تم التعرف على تواجدات لتمعدنات النيوبيوم والتانتالم والعناصر الأرضية النادرة (REE) في عدد من المواقع في الدرع العربي بالمملكة العربية السعودية كما هي موضحة في الخريطة التالية:
مواقع رواسب النيوبيوم والتانتالم والعناصر الأرضية النادرة
يكثر تواجد صخور الجرانيت فوق القلوي الحاملة للعناصر الأرضية النادرة في الجزء الشمالي الغربي من الدرع العربي كما يعد راسب القرية التابع لإقليم مدين احد أهم الرواسب ذات الاحيتاطيات الاقتصادية العالية (Elliott et al., 1999; Tertiary Minerals, 2006).. كما يوجد راسب ذو رتبه عاليه وهو راسب جبل طوالة (شمال راسب القرية) ويقع ضمن إقليم جدة والذي يتكون من صخور الميكروجرانيت (Drysdall et al., 1984; Drysdall and Douch, 1986)، وجبل حمرا سيليكسايت ويقع بإقليم الحجاز (Drysdall et al., 1984; Jackson and Douch, 1986).
ومن الناحية الجيوكيميائية فإن هناك ارتباط بين بين هذا النوع من الميكروجرانيت والذي يحتوي على نسب محددة من العناصر الأرضية النادرة ومن أمثلة هذا النوع جرانيت ام البراك (Drysdall et al., 1984), ، الذي يقع ضمن الجزء الأوسط الغربي من الدرع العربي (Dirk Küster, 2009).
وفيما يلي نستعرض بإيجاز أبرز الأمثلة لتلك التمعدنات بالمناطق الرئيسة:
1) راسب القرية:
تقع صخور الميكروجرانيت القلوي المتمعدن والمعروف بالقرية عند التقاء وادي سحلولة مع وادي سدر، مكوناً سدادة متميزة تتكشف على هيئة بروزات منخفضة بوادي سهل ملي بالطمي.
تاريخ الاستكشاف
استرعى راسب جرانيت القرية الانتباه نتيجة لوجود شاذة تم التعرف عليها بواسطة عمليات المسح الجوي حيث تم فحص وجود النيوبيوم والتانتالم، كذلك تم القيام بالعديد من المراحل الاستكشافية المتتابعة الموجهة (Sequential orientation Survey) بما في ذلك عمل الخرائط الجيولوجية والإشعاعية وجمع العينات وأعمال الحفر واختبار تنقية المعادن التي تمت بعد ذلك.
جيولوجية الراسب
يتكون الصخر الحاوي (ميكروجرانيت قلوي) لراسب القرية من معادن الميكروكلين والالبيت والأمفيبول الصودي، ويتداخل فى صخور بركانية متحولة وصخور رسوبية متحولة المصاحبة للجزء الأسفل من متكون سليه التابعة لصخور ما قبل الكامبري. يوجد كذلك خامات بجماتيت المرو الفلسباري وعروق الميكروجرانيت، وعريقات من الفلورايت. تتضمن بعض صخور البجماتيت مستويات لقيم مرتفعة من الإشعاع تزيد عن تلك القيم المسجلة بصخور الميكروجرانيت. كما يتواجد المتداخل على شكل دائري في منطقة متقاطعة نصف قطرها 0.9 كم (شكل 2)، عادة ما تكون مناطق التماس منحدرة بشكل حاد ومجاورة لصخور مكانية يظهر فيها تحول موضعي (Contact Metamorphism).
التمـــعدن
يعد عنصري النيوبيوم والتانتالم احد اهم الفلزات أهمية تجارية ضمن مجموعة الفلزات المسجلة في صخور ميكروجرانيت القرية، ويمثلان المكونان الرئيسيان لمعدنى الكولومبيت والتانتالايت على الترتيب ويتصاحبان بالزركون والثورايت يوجد كذلك اليورانيوم والقصدير ولم يتم بعد تحديد المعادن المضيفة المنتشرة. تشير التحاليل الكيميائية إلى أن هذه الفلزات موزعة بشكل شبه منتظم بصخور الميكروجرانيت كما تحتوي عروق المرو والبجماتيت على معدن بايروكلور النيوبيوم وعلى معادن سنشيسايت الايتريوم (y) .
خريطة جيولوجية لراسب القرية
الأعمال الاختبارية
أظهرت الدراسات الأولية في محاولة لاستخلاص الفلزات من الصخر الحاوي أن الطحن المنخلي للخام إلى 400 مش ضروري لتحرير المعادن المحتوية على العناصر المرغوب فصلها، والتي يمكن بعد ذلك تركيزها بالتعويم. كما يمكن استعادته كلا من النيوبيوم والتانتالم من المادة المركزة باستخدام التكلور المختزل، وغسل نتائج التصعيد الكيميائي، واستخلاص المحلول. تنتج عملية المادة المتبقية المكلورة اليورانيوم وبعض الايتريوم. وتوجد المواد التي تتم استعادتها واستخلاصها، ولم يتم استخلاص قيم عالية للقصدير، نتيجة للتقرير الذي تم إعداده بالمعمل نتائج الاختبارات بأنه قد تم استعادة 95٪ من النيوبيوم والتانتالم واليورانيوم، مع منتجات تفي بمواصفات معيارية يمكن تحقيقها إذا تمت تصفية العمل الأولي وإذا تم كذلك تحقيق إلى ما يمكن من قائمة التدفق (flow sheet).
التقييم
أوضحت محتويات العينات السطحية المنتظمة وكذا العينات التي تم انتقائها من خمسة حفر لبية . والتي تصل إلى عمق 250م العمق مستوى سطح الوادي وجود احتياطي مؤكد يصل إلى 400 مليون طن (جدول رقم 1). ويوضح الجدول أيضا تقديرات تكلفة رتب المقدار والدراسات الأولية للسوق التي تمت في عام 1987م ان الاستكشاف الاستثماري يجب رفعة إلى معالجة 3 مليون طن متري في السنة.
جدول رقم (1) : الموارد المستدلة من النيوبيوم والتانتالم والمعادن المصاحبة لراسب القرية
Location |
Resource MT |
To depth below surface (6) |
Nb |
Ta |
Sn |
La |
Ce |
Y |
Th |
U |
Zr |
Ghurayyah |
400.0 |
250 |
2256 |
212 |
290 |
61 |
144 |
1326 |
399 |
117 |
8578 |
Umm Al Birak |
6.6 |
150 |
1663 |
121 |
84 |
571 |
800 |
311 |
46 |
28 |
5129 |
Jabal Al Hamra |
17.6 |
100 |
1731 |
146 |
194 |
2593 |
3432 |
1592 |
263 |
75 |
13267 |
2) جبل طوالــة:
الصخر المؤلف من الميكروجرانيت القلوي المتمعدن ومن الميكروسيانيت اللذان يشكلان سلسلة مرتفعات جبلية منخفضة معروفة باسم جبل طوالة، تتداخل فيها الصخور البركانية مع صخور بركانية فتاتية غنية بمعادن الفلسبار وصخور متوسطة إلى أساسية من النوع البركاني المتحول في متكون حجاف الواقع على بعد (5) كيلومترات جنوب شرق الحافة الشرقية لمعقد جبل الزهد. تم وضع صخور الميكروجرانيت والميكروسيانيت بجبل طوالة كهدف للبحث عام 1977م وذلك نتيجة الدراسات الجوية المبكرة باستخدام الماجنوميتر والسنتلوميتر (الوميض) الخاصة بشاذات التمعدن التي تشير إلى نوع تمعدن جبل القرية، تم القيام بأعمال التخريط الجيوكيميائي، والجيوفيزياء الأرضية (الطيفية)، وتم جمع مختلف العينات المركبة من على طول سبعة خطوط عبر نفس الاتجاه وتم استكمال عمليات الحفر (3 حفر) يبلغ إجماليها 636 متراً وذلك خلال عام 1979م.
تحتوي المعادن على عناصر ذات مردود اقتصادي موزعة في شكل أجزاء ناعمة تشبه الغبار في كتلة أرضية فلسية وتم حتى الآن تحديد الزركون والبايروكلور والسفاليريت وذلك بشكل إيجابي، يوجد السفاليريت في شكل حبيبات متناثرة وكذلك في شكل آثار غير منتظمة في صخور نارية وجدت في لب الحفر، وربما يكون مكوناً بارزاً موضعياً.
تم تقدير الاحتياطي المؤكد حتى عمق 65م تحت مستوى سطح الوادي بـ 6.4 مليون طن. هذا الراسب القليل نسبياً يحتوي حتى الآن على أعلى تركيزات من النيوبيوم والقصدير والايتريوم في أي من أمثلة التمعدن الموضحة هنا. وهو أيضا غني بالتانتالم والثوريوم والعناصر النادرة الثقيلة (REE).
3) جبل حمرا:
إن تكشف حشو راسب حمرا يتوافق مع ذروة بارزة ترتفع إلى نحو 250 متر فوق مستوى سطح الوادي في الطرف الجنوبي لسلسة جبلية تتجه شمالا على طول 5 كيلو مترات وتحيط بالجانب الغربي من وادي الكوربا.
تم التعرف على شاذه حشو راسب جبل حمرة المشع خلال عام 1977م عندما تمت مراجعة بيانات بحث جوي مغناطيسي وباستخدام مقياس الوميض (السنتلوميتر) وبعدما تم التأكيد بالكشف والفحص الأرضي وتم لاحقا عمل خريطة للصخر المتداخل وجمع عينات منتظمة على شبكة، أظهرت الدراسات المعدنية أن معظم المعادن الموجودة بكثرة وتنحصر فيها هي المونازيت والباتناسيت والثورايانيت. ولم تنجح الاختبارات الأولية التي تم فيها استخدام إناء كبير في أن إنتاج مادة مركزة ذات أهمية كبيرة من حيث رفع مستواها عند درجة تركيز مقبولة من الاستعادة .
الإنبثاقه النارية في هذه المنطقة تأخذ الشكل الهلالي في قاطع، النوع السائد من صخوره دقيقة الحبيبات ويقع داخل حدود نطاق التمزق وهو صخر سليكاتي قد يكون اصله جرانيتي دقيق (ميكروجرانيتي) وله لون أحمر داكن أو داكن أو بني مائل إلى أسود, ويظهر فيه إثراء واضح في كل من العناصر الأرضية النادرة مع كثرة في العناصر الخفيفة وفي النيوبيوم والقصدير والايتريوم والثوريوم واليورانيوم والزركونيوم (جدول 1) ، الاحتياطي الذي تم استدلاله حتى عمق 100 متر تحت مستوى سطح الوادي يقدر بنحو 17.9 مليون طن (جدول رقم 1).
4) ام البرك :
يقع راسب أم البرك على بعد 5 كيلومترات جنوب غرب قرية ام البرك التي أستمد الاسم منها، تم تحديد الشاذة الإشعاعية للراسب في عام 1979م أثناء عمليات إعادة فحص بيانات جوية محلية سابقة وبيانات مقياس الوميض. بعد فحص العينات، تم عمل خريطة للمتداخل الجرانيتي وتم اخذ عينات منتظمة منه في عام 1979م وينكشف متداخل ام البرك على شكل جسم بيضاوي الشكل طوله 750 مترا وعرضه 400 متر، ويتمايز النوع السائد من الصخور إلى ميكروجرانيت بورفيري قلوي ابيض اللون. ويتواجد الميكروجرانيت البورفيري الأحمر الغني بالمرو والببوتيت في الناحية الجنوبية الغربية من المتداخل، يتدرج كلا النوعين موضعيا إلى ميكروسيانيت الفقير بالمرو. تقطع عروق المرو وعروق المرو الغنية بالفلسبار وكذلك قواطع من الريوليت القلوي هذا المتداخل.
اوضحت تحاليل العينات المنتظمة على مسافات 25 متر وكذلك شبه الكمية بالمرسمة الطيفية أن معظم القيم المرتفعة من عناصر من النيوبيوم واللانثيوم والايتريوم قد تجمعت بشكل عنقودي في الميكروجرانيت الأحمر في الجزء الجنوبي الغربي من المخزون تلك القيم الشاذة مصحوبة بإثراء السلسة من العناصر ضمن نطاق يمتد إلى الناحية الشمالية الشرقية ومن المحتمل أن تكون هنالك قيم من الثوريوم مصاحبة للقصدير.
يتواجد النطاق الأعلى تركيزاً في المخزون على عمق رأسي يصل إلى 150م ابتداء من سطح الصخر المضيف والذي يقدر بنحو 6.5 مليون طن، والدرجات موضحة في (جدول رقم 1).
5) أم السقيان
تتكون منطقة ام السقيان من صخور الجرانيت الألبيتي والتي تقع في جنوب إقليم عسير، يمثل هذا النوع من الجرانيت إحدى صخور البروتيروزوي المتأخر كصخر بعد تصادمي فوق ألوميني والذي يستضيف نطاقات من الجرايزن وبعض من المعادن الحاملة للعناصر الأرضية النادرة المنبعثة في صخر الجرانيت، عن تلك الصخور قد تداخلت ضمن نطاق قشرة أرضية ضحلة داخل الصخور البركانية الفتاتية والصخور الديوراتية، تتمايز الصخور الجرانيتية المكونة لمتداخل الجرانيت بمنطقة ام السقيان من أربع سحن بتروجرافية وهي:
- الكوارتز البجماتيتي.
- خليط لطبقة مكونة من صخور الكنجلوميرات ومنبثات من صخر الكوارتز ديورايت داخل صخر الجرانيت الألبتي.
- نطاق الجرايزن.
- الجرانيت الألبتي
ويتكون التمعدن من عروق صغيرة وعدسات من الفلورايت وبعض من المعادن المنبثة مثل إكزولايت، المونازيت والباستنزايت، اظهرت المشاهدات الحقلية توافر العديد من الدلائل والتي تؤكد الأصل المجمائي لصخر الجرانيت الألبيتي والجرايزن وكذلك التمعدنات المصاحبة له.