پيش گفتار:
بهره برداري از حداكثر ظرفيت هاي نصب شده ماشين آلات و ساير عوامل كه بتوانند كارآيي كارخانجات را به حداكثر برسانند و در عين حال نقش كاهنده و يا جايگزين منابع ديگر را داشته باشند هدفي است كه « مديريت ظرفيت» در بهره وري بيشتر واحدهاي توليدي دنبال مي كند دركنار و هماهنگ بااين موضوع مهندسي صنايع نيزعوامل كيفي توليد را هدايت و ساير واحدهاي مهندس را به اين منظور بخدمت مي گيرد. پژوهش در مورد استفاده از منابع پوزولان نيز از عملياتي است كه در چهار چوب نيل به اين اهداف شروع و در حال انجام مي باشد.

پوزولان يكي از منابع معدني و مكانيكي موجود در طبيعت مي باشد كه از مخلوط كردن آن با كلينكر سيمان وسايش بحد لازم مي تواند سيماني را توليد نمود كه از نقطه نظر بعضي از خواص نسبت به سيمان پرتلند معمولي امتيازهائي را دارا مي باشد. استفاده از اين ماده معدني كه نهايتاً باعث كاهش قيمت تمام شده سيمان و نيز افزايش توليد مي گردد.

آنچه در اين پروژه آمده است نتايج مربوط به اكتشاف ذخاير پوزولاني در شعاع ۱۵۰ كيلو متري اطراف كارخانه سيمان اردبيل و هم چنين كارخانجات در دست احداث مي باشد. بدين منظور پس از شناسايي هر كانسار پوزولاني روي نمونه اي مخلوط هاي مختلف صورت گرفته است. براساس اين آزمايشات ارزيابي مقدماتي هر كانسار و انتخاب اولويت ها براي اكتشافات تفضيلي و بررسيهاي نهايي كاربرد موجود در آن انجام پذيرفته است. بديهي است انجام بررسيهاي تفظيلي مي بايست متقابلاً دنبال گردند. اميد است اين بررسيها بتواند آغازي براي استفاده مطلوب از منابع كشور و توليد انبوده اين نوع سيمال گردد.

فصل اول: كليات
الف- موقعيت جغرافيايي:
منطقه مورد مطالعه در شمال- شمالغرب ايران و بين طول جغرافيايي ´۳۰ و ˚۴۷ ˚۴۰ و ˚۴۸ و عرض جغرافيايي ˚۳۸ تا ´۳۰ و ˚۳۸ واقع است. اين منطقه بخش اعظم نقشه ۲۵۰۰۰۰: ۱ چهار گوش اردبيل و بخش كمي از چهار گوش اهر را در بر مي گيرد.

ناحيه مورد بررسي جزء استان اردبيل بوده و داراي آب و هواي سرد و نيمه مرطوب است. پوشش گياهي آن خيلي كم (بجز ارتفاعات غربي تالش كه دامنه شر قي شان پوشيده و جنگلي است) و زمستاني پر برف و سرد دارد. ارتفاعات آن( كوه سبلان ) در تابستان نيز پوشيده از برف ميباشد. بطور كلي مشخصات جغرافيايي منطقه مورد مطالعه را بصورت زير ميتوان خلاصه نمود:

۱- شهر ها:
تنها شهر منطقه شهر بزرگ و تاريخي اردبيل با بخش هاي نمين و نير ميباشد. شهر اردبيل با جمعيت ۳۸۴۱۲۵ نفر بدون احتساب روستاهاي اطراف ( طبق سرشماري سال ۱۳۶۵ ) در طول جغرافيايي َ۱۷ و ˚۴۸ و عرض جغرافيايي ۱۵َ و ˚۳۸ واقع و ارتفاع آن از سطح دريا ۱۳۴۵ متر است.داراي آب و هواي سرد و مرطوب است، بطوريكه حداكثر درجه حرارت آن در تابستان ˚۳۰ درجه سانتيگرادو حداقل درجه حرارت آن در زمستان ˚۲۰- درجه سانتيگراد ميباشد. رطوبت متوسط ساليانه هواي اين شهر در ساعت ۳۰/۶ صبح ۷۶ درصد، در ساعت ۳۰/۱۲ ظهر ۶۵ درصد و مقدار بارندگي ساليانه بطور متوسط ۳۵۰ ميليمتر است. داراي ۱۳۵ روز يخبندان در سال است.

اردبيل شهري است با موقعيت كشاورزي، دامپروري و پرورش زنبور عسل، كشاورزي در دشت اردبيل و بيشتر در شرق شمال و شمالغرب اين شهر گسترش دارد و محصولات عمده آن گندم، جو، سيب زميني، تخم چغندر، سبزيجات و حبوبات است. دامپروري و پرورش زنبور عسل بيشتر در غرب و جنوب غرب ( دامنه كوه سبلان) و نيز در ارتفاعات شرقي آن ( كوه هاي تالش) صورت ميگيرد. همه ساله در اواسط بهار عشايرايل سون گوسفندان خود را از ناحيه مغان براي چرانيدن

به دامنه سبلان آورده و تا اوائل پاييز در آنجا ميمانند و در چادرهاي مخصوص ( سياه چادر) زندگي ميكنند. زبان مردم اين شهر و نواحي اطراف آن تركي آذري است و شيعه مذهب ميباشند. از بخش هاي مهم تابع آن چند روستا ( عنبران و… ) وجود دارند كه اهل تسنن ميباشند. از بخش هاي مهم تابع آن نمين و نير را مي توان نام برد. بخش نمين در ۳۰ كيلومتري شرق – شمال شرق آن واقع بوده و كارخانه سيمان اردبيل در جنوب اين بخش قرار دارد. بخش نير در حدود ۴۰ كيلو متري جنوب غرب اردبيل واقع و جاده اردبيل – سراب از وسط آن ميگذرد.

۲- رود ها:
رودهاي مهم منطقه مورد مطالعه بصورت زير مي باشند.
رودخانه قره سو: اين رود خانه كه بزرگترين رودخانه اطراف اردبيل ميباشد از كوههاي تالش در شرق اردبيل سرچشمه ميگيرد و پس عبور از دشت اردبيل بطرف غرب امتداد مي يابد. پس از عبور از دشت مشكين شهر در شمال اين شهر با رودخانه اهر چاي متصل شده و با يك چرخش ۹۰ درجه اي در مسير مستقيم بطرف شمال جريان يافته و به رودخانه ارس وصل ميشود.

روخانه آستارا چاي: اين رودخانه در مرز ايران و شوروي جريان داشته و از دامنه شرقي ارتفاعات تالش در شرق نمين سرچشمه ميگيرد و پس از طي مسافت حدود ۵۰ كيلو متر از شهر مرزي آستارا عبور نموده و به درياي خزر وصل ميشود.

رودخانه باليخلي چاي: اين رودخانه از دامنه هاي جنوب كوه سبلان سرچشمه گرفته و پس از قطع نمودن رسوبات پاميس دار جنوب اردبيل از بخش جنوب شرقي اين شهر عبور نموده و در شمال آن به رودخانه قره سو وصل ميگردد.

 

۳- كوه ها:
از كوه ها مهم اطراف اردبيل ميتوان كوه آتشفشان سبلان را نام برد كه در ۴۰ كيلومتري جنوب غرب اردبيل واقع و در تمام فصول سال پوشيده از برف است. اين كوه كه بشكل يك مخروط بلند ديده ميشود داراي سه قله ميباشد كه قله بزرگتر با ارتفاع ۴۸۲۰ متر از سطح دريا را« سبلان سلطان » و دو قله ديگر را « هرم داغ » و « كسري» مي نامند. مردم آذربايجان احترام خاصي براي سبلان قائلند و عقيده دارند كه يكي از انبياء در قله آن مدفون است. بعلت وجود مراتع سر سبز

فراوان دامپروري و پرورش زنبور عسل در دامنه هاي اين كوه ( چشمه هاي آب گرم سرعين، قطور سويي، موييل و….) همه ساله توريست هاي زيادي را به اين منطقه ميكشاند. از كوههاي ديگر اين منطقه ارتفاعات تالش در شرق اردبيل را ميتوان نام برد كه در يك امتداد شمالي- جنوبي كشيده شده اند. اين كوه ها از جنوب به كوه هاي البرز وصل شده و از شمال در خاك آذربايجان كشيده ميشوند. شوروي كشيده ميشوند. دامنه شرقي اين كوه ها كه در مقابل درياي خزر قرار گرفته بخاطر وجود رطوبت فراوان پوشيده از جنگل است، در حاليكه دامنه غربي آنها بدون پوشش گياهي است. بلند ترين نقطه اين رشته كوه در اطراف اردبيل كوه حصار بولاغي با ارتفاع ۲۹۰۰ متر از سطح درياست.

 

۴- راه ها:
راههاي عمده اي كه شهرستان اردبيل را به بخش ها و شهرهاي مجاور وصل ميكنند. بترتيب زير مي باشد:
راه اردبيل – آستارا: اين راه طول حدود ۹۰ كيلو متر دارد و دو شهر اردبيل و آستارا را بهم وصل ميكند راهي است اسفالته درجه ۱ كه كوه هاي تالش با ارتفاع حدود ۲۵۰۰ متر را قطع نموده و پس از عبور از گردنه معروف حيران كه در زمستان به علت يخبندان شديد غالياً مسدود است، به شهر مرزي آستا را با ارتفاع همسطح دريا ميرسد. كارخانه سيمان اردبيل نيز در مجاور اين راه و در جنوب بخش نمين قرار گرفته است.

راه اردبيل – سراب: كه اردبيل را به شهر سراب وصل مي نمايد. يك راه اسفالته درجه يك است كه رسوبات پاميس دار جنوب اردبيل را قطع ميكند. طول اين راه حدود ۷۰ كيلو متر است و گردنه صائين را قطع مي نمايد.

راه اردبيل – مشكين شهر: كه يك راه اسفالته درجه ۱بطول ۸۰ كيلو متر است. راه – قطور سويي در مقابل روستاي لاهرود از اين راه جدا ميشود.
راه اردبيل – مغان: يك راه اسفالته درجه ۲ بطول حدود ۹۰ كيلو متر است و اردبيل را به شهرستان گرمي در منطقه مغان وصل ميكند.
راه اردبيل- خلخال: كه اردبيل را به شهر خلخال وصل ميكند وطول جاده حدود ۷۰ كيلو متر است.

ب- مقدمه:
از آنجا كه مناطق مورد مطالعه بيشتر توف هاي پا ميس دار رويا پاميس برشيا ميباشند. بجاست كه مقدمتاً در مورد پاميس، منشأ آن و موارد استفاده اش در صنعت شرحي مختصر ارائه گردد.

پاميس به شيشه هاي ولكانيكي اسيد و آبداري اطلاق ميشود كه سرد شدن سريع گدازه هاي شيشه اي اسيد و سرشار از آب در فشار آتمسفر حاصل شده اند. در اين حالت گدازه هاي اسيد به مواد كف مانند حاوي حباب هاي فراواني و ذرات جامد كوچك تبديل ميگردند كه متشكل از ذرات زاويه دار شيشه و يا قطعات خرد شده پاميس ميباشند. آزمايش نشان داده است كه اگر يك ماده مذاب ريوليتي با حرارت ۸۷۰ تا ۹۰۰ درجه در مجاورت كمي آب ( ۵/۰ درصد) وجود داشته باشد و در فشار آتمسفر بسرعت سرد شود به پاميس تبديل ميگردد.

پاميس بشدت متخلخل بوده و حفره هاي بيشمار آن توسط گازها خصوصاً بخار آب حاصل ميشوند كه موقع سرد شدن سريع حاصل شده اند. اگر چه وزن مخصوص شيشه واقعي ۵/۲ است، اما ساخت حفره اي پاميس وزن مخصوص آنرا به كمتر از ۱ نيز كاهش ميدهد و چون اين حفرات مسدود ميباشند قابليت نفوذ خيلي كمي داشته و قطعات آن براي مدتهاي طولاني بر روي آب شناور ميمانند چگالي ظاهري پاميس كلوخه اي ۴۰۰ تا ۱۴۰۰ Kg/M3 ، تخلخل آن ۸۰ درصد و مقاومت آن در مقابل تراكم ۴/۰ تا ۲ Mpa و سختي آن ۶ ميباشد. اگر اندازه ذرات پاميس كوچكتر از ۲ ميليمتر باشد به آن پاميسيت مي گويند. به خاكستر

آتشفشاني نيز پاميسيت مي گويند. پاميس در حقيقت شيشه جوشيده و كف كرده ايست كه حاوي ذرات متراكم و سخت شيشه، ذرات ريز بلوركوارتز، فلدسپات و كاني تيره ميباشد. پاميس و پاميسيت معمولاً با هم تشكيل ميشوند و در صورت تراكم به توف هاي اسيدي تبديل ميشوند.

« موارد استفاده پاميس»
پاميس و پاميسيت حدود ۶۰ سال بعنوان ماده ساينده مصرف ميگرديد و تا سال ۱۹۴۰ نيز مهمترين مورد مصرف آن بعنوان ماده ساينده بوده است.
در صابون سازي و مواد پاك كننده وسايل خانگي نيز مصرف دارد. انواع خيلي ريز آن (مانند ذرات غبار) براي صيقل دادن ظروف نقره و قطعات فلزي و لوازم چوبي مورد استفاده قرار ميگرند.

مهندسين رومي درگذشته مخلوطي از آهك و خاكستر آتشفشاني را بصورت يك ملات بكار ميبردند كه بر ملات آهكي برتري داشت اين سيمان خيلي قوي و در مقابل آب دريا مقاوم بوده و در هر دو شرايط زير آب و بيرون از آب سخت ميگردد. خاكستر آتشفشاني اين سيمان در اطراف شهرهاي پوزولي و ناپل قرار داشته و بهمين منظور به سيمان پوزولان معروف شده است. اين نوع سيمان سالهاست كه در اروپا مصرف ميشود و در امريكا نيز پاميس و پاميسيت را با سيمان پرتلند مخلوط نموده و در ساختمان سدها و كانال ها بكار ميبرند.

از سال ۱۹۴۰ به بعد مصرف پاميس در مقياس وسيعي افزايش پيدا كرد. پاميس خرد شده و درجه بندي شده بعنوان يكي از اجزاء مهم سيمان سبك و قطعات سيماني پيش ساخته و سيمان نرم مصرف ميشود.

پاميس و پاميسيت خرد و آسياب شده بجاي ماسه براي ساختن بتن عايق حرارتي و صوتي، كمك صافي، تقويت كننده و خاك مواد حشره كش و روكش سطح سياه اسفالت جاده ها، در مرغداري ها و در موراد متعدد ديگري مصرف ميگردد.

« خصوصيات پاميس بعنوان ماده افزودني در سيمان»
پاميس خرده شده تقريباً بين تا ماسه و قلوه سنگ خرد شده وزن دارد و بهمين دليل بتن تهيه شده با پاميس سبكتر از بتن معمولي است. سبكي اين بتن علاوه بر تسريع در كار و راحتي عمل سبب صرفه جويي فوق العاده در مصرف آهن نيز ميگردد. بتن پاميس را ميتوان بصورت اسپري نيز روي نماي ساختمان پاشيد. پاميس غير متراكم پوشش سقف و كف مناسبي در مقابل حرارت مي باشد و بتن پاميس ۶ برابر از بتن معمولي در مقابل حرارت عايق تر است.

سبكي وزن و ساختمان متخلخل پاميس قابليت خم پذيري زيادي به آن داده و حمل قطعات پيش ساخته از بتن پاميسي را بدون ترك خوردن و يا شكستن امكان پذير ميسازد. تغيير شكل پذيري آن در مقابل فشار و حفظ حالت و قابليت برگشت به وضع اوليه آن ۶ برابر بتن بعمولي است. لذا در مقابل زلزله و فشارهاي ناگهاني مقاوم تراز بتن معمولي است.

نقطه ذوب متوسط پاميس ۱۳۴۳ درجه سانتيگراد است و تا ۷۶۰ درجه سانتيگراد هيچگونه تغييري در حجم آن حاصل نميشود. در اين درجه حرارت فيبرهاي بيروني آن شروع به انقباض مي نمايد نقطه انهدام حرارت در آتش سوزي هاي بزرگ معمولاً بين ۴۸۰ تا ۶۵۰ درجه سانتيگراد است، بنابراين در آتش سوزي ها هيچگونه تغييري در پاميس ايجاد نميشود.

پاميس خصوصيت چسبندگي خوبي را با اغلب چسب ها دارد و نسبت به مواد شيميايي قارچ ها و حشرات كاملاً خنثي است. بتن با پاميس براي كانال كشي مناسب تراست. برخلاف بتن معمولي رطوبت كمتري را جذب ميكند بهمين دليل عمر آهن بكار رفته در آن زياد تر است.

« خصوصيات پاميس جهت مصرف در سيمان پرتلند. »‌
پوزولان به تنهايي قابل مصرف نيست و معمولاً به نسبتهاي مختلف با سيمان پرتلند يا آهك پخته مصرف ميگردد. سيمان پرتلند- پوزولان در مقابل آبهاي نمكدار و فرسايش مقاومت زيادي دارد. ضمناً هزينه توليد آن نيز كمتر از سيمان پرتلند است.

سيمان پوزولاني در روزهاي اول مقاومت كمتري از سيمان پرتلند را نشان ميدهند.
ولي در محيط مناسب پس از گذشت زماني بيش از شش ماه مقاومت آن از سيمان پرتلند بيشتر مي شود. توليد سيمان با استفاده از مواد افزودني از دير زمان مورد توجه بوده است براي اولين بار روميهاي قديم در نزديكي شهر POZZUOLI در ايتاليا با اختلاط مواد ولكانيكي آتشفشان و زو وآهك شكفته ملاتي تهيه نمودند كه در دراز مدت مقاومت زيادي از خودشان داده است اين نوع مواد كه با آهك تشكيل پيوندهاي هيدروليكي مينمايند پوزولان ناميده مي شوند. در حال حاضر در بسياري از كشورهاي جهان مواد طبيعي و مصنوعي داراي خواص پوزولان هستند را براساس نوع و كاربرد تا ۴۰% به كلينكر سيمان مي افزايند وسايش ميدهند يا اينكه مواد پوزولان سائيده شده را مستقيماً با سيمان مخلوط و سيمان پوزولاني تهيه نمايند.
در ايران اكثر كارخانجات سيمان پوزولاي ( سنگ تر است) توليد مي كنند.

 

فصل دوم: خلاصه از زمين شناسي منطقه اردبيل
منطقه اردبيل بخشي از رشته كوه هاي تالش وفلات آذربايجان را تشكيل ميدهد. مرزشمالي آن كشورآذربايجان است و از طرف شرق با درياي خزر و از غرب با كوه سبلان و از جنوب با منطقه خلخال مجاور است.

قديمي ترين سنگ هاي اين منطقه در شمال اردبيل و غرب نمين ( مجاور روستاي عنبران ) برو نزد داشته و مربوط به اينفراكامبرين ( پركامبرين پاياني ) ميباشند. كه شامل شيل هاي ميكادا را رغواني با ميان لايه ها ي دولميتي چرت دار ( سازنده بايندر) در زير و دولوميتي هاي ضخيم لايه چرت دار ( سازند سلطانيه) در بالا ميباشند. اين رسوبات بطور دگر شيب در زير سازند شمشك قرار گرفته اند.

درگوشه جنوب شرقي منطقه ( در ارتفاعات تالش ) يك مجموعه در هم از سنگهاي دگرگوني شامل فيليت – سريسيت، مسكويت و شيست و مرمر در هسته يك طاقديس بطور دگر شيب در زير آهك هاي كرتاسه بالا ديده ميشود كه بعلت مشخص نبودن موقعيت چينه اي سن دقيقي برايشان نمي توان در نظر گرفت ولي باتوجه به شواهد فوق فقط ميتوان گفت كه سن قبل از كرتاسه را دارند. سنگهاي دوران اول دراين منطقه برونزد نداشته و از رسوبات دوران دوم رسوبات كرتاسه بيشترين گسترش را دارند. سنگ هاي دوران دوم عمدتاً در شمال اردبيل تا غرب نمين و در كوههاي تالش برونزد دارند

در شمال اردبيل – غرب نمين سنگ هاي دوران دوم بصورت تا قديس هاي كوچك و بسته اي در زير ولكانيك هاي ائوسن بطور دگر شيب قرار گرفته اند. قديمي ترين رسوبات مربوط به دوران دوم در اين منطقه شامل آهك هاي دولوميتي ۱۱ ليتي ماسيوتا مطبق است كه سن ترياسن مياني را دارند ( سازند اليكا؟) اين رسوبات بطور دگر شيب در زير رسوبات آهكي كرتاسه بالاقرار گرفته اند.

رسوبات ژور اسيك شامل يك سري ماسه سنگ ميكا دار وشيل و ماسه سنگ آهكي همراه با آثار گياهي و زغال است ( شمشك ؟) كه با يك قاعده كنگلومرايي بطور دگر شيب رسوبات اينفراكامبرين را ميپوشانند. اين رسوبات توسط يك سري آهك كريستا ليزه مطبق و ضخيم لايه بطور هم شيب پوشيده ميشوند كه سن ژوراسيك بالا – كرتا سه پايين( نئوكومين) را دارند.

رسوبات كرتا سه بالا با يك كنگلو مرا و ماسه سنگ قرمز رنگ بطور دگر شيب بر روي آهك هاي ژوراسيك بالا- كرتا سه پايين قرار گرفته اند و شامل يك سري آهك نازك لايه مارني و آهك كريستا ليزه ميباشندكه سني معادل سنوماينن- ماستر يشيتن را دارند.
در ارتفاعات تالش رسوبات كرتاسه شامل يك سري آهك نازك لايه است كه سن تورينن ماستريشيتن را دارند و بطوردگر شيب بر روي سنگهاي دگرگوني وزير رسوبات دوران سوم قرار گرفته اند. علاوه بر آن بطرف شمال ضخامت زيادي از رسوبات فليش گونه بطور هم شيب در زير رسوبات توفي و ماسه سنگ توفي ائوس قرار گرفته اند كه احتمالاً سن كرتاسه بالا – پالئوسن را دارند.

سنگهاي دوره ترسير در چهار منطقه با رخساره هاي متفاوت ظاهر ميشوند كه بصورت زيرميباشند:
در ارتفاعات تالش اين سنگ ها شامل يك سري رسوبات آواري – ولكانيكي بصورت توف – ماسه سنگ توفي همراه با گدازه هاي ولكانيكي است كه بطور دگر شيب بر روي آهك هاي كرتاسه بالا و بطور هم شيب بر روي رسوبات فليش گونه كرتاسه بالا- پالئوسن قرار گرفته اند. اين رسوبات دريال غربي تا قديس غرب آستا را در منطقه آق چاي با يك كنگو مراي پلي ژنيك بر روي رسوبات فليش كرتاسه بالا – پالئوسن ديده ميشوند. در جنوب شرق منطقه و در دامنه شرقي

كوههاي تالش اين رسوبات با يك واحد نازك آهك فرموليت دار مربوط به ائوسن زيري – مياني بطور دگر شيب بر روي رسوبات كرتاسه بالا قرار گرفته اند.
در دشت اردبيل سنگ هاي دوران سوم شامل يك سري ولكانيك هاي برشي پيروكسن آندزيتي،گدازه هاي آندزيت با زالتي و پرفيرآندزيتي – لاتيني ميباشند كه با شيب كم بر روي رسوبات قديمي تر بطور دگر شيب قرار گرفته اند. و در غرب نمين در زير ولكانيك هاي برشي و روي آهك هاي كرتاسه بالايك باند نازك آهك آواري پالئوسن ديده ميشود كه گسترش چنداني ندارد.

در جنوب اردبيل پس از خاتمه فعاليتهاي ولكانيكي پالئوژن در محل يك فرورفتگي تكتونيكي حوضه رسوبي بسته اي بوجود آمده كه درآن ضخامت زيادي از رسوبات تبخيري و رسوبات آواري – ولكانيكي ( توف هاي پاميس دار و پاميس برشيا ) نهشته شده اند. رسوبات اين حوضه به سه قسمت Ng1 و Ng2و Ng3 تقسيم شده اند.وجود لايه هاي ژيپش در رسوبات مارني Ng1 نشاندهنده كم شدن مكرر عمق اين حوضه رسوبي است. وجود دگرشيبي زاويه دار بين رسوبات Ng1 و رسوبات آواري- ولكانيكي Ng2 احتمالاً نشاندهنده جنبش زمين ساختي آتيكان در اين منطقه است كه پس از آن محيط رسوبي جهت فعاليت دياتومه ها مساعد گرديده است. فعاليت ولكانيكي اسيد نيز خود عاملي جهت تامين سيليس ديا تومه ها و تشكيل پاميس در اين حوضه ميباشد.

در شرق نمين يك كنگلومراي پلي ژنيك با سيمان توفي و قطعات ولكانيكي ديده ميشود كه كوهپايه ها را پوشانده و احتمالاً سن او اخردوران سوم تا اوائل دوران چهارم را دارد.
فعاليت ماگمايي نفوذي در منطقه خيلي كم و فقط بصورت توده هاي نفوذي كم عمق و كوچك گرانيتي – گرانوديوريتي در دو منطقه شمال اردبيل و بخش جنوبي ارتفاعات تالش ديده ميشوند. اين توده هاي نفوذي سنگ هاي ولكانيكي ائوسن را قطع كرده اند و احتمالاً سن بعد از ائوسن ( اليگوسن؟) را دارد.
از رسوبات دوران چهارم ميتوان نهشته ها و پادگانه هاي ابرفقي دشت اردبيل نهشته هاي تراورتني مربوط به چشمه هاي آهكساز و آهك هاي درياچه اي و رسوبات آواري دامنه سبلان را نام برد.
از فعاليتهاي ما گمايي دوران چهارم فعاليتهاي آتشفشان سبلان را ميتوان نام برد كه در اوائل اين دوران شروع به فعاليت نموده و تاكنون نيز در مرحله خاموشي است.

فصل سوم :
خاصيت پوزولان:
وقتي سيمان پرلوز بتدريج سخت مي گردد فازهاي موجود در سيمان بخصوص ( آليت و بليت) بتدريخ هيدراته شده و هيدروكسيد كلسيم ( آهك آبدار ) آزاد مي كند. هيدروكسيد كلسيم آزاد شده بخاطر حلاليت زياد ممكن است شسته شده و سبب فرسودگي بتن گردد. ذرات بسيار ريز و نرم شيشه هاي بي شكل و لكانيكي ( نظير پوزولانها) در جريان هيدراتاسيون تشكيل فازهاي سيمان قادرند آهك آبدار آزاد شده و نيز آهك اوليه مركز درملات را جذب كند و توليد سيليكات

كلسيم آبدار نمايند. هيدروكسيد كلسيم و پوزولانها هيچكدام به تنهايي خاصيت چسبندگي ندارند ولي سيليكات كليسم آبدار تشكيل شده از ارتباط اين دو تركيب ارزش سيماني ( چسبندگي ) دارد. البته چون پوزولان ها داراي سيليكاتهاي در ديگري نيز مي باشند ممكن است هنرمان با تشكيل سيليكات كلسيم آبدار تركيبات پيچيده ديگري نيز تشكيل شوند كه به خاصيت سيمان كمك مي كنند يا بر عكس از آن بكاهند كه اين موضوع هنوز به درستي مشخص نيست

آنچه كه مي توان در درجه اول روي آن حساب كرد اين است كه اولين محصول توليد شده همان سيليكات كلسيم آبدار مي باشد و اين تركيب همان است كه در سيمان پرتلند هم قسمتي از كار استحكام و مقاومت پذيري را به عهده دارد و داراي ارزش سيماني است. به هر حال با شرح فوق مي توان خاصيت پوزولاني را به صورت زير تعريف كرد.

خاصيت پوزولاني عبارت است از قابليت ارتباط مواد آتشفشاني و غير آتشفشاني با آهك ( در حضور آب ) و تشكيل تركيبات جديد با خاصيت سيمان.
بارزترين نكات مثبت توليد سيمان با مواد افزودني كه خصوصيات پوزولاني دارند به شرح زير است:
– افزايش مقاومت هاي شيمياي در مقابل حمله سولفاتها در طول زمان ( نفوذ پذيري )
– پايين بودن حرارت هيدراتاسيون و پايين بودن انبساط ناشي از حرارت

– افزايش مقاومت هاي فيزيكي در دراز مدت
– جذب آهك آزاد و آهك هاي آزاد شده در طول زمان

– داشتن پلاستيثه بالا
– كاربرد ساده
– پايين بودن قيمت تمام شده و توليد
– بالا بردن ميزان توليد بدون سرمايه گذاري زياد.
در بحران نفتي بعد از جنگ اسرائيل واعراب و بالا رفتن هزينه هاي مربوط به توليد انرژي، در اغلب كشورهاي جهان توليد سيمان با مواد افزودني رونق گرفت.

كشورهاي توليد كننده سيمان پوزولاني و استانداردهاي آن:
در حال حاضر با پوزولانهاي مصنوعي و طبيعي در۲۹ كشور دنيا سيمان پوزولاني به صورت انبوه توليد مي شود. در كشورهاي مزبور استانداردهاي مشخصي در رابطه با دين نوع سيمان ها وجود دارد.
۱- تقريباٌ در تمام كشورها حدود نرمي يا سطح ويژه (BLAIN) سيمان پوزولاني برابر و يا در حدود درجه نرمي سيمان پرتلند است (۲۷۵۰-۳۰۰۰) سانتي متر مربع برگرم.

البته در صورت انتخاب نرمي تابلين ۵۰۰۰ cm2/gr، مقاومت بيشتري را مي توان انتظار داشت ولي هزينه هاي زياد سايش و مقابله با مشكلات زياد، اجتناب ناپذير است.
۲- نظر به اينكه هيدارتاسيون سيمانهاي پوزولاني در مقايسه با سيمان پرتلند پايين تر است بيشتر به مقاومتها يا تحمل فشار سيمانهاي پوزولاني در دراز مدت توجه ميشود و به همين دليل در برخي كشورها اصولاٌ از اندازه گيري مقاومت هاي مكانيكي سه روزه صرفنظر مي كنند.
۳- سيمانهاي پوزولاني نيز مانند سيمانپرتلند خالص بايد كاملاٌ كنترل شده و دقيقاٌ بر اساس نوع مصرف توليد شوند.

طرز تشكيل موادپوزولاني وتئوريهاي مربوط به آن:
پوزولانهاي مورد توجه جهت اكتشافات، منشا آتشفشاني داشته و مواد شيشه اي ناپيوسته ياتوف هاي متراكم هستند در اين رابطه لازم است به اختضار راجع به مواد پوزولاني جهان و تئوريهاي مربوط به تشكيل آنها مطالبي ارائه شود.

مهم ترين معادن اكتشاف شده در جهان تراس راين (Rhein) و با واريا، توف ناپل (Nuple)، خاك سانترين (Suntorin) و مواد پوزولاني آمريكاؤ روماني و شوروي مي باشند و در ژاپن و نيوزلند و تركيه، شيلي، يوگوسلاوي و بيشتر كشورهاي جهان مواد پوزولاني طبيعي شناسايي شده است.

تراس (Rhein) از ذخائري بدست مي آيد كه پس از برداشت مواد سطحي به ترتيب لايه هاي پاميس، شن، لايه هاي انتقالي سنگ توف حاوي پاميس و سپس سنگ توفف در قسمت فوقاني به رنگ قهوه اي ودر قسمت تحتاني به رنگ آبي نمايان مي شود. مواد استخراج شده سنگ توف هستند و فقط مواد خرد و ناپيوسته موسوم به تراس است. اما بعدها معلوم شد كه اختلاف جزئي بين آندو وجود دارد. در نتيجه ماده معدني قهوه اي رنگ هم از زير لايه انتقال برداشت گرديد. هم چنين توف هاي LeucITic با تركيب شيميايي يكسان اما با ماهيت مينرالي و ظاهر ميكروسكوپي متفاوت كه ارزش پوزولاني ضعيفي دارند كشف گرديد.

بررسيهاي مقدماتي براي شناس

ايي و اكتشاف مواد پوزولاني:
به طور كلي در اين بررسي، هدف شناخت و اكتشاف ذخاير قابل توجهي از سنگهائي با تركيب سيليسي و سيليكاته آمورف مي باشد كه در طبيعت به صورت شيشه هاي آتشفشاني (VolcuNIC Gloss) توف هاي پوميسن (PuMICic Tuff) خاكسترهاي آتشفشاني غني از شيشه، سنگ هاي زئوليت دار رسوبي يا آتشفشاني و بالاخره سنگهاي رسوبي سيليسي آمورف نظير دياتوميت مي باشد. خوشبختانه به علت وفور فعاليت و لكانيكي دركشور بجز منطقه چين خورده زاگرس و كپه داغ كه فاقد فعاليت آتشفشاني است درساير قسمتها دستيابي به اين مواد امكان پذير است. البته امكان وجود چنين موادي با توجه به تاريخچه زمين شناسي ايران از نظر قدمت سنگها نيزمحدود مي باشد. بطوريكه بخش اعظم فعاليت آتشفشان ايران در ارتباط با تشكيل چنين سنگ هائي مربوط به دوره ترسير و كوارترنري مي باشد.

با توجه به اين امرپيگيردي جهت دستيابي به اين مواد در محدوده زماني فوق كه وقوع فعاليت آتشفشاني و تشكيل سنگ هاي آتشفشان و آذر آواري بيش از همه محتمل است انجام مي شود. دراين بررسي سنگ هاي آتشفشاني توفي ائوسن كه داراي مقدار قابل توجهي شيشه مي باشند مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. ضمناٌ آلتراسيون هاي ولكانيكي ائوسن به زئوليت نيز مدنظر مي باشد. علاوه بر ائوسن در بخشي از ايران در سرآغاز نئوژن فعاليت ولكانيكي مشاهده مي شود كه اغلب با ولكانيك هاي شيشه اي نظير پرليت، پوميس و زئوليت همراه است كه در صورت دستيابي به چنين موادي در محدود مورد نظرمواد اوليه مناسبي جهت تهيه سيمان پوزولان خواهد بود در اواخر نئوژن فعاليت پراكنده آتشفشاني در بخش هاي مختلف ايران مشاهده مي شود كه عمدتاٌ از (Pumice) با تركيب ريورداييتي تشكيل شده است كه ظاهراٌ مواد بسيار مناسبي جهت توليد سيمان است. اين سنگ ها را اغلب به همراه آتشفشانهاي جوان در ايران نظير سهند و سبلان، تفتان، بزمان، دماوند و… مي توان مشاهده نمود.

علاوه بر سنگ هاي آتشفشاني در بخش هاي وسيعي از آذربايجان وجود سنگ هاي رسوبي دياتوميت دار در اشكوب پونسين (PON TIAN) به ثبت رسيده است. در اين مطالعات امكان دستيابي به اين مواد درولكانوكلاستهاي پونسين از اهيمت ويژه اي برخوردار بوده و نبايد ناديده گرفته شود.

مناطق مورد بررسي جهت اكتشاف مقدماتي مورد پوزولاني در اردبيل:
از آنجا كه سنگهاي مورد بررسي در اطراف اردبيل از نظر زمين شناسي وطرز تشكيل با هم متفاوت بوده و بترتيب مربوط به زمانهاي پالئوژن، نئوژن و كواترنري ميباشند، بهمين علت مناطق و اجد شرايط براساس خصوصيات سنگ شناسي وزمان تشكيل در سه قسمت زير شرح داده شده اند.

۱- توف برش ها و هيالوكلاستيت هاي ائوسن:
۱-۱ – زمين شناسي : اين رسوبات آذر آواري كه تماماً محصولات فعاليت آتشفشاني زير دريايي هستند. به ضخامت حدود ۵۰۰ متر و با شيب حدود ۱۰ درجه بطرف غرب و در يك امتداد شمالي- جنوبي گسترش دارند. اين سنگها در طول جاده اردبيل- آستا را از پايين تا بالاي گردنه حيران برونزد دارند و شامل توف برش، هيالوكلاستيت وتوف ماسه اي بدون لايه بندي يا ضخيم لايه ( ۱تا ۲متري ) ميباشند. داراي قطعات گدازه هاي آندزيتي توفيت خاكستري مايل به سبز در سيمان توفي و هيالوكلاسيتي بوده ( عكس شماره ۱ ) و داراي رنگ ظاهري خاكستري مايل به سبز يا زرد آجري و حفره دار هستند. بيشترين ضخامت آنها را در امتداد جاده اردبيل آستا را ( خود گردنه حيران ) است و جاده مقطع جالبي از آنها را به نمايش گذاشته است ( عكس شماره ۲)، صخره هاي بلندي را تشكيل داده و در بعضي از نقاط بر اثر فرسايش يك حالت ماسه اي زرد رنگ بخود گرفته اند كه با چكش براحتي از هم جدا ميشوند ( عكس شماره ۳).

بطرف غرب توسط كنگلومراي پليوسن بطور دگر شيب پوشيده ميگردند و بطرف شمال در جنوب آذربايجان شوروي كشيده ميشود. در غرب دهكده حيران بطور دگر شيب و با يك قاعده كنگلو مرايي بر روي شيل ها و ماسه سنگ هاي توفي كرتاسه – پالئوسن قرار گرفته اند.

« مقطع شماره ۱: موقعيت توف برشها و هيا لوكلاستيت هاي ائوسن

« عكس شماره ۱:
قطعات گدازه هاي آندزيتي و توفيت در داخل توف برش ها

« عكس شماره ۲»
نمايشي از توف برش ها و هيالوكلاسيت در امتداد جاده نگاه به باختر

« عكس شماره ۳ »
هيالولاستيت زرد آجري بدون لايه بندي كه در اثر فرسايش نرم شده و براحتي پودر ميشوند.

۱-۲- سنگ شناسي: نمونه شماره (۱):
بافت سنگ: ويتروكلاستيك
فنوكلاست ها :
شامل بلورهاي درشت و خرد شده زاويه دار پلاژيوكلاز تجزيه شده است كه حالت كاتاكلاستيك نشان ميدهند. خيلي كم ماكل آلبيت دارند و تركيب آنها در حد اليگوكلاز- آندزين است. مقدار آنها حدود ۳۰ درصد سنگ ميباشد. بعضاً بصورت تيغه هاي باريك در يك متن شيشه اي كلريتي پراكنده اند و همراه با ريك در يك متن شيشه اي كلريتي پراكنده و همراه با اكسيد آهن فراوان ميباشند. بعضي از بلورهاي آن توسط كلسيت جانشين شده اند.
ديگري بيوتيت سبز (آهن دار) است كه بصورت تيغه هاي تاب خورده اطراف فلدسپات ديده ميشود و مقدار آن ۲ تا ۳ درصد سنگ ميباشد.

ليتوكلاست ها:
بصورت قطعات شيشه اي قهوه اي رنگ ويا گدازه هاي آندزيتي مركب از مجموعه بلورهاي پلاژيوكلاز، كلريت، اپيدوت واكسيد آهن ديده ميشوند.

زمينه سنگ: شيشه اي دويتر يفيه شده است. بطور كلي ۶۰ درصد سنگ را شيشه تشكيل ميدهد.
كاني هاي فرعي :
اكسيد آهن بمقدار ۲ تا ۳ درصد سنگ
كاني هاي ثانويه:
كلسيت ( ۳ تا ۵ درصد ) كلريت واپيدوت مي باشند. رس نيز مقدارش نسبتاً زياد است. س
نام سنگ: توف شيشه اي – سنگي بلورين و تركيب آن آندزيتي است.
بافت سنگ:
ويتروكلاستيك ( شيشه – آواري)
فنوكلاست ها:
شامل بلورهاي تجزيه شده پلاژيوكلازسديم دار ( آلبيت ) با ماكل آلبيت و كارلسباد كه به آنالسيم و سريست تجزيه شده اند مقدار آنها حدود ۵ تا ۷ درصد سنگ است.
ديگري بيوتيت قهوه اي است كه بصورت بلورهاي كوچك يك ميليمتري در سنگ پراكنده بوده و حدود ۲ درصد سنگ را تشكيل ميدهد.آمفيبول ( هورنبلند سبز و قهوه اي) كه داراي منطقه بندي نيز ميباشد در سنگ ديده ميشود كه حدود ۲ درصد سنگ ميباشد. تك بلورهايي از كوارتز نيز در سنگ ديده ميشوند.
ليتوكلاست ها: شامل قطعات درشت و ريزپا ميس حفره دار كه حفرات آن توسط كلسيت وزئوليت شده است ميباشد كه ۶۰ درصد سنگ را تشكيل ميدهند. قطعات گدازه آندزيتي مركب از ميكروليت هاي پلاژيوكلاز و قطعات گدازه هاي شيشه اي قهوه اي رنگ با بلورهاي ريز فلدسپات نيز در سنگ ديده ميشوند.
بطور كلي حدود ۸۵ درصد سنگ را شيشه تشكيل داده كه بيشتر آن ساخت پاميس دارد.
زمينه سنگ شيشه اي همراه بارگه ها و بلورهاي ريزكربنات و رس ميباشد.
كاني ها ي فرعي آن:
شامل اكسيد آهن ۳ تا ۴ درصد سنگ- آپاتيت بمقدار كم
كاني هاي ثانويه:
شامل كليست، زئوليت، كلريت ميباشد.

نام سنگ : توف برش شيشه اي بلورين با تركيب داسيتي
نمونه شماره (۲) :
بافت سنگ:
ويتروكلاستيك ( شيشه – آواري )
فنوكلاست ها:
شامل بلورهاي درشت و تجزيه شده پلاژيوكلاز كه شديداً به سريسيت كائولن و زئوليت پر تبديل شده اند. مقدار آنها ۷% سنگ ميباشد. ديگر بيوتيت قهوه اي به صورت بلورهاي درشت و نيز به صورت مجموعه اي ريز بلوركه در متن شيشه اي همراه با بيوتيت هاي سبز رگه ها را پر كرده اند. مقدار آن ۱۰% سنگ ميباشد آمفيبول ( هورنبلند سبز) كه مقدار آن ۳% سنگ ميباشد. تك بلورهايي از كوارتز- ميكاي سفيد همراه با تالك نيز در سنگ ديده ميشود. بلورهاي پيروكسن اوژيت نيز به مقدار كم در سنگ ديده ميشود.
متن سنگ شيشه اي جوش خورده و جرياني است و حالت پاميسي نيز نشان ميدهد و ريز بلورهاي ميكاوفلدسپات و كاني هاي رسي نيز در آن پرداكنده اند. كاني هاي فرعي آن اكسيد آهن خيلي كم ( ۱ درصد) و آپاتيت بصورت انكلوزيون در بيوتيت و پيروكسن و آمفيبول واسفن نيز بصورت تك بلورهايي ديده ميشود.
ج
ليتوكلاست ها:
شامل قطعات گدازه هاي شيشه اي و ميكروليتي تجزيه شده ميباشد.
كاني هاي ثانويه :
شامل كليست، ميكا، سريسيت، زئوليت، كاني هاي رسي بطور كلي حدود ۷۵ درصد سنگ را شيشه تشكيل داده است.
نام سنگ: توف شيشه بلورين با تركيب آندزيتي،تراكي آندزيتي با توجه به مطالعات ميكروسكوپي فوق اين سنگها تركيب متوسط اسيد داشته ( آندزيت – تراكي آندزيت – داسيت) و از انواع توف و توف برش شيشه اي – سنگي بلورين بوده و داراي مقدار زيادي شيشه (بين ۶۰ تا ۸۵ درصد سنگ ) ميباشند.
۱-۳- آزمايش پوزولان اكتيويته: از اين سنگ ها دو نمونه مورد آزمايشات پوزولان اكتيويته قرار گرفته كه ميزان فعاليت پوزولاني آنها برحسب مقدار آهك جذب شده بصورت زير ميباشد:
مقدار آهك جذب شده شماره نمونه
( درصد )
۱۲/۵۹ (۱)
۱۹/۶۶ (۳)
با توجه به نتايج فوق ميزان فعاليت پوزولاني مناسبي را نشان ميدهند كه با مطالعات سنگ شناسي مطابقت كامل دارد.
۱-۴- گسترش و ذخيره احتمالي: اين سنگها در گستره اي بطول حدود ۱۰ كيلو متر و عرض حدود ۲ كيلو متر ( گستره اي حدود ۲۰ كيلو متر مربع ) برونزد دارند. با توجه به يكنواختي در تركيب سنگ شناسي مواد در بيشتر نقاط قابل استفاده ميباشند.