ایران با پیشینهای بیش از ۷۰۰۰ سال در حوزه معدنکاوی و فلزکاری کهن یکی از پیشگامان باستانی در جهان به شمار میرود مطالعه پیرامون معدنکاوی و فلزکاری کهن به عنوان بخشی از میرات مهندسی و فرهنگی ایران نقش اساسی در شناخت تاریخچه این فناوریها و توسعه دانش مرتبط و حفاظت از آن کمک میکند از دهه ۱۳۷۰ فعالیتهای سازمان یافتهای در زمینه معدنکاوی و فلزکاری کهن در ایران آغاز شده که اجرای پروژههای ملی و بینالمللی از جمله دستاوردهای مهم آن بوده است. این پژوهش با مروری بر مطالعات شاخص انجام شده در این حوزه نتایج فعالیتهای انجام شده را مورد ارزیابی قرار داده است. از این منظر ضمن برشمردن ارزشهای موجود در میراث معدنکاری و فلزکاری کهن بر ضرورت حفاظت از آن و نیز ثبت ملی نمونههای شناخته شده برتر از این معادن در کشور تاکید میکند.
محوطه ذوب فلز روی بهاباد، واقع در ۷۱ کیلومتری شمال بهاباد در استان یزد ایران با مساحت ۲۲۰ مترمربع و در کمربند فلز_زایی طبس-پشتبادام، یکی از مراکز متالورژی باستانی محسوب میشود. این پژوهش با هدف شناسایی نوع فلز استخراجشده، بررسی فرآیندهای متالورژیکی و بازسازی فناوریهای بهکاررفته، از طریق تحلیل پتروگرافی و ژئوشیمیایی میخهای سفالی و سربارههای کوره انجام شده است. از محوطه، ۳۰ نمونه میخ سفالی و ۲۰ نمونه سرباره جمعآوری شد که از هر گروه، پنج نمونه برای مطالعات پتروگرافی و آنالیز شیمیایی به روش(ICP-OES) انتخاب شدند. نتایج پتروگرافی نشان داد که میخهای سفالی، ساختهشده از خاک رس پخته، دارای بافت پورفیری با حدود ۲۰ % کوارتز و مقادیر اندک کلسیت هستند، در حالی که سربارهها حاوی فایالیت (Fe₂SiO₄)، ملیلیت، پیروکسن و وستیت (FeO) بوده و شرایط احیایی و دمای بالای ذوب را تأیید میکنند. آنالیز شیمیایی، حضور میانگین ۱.۲۱ % ZnO در میخها را نشان داد که نقش آنها را در جمعآوری بخارات روی بهصورت توتیا (ZnO) پس از قرنها تأیید میکند. سربارهها با میانگین ۳.۷۴ % ZnO، بیانگر استخراج ناکامل روی هستند. غلظت پایین سرب(۶۶۹ ppm در میخها و ۳۱۵ ppm در سربارهها)و گوگرد(۱۰۵۳ ppm در میخها و ۳۶۱ ppm در سربارهها)استفاده از کانیهای اکسیدی مانند اسمیتسونیت (ZnCO₃) یا همیمورفیت را بهجای سولفیدهایی نظیر اسفالریت (ZnS) نشان میدهد که با کمربند فلز_زایی سرب-رویکانسارهای اکسیدی منطقه همخوانی دارد. برای استحصال روی، از کورههای دوطبقه استفاده میشد که شامل طبقه زیرین برای حرارت دهی به سنگ معدن و طبقه بالایی با صفحهای مشبک از جنس رس بود. روی این صفحه، میخهای سفالی (با طول ۱۰ تا ۲۰ سانتیمتر و قطر ۲ تا ۴ سانتیمتر) قرار میگرفتند و فرآیند تقطیر صعودی را تسهیل میکردند. این فناوری در مقایسه با روش تقطیر نزولی هند (با استفاده از اسفالریت و کورههای مربعی شکل) و روش تقطیر صعودی چین (با کندانسور و کورههای مستطیلی) متمایز است و نوآوری بومی ایران را با بهرهگیری از زغالچوب بهعنوان سوخت و میخهای سفالی بهعنوان ابزار اصلی نشان میدهد. این پژوهش بر انطباق این فناوری با شرایط محلی و اهمیت آن در تاریخ متالورژی جهانی تأکید دارد.
استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیتهای متالورژیکی از دوران پیشتاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب میشود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشتبادام در جریان مطالعات زمینشناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمعآوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونههای مورد بررسی ویژگیهای ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتیمتر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سربارهها عمدتاً از کانیهای فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشهای تشکیل شدهاند و دارای بافتهای اسپینیفکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سربارهها نشان میدهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلیمتال Cu-Pb-Zn بهعنوان مواد خام اولیه میباشد. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴درصد، نشاندهنده استفاده از سنگهای کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) بهعنوان فلاکس برای تنظیم ویسکوزیته و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سربارهها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد را نشان میدهد که با استفاده از فلاکسهای سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سربارهها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه میدهد. پرسشهای اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراجشده و فرآیندهای متالورژیکی بهکار رفته بود. بر اساس یافتهها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهرهبرداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخگذاری دقیق شواهد سطحی کافی بهدست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشاندهنده استفاده از فناوریهای متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد و بهکارگیری سیستم فلاکسهای ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینهسازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است. استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیتهای متالورژیکی از دوران پیشتاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب میشود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشتبادام در جریان مطالعات زمینشناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمعآوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونههای مورد بررسی ویژگیهای ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتیمتر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سربارهها عمدتاً از کانیهای فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشهای تشکیل شدهاند و دارای بافتهای اسپینیفکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سربارهها نشان میدهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلیمتال Cu-Pb-Zn بهعنوان مواد خام اولیه میباشد. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴درصد، نشاندهنده استفاده از سنگهای کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) بهعنوان فلاکس برای تنظیم ویسکوزیته و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سربارهها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد را نشان میدهد که با استفاده از فلاکسهای سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سربارهها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه میدهد. پرسشهای اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراجشده و فرآیندهای متالورژیکی بهکار رفته بود. بر اساس یافتهها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهرهبرداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخگذاری دقیق شواهد سطحی کافی بهدست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشاندهنده استفاده از فناوریهای متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد و بهکارگیری سیستم فلاکسهای ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینهسازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.
استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیتهای متالورژیکی از دوران پیشتاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب میشود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشتبادام در جریان مطالعات زمینشناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمعآوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونههای مورد بررسی ویژگیهای ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتیمتر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سربارهها عمدتاً از کانیهای فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشهای تشکیل شدهاند و دارای بافتهای اسپینیفکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سربارهها نشان میدهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلیمتال Cu-Pb-Zn بهعنوان مواد خام اولیه است. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴درصد، نشاندهنده استفاده از سنگهای کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) بهعنوان فلاکس برای تنظیم گرانروی و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سربارهها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد را نشان میدهد که با استفاده از فلاکسهای سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سربارهها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه میدهد. پرسشهای اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراجشده و فرآیندهای متالورژیکی بهکار رفته بود. بر اساس یافتهها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهرهبرداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخگذاری دقیق شواهد سطحی کافی بهدست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشاندهنده استفاده از فناوریهای متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتیگراد و بهکارگیری سیستم فلاکسهای ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینهسازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.
دکتر امین اله کمالی، دکتر مهدی رازانی، دکتر سید ایرج بهشتی، دکتر حمید فدایی، مهندس وحید ابراهیم زاده، دوره 9، شماره 1 - ( 3-1405 )
چکیده
محوطه های ذوب فلز چاه جمال خَشومنگ در استان یزد، بخش خرانق و شرق شهرستان اردکان، در ۲۵ کیلومتری جنوب روستای ساغند و ۱۲۰ کیلومتری یزد واقع شده اند. پژوهش حاضر با هدف شناسایی فناوری ذوب و منشأ کانه های مورد استفاده در این محوطه ها، نمونه های سرباره برداشته شده از دو محوطه ذوب فلز را از طریق مطالعات میدانی، پتروگرافی و آنالیز شیمیایی به روش (ICP-OES) بررسی کرده است. نتایج پتروگرافی حضور کانی های سیلیکاتی پیروکسن و فایالیت در زمینه ی شیشه ای، همراه با فازهای فلزی مس طبیعی، کانی های سولفیدی مس (کالکوسیت و کوولیت) و کانی آهن دار وستیت را نشان می دهد. مقدار بالای سیلیس در نتایج آنالیز شیمیایی، در کنار حضور CaO و MgO، حاکی از استفاده از کمک ذوب های سیلیسی و کربناته برای کاهش ویسکوزیته سرباره است؛ این شواهد، همراه با ترکیب کانی شناختی مشاهده شده، دمای ذوب را حدود ۱۱۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد و شرایط درون کوره را احیایی و نسبتاً کنترل شده نشان می دهد. این محوطه های ذوب فلز که با هدف استخراج مس ایجاد شده بودند، علاوه بر مس، حاوی عناصر سرب، روی و نقره نیز هستند که نشان می دهد ماده خام تأمین کننده این کوره ها از یک کانسار پلی متال بوده است. در خصوص منشأ این مواد خام معدنی نیز می توان به تونل ها و چاهک های اکتشافی کهن، در فاصله حدود دو کیلومتری این محوطه ها، اشاره کرد که تأمین کننده محلی مواد اولیه این کوره های ذوب بوده اند. یافته های این پژوهش درک و آگاهی ما را نسبت به فناوری استخراج فلزات در فلات مرکزی ایران ارتقا می بخشد.