سازند آهن نواری

سازند آهن نواری
سنگ رسوبی سنگ
سازند آهن نواری، پارک ملی کاریجینی، استرالیای غربی
ترکیب
اولیهاکسیدهای آهن، چرت
ثانویهموارد دیگر
سنگی با قدمت ۲٫۱ میلیارد سال از آمریکای شمالی که ساختار سازند آهن نواری را نشان می‌دهد. (به‌نمایش‌درآمده در موزه درسدن، آلمان)

سازندهای آهن نواری (Banded iron formations یا به‌اختصار BIF) واحدهای متمایزی از سنگ‌های رسوبی هستند که از لایه‌های متناوبِ اکسیدهای آهن و چرتِ فقیر از آهن تشکیل شده‌اند. تقریباً تمام این سازندها متعلق به دوران پرکامبرین هستند و تصور می‌شود که نمایانگر و ثبت‌کنندهٔ رویدادِ اکسیژنی‌شدنِ اقیانوس‌های زمین باشند. برخی از کهن‌ترین صخره‌های زمین با قدمت تقریبی ۳۷۰۰ میلیون سال پیش، با این سازندها مرتبط هستند.

سازندهای آهن نواری بیش از ۶۰ درصد از ذخایر جهانی آهن را تشکیل می‌دهند و منبع اصلیِ سنگ آهنی هستند که در حال حاضر در سراسر جهان استخراج می‌شود. بزرگ‌ترین معادن این سازندها در کشورهای استرالیا، برزیل، کانادا، هند، روسیه، آفریقای جنوبی، اوکراین و ایالات متحده آمریکا قرار دارند.

ویژگی‌ها

سازند آهن نواری از کمربند سنگ‌سبز باربرتون، آفریقای جنوبی

یک سازند آهن نواریِ معمولی شامل لایه‌های نازک و تکرارشونده‌ای (به ضخامت چند میلی‌متر تا چند سانتی‌متر) از اکسیدهای آهن (نقره‌ای تا سیاه، عمدتاً شامل مگنتیت یا هماتیت) است که با نوارهایی از چرتِ فقیر از آهن (اغلب به رنگ قرمز) با ضخامت مشابه، در تناوب هستند.[۱] یک سازند آهن نواری می‌تواند تا چند صد متر ضخامت و تا چند صد کیلومتر گستردگی افقی داشته باشد.[۲] این سنگ‌ها معمولاً بسیار سخت، متراکم و در برابر فرسایش مقاوم هستند. حفظ‌شدگیِ ظریفِ لایه‌بندی‌ها در فواصل طولانی نشان می‌دهد که این رسوبات در محیط‌های بسیار کم‌انرژی —مانند آب‌های نسبتاً عمیقی که از امواج و جریان‌های دریایی در امان بوده‌اند— ته‌نشین شده‌اند.[۳]

منشأ و شکل‌گیری

این نمودار فراوانی نسبی سازندهای آهن نواری را در پیشینه زمین‌شناسی، به عنوان تابعی از زمان قبل از زمان حال نشان می‌دهد. رنگ، نوع غالب را نشان می‌دهد. قرمز = سازندهای قدیمی‌تر آرکئن؛ سبز = سازندهای گندوانای بزرگ؛ آبی = سازندهای آهن دانه‌ای؛ سیاه = سازندهای زمین گلوله برفی.

نخستین بار پرستون کلاود (Preston Cloud) چارچوب کلی برای درک نحوهٔ تشکیل این سازندها را ارائه داد. دانشمندان بر این باورند که سازندهای آهن نواری در آبِ اقیانوس‌های باستانی و در نتیجهٔ تولید اکسیژن توسط سیانوباکتری‌های فتوسنتزکننده شکل گرفته‌اند.[۴]

در اقیانوس‌های اولیهٔ زمین که فاقد اکسیژن (بی‌هوازی) بودند، مقادیر عظیمی از آهنِ محلول (آهنِ کاهش‌یافته) وجود داشت که از طریق چشمه‌های گرمابی در کف اقیانوس‌ها تأمین می‌شد. هنگامی که سیانوباکتری‌ها در آب‌های سطحی شروع به تولید اکسیژن کردند، این اکسیژن با آهنِ محلولِ موجود در آب ترکیب شد و اکسیدهای آهنِ نامحلول (آهنِ اکسیدشده) را به وجود آورد. این اکسیدهای آهن در کف اقیانوس ته‌نشین شده و لایه‌های نازکِ غنی از آهن را شکل دادند.[۵] تناوبِ لایه‌های آهن با لایه‌های سیلیسی (چرت)، احتمالاً ناشی از نوساناتِ دوره‌ای در میزان تولید اکسیژن توسط این ارگانیسم‌ها بوده است؛ سازوکاری شبیه به تشکیل واروها (Varves) در رسوب‌شناسی.

اوج رسوب‌گذاریِ سازندهای آهن نواری در اواخر دوران نخست‌زیستی (آرکئن) و دورهٔ اوروسیرین (حدود ۲٫۴ تا ۱٫۸ میلیارد سال پیش) رخ داد؛ دوره‌ای که به‌عنوان رویداد بزرگ اکسیژنی[الف] شناخته می‌شود.[۷] با پایان یافتنِ منابع آهنِ محلول در اقیانوس‌ها، رسوب‌گذاریِ این سازندها نیز تا حد زیادی متوقف شد و پس از آن، اکسیژنِ آزاد شروع به انباشت در جوّ زمین کرد. (تعداد کمی از این سازندها که در دورهٔ پیشین‌زیستی نو رسوب کرده‌اند، عموماً با شرایط خاص و یخبندان‌های جهانیِ ناشی از زمین گوی برفی مرتبط دانسته می‌شوند).

اهمیت اقتصادی

معدن تام پرایس در رشته‌کوه هامرسلی، استرالیا

سازندهای آهن نواری از منظر زمین‌شناسیِ اقتصادی بسیار حائز اهمیت هستند و تأمین‌کنندهٔ بخش اعظمِ سنگ آهنِ موردنیاز در جهانِ امروز محسوب می‌شوند.[۸] در نواحی مختلف معدنی، نام‌های محلیِ گوناگونی به این سازندها داده شده است؛ برای مثال در منطقهٔ دریاچه‌های بزرگ ایالات متحده به آن‌ها «تاکونیت» (Taconite) یا «جاسپیلیت»، در برزیل به آن‌ها «ایتابیریت» (Itabirite)، و در هند به آن‌ها «کوارتزیتِ هماتیتِ نواری» (BHQ) می‌گویند.[۸]

امروزه معادنِ عظیمی بر روی این سازندها در سراسر جهان در حال بهره‌برداری هستند. منطقهٔ رشته‌کوه هامرسلی (Hamersley Range) در استرالیا دارای ضخیم‌ترین و گسترده‌ترین سازندهای آهن نواری در جهان است که سالانه بیش از ۱۰۰ میلیون تن سنگ آهن از آن استخراج می‌شود. همچنین منطقهٔ «چهارضلعی آهنی» (Iron Quadrangle) در برزیل، معادن آنشان (Anshan) در چین، و منطقهٔ آیرون رنج (Iron Range) در ایالات متحده از دیگر منابع مهم اقتصادیِ این سازندها به‌شمار می‌روند.

جستارهای وابسته

یادداشت‌ها

  1. ↑ رویداد بزرگ اکسیژنی (Great Oxygenation Event) پدیده‌ای در تاریخ زمین‌شناسی است که طی آن، اکسیژنِ آزاد برای نخستین بار به‌طور گسترده در جو و اقیانوس‌های زمین انباشته شد. این رویداد عمدتاً ناشی از فعالیت سیانوباکتری‌های فتوسنتزکننده بود.[۶]

پانویس

  1. ↑ James, Harold Lloyd (1 May 1954). "Sedimentary facies of iron-formation". Economic Geology. 49 (3): 235–293. Bibcode:1954EcGeo..49..235J. doi:10.2113/gsecongeo.49.3.235.
  2. ↑ Trendall, A.F.; Blockley, J.G. (2004). "Evolution of the Hydrosphere and Atmosphere". In Eriksson, P.G.; Altermann, W.; Nelson, D.R.; Mueller, W.U.; Catuneanu, O.; Ohmoto, H. (eds.). The Precambrian Earth - Tempos and Events. Developments in Precambrian Geology. Developments in Precambrian Geology. Vol. 12. pp. 359–511. doi:10.1016/S0166-2635(04)80007-0. ISBN 978-0-444-51506-3.
  3. ↑ Trendall, A.F. (2002). "The significance of iron-formation in the Precambrian stratigraphic record". In Altermann, Wladyslaw; Corcoran, Patricia L. (eds.). Precambrian Sedimentary Environments: A Modern Approach to Ancient Depositional Systems. Blackwell Science Ltd. pp. 33–36. ISBN 0-632-06415-3.
  4. ↑ Cloud, Preston E. (1968). "Atmospheric and Hydrospheric Evolution on the Primitive Earth". Science. 160 (3829): 729–736. Bibcode:1968Sci...160..729C. doi:10.1126/science.160.3829.729. JSTOR 1724303. PMID 5646415.
  5. ↑ Cloud, P. (1973). "Paleoecological Significance of the Banded Iron-Formation". Economic Geology. 68 (7): 1135–1143. Bibcode:1973EcGeo..68.1135C. doi:10.2113/gsecongeo.68.7.1135.
  6. ↑ "Great Oxidation Event". Encyclopedia Britannica (in English). Retrieved 2023-10-26.
  7. ↑ Holland, Heinrich D (19 May 2006). "The oxygenation of the atmosphere and oceans". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361 (1470): 903–915. doi:10.1098/rstb.2006.1838. PMC 1578726. PMID 16754606.
  8. 1 2 Trendall, A. (2005). "Banded iron formations". Encyclopedia of Geology. Elsevier. pp. 37–42.

پیوند به بیرون

پرونده‌های رسانه‌ای مربوط به Banded iron formation در ویکی‌انبار 

This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.