باریت مهمترین ترکیب در گل سنگین

باریت چیست؟

باریت یا باریتین Barite & Baritine – نام باریت از کلمه یونانی باروس به معنی سنگین گرفته شده، وزن مخصوص آن 4/5 – 4/2 گرم بر سانتی‌متر مکعب و سختی آن 3/5 – 3 می‌باشد. باریت به صورت بلورهای تیغه‌ای و بسیار بزرگ و یا در اشکال منشوری، ریزدانه و توده‌ای دیده می‌شود. بلورهای باریت معمولاً شفاف تا نیمه شفاف و کدر بوده و رنگ آنها سفید تا بی رنگ است که گاهی تمایل به زرد شفاف، خاکستری، آبی کم رنگ، قرمز یا قهوه‌ای و به ندرت قهوه‌ای تیره است. جلای (Luster) این کانی شیشه‌ای تا صدفی و گاهی جلای صمغی و مرواریدی دارد. رنگ خاکه آن سفید است

باریت دارای خاصیت فسفرسانس و فلوئورسانس بوده و حرارت دادن شدید آن، سبب تظاهر رنگ فلوئورسانس نارنجی درخشان تا متمایل به نارنجی (نشانه وجود هماتیت یا کانی های سولفیدی)، قرمز ارغوانی (نشانه وجود عنصر استرانسیم) و سبز متمایل به زرد (نشانه وجود عناصر قلیایی) می‌گردد. باریت خالص از 65/7% اکسیدباریم (BaO) و 34/3% اکسید سولفورو (SO3) تشکیل شده و بندرت به صورت خالص در طبیعت یافت می شود.

از نظر زمین شناختی تمرکز باریت می‌تواند به صورت تنها یا ترکیب با کانه‌هایی نظیر فلوئورین، سلستین، کوارتز، اسفالریت، کلسیت، گالن، دولومیت و سیدریت در محیط‌های مختلف روی دهد. اما باریت از نظر ظاهر می‌تواند با کلسیت، سلستین، آلبیت، ژیپس، فلوئورین و انیدریت تشابه داشته باشد.

از کلسیت، و ویتریت (BaCO3) به واسطه غیرقابل حل بودن در اسید، از آلبیت (و به طور اعم از فلدسپارها) بواسطه نرمی، از سلستین و انیدریت به واسطه فلوئورسانس نارنجی پس از گداخته شدن و از فلوئوریت به واسطه سبز نمودن رنگ شعله شناخته می‌شود.

 

نگاه اجمالی

باریت یکی از کانی‌های عادی رگه‌ها است و معمولا همراه کوارتز و کلسیت ظاهر می‌شود. همچنین در سنگ‌های آهکی و ماسه سنگ نیز دیده می‌شود و در بعضی کنکرسیون‌ها مقدار آن زیاد است ولی در هر صورت به عنوان کانی اولیه سنگ‌ها نادر است. صفت مشخصه مهم باریت این است که در مقایسه با سایر مواد غیرفلزی بسیار سنگین می‌باشد.

این کانی یک کانی صنعتی بوده و از آن استفاده‌های زیادی در صنعت می‌شود. ولی به خاطر سنگینی زیاد بایت معمولا حمل و نقل آن برای مسافت زیادی چه توسط کامیون و چه توسط قطار با صرفه نبوده و ضمنا به خاطر پراکندگی وسیع این ماده معمولا استخراج آن بیشتر از شرایط زمین شناسی تابع شرایط محیط است.

 

 

مشخصات باریت

باریت در حالت معمولی سفید رنگ تا خاکستری روشن است ولی ممکن است به رنگ‌های متمایل به آبی، قهوه‌ای یا سیاه نیز دیده شود. باریت یک کانی اوپک (Opeque) تیره بوده و دارای جلای صدفی تا شیشه‌ای می‌باشد. نمونه‌های تیپ یک آن به صورت بلورهای ارترومبیک کشیده دیده می‌شود اما باریت تجارتی به صورت دانه‌دانه، توده‌های بلورین و یا قلوه‌ای تهیه می‌شود.

وزن مخصوص این کانی زیاد می‌باشد و در حدود ۴٫۳ تا ۴٫۶ می‌باشد. این مشخصه باریت کمک زیادی به شناسایی آن می‌کند. سختی باریت دارای دامنه تغییرات قابل ملاحظه‌ای می‌باشد و از ۲٫۵ تا ۳٫۵ متغیر می‌باشد که معمولا نواحی مختلف باریت با سختی متفاوتی را تولید می‌نمایند.

 

نحوه تشکیل باریت

باریت یک کانی رایج با گسترش زیاد است. به طور معمول به عنوان یکی کانی باطله در رگه‌های گرمایی همراه با کانسنگ‌های نقره‌، سرب‌، مس، کبالت، منگنز، آنتیموان و همچنین در رگه‌های موجود در سنگ آهکی با کلسیت یا به صورت توده‌های باز مانده در رس‌های پوشاننده سنگ آهک‌ها و نیز در ماسه سنگ‌ها با کانسنگ‌های مس یافت می‌شود در بعضی مناطق به عنوان سیمان ماسه سنگ‌ها عمل می‌کند. گاهی نیز از چشمه‌های آبگرم رسوب می‌کند.

مکان‌های مهم رخداد بلورهای باریت عبارتند از: دستمورلند و کامبریا انگلستان، فلسوبانیا و دیگر مناطق رومانی و ساکسونی آلمان عمدتا به صورت رگه‌ای، آشیانه‌ای و توده‌های نامنظم در سنگ آهک‌ها و یا دولومیت متحده در جورجیا، تشی، میسوری و آرکانزاس استخراج شده است.

 

اشکال پیدایش باریت

الف) باریت تیپ رگه‌ای پرکننده فضاهای خالی

این نوع باریت معمولاً همراه با برخی از کانسارهای گرمابی نقره، سرب – روی و فلوریت تیپ دره می‌سی‌سی‌پی دیده می‌شود. ضخامت این رگه‌ها از چند سانتی‌متر تا چندین متر تغییر می‌نماید.

سیالات کانه دار گرمابی (Hydrothermal) اغلب شکستگی‌ها (گسله‌ها، درزه‌ها و زون‌های برشی (Brecciated Zones)، سطوح لایه بندی، فضای خالی بین ذرات و قطعات سنگ را در سنگ‌های گوناگون و در طول صدها متر (گاهی تا 2000 متر) و با اشکال گوناگون پر می نمایند.

انواع رگه‌ای ذخایر باریت معمولاً توسط فلوئورین و سولفیدهای سرب، روی، مس و آهن (پیریت) همراهی می‌شود. رگه‌های اقتصادی زیادی از باریت و فلوئورین در سنگ‌های آهکی، و دولومیت، تشکیل می‌گردد و بدلیل تنوع در انواع شکستگی‌ها و هندسه پیچیده این نوع ذخایر، معدنکاری بر روی آنها بسیار مشکل و پرهزینه است.

تشکیل این نوع کانسارها، واکنش بین محلول‌های گرمایی و سنگ میزبان است. سنگ‌های کربناته بیشترین ظرفیت جایگزینی را درمیان سنگ‌های گوناگون دارند. بنابراین ذخایر بزرگی از باریت در دولومیت‌ها و شیل‌های آهکی یافت می‌شود. بیشتر باریت‌های موجود در رگه‌ها و پرشدگی حفرات، متراکم و به رنگ خاکستری تا سفید است.

 

ب) ذخایر رسوبی – آتشفشانی (Volcano-Sedimentary) باریت

کانسارهای باریت نوع لایه‌ای یا عدسی بیشتر با ذخایر ماسیو‌سولفید در ارتباط هستند. در ماسیو سولفیدهای نوع کروکو، باریت در قسمت فوقانی و اطراف ذخیره ماسیو سولفید یافت می‌شود. لایه‌های باریت دار بیشتر به رنگ خاکستری هستند که از بالا و اطراف به چرت و شیل‌های سیلیسی ختم می‌شوند. میزان باریت بین 50 تا 95 درصد متغیر است.

ذخایر بزرگ باریت به صورت لایه‌ای یا عدسی شکل بوده و ممکن است سرب و روی نیز آنها همراهی کند. کانسارهای باریت لایه‌ای از لحاظ اقتصادی بسیار با اهمیت می‌باشند، برخی از این ذخایر محتوی میلیون‌ها تن باریت هستند، و عموما” خاکستری تیره تا سیاه رنگ و ریزدانه می‌باشند. لایه‌های باریت سیاه حاوی چندین درصد ماده آلی می‌باشند و وقتی با چکش به آنها ضربه زده می‌شود، به طور مشخصی بوی سولفید ئیدوژن (H₂S) را می‌دهند.

عقیده براین است که سولفید ئیدروژن محصول احیای سولفات توسط باکتری‌های بی‌هوازی است. باریت در این ذخایر متجاوز از 95% می‌باشد ولی گاهی به حدود 50% و یا کمتر رسیده و با مقادیری از کوارتز دانه‌ریز، رس، پیریت، چرت یا سیلت همراهی می‌شود. کانی‌های کربناتی در این نهشته‌ها نادر هستند و احتمال دارد هیدروکربورها درصدی از سنگ را تشکیل دهند. نهشته‌ها و ذخایر لایه‌ای باریت به عنوان پراهمیت‌ترین و اقتصادی ترین نوع ذخایر باریت مطرح می‌باشند.

 

ج) کانسارهای باریت ثانوی و یا برجای مانده یا پس‌مانده (Eluvial&or Residual)

باریت‌های موجود در این نوع ذخایر سفید رنگ بوده و با وزن مخصوص زیاد از سایر کانی‌های اطراف، مشخص می‌شوند. این کانسارها بدین طریق تشکیل می‌شوند که سنگ و یا رگه حاوی باریت در سطح زمین هوازده شده، باریت به دلیل وزن مخصوص زیاد و مقاومت شیمیایی در محل باقی می‌ماند و تشکیل کانسار باریت بر جای مانده را می‌دهد (Eluvial), و یا این ذخایر حاصل فرسایش یک ذخیره باریت و حمل و ته نشست آن در منطقه دیگری می‌باشد. ابعاد قطعات باریت از اندازه ماسه تا کلوخه (Lump) تغییر می‌نماید.

 

 

پراکندگی باریت در ایران

بیشتر معادن و ذخایر باریت در ایران از نوع رگه‌ای و پرشدگی در شکاف‌های می‌باشد. سنگ درون‌گیر بیشتر ذخایر رگه‌ای در ایران کربناتی و از نوع آهک دولومیتی است و در برخی از موارد توف‌های آندزیتی نیز به عنوان سنگ میزبان مشاهده می‌شوند. عیار این نهشته ها در سنگ میزبان اغلب پایین‌تر از 50 % است.

پتانسیل‌های معدنی باریت در تمام ادوار زمین‌شناسی در کشور تشکیل شده اما بیشترین تراکم مربوط به فرآیندهای گرمابی مرتبط به سنوزوئیک و به خصوص ترشیری است. پراکندگی ذخایر در زون‌های ایران مرکزی و البرز بسیار بیشتر از سایر زون‌ها بوده است.

 

اکتشاف باریت

برخی از خصوصیات ویژه باریت از قبیل وزن مخصوص، رخ‌های مشخص و قابلیت انحلال پایین موجب شناسایی آن از سایر کانی‌ها می‌شود. در واقع می‌توان گفت پی‌جویی و اکتشاف ذخایر باریت بر اساس همین خواص فیزیکی و شیمیایی آن استوار است. مهمترین معیار مورد استفاده در اکتشاف باریت معیار زمین‌شناسی است. اکتشاف ذخایر باریت از نظر زمین‌شناسی, نوع تکنولوژی و پارامترهای اقتصادی دارای پیچیدگی‌هایی است که باید مورد توجه قرار گیرد. 

 

کاربرد و موارد مصرف باریت

• باریت در گل حفاری های نفت و گاز

در حفاری‌های عمیق برای نفت و گاز و حفاری‌های مغزه‌گیری (کر گیری) اکتشافی در معادن که به صورت روتاری (چرخشی) و در مناطقی که فشار گاز یا مایع از پایین زیاد می‌باشد برای سونداژ نیاز به یک محصول سنگینی می‌باشد که ضمن چرخش از خروج مواد و جلوگیری و فشار آن را کنترل کند.

به خاطر شرایط مناسب باریت در این مورد از آن استفاده می‌گردد. در این حالت پودر باریت به محلول معمولی آب و گل رس اضافه می‌شود. به خاطر خواص مفید این مخلوط مانند سنگینی خنثی بودن از نظر ترکیب شیمیایی، تمیز بودن و قیمت نسبتا ارزان آن بسیار مورد پسند می‌باشد.

معمولا 3/4 باریت تولید شده سالیانه در این زمینه جذب و مصرف می‌شود. باریت کانیی حیاتی در صنعت حفاری محسوب می‌گردد. طبق آمار سال ۱۹۸۰، حدود ۹۰ درصد از باریت تولیدی رینا در گل حفاری به مصرف رسیده است.

باریت به دلیل وزن مخصوص بالا، سادگی مصرف در حین کار، خنثی بودن از نظر شیمیایی، نرمی و مناسب بودن از نظر قیمت، در گل حفاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. میزان باریت مصرفی در هر کیلومتر حفاری حدود ۴۲۹ تن گزارش شده است.

 

• تهیه مواد شیمیایی باریم دار

دومین مورد مصرف مهم باریت به عنوان منبع تهیه مواد شیمیایی باریم‌دار است که مصارف متعدد آن در صنایع مختلف گسترده می‌باشد. سولفات باریم رسوب شده به عنوان سیل کننده رنگ، پوشش در صنعت کاغذ سازی، لاستیک سازی و مواد لینولئوم بکار می‌رود کلرور باریم در صنعت چرم سازی، پارچه بافی و کربنات باریم به عنوان لعاب و پرداخت سرامیک بکار می‌رود.

از اکسیدهای باریم در صنعت شیشه‌سازی، کوره‌های الکتریکی و متالوژی استفاده می‌گردد. هیدروکسید باریم معمولا در تصفیه و تهیه شکر از ملاس و نیترات آن یکی از اجزا گلوله‌های منور و چاشنی‌های انفجاری است. باریت همچنین در موارد متعددی به صورت فرعی در ترکیبات شیمیایی به کار گرفته می‌شود. ۱۰% از کل باریت تولید شده برای مصرف در تهیه مواد شیمیایی باریم‌دار استفاده می‌شود.

 

• مصارف باریت خرد شده

باریت به صورت خرد شده مستقیما به عنوان روکش و پوشش لاستیک‌سازی و سیال کننده رنگ بکار می‌رود. همچنین اگر اندازه دانه‌های باریت خرد شده به اندازه ماسه درشت باشد می‌توان از آن در صنعت شیشه‌سازی استفاده کرده در این حالت باریت به عنوان کمک ذوب تسهیل کننده کار روی شیشه و ایجاد کننده شفافیت بکار گرفته می‌شود. باریت خرد شده به عنوان پوشش سیمان لوله‌های زیر آب در نقل و انتقال نفت و گاز مصرف می‌شود. علت استفاده از باریت در این حالت به خاطر سنگینی و خنثی بودن آن می‌باشد.

 

• کاربرد باریت در سرامیک

در شیشه‌سازی به عنوان همگن کننده ماده مذاب، کاهش حباب و در درخشندگی و شفافیت محصول کاربرد دارد. شیشه‌های حاوی باریم شفاف‌تر و درخشنده تر از شیشه‌های سربی و یا CaO هستند. سرامیک‌های پیشرفته حاوی باریم در صنایع الکترونیک (کندانسور ، گوشی ، بلندگو و تلفن) و مغناطیس دائم کاربرد دارند.

 

• کاربرد باریت در پرکننده‌ها

باریت در صنایع رنگ‌سازی، پلاستیک، کاغذ و لاستیک به عنوان ماده پرکننده به مصرف می‌رسد. همچنین به دلیل وزن مخصوص بالا و خاصیت جذب اشعه رادیواکتیو، در ساخت بلوک‌های سیمانی کاربرد دارد. مخلوط لاستیک، آنفالت و ۱۰ درصد باریت را در ساختن ایستگاه‌ها و باند فرودگاه بکار می‌برند. همچنین در صنایع داروسازی، مواد منفجره، آلیاژ، حفاظت اشعه و … کاربرد دارد