فصل اول

 

 

 

 

1-1              مقدمه:

E       كليات

مس يكي از مفيدترين و پر مصرفترين عناصر فلزي است و گفته مي شود كه اولين فلز يست كه توسط بشر كشف شده، چون جزء محدود فلزاتي است كه به صورت آزاد در طبيعت يافت مي‌شود.

منابع شناخته شده جهان به 500 ميليون تن فلز مس و ذخيره احتمالي آن 2400 ميليون تن فلز محتوي برآورد مي گردد.

ايران از لحاظ ذخاير معدني بر روي كمربند مس قرار گرفته كه از جنوبشرقي ايران شروع و تا شمالغربي و نواحي آذربايجان ادامه دارد.ناحيه مس دار كرمان قسمتي از كمربند فلززائي ايران محسوب مي شود(شكل صفحه بعد موقعيت تعدادي از كانسارهاي مس واقع در امتداد اين كمربند را نشان مي دهد). از مهمترين توده هاي اين ناحيه ميتوان از توده هاي مس سرچشمه و ميدوك نام برد، كانسار مس سرچشمه را ميتوان يكي از بزرگترين كانسارهاي جهان بحساب آورد.

معدن مس ميدوك بخشي از كمربند مس خيز آلپ- هيماليا كه از كشور يوگسلاوي شروع و با عبور از ايران تا افغانستان و پاكستان ادامه دارد مي باشد. نام قديمي آن لاچاه (Lachah) بوده كه به علت نزديك بودن به دهكده ميدوك (3 كيلومتري جنوبغربي) نام آن به ميدوك تغيير يافته است.

بر اساس آخرين محاسبات كه توسط شركت معدنكاري اولنگ صورت گرفته ذخيره اقتصادي اين كانسار  144475000 تن با عيار84/0 % مس برآورد شده است(  25/0%CUT OFF=).

E       موقعيت جغرافيايي:

كانسار مس ميدوك در 42 كيلومتري شمال شرق شهربابك و 132 كيلومتري شمال غرب معدن مس سرچشمه در استان كرمان قرار گرفته، فاصله مستقيم آن تا شهربابك 27 كيلومتر وتا سرچشمه 80 كيلومتر مي باشد. بلندترين نقطه ارتفايي اين منطقه در تراز 2842 متري از سطح دريا، و طول و عرض جغرافيائي آن بترتيب '10º¸55 و'25º¸30  است.

 

1-2              سابقه تاريخي:

اين معدن قدمتي طولاني داشته واز گذشته اي دور پيرامون اين معدن فعاليتهايي بمنظور استخراج فيروزه و مس صورت گرفته كه وجود توده هاي عظيم سرباره در نزديكي دهكده لاطلا مؤيد اين موضوع است.اما نخستين گامها جهت انجام امور اكتشافي همزمان با شروع فعاليتها بر روي معدن مس سرچشمه آغاز گرديد.

 

1-3              تاريخچه عمليات اكتشافي:

بعد از كشف كانسار عظيم سرچشمه و توجه اصولي به معدن مس ميدوك، اولين پروانه اكتشافي در سال 1344 هجري شمسي از طرف وزارت صنايع ومعادن بنام شركت سهامي مهشهر صادر گرديد. اين شركت با كمك پيمانكاران خود و كارشناسان يوگسلاوي عمليات اكتشاف را بر روي اين محدوده انجام داد در نهايت ذخيرهاي در حدود 70 ميليون تن را برآورد نمود. در سال 1347 خورشيدي پروانه بهره برداري اين معدن به شركت (سازمه) كه از تلفيق سازمان گسترش و نوسازي صنايع ايران و شركت مهشهر بوجود آمده بود،انتقال يافت.اين تاريخ را ميتوان سرآغاز گام نهادن بخش دولتي در امر سرمايه گذاري بر روي معدن مس ميدوك ناميد. بعد از آن با مشاركت شركت متال كرل شافت آلماني در اين تشكيلات شركتي بنام متال سازمه بوجود آمد. كه در ادامه اكتشافات قبلي 12 حلقه چاه كم عمق با متراژ كلي 2620 متر و 2300 متر تونل افقي و تعدادي ترانشه حفر نمودند. نتايج فعاليتهاي اين شركت مؤيد وجود:

-  2 ميليون تن كانيهاي اكسيدي با عيار 1%

-  20 ميليون تن كانيهاي سولفوره در زون سوپرژن با عيار 2/1% تا 6/1%

-  90 ميليون تن ذخيره هايپوژن مي‌باشد (تعيين ذخيره اين زون به علت عمق كم حفاريها ناقص بوده).

با ملي شدن صنايع مس ايران شركت ملي صنايع مس ايران، مستقيماً عهده دار اكتشافات معادن مس در ايران گرديد. بدين منظور در سال 1355 هجري شمسي گروه اكتشافات اين شركت تشكيل يافت كه با ارسال گروههايي از زمين شناسان ايراني و با مشاركت كارشناسان خارجي عمده فعاليتهاي خود را بر روي دو معدن ميدوك و سونگون متمركز نمود. در رابطه با معدن ميدوك علاوه بر تهيه نقشه هاي زمين شناسي 1:1000 مهمترين قدمي كه در راه احياء آن برداشته شد، قراردادي بود كه با شركت ساختماني كبار،در تاريخ 1/8/1357 منعقد گرديد بر اساس اين قرارداد شركت مزبور متعهد گرديد كه 8000 متر چاه عمودي با حداقل متراژ 150 و حداكثر 300 متر را حفر نمايد.

بعد از پيروزي انقلاب اسلامي كليه اين فعاليتها متوقف و كشمكش بر سر اصلاح اين قرارداد آغاز گرديد.سرانجام بر اجراي قرارداد حفاري با شركت كبار بتوافق رسيد، از تاريخ 23/12/1359 عمليات حفاري توسط شركت لهستاني كوپيكس كه پيمانكار شركت كبار بود آغاز گرديد.

در اين مرحله:

1)           انجام رويهمرفته 8064 متر حفاري.

2)           تهيه نقشه هاي توپوگرافي با مقياس 1:1000 و 1:5000 از معدن و محدوده اطراف آن توسط شركت ايران فتوگرامتريست.

3)           تهيه نقشه زمين شناسي سطحي 1:1000 معدن ميدوك در وسعت
² m 10⁶*1

4)تهيه نقشه زمين شناسي  و كاني شناسي از تونلهاي اكتشافي با مقياس 1:500

5)شبكه بندي محدوده مركزي معدن و تقسيم آن به مربعهاي با مقياس 1:1000

6)            تعيين محل نقاط حفاري دررئوس مربعات اين شبكه درمحدوده اي به وسعت ²m100*100 و تهيه نقشه آن با مقياس 1:1000

7)           تعيين عمق چاههاي حفاري بر اساس توپوگرافي

8)           بررسي زمين شناسي و كاني شناسي مغزه‌هاي حفاري 33 حلقه چاه و تعيين مناطق اكسيد، سوپرژن، هايپوژن و انتقالي

9)           برداشت نمونه هاي آزمايشگاهي و ارسال آنها به مجتمع مس سر چشمه براي آناليز

10)      تهيه مقاطع زمين شناسي و كاني شناسي با استفاده ازنتايج آزمايشگاهي

11)      محاسبه ذخيره مس بر اسا س عمق و تعداد چاههاي حفاري

12)      پيجويي منابع آب

از اواخر 1363 اين معدن مجدداً با يك تعطيلي پنج ساله روبرو شد^[1].

1-4              مطالعات امكان سنجي:

از اوايل سال 1369 معدن ميدوك تحت عنوان طرح مجتمع مس ميدوك فعاليت دوباره اي را آغاز نمود. براي تكميل اكتشافات اين معدن در اواسط همان سال قراردادي بين شركت ملي صنايع مس و شركت فنلاندي اتوكمپو(Outokumpu) منعقد گرديد. تكميل اكتشافات اين معدن تا مرحله ارزيابي اقتصادي بر عهده اين شركت قرار گرفت.خلاصه عملكرد اين شركت به شرح زير مي باشد^[2].

-  انجام مطالعات زمين شناسي، اقتصادي و معدني

-  مقايسه دوروش عمليات روباز و زيرزميني (روش استخراج بلوكي) بمنظور ارائه طرح معدن اين شركت با توجه به نتايج حاصله  روش روباز را اقتصادي اعلام نمود(درروش روباز
%15IRR=  روش استخراج زير زميني %10-8 IRR=).

بر اين اساس ذخيره قطعي كانسار 140 ميليون تن با عيار85/0 % مس برآورد گرديد(با در نظر گرفتن 3/0 %Cut Off=). همچنين ذخيره قابل برداشت (Minable Ore) 8/83 ميليون تن با عيار متوسط 98/0 درصد،نسبت باطله برداري 7/1 و ميزان باطله برداري اوليه (Per-Stripping)  8/60 ميليون تن برآورد شده بود. اين شركت ظرفيت كارخانه فرآوري را 5 ميليون تن خاك معدن در سال و در نتيجه عمر  فاز اول بهره برداري را 18 سال در نظر گرفته بود.پارامترهاي مربوطه در صفحات 1تا4 پيوست آورده شده است.

شركت مجتمع معادن مس ميدوك به منظور اقتصادي تر نمودن و به روز درآوردن طرح بين سالهاي 1371 تا 1374 با كمك شركت Minproc استراليا مطالعات بازنگري طرح را انجام داد.كه از عمده‌ترين تغييرات صورت گرفته مي‌توان به موارد زير اشاره نمود^[3]:

-در مرحله خردايش، سنگ‌شكنهاي‌ثانويه و ثالثيه، انبار نرمه، و ساير تجهيزات و ساختمانهاي مربوطه حذف، و يك آسياي نيمه ‌خودشكن(SAG MILL) جايگزين اين مراحل گرديد.

-جايگزيني سلولهاي فلوتاسيون ستوني در بعضي از مراحل عمليات فلوتاسيون،به جاي سلولهاي فلوتاسيون مكانيكي

-ايجاد سد رسوب گير كه سرمايه گذاري و هزينه عملياتي قابل توجهي را مي طلبيد و علاوه بر آن مشكلات زيست محيطي، ايمني و...فراوان داشت،حذف و طرح انباشت باطله در حوضچه(Pond) جايگزين گرديد.

-انجام مذاكرات جهت اخذ تسهيلات اعتباري با EFIC كشور ايتاليا اين مؤسسه موافقت نمود كه حدود 50 ميليون دلار براي تجهيزات وارداتي ، خدمات مهندسي و خريد به مجتمع مس ميدوك وام بدهد مشروط به اينكه 70 درصد تجهيزات از استراليا خريداري گردد.

جدول ده ساله توليد فرضي كارخانه ارائه شده توسط شركت مين پراك (Minproc) در صفحه 5 پيوست آورده شده است.

طرح نهايي معدن توسط شركت معدنكاري اولنگ ارائه گرديده، كه در بخش(1-6) شرح مختصري از آن آمده است. همچنين طرح نهايي كارخانه نيز كه توسط شركت سوئدالا ارائه شده ودر حال اجراست در فصل دوم تشريح مي شود.

حفاريهاي انجام شده از آغاز تا كنون:

تا كنون تعداد 55 حلقه چاه حفاري با زوايا و متراژهاي مختلف حفر گرديده است. كه از اين ميزان تعداد 50 حلقه چاه حفاري با متراژ 16318 متر در محدوده معدن و پنچ چاه حفاري با متراژ 1489 متر در خارج از معدن حفاري شده است. مجموع كل اين حفاري ها 17807 متر مي باشد. همچنين تعداد 6 تونل افقي به متراژ 1350 متر و يك تونل زاويه دار به طول 280 متر و شيب 23 درجه كه در آن زونهاي اكسيد- سوپرژن و هاپوژن كاملاً قابل رويت هستند، حفر گرديده است.

1-5                    زمين شناسي كانسار مس ميدوك:

در ناحيه مس خيز كرمان سنگهاي مختلف آذر آواري(با تركيب ريوليتي تا آندزيت، بازالتي) ، گدازه هاي جرياني سنگهاي آهكي و ماسه سنگ عمده ترين رخساره سنگ شناسي بوده و عموماً متعلق به ائوسن مي باشند. كمربند فلز زايي ايران مركزي از مهمترين خطوط كمربندي سيستم كوهزايي آلپ هيماليا مربوط به اين زمان است. از كمربندهاي شناخته شده آن همراه با زون ولكانيكي پلوتونيكي اروميه-دختر است كه كانسار مس سرچشمه و ميدوك در آن واقع هستند.

كانسار مس ميدوك در ولكانيكهاي ائوسن و سنگهاي آذرآواري تشكيل گرديده است. سنگ نفوذ كننده كاني ساز گرانوديوريت پورفيري مي‌باشد كه درون آندزيت ولكانيكي تزريق شده است. كاني سازي در اين معدن توسط محلولهاي گرمابي واحتمالاً در فاز مزوترمال در توده نفوذي گرانوديوريتي انجام گرفته است.

اين توده به سه زون اكسيد،سوپرژن و هايپوژن تقسيم شده است در شكل صفحه بعد برش عمودي از معدن و محدوده تقريبي اين زونها را نشان مي دهد.

شرح مختصري از زونهاي مختلف و ارزيابي كانيهاي مس دارآنها:

1.    زون اكسيد:

كانيهاي اكسيدي به لحاظ داشتن رنگ سبز و آبي به آساني قابل تشخيص هستند و اين مواد معدني اكسيدي كه داراي عيار بالايي هستند بارگيري و به طور مجزا دامپ مي شوند.كه در صورت امكان بتوان در آينده بروش ليچينگ يا روشي ديگر از آنها استفاده كرد.ضخامت منطقه اكسيد در كانسار مس ميدوك 15 متر در بخش مركزي و تا بيش از 100 متر در نقاط مرتفع و اطراف معدن مي باشد.

كاني هاي اصلي زون اكسيد:

مالاكيت (70درصد) و آزوريت (25درصد) ساير كانيها نظير كالكانتيت، كريزوكلا،فيروزه و كوپريت (5درصد)

ميزان ذخيره قابل استخراج از اين زون 11458000 تن با ميانگين عيار مس 57/0 درصد مي‌باشد.

2.    زون سوپرژن:

ضخامت اين زون بر حسب حضور كالكوسيت تعيين مي گردد، ضخامت اين زون از 100 متر در مركز و تا 300 متر در حاشيه متغيير است. از نظر ژنتيكي اين زون را مي توان به دو لايه سوپرژن فوقاني و تحتاني تقسيم نمود.

 

 

كاني هاي اصلي زون سوپرژن:

در زون سوپرژن فوقاني كاني مس دار كالكوسيت يا دياژنيت مي باشد.كالكوسيت در سنگهاي ريزدانه بصورت پراكنده و يا در رگچه ها و شكستگي هاي باريك ايجاد مي شود.تيپيك ترين اندازه آن 1/0 ميليمتر و يا كمتر مي باشد. كاني سولفيدي ديگري كه در اين زون يافت مي‌شود پيريت مي باشد كه غالباً به وسيله پوشش نازكي از كالكوسيت پوشانيده شده است.

كانيهاي سولفيدي مس در زون سوپرژن تحتاني كالكوسيت دياژنيت، كؤليت و بقاياي كالكوپيريت و بورنيت مي باشد. دانه هاي پيريت غالباً آزاد بوده و بوسيله كانيهاي مس پوشيده نشده اند.

ذخيره قطعي براي اين زون 80801000 تن و ميانگين عيار مس آن 96/0 % مي‌باشد.

ذخيره قابل استخراج اين زون 79587000ton با ميانگين عيار مس آن 0.97%  پيش بيني شده است. شكل (2-1) برش عمودي از معدن و محدوده تقريبي زونها را نشان مي‌دهد

 

3.    زون هايپوژن:

كاني هاي اصلي زون هايپوژن:

منطقه مذكور عميق ترين بخش مينراليزه توده نفوذي مس پورفيري است.كنتاكت بين زون سوپرژن و هايپوژن تدريجي بوده وغالباً تفكيك دقيق اين دو زون مشكل مي باشد،شاخص عمده اين منطقه وجود كانيهاي كالكوپيريت،بورنيت و كالكوسيت اوليه است. در اين زون سنگ بسيار سخت بوده و كاني فلورين به مقدار نسبتاً فراوان در اين زون ديده مي‌شود.

 

 

تا كنون حد زيرين منطقه مينراليزاسيون زون هايپوژن مشخص نشده است و عميق ترين چاه حفاري اين معدن 5/1013 متر با زاويه 70 درجه به سمت شرق بوده كه به صورت عمودي حدود 955 متر است ولي تا اين عمق هم از شدت مينراليزاسيون آن كاسته نشده است.

ذخيره قطعي اين زون 78571000 تن و ميانگين عيار مس آن 67/0 %  مي باشد.

ذخيره قابل استخراج اين زون حدوداً 64888000 تن با ميانگين عيار مس 7/0 % پيش بيني شده است.

ژنز كانسار مس ميدوك بر اساس يك الگوي ساده به شرح زير است:

1. ايجاد ولكا نيسم وسيع آندزيتي در اوايل سنوزوئيك در منطقه.

2. تزريق استوك گرانوديوريتي(ميدوك پورفيري) در داخل ولكانيهاي اواسط سنوزوئيك.

3. ايجاد شكستگي هاي وسيع و زياد در استوك گرانوديوريتي و سنگهاي مجاور كه عامل اين شكستگيهاي وسيع سرد شدن استوك گرانوديوريت بوده است.

4. فاز بعدي كه مربوط به تزريق دايكهاي اوليه (Late dike) كه همزمان با تزريق ماگماي مذاب بوده است.

5. رويداد مهم بعدي آلتراسيون هيدروترمال همراه با مينراليزاسيون مس مي‌باشد كه شدت مينراليزاسيون بستگي به ميزان شكستگيها دارد.

6. مرحله تخريب، فرسايش و تشكيل زون سوپرژن است كه عامل ايجاد ماده معدني در منطقه است.

 

1-6              طرح نهايي معدن:

در سال 1377 اين كانسارمجدداً توسط شركت معدنكاري اولنگ تعيين ذخيره، وطرح استخراجي جديدي ارائه گرديد.بر اساس اين طرح:

-تغييراتي در ميزان باطله برداري سالهاي اول تا سوم وتغييراتي در طرح ايجاد گرديده است(جدول صفحه بعد).

- ميزان ذخيره از 145 ميليون تن به 171 ميليون تن با عيار متوسط 83/0درصد افزايش داده شد. همچنين ذخيره قابل برداشت (Minable Ore) 475/144 ميليون تن با عيار متوسط 85/0 درصد، نسبت باطله برداري 43/2 كه در قالب يك طرح 30 ساله قابل استخراج مي باشد.

جدول(1-1): مشخصات كلي طرح:

تغييرات ايجاد شده و پارامترهاي مربوط به اين طرح در جدول زير و صفحه 6 پيوست آورده شده است..