الفهرس 
CHAPTER I INTRODUCTIONOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 180 |  |  |
| | | from | 180 | | |
Abstract
تناقش هذه الرسالة الدراسات المعدنية والجيوكيميائية للمواد الخام التى من المحتمل استخدامها لصناعة السيراميك في منطقة وادي دب، شمال الصحراء الشرقية، مصر. وتهدف هذه الدراسة الى ايجاد مواد خام مثتحدثة لإنتاج السيراميك، وتحديدا جسم بلاط السيراميك وجسم الأدوات الصحية. تم جمع عينات مختلفة من المواد الخام الصخرية. تمت دراسة المواد الخام الصخرية التي تظهر في منطقة وادي دب، شمال الصحراء الشرقية ، في مصر من حيث خصائصها المعدنية والجيوكيميائية والتكنولوجية حيث تعتبر التركيبات المعدنية والكيميائية ذات أهمية قصوى في إنتاج السيراميك والتى تعتمد على مواد طبيعيه مثل الفلسبار الذى يستخدم كماده صهاره فى تركيب السيراميك والأدوات الصحيه والذى تم مقارنته من حيث السلوك الحرارى مع الوحدات الصخريه بوادى دب (ريوليت وسيانيت والجرانيت) بأنواعها المختلفه والمتوفرة بكثرة فى مصر.
تقع منطقة وادي دب بين خطي عرض 34´ 3´´°27 و 51´ 15´´°27 شمالاً وخطي طول 32° 55´ 5´´ و33° 16´ 31´´ شرقاً، جنوب غرب مدينة رأس غارب بمحافظة البحر الأحمر. وهي تغطي حوالي 108 كيلومتر مربع وتعتبر منطقة الدراسة جزء من صخور القاعدة لعصر ما قبل الكمبرى في شمال الصحراء الشرقية لمصر. تم إختيار منطقة الدراسة لوجود العديد من التجمعات الصخريه التى قد تكون مناسبة للاستخدام في صناعة السيراميك. وتتميز المنطقة محل الدراسة بتضاريس وعره عبارة عن تلال منخفضة إلى متوسطة وجبال مرتفعة مثل (جبل أبو حاد ، 510م. وجبل ملاحة ، 1255م فوق مستوى سطح البحر).
صُنفت صخور القاعدة في منطقة الدراسة على أساس الدراسه الحقليه مرتبة من الأحدث إلى الأقدم : القواطع، المعقدات الحلقية، الجرانيت الحديث، الصخور المافية وفوق المافية، رواسب الحمامات، الصخور البركانية والجرانيت القديم. تمت دراسة الخصائص الجيولوجية لكل وحدة صخرية خلال الدراسة الميدانية.
أوضحت الدراسة الحقلية أن الجرانيت القديم أكثر انتشارا في منطقة الدراسة من الجرانيت الحديث. توجد هذه الأنواع من الصخور في المنطقة الشمالية والجنوبية من منطقة الدراسة وعلى طول الجانب الشمالي لمدخل وادي الملاحة وسلسلة جبال عش الملاحة. تتميز هذه الصخور باللون البنى الذي يميل الى الرمادى والرمادى الأسود في بعض المكاشف. وأثبتت الدراسة المعدنية لهذه الصخور بأنها صخور توناليت وجرانوديوريت.
يتكون التوناليت - جرانوديوريت من حبيبات متساويه فى الحجم تقريبا متوسطه إلى خشنة مع لون أخضريميل إلى الرمادي وأظهرت الدراسات الميكروسكوبية بأنها تتكون من البلاجيوكلاز والهورنبلند والكوارتز والبيوتيت مع وجود معادن قليلة التواجد مثل الزيركون والأباتيت و بينما تشمل المعادن الثانوية المسكوفيت والسيريسيت والكلوريت والكاولين. ويمثل البلاجيوكلاز (أنديزين ،An32-An45).المكون الرئيسي لهذه الصخور (تصل إلى 57٪) .
يظهر المونزوجرانيت على شكل حبيبات متوسطه إلي كبيره ولونها رمادى مائل إالى الحمره مع بنية متساوية الحبيبات مع نسيج حبيبي متباين الشكل ونسيج متداخل النمو تحت الميكروسكوب. وتعتبر معادن البلاجيوكلاز ، والفلسبار البوتاسى ، والكوارتز ، والبيوتايت هي المكونات الأساسية لهذه الصخور، بينما الكلوريت ، السيريسيت ، الإبيدوت ، والكاولين هي معادن ثانوية ، في حين أن المواد المعتمه هي المعادن الإضافية الرئيسية. يتواجد البلاجيوكلاز في العديد من العينات بشكل أكثر من الفلسبار البوتاسي في هذا النوع من الجرانيت. يظهر البلاجيوكلاز على شكل ألبايت وأوليجوكلاز (An7-An18) أما الفلسبار البوتاسي فهو عبارة عن أورثوكلاز.
تنتشر صخور بركانيات الدخان على نطاق واسع في منطقة الدراسة من خلال مجموعة متنوعة إما على شكل حمم بركانية أو فتات بركاني مكافئ لها. تنكشف بركانيات الدخان بشكل رئيسي على طول وادي دب ووادي أبو حاد ووادي ملاحة. وهي تشكل كتل جبلية ضخمة وأحيانا كتل صغيرة وتتميزالمنطقه بالوعورة والمنحدرات الشديدة. الأحجام الكبيرة المتماسكه من الحمم البركانية هي في الأساس أنديزيت إلى ريوليت أما أكثر أنواع الفتات البركاني شيوعًا هو الإجنمبرايت. تظهرصخور الأنديزيت على شكل حبيبات دقيقة بشكل سائد مع نسيج البورفيري إلى الأصناف الأفنية (خفى التبلور)، ومميزه باللون الأخضر والأخضر المائل للرمادي، وتتكون أساسًا من بلاجيوجلاز وهورنبلند ونادرًا الأورثوكلاز والبلاجيوكلاز الموجود هو أنديزين (An35 - An45). أما صخور الداسيت والريوليت فحبيباتها صغيره وألوانها فاتحة تتضمن الوردي والأبيض وهو يتكون بشكل أساسي من الأورثوكلاز، والكوارتز، والبلاجيوكلاز، والمسكوفيت، وقليل من البيوتايت. تُظهر بلورات الفلسبار درجات متفاوتة من التحول إلي السيريسيت والكاولين بينما تحول البيوتايت إلى الكلوريت والكربونات في معظم الأحيان. كما يظهرالإجنمبريت العديد من الألوان في منطقة الدراسة مثل الرمادي والوردي والبنفسجي والأبيض، وتكوينه ريوليت وداسيت، وهي تتكون من بلورات وشظايا بلورية من الفلسبار، والبلاجيوكلاز، والكوارتز، والبيوتايت. يظهرالبلاجيوكلاز على شكل بلورات من الألبيت إلى أوليجوكلاز (An5 - An20) والتي تظهر توأمة بسيطة ومتعددة التركيبات، يتم تحوله جزئيًا إلى سيريسيت وكربونات. يتكون الفلسبار البوتاسي من أورثوكلاز والتي تحولت جزئيًا إلى كاولين.
تمثل رسوبيات الحمامات وحدة صخرية مهمة في الصحراء الشرقيه وخاصة في الجزء الشمالي منها. تنتشر هذه الصخورعلى نطاق واسع في أقصى شمال الدرع العربى الإفريقى، ولكن طريقة التكوين والعلاقة مع الصخور المحيطة ومكونات الصخور وأنماط المنشأ المرتبطة بها متغيرة.
الصخور المافية والصخور فوق المافية تنكشف على شكل صخور مرتبطة وأيضًا كصخور متفرقه وتشكل حزامًا ممدودًا على طول صدع اتجاه شمال شرق وجنوب غرب فى اتجاه جنوب وادي العُرف. يظهر نتوءان كبيران نسبيًا مدوران إلى نصف دائري على طول وادي دب في عش الملاحة. تم ملاحظه كتل صغيرة مخروطية إلى كروية من صخور الجابرو متباينة على طول الجزء الجنوبي من أحد روافد وادي دب في القطاع الجنوبي من المنطقة وتتقاطع مع الصخور البركانية. من ناحية أخرى تتقاطع معها صخور الجرانيت الحديث. في الجزء الجنوبي من المنطقة تقطع صخور الجابرو صخور الجرانيت القديم متمثلة بصخور الجرانوديوريت والكوارتز ديوريت بشكل حاد وتداخلى. ويلاحظ أيضًا أن الصخور المافيه وفوق المافيه تقطع البركانيات، وحجمها صغير. تشتمل الصخور فوق المافية على ثلاث كتل صغيرة متعرجة جزئيًا ، مدمجة في منطقة الحمم جنوب وادي دب.
تتميز صخور الجابرو بكتلتها الكبيره وصلابتها العاليه ومتوسطه الحبيبات إلى خشنه ولونها رمادى مائل إلى الأخضر أو رمادى وتتكون تلك الصخور من بلاجيوكلاز، أوليفين ، أوجيت مع وجود كميات صغيره من الإنستاتيت والهورنبلند والمعادن الإضافية الرئيسية هي مواد غير شفافة من سفين وأباتيت، بينما المعادن الثانوية هي السربنتين والبيوتايت. يتكون البلاجيوكلازمن اللابرادوريت (An 62-68) .
تتميز صخور الأنورثوسيت بالمنطقة بأحجام ضخمه، ولونها رمادي إلى رمادي غامق. وتتكون هذه الصخور تحت الميكروسكوب أساسًا من بلاجيوجلاز وكمية كبيرة من الهورنبلند ، والبيوتايت ، والميكروبرثيت، والكوارتز، والأوجيت، والإنستاثيت. المعادن الإضافية الرئيسية هي الأباتيت والسفين، بينما المعادن الثانوية هي معادن السيريسيت ومعادن الطين ، بلاجيوجلاز (أنديزين ،An35-An45)
تنتشر الجرانيتات الحديثه في جميع أنحاء المنطقة لتشكل نتوءات مختلفة ذات أحجام متغيرة والتي تشكل مجتمعة العديد من البلوتونات وكتل صغيرة إلى كبيرة بالإضافة إلى القليل من الكتل الشبه كروية، وتنتشر جنوب وادي دب وعلى طول وادي أبو حاد. امتدت هذه الصخور أيضًا إلى الجنوب لعدة كيلومترات خارج حدود منطقة الدراسة الحالية. تتميز هذه الصخور بألوان عديده منها الرمادى الفاتح، والوردي الفاتح إلى الأحمر بسبب نسبة الفلسبار البوتاسي ووجود بلاجيوجلاز والتشريب بالهيماتيت ان وجدت. تتكون الجرانيت الحديث من مونزوجرانيت ، جرافيك مونزوجرانيت، جرافيك جرانيت وكوارتز مونزونيت.
تمثل المعقدات الحلقيه Ring Complex الموجود فى وادي دب المعقدات الأقدم في شمال الصحراء الشرقيه لمصر وفقًا لـ (1979) Serencsits et al. وتقع هذه الصخور في الجزء الجنوبي الغربي من منطقة الدراسة في أحد روافد وادي دب عند تقاطع خط عرض 35´ °27 شمالا وخط طول 56´ °32 . نظرًا لشكلها المميز، غالبًا ما يتم التعرف عليها بسهولة في الصور الجوية والأقمار الصناعية على هيئة إنه جسم دائري (يصل عرضه إلى 2.3 كم) ويغطي مساحة تبلغ حوالي 4.1 كيلومتر مربع.
تتكون المعقدات الحلقيه من حلقة خارجية من سيانيت ولب من الكوارتز سيانيت مع منطقة انتقالية ضيقة جدًا من ميكروجرانوسيانيت، ويتراوح السيانيت من البجماتيت إلى حبيبات خشنه، وعادة ما تكون منطقة الإتصال بين هذه المناطق حادة خاصة عند الانتقال من السيانيت الرمادى إلى السيانيت الوردى أو من البجماتيت إلى حبيبات ناعمه في المنتصف كما توجد بقايا الصخور البركانية ذات الأشكال والأحجام المختلفة. وبدراسة صخور السيانيت ميكروسكوبياً وجد أنها تتكون من الفلسبارالبوتاسي، الأمفيبول الكالسي ، الأوجيت وكمية ثانوية من البلاجيوكلاز والبيوتايت. المعادن الإضافية الرئيسية هي الكوارتز ، والأباتيت ، والزركون ، في حين أن المعادن الثانوية هي الكاولينيت والسيريسيت. الفلسبار البوتاسي هو المكون السائد ويتم تمثيله بواسطة microperthite وكمية ثانوية جدًا من micro-antiperthite، والبلاجيوكلاز عباره عن ألبايت-أوليجوكلاز (An8-An13).
يتم قطع صخور القاعدة فى منطقة الدراسه بواسطة العديد من القواطع ولكنها لم يتم التركيز عليها في هذه الدراسة. تمثل هذه السدود آخر مظهر من مظاهر النشاط البركاني في المنطقة؛ من السهل التعرف عليها وتمييزها في الحقل ,وتقسم إلى مافيه ومتوسطة وحمضية.
تم إجراء التحليل الكيميائي لبعض عينات صخور منطقة الدراسة في اليابان. ووضعت جميع العينات في نفس الاشكال البيانية للمقارنة وقد لوحظ أن تركيز الأكاسيد الرئيسية مثل ( MgO , FeOtot. , Al2O3 , TiO2 , P2O5,CaO ) تقل مع زيادة محتوى SiO2 و ذلك عند الإنتقال من الجرانوديوريت (الجرانيت القديم) إلى الجرانيت الحديث كما يزداد محتوى K2O مع زيادة SiO2 ، بينما لا يُظهر تركيز Na2O اتجاهًا محددًا مع زيادة SiO2. ويتضح من توزيع البيانات على مخططات التباين، أن هناك فروق بسيطه فى تركيز SiO2 فى الجرانيت الحديث بين الكوارتز مونزونيت والأنواع الأخرى، مما يشير إلى أن جميع أنواع الجرانيت الحديث لا يمكن أن تكون من نفس الصهارة أو على الأقل صهارة واحدة ولكن فى أوقات مختلفة.
اشتمل التحليل الكيميائي لبركانيات الدخان على عينتين من الحمم البركانية من جبل سمر القاع وعينتين من رواسب الفتات البركانى (إجنمبرايت) من جبل أبو حاد. تم مقارنة العناصر الأساسيه والثانويه للصخور البركانيه مع الجرانيت الحديث بالمنطقه باستثناء Na2O الذي لوحظ انخفاض نسبته فى الإجنيمبريت. تقع الصخور البركانية والإجنمبرايت المدروسة في مجال الريوليت الحمضي باستثناء عينة واحدة تقع بالقرب من مجال التراكيت.
تظهر الخصائص الجيوكيميائية لصخور السيانيت الموجودة بوادى الدب أن تركيزات MgO و TiO2 و FeOtot و CaO و P2O تقل مع زيادة نسبة السيلكا SiO2 بينما يزداد محتوى K2O مع زيادة SiO2 ، بينما لا يُظهر تركيز Na2O اتجاهًا محددًا مع زيادة SiO2. قد تشير هذه الخصائص إلى تكوين هذه الصخور عن طريق تجزئة بلورية لصهارة واحدة.
تم مقارنة الفلسبارات المستخدمة فى شركات السيراميك كمواد صهاره مثل (الفلسبارالبوتاسي) في بلاط الأرضيات وبلاط الجدران و(الفلسبارالبوتاسى والبايت) في الأدوات الصحية مع وحدات صخور وادي دب (الريوليت ، الإجنيمبرايت ، السيانيت ، الجرانيت والجرانوديوريت). عند دراسة العينات بواسطة X.R.D يظهرالكوارتز في الفلسبار البوتاسي ، و الألبايت، و حمم الريوليت، و قواطع الريوليت والجرانيت والجرانوديوريت بينما تغيب فى السيانيت بكل أنواعه (الأحمر والرمادى والوردى والبجماتى). كما لوحظ وجود الألبايت في جميع أنواع الصخور ماعدا قاطع الريوليت. أيضًا، تم تحديد الأورثوكلاز والميكروكلين في الفلسبار البوتاسي ، والسيانيت الرمادي ، والسيانيت الوردى، والسيانيت الأحمر ، والسيانيت البجماتي ، والجرانيت ، والجرانوديوريت على التوالي. ،. وتم تحديد أنورثوكلاز في حمم الريوليت ، قاطع الريوليت ، إيجيمبرايت ، السيانيت الرمادي ، السيانيت الوردى و السيانيت الأحمر، بالإضافة الى وجود كوزوليت في السيانيت الرمادي و السيانيت الوردي. تم تحديد ميرلنيت في الجرانوديوريت. من الملاحظ أن تكوين الريوليت والسيانيت قريب جدًا من تكوين الفلسبارالبوتاسى والألبايت.
وفقًا لذلك، يمكن استبدال الفلسبار البوتاسي بصخور الريوليت، الإيجنمبرايت، السيانيت الرمادي ، السيانيت الوردى ، السيانيت الأحمر ، السيانيت البيجماتي ، الجرانوديوريت والجرانيت بوادي دب في جميع الأجسام السيراميكية بدون تعديل في نسب الخلطة أو تعديل بسيط فى بعض الأحيان. وبدراسة جميع وحدات الصخور باستخدام TGA و DTA مقارنة بالفلسبارات المستخدمه وجد أن هذه المواد لها نفس السلوك الحراري تقريبًا أثناء الحريق. وعند تعريض هذه العينات للحراره مع الفلسبارات المستخدمه بالسيراميك لمعرفة نقطة التلبيد ((sintering وصولا إلى الإنصهار(milting) ووجد أن (التلبيد) عند °C 1202 درجة مئوية للفلدسبار البوتاسي ،°C1201 درجة مئوية للألبايت ،°C 1178 درجة مئوية للسيانيت الأحمر ،°C 1169 درجة مئوية للجرانيت ،°C 1202 درجة مئوية للإجنمبرايت و°C 1208 درجة مئوية للريوليت بينما حدث (الانصهار) عند°C 1309 درجة مئوية للفسبار البوتاسي ،°C 1312 درجة مئوية للألبايت ،°C 1304 درجة مئوية للسيانيت الأحمر ،°C 1312 درجة مئوية للجرانيت ،°C 1308 درجة مئوية للإجنمبرايت و°C 1308 درجة مئوية للريوليت.
وفقًا لهذه النتائج، يبدو أن أنواع الصخور محل الدراسة (الفلسبار البوتاسي - حمم الريوليت- قواطع الريوليت- إيجنمبرايت- السيانيت الرمادي- السيانيت الوردى- السيانيت الأحمر ، السيانيت البيجماتي-والجرانيت- والجرانوديوريت تستخدم كمواد صهارة قويه مثل الفلسبار البوتاسي والألبايت .
تم إجراء العديد من الاختبارات لأنواع الصخور المختلفة بوادي دب شملت تحديد درجة الانكماش ودرجة امتصاص الماء وقوة الانحناء لمعرفة ان كانت هذه الصخور مناسبه لصناعة السيراميك. كانت قيم الانكماش بعد الحرق :الفلسبار البوتاسي - حمم الريوليت - قواطع الريوليت -إيجنمبرايت- السيانيت الرمادي- السيانيت الوردى- السيانيت الأحمر - السيانيت البيجماتي - والجرانيت- الجرانوديوريت) كانت (0.76٪ ، 0.95٪ ، 0.96٪ ، 0.89٪ ، 1.02٪ ، 0.94٪ ، 0.96٪ ، 0.99٪ ، 0.99٪ و 1.04٪ )على التوالي. بينما أظهرت قيم امتصاص الماء كانت (15.7٪، 14.7٪ ، 16.7٪ ، 13.3٪ 14.9 ٪ ، 13.9٪ ، 13.8٪ ، 13.2٪ ، 14.4٪ و 15.6٪ ) على التوالي. وقيم مقاومة الانحناء كانت (28.2 نيوتن / سم 2 ، 30.8 نيوتن / سم 2 ، 25.6 نيوتن / سم 2 ، 26.3 نيوتن / سم 2 ، 26.6 نيوتن / سم 2 ، 26.8 نيوتن / سم 2 ، 19.5 نيوتن / سم 2 ، 25.9 نيوتن / سم 2 ، 24.6 نيوتن / سم 2 ، 28 نيوتن / سم 2) على التوالي. بمقارنة هذه النتائج مع الحدود القياسية الدولية للانكماش وامتصاص الماء وقوة الانحناء (Konta ، 1979) نجد أنه يمكن استبدال الفلسبار البوتاسي بوحدات صخور وادي دب بدون تغيير أو بتغيير ضئيل فى بعض الأحيان.
كما تم إجراء العديد من الاختبارات لدراسة إمكانية استخدام صخور وادي دب لصناعة الأدوات الصحية. تشمل هذه الاختبارات تحديد التمدد الحراري والانحناء والانكماش وامتصاص الماء وقوة الكسر (أخضر ومحروق). وجدت النتائج قريبه جدا من الأجسام المستخدم بها الفلسبار البوتاسي.
بتطبيق التزجيج (glazing) على جميع أنواع البلاطات لاختبار مدى ملاءمة الجسم المدروس مع التزجيج (glazing) ويلاحظ أن التزجيج الخام المطبق المستخدم عادة في صناعة الأدوات الصحية كان مطابقًا لجميع عينات الجسم التي تم تحضيرها من صخور وادي الدب.
بفحص نتائج الخصائص الحرارية لوحدات صخور وادي دب وجد أنها قريبة إلى حد ما من جسم الأدوات الصحية القياسي.
تم توضيح المراحل البلورية الرئيسية وأنماط الحيود للأجسام المحروقة (جسم الأدوات الصحية القياسي ، جسم الأدوات الصحية مع حمم الريوليت ، الإجنيمبرايت ، السيانيت الأحمر والجرانيت ، تم الكشف عن أطوار الموليت والكوارتز في جميع الأجسام المحروقة. وبهذه النتائج من الأشعة السينية، نلاحظ أن تركيبة الأجسام المحروقة التي تم تحضيرها باستبدال الفلسبار البوتاسي قريبة جدًا من وحدات صخور وادي دب (حمم الريوليت ، والإينجيمبرايت ، والسيانيت الأحمر ، والجرانيت)
في الختام ، فإن الريوليت (الحمم البركانية والقواطع) والإجنيمبرايت والجرانيت والسيانيت (الأحمر والوردى والرمادي والبجماتي) يفي بالخصائص الكيميائية والمعدنية والتكنولوجية المطلوبة في صناعة السيراميك (بلاط الحوائط والأدوات الصحية) .
وحيث أن البجماتيت وهو المصدر الرئيسي للفلسبار الذي يشيع استخدامه في الخزف ،والذي قارب أن ينفذ، لذلك هناك حاجة كبيرة إلى البديل ، وبناءً على ذلك ، يمكن للوحدات الصخرية المختارة في وادي دب أن تحل محل الفلسبار البوتاسي.
لذا نقترح مع التوصيه بأنه يمكن استخدام صخور وادي دب محل الدراسة بدلاً من الفلسبار البوتاسي في جميع أجسام السيراميك (البلاط والأدوات الصحية) بدون تغيير أو بتغيير طفيف.