4 H3 1 3 2 7 87 2.1 I10 - 5 7 18 70 1.41 J2 - 2 4 12 82 0.62 K3 2 15 9 25 49 0.34 L3 3 9 5 19 64 1.40 M1 1 6 5 27 61 1.35 M2 2 4 4 26 65 2.57 M3 3 3 5 25 64 2.61 M4 1 7 3 21 68 2.50 M5 - 8 5 17 70 2.48 M6 1 3 2 20 74 0.71 TA1 2 11 6 41 40 0.82 TB5 1 2 1 9 87 1.33 TC1 3 5 9 23 60 3.85 TD1

جزاء الحجمية المختلفةأللمعادن الثقيلة في الومعدل النسب المئوية الوزنية مدى : )٣( جدول

الجزء الحجمي بالمايكرون اقل نسبة مئوية

معادن الثقيلةللوزنية اعلى نسبة مئوية

لمعادن الثقيلةلوزنية معدل النسبة المئوية الوزنية

لمعادن الثقيلةل 125اكبر من

125 - 100 100 - 71 71 - 63

0.1 0.1 0.4 1.7

2.8 15.1 44.2 72.9

0.6 1.8 6.4 13.8

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٤٧

22.8 67.8 2.0 63اقل من

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٤٨

هي a اجزاء حجمية بحيث ان a, b, c d, eمنحنيات تبين توزيع الزركون والروتايل في األجزاء الحجمية وتمثل ): ٨(شكل

e و ٧١ و ٦٣ بين d مايكرون و ١٠٠ و ٧١ين بc مايكرون و ١٢٥ و ١٠٠ بين b مايكرون و١٢٥اكبر من مايكرون٦٣اقل من

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٤٩

أجزاء حجمية بحيث a,b,c,d,e في األجزاء الحجمية وتمثل ممنحنيات تبين توزيع عنصري الزركونيوم والتيتانيو): ٩(شكل

٦٣ بين d مايكرون و١٠٠ و ٧١ بين c مايكرون و ١٢٥ و ١٠٠ بين b مايكرون و ١٢٥ هي اكبر من aان مايكرون٦٣ اقل من e مايكرون و٧١و

عالقة الزركونيوم والتيتانيوم مع المعادن الثقيلة

ن عنـصر علـى أ جمعت الدراسات السابقة حول جيوكيميائية ومعدنية رواسـب تكـوين الكعـرة أعنـصر ما أ ، معدن الزركون فييوجد بشكل شبه مطلق ) في الصخور الرملية والطينية ( الزركونيوم

لمنيـت إلا، نـاتيس ألا، الروتايـل :رتبط بعالقة قوية بمجموعة من المعـادن الثقيلـة مثـل في ومانيالتيـ ليحليدخل بنسبة قليلة قد ن التيتانيوم أ فضال عن ؛)كثرهم شيوعا أ لكن الروتايل (والليوكوكسين أ جزئي ، غير أن الحشوة فـي لمنيوم في المعادن الطينية الموجودة في حشوة الصخور الرملية ألمحل عنصر ا

، صادق و1983طوبيا، وZainal , 1980 (صخور الدراسة قليلة جدا ؛ كونها صخورا ناضجة جدا) ١٩٨٩( بـين اسـماعيل . )1989، واسماعيل 1989، واليوزبكي Tamar-Agha, 1986 و1985

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٥٠

ـ ون مثـل الهـافنيوم وجود بعض العناصر النادرة وبتراكيز عالية في احالالت بلورية في معدن الزرك )Hf ( واليتريوم )Y ( والثوريوم )Th.(

معادن الزركون والروتايل في الحجـوم الحبيبيـة توزيعالفحوصات المجهرية ل لغرض تقويم نتائج ودراسة عالقتهما مع لتحديد تراكيز الزركونيوم والتيتانيا نفسها؛ لعيناتلية ئجريت تحاليل كيميا أالمختلفة نماط توزيـع أن أ) ٩(شكال البيانية الموضحة في الشكل ألظهرت دراسة ا أو كون والروتايل الزرمعدني

مع توزيع معدن الزركون المحدد بوساطة العداد النقطـي علـى مقبوال عنصر الزركونيوم تبين تطابقا حتمال إشبه كمية وفيها و طريقة نسبية دن طريقة العداد النقطي تع أل االختالفات؛الرغم من وجود بعض

إذ ، بنـسبة معـدن الروتايـل سااي في نمط توزيعها ق االختالفات بعض ما بالنسبة للتيتانيا فهناك أ. الخطأ 63قـل مـن أحادي النمط في بعض العينات ومتركز في الجـزء الحجمـي أتوزيع التيتانيا ان يالحظ

ولى بين الجزئين ألالقمة ا تتراوح إذخرى أ مايكرون وثنائي النمط في عينات ٧١ - ٦٣و بين أمايكرون فتظهر في الحجم الحبيبي ألخرىما القمة ا أ مايكرون ، ١٠٠ - ٧١ مايكرون و ١٢٥ - ١٠٠الحجميين انيا ال تعكس معدن تن نسبة التي أ ب مايكرون وبذلك تتطابق النتائج مع ما جاء سابقا 63قل من أالذي يكون و قد تكون في البناء أالليكوكسين و لمنيتإل ا :مثلخرى معتمة أمعادن تشمل بل بشكل مطلق الروتايل

).( Weaver and Pollard,1975المعادن الطينية البلوري لبعضدالة ) بدرجة أقل ( الزركونيوم دالة لمعدن الزركون والتيتانيا التخاذ فع الجيوكيميائي د االرتباط هذا نإ

ن معظم التيتانيا ممثلة لمعدن أكد من أ للت ؛ ليكايلسعتماد العينات التي ترتفع فيها نسبة ا إلمعدن الروتايل و جاءت العالقـة إذ االختياربينت نتائج المضاهاة صحة .الروتايل وليست من الجزء الطيني في الصخرة

ـ (بين تركيزالزركونيوم والتيتانيا في العينات المختارة (r = 0.61) قوية موجبة و وموجبـة ) ١٠شكل ال وموجبـة ) ١١ شكلال( لومينا الذي يمثل الطين في العينة ألين الزركونيوم وا ب(r = 0.23) ضعيفة جداـ ا هاتانعكست .)١٢شكلال(لومينا ألوا بين التيتانيا(r = 0.3)ضعيفة ن فـي شـكل المـدرج ان العالقت

.حـادي الـنمط أنه أول ب ألذ ظهر توزيع ا إ ؛ )٥شكل ال(يضا أالتكراري الخاص بالزركونيوم والتيتانيا ؛نمـاط ألنه متعدد اأبينما ظهر نمط توزيع الثاني ب ، )الزركون(نه موجود في معدن رئيس واحد أد ب ليؤك

. ولكن تركيزه أعلى بأحد المنواالتكثر من معدنأنه موجود في أليؤكد ب

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٥١

(r = 0.61)العالقة بين الزركونيوم والتيتانيا في صخور الدراسة ): ١٠(شكل

(r = 0.23)العالقة بين الزركونيوم وااللومينا في صخور الدراسة ): ١١(شكل

(r = 0.56) وااللومينا في صخور الدراسة التيتانياالعالقة بين ): ١٢(شكل

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٥٢

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٥٣

يتانيا في الصخور الرمليةتوزيع الزركونيوم و التربـع أكثر من أ أي )ج م م(950 لزركونيوم في الصخور الرملية تحت الدراسةالعتبة لبلغت قيمة

ـ المعط)م م ج (220غ ـ والبالالميـةور العـفي الصخ زهـتركي دلـمع مرات ـ ــ ـ ـاة م لـن قبTurekian and Wedepohl (1961) . تمثـل و0.75%قيمة العتبـة ما بالنسبة للتيتانيا فقد بلغت أ

البالغـة عـاله و أ نفـسه قيمة معدل الصخور الرملية العالمية المعطاة من قبل المصدر منثالث مرات %0.25 . يـة ئايشعاعي الميداني لوحدات الصخور الرمليـة مـع التحاليـل الكيم إلن مقارنة نتائج النشاط ا يتب

مكان تبرير العالقة إلوبا) ٤ و الجدول ١٣شكل ال(دية التيتانيوم وجود عالقة طر لعنصري الزركونيوم و اليورانيوم بدل الزركونيوم في معدن الزركون :ذ قد تحل بعض العناصر المشعة مثل إ ،ولىألالطردية ا

(Suzuki, 1988)ذ إ ،ن العالقة غيـر مباشـرة أل وذلك ؛قل وضوحاأما العالقة الطردية الثانية فهي ، أ . المعادن الثقيلة وبحسب وزنها النوعي وحجمها وطاقة التيار الناقل الروتايل مع بقيةزكتري

سقاط مواقع الطبقات الرملية التي زادت فيها قيمة الزركونيوم والتيتانيوم عن العتبة تبين وجـود إعند ن متر العليا من ي في الخمس وفرة كثرأ) بصورة عامة ( فهي وعموديا فقياأفي توزيعهما (trend)جه وتجل التعـرف علـى طبيعـة وأل .)٦ شكلال(غنى في الجزء الغربي من منخفض الكعرة أكثر تكوين و ال

ـ ممثلة ـحـصائي إل اتالـراء التحليـجإم ـا تــوم والتيتاني ــع الزركوني ـتوزي ـ ـــ رحها ـا اقتBeus and Grigorian (1977) لوغـاريتمي بـشكل موزعـان الزركونيوم والتيتانيان أن بـتبيقد و

)log-normal (في صخور الكعرة الرملية )٥ شكلال.(

والتيتانيوم الميدانية لمواقع الدراسة وقيم تراكيز عنصري الزركونيوم اإلشعاعيةمعدل القراءات : )٤(جدول لعينات الصخور الرملية لتكوين الكعرة

) مج م(Ti )ج م م( Zr (c/s)معدل االشعاعية عدد العينات مسك الطلبقة رمز املقطعA 15.5 7 125 3352 2439 B 6.0 8 42 472 370 C 30.0 7 81 4150 5822 D 1.9 7 28 292 556 D 2.5 9 35 260 570 E 4.0 4 46 566 414 F 6.0 7 66 1956 2770 G 6.5 6 54 760 1048 H 9.6 11 35 631 770 I 10.0 11 25 296 433 J 5.5 6 51 757 1191 K 5.1 7 35 397 360 L 5.8 7 23 250 236 M 11.2 6 140 2714 4161 M 6.0 3 25 204 520 M 8.0 2 50 645 756 TA 6.4 3 48 997 433 TB 4.6 5 59 1135 389 TC 2.0 4 60 994 496 TD 5.6 3 85 3054 4591 TE 8.5 5 22 241 248

390 201 22 3 - تل العبد

553 201 23 3 - العبيد

678 455 43 2 - ابو منيقري

410 207 25 2 - السمحات

564 305 25 3 - تل العفايف

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٥٤

وتراكيز الزركونيوم ) ١١٠ GR–قراءات جهاز العداد الوميضي ( العالقة بين معدل النشاط اإلشعاعي الميداني ):١٣(شكل

والتيتانيوم في عينات الدراسة بعد تحليلها مختبريا

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٥٥

تركيز الزركون والروتايل لفصل الزركون والروتايل عـن المعـادن الثقيلـة فضل الظروف أختيار إلجراء تجارب عديدة إ تم

جهاز الفصل المغناطيسي وفي كل مرة كانـت النتـائج تفحـص بوسـاطة المجهـر األخرى باستعمال ن الزركون والروتايل ينفصالن سوية عن بقيـة أ الفصل وتبين ب جودةعتيادي ثنائي العينية للتأكد من إلا

مبير أ 1.7 تيار قدره باستخدامخرى مع الجزء غير المغناطيسي ألو مكونات الصخور الرملية ا أ المعادن ثم ينفصل الزركـون عـن ات ، درج5 اميل جانبي قدرهبدرجة درجة و15 امامي قدرهأميل بدرجة و

8 امامي قدره أل ميبدرجة مبير و أ 1.2 تيار قدره باستخدامالروتايل ويتجمع في الجزء غير المغناطيسي . بينما يتركز الروتايل في الجزء المغناطيسي، درجات5 و1تراوح بين تميل جانبي بدرجة درجات و

وتعكس هـذه 95 % و90 تراوحت بين جزء المتركزن نقاوة الزركون في الأب بينت نتائج التركيزنـسبة تراوحـت والروتايـل النسبة قدرة فصل الجهاز للزركون، أما البقية فهي شوائب من الكوارتز و

% ٥٢ تها كانـت نـسب إذعدا عينة مقطع تل النعجـة فيما 86 %و 69 بين (recovery) االسترجاع وتعكس هذه النـسبة قـدرة 90 % الى 85ما الروتايل فقد تراوحت نقاوته في الركائز بينأ. )٥جدولال(

قـد تراوحـت و بات من معادن معتمة شوائب من الكوارتز وحبي : فصل الجهاز للروتايل، أما البقية فهي .)٥جدول ال (56 % تها كانت نسبإذ TD1عدا في العينة فيما 100% و 69بين االسترجاعنسبة

ستخالصهاا نتائج تركيز الزركون والروتايل ونسبة): ٥(جدول

ا��رآ�ن ر� ا���

ا��� ا����� ا���� �� �����دن ا���������

�����ا���دن ا� �� ��� ا�����

ا������ص �ا���

!/100 ! ���ا����� ا�

�ص#���� A3 3.82 31 1.18 0.87 74 C3 11.01 23 2.53 2.2 86 F5 6.65 25 1.66 1.15 69 M3 2.57 26 0.47 0.35 52 Td1 3.85 23 0.89 0.73 82

ا��و���� ر� ا���

ا��� ا����� �����دن ا�����

�� ��� ا����� ا���دن ا������

�� ��� ا����� ا�����

�ص �ا$�� !/100 !

���ا����� ا����ص���

A3 3.82 7 0.23 0.23 100 C3 11.01 7 0.77 0.53 69 F5 6.65 7 0.47 0.41 89 M3 2.57 4 0.1 0.1 95 Td1 3.85 9 0.32 0.18 56

ة للزركـون والروتايـل ؛ إذ ظهـرت شـوائب مـن الكـوارتز تباينت قدرة فصل الجهاز بالنـسب

يعـزى . والروتايل مع الزركون المركز وشوائب من الكوارتز وحبيبات معتمة مع الروتايـل المركـز نعومة حجم حبيباتها بالنسبة للجهاز وطبيعة المتضمنات : أهمها أسبابالتغاير في قدرة فصل الجهاز لعدة

)inclusions ( ٦٣ا ؛ إذ تبين مما أسلفنا أن الزركون يتركز في األجزاء الحجمية األقل من التي تحتويه مـايكرون وقـد بـين ٦٣مايكرون وأن الروتايل يتركز في أجزاء حجمية مختلفة تكون أحيانا أقل من

.بأن الزركون والروتايل يحتويان على أنواع مختلفة من المتضمنات) ١٩٨٩(إسماعيل

مازن تمر آغا وآخرون للزركون و الروتايل في الصخور الرملية لتكوين الكعرةاألوليالتقييم

٥٦

االستنتاجاتعادن الثقيلة ومن ضمنها الزركون والروتايل في رمال تكوين الكعرة على شـكل جيـوب توجد الم •

محدودة االمتداد وتمثل ترسبات ألنهار التوائية ويعقد هذا الوضع الجيولوجي عمليات األستكـشاف وفـرة فـي أكثـر هذه الدراسة بينت ان الزركون والروتايـل أنوالتحري عن هذه المعادن غير

العليا من التكوين واكثر وفرة في الجزء الغربي من منخفض الكعرة إذ توجد مقاطع الخمسين مترا مـن أكثرلكال المعدنيين حيث تحتوي بعض العينات على ) من قيمة العتبة أعلى(ذات تراكيز شاذة

من معدن الروتايل فضال عن وجود بعـض العناصـر % ١,٥من معدن الزركون وحوالي % ٣ .عاليةالنادرة بتراكيز

بينت هذه الدراسة إن المعادن الثقيلة ومن ضمنها الزركون والروتايل تتركز في الجزء الناعم مـن • إلـى وذلك بسبب وزنها النوعي العالي قياسا ) مايكرون ٧٠بشكل عام في األحجام اقل من (الرمال

.معدن الكوارتز المكون األساسي لهذه الرمال والروتايل تعود الى وجودهما سوية في الجزء الثقيل من الرمـال هناك عالقة ايجابية بين الزركون •

فضال عن وجود عالقة ايجابية بين الزركون والنشاط االشعاعي يعـود الـى وجـود اليورانيـوم وعناصر مشعة اخرى في التركيب البلوري للزركون وباإلمكان اعتماد المسوحات اإلشعاعية فـي

. الكلفةلألستكشاف عن الزركون توخيا للسرعة وتقليل االجزاء المكشوفة من رمال الكعره يرتبط عنصر الزركونيوم في رمال الكعرة مع معدن الزركون بشكل مطلق تقريبا في حين يـرتبط •

.التيتانيوم مع معدن الروتايل بشكل اساسي ومع معادن مضيفة اخرى بشكل ثانويأكثر مـن (اقي المعادن الثقيلة بنقاوة عالية باالمكان تحقيق فصل لمعدني الزركون والروتايل عن ب •

باسـتعمال %) ٦٩ اكثر من (ونسبة استرجاع مشجعة ) للروتايل% ٨٥للزركون واكثر من % ٩٠ .تقنية الفصل المغناطيسي

تشير المعطيات التي وفرتها الدراسة الحالية الى ان هذه الرواسب جديرة باالهتمام ومتابعة عمليات • .االستكشاف والتنقيب

المصادر – جيوكيميائية للزركون والروتايل في صخور تكوين الكعـرة الرمليـة - دراسة معدنية .1989اسماعيل ، صباح احمد ، . صفحة118 رسالة ماجستير ، جامعة بغداد ، بغداد ، العراق ،.غرب العراق خامات الطينية والحديدية لصخور حقـب تحت سطحية معدنية جيوكيميائية لل –دراسة سطحية . 1985صادق ، علي جعفر ، 182 بغداد ، العراق ، رسالة ماجستير ، جامعة بغداد، .في الصحراء الغربية العراقية ) الباليوزوي( الحياة القديمة

.صفحة . جيوكيميائية ومعدنية ترسبات الحديد لتكوين الكعرة في منطقة الـصحراء الغربيـة العراقيـة . 1983طوبيا ، فرج حبيب ،

. صفحة 156 العراق ، بغداد،رسالة ماجستير ، جامعة بغداد،دراسة جيوكيميائية ومعدنية للحديد المتواجد مع الترسبات الطينية في تكـوين الكعـرة فـي . 1989اليوزبكي ، قتبية توفيق ،

. صفحة 186 رسالة ماجستير ، جامعة الموصل ، الموصل ، العراق ، .الصحراء الغربية

Al-Marsoumi, A.H., 1986. Geochemistry. In: M.Y. Tamar-Agha, (editor),Report on the detailed geological mapping of southern rim of Ga’ara Depressoion.. GEOSURV, int. rep. no. 1779, 195 pp.

Barnes, J.W., 1988. Ore and Mineral: Introduction to Economic Geology. Open University Press, London, 181 pp.

Beus, A.A., and Grigorian, S.V. 1977.Geochemical Exploration Methods for Mineral Deposits. Applied Publishing Co., Wilmette, Illinois, 287 pp.

-٣٧ الصفحة٢٠٠٥ ، العام ٢/، العدد١/مجلة الجيولوجيا والتعدين العراقية المجلد٥٥

٥٧

Garner, T.E., 1980 .Heavy mineral industry of North America. Fourth Industrial Minerals International Congress, Atlanta , U.S.A., p. 29-42.

Hargreaves ,D., and Fromson , S., 1983 .World Index of Strategic Minerals. Gower Publishing Company, London, 300 pp.

Lepeltier, C., 1969. A simplified statistical treatment of geochemical data by graphical representation. Econ. Geol., Vol. 64, p. 538-550.

Ooi,C.W., Hobday, M.d., and Bentata, A., 1988. Isolation of high purity zirconia from Australian zircon sands using an ion-exchange process. J. Chem. Tech. Biotechnol., Vol. 43, p. 205-512.

Philip, G., Sadallah, A., and Ajina, T., 1968. Mechanical analysis and mineral composition of the Middle Triassic Ga’ara sandstone, Iraq. Sediment. Geol., Vol . 2 , p. 51-76.

Pettijhon, F. D., Potter, E. and Siever, R. 1973 Sand and Sandstone. Springer Verlag, N. Y. 618pp. Salman, H.M., 1977. Sedimentology of the upper part of Ga’ara Formation, Western Iraq. Unpub.

M.Sc. thesis, Univ. of Baghdad , Baghdad , Iraq, 118 pp. Sinclair, A. J., 1974. Selection of thresholds in geochemical data using probability graphs. J.

Geochem. Explor., Vol. 3, p. 129-149. Speer, J.A., 1982. Zircon. Review in Mineralogical Society of America, Short Course Notes, Vol .

5, 2nd edit., p. 67-112. Suzuki, K., 1988. Heterogeneous distribution of uranium within zircon grains. Implication for

fissiontrack dating. J. Geol. Soc. Japan, Vol . 94, P. 1-10. Tamar-Agha, M.Y., 1986. Report on the detailed geological mapping of southern rim of Ga’ara

Depression. GEOSURV, int. rep. no. 1779, 195 pp. Tamar-Agha, M.Y., 1993. Exploration and prospecting in the Ga’ara Depression (1986-1990).

Part I: General geology. GEOSURV, int. rep. no. 1899, 183 pp. Tamar-Agha, M.Y., Abboud, A., Abdul Amir, W., and Abdul Aziz,A., 1991. Exploration and

Prospecting in Ga’ara Depression (1986-1990), Part II: Economic Geology,Vol. 13 : Summary report. GEOSURV, int. rep. no. 1898, 27 pp.

Tennant, C. B. and White, M. L., 1959. Study of the distribution of some geochemical data. Econ. Geol., Vol. 54, p. 1281-1290.

Turekian, K.K. and Wedepohl, K.H., 1961. Distribution of the elements in some major units of earth’s crust. American Assoc . Petrol .Geol ., Vol. 72, p. 175-191.

Weaver, C.E.and Pollard, L., 1975. The Chemistry of Clay Minerals. Elsevier, Amsterdam, 213pp. Zainal, Y., M., 1980. Mineralogy, geochemistry and origin of kaolintic clays of Ga’ara. Jour of

Geol . Soc . of Iraq, Special Issue, Vol. 13, p. 231-255.