در این تحقیق برای اولین بار مطالعات پترولوژی تجربی به طور عملی در دانشگاه خوارزمی به کار برده شده است. در این راستا از توان علمی بخش های دیگر دانشگاه مانند شیمی و از تجربه صنعتکاران کشور استفاده شده است. به منظور انجام آزمایش ها، از آندرادیت های بردسیرکرمان را به عنوان هسته در رشد گارنت استفاده شده است.

روش مطالعه:

۱ – بررسی روشهای موجود برای سنتز گارنت با تکنولوژی در دسترس در آزمایشگاه

۲ – طراحی و ساخت یکی از مدل های رآکتور مناسب با حجم آزمایشگاهی

۳ – انجام آزمایشات و بهینه سازی شرایط

بحث و نتیجه گیریبررسی امکان رشد بلور آندرادیت طبیعی به عنوان دمانتوئید سنتتیک :

پس از بررسی روش های متداول رشد بلور، از آنجا که دمانتوئید یک گارنت است، مناسب ترین روش رشد آن، هیدروترمال تعیین شد؛ که در آن از یک رآکتور فولادی استفاده می شود.

ساخت چنین دستگاهی که در شرایط دما – فشار بالا کمترین تنش را داشته باشد، مستلزم انجام محاسبات فیریکی و متالوژیکی است. این دستگاه برای اولین بار در بخش زمین شناسی دانشگاه خوارزمی ساخته شد و لذا تصمیم گرفته شد از تجربه صنعتکاران کشور استفاده شود.

پس از تحقیق در مورد جنس مناسب و تهیّه ی نقشه، راکتور در کارگاه های تراشکاری و فلزکاری ساخته و آماده ی انجام مراحل آزمایشگاهی شد. در این راستا به جنس و مقاومت راکتور بر حسب میزان فشار و حرات تقریبی و نوع واکنش های احتمالی شیمیایی توجه شد. در ادامه برخی اصول بکار رفته در ساخت راکتور آمده است.

باید مادّه ای انتخاب شود که در مقابل خوردگی مقاوم باشد. همچنین برای جلوگیری از تنش در مقابل دما و فشار، باید از فولاد نرم (یعنی فولادی با ترکیب مناسب و مقاوم در برابر خطر انفجار ) استفاده شود.

برای این آزمایش، که به روش محلول گرمابی انجام شد، دو سری مواد مورد استفاده قرار گرفت که شامل محلول های اسیدی و کلریدی شامل عناصر شرکت کننده در ترکیب کانی و مواد خوراک بود که به عنوان هسته های اوّلیّه استفاده شدند. کلریدکلسیم ( CaCl2 )، کلرید آهن(FeCl3)، کلرید کروم ( CrCl3)، پودر سیلیس (SiO2) با مش ۲۰۰۰ ، اسید سولفوری( % ۹۸ / 18Mol ) به عنوان مواد اولیه مورد استفاده قرار گرفتند.

پس از تهیّه ی محلول های اسیدی، با توجّه به اینکه در توضیح روش هیدروترمال گفته شده؛ باید ۸۰ % حجم محفظه پر شود، و از آنجا که حجم درونی رآکتور   ۶۲.28cm3  بوده، 50cc  از محلول درون رآکتور ریخته شد. نمونه ها به مدت یک هفته در رآکتور تحت دمای حداکثر ۲۵۰ درجه ی سانتیگراد قرار داده شدند. فشار لازم برای این آزمایش هم در اثر بخار شدن محلول تأمین شده (~ ۱.5kbar) در طی این مدّت دمای هیترها به صورت جداگانه، هر روز دو نوبت به وسیله ی دما سنج لیزری اندازه گیری و ثبت شد.

با توجه به عدم دسترسی به دماسنجی درون راکتور، مبنای حرارت آزمایش دمای اندازه گیری شده توسط دما سنج لیزری از بدنه راکتور در نظر گرفته شد. به دلیل زمان طولانی آزمایش و رسانایی بالای فولاد، به نظر می رسد دمای اندازه گیری شده از سطح بیرونی راکتور بسیار نزدیک دمای درونی آن باشد.

تصویر SEM مربوط به بلورهایی است که به عنوان هسته در آزمایش رشد بلور انتخاب شدهاند

تصویر SEM مربوط به بلور درشت ۵۹۹ میکرومتری است که ابعاد آن به وضوح نشان دهنده ی میزان رشد این بلور است.

جدول ۱ – تجزیه ی شیمیایی بلورها پس از آزمایش، حضور کروم ( Cr)، نشانگر رشد هسته ها به عنوان گارنت دمانتوئید است.

نویسندگان:

• پریسا ماله میر

• دکتر شهریار محمودی

• دکتر فریبرز مسعودی