تحقیق تیتانیم ( ورد)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 4 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

1
‏مقدمه :
‏مجموعه های افیولیتی بر اساس درصد وزنی تیتانیم به دو دسته غنی از تیتانیم و فقیر از تیتانیم تقسیم شده اند (Church & Riccio 1977)‏. افیولیت های غنی از تیتانیم دارای نسبت TiO2‏> 1.75 بوده و از نظر جایگاه زمین تکتونیکی و سنگ شناسی شباهت زیادی به حوضه های اصلی اقیانوسی و یا حوضه های پشت قوسی (Ensialic‏) داشته و همینطور در مراحل پایانی یا نهایی باز شدگی حوضه های پشت قوسی وسط اقیانوسی ایجاد می شوند. انواع فقیر از تیتانیم از ماگماهایی که نشانگر مراحل آغازین بازشدگی حوضه های پشت قوسی و یا میان اقیانوسی می باشند متبلور می شوند. در منطقه کهنوج با وجود عدم حضور گسترده سنگهای پریدوتیتی ماهیت افیولیتی آن پذیرفته شده است )‏1985 (McCall ‏و همچنین بر اساس نتایج بدست آمده از آنالیز عناصر خاکی نادر (REE‏) این مجموعه دارای منشأ B-MORB‏ می باشد (Ghai & Hassanipak 2004‏). اما با توجه به چند زادی بودن این مجموعه (مهندسی مشاور 1369) این سوال مطرح است که آیا کانه زایی تیتانیم در مجموعه تماماً از ماگمای اولیه و در طی فرایندهای حین تبلور صورت گرفته است و یا عوامل بعدی همچون نفوذ پیاپی دایک های دیابازی و پلاژیوگرانیتی و دگرسانی های ثانویه مرتبط عوامل اصلی کانه زایی می باشند؟ این مطالعه جهت پاسخ به این پرسش با تکیه بر رفتار زمین شیمایی عناصر اصلی و جزئی و مطالعه مقاطع میکروسکوپی صورت گرفته است.
‏تیتانیم
“Matthew A. Hunter” ‏در سال 1910 بوسیله حرارت دادن TiCl4 ‏با ‏سدیم در بمب فولادی در دمای 800-700 درجه سانتی‏‌‏گراد برای اولین بار تیتانیم فلزی ‏خالص ( 9/99% ) تهیه کرد. فلز تیتانیم تا سال 1946 خارج از آزمایشگاه کاربردی ‏نداشت. در این سال ، “William Justin Kroll” ‏اثبات نمود که می‏‌‏توان تیتانیم ‏را بوسیله کاهش تتراکلرید تیتانیم با منیزیم بصورت تجاری تولید کرد؛ ( این روش ‏امروزه همچنان مورد استفاده است)
‏پیدایــــــش
‏فلز تیتانیم در طبیعت بصورت ترکیب با ‏سایر عناصر وجود دارد و این عنصر ، نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین محسوب می‏‌‏شود ( 06/0% ‏کل جرم ) و در بیشتر سنگهای آذرین و رسوبات آنها یافت می‏‌‏شود. بیشتر در مواد ‏معدنی brookite , ilmenite , leucoxene , perovskite , rutile ‏، anatase ‏و sphene ‏وجود داشته و نیز در سنگ معدن آهن و titanates ‏دیده می‏‌‏شود.
‏از میان این ‏مواد معدنی فقط ilmenite ‏، leucoxene ‏و rutile ‏از نظر اقتصادی اهمیت دارند. چون ‏تیتانیم به‏‌‏راحتی در دماهای زیاد با اکسیژن و کربن واکنش می‏‌‏کند، تهیه فلز تیتانیم ‏خالص مشکل است. منابع مهم تیتانیم در استرالیا ، اسکاندیناوی ، آمریکای شمالی و ‏مالزی قرار‏ دارند.‏این فلز ‏در شهاب سنگها یافت شدهوحضورآ‏در‏خ‏ورشید و ‏ستارگان M-type ‏نیز شناسایی شده است. سنگهایی که در ماموریت آپولو 17 از ماه آورده ‏شده‏‌‏اند، حاوی 1/12% TiO2 ‏هستند. بعلاوه تیتانیم در خاکستر ذغال سنگ ، ‏گیاهان و حتی بدن انسان یافت شده است
2
‏بحث‏ :‏ ‏کمپلکس افیولیتی بند زیارت در بین طولهای جغرافیایی 57درجه و37 دقیقه و57درجه و50 دقیقه شرقی و عرضهای 27 درجه و 35 دقیقه تا 27درجه و55دقیقه شمالی در جنوب شهر کهنوج واقع شده است. این پهنه در محل برخورد سه زون ساختاری بلوک لوت، سنندج سیرجان و مکران می باشد. این مجموعه با سن مزوزوئیک- سنوزوئیکزیرین به واسطه عملکرد دو گسل بزرگ جیرفت در شرق و سبزواران در غرب بصورت یک فرازمین بر روی سطح نمایان گردیده است. مجموعه های سنگی واحد گنج، دره انار، چاه میرک و بیدک در حاشیه توده های گابرویی بند زیارت واقع شده اند. مجموعه افیولیتی بند زیارت شامل یک بخش عظیم گابرویی و یک سری نفوذی شامل دیوریت و پلاژیوگرانیت و یک سری آتشفشانی شامل دایکهای دیابازی و پیلولاوا است. این مجموعه به دو بخش گابروی بالایی و گابروی زیرین تقسیم شده است (Kananian et al. 2001‏ Hassanipak et al. 1995 ;‏)..
‏گابروهای فوقانی در قسمت غربی واقع شده اند و مناطق کم ارتفاع منطقه را تشکیل می دهند. این گابروها شامل گابروهای معمولی، اولیوین گابروها، گابروهای روشن، هورنبلندگابروها و فروگابرو ها می شوند. در این بخش تراکم دایکها ی پلاژیو گرانیتی و دیابازی بیشتر بوده و عموما این تراکم به سمت شمال و غرب افزایش می یابد.
‏علی رغم چند زادی بودن زمانی این مجموعه افیولیتی با توجه به شباهت شیمیایی و پیوستگی تفریقی عناصر به نظر می رسد که کلیه بخشها ی مجموعه افیولیتی از یک منشاء تفریق یافته باشند که از ابتدا مقدار تیتانیم سنگ مادر ماگما قابل توجه بوده است. با توجه به شواهد شیمیایی و بررسی های میکروسکوپی تفریق ماگمایی با تبلور اولیوین در گابروهای تحتانی آغاز می شود. در مقاطع میکروسکوپی نسبت این کانی تا حدود 25 درصد رسیده و نتایج تجزیه دستگاهی به روش آنالیز میکروپروپ نشانگر ترکیب فورستریتی آنها است این کانی ها توسط پلاژیوکلازهای کلسیک احاطه شده اند (شکل1-الف). با ادامه روند تفریق MgO‏ نسبت به SiO2‏ ‏کاهش یافته و در مراحل نهایی تفریق مقدار آن به صفر نزدیک می گردد (شکل 2-ج). پیوستگی بسیار مشخص روند افزایشی میزان SiO2‏ ‏(شکل 2-الف) در مراحل مختلف تفریق بلورین سنگهای مجموعه افیولیتی شاهدی بر منشاء واحد سنگهای این مجموعه است. همچنین رفتار عناصر جزئی سازگار (Cr, Ni, Co‏) و عناصر ناساز گار (V, Cu, Zn, Sr,…‏) (شکل2-ب) در تمام بخشها هماهنگی داشته، بطوریکه عناصر سازگار در طی تفریق روند کاهشی و عناصر ناسازگار روند افزایشی نشان می دهند. به طور مثال عنصر کروم در فروگابروها که در مراحل نهایی تفریق نهشته شده اند کمترین فراوانی را داشته و در مراحل اولیه بجایFe+3 ‏ ‏در ساختمان پیروکسن ها وارد میشود.Ni ‏ رفتاری مشابه کروم دارد و در مراحل اول بجای منیزیم در ساختمان الیوین قرار می گیرد.Co ‏ نیز هم در ساختمان پیروکسن ها وهم در ساختمان اولیوین جایگزین آهن و منیزیم می شود. اما عناصر مس، وانادیم، روی و اسکاندیم روند افزایشی در طی تفریق از خود نشان می دهند و حداکثر مقدار آنها در دایک های پلاژیوگرانیتی و فرو گابرو ها دیده می شود.
3
‏پس از‏ تشکیل اولیوین، مقدار Al2O3‏ در مذاب بالا می رود که در مرحله تشکیل کانیهای پلاژیوکلاز مصرف می گردد و در سنگهای غنی از این کانیها این وضعیت به خوبی مشخص می گردد (شکل1-د). در این حالت فراوانی پلاژیو کلاز ها از 40% در گابروهای معمولی بخش تحتانی به 90% در آنورتوزیت ها در بخش فوقانی می رسد. تبلور پلاژیوکلاز ها و پیروکسن ها احتمالاً بصورت همزمان در ادامه تفریق رخ داده است چرا که در مقاطع میکروسکوپی ‏کانی های پلاژیوکلاز با جهت یافتگی اتفاقی به طور کامل یا ناقص به وسیله کانی های کلینوپیروکسن احاطه شده اند و کوچکتر از بلور در برگیرنده می باشند. باید توجه داشت که پلاژیوکلازها تمایل دارند سریعتر از پیروکسنها هسته های بلوری بسازند Hach 1991)‏)‏. قرار گرفتن کانیهای پیروکسن مابین کانیهای پلاژیوکلاز در برخی ازحالات نیز دلیل دیگری بر تبلور همزمان این دو کانی است‏.‏کانی های کلینوپیروکسن غنی از کلسیم و بیشتر از نوع اوژیت و دیوپسید می باشند که با توجه به نتایج آنالیز مایکروپروب حاوی تیتانیم بالایی هستند. این کانی ها در مقاطع نازک به رنگ صورتی بنفش و با ماکل ساعت شنی دیده می شود (شکل1-ت). در مواردی نیز در حاشیه تماس کلینوپیروکسن ها و پلاژیوکلازها کانی آمفیبول تشکیل شده است که بنظر می رسد نتیجه واکنش بین بلورهای اولیه و مایع بین بلوری باشد.پس از تبلور سه کانی کومولوس (اولیوین، پلاژیو کلاز و پیروکسن) تفریق پیشرونده سیال ماگمایی، بخصوص پس از تبلور پلاژیوکلازها موجب غنی شدگی نهایی ماگما از عناصر آهن و تیتانیم در سیال باقی مانده می شود. سیال غنی از آهن و تیتانیم در شرایط فشار بخشی بالای اکسیژن از ماگما جدا شده که پس از تبلور آن کانی های ایلمنیت ،مگنتیت و تیتانومنیتیت بصورت پر کننده فضای خالی (بین کومولایی) کانیهای پیروکسن و پلاژیو کلاز به صورت بی شکل قرا می گیرند (شکل 1-ج). این فرایند در هنگام تشکیل سنگهای فرو گابرو ها که محتوی حداکثر تیتانیم هستند به حداکثر فعالیت خود می رسد. بنابراین سری تبلور بلورین اولیه به شکل اولیوین- پلاژیوکلاز- پیروکسن- (ایلمنیت+تیتانومگنتیت) و یا اولیوین- (پلاژیوکلاز+ پیروکسن)-(ایلمنیت+ تیتانومگنتیت) می باشد. در مقاطع میکروسکوپی واکنش بین پیروکسن و سیال اکسیدی در مرز این دو به خوبی مشخص بوده بطوریکه در حاشیه بلورهای پیروکسن باریکه ای از پیروکسن ثانویه تشکیل شده است و ایجاد آن به دگرسانی دویتریک نسبت داده می شود داده های الکترون مایکروپروب نشانگر تشکیل تیتانواوژیت در این حاشیه ها می باشد (شکل 1.ب).شکل 2-ه و 2-ت نشانگر همبستگی بسیار بالای بین دو عنصر Ti‏وFe ‏ است دو این دو عنصر طی فرایند تفریق یک افزایش بسیار فزاینده ای را دارا می باشند در حالی که در محدوده تغییرات تیتانیم مقدار کلسیم تقریباً ثابت باقی می ماند. این حالت نشانگر توزیع میزان اندکی از تیتانیم در شبکه سیلیکات ها همزمان با تفریق ماگمایی است و بدین ترتیب بخش اعظم تیتانیم موجود در ماگمای اولیه در فازهای اکسیدی که بعدا متبلور می گردند تجمع می یابد.
‏خصوصیات قابل توجه
‏تیتانیم ، عنصر فلزی است که به سبب ‏مقاومت زیاد خود در برابر فرسودگی ( تقریبا” به مقاومت پلاتینیم ) و استحکامی که ‏نسبت به وزن خود دارد، معروف است. فلزی است سبک ، محکم ، قابل ساخت آسان با جرم ‏حجمی پایین 40% ( هم‏‌‏چگال با فولاد ) که به شکل خالص کاملا” چکش خوار ، آسان برای ‏کار ، براق و به رنگ نقره‏‌‏ای درخشان می‏‌‏باشد. نقطه ذوب نسبتا” زیاد این عنصر ، آنرا ‏به یک فلز دیر گداز مفید تبدیل کرده است