تعداد نشریات | 19 |
تعداد شمارهها | 380 |
تعداد مقالات | 3,131 |
تعداد مشاهده مقاله | 4,251,783 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,846,162 |
ارزیابی اولیه وضعیت عناصر نادر خاکی معدن فسفات اسفوردی با روش ضریب چشم انداز | ||
نشریه مهندسی منابع معدنی | ||
مقاله 6، دوره 6، شماره 3 - شماره پیاپی 21، مهر 1400، صفحه 115-138 اصل مقاله (10.98 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30479/jmre.2020.12498.1383 | ||
نویسندگان | ||
مجتبی شمسالدین میگونی1؛ محمد لطفی* 2؛ پیمان افضل3؛ نیما نظافتی4؛ مریم کارگر راضی5 | ||
1دانشجوی دکترا، گروه علوم زمین، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران | ||
2دانشیار، گروه زمینشناسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران | ||
3دانشیار، گروه مهندسی نفت و معدن، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران | ||
4دانشیار، گروه علوم زمین، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران | ||
5استادیار، گروه شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران | ||
تاریخ دریافت: 25 بهمن 1398، تاریخ بازنگری: 07 مهر 1399، تاریخ پذیرش: 07 مهر 1399 | ||
چکیده | ||
منطقه مورد مطالعه در این پژوهش، معدن فسفات اسفوردی در ایالت فلززایی بافق است که آپاتیت، مگنتیت و هماتیت کانیسازی اصلی آن هستند. این معدن به عنوان یکی از معادن آهن- آپاتیت با میزان فسفر بالا در منطقه، محتوی کانیسازی قابل توجهی از عناصر نادر خاکی با بیشینه و میانگین عیار 7/1 و 5/0 درصد (به صورت کانیهای مونازیت، زیرکن و آلانیت در آپاتیت) و دارای غنیشدگی LREE و آنومالی منفی Eu است. برای ارزیابی مقدماتی ناحیه مورد مطالعه از نظر وضعیت عیار REEs، روش ضریب چشمانداز عناصر نادر خاکی (Koutl) که بر پایه طبقهبندی REEs به وسیله سطح تقاضای صنعت استوار است مورد استفاده قرار گرفت. این ضریب نسبتی از مقدار عناصر نادر خاکی بحرانی (Dy، Tb، Nd، Y، Er و Eu) به مقدار عناصر نادر خاکی مازاد (Ce، Ho، Tm، Yb و Lu) است که برای بررسی کانیسازی مربوط به تیپهای مختلف در کانسارهای تازه کشف شده و معادن فعال قابل استفاده است. نتایج نشانگر بیشترین ضریب چشمانداز (Koutl=0.67) برای واحد میکروگرانیت تا ریولیت با آمفیبول (زون متاسوماتیک) و همچنین ضریب چشمانداز میانگین امیدبخش 53/0 است. معدن اسفوردی در مقایسه با معدن بایان اوبو چین (Koutl=0.2) به رغم عیار پایینتر، ترکیب نزدیکتری به حالت ایدهآل دارد. از اینرو در صورت تمرکز بر روی اکتشاف REEs و بررسیهای بیشتر ژئوشیمی و کانیشناسی، میتوان آینده روشنی را برای این عناصر در این معدن متصور بود. | ||
کلیدواژهها | ||
عناصر نادر خاکی (REEs)؛ ضریب چشم انداز عناصر نادر خاکی (Koutl)؛ معدن اسفوردی؛ ایالت متالوژنی بافق | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Primary Evaluation of Rare Earth Elements Status of Esfordi Phosphate Mine Using Outlook Coefficient Method | ||
نویسندگان [English] | ||
M. Shamseddin Meigooni1؛ M. Lotfi2؛ P. Afzal3؛ N. Nezafati4؛ M. Kargar Razi5 | ||
1Ph.D student, Dept. of Earth Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
2Associate Professor, Dept. of Geology, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
3Associate Professor, Dept. of Petroleum and Mining Engineering, South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
4Associate Professor, Dept. of Earth Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
5Assistant Professor, Dept. of Chemistry, North Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
چکیده [English] | ||
The studied area in this research is the Esfordi phosphate mine in the Bafq metallogenic state, which apatite, magnetite and hematite are its main mineralization. As one of the high phosphorus iron – apatite mine in the region, this mine contains significant mineralization of rare earth elements with a maximum and average grade of 1.7% and 0.5% (as monazite, zircon and allanite minerals in apatite), and has LREE enrichment and Eu negative anomaly. In order to primary assessment of REEs concentration status in study area, the outlook coefficient of REEs (Koutl), which is based on the classification of REEs by the level of industry demand, was used. This coefficient is the ratio of the amount of critical REEs (Dy, Tb, Nd, Y, Er and Eu) to the amount of surplus REEs (Ce, Ho, Tm, Yb and Lu), which can be used to investigate mineralization of different types in newly discovered deposits and active mines. The results indicate the highest outlook coefficient (Koutl=0.67) for microgranite to rhyolite with amphibole unit, and also promising average outlook coefficient of 0.53. The Esfordi mine despite the lower grade, it is closer to the ideal composition compared to China's Bayan Obo mine (Koutl=0.2). Thus, can portend a bright future for REEs in this mine, if focus on exploration of these elements and further geochemical and mineralogical investigations are carried out. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Rare Earth Elements (REEs), Outlook coefficient of REEs (Koutl), Esfordi mine, Bafq metallogenic state | ||
مراجع | ||
[1] Alonso, E., Sherman, A. M., Wallington, T. J., Everson, M. P., Field, F. R., Roth, R., and Kirchain, R. E. (2012).“Evaluating rare earth element availability: A case with revolutionary demand from clean technologies”. Environmental Science & Technology, 46(6): 3406-3414. [2] Chen, Y., and Zheng, B. (2019).“What Happens after the Rare Earth Crisis: A Systematic Literature Review”. Sustainability, 11(5): 1288. [3] Smith, M., Moore, K., Kavecsánszki, D., Finch, A. A., Kynicky, J., and Wall, F. (2016).“From mantle to critical zone: A review of large and giant sized deposits of the rare earth elements”. Geoscience Frontiers, 7(3): 315-334. [4] Goodenough, K. M., Wall, F., and Merriman, D. (2018).“The rare earth elements: demand, global resources, and challenges for resourcing future generations”. Natural Resources Research, 27(2): 201- [5] Hoenderdaal, S., Espinoza, L. T., Marscheider-Weidemann, F., and Graus, W. (2013).“Can a dysprosium shortage threaten green energy technologies?”. Energy, 49: 344-355. [6] Klyucharev, D. S., Volkova, N. M., and Comyn, M. F. (2013).“The problems associated with using non-conventional rare-earth minerals”. Journal of Geochemical Exploration, 133: 138-148. [7] Seredin, V. V., and Dai, S. (2012).“Coal deposits as potential alternative sources for lanthanides and yttrium”. International Journal of Coal Geology, 94: 67-93. [8] Krishnamurthy, N., and Gupta, C. K. (2015). “Extractive metallurgy of rare earths”. CRC press, Florida, pp. 808. [9] Moldoveanu, G. A., and Papangelakis, V. G. (2012).“Recovery of rare earth elements adsorbed on clay minerals: I. Desorption mechanism”. Hydrometallurgy, 117: 71-78. [10] Jaireth, S., Hoatson, D. M., and Miezitis, Y. (2014).“Geological setting and resources of the major rare-earth-element deposits in Australia”. Ore Geology Reviews, 62: 72-128. [11] Balaram, V., (2019).“Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact”. Geoscience Frontiers, 10: 1285-1303. [12] Cotton, S. (2013). “Lanthanide and actinide chemistry”. John Wiley & Sons, pp. 272. [13] Jordens, A., Cheng, Y. P., and Waters, K. E. (2013).“A review of the beneficiation of rare earth element bearing minerals”. Minerals Engineering, 41: 97-114. [14] Han, A., Ge, J., and Lei, Y. (2015).“An adjustment in regulation policies and its effects on market supply: Game analysis for China’s rare earths”. Resources Policy, 46: 30-42. [15] Tatar, A., and Alipour-Asll, M. (2020).“Geochemistry of major, trace and rare earth elements in coals from the Tazareh mine, eastern Alborz coalfield, NE Iran”. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis. DOI: https://doi.org/10.1144/geochem2019-079. [16] MetalPricesWebsite, (2019). “Metals price”. On the mineralprices.com. [17] MarketsINsiderWebsite, (2019). “Trend of iron ore price”. On the https://markets.businessinsider.com/commodities/iron-ore-price. [18] StatistaWebsite, (2019). “Prediction of iron ore prices”. On the https://www.statista.com/statistics/675857/average-prices-iron-ore-worldwide/. [19] مرکز پژوهشهای کاربردی سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور؛ 1395؛ "مناطق با توان کانهزایی عناصر نادر خاکی در ایران". سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. [20] نباتیان، ق.، قادری، ا.؛ 1391؛ "کانیشناسی و ژئوشیمی عناصر خاکی کمیاب در کانسارهای اکسید آهن-آپاتیت ناحیه زنجان". علوم زمین، دوره 24، شماره 93، ص 157-170. [21] Ghorbani, M. (2016). “The economic geology of Iran: mineral deposits and natural resources”. Society of Economic Geologists, pp. 572. [22] Bonyadi, Z., Davidson, G. J., Mehrabi, B., Meffre, S., and Ghazban, F. (2011).“Significance of apatite REE depletion and monazite inclusions in the brecciated Se–Chahun iron oxide–apatite deposit, Bafq district, Iran: insights from paragenesis and geochemistry”. Chemical Geology, 281(3-4): 253-269. [23] Daliran, F. (2002).“Kiruna-type iron oxide-apatite ores and apatitites of the Bafq district, Iran, with an emphasis on the REE geochemistry of their apatites”. Hydrothermal iron oxide copper gold and related deposits: a global perspective, 2: 303-320. [24] Jami, M., Dunlop, A. C., and Cohen, D. R. (2007).“Fluid inclusion and stable isotope study of the Esfordi apatite-magnetite deposit, Central Iran”. Economic Geology, 102(6): 1111-1128. [25] Torab, F., and Lehmann, B. (2007).“Magnetite-apatite deposits of the Bafq district, Central Iran: apatite geochemistry and monazite geochronology”. Mineralogical Magazine, 71(3): 347-363. [26] Williams, G., and Houshmand Zadeh, A. (1966).“A petrological and genetic study of the Choghart iron ore body and the surrounding rocks”. Geological Survey of Iran, pp. 18. [27] Daliran, F., Stosch, H., Williams, P., Jamali, H., Dorri, M., Corriveau, L., and Mumin, A. (2010).“Early Cambrian iron oxide-apatite-REE (U) deposits of the Bafq district, east-central Iran”. Exploring for Iron oxide copper-gold deposits: Canada and Global analogues (L. Corriveau & H. Mumin, eds.). Geological Association of Canada Short Course Notes, 20: 143-155. [28] Krneta, S., Ciobanu, C.L., Cook, N. J., Ehrig, K., and Kontonikas-Charos, A. (2017).“Rare earth element behaviour in apatite from the Olympic Dam Cu–U–Au–Ag deposit, South Australia”. Minerals, 7(8): 135. [29] Foerster, H., and Jafarzadeh, A. (1994).“The Bafq mining district in central Iran; a highly mineralized Infracambrian volcanic field”. Economic Geology, 89(8): 1697-1721. [30] Belousova, E., Griffin, W., O’Reilly, S. Y., and Fisher, N. (2002).“Apatite as an indicator mineral for mineral exploration: trace-element compositions and their relationship to host rock type”. Journal of Geochemical Exploration, 76(1): 45-69. [31] Frietsch, R., and Perdahl, J.-A. (1995).“Rare earth elements in apatite and magnetite in Kiruna-type iron ores and some other iron ore types”. Ore Geology Reviews, 9(6): 489-510. [32] Goodenough, K., Schilling, J., Jonsson, E., Kalvig, P., Charles, N., Tuduri, J., Deady, E., Sadeghi, M., Schiellerup, H., and Müller, A. (2016).“Europe’s rare earth element resource potential: An overview of REE metallogenetic provinces and their geodynamic setting”. Ore Geology Reviews, 72: 838-856. [33] Zhou, B., Li, Z., and Chen, C. (2017).“Global potential of rare earth resources and rare earth demand from clean technologies”. Minerals, 7(11): 203. [34] سامانی، ب.؛ 1378؛ "فلززائی عناصر نادر خاکی در پرکامبرین ایران مرکزی". نشریه علمی سازمان انرژی اتمی ایران، دوره 20، ص 15-21. [35] محمد تراب، ف.؛ 1389؛ "بررسیهای ژئوشیمی و رادیوایزوتوپی برای تعیین خاستگاه آپاتیت در ذخایر آهن و آپاتیت منطقهی معدنی بافق". بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دوره 18، شماره سوم، ص 409-418. [36] مجیدی، س.ا.، لطفی، م.، امامی، م.ه.، نظافتی، ن.؛ 1396؛ "ژنز کانسارهای اکسید آهن-آپاتیت: بر پایه مطالعه آپاتیت های پهنه بافق-ساغند، ایران مرکزی". فصلنامه علوم زمین، دوره 105، ص .233-244 [37] Mokhtari, M. A. A. (2015).“Posht-e-Badam metallogenic block (central Iran): A suitable zone for REE mineralization”. Central European Geology, 58(3): 199-216. [38] Eslamizadeh, A., and Samanirad, S. (2016). “Petrography and Geochemistry of the REE-bearing Fe-Oxide-Apatite Assemblages from the Sheytour Deposit East Central Iran”. in 3rd International Conference on Recearch in Engineering, Science and Technology, Batumi, Georgia. [39] Kryvdik, S., and Mykhaylov, V. (2001). “The potential of the rare earth mineralization of Islamic republic Iran”. [40] دهقانزاده بافقی، ع.ا.، کوهساری، ا.، محمدتراب، ف.؛ 1397؛ "بررسی زمینشیمی و کانهزایی آهن و آپاتیت برای شناخت عناصر خاکی نادر در کانسار گزستان منطقه بافق (استان یزد)". بلورشناسی و کانیشناسی ایران، دوره 26، شماره چهارم، ص 885- [41] Khoshnoodi, K., Behzadi, M., Gannadi-Maragheh, M., and Yazdi, M. (2017).“Alkali metasomatism and Th-REE mineralization in the Choghart deposit, Bafq district, Central Iran”. Geologia Croatica, 70(1): 53-69. [42] ولیزاده، م.، شریفی، آ.؛ 1377؛ "بررسی مقدماتی عناصر خاکی نادر (REEs) در آپاتیهای کانسار آهن-آپاتیت اسفوردی". بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دوره 6، شماره دوم، ص 73-84. [43] Torab, F. M. (2008). “Geochemistry and metallogeny of magnetite apatite deposits of the Bafq mining district, Central Iran”. Clausthal University of Technology, pp. 131. [44] Moore, F., and Modabberi, S. (2003).“Origin of Choghart iron oxide deposit, Bafq mining district, Central Iran: new isotopic and geochemical evidence”. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 14(3): 259-269. [45] ایرانمنش، س.، طالعفاضل، ا.، هزاره، م.، مجیدی، ا.؛ 1398؛ "بررسی رشد بلورهای مونازیت و تامین عناصر خاکی نادر از کانی آپاتیت: مطالعه موردی در کانسار آهن-آپاتیت اسفوردی (شمال شرق بافق)". مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دوره 27، شماره سوم، ص 695-706. [46] Khalajmasoumi, M., Sadeghi, B., Carranza, E. J. M., and Sadeghi, M. (2017).“Geochemical anomaly recognition of rare earth elements using multi-fractal modeling correlated with geological features, Central Iran”. Journal of Geochemical Exploration, 181: 318-332. [47] Daliran, F., Stosch, H.-G., and Williams, P. J. (2009). “A review of the Early Cambrian magmatic and metasomatic events and their bearing on the genesis of the Fe oxide-REE-apetite deposits (IOA) of the Bafq district, Iran”. In 10th Biennial Meeting of the the SGA, Townsville, QLD, Australia, 623-625. [48] Taghipour, S., Kananian, A., Mackizadeh, M. A., and K Somarin, A. (2015).“Skarn mineral assemblages in the Esfordi iron oxide–apatite deposit, Bafq district, Central Iran”. Arabian Journal of Geosciences, 8(5): 2967-2981. [49] محمدیزاده، م.، کوهساری، ا.؛ 1394؛ "مطالعه منابع عناصر نادر خاکی با هدف امکان سنجی استخراج این عناصر در ایران". دومین همایش ملی زمین شناسی و اکتشاف منابع، شیراز. [50] Seredin, V. (2010).“A new method for primary evaluation of the outlook for rare earth element ores”. Geology of Ore Deposits, 52(5): 428-433. [51] Pan, J., Zhou, C., Liu, C., Tang, M., Cao, S., Hu, T., Ji, W., Luo, Y., Wen, M., and Zhang, N. (2018).“Modes of occurrence of rare earth elements in coal fly ash: a case study”. Energy & Fuels, 32(9): 9738-9743. [52] Manurung, H., Rosita, W., Anggara, F., Petrus, H., and Bendiyasa, I. (2020). “Leaching of REY from Non-magnetic Coal Fly Ash with Acetic Acid”. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 778(1): 012005. [53] شکاریان، ی.، هزارخانی، ا.، شهریور قوزوللو، ج.، نجفی انارکی، ن.؛ 3931؛ "بررسی ذخایر عناصر نادر خاکی در دنیا و ایران، با نگاهی ویژه به معدن سنگ آهن چغارت". سی و سومین گردهمایی ملی علوم زمین، تهران، ایران. [54] Li, Z., Li, X., Zhang, L., Li, S., Chen, J., Feng, X., Zhao, D., Wang, Q., Gao, Z., and Xiong, B. (2019).“Partitioning of rare earth elements and yttrium (REY) in five coal-fired power plants in Guizhou, Southwest China”. Journal of Rare Earths. [55] Haghipour, A. (1964).“Iron ore deposits in Central Iran, in relation to structural geology and metamorphism, scapolitization and albitization”. Journal of Iranian Petroleum Institute, 76: 1-9. [56] Jami, M. (2006). “Geology, geochemistry and evolution of the Esfordi phosphate-iron deposit, Bafq area, Central Iran”. University of New South Wales. [57] Stosch, H.-G., Romer, R.L., Daliran, F., and Rhede, D. (2011).“Uranium–lead ages of apatite from iron oxide ores of the Bafq District, East-Central Iran”. Mineralium Deposita, 46(1): 9-21. [58] Kremenetsky, A. A., Shaderman, F. I., Kopneva, L. A., and Levchenko, E. N. (2004).“Criteria of Online Evaluation of Profit? ability of REE?Bearing Mantles of Weathering, Razvod. Okhr”. Nedr, 3: 19-24. [59] García, M. V. R., Krzemień, A., del Campo, M. Á. M., Álvarez, M. M., and Gent, M. R. (2017).“Rare earth elements mining investment: It is not all about China”. Resources Policy, 53: 66-76. [60] Hower, J. C., Groppo, J. G., Joshi, P., Preda, D. V., Gamliel, D. P., Mohler, D. T., Wiseman, J. D., Hopps, S. D., Morgan, T. D., and Beers, T. (2020).“Distribution of Lanthanides, Yttrium, and Scandium in the Pilot-Scale Beneficiation of Fly Ashes Derived from Eastern Kentucky Coals”. Minerals, 10(2): 105. [61] Cardoso, C. E., Almeida, J. C., Lopes, C. B., Trindade, T., Vale, C., and Pereira, E. (2019).“Recovery of rare earth elements by carbon-based nanomaterials—a review”. Nanomaterials, 9(6): 814. [62] Dutta, T., Kim, K.-H., Uchimiya, M., Kwon, E. E., Jeon, B.-H., Deep, A., and Yun, S.-T. (2016).“Global demand for rare earth resources and strategies for green mining”. Environmental Research, 150: 182-190. [63] Thompson, M., and Howarth, R. J. (1978).“A new approach to the estimation of analytical precision”. Journal of Geochemical Exploration, 9(1): 23-30. [64] Fisher, R. A., and Tippett, L. H. C. (1928).“Limiting forms of the frequency distribution of the largest or smallest member of a sample”. Cambridge University Press, 180-190. [65] Davis, J. C. (2002). “Statistics and data analysis in geology”. John Wiley and Sons Inc., New York, pp. 638. [66] Deutsch, and Journel, (1998). “GSLIB:* Geostatistical Software Library and Users Guide”. Oxford University Press, pp. 369. [67] Hawkes, H. E., and Webb, J. S. (1979). “Geochemistry in mineral exploration”. Academic Press, New York, pp. 657. [68] Boynton, W. V. (1984). “Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies”. Developments in Geochemistry, Elsevier, 63-114. [69] Thompson, R. (1982).“Magmatism of the British Tertiary volcanic province”. Scottish Journal of Geology, 18(1): 49-107. [70] Sverjensky, D. A. (1984).“Europium redox equilibria in aqueous solution”. Earth and Planetary Science Letters, 67(1): 70-78. [71] Wood, S. A. (1990).“The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium: 1. Review of available low-temperature data for inorganic complexes and the inorganic REE speciation of natural waters”. Chemical Geology, 82: 159-186. [72] Rollinson, H. R. (1993).“Using geochemical data: evaluation”. Presentation, Interpretation, pp. 352. [73] Edfelt, Å. (2007). “The Tjårrojåkka apatite-iron and Cu (-Au) deposits, northern Sweden: products of one ore forming event”. Luleå Tekniska Universitet, pp. 164. [74] Koeppenkastrop, D., and De Carlo, E. H. (1993).“Uptake of rare earth elements from solution by metal oxides”. Environmental Science & Technology, 27(9): 1796-1802. [75] Jinjie, Y., Qi, Z., Jingwen, M., and Shenghao, Y. (2007).“Geochemistry of Apatite from the Apatite-rich Iron Deposits in the Ningwu Region, East Central China”. Acta Geologica Sinica-English Edition, 81(4): 637-648. [76] Sha, L.-K., and Chappell, B. W. (1999).“Apatite chemical composition, determined by electron microprobe and laser-ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, as a probe into granite petrogenesis”. Geochimica et Cosmochimica Acta, 63(22): 3861-3881. [77] Samani, B. A. (1988).“Metallogeny of the Precambrian in Iran”. Precambrian Research, 39(1-2): 85-106. [78] USGS, (2019). “Rare earth element mines, deposits, and occurrences”. On the https://mrdata.usgs.gov/ree/. [79] Zepf, V. (2013). “Rare earth elements: a new approach to the nexus of supply, demand and use: exemplified along the use of neodymium in permanent magnets”. Springer, pp. 172. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 671 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 801 |