ترکیب و کیفیت زغال‌سنگ‌های لاویج، البرز مرکزی، ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیریت تضمین کیفیت، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران،‌ ایران

2 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

زغال‌سنگ‌های منطقه لاویج در 48 کیلومتری جنوب باختری آمل، در شمال پهنه ساختاری البرز مرکزی قرار دارند. لایه‌های زغال‌سنگی این منطقه در سازند شمشک با سن تریاس بالایی تا ژوراسیک زیرین تشکیل شده‌اند و بیشتر شامل ماسه‌سنگ، شیل، ماسه‌سنگ آهکی، سیلت و آرژیلیت است. حد زیرین سازند زغال‌دار لاویج، محدود به دولومیت توده‌ای تا آهک دولومیتی زرد تا خاکستری الیکای بالایی با سن تریاس میانی است. حد بالایی لایه‌های زغال‌دار در بخش باختری به سنگ‌آهک چرت‌دار سازند نسن (پرمین) محدود می‌شود و در بخش خاوری به آهک مارنی نازک‌لایه (ورمیکوله) الیکای زیرین (تریاس پیشین) محدود می‌شود. با توجه به وجود ویترینیت‌هایی که در آب شیرین بیشتر تشکیل می‌شوند و فراوانی و نوع رسوبات تخریبی و گسترش آنها (کم داشتن پیریت) و بررسی‌های شریعت نیا (1994) (نقل شده توسط Goodarzi et al.,2006) این زغال‌سنگ‌ها در شرایط دریاچه‌ای آب شیرین و تالابی تشکیل شده‌اند. از نظر سنگ‌نگاری، زغال‌سنگ‌های منطقه لاویج از نوع دروکلارن نیمه‌شفاف دارای فوزینیت گازدار هستند. ماسرال‌های تشکیل‌دهنده این زغال‌سنگ ها شامل ویترینیت، فوزینیت، اکسینیت، سمی ویترینیت، سمی فوزینیت و میکسینیت است. کانی‌هایی که در این زغال‌سنگ‌ها به صورت ناخالصی وجود دارند شامل کانی‌های رسی نظیر ایلیت، کائولینیت، مونتموریلونیت، آرژیلیت وکربنات‌هایی همچون سیدریت، دولومیت، کلسیت و مقدار کمی پیریت است. افزون بر مطالعات سنگ‌نگاری، 7 نمونه از خاکستر لایه‌های اصلی زغال‌سنگ‌دار منطقه با دستگاه XRF و ICP–OES برای تعیین عناصر اصلی و فرعی تجزیه شیمیایی شدند. مطالعات ژئوشیمیایی نشان داد که منشأ K، Ti، Al و Si سنگ‌های دارای کوارتز و کانی‌های رسی، منشأ Fe کانی‌های سولفیدی همچون پیریت و منشأ Ca و Mg کانی‌های کربناتی است. عناصرکمیاب همچون V، Nb، Ta، Ga، Th، Cr وRb  درکانیهای رسی وPb ، Se، Mo و As به احتمال از پیریت منشأ گرفته‌اند. منشأ Sr، Ba، Ta و Ga از کانی‌های فسفاتی همچون آپاتیت و فلوئورآپاتیت است. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که این زغال‌سنگ‌ها دارای رطوبت 4/1درصد، خاکستر کم (17 درصد) و مواد فرار زیادتری (32 درصد) نسبت به دیگر زغالسنگ‌های البرز مرکزی هستند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Composition and Quality of Coals in the Lavij Coal Deposit,Central Alborz, Iran

نویسندگان [English]

  • P. Navi 1
  • M. Yazdi 2
  • R. Esmailpur 2
  • A. Khakzad 1
1 Manager of Quality Assurance, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
2 Dept. of Geology, Faculty of Earth Science, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Lavij coal deposit is situated at a distance of 48 km SW of Amol, in Central Alborz coalfield, North of Iran. Lavij coal-bearing strata in ‍‍‍Central Alborz zone are within the Upper Triassic– Lower Jurassic formation. The coal-bearing sediments in this area are called Shemshak Formation (Upper Triassic –Lower Jurassic). This Formation consists mainly of sandstone, shale, calcareous sandstone, argillite and siltstone. Several coal seams with different thickness are interbeded with these sediments. The Shemshak Formation is underlain by the Upper Middle Triassic (thick bedded to massive dolomitic limestone) oolitic limestone (Elika Formation). It is also overlain in western section by the Upper Permian cherty limestone (Nesen Formation). The present paper deals with maceral, mineral and geochemical composition of these coals. Petrographical studies showed that the main macerals of these coals are vitrinite to semivitrinite, fusinite and exinite. The minerals of these coals are mainly clays like argillite, carbonates like calcite and sulphides like pyrite.
Seven samples were analyzed from ash of coal seam in the Lavij area. The samples were analyzed by XRF and ICP-OES for major and minor elements. The data processing showed K, Si, Al, Ti indicating presence of quartz and clay minerals, Fe, As,  Mo, Se, Pb indicating presence of sulphides like pyrite, Ca and Mg indicating the presence of carbonates and Rb, Cr, Th, Ga, Ta, Nb, V indicating presence of clay minerals. The coal contained in low ash (17%) and low moisture (1.4%) and high volatile matter (32%) as compared to other coals in central Alborz.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Maceral
  • Mineral
  • Geochemical Composition
  • Lavij Coals
  • Central Alborz
کتابنگاری
آقانباتی، س. ع. ، 1385- زمین‌شناسی ایران، انتشارات سازمان زمین‌شناسی
اسماعیل پور، ر.، 1387- ژئوشیمی زغال‌سنگ‌های لاویج و اثرات زیست محیطی آن، رساله کارشناسی‌ ارشد، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، 160 ص.
اسماعیل نیا، ع. و یزدی، م.، 1382- ترکیب ژئوشیمیایی خاکستر زغال‌سنگ‌های حوضه زغالی البرز، فصلنامه زمین‌شناسی ایران، جهاد دانشگاهی دانشگاه شهید بهشتی، شماره2، ص61-75.
سعیدی، ع.، قاسمی، م. ،1380- نقشه زمین‌شناسی 1:100000 آمل، سازمان زمین‌شناسی
معین السادات، س. ح. و رضوی ارمغانی، م. ب.، 1372- زمین‌شناسی ایران - زغال‌سنگ، انتشارات سازمان زمین‌شناسی کشور، 286ص.
نقشه توپوگرافی 1:250000 آمل، سازمان جغرافیایی ارتش.
وحدتی، ف.، 1378- نقشه زمین‌شناسی 1:100000 بلده، سازمان زمین‌شناسی
یزدی، م.، 1382- زغال‌سنگ (از منشأ تا اثرات زیست محیطی)، انتشارات جهاد دانشگاهی صنعتی امیرکبیر، 263 ص، چاپ اول.
یزدی، م.، اسماعیل پور، ر.، ناوی، پ.، و خاکزاد، ا.، 1387- اثرات زیست محیطی معدن زغال‌سنگ  لاویج البرز مرکزی، فصلنامه علمی- پژوهشی علوم محیطی، سال 6، شماره 1، زیر چاپ.
 
References
Bouska, V.,  1981- Geochemistry of  Coal, Academia,  Prague, pp.128-141.
Dai, S. F. & Ren, D. Y.,  2006- Fluorine concentration of coals in China, an estimation considering coal reserves, Fuel 85, pp. 929–935.
Goodarzi, F., Sanei,  H., Stasiuk,  L. D., Bagheri.– Sadeghi, H., & Reyes, J.,  2006- A Preliminary Study of mineralogy and geochemistry of four coal sampel from northern Iran, International Journal of Coal Geology, Vol. 65, 35-50pp.
Liu, G. J., Yang, P. Y.,  Peng, Z. C.,  Wang, G. L.  & Zhang, W., 2003- Comparative study of the quality of some coals from the Zibo coalfield, Energy 28, pp. 969–978.
Liu, G. J., Zheng, L. F., Gao, H. Y., Zhang, W. & Peng, Z. C.,  2005- The characterization of coal quality from the Jining coalfield, Energy 30, pp. 1903–1914.
Rassk, E., 1985- The mode of occurrence and concentration of trace elements in  coal. Proc. Energy Combustion Sci. 11, 97 – 118.
Spear, D. A. & Zheng, Y., 1999- Geochemistry and origin of  elements in som UK coals, International Journal of coal geology, Vol.38, pp. 161-179. 
Stanislav, V. V., Kunihiro, K. & Christina, G.V., 1997- Relations between ash yield and chemical and mineral composition of coals, Fuel 76, pp. 3–8.
Stasiuk, L. D. , Goodarzi, F. & Bagheri-Sadeghi, H., 2006- Petrology,rank and evidence for petroleum generation , Upper Triassic to Middle Jurassic coal , Central Alborz Region , Northern Iran , J. , Coal Geol. 67 ,249-258.
Swaine, D. J., 1990- Trace  Elements in Coal. Butterworth, London, 278pp.
Yazdi, M. & Esmailnia, A., 2004- Geochemical properties of coal in the Lushan coalfield of Iran, International Journal of Coal Geology, Vol. 60, pp. 73-79.
Zheng, L. G., Liu, G. J., Chou, C. L., Gao, L. F. & Peng, Z. C., 2006- Arsenic in Chinese coals: Its abundance, distribution, modes of occurrence, enrichment processes, and environmental significance, Acta Geoscientia Sinica 27 (4), pp. 355–366.
Zheng, L. G., Liu, G. J. & Chou, C. L., 2007- The distribution, occurrence and environmental effect of mercury in Chinese coals, Science of the Total Environment 384, pp. 374–383.