مطالعه کانسنگ کرومیت در غرب افیولیت سبزوار (فُرومَد) با استفاده از اندازه‌گیری‌های ژئوفیزیکی ERT و VLF-EM

شیرزادی, علیرضا; قناتی, رضا

doi:10.22034/ijme.2024.2015585.1992

مطالعه کانسنگ کرومیت در غرب افیولیت سبزوار (فُرومَد) با استفاده از اندازه‌گیری‌های ژئوفیزیکی ERT و VLF-EM

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

علیرضا شیرزادی ¹

رضا قناتی ²

¹ دانش آموخته کارشناسی‌ارشد موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² استادیار موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22034/ijme.2024.2015585.1992

چکیده

تجربیات و تحقیقات نشان داده که اکتشاف ژئوفیزیکی کرومیت، در مقایسه با بسیاری از دیگر ذخایر معدنی، از قطعیت و موفقیت کمتری برخوردار بوده است. در ایران پهنه‌های مستعد معدنی متعددی از ذخایر کرومیت وجود دارد که بدلیل نبودن روشی قطعی برای اکتشاف، بصورت بی‌برنامه رها شده و بهره‌برداری از ذخایر احتمالی آن می‌تواند باعث شکوفایی اقتصادی شود. در این تحقیق برای بررسی قابلیت شناسایی کانسنگ کرومیت بروش ژئوالکتریکی و الکترومغناطیسی از دو روش: توموگرافی مقاومت‌ویژه الکتریکی و روش الکترومغناطیسی فرکانس بسیار پایین، در قالب 9 پروفیل الکترومغناطیس و 4 پروفیل مقاومت‌ویژه، استفاده شده است. برای ارزیابی بهتر نتایج صحرائی، مطالعات شامل اندازه-گیری‌های مقاومت‌ویژه الکتریکی بر روی مغزه‌ها و بررسی‌های مینرالوگرافی در آزمایشگاه انجام شده است. مقاومت‌ویژه برای یک نمونه کرومیت بین 2800 تا 3600 و برای نمونه دیگر بین 5500 تا 8600 و برای سرپانتینیت (سنگ در برگیرنده کرومیت) بین 2000 تا 2300 اهم‌متر در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. در این تحقیق، پارامترهای VLF-EM با استفاده از سیگنال‌های رادیویی مختلف از جمله 6/29 و 1/18 کیلوهرتز بدست آمد. شبه مقطع چگالی جریان داده‌های VLF-EM، نتایج خوبی را در تشخیص مناطق گسلی و درزه‌دار سنگ‌های اولترابازیک سرپانتینی شده، بدست داد. نقشه‌‌های بدست آمده نشان داد که زون‌های با مقاومت‌های‌ویژه الکتریکی کمتر که خود را با چگالی جریان بیشتر نشان می‌دهد، در راستای گسل-ها و ناپیوستگی‌های توده سنگ می‌باشد که گاهی در سطوح خود، بهمراه ذخایر کرومیت می‌باشد. بکارگیری روش توموگرافی مقاومت‌ویژه الکتریکی در مناطق دارای ذخایر کرومیت شناخته شده، در چند مورد، باعث آشکارسازی محدوده‌های حاوی کرومیت شد بطوریکه زون‌های با مقاومت‌ویژه بیشتر، مرتبط با مناطق حاوی کرومیت تشخیص داده شد. نتایج تفسیر داده‌های ژئوفیزیکی توسط حفاری‌ها و گمانه‌های اکتشافی در مناطق مورد مطالعه تا حدود قابل قبولی، تایید شد. در صورت فراهم بودن شرایط لازم، استفاده از روش‌های نامبرده، می‌تواند بطور بالقوه، باعث آشکارسازی ذخایر پنهان کرومیت شود.

کلیدواژه‌ها

کرومیت

افیولیت سبزوار

توموگرافی مقاومت‌ویژه الکتریکی

روش الکترومغناطیسی فرکانس خیلی پایین

موضوعات

اکتشاف مواد معدنی

عنوان مقاله English

Study of Chromite Ore in the West of Sabzevar Ophiolite (Foroomad) Using ERT and VLF-EM Geophysical Methods

نویسندگان English

Alireza Shirzadi ¹

Reza Ghanati ²

¹ Graduate student of MSc, Institute of Geophysics, University of Tehran, Iran

² Associate professor, Institute of Geophysics, University of Tehran, Iran

چکیده English

Research and experiences have shown that the geophysical exploration of chromite, compared to many other mineral ores, has been less confident and less successful. In Iran, many promising areas of chromite deposits have been left unplanned due to the lack of a definitive method for exploration and exploitation, which could cause economic prosperity for the area. In the present research, two geophysical methods, namely “electric resistivity tomography” and “very low frequency electromagnetic”, using 9 electromagnetic and 4 resistivity profiles, are used to identify chromite ore's geoelectric and electromagnetic properties. Laboratory studies, including electrical resistivity measurements on the rock cores and mineralography studies, have been conducted to evaluate the field results better. The resistivity was measured between 2800-3600 for one chromite ore, between 5500-8600 for the other, and between 2000-2300 Ω.m for a serpentinite, which is the chromite ore host rock. VLF-EM parameters (real magnetic field component) were obtained using different radio signals, including 29.6 and 18.1 kHz. The map of the real component of the vertical magnetic field of VLF-EM and the use of the Karous and Hjelt filter (1983) showed acceptable results in revealing fault zones and joints in serpentinized ultramafic rocks. The resulting maps showed that the lower resistances are along the faults and discontinuities in the rock, which are sometimes accompanied by chromite ore in their planes. I applied electrical resistivity tomography with the Wenner alpha array in areas with known chromite deposits, revealing, to some extent, that the zones with higher resistivity were related to chromite-bearing areas. The results of the interpretation of geophysical data were, in some cases, confirmed by the excavations and exploratory boreholes in the study areas. It can be concluded that if the required conditions are met, the methods employed can potentially reveal hidden chromite deposits..

کلیدواژه‌ها English

Sabzevar ophiolite

Chromite

Exploration

Electrical resistivity tomography (ERT)

very low frequency electromagnetic (VLF-EM)

Papp, J. F., and Lipin, B. R., 2001; Chromium: U.S. Geological Survey Open-File Report 01–381, 161 p.## Ali, M.; and Jahangir Khan, M.; 2013; Geophysical Hunt for Chromite in Ophiolite; Int. j. econ. environ. geol. Vol: 4(2) 22-28. ## Mohanty W. K.; Mandal, A.; Sharma, S. P.; Gupta, S.; and Misra, S.; 2011; Integrated geological and geophysical studies for delineation of chromite deposits: A case study from Tangarparha, Orissa, India; Geophysics. Vol. 76, No. 5; P. B173–B185. ## Bayrak, M.; 2002; Exploration of chrome ore in Southwestern Turkey by VLF-EM; Journal of the Balkan Geophysical Society, Vol. 5, No 2, p. 35-46. ## Yaghubpur, A.; Hassannejad, A. A.; 2006; The Spatial Distribution of Some Chromite Deposits in Iran, Using Fry Analysis; Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, v. 17(2), p. 147-152. ## Lench, G.; Mihm, A.; and Alavi-Tehrani, N.; 1977; Petrography and geology of the ophiolite belt north of Sabzrvar/Khorasan (Iran); Neues Jahrbuch fur Geology un Palaontologie Monatshefte v. 131, p. 156-178. ## Dilek, Y.; 2003; Ophiolite concept and its evolution; Geological Society of America; Special Paper 373. ## Fruh-Green, G.; Plas, A.; and Lecuyer, C., 1996; Petrologic and stable isotope constraints on hydrothermal alteration and serpentinization of the EPR shallow mantle at hess deep site 895, Proc. Ocean Drill. Program Sci. Results, 747, 255. ## Nogol-e Sadat, M, A, A; and Almasian, M; 1993; Tectonic map of Iran, Scale 1:1000,000; Geological Survey of Iran. ## Klein, C.; Hurlbut, C. S.; 1985; Manual of Mineralogy (after James D. Dana), 20th Edition, Publisher: Wiley; p 596. ## Roberts, S.; 1988; Ophiolitic Chromitite Formation: A Marginal Basin Phenomenon? Economic Geology, Vol. 83, pp. 1034-1036. ## Paterson, N. R.; and Ronka, V.; 1971; Five years of surveying with the very low frequency electro magnetics method. Geoexploration, 9, l- 26. ## Kearey, P.; Brooks, M.; and Hill, l.; 2002; An Introduction to Geophysical Exploration, 3rd Edition; Wiley-Blackwell; 288 Pages. ## Vella, L.; and Emerson, D.; 2012; Electrical Properties of Magnetite and Hematite-Rich Rocks and Ores, ASEG Extended Abstracts, 1, 1-4, DOI: 10.1071/ASEG2012ab232. ## Stesky, R. M. and W. F. Brace; 1973; Electrical conductivity of serpentinized rocks to 6 kilobars, J. Geophys. Res., 78, 7614–7621. ## Karous, M.; and Hjelt, S. E.; 1983; Linear Filtering of VLF Dip-Angle Measurements; Geophysical Prospecting 31,782-794. ## Fallahsafari, M.; Ghanati, R.; 2022; DC Electrical Resistance Tomography Inversion; Journal of the Earth and Space Physics, 47(4). ## Ghanati, R.; Azadi, Y.; Fakhimi, R.; 2020; RESIP2DMODE: A MATLAB-Based 2D Resistivity and Induced Polarization Forward Modeling Software; Iranian Journal of Geophysics 13 (4), 60-78. ## Xi, X.; Yang, H.; He, L.; and Chen, R.; 2013; Chromite mapping using induced polarization method based on spread spectrum technology. Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems Proceedings, 13–19. ## Kospiri, A.; Kosho, P.; And Vukzaj, N.; 1999; Case Histories of the Application of Geophysical Methods to Chromite Exploration in the Balkans, Second Balkan Geophysical Congress and Exhibition. ## Wynn, J. C.; and Hasbrouck, W. P.; 1980; Geophysical studies of chromite deposits in the Josephine ultramafic complex of Northwest California and Southwest Oregon; U.S. Geological Survey, Open-File Report 80-936. ##