اکتشاف سنگ
وجود ساختارهایی چون حفرات بزرگ مقیاس در سنگ‌‌های کربناته رایج است؛ به ویژه هنگامی که سطح آب‌‌های زیرزمینی منطقه بالا باشد. در این صورت، سنگ‌‌های کربناته به مرور توسط آب‌‌های زیرزمینی انحلال پیدا کرده و حفره‌های بزرگ مقیاس پدید می‌‌آیند.
از سویی دیگر، وجود درز و شکاف‌‌های تکتونیکی که حاصل از تحرکات زمین طی صدها، هزاران و حتی میلیون‌‌ها سال است، باعث می‌‌شود بلوک‌‌های توده سنگ، حالت یکپارچه‌‌ی خود را از دست بدهند. در این صورت، اگر عملیات استخراج سنگ ساختمانی بدون توجه به دو عامل ذکر شده انجام گیرد، راندمان کوپ‌‌دهی می‌‌تواند بسیار کاهش پیدا کند.
وجود حفرات و شکستگی‌‌های تکتونیکی تنها دو نمونه از مواردی هستند که لزوم انجام عملیات اکتشاف علمی قبل از عملیات استخراج را نشان می‌‌دهند.
مقدمه
کشور ایران دارای ذخایر بسیار عظیمی از سنگ‌‌های ساختمانی است. وجود زون‌‌های مختلف و رخدادهای گذشته‌‌های زمین‌‌شناسی، این مزیت را برای ایران فراهم کرده که تنوع گسترده‌‌ای از سنگ‌‌های ساختمانی را دارا باشد.
سنگ‌‌های مرمریت، سنگ گرانیت، سنگ تراورتن و سنگ مرمر از جمله سنگ‌‌هایی هستند که هر کدام با داشتن تنوع گسترده از رنگ‌‌ها و طرح‌‌های گوناگون، جایگاه ایران را از لحاظ تنوع سنگ‌‌های ساختمانی در رتبه‌‌ی نخست جهانی قرار داده‌‌اند.
با وجود اینکه ایران جایگاه چهارم را در تولید سنگ‌‌های ساختمانی دارد، باید توجه داشت که ذخایر سنگ ساختمانی ایران بالغ بر 8 میلیارد تن برآورد شده که از این رقم، 2.3 میلیارد تن ذخیره قطعی و مابقی ذخیره احتمالی است؛ از میزان ذخایر قطعی نیز، 59 درصد گرانیت، 27 درصد سنگ مرمریت، 10 درصد سنگ چینی، 3 درصد سنگ تراورتن و حدود 1 درصد مرمر تشخیص داده شده‌‌اند (عطایی، 1397).
اهمیت عملیات اکتشاف
قبل از شروع عملیات استخراج و بهره‌‌برداری ازمعادن سنگ ساختمانی آنچه بسیار مهم است، انجام عملیات اکتشاف و ارزیابی نتایج حاصل است. اهمیت عملیات اکتشاف را می‌‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:
- تخمین میزان ذخیره‌ی واقعی معادن؛
- شناسایی ساختارهای زمین‌‌شناسی همچون حفرات و شکستگی‌‌ها؛
- افزایش راندمان تولید؛
- کاهش هزینه‌‌های استخراج؛
- ارزیابی کیفی سنگ‌‌ها در اعماق و جهات مختلف محدوده‌‌ی معدنی؛
- طراحی بهینه‌‌ی معادن و سینه‌‌کارها.
در منابع مختلف، طبقه‌‌بندی‌‌های گوناگونی برای عملیات اکتشاف معادن سنگ‌‌های ساختمانی ارائه شده است اما به طور کلی می‌‌توان آن‌‌ها را در مراحل زیر عنوان کرد:
- پی‌‌جویی
- اکتشاف مقدماتی
- اکتشاف نیمه تفضیلی
- اکتشاف تفضیلی
پی‌‌جویی
قدم اول در فرآیند اکتشاف علمی، پی‌‌جویی است. این مرحله به صورت کلی انجام می‌‌شود و اطلاعات حاصل از آن شامل جزئیات نیست. عملیاتی که در این مرحله انجام می‌‌شود عبارت است از:
- تهیه‌‌ی نقشه‌‌های زمین‌‌شناسی در مقیاس بزرگ؛
- بازدید از منطقه و انجام پیمایش؛
- کسب اطلاعات از طریق انجام مصاحبه با مردم محلی؛
- انجام آزمایش‌‌های ساده از جمله چکش زمین‌‌شناسی و چکش اشمیت.
گرچه در بعضی از موارد اصطلاحات پی‌‌جویی و اکتشاف بطور مترادف استفاده می‌‌شوند و معنی واحدی دارند، ولی از نقطه نظر عملیاتی که سبب می‌‌شود یک کانسار به صورت معدن درآید، می‌‌توان دو مرحله‌‌ی مختلف پی‌‌جویی یا اکتشاف ناحیه‌‌ای و اکتشاف منطقه‌‌ای را از یکدیگر متمایز کرد.
هدف از عملیات پی‌‌جویی آن است که با توجه به معیارها و نشانه‌‌های مختلف و با استفاده از روش‌‌های پی‌‌جویی، موقعیت کانسار [ناحیه‌‌ی معدنی سنگ ساختمانی] و وضعیت عمومی آن مشخص شود. اما عملیات اکتشاف [منظقه‌‌ای] پی از یافتن کانسار [سنگ ساختمانی] شروع می‌‌شود و هدف از آن، بررسی و شناسایی دقیق کانسار، مطالعه‌‌ی ساختار آن و بالاخره تعیین شکل، ابعاد و ذخیره‌ی کانسار است.
در جدول 1 اختلافات اساسی بین مراحل پی‌‌جویی و اکتشاف ارائه شده است (مدنی، 1376).
جدول 1: اختلافات اساسی بین مراحل پی‌‌جویی و اکتشاف (مدنی، 1376)
معیارهای پی‌‌جویی سنگ‌‌های ساختمانی
1) معیارهای آب و هوایی: برای تشکیل اغلب کانسارها، شرایط آب و هوایی خاصی نیاز است. به طور مثال برای تشکیل سنگ‌‌های کربناته‌‌ی قرمز رنگ (انواع مرمریت‌‌های قرمز)، وجود محیط آب‌‌های کم‌‌عمق دریایی که شرایط اکسیداسیون برای آن‌‌ها فراهم باشد، مورد نیاز است.
در مثالی دیگر، ماسه‌‌سنگ‌‌ها معمولاً در رودخانه‌‌ها تشکیل می‌‌شوند در نتیجه وجود مناطق با بارش مناسب و رودخانه‌‌های پرآب نیاز است. بنابراین برای پی‌‌جویی چنین سنگ‌‌هایی در یک ناحیه باید دوره‌‌های زمین‌‌شناسی‌‌ای که در آن‌‌ها، چنین شرایطی حاکم بوده بررسی کرد.
2) معیارهای سنی: انواعی از سنگ‌‌های ساختمانی در دوره‌‌ها و سن‌‌های خاص زمین شناسی می‌‌توانسته‌‌اند تشکیل شوند. برای مثال سنگ‌‌های آذرین و از آن جمله گرانیت ها، در دوره‌‌های به خصوصی از زمین‌‌شناسی فوران کرده یا جایگیری گسترده داشته‌‌اند.
برای مثال، در دوره‌‌ی ائوسن (34 تا 55 میلیون سال پیش) بیشترین فوران‌‌های آتش‌‌فشانی در نقاط مختلف ایران به وقوع پیوسته است و سنگ توف سبز که به طور گسترده در دیوارچینی و کفپوش استفاده می‌‌شود [و در قسمت میانی رشته کوه البزر به وفور دیده می‌‌شود]، در این دوره تشکیل شده است.
3) معیارهای رخساره‌‌ای و سنگ شناسی: در بسیاری موارد، رابطه‌‌ی نزدیکی بین کانسار سنگ ساختمانی و نوع سنگ‌‌های همبر آن وجود دارد که از این ویژگی می‌‌توان در پی‌‌جویی استفاده کرد.
برای مثال، وجود توده‌‌های آذرین درونی مانند: توده‌‌های گرانیتی در کنار تشکیلات سنگ‌‌های کربناته، می‌‌تواند دلیلی برای تشکیل انواع سنگ‌‌های دگرگونی همچون مرمرها باشد.
در مثالی دیگر، سنگ اونیکس معمولاً در زیر لایه‌‌های تراورتن قابل پی‌‌جویی است و به طور علمی، شرایط تشکیل آن‌‌ها مشابه است. هم‌‌چنین وجود سنگ‌‌های رودخانه‌‌ای از جنس ماسه‌‌سنگ یا قلوه سنگ سفید که عمدتاً از کوارتز و فلدسپار تشکیل شده‌‌اند می‌‌تواند گواه مناسبی برای وجود یک توده‌‌ی آذرین در ناحیه‌‌ی نزدیک باشد.
