تقييم المعادن الثقيلة فى الكثبان الرملية الساحلية – شرق سبخة الطينة شمال سيناء – مصر

                                                                "تتناول الرسالة تقييم المعادن الثقيلة فى الكثبان الرملية الساحلية  بمنطقة بالوظة و رمانة - شمال غرب شبه جزيرة  سيناء. و تقع منقطة الدراسة فى الشمال الغربى منها- على ساحل البحر الأبيض المتوسط بجمهورية مصر العربية بين خطى  عرض 300 55\ , 310 05\.  شمالاً وخطى طول 320 30\ , 320 45\ شرقاً ، وهى سهلة الوصول من خلال طريق الأسفلت الرئيسى  بين مدينتا القنطرة شرق والعريش ،. تمتد هذه الكثبان بطول 12 كم بين الحافة الشرقية لبحيرة البردويل فى الشرق و سبخة التينة فى الغرب و بمتوسط عرض 6.3كم و  هذه الكثبان لها أنواع عديدة أكثرها شيوعا هى الكثبان الطولية و الكثبان الهلالية . مع ارتفاع يصل إلى (34م أعلى سطح البحر) ومعظم هذه الكثبان غالباً ما تأخذ إتجاه غرب شمال غرب و  شرق- جنوب -شرق  .

وتهدف الرسالة إلى تقييم المعادن الثقيلة فى الكثبان الرملية الساحلية  بمنطقة بالوظة و رمانة - شمال غرب سيناء .و لتحقيق هدف الدراسة تم جمع 101 عينة من مكاشف الكثبان  الرملية الساحلية  و حتى عمق واحد متر بجانب 7 عينات من الرمال الشاطئية للمقارنة. ثم تمت دراسة التوزيع الحجمى لحبيبات الرمل و الدراسة الإشعاعية و تشمل التقييم المعملى للعناصر   المشعة. و الدراسات   المعدنية و تشمل عمليات التركيز الفيزيائى بطرق مختلفة من خلال عمليات الفصل بالسوائل الثقيلة و الفصل المغناطيسى و تمثيل و معالجة النتائج إحصائيا  مع تقييم معادنها .تقييم المعادن الاقتصادية متضمنة بعض الصفات الطبيعية و الكيميائية لمعادن الماجنيتيت و ألا لمنيت و الروتيل و الزركون و الجارنت من خلال  الدراسات الميكروسكوبية بالإضافة للتحليل الكيميائى لها و مقارنتها مع بعض نتائج الدراسات السابقة لمعرفة مصدرها .

من أهم الظواهر الجيومورفولوجية  لمنطقة الدراسة هى  الشاطئيه و مستوى الشاطئ و السبخات و حزام الكثبان الرملية موضوع الدراسة. و ممثله بالكثبان الطولية والهلالية و كذلك الخطية. و هى من النوع الثابت مختلفة الطول و العرض و الارتفاع و متعددة الاتجاه. ومعظم هذه الكثبان غالباً ما تأخذ إتجاه غرب شمال غرب و الذى يمثل الاتجاه الرئيسى فى منطقة الدراسة.

وقد وجد أن إشعاعية هذه الرواسب المقاسه معمليا فى مستوى القياسات الحقلية . ويعتقد أن مصدر إشعاعية الرواسب يرجع أساساً لوجود لمعدنى الزركون والمونازيت بنسبه بسيطة .و من خلال توزيع العناصر اليورانيوم والثوريم والرادون والبوتاسيوم ، أن المحتوى  الإشعاعى   لهذه الرواسب ضعيفة   جدا  لا تزيد عن 3 لليورانيوم و 4 للثوريم  وزيادة الثور يم على اليورانيوم يرجع الى أن معدن الزركون للرواسب المدروسة ممثل بعديمة اللون. بينما محتوى البوتاسيوم أقل من  620.%.   والنتائج تتفق مع الدراسات التى أجريت من قبل على المناطق الساحلية  المصرية  الأخرى مما يساعد على إقامة مشروعات التنمية للجزء لشمال الغربى لشبه جزيرة سيناء.

أوضحت دراسة التوزيع الحجمى لرواسب الكثبان الرملية  أن هذه الرواسب مفككه  تتكون من خليط من  والرمل والطفلة بالإضافة إلى المواد العضوية ،  وقد وجد أن  محتوى الرواسب من الطفلة والمواد العضوية لرواسب الكثبان الرملية يتراوح من 0.43% الى 2.08% بمتوسط 1.04%  تزداد نسبيا ناحية الشرق. وقد وجد أن نسبة الطفلة والمواد العضوية أقل للرواسب الشاطئية  إذ  تتراوح من 0.19% الى 0.77 بمنوسط 0.4%   .أثبتت دراسة التوزيع الحجمى لرواسب الكثبان الرملية الساحلية فى المنطقة الممتدة بين بالوظه و رمانه  أن حبيبات  هذه الرواسب تغطى  الحجوم الرملية المختلفة وأوضحت الدراسة أن هذه الرواسب  أحادية المصدر  أن المتوسط الحجمى لها يقع فى حجم الرمال المتوسطة.ما عدا 6 عينات  أخذت من المنطقة الغربية و المتوسط الحجمى لها يقع فى حجم الرمال الخشنة و خمسة عينات  أخذت من المنطقة الوسطى و المتوسط الحجمى لها يقع فى حجم الرمال الناعمة و تمثل الكثبان المتحركة.

المتوسط الحجمى لعينات الكثبان الرملية يقع فى نطاق الرملية الناعمة 2.69 Φ و تمثل (93.07%) بينما الرملية الناعمة جداو تمثل  (6.93%) و متوسط معامل التصنيف لحبيبات  الكثبان الرملية  متوسطة التصنيف 0.71 Φ  حيث تترواح بين حسنة التصنيف (5.94%) متوسطة التصنيف جدا (40.56%)    متوسطة التصنيف (53.47%) ، مما يدل على البعد النسبى لهذه الرواسب من المصدر و تعددية مصدرها . كما أوضحت الدراسة أن متوسط التماثل0.01   و منحنى تماثل التوزيع الحجمى لعينات الكثبان الرملية قليل جدا منها يميل ناحية الحجوم الخشنة جداً (0.99%) والدقيقة جدا (2.97%)  والغالبية منها تميل ناحية التماثل (48.51%) و الحجوم الخشنة (21.78%) و الحجوم الناعمة (25.74%) مع تفلطح قوى (3.96%) ومتوسط.(23.76%) والغالبية يميل إلى قليل التفلطح  (49.50%) إلى قليل التفلطح جدا (22.77%).

 بينما أوضحت الدراسة أن  العينات الشاطئيه يقع فى نطاق الرملية الناعمة (71.43%)  و الرملية الناعمة جدا (28.57%) و منحنى تماثل التوزيع الحجمى لعينات الشاطئ معظمها يميل إلى الحجوم والخشنة ( 28.57%) والغالبية يميل إلى قريبة التماثل (57.14%) وقليل منها يميل ناحية الحجوم الناعمة (14.29%) مع تفلطح متوسط و عادى لكل (14.29%) والغالبية يميل إلى قليل التفلطح (71.43%)  ، ومن العلاقات الثنائية للمعاملات الرسوبية الأربعة السابقة لم تعط النتائج فصلا واحدا بل أعطت اندماجا شبه كاملا مما يؤكد وحدة نوعية البيئة  وهى بيئة   الشاطئ.

كما أن المعادن الثقيلة تتواجد فى الحجوم الرملية المختلفة خاصة  الحجوم الرملية الدقيقة و الدقيقة جدا و تمثل المعادن الثقيلة 79% و 94% على الترتيب بمتوسط 89.41% و تمثل الحجوم الدقيقة 59.56% و الحجوم الدقيقة جدا 29.85%و يكونا معظم تركيزات المعادن الثقيلة 

. المعادن الثقيلة الكلية للكثبان الرملية   تتراوح   من 0.37% الى 3.89%  بمتوسط 1.61% .بينما تتراوح  المعادن الثقيلة الكلية للعينات الشاطئية  من 1.99%الى 8.23%  بمتوسط 2.72% .متوسط المعادن الثقيلة التى أكبر من 3.3 ثقل نوعى للكثبان الرملية   1.01% و %0.55 للرواسب الشاطئية هذا يعنى أن متوسطها فى الكثبان الرملية  تقريبا ضعف الرواسب الشاطئية. بينما المعادن الاقتصادية للكثبان الرملية   تتراوح   من 0.003%الى 1.02%  بمتوسط 0.28%للكثبان الرملية. .بينما تتراوح  المعادن الاقتصادية للعينات الشاطئية  من 0.12% الى 0.36%  بمتوسط 0.25% . بناءا على متوسط المعادن الاقتصادية تبين أن 17.39% من المعادن الثقيلة الكلية معادن ذات أهمية اقتصادية للكثبان الرملية و 9.19% للعينات الشاطئية  . يعنى ذلك أن رواسب الكثبان الرملية غنية بالمعادن الاقتصادية عن رواسب الشاطئية.و هذا يرجع إلى التركيز المستمر بالرياح.

و المعادن الاقتصادية ممثله بمعادن الماجنيتيت والألمينيت و الروتيل و الزركون و الجارنت والمونازيت بجانب الليكوكسين.   نسبة معدن الماجنيتيت فى الكثبان الرملية  تتراوح من 0.003% الى 0.08% بمتوسط  0.02 % بينما تتراوح من 0.01%الى.0.04% بمتوسط  0.02 % للرواسب الشاطئية هذا يعنى أن المعدن متشابه فى المتوسط لكلا البيئتين.. و معدن الألمينيت  فنسبته فى الكثبان الرملية تتراوح من  0.16% الى 0.87% بمتوسط 0.35% بينما تتراوح من 0.1%الى.0.2% بمتوسط  0.02 % للرواسب الشاطئية. يبين ذلك بأن المعدن له وفرة نسبية فى رواسب الكثبان عن رواسب الشاطئ فى منطقة الدراسة.ونسبة الليكوكسين فى الكثبان الرملية  تتراوح من 0.0002% الى 0.014% بمتوسط  0.004 % بينما تتراوح من 0.001%الى.0.02% بمتوسط  0.005 % للرواسب الشاطئية.

نسبة معدن  الروتيل فى الكثبان الرملية  تتراوح من 0.002% الى 0.05% بمتوسط   0.01%بينما تتراوح من 0.003%الى.0.02 % بمتوسط  0.01 % للرواسب الشاطئية . نسبة معدن الزركون فى الكثبان الرملية  تتراوح من 0.01% الى 0.12% بمتوسط 0.04%بينما تتراوح من 0.03%الى.0.06 % بمتوسط  0.04 % للرواسب الشاطئية أى هذا يعنى أن معدنى الروتيل و الزركون متشابين فى المتوسط لكلا البيئتين .

 نسبة معدن الجارنت فى الكثبان الرملية  تتراوح من 0.001% الى 0.04% بمتوسط   (0.014%) بينما تتراوح من 0.003%الى.0.08 % بمتوسط  0.02 % للرواسب الشاطئية . هذا يعنى أن متوسط نسبة معدن الجارنت للرواسب الشاطئية ضعف الكثبان الرملية .بينما معدن المونازيت يتواجد بنسبة ضئيلة فى لبيئتين فى الكثبان الرملية  تتراوح من لا يوجد الى 0.002% بمتوسط   0.002% بينما تتراوح من 0.0006% إلى.0.004 % بمتوسط  0.002 % للرواسب الشاطئية. هذا يعنى أن المعدن متشابه فى المتوسط لكلا البيئتين .

الطرق الإحصائيه المستخدمة لتفسير النتائج للمعاملات المحتوى المعدنى الأربع  لكل من نسب المعادن الثقيلة الكلية و المعادن التى اثقل من 3.3 و التى اثقل من 4.01 ثقل نوعى و الماجنيتيت  التى تشتمل على  وجد أن:

المدى بين اقل  و اكبر قيمه للمعاملات الأربعة و بين اقل  و اكبر قيمه لحدود الثقة و المحسوبة عند  95 % حد ثقه ذات مدى واسع .و التوزيع البيانى الأمثل لهذه الرواسب أعطت توقيع أحادى الجانب بفاصل 0.6 % و 0.35% و 0.2  % 0.01 % للمعاملات الأربعة على الترتيب. بينما أوضحت العلاقة التوزيع المتناثر لمعدن  الماجنيتيت و نسب المعادن الثقيلة الكلية علاقة متوسطة قويه  (+ 0.71 )و  (+ 0.69  ) مع المعادن الاقتصاديه التى أكبر من 4.01 ثقل نوعى. لذا يعد هذا المعدن دليل على تتواجد المعادن الثقيلة و سلوكه فى هذا الاتجاه تحت ظروف ترسيبية مختلفة.و على الجانب الآخر معامل الارتباط للمعادن الثقيلة الكلية مع كل من المعادن الاقتصادية أعطت ارتباط قوى موجب (+0.86 ) و مع المعادن التى أثقل من 3.3 ثقل نوعى ارتباط قوى جدا موجب (+0.97 ).

معامل الارتباط بين الثوريم و كل من  للمعادن الثقيلة الكلية ( + 0.03 ) و( +  0.35 ) مع  المعادن الاقتصادية  وهذه النتائج تمثل إرتباط موجب ضعيف و ربما يرجع الى نسبة القليلة لمعدنى الزركون و المونازيت، وذلك    كلما  زادت  المعادن الثقيلة لا تزيد فيها   المعادن المشعة بنفس  الدرجة  و  على  ذلك لا تربط المعادن المشعة بالمعادن الثقيلة رابطة إحصائية قوية.

. و من خلال الخرائط الممثلة  باستخدام المتوسط و معامل الانتشار بينت توزيع المحتوى المعدنى للمعاملات ألا ربعه و اتجاه الكثبان الرملية فى منطقة الدراسة  بان النطاق الأعلى تركيز  يقع بالمنطقة الشمالية الشرقية مرتبط بتشتت قوى فى  الاتجاه شرق- شمال- شرق والنطاق الأقل تركيزا يقع  بالمنطقة الغربية مرتبط بتشتت واسع بالاتجاه  شمال- غرب.  

و من خلال تقيم المعادن الاقتصادية بناءا على بعض صفاتها الطبيعية و الكيميائية و ذلك باستخدام الأشعة السينية و ميكروسكوب الضوء المستقطب المنعكس و الميكروسكوب الإلكترونى الماسح و التحليل الكيميائى.  تبين أن حبيبات معدن   الماجنيتيت ذات الحجم الرملى الدقيق جدا و لونه الاسود الداكن إلى اللون البنى المسود للحبيبات المتحولة. التركيب الداخلى باستخدام الأشعة السينية لحبيباته بينت وجود انعكاسات أساسيه لمعدن الماجنيتيت و أخرى ثانويه لمعدنى الألمينيت و الهيماتيت. كما أن الميكروسكوب الضوء المستقطب المنعكس بين أن المعدن يحتوى على نمو من التداخلات و بفحصها باستخدام   الميكروسكوب الإلكترونى الماسح   تبين وجود  رقائق من معادن ألا لمنيت  والالفوسبنل و السفين و الهيماتيت. كما أنه بحتوى على  نسبة عاليه  من التيتانيوم تصل إلى 15.24% و ذلك باستخدام التحليل الكيميائى. و ترجع نسبة التيتانيوم العالية الى التداخلات من معادن ألا لمنيت  والالفوسبنل.

معدن الألمينيت يمثل المكون الرئيسى (0.35%)  برواسب الكثبان الرملية لمنطقة بالوظه و رمانه.و حبيباته ذات الحجم الرملى الدقيق  و لونه الاسود الداكن إلى اللون البنى المسود. . التركيب الداخلى باستخدام الأشعة السينية لحبيباته بينت وجود انعكاسات أساسيه لمعدن       الا لمنيت  و أخرى ثانوية لمعدنى و الهيماتيت و الروتيل . كما أن الميكروسكوب الضوء المستقطب المنعكس بين أن المعدن يحتوى على نمو من التداخلات المزدوجه مثل ألمينيت-هيماتيت و هيماتيت-ألمينيت وماجنيتيت-ألمينيت- و روتيل- ألمينيت و اسفين-ألمينيت  و بفحصها   امكنا التعرف على هذه المتدخلات باستخدام الميكروسكوب الإلكترونى الماسح و الممثلة فى الهيماتيت و البسيدوروتيل والاسفين والروتيل ومكتنفات من السليكا. التحليل الكيميائى لمعدن الألمينيت بين أن نسبة  أكسيد التيتانيوم تصل إلى 48.61 % يرفع رتبة هذا المعدن للكثبان الرملية لمنطقة بالوظة و رمانة عن الألمينيت  الشاطئ لمنطقة رشيد.لزيادة نسبة التيتانيوم و نقص الحديد و الكروم مما يعكس عمليات  الأكسدة و التجويه و التحول . و يمثل الليكوكسين المرحلة الانتقالية بين معدنى الألمينيت و الروتيل

أمكن التعرف على عدة ألوان لمعدن الروتيل و هى الروتيل الأحمر الداكن-و البنى المصفر-و البنى المحمر والروتيل المعتم. وباستخدام الأشعة السينية لحبيباته بينت وجود انعكاسات أساسيه لمعدن الروتيل فقط لذا يعد من  النوع الطبيعى  ما عدا قليل من حبيباته تحوى مكتنفات أمكنا التعرف عليها باستخدام الميكروسكوب الإلكترونى الماسح   مثل  الزركون و الأكاسيد المعتمة. و نسبة أكسيد التيتانيوم 96.86% هذه النسبة هى الأقل بالمقارنة بروتيل الشواطئ المصرية.محتوى الروتيل من أكاسيد الحديد 1.65% و التى تحكم المدى المغناطيسى الواسع للمعدن .  بجانب أن نسبة أكسيد النبيوم 0.27% وهى النسبة الأعلى بالمقارنة بروتيل الرمال السوداء  الشواطيه  خاصة شرق رشيد و غرب دمياط.   

الزركون فى الكثبان الرملية لمنطقة بالوظه و رمانه ممثل بنوعيه هما  الزركون عديم اللون و يمثل 86.73% بينما الزركون الملون و يمثل 13.27%  وممثل بأنواع مختلفة منها الزركون الأصفر و الأرجوانى و المطفأ و المدخن. وباستخدام الأشعة السينية لحبيباته بينت وجود انعكاسات أساسيه لمعدن الزركون بالغة الشدة  و قليل من حبيباته  تحتوى  على  مكتنفات أمكنا التعرف عليها باستخدام الميكروسكوب الضوء المستقطب المنعكس و الميكروسكوب الإلكترونى الماسح مثل مكتنفات من الأباتيت-أكسيد الحديدوالزركون القديم. كذلك تم التعرف على النمو العلوى و  التنطق و هما أكثر شيوعا فى الأنواع الملونة خاصة النوع المدخن و التى تحوى مكتنفات فى الحجوم الرملية الدقيقه و الدقيقة جدا. وكما أن  درجة استطالة  المعدن تتراوح من 1 إلى أكبر من 4 . حوالى 85.71% من حبيباته لها معدل استطالة من 1الى 2  لذا يعتبر أقل  استطالة  إذا ما قورنت  بالزركون فى الرمال السوداء الشاطئية.هذه النتيجة تبرهن أن المعدن اشتق من مصدر واحد و هو الرسوبى. 

 التحليل الكيميائى لمعدن الزركون برواسب الكثبان الرملية لمنطقة بالوظه و رمانه أنه يحتوى على64.98% أكسيد الزركونيوم و  1.6% أكسيد الهافنيوم و نسبة الهافنيوم إلى الزركونيوم  0.02 و كذلك يحتوى على الثوريوم (0.01%) و اليورانيوم (0.02%) و نسبة  الثوريوم  إلى اليورانيوم 0.5 يعطى فكره أن النوع عديم اللون هو السائد و قليل جدا من الأنواع المتحولة. كما بين التحليل الكيميائى أنه الأقل تلوثا بأكاسيد الحديد (0.06%) و تواجد كل من أكاسيد التيتانيوم و المنجنيز و الألمنيوم و الكالسيوم يرجع إلى المكتنفات السابقة الذكر.

و من خلال  الدراسة الميكروسكوبية لمعدن الجارنت أمكن التعرف على أنواع من معدن الجارنت وهى الجارنت الوردى و يمثل 79% و الجارنت الأحمر يمثل 17% و الجارنت عديم اللون و المطفأ و يمثل 4%. وباستخدام الأشعة السينية لحبيباته أثبتت الدراسة ان  معدن الجارنت هو خليط من الألمندين و الاسبسارتين.  وباستخدام الميكروسكوب الضوء المستقطب المنعكس و الميكروسكوب الإلكترونى الماسح لحبيبات الجارنت المصقول أنه يحتوى على مكتنفات  من معادن البيريت و الماجنيتيت و الألمينيت. التحليل الكيميائى لمعدن الجارنت برواسب الكثبان الرملية لمنطقة بالوظه و رمانه أنه يحتوى على أكاسيد الاساسية لكل من السليكا 37.66% و  الالمنيوم 20.68% و  الحديدوز 26.76%  . بجانب أكاسيد التيتانيوم و الكروم و المنجنيز و الكالسيوم . وبمقارنته نجد بعض التشابه مع ديويدار 1998على منطقة غرب العريش و شرق رشيد"