تشكيل الحديد المخطط

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 23 صور
الموسوعة الحرة

تشكيل الحديد المخطط
الصخور الرسوبية
تشكيلات الحديد المخططة، منتزه كاريجيني الوطني ، غرب أستراليا
تعبير
أساسيأكاسيد الحديد والصوان
ثانويآخر
صخرة عمرها 2.1 مليار سنة من أمريكا الشمالية تظهر تكوينات حديدية مخططة، معروضة في دريسدن ، ساكسونيا، ألمانيا

تشكل التكوينات الحديدية المخططة ( BIFs ؛ وتسمى أيضًا تكوينات الحجر الحديدي المخطط ) وحدات مميزة من الصخور الرسوبية تتكون من طبقات متناوبة من أكاسيد الحديد والصوان الفقير بالحديد . ويمكن أن يصل سمكها إلى عدة مئات من الأمتار وتمتد جانبيًا لعدة مئات من الكيلومترات. تعود جميع هذه التكوينات تقريبًا إلى عصر ما قبل الكمبري ويُعتقد أنها تسجل أكسدة محيطات الأرض . ترتبط بعض أقدم التكوينات الصخرية على الأرض، والتي تشكلت منذ حوالي 3700 مليون سنة ( Ma )، بتكوينات الحديد المخططة.

يُعتقد أن تكوينات الحديد المخططة قد تشكلت في مياه البحر نتيجة لإنتاج الأكسجين بواسطة البكتيريا الزرقاء الضوئية . حيث اتحد الأكسجين مع الحديد المذاب في محيطات الأرض لتكوين أكاسيد الحديد غير القابلة للذوبان، والتي ترسبت لتشكل طبقة رقيقة على قاع المحيط. كل شريط يشبه الفارفا ، وينتج عن الاختلافات الدورية في إنتاج الأكسجين.

تم اكتشاف تكوينات الحديد المخططة لأول مرة في شمال ميشيغان في عام 1844. تشكل تكوينات الحديد المخططة أكثر من 60% من احتياطيات الحديد العالمية وتوفر معظم خام الحديد المستخرج حاليًا. يمكن العثور على معظم التكوينات في أستراليا والبرازيل وكندا والهند وروسيا وجنوب إفريقيا وأوكرانيا والولايات المتحدة .

وصف

تكوين الحديد المخطط من حزام باربيرتون جرينستون ، جنوب أفريقيا

يتكون تكوين الحديد المخطط النموذجي من طبقات رقيقة متكررة (بضعة ملليمترات إلى بضعة سنتيمترات في السُمك) من الفضة إلى أكاسيد الحديد السوداء ، إما المغنتيت (Fe 3 O 4 ) أو الهيماتيت (Fe 2 O 3 )، بالتناوب مع شرائط من الصوان الفقير بالحديد ، وغالبًا ما يكون أحمر اللون، بسمك مماثل. [1] [2] [3] [4] يمكن أن يصل سمك تكوين الحديد المخطط الواحد إلى عدة مئات من الأمتار ويمتد جانبيًا لعدة مئات من الكيلومترات. [5]

يمكن تعريف تكوين الحديد المخطط بدقة أكبر على أنه صخرة رسوبية مترسبة كيميائيًا تحتوي على أكثر من 15٪ حديد . ومع ذلك، فإن معظم BIFs تحتوي على محتوى أعلى من الحديد، وعادة ما يكون حوالي 30٪ من حيث الكتلة، بحيث يكون نصف الصخر تقريبًا عبارة عن أكاسيد الحديد والنصف الآخر عبارة عن سيليكا. [5] [6] ينقسم الحديد في BIFs بالتساوي تقريبًا بين الشكل الحديدي الأكثر أكسدة، Fe (III)، والشكل الحديدي الأكثر اختزالًا ، Fe (II)، بحيث تتراوح نسبة Fe (III) / Fe (II + III) عادةً من 0.3 إلى 0.6. يشير هذا إلى غلبة المغنتيت، حيث تكون النسبة 0.67، على الهيماتيت، حيث تكون النسبة 1. [4] بالإضافة إلى أكاسيد الحديد (الهيماتيت والمغنتيت)، قد تحتوي رواسب الحديد على كربونات غنية بالحديد مثل السيدريت والأنكريت ، أو سيليكات غنية بالحديد مثل المينيسوتايت والجريناليت . معظم BIFs بسيطة كيميائيًا، وتحتوي على القليل من أكاسيد الحديد والسيليكا والكربونات البسيطة، [5] على الرغم من أن بعضها يحتوي على كميات كبيرة من الكالسيوم والمغنيسيوم، تصل إلى 9% و6.7% على شكل أكاسيد على التوالي. [7] [8]

عند استخدامه في صيغة المفرد، يشير مصطلح تكوين الحديد المخطط إلى الصخور الرسوبية الموصوفة للتو. [1] يتم استخدام صيغة الجمع، تكوينات الحديد المخطط، بشكل غير رسمي للإشارة إلى الوحدات الطبقية التي تتكون في المقام الأول من تكوين الحديد المخطط. [9]

تتكون تكوينات الحديد المخططة المحفوظة جيدًا عادةً من نطاقات كبيرة يبلغ سمكها عدة أمتار تفصل بينها طبقات رقيقة من الصخر الزيتي . تتكون النطاقات الكبيرة بدورها من طبقات متناوبة مميزة من الصوان وأكاسيد الحديد، تسمى النطاقات المتوسطة ، والتي يبلغ سمكها من عدة ملليمترات إلى بضعة سنتيمترات. تحتوي العديد من النطاقات المتوسطة من الصوان على نطاقات دقيقة من أكاسيد الحديد يقل سمكها عن مليمتر واحد، في حين أن النطاقات المتوسطة الحديدية عديمة الملامح نسبيًا. تميل BIFs إلى أن تكون شديدة الصلابة والصلابة والكثافة، مما يجعلها شديدة المقاومة للتآكل، وتُظهر تفاصيل دقيقة للطبقات على مسافات كبيرة، مما يشير إلى أنها ترسبت في بيئة منخفضة الطاقة للغاية؛ أي في المياه العميقة نسبيًا، دون إزعاجها بحركة الأمواج أو التيارات. [2] نادرًا ما تتداخل BIFs مع أنواع الصخور الأخرى، وتميل إلى تكوين وحدات منفصلة محدودة بشكل حاد لا تتدرج أبدًا بشكل جانبي إلى أنواع صخرية أخرى. [5]

صورة مقربة لعينة من تكوينات الحديد المخططة من منطقة ميشيغان العليا

تختلف تكوينات الحديد المخططة في منطقة البحيرات العظمى وتكوين فرير في غرب أستراليا إلى حد ما في طبيعتها، وتُوصف أحيانًا بأنها تكوينات حديدية حبيبية أو GIFs . [7] [5] تتسم رواسب الحديد فيها بطابع حبيبي إلى أووليتي ، وتشكل حبيبات منفصلة يبلغ قطرها حوالي مليمتر واحد، وتفتقر إلى الأشرطة الدقيقة في أشرطةها المتوسطة المصنوعة من الصوان. كما تظهر أيضًا أشرطة متوسطة غير منتظمة، مع وجود مؤشرات على وجود تموجات وهياكل رسوبية أخرى ، ولا يمكن تتبع أشرطةها المتوسطة على مسافة كبيرة. وعلى الرغم من أنها تشكل وحدات منفصلة ومحددة جيدًا، إلا أنها تتداخل عادةً مع رواسب إيبكلاستيكية خشنة إلى متوسطة الحبيبات (رواسب تشكلت بسبب تجوية الصخور). تشير هذه الميزات إلى بيئة ترسيب ذات طاقة أعلى ، في المياه الضحلة المضطربة بحركات الأمواج. ومع ذلك، فإنها تشبه بخلاف ذلك تكوينات الحديد المخططة الأخرى. [7]

مقطع رقيق من تكوينات الحديد المخططة التي تعود إلى حقبة النيو بروتيروزويك من أستراليا

الغالبية العظمى من تكوينات الحديد المخططة تعود إلى العصر الأركي أو العصر الباليوبروتوزي . ومع ذلك، فإن عددًا صغيرًا من التكوينات الحديدية المخططة تعود إلى العصر النيوبروتوزي ، وغالبًا ما تكون، [8] [10] [11] إن لم يكن بشكل عام، [12] مرتبطة برواسب جليدية، وغالبًا ما تحتوي على أحجار جليدية متساقطة . [8] كما تميل إلى إظهار مستوى أعلى من الأكسدة، مع غلبة الهيماتيت على المغنتيت، [10] وتحتوي عادةً على كمية صغيرة من الفوسفات، حوالي 1٪ بالكتلة. [10] غالبًا ما يكون التباين المتوسط ​​ضعيفًا أو غير موجود [13] وتكون هياكل تشوه الرواسب اللينة شائعة. وهذا يشير إلى ترسب سريع جدًا. [14] ومع ذلك، مثل تكوينات الحديد الحبيبية في البحيرات العظمى، فإن حدوثات العصر النيوبروتوزي توصف على نطاق واسع بأنها تكوينات حديد مخططة. [8] [10] [14] [4] [15] [16]

تختلف تكوينات الحديد المخططة عن معظم أحجار الحديد التي تعود إلى حقبة الحياة الفانية . أحجار الحديد نادرة نسبيًا ويُعتقد أنها ترسبت في أحداث بحرية خالية من الأكسجين ، حيث أصبح حوض الترسيب مستنفدًا بالأكسجين الحر . وهي تتكون من سيليكات وأكاسيد الحديد بدون صوان ملحوظ ولكن مع محتوى كبير من الفوسفور ، وهو ما يفتقر إليه BIFs. [11]

لم يحظ أي مخطط تصنيف لتكوينات الحديد المخططة بقبول كامل. [5] في عام 1954، دعا هارولد لويد جيمس إلى تصنيف يعتمد على أربع سمات صخرية (أكسيد وكربونات وسيليكات وكبريتيد) يُفترض أنها تمثل أعماقًا مختلفة من الترسيب، [1] لكن هذا النموذج المضاربي لم يصمد. [5] في عام 1980، دعا جوردون أ. جروس إلى تقسيم ثنائي لـ BIFs إلى نوع Algoma ونوع Lake Superior، بناءً على طبيعة حوض الترسيب. توجد BIFs في Algoma في أحواض صغيرة نسبيًا بالاشتراك مع الصخور الرمادية والصخور البركانية الأخرى ويُفترض أنها مرتبطة بالمراكز البركانية. توجد BIFs في بحيرة Superior في أحواض أكبر بالاشتراك مع الصخر الزيتي الأسود والكوارتزيت والدولوميت ، مع توفات صغيرة نسبيًا أو صخور بركانية أخرى، ويُفترض أنها تشكلت على جرف قاري . [17] تم قبول هذا التصنيف على نطاق أوسع، لكن الفشل في إدراك أنه يعتمد بشكل صارم على خصائص الحوض الترسيبي وليس على الصخور البركانية لحوض بي آي إف نفسه أدى إلى ارتباك، ودعا بعض الجيولوجيين إلى التخلي عنه. [2] [18] ومع ذلك، لا يزال التصنيف إلى أنواع ألغوما مقابل بحيرة سوبيريور مستخدمًا. [19] [20]

الحدوث

وفرة من تكوينات الحديد المخططة في السجل الجيولوجي. يشير اللون إلى النوع السائد. الأحمر = تكوينات العصر الأركي الأقدم؛ الأخضر = تكوينات جندوانا الكبرى؛ الأزرق = تكوينات الحديد الحبيبية؛ الأسود = تكوينات الأرض الكروية الثلجية . مقتبس من Trendall 2002.
يقع تكوين الحديد المخطط في الأرض
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
تشكيل الحديد المخطط
الصف=لاصورة الصفحة|
موقع التواجدات. يشير اللون إلى النوع السائد. الأصفر الفاتح = تكوينات العصر الأركي الأقدم؛ الأصفر الداكن = تكوينات جندوانا الكبرى؛ البني = تكوينات الحديد الحبيبية؛ الأحمر = تكوينات الأرض الكروية الثلجية.

تعود التكوينات الحديدية المخططة إلى ما قبل الكمبري تقريبًا ، حيث يرجع تاريخ معظم الرواسب إلى أواخر العصر الأركي (2800-2500 مليون سنة) مع ذروة ثانوية للترسيب في فترة أوروسيريان من العصر الباليوبروتوزوي (1850 مليون سنة). تم إيداع كميات ضئيلة في أوائل العصر الأركي وفي العصر النيوبروتوزوي (750 مليون سنة). [5] [4] أحدث تكوين معروف من الحديد المخطط هو تكوين من العصر الكمبري المبكر في غرب الصين. [16] نظرًا لأن العمليات التي تتشكل بها BIFs تبدو مقتصرة على الوقت الجيولوجي المبكر، وقد تعكس ظروفًا فريدة لعالم ما قبل الكمبري، فقد تمت دراستها بشكل مكثف من قبل الجيولوجيين. [5] [4]

توجد تكوينات الحديد المخططة في جميع أنحاء العالم، في كل درع قاري لكل قارة. ترتبط أقدم تكوينات الحديد المخططة بأحزمة الحجر الأخضر وتشمل تكوينات الحديد المخططة لحزام الحجر الأخضر في إيسوا ، وهي أقدم تكوينات معروفة، والتي يقدر عمرها بحوالي 3700 إلى 3800 مليون سنة. [5] [21] تشكلت رواسب الحديد المخططة في تيماجامي [ 22] على مدى فترة 50 مليون سنة، من 2736 إلى 2687 مليون سنة، ووصل سمكها إلى 60 مترًا (200 قدم). [23] تم العثور على أمثلة أخرى لتكوينات الحديد المخططة في العصر الأركي المبكر في أحزمة الحجر الأخضر في أبيتيبي ، وأحزمة الحجر الأخضر في كراتونات ييلجارن وبيلبارا ، ودرع البلطيق ، وكراتونات الأمازون ، وشمال الصين ، وجنوب وغرب إفريقيا . [5]

تنتمي التكوينات الحديدية المخططة الأكثر اتساعًا إلى ما يسميه AF Trendall BIFs العظيمة في جندوانا . وهي من العصر الأركي المتأخر ولا ترتبط بأحزمة الحجر الأخضر. وهي غير مشوهة نسبيًا وتشكل هضابًا طبوغرافية واسعة، [2] مثل سلسلة هامرسلي . [24] [25] [26] تم ترسيب التكوينات الحديدية المخططة هنا من 2470 إلى 2450 مليون سنة وهي الأكثر سمكًا والأكثر اتساعًا في العالم، [4] [27] بسمك أقصى يتجاوز 900 متر (3000 قدم). [7] تم العثور على BIFs مماثلة في تكوين كاراجاس في كراتون الأمازون، وتكوين كاو إيتابريت في كراتون ساو فرانسيسكو ، وتكوين كورومان الحديدي وتكوين بينجي الحديدي في جنوب إفريقيا، وتكوين مولينجيري في الهند . [5]

توجد تكوينات حديدية مخططة تعود إلى حقبة ما قبل التاريخ في سلسلة الحديد وأجزاء أخرى من الدرع الكندي . [5] سلسلة الحديد هي مجموعة من أربعة رواسب رئيسية: سلسلة ميسابي ، وسلسلة فيرميليون ، وسلسلة جونفلينت ، وسلسلة كويونا . كلها جزء من مجموعة أنيميكي وقد ترسبت بين 2500 و1800 مليون سنة. [28] هذه التكوينات المعدنية هي في الغالب تكوينات حديدية حبيبية. [5]

تشمل تكوينات الحديد المخططة التي تعود إلى حقبة الطلائع الحديثة منطقة أوروكوم في البرازيل، ورابيتان في يوكون ، وحزام دامارا في جنوب أفريقيا. [5] وهي محدودة الحجم نسبيًا، حيث لا يتجاوز امتدادها الأفقي بضع عشرات من الكيلومترات ولا يزيد سمكها عن حوالي 10 أمتار (33 قدمًا). [10] ويُعتقد على نطاق واسع أن هذه التكوينات قد ترسبت في ظل ظروف محيطية غير عادية خالية من الأكسجين مرتبطة بـ " كرة الثلج الأرضية ". [2]

الأصول

منفضة سجائر منحوتة من شكل ناعم من حجر الحديد المخطط من مجموعة باربيتون العملاقة في جنوب أفريقيا. تم وضع الطبقات الحمراء عندما أنتجت البكتيريا الزرقاء التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي في العصر الأركي الأكسجين الذي تفاعل مع مركبات الحديد المذابة في الماء، لتكوين أكسيد الحديد غير القابل للذوبان (الصدأ). الطبقات البيضاء هي رواسب استقرت عندما لم يكن هناك أكسجين في الماء، أو عندما استنفد Fe 2+ المذاب مؤقتًا. [29]

قدم تكوين الحديد المخطط بعضًا من الأدلة الأولى على توقيت حدث الأكسدة العظيم ، منذ 2400 مليون سنة. [30] [31] من خلال ورقته البحثية لعام 1968 حول الغلاف الجوي والمحيطات المبكرة للأرض، [32] أسس بريستون كلاود الإطار العام الذي تم قبوله على نطاق واسع، إن لم يكن عالميًا، [33] [34] لفهم ترسب BIFs. [5] [4]

افترض كلاود أن تكوينات الحديد المخططة كانت نتيجة لمياه غنية بالحديد خالية من الأكسجين من أعماق المحيط تتدفق إلى منطقة ضوئية يسكنها البكتيريا الزرقاء التي طورت القدرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي المنتجة للأكسجين، ولكنها لم تتطور بعد إلى إنزيمات (مثل إنزيم أكسيد الفائق ديسميوتاز ) للعيش في بيئة مؤكسدة. كانت مثل هذه الكائنات الحية لتتمتع بالحماية من نفايات الأكسجين الخاصة بها من خلال إزالتها السريعة عبر خزان الحديد المختزل Fe(II)، في المحيط المبكر. أكسدة الأكسجين المنبعث من عملية التمثيل الضوئي Fe(II) إلى حديد ثلاثي، Fe(III)، والذي ترسب من مياه البحر على شكل أكاسيد حديد غير قابلة للذوبان استقرت في قاع المحيط. [32] [30]

اقترح كلاود أن التكتلات كانت نتيجة لتقلبات في أعداد البكتيريا الزرقاء بسبب الضرر الذي تسببه الجذور الحرة بواسطة الأكسجين. وهذا يفسر أيضًا المدى المحدود نسبيًا لرواسب العصر الأركي المبكر. كان يُعتقد أن الذروة العظيمة في ترسب BIF في نهاية العصر الأركي كانت نتيجة لتطور آليات العيش مع الأكسجين. أنهى هذا التسمم الذاتي وأنتج انفجارًا سكانيًا في البكتيريا الزرقاء استنفد بسرعة الإمداد المتبقي من الحديد المختزل وأنهى معظم ترسب BIF. ثم بدأ الأكسجين يتراكم في الغلاف الجوي. [32] [30]

تم التخلي عن بعض تفاصيل نموذج كلاود الأصلي. على سبيل المثال، أظهر التأريخ المحسن لطبقات ما قبل الكمبري أن ذروة ترسب الحديد المختلط في العصر الأركي المتأخر كانت ممتدة على مدى عشرات الملايين من السنين، بدلاً من حدوثها في فترة زمنية قصيرة جدًا بعد تطور آليات التعامل مع الأكسجين. ومع ذلك، لا تزال مفاهيمه العامة تشكل التفكير حول أصول تكوينات الحديد المخططة. [2] على وجه الخصوص، يظل مفهوم صعود مياه المحيطات العميقة، الغنية بالحديد المختزل، إلى طبقة سطحية مؤكسدة فقيرة بالحديد عنصرًا رئيسيًا في معظم نظريات الترسيب. [5] [35]

قد تشير التكوينات القليلة التي ترسبت بعد 1800 مليون  سنة [36] إلى مستويات منخفضة متقطعة من الأكسجين الجوي الحر، [37] في حين أن الذروة الصغيرة التي حدثت قبل 750 مليون سنة قد تكون مرتبطة بنظرية كرة الثلج الأرضية. [38]

عمليات التكوين

من المرجح أن تكون الأشرطة الدقيقة داخل طبقات الصوان عبارة عن فاريفس ناتجة عن التغيرات السنوية في إنتاج الأكسجين. تتطلب الأشرطة الدقيقة اليومية معدل ترسب مرتفع للغاية يبلغ 2 متر في السنة أو 5 كم / مليون سنة. تشير تقديرات معدل الترسيب المستندة إلى نماذج مختلفة للترسيب وتقديرات مسبار الأيونات الدقيقة عالية الدقة (SHRIMP) لعمر طبقات التوف المرتبطة إلى معدل ترسيب في BIFs النموذجية يتراوح من 19 إلى 270 م / مليون سنة، وهو ما يتوافق إما مع الفاريفس السنوية أو الإيقاعات الناتجة عن دورات المد والجزر. [5]

اقترح بريستون كلاود أن تشكيل النطاقات المتوسطة كان نتيجة للتسمم الذاتي من قبل البكتيريا الزرقاء المبكرة مع استنفاد إمدادات الحديد المختزل بشكل دوري. [30] تم تفسير تشكيل النطاقات المتوسطة أيضًا على أنه بنية ثانوية، غير موجودة في الرواسب كما تم وضعها في الأصل، ولكنها تنتج أثناء ضغط الرواسب. [5] نظرية أخرى هي أن النطاقات المتوسطة هي هياكل أولية ناتجة عن نبضات النشاط على طول التلال في منتصف المحيط والتي تغير توفر الحديد المختزل على نطاقات زمنية تصل إلى عقود من الزمن. [39] في حالة تكوينات الحديد الحبيبية، تُعزى النطاقات المتوسطة إلى غربلة الرواسب في المياه الضحلة، حيث تميل حركة الموجة إلى فصل الجسيمات ذات الحجم والتكوين المختلفين. [5]

لترسيب تشكيلات الحديد المخططة، يجب استيفاء العديد من الشروط المسبقة. [13]

  1. يجب أن يحتوي حوض الترسيب على مياه غنية بالحديد .
  2. وهذا يعني أنها خالية من الأكسجين أيضًا، حيث يتأكسد الحديد الثنائي إلى حديد ثلاثي في ​​غضون ساعات أو أيام في وجود الأكسجين المذاب. وهذا من شأنه أن يمنع نقل كميات كبيرة من الحديد من مصادره إلى حوض الترسيب.
  3. يجب ألا تكون المياه غنية بكبريتيد الهيدروجين ، لأن هذا من شأنه أن يتسبب في ترسب الحديد الثنائي على شكل بيريت .
  4. يجب أن تكون هناك آلية أكسدة نشطة داخل الحوض الترسيبي تعمل على تحويل خزان الحديد الثنائي إلى حديد ثلاثي بشكل ثابت.

مصدر الحديد المختزل

كانت الفتحات الحرارية المائية أحد المصادر المهمة للحديد المختزل الذي تأكسد فيما بعد لتكوين تشكيلات حديدية مخططة.

يجب أن يكون هناك مصدر كافٍ من الحديد المختزل الذي يمكن أن يتدفق بحرية إلى حوض الترسيب. [5] تشمل المصادر المعقولة للحديد الفتحات الحرارية المائية على طول التلال في منتصف المحيط، والغبار الذي تحمله الرياح، والأنهار، والجليد الجليدي، والتسرب من الهوامش القارية. [13]

من المرجح أن تكون أهمية المصادر المختلفة للحديد المختزل قد تغيرت بشكل كبير عبر الزمن الجيولوجي. وينعكس هذا في تقسيم BIFs إلى رواسب من نوع Algoma و Lake Superior. [40] [41] [42] تشكلت BIFs من نوع Algoma في المقام الأول في العصر الأركي. تميل هذه BIFs الأقدم إلى إظهار شذوذ يوروبيوم إيجابي يتوافق مع مصدر حراري مائي للحديد. [4] على النقيض من ذلك، تشكلت تكوينات الحديد المخططة من نوع Lake Superior في المقام الأول خلال عصر الباليوبروتوزويك ، وتفتقر إلى شذوذ اليوروبيوم في BIFs من نوع Algoma الأقدم، مما يشير إلى مدخلات أكبر بكثير من الحديد المتآكل من القارات. [8] [43] [4]

عدم وجود الأكسجين أو كبريتيد الهيدروجين

يمكن تفسير غياب كبريتيد الهيدروجين في مياه المحيط الخالية من الأكسجين إما بانخفاض تدفق الكبريت إلى أعماق المحيط أو بنقص اختزال الكبريتات غير المتماثل (DSR)، وهي العملية التي تستخدم بها الكائنات الحية الدقيقة الكبريتات بدلاً من الأكسجين للتنفس. ناتج اختزال الكبريتات غير المتماثل هو كبريتيد الهيدروجين، الذي يترسب الحديد بسهولة من المحلول على شكل بيريت. [31]

إن الحاجة إلى محيط عميق خالٍ من الأكسجين، ولكن ليس مشبعًا بالأكسجين، لترسيب تكوين الحديد المخطط تشير إلى نموذجين لتفسير نهاية ترسيب BIF منذ 1.8 مليار سنة. يقترح نموذج "محيط هولندا" أن المحيط العميق أصبح مشبعًا بالأكسجين بدرجة كافية في ذلك الوقت لإنهاء نقل الحديد المختزل. يزعم هاينريش هولاند أن غياب رواسب المنجنيز أثناء فترة التوقف بين BIFs في حقبة الباليوبروتوزوي والنيوبروتوزوي هو دليل على أن المحيط العميق أصبح مشبعًا بالأكسجين على الأقل قليلاً. يقترح نموذج "محيط كانفيلد" أنه على العكس من ذلك، أصبح المحيط العميق مشبعًا بالأكسجين وأن نقل الحديد المختزل توقف بسبب الترسيب على شكل البيريت. [31]

تغطي طبقة سميكة من المواد المقذوفة من اصطدام حوض سودبوري تكوينات الحديد المخططة في شمال مينيسوتا . اصطدم كويكب (يقدر قطره بحوالي 10 كم (6.2 ميل)) بمياه يبلغ عمقها حوالي 1000 متر (3300 قدم) منذ 1.849 مليار سنة، بالتزامن مع توقف ترسب BIF. تشير النماذج الحاسوبية إلى أن الاصطدام كان ليولد تسونامي يبلغ ارتفاعه 1000 متر (3300 قدم) على الأقل عند نقطة الاصطدام، وارتفاعه 100 متر (330 قدمًا) على بعد حوالي 3000 كيلومتر (1900 ميل). وقد قيل إن الأمواج الهائلة والانهيارات الأرضية الكبيرة تحت الماء الناجمة عن الاصطدام تسببت في اختلاط محيط طبقي سابقًا، وأكسجين المحيط العميق، وأنهت ترسب BIF بعد فترة وجيزة من الاصطدام. [36]

أكسدة

على الرغم من أن كلاود زعم أن النشاط الميكروبي كان عملية رئيسية في ترسب تكوين الحديد المخطط، إلا أن دور التمثيل الضوئي الأكسجيني مقابل التمثيل الضوئي غير الأكسجيني لا يزال محل نقاش، كما تم اقتراح عمليات غير حيوية أيضًا.

التمثيل الضوئي الأكسجيني
أنواع البكتيريا الزرقاء Cylindrospermum sp. تحت التكبير

كانت فرضية كلاود الأصلية هي أن الحديد الثنائي يتأكسد بطريقة مباشرة بواسطة الأكسجين الجزيئي الموجود في الماء: [30] [13]

4 Fe 2+ + O 2 + 10 H 2 O → 4 Fe(OH) 3 + 8 H +

يأتي الأكسجين من الأنشطة الضوئية للبكتيريا الزرقاء. [13] ربما تم تسريع أكسدة الحديد الثنائي بواسطة البكتيريا المؤكسدة للحديد الهوائية، والتي يمكن أن تزيد من معدلات الأكسدة بعامل 50 في ظل ظروف انخفاض الأكسجين. [13]

التمثيل الضوئي غير الأكسجيني
حرق في اسكتلندا بسبب البكتيريا المؤكسدة للحديد.

لا تعد عملية التمثيل الضوئي المؤكسج الآلية الحيوية الوحيدة لترسب تكوينات الحديد المخططة. اقترح بعض علماء الكيمياء الجيولوجية أن تكوينات الحديد المخططة يمكن أن تتشكل عن طريق الأكسدة المباشرة للحديد بواسطة الكائنات الضوئية غير المؤكسدة الميكروبية . [44] تتوافق تركيزات الفوسفور والمعادن النزرة في BIFs مع الترسيب من خلال أنشطة البكتيريا المؤكسدة للحديد. [45]

يمكن تفسير نسب نظائر الحديد في أقدم تكوينات الحديد المخططة (3700-3800 مليون سنة)، في إيسوا، جرينلاند، على أفضل وجه من خلال افتراض مستويات منخفضة للغاية من الأكسجين (<0.001% من مستويات O 2 الحديثة في المنطقة الضوئية) والأكسدة الضوئية غير المؤكسدة لـ Fe (II): [21] [13]

4 Fe 2+ + 11 H 2 O + CO 2 + hv → CH 2 O + 4 Fe(OH) 3 + 8 H +

يتطلب هذا أن عملية اختزال الحديد غير المتماثل، وهي العملية البيولوجية التي تحل فيها الكائنات الحية الدقيقة محل الأكسجين في عملية التنفس، لم تكن منتشرة على نطاق واسع بعد. [21] وعلى النقيض من ذلك، تظهر تكوينات الحديد المخططة من نوع بحيرة سوبيريور نسب نظائر الحديد التي تشير إلى أن عملية اختزال الحديد غير المتماثل توسعت بشكل كبير خلال هذه الفترة. [46]

هناك طريق بديل وهو الأكسدة بواسطة البكتيريا اللاهوائية التي تزيل النيتروجين . وهذا يتطلب أن يكون تثبيت النيتروجين بواسطة الكائنات الحية الدقيقة نشطًا أيضًا. [13]

10 Fe 2+ + 2 NO-3+ 24H2O → 10Fe(OH) 3 + N2 + 18H +
الآليات غير الحيوية

إن الافتقار إلى الكربون العضوي في تكوين الحديد المخطط يجادل ضد السيطرة الميكروبية على ترسب BIF. [47] من ناحية أخرى، هناك أدلة أحفورية على وجود البكتيريا الزرقاء التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي بكثرة في بداية ترسب BIF [5] وعلامات الهيدروكربون في الصخر الزيتي داخل تكوين الحديد المخطط في كراتون بيلبارا. [48] إن الكربون الموجود في تكوينات الحديد المخطط غني بالنظير الخفيف، 12C ، وهو مؤشر على الأصل البيولوجي. إذا كان جزء كبير من أكاسيد الحديد الأصلية في شكل هيماتيت، فربما يكون أي كربون في الرواسب قد تأكسد بواسطة تفاعل إزالة الكربون: [2]

6 Fe 2 O 3 + C ⇌ 4 Fe 3 O 4 + CO 2

اقترح تريندال وجي جي بلوكلي، لكنهما رفضا لاحقًا، الفرضية القائلة بأن تكوين الحديد المخطط قد يكون نوعًا غريبًا من تبخر ما قبل الكمبري . [5] تشمل العمليات غير الحيوية الأخرى المقترحة التحلل الإشعاعي بواسطة النظير المشع للبوتاسيوم ، 40 كلفن، [49] أو الدوران السنوي لمياه الحوض جنبًا إلى جنب مع ارتفاع المياه الغنية بالحديد في محيط طبقي. [47]

آلية أخرى غير حيوية هي الأكسدة الضوئية للحديد بواسطة ضوء الشمس. تشير التجارب المعملية إلى أن هذا قد ينتج معدل ترسيب مرتفع بدرجة كافية في ظل الظروف المحتملة لدرجة الحموضة وأشعة الشمس. [50] [51] ومع ذلك، إذا جاء الحديد من مصدر حراري مائي ضحل، تشير تجارب معملية أخرى إلى أن ترسب الحديد الثنائي على شكل كربونات أو سيليكات قد يتنافس بشكل جدي مع الأكسدة الضوئية. [52]

التشخيص

بغض النظر عن الآلية الدقيقة للأكسدة، فمن المحتمل أن أكسدة الحديدوز إلى الحديد الثلاثي تسببت في ترسب الحديد على شكل هلام هيدروكسيد الحديديك . وبالمثل، من المحتمل أن يكون مكون السيليكا في تكوينات الحديد المخطط قد ترسب على شكل هلام سيليكا مائي. [5] إن تحويل هيدروكسيد الحديد وهلام السيليكا إلى تكوين الحديد المخطط هو مثال على التشكل ، وهو تحويل الرواسب إلى صخور صلبة.

هناك أدلة على أن تكوينات الحديد المخططة تشكلت من رواسب لها نفس التركيب الكيميائي تقريبًا كما هو موجود في BIFs اليوم. تُظهر BIFs في سلسلة هامرسلي تجانسًا كيميائيًا كبيرًا وتوحيدًا جانبيًا، مع عدم وجود أي مؤشر على أي صخرة سابقة ربما تم تغييرها إلى التركيب الحالي. يشير هذا إلى أنه بخلاف الجفاف وإزالة الكربون من هيدروكسيد الحديديك الأصلي وهلام السيليكا، من المحتمل أن يكون التشخيص قد ترك التركيب دون تغيير وتألف من تبلور الهلام الأصلي. [5] قد يكون إزالة الكربون مسؤولاً عن نقص الكربون وغلبة المغنتيت في تكوينات الحديد المخططة الأقدم. [2] يشير المحتوى المرتفع نسبيًا من الهيماتيت في BIFs Neoproterozoic إلى أنها ترسبت بسرعة كبيرة ومن خلال عملية لم تنتج كميات كبيرة من الكتلة الحيوية، لذلك كان القليل من الكربون موجودًا لاختزال الهيماتيت إلى المغنتيت. [13]

ومع ذلك، فمن الممكن أن يكون BIF قد تم تعديله من صخور الكربونات [53] أو من الطين الحراري المائي [54] أثناء المراحل المتأخرة من عملية التشخيص. لم تجد دراسة أجريت عام 2018 أي دليل على أن المغنتيت في BIF تشكل عن طريق إزالة الكربون، وتشير إلى أنه تشكل من التحلل الحراري للسيدريت عبر التفاعل

3 FeCO3 + H2O → Fe3O4 + 3 CO2 + H2​

ربما ترسب الحديد في الأصل على هيئة جريناليت وسيليكات حديدية أخرى. ثم يتم تفسير التكتل الكبير على أنه ناتج عن ضغط طين سيليكات الحديد الأصلي. وقد أدى هذا إلى ظهور شرائط غنية بالسيدريت والتي كانت بمثابة مسارات لتدفق السوائل وتكوين المغنتيت. [55]

حدث الأكسدة العظيم

تراكم الأكسجين (O 2 ) في الغلاف الجوي للأرض . تمثل الخطوط الحمراء والخضراء نطاق التقديرات بينما يتم قياس الوقت بمليارات السنين (Ga). [31]
تبلغ ذروة ترسب الحديد في التكوينات المخططة في بداية المرحلة 2 وتتوقف في بداية المرحلة 3.

تم تفسير ذروة ترسب تكوينات الحديد المخططة في أواخر العصر الأركي، ونهاية الترسب في العصر الأوروسيرياني، على أنها علامات لحدث الأكسجين العظيم. قبل 2.45 مليار سنة مضت، تشير الدرجة العالية من الكسر المستقل عن الكتلة للكبريت (MIF-S) إلى جو فقير للغاية بالأكسجين. تتزامن ذروة ترسب تكوينات الحديد المخططة مع اختفاء إشارة MIF-S، والتي يتم تفسيرها على أنها الظهور الدائم للأكسجين في الغلاف الجوي بين 2.41 و 2.35 مليار سنة مضت. كان هذا مصحوبًا بتطور محيط طبقي بطبقة عميقة خالية من الأكسجين وطبقة ضحلة مؤكسدة. يُعزى نهاية ترسب BIF قبل 1.85 مليار سنة إلى أكسدة المحيط العميق. [31]

فرضية كرة الثلج الأرضية

تكوينات الحديد المخططة من العصر الأركي الحديث من شمال شرق ولاية مينيسوتا

حتى عام 1992 [56] كان من المفترض أن الرواسب الحديدية المخططة النادرة (الأحدث) تمثل ظروفًا غير عادية حيث تم استنفاد الأكسجين محليًا. ثم تتشكل المياه الغنية بالحديد في عزلة ثم تتلامس مع المياه المؤكسدة. قدمت فرضية كرة الثلج الأرضية تفسيرًا بديلاً لهذه الرواسب الأحدث. في حالة كرة الثلج الأرضية، تعرضت القارات، وربما البحار عند خطوط العرض المنخفضة، لعصر جليدي شديد حوالي 750 إلى 580 مليون سنة، مما أدى إلى استنفاد الأكسجين الحر تقريبًا أو بالكامل. ثم تراكم الحديد المذاب في المحيطات الفقيرة بالأكسجين (ربما من فتحات المياه الحرارية في قاع البحر). [57] بعد ذوبان الأرض، أصبحت البحار مؤكسدة مرة أخرى مما تسبب في ترسب الحديد. [5] [4] ترتبط تكوينات الحديد المخططة في هذه الفترة بشكل أساسي بالتجلد الستورتياني . [58] [13]

تشير آلية بديلة لتشكيلات الحديد المخططة في عصر كرة الثلج إلى أن الحديد قد ترسب من المحاليل الملحية الغنية بالمعادن في محيط مناطق الصدع النشطة حرارياً [59] بسبب الانقلاب الحراري الناجم عن الجليد. [60] [58] إن المدى المحدود لهذه BIFs مقارنة بالرواسب الجليدية المرتبطة بها، وارتباطها بالتكوينات البركانية، والاختلاف في السُمك والوجه يؤيد هذه الفرضية. لا يتطلب مثل هذا النمط من التكوين محيطًا عالميًا خاليًا من الأكسجين، ولكنه يتوافق مع نموذج كرة الثلج أو الأرض الطينية . [60] [13]

الجيولوجيا الاقتصادية

منجم الحديد المفتوح هال-روست-ماهونينج في منطقة آيرون رينج

توفر تكوينات الحديد المخططة معظم خام الحديد المستخرج حاليًا. [6] أكثر من 60% من احتياطيات الحديد العالمية موجودة في شكل تكوينات الحديد المخططة، والتي يمكن العثور على معظمها في أستراليا والبرازيل وكندا والهند وروسيا وجنوب إفريقيا وأوكرانيا والولايات المتحدة. [40] [41]

وقد صاغت مناطق التعدين المختلفة أسماء خاصة بها لتكوينات الحديد المخططة. وقد صيغ مصطلح "تكوين الحديد المخطط" في مناطق الحديد في بحيرة سوبيريور ، حيث عُرفت رواسب خام الحديد في سلاسل مسابي وماركيت وكويونا وجوجيبيك ومينوميني أيضًا باسم "اليشب" أو "الجاسبيليت" أو "تكوين الحديد" أو التاكونيت . وقد وُصفت تكوينات الحديد المخططة بأنها "إيتاباريت" في البرازيل، و " حجر الحديد" في جنوب إفريقيا، و"BHQ" (كوارتزيت الهيماتيت المخطط) في الهند. [6]

تم اكتشاف تكوين الحديد المخطط لأول مرة في شمال ميشيغان عام 1844، وقد دفع تعدين هذه الرواسب إلى إجراء أقدم الدراسات على BIFs، مثل دراسات تشارلز آر فان هيس وتشارلز كينيث ليث . [5] تطورت عمليات تعدين الحديد في سلسلتي ميسابي وكويونا إلى مناجم مفتوحة هائلة ، حيث يمكن للمجارف البخارية والآلات الصناعية الأخرى إزالة كميات هائلة من الخام. في البداية، استغلت المناجم أسرّة كبيرة من الهيماتيت والجيوثيت المتآكلة من تكوينات الحديد المخطط، وتم استخراج حوالي 2,500,000,000 طن (2.5 × 10 9 طن طويل؛ 2.8 × 10 9 طن قصير) من هذا "الخام الطبيعي" بحلول عام 1980. [61] بحلول عام 1956، بدأ الإنتاج التجاري واسع النطاق من BIF نفسه في منجم بيتر ميتشل بالقرب من بابيت، مينيسوتا . [62] بلغ الإنتاج في ولاية مينيسوتا 40,000,000 طن (39,000,000 طن طويل؛ 44,000,000 طن قصير) من خام التركيز سنويًا في عام 2016، وهو ما يمثل حوالي 75% من إجمالي الإنتاج الأمريكي. [61] يتم طحن تكوين الحديد المخطط الغني بالمغنتيت، والمعروف محليًا باسم التاكونيت، إلى مسحوق، ويتم فصل المغنتيت بمغناطيسات قوية وتحويله إلى حبيبات للشحن والصهر. [63]

منجم توم برايس، سلسلة جبال هامرسلي ، أستراليا

أصبح خام الحديد سلعة عالمية بعد الحرب العالمية الثانية ، ومع نهاية الحظر المفروض على تصدير خام الحديد من أستراليا في عام 1960، أصبحت سلسلة هامرسلي منطقة تعدين رئيسية. [5] [24] [25] [26] تعد تشكيلات الحديد المخططة هنا هي الأكثر سمكًا واتساعًا في العالم، [4] [27] حيث كانت تغطي في الأصل مساحة 150.000 كيلومتر مربع (58.000 ميل مربع) وتحتوي على حوالي 300.000.000.000 طن (3.0 × 10 11 طن طويل؛ 3.3 × 10 11 طن قصير) من الحديد. [27] تحتوي السلسلة على 80 بالمائة من جميع احتياطيات خام الحديد المحددة في أستراليا. [64] يتم إزالة ما يزيد عن 100,000,000 طن (98,000,000 طن طويل؛ 110,000,000 طن قصير) من خام الحديد من النطاق كل عام. [65]

تغطي تكوينات الحديد المخططة إيتاباريت في البرازيل ما لا يقل عن 80.000 كيلومتر مربع (31.000 ميل مربع) ويبلغ سمكها ما يصل إلى 600 متر (2000 قدم). [7] تشكل هذه التكوينات Quadrilatero Ferrifero أو Iron Quadrangle ، والتي تشبه مناجم Iron Range في الولايات المتحدة حيث أن الخام المفضل هو الهيماتيت المتآكل من BIFs. [66] يساعد الإنتاج من Iron Quadrangle في جعل البرازيل ثاني أكبر منتج لخام الحديد بعد أستراليا، حيث بلغ متوسط ​​الصادرات الشهرية 139.299 طنًا (137.099 طنًا طويلًا؛ 153.551 طنًا قصيرًا) من ديسمبر 2007 إلى مايو 2018. [67]

منجم خام الحديد المفتوح في تشيداشان، أحد ثلاث حفر كبيرة تحيط بمدينة أنشان

بدأ استخراج الخام من تكوينات الحديد المخططة في أنشان في شمال الصين عام 1918. وعندما احتلت اليابان شمال شرق الصين عام 1931، تحولت هذه المطاحن إلى احتكار مملوك لليابان، وأصبحت المدينة مركزًا صناعيًا استراتيجيًا مهمًا خلال الحرب العالمية الثانية. بلغ إجمالي إنتاج الحديد المعالج في منشوريا 1,000,000 طن (980,000 طن طويل؛ 1,100,000 طن قصير) في عامي 1931-1932. وبحلول عام 1942، وصلت الطاقة الإنتاجية الإجمالية لمصانع شووا للصلب في أنشان إلى 3,600,000 طن (3,500,000 طن طويل؛ 4,000,000 طن قصير) سنويًا، مما يجعلها واحدة من مراكز الحديد والصلب الرئيسية في العالم. [68] تعطل الإنتاج بشدة أثناء الاحتلال السوفييتي لمنشوريا عام 1945 والحرب الأهلية الصينية اللاحقة . ومع ذلك، من عام 1948 إلى عام 2001، أنتجت مصانع الصلب 290 مليون طن (290 مليون طن طويل؛ 320 مليون طن قصير) من الصلب، و284 مليون طن (280 مليون طن طويل؛ 313 مليون طن قصير) من الحديد الزهر و192 مليون طن (189 مليون طن طويل؛ 212 مليون طن قصير) من الصلب المدرفل . تبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية اعتبارًا من عام 2006 10,000,000 طن (9,800,000 طن طويل؛ 11,000,000 طن قصير) من الحديد الخام، و10,000,000 طن (9,800,000 طن طويل؛ 11,000,000 طن قصير) من الفولاذ و9,500,000 طن (9,300,000 طن طويل؛ 10,500,000 طن قصير) من الفولاذ المدلفن. يقع ربع إجمالي احتياطيات خام الحديد في الصين، حوالي 10,000,000,000 طن (9.8 × 10 9 طن طويل؛ 1.1 × 10 10 طن قصير)، في أنشان. [69]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ abc James, Harold Lloyd (1 May 1954). "Sedimentary facies of iron-formation". Economic Geology . 49 (3): 235–293. Bibcode :1954EcGeo..49..235J. doi :10.2113/gsecongeo.49.3.235.
  2. ^ abcdefgh Trendall, AF (2002). "أهمية تكوين الحديد في السجل الطبقي ما قبل الكمبري". في Altermann, Wladyslaw; Corcoran, Patricia L. (eds.). Precambrian Sedimentary Environments: A Modern Approach to Ancient Depositional Systems . Blackwell Science Ltd. ص 33-36. ISBN 0-632-06415-3.
  3. ^ كاتسوتا ن، شيميزو آي، هيلمشتيدت هـ، تاكانو م، كاواكامي س، كومازاوا م (يونيو 2012). "توزيع العناصر الرئيسية في تكوين الحديد المخطط الأركي (BIF): تأثير التمايز المتحول". مجلة الجيولوجيا المتحولة . 30 (5): 457-472. رمز Bibcode : 2012JMetG..30..457K. doi : 10.1111/j.1525-1314.2012.00975.x. S2CID  129322335.
  4. ^ abcdefghijk Condie, Kent C. (2015). Earth as an evolving planetary system (3 ed.). Academic Press. ISBN 9780128036891.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab Trendall, AF; Blockley, JG (2004). "Precambrian iron-formation". في Eriksson, PG; Altermann, W.; Nelson, DR; Mueller, WU; Catuneanu, O. (المحررون). تطور الغلاف المائي والغلاف الجوي . التطورات في جيولوجيا ما قبل الكمبري . التطورات في جيولوجيا ما قبل الكمبري. المجلد 12. ص 359-511. doi :10.1016/S0166-2635(04)80007-0. ISBN 9780444515063.
  6. ^ abc Trendall, A. (2005). "تكوينات الحديد المخططة". موسوعة الجيولوجيا . إلسفير. ص 37-42.
  7. ^ abcde Gole, Martin J.; Klein, Cornelis (March 1981). "Banded Iron-Formations through Much of Precambrian Time". مجلة الجيولوجيا . 89 (2): 169–183. رمز Bibcode :1981JG.....89..169G. doi :10.1086/628578. S2CID  140701897.
  8. ^ abcde Klein, C. (1 October 2005). "بعض التكوينات الحديدية المخططة من العصر ما قبل الكمبري (BIFs) من جميع أنحاء العالم: عمرها، وبيئتها الجيولوجية، ومعادنها، وتحولها، وكيمياء الأرض، وأصولها". American Mineralogist . 90 (10): 1473–1499. Bibcode :2005AmMin..90.1473K. doi :10.2138/am.2005.1871. S2CID  201124189.
  9. ^ توجد أمثلة على هذا الاستخدام في Gole and Klein 1981؛ Klein 2005؛ Trendall 2005؛ وZhu et al. 2014.
  10. ^ abcde Ilyin, AV (9 January 2009). "Neoproterozoic banded iron formations". Lithology and Mineral Resources . 44 (1): 78–86. doi :10.1134/S0024490209010064. S2CID  129978001.
  11. ^ ab Bekker, A; Slack, JF; Planavsky, N.; Krapez, B.; Hofmann, A.; Konhauser, KO; Rouxel, OJ (مايو 2010). "تكوين الحديد: المنتج الرسوبي لتفاعل معقد بين عمليات الوشاح والتكتونية والمحيطية والمحيط الحيوي" (PDF) . الجيولوجيا الاقتصادية . 105 (3): 467-508. رمز Bibcode : 2010EcGeo.105..467B. CiteSeerX 10.1.1.717.4846 . doi : 10.2113/gsecongeo.105.3.467. 
  12. ^ عبد الرحمن، ياسر؛ جوتزر، ينس؛ لي، شيان هوا؛ سيفيرت، توماس؛ لي، تشاو فينج؛ لينج، شياو شياو؛ لي، جياو (6 يونيو 2019). "ليست كل تكوينات الحديد النيوبروتيروزوي هي تكوينات جليدية: تكوينات حديدية زفيرية غير رابيتانية من العصر الستورتياني من الدرع العربي النوبي". رواسب المعادن . 55 (3): 577-596. رمز Bibcode : 2019MinDe..55..577A. doi : 10.1007/s00126-019-00898-0. S2CID  189829154.
  13. ^ abcdefghijk Cox, Grant M.; Halverson, Galen P.; Minarik, William G.; Le Heron, Daniel P.; Macdonald, Francis A.; Bellefroid, Eric J.; Straus, Justin V. (2013). "تكوين الحديد النيوبروتيروزوي: تقييم لأهميته الزمنية والبيئية والتكتونية" (PDF) . الجيولوجيا الكيميائية . 362 : 232–249. رمز Bibcode : 2013ChGeo.362..232C. doi : 10.1016/j.chemgeo.2013.08.002. S2CID  56300363. تم الاسترجاع في 23 يونيو 2020 .
  14. ^ ab Stern, Robert J.; Mukherjee, Sumit K.; Miller, Nathan R.; Ali, Kamal; Johnson, Peter R. (ديسمبر 2013). "~750 مليون سنة من تكوين الحديد المخطط من الدرع العربي النوبي - الآثار المترتبة على فهم التكتونيات النيوبروتيروزوية والبراكين وتغير المناخ". أبحاث ما قبل الكمبري . 239 : 79–94. Bibcode :2013PreR..239...79S. doi :10.1016/j.precamres.2013.07.015.
  15. ^ Gaucher, Cladio; Sial, Alcides N.; Frei, Robert (2015). "الفصل 17 - الكيمياء الطبقية لتكوين الحديد المخطط في حقبة النيو بروتيروزوي (BIF): الأنواع والعمر والأصل". الفصل 17: الكيمياء الطبقية لتكوين الحديد المخطط في حقبة النيو بروتيروزوي (BIF): الأنواع والعمر والأصل. الكيمياء الطبقية: المفاهيم والتقنيات والتطبيقات . ص 433-449. doi :10.1016/B978-0-12-419968-2.00017-0. ISBN 9780124199682تم الاسترجاع بتاريخ 22 يونيو 2020 .
  16. ^ ab Li, Zhi-Quan; Zhang, Lian-Chang; Xue, Chun-Ji; Zheng, Meng-Tian; Zhu, Ming-Tian; Robbins, Leslie J.; Slack, John F.; Planavsky, Noah J.; Konhauser, Kurt O. (2 يوليو 2018). "أصغر تكوين حديدي مخطط على الأرض يشير إلى ظروف حديدية في محيط الكمبري المبكر". التقارير العلمية . 8 (1): 9970. رمز Bibcode : 2018NatSR...8.9970L. doi : 10.1038/s41598-018-28187-2 . PMC 6028650. PMID  29967405 . 
  17. ^ Gross, GA (1980). "تصنيف تكوينات الحديد على أساس البيئات الترسيبية". The Canadian Mineralogist . 18 : 215–222.
  18. ^ Ohmoto, H. (2004). "The Archean atmosphere, hydrosphere, and bioosphere". في Eriksson, PG; Altermann, W.; Nelson, DR; Mueller, WU; Catuneanu, O. (eds.). تطور الغلاف المائي والغلاف الجوي . التطورات في جيولوجيا ما قبل الكمبري . التطورات في جيولوجيا ما قبل الكمبري. المجلد 12. 5.2. doi :10.1016/S0166-2635(04)80007-0. ISBN 9780444515063.
  19. ^ تانر، محمد ف.؛ شيمام، مجيد (أكتوبر 2015). "تكوين الحديد المخطط من نوع ألغوما (BIF)، حزام أبيتيبي جرينستون، كيبيك، كندا". مراجعات جيولوجيا الخام . 70 : 31-46. رمز Bibcode : 2015OGRv...70...31T. doi : 10.1016/j.oregeorev.2015.03.016 .
  20. ^ Gourcerol, B.; Thurston, PC; Kontak, DJ; Côté-Mantha, O.; Biczok, J. (1 أغسطس 2016). "الوضع الترسيبي لتكوين الحديد المخطط من نوع Algoma" (PDF) . أبحاث ما قبل الكمبري . 281 : 47–79. رمز Bibcode :2016PreR..281...47G. doi :10.1016/j.precamres.2016.04.019. ISSN  0301-9268.
  21. ^ abc Czaja, Andrew D.; Johnson, Clark M.; Beard, Brian L.; Roden, Eric E.; Li, Weiqiang; Moorbath, Stephen (فبراير 2013). "ترسيب تكوين الحديد المخطط بواسطة الأكسدة البيولوجية في حزام Isua Supracrustal Belt (غرب جرينلاند) منذ حوالي 3770 مليون سنة". رسائل علوم الأرض والكواكب . 363 : 192–203. Bibcode :2013E&PSL.363..192C. doi :10.1016/j.epsl.2012.12.025.
  22. ^ ألكسندر، دي آر (21 نوفمبر 1977). "المسوحات الجيولوجية والكهرومغناطيسية (VLP) على جزء من مجموعة ستراثي-كاسلز". تيمينز ، أونتاريو : شركة هولينجر ماينز المحدودة : 3، 4، 9. AFRI 31M04SW0091. {{cite journal}}: تتطلب المجلة الاستشهاد بها |journal=( مساعدة )
  23. ^ "تكوينات الحديد المخططة في أونتاريو". المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي . تم الاسترجاع في 17 يونيو 2020 .
  24. ^ ab MacLeod, WN (1966) The geology and iron deposits of the Hamersley Range area. Bulletin Archived 4 March 2016 at the Wayback Machine (Geological Survey of Western Australia), No. 117
  25. ^ ab "Geology". خام الحديد في ريو تينتو. مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2012. تم الاسترجاع في 7 أغسطس 2012 .
  26. ^ ab "Iron 2002 – Key Iron Deposits of the World – Module 1, Australia". Porter GeoConsultancy. 18 سبتمبر 2002. مؤرشف من الأصل في 8 مارس 2022. تم الاسترجاع في 7 أغسطس 2012 .
  27. ^ abc "Banded Iron Formation". متحف غرب أستراليا . تم الاسترجاع في 17 يونيو 2020 .
  28. ^ Trendall, A. F (1968). "ثلاثة أحواض عظيمة من ترسبات تكوينات الحديد المخططة في العصر ما قبل الكمبري: مقارنة منهجية". نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية . 79 (11): 1527. Bibcode :1968GSAB...79.1527T. doi :10.1130/0016-7606(1968)79[1527:TGBOPB]2.0.CO;2.
  29. ^ مارغوليس، ل ؛ ساجان، د (أغسطس 2000). ما هي الحياة؟. مطبعة جامعة كاليفورنيا. ص 81-83. ISBN 978-0-520-22021-8.
  30. ^ abcde Cloud, P. (1973). "الأهمية البيئية القديمة لتكوين الحديد المخطط". Economic Geology . 68 (7): 1135–1143. Bibcode :1973EcGeo..68.1135C. doi :10.2113/gsecongeo.68.7.1135.
  31. ^ abcde Holland, Heinrich D (19 May 2006). "أكسدة الغلاف الجوي والمحيطات". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 361 (1470): 903–915. doi :10.1098/rstb.2006.1838. PMC 1578726 . PMID  16754606. 
  32. ^ abc Cloud, Preston E. (1968). "التطور الجوي والهيدروسفيري على الأرض البدائية". مجلة العلوم . 160 (3829): 729–736. Bibcode :1968Sci...160..729C. doi :10.1126/science.160.3829.729. JSTOR  1724303. PMID  5646415.
  33. ^ Ohmoto, H.; Watanabe, Y.; Yamaguchi, KE; Naraoka, H.; Haruna, M.; Kakegawa, T.; Hayashi, K.; Kato, Y. (2006). "التطور الكيميائي والبيولوجي للأرض المبكرة: القيود من تكوينات الحديد المخططة". مذكرات الجمعية الجيولوجية الأمريكية . 198 : 291–331. doi :10.1130/2006.1198(17). ISBN 9780813711980تم الاسترجاع بتاريخ 19 يونيو 2020 .
  34. ^ لاسيلز، ديزموند فيتزجيرالد (2017). تكوينات الحديد المخططة، إلى خام الحديد: نموذج نشأة متكامل . نوفا ساينس للنشر. ISBN 978-1536109719.
  35. ^ سيمونسون، بروس م .؛ هاسلر، سكوت و. (نوفمبر 1996). "هل كان ترسب التكوينات الحديدية الكبيرة من العصر ما قبل الكمبري مرتبطًا بالتجاوزات البحرية الكبرى؟". مجلة الجيولوجيا . 104 (6): 665-676. رمز Bibcode :1996JG....104..665S. doi :10.1086/629861. S2CID  128886898.
  36. ^ ab Slack, JF; Cannon, WF (2009). "زوال التكوينات الحديدية المخططة خارج الأرض منذ 1.85 مليار سنة". الجيولوجيا . 37 (11): 1011–1014. Bibcode :2009Geo....37.1011S. doi :10.1130/G30259A.1.
  37. ^ ليونز، تي دبليو؛ رينهارد، سي تي (سبتمبر 2009). "الأرض المبكرة: الأكسجين لمحبي المعادن الثقيلة". نيتشر . 461 (7261): 179–81. رمز Bibcode :2009Natur.461..179L. doi : 10.1038/461179a . PMID  19741692. S2CID  205049360.
  38. ^ هوفمان، بي إف؛ كوفمان، إيه جيه؛ هالفيرسون، جي بي؛ شراج، دي بي (أغسطس 1998). "أرض كرة الثلج النيوبروتيروزوية" (PDF) . ساينس . 281 (5381): 1342–6. رمز Bibcode :1998Sci...281.1342H. doi :10.1126/science.281.5381.1342. PMID  9721097. S2CID  13046760.
  39. ^ موريس، ر. س؛ هورويتز، ر. س (أغسطس 1983). "أصل مجموعة هامرسلي الغنية بتكوينات الحديد في غرب أستراليا - الترسيب على منصة". أبحاث ما قبل الكمبري . 21 (3-4): 273-297. رمز Bibcode : 1983PreR...21..273M. doi : 10.1016/0301-9268(83)90044-X.
  40. ^ ab Nadoll, P.; Angerer, T.; Mauk, JL; French, D.; Walshe, J (2014). "كيمياء المغنتيت الحراري المائي: مراجعة". Ore Geology Reviews . 61 : 1–32. Bibcode :2014OGRv...61....1N. doi :10.1016/j.oregeorev.2013.12.013.
  41. ^ ab Zhu, XQ; Tang, HS; Sun, XH (2014). "نشأة تشكيلات الحديد المخططة: سلسلة من المحاكاة التجريبية". Ore Geology Reviews . 63 : 465–469. Bibcode :2014OGRv...63..465Z. doi :10.1016/j.oregeorev.2014.03.009.
  42. ^ لي، إل إكس؛ لي، إتش إم؛ شو، واي إكس؛ تشن، جيه؛ ياو، تي؛ تشانغ، إل إف؛ يانغ، إكس كيو؛ ليو، إم جيه (2015). "نمو الزركون وأعمار الميغماتيت في رواسب الحديد المستضافة بـ BIF من نوع ألغوما في مجموعة تشيانكسي من مقاطعة خبي الشرقية، الصين: توقيت ترسب BIF وتفاعله". مجلة علوم الأرض الآسيوية . 113 : 1017-1034. رمز Bibcode : 2015JAESc.113.1017L. doi : 10.1016/j.jseaes.2015.02.007.
  43. ^ لي، وي تشيانغ؛ بيرد، بريان إل؛ جونسون، كلارك إم. (7 يوليو 2015). "الحديد القاري المعاد تدويره بيولوجيًا هو أحد المكونات الرئيسية في تكوينات الحديد المخطط". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 112 (27): 8193-8198. رمز Bibcode : 2015PNAS..112.8193L. doi : 10.1073/pnas.1505515112 . PMC 4500253. PMID  26109570 . 
  44. ^ Kappler, A.; Pasquero, C.; Konhauser, KO; Newman, DK (November 2005). "Deposition of banded iron formations by anoxygenic phototrophic Fe (II)-oxidizingbacterial" (PDF) . Geology . 33 (11): 865–8. Bibcode :2005Geo....33..865K. doi :10.1130/G21658.1. مؤرشف من الأصل (PDF) في 16 ديسمبر 2008.
  45. ^ Konhauser, Kurt O.; Hamade, Tristan; Raiswell, Rob; Morris, Richard C.; Grant Ferris, F.; Southam, Gordon; Canfield, Donald E. (2002). "هل من الممكن أن تكون البكتيريا قد شكلت تكوينات الحديد المخططة في العصر ما قبل الكمبري؟". الجيولوجيا . 30 (12): 1079. Bibcode :2002Geo....30.1079K. doi :10.1130/0091-7613(2002)030<1079:CBHFTP>2.0.CO;2.
  46. ^ جونسون، كلارك م.؛ بيرد، بريان ل.؛ كلاين، كورنيليس؛ بيوكس، نيك ج.؛ رودين، إيريك إي. (يناير 2008). "نظائر الحديد تقيد العمليات البيولوجية وغير البيولوجية في نشأة تكوين الحديد المخطط". جيوشيميكا إي كوزموشيميكا أكتا . 72 (1): 151-169. رمز Bibcode :2008GeCoA..72..151J. doi :10.1016/j.gca.2007.10.013.
  47. ^ ab Klein, Cornelis; Beukes, Nicolas J. (1 November 1989). "الكيمياء الجيولوجية وعلم الرواسب لانتقال السحنة من الحجر الجيري إلى ترسب تكوين الحديد في مجموعة ترانسفال الفائقة في حقبة البروتيروزوي المبكرة، جنوب أفريقيا". علم الجيولوجيا الاقتصادية . 84 (7): 1733–1774. رمز Bibcode :1989EcGeo..84.1733K. doi :10.2113/gsecongeo.84.7.1733.
  48. ^ بروكس، جيه جيه؛ لوغان، جراهام أ؛ بويك، روجر؛ سومونز، روجر إي. (13 أغسطس 1999). "الحفريات الجزيئية القديمة والظهور المبكر لحقيقيات النوى". ساينس . 285 (5430): 1033-1036. رمز Bibcode :1999Sci...285.1033B. doi :10.1126/science.285.5430.1033. PMID  10446042.
  49. ^ Draganić, IG; Bjergbakke, E.; Draganić, ZD; Sehested, K. (أغسطس 1991). "تحلل مياه المحيطات بواسطة إشعاع البوتاسيوم-40 منذ 3800 مليون سنة كمصدر للأكسجين والأنواع المؤكسدة". أبحاث ما قبل الكمبري . 52 (3-4): 337-345. رمز Bibcode :1991PreR...52..337D. doi :10.1016/0301-9268(91)90087-Q.
  50. ^ براترمان، بول س .؛ كيرنز سميث، أ. جراهام ؛ سلوبر، روبرت دبليو. (مايو 1983). "الأكسدة الضوئية لـ Fe2+ المائي - أهمية تكوينات الحديد المخططة". نيتشر . 303 (5913): 163-164. رمز Bibcode :1983Natur.303..163B. doi :10.1038/303163a0. S2CID  4357551.
  51. ^ براترمان، بول س.؛ كيرنز سميث، أ. جراهام (سبتمبر 1987). "الترسيب الضوئي وتكوينات الحديد المخططة - بعض الجوانب الكمية". أصول الحياة وتطور المحيط الحيوي . 17 (3-4): 221-228. رمز Bibcode :1987OrLi...17..221B. doi :10.1007/BF02386463. S2CID  33140490.
  52. ^ Konhauser, Kurt O.; Amskold, Larry; Lalonde, Stefan V.; Posth, Nicole R.; Kappler, Andreas; Anbar, Ariel (15 June 2007). "فصل أكسدة Fe(II) الضوئية الكيميائية عن ترسب BIF في المياه الضحلة". رسائل علوم الأرض والكواكب . 258 (1-2): 87-100. رمز Bibcode :2007E&PSL.258...87K. doi :10.1016/j.epsl.2007.03.026 . تم الاسترجاع في 23 يونيو 2020 .
  53. ^ كيمبرلي، م. م. (يوليو 1974). "أصل خام الحديد عن طريق الاستبدال التشخيصي للصخور الكلسية". مجلة الطبيعة . 250 (5464): 319-320. رمز Bibcode :1974Natur.250..319K. doi :10.1038/250319a0. S2CID  4211912.
  54. ^ كرابيز، ب.؛ بارلي، مي؛ بيكارد، آل (2001). "تكوينات الحديد المخططة: الصخور البالاجيتية المحيطة، أو الطين الحراري المائي أو الصخور المتحولة؟". الملخصات الموسعة للمؤتمر الدولي الرابع للآثار القديمة : 247-248.
  55. ^ راسموسن، بيرجر؛ مولينج، جانيت ر. (مارس 2018). "إعادة تكوين المغنتيت في وقت متأخر: دليل على نمو المغنتيت على نطاق واسع عن طريق التحلل الحراري للسيدريت في تكوينات الحديد المخططة في هامرسلي". أبحاث ما قبل الكمبري . 306 : 64-93. رمز Bibcode : 2018PreR..306...64R. doi : 10.1016/j.precamres.2017.12.017.
  56. ^ كيرشفينك جيه (1992). "التجلد العالمي في خطوط العرض المنخفضة في أواخر حقبة البروتيروزوي: الأرض الكروية الثلجية". في شوبف جيه دبليو، كلاين سي (المحرران). المحيط الحيوي البروتيروزوي: دراسة متعددة التخصصات . مطبعة جامعة كامبريدج.
  57. ^ شيليتز، آلان؛ جاسكيه، دومينيك؛ موتاقي، عبد الله؛ أنيش، محمد؛ الحكور، عبد الخالق (2006). "اكتشاف تكوينات الحديد المخططة من حقبة النيو بروتيروزويك (BIF) في المغرب" (PDF) . ملخصات البحوث الجيوفيزيائية . 8. تم الاسترجاع في 23 يونيو 2020 .
  58. ^ ab Stern, RJ; Avigad, D.; Miller, NR; Beyth, M. (January 2006). "Evidence for the Snowball Earth hypothesis in the Arabian-Nubian Shield and the East African Orogen" (PDF) . مجلة علوم الأرض الأفريقية . 44 (1): 1–20. رمز Bibcode :2006JAfES..44....1S. doi :10.1016/j.jafrearsci.2005.10.003 . تم الاسترجاع في 23 يونيو 2020 .
  59. ^ Eyles, N.; Januszczak, N (2004). "Zipper-rift': A tectonic model for Neoproterozoic glaciations during the breakup of Rodinia after 750 Ma" (PDF) . مراجعات علوم الأرض . 65 (1–2): 1–73. رمز Bibcode :2004ESRv...65....1E. doi :10.1016/S0012-8252(03)00080-1. مؤرشف من الأصل (PDF) في 28 نوفمبر 2007.
  60. ^ ab Young, Grant M. (نوفمبر 2002). "الوضعيات الطبقية والتكتونية للصخور الجليدية والتكوينات الحديدية المخططة في حقبة البروتيروزوي: الصلة بمناقشة الأرض الكروية الثلجية". مجلة علوم الأرض الأفريقية . 35 (4): 451-466. رمز Bibcode :2002JAfES..35..451Y. doi :10.1016/S0899-5362(02)00158-6.
  61. ^ "استكشاف مينيسوتا: خام الحديد" (PDF) . مجلس تنسيق المعادن في مينيسوتا . تم الاسترجاع في 18 يونيو 2020 .
  62. ^ مارسدن، رالف (1968). جون د. ريدج (المحرر). جيولوجيا خامات الحديد في منطقة بحيرة سوبيريور في الولايات المتحدة، في المجلد الأول من رواسب الخام في الولايات المتحدة، 1933-1967 . المعهد الأمريكي لمهندسي التعدين والمعادن والبترول، ص 490-492.
  63. ^ "Taconite". وزارة الموارد الطبيعية في ولاية مينيسوتا . تم الاسترجاع في 10 أكتوبر 2020 .
  64. ^ "Iron Fact Sheet". Geoscience Australia. 15 مايو 2014. مؤرشف من الأصل في 18 فبراير 2017. تم الاسترجاع 10 أكتوبر 2020 .
  65. ^ "التعدين". خام الحديد ريو تينتو. 2010. مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2010. تم الاسترجاع 6 نوفمبر 2011 .
  66. ^ "مجمع ميناس إيتابيريتو". حلول بيانات التعدين . MDO Data Online Inc. تم الاسترجاع في 22 يونيو 2020 .
  67. ^ "صادرات خام الحديد البرازيلية: حسب الميناء". بيانات CEIC . تم الاسترجاع في 16 فبراير 2019 .
  68. ^ Beasley, WG (1991). Japanese Imperialism 1894–1945 . Oxford University Press. ISBN 0-19-822168-1.
  69. ^ هوانغ ، يويي. شياو سياومينغ؛ لي زينغو؛ تشانغ زوكو (2006). لياونينغ، موطن المانشو ومهد إمبراطورية تشينغ . مطبعة اللغات الأجنبية، بكين. ص. 227. ردمك 7-119-04517-2.

قراءة إضافية

  • Harnmeijer, JP (2003). "Banded Iron Formation: A Continuing Enigma of Geology". جامعة واشنطن. مؤرشف من الأصل في 8 سبتمبر 2006.
  • كلاين، سي. (أكتوبر 2005). "بعض التكوينات الحديدية المخططة من العصر ما قبل الكمبري (BIFs) من جميع أنحاء العالم: عمرها، وبيئتها الجيولوجية، ومعادنها، وتحولها، وكيمياء الأرض، وأصولها". عالم المعادن الأمريكي . 90 (10): 1473-99. رمز Bibcode :2005AmMin..90.1473K. doi :10.2138/am.2005.1871. S2CID  201124189.
يحتوي كتاب ويكيبيديا الجيولوجيا التاريخية على صفحة حول موضوع: تكوينات الحديد المخططة
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=تكوين_الحديد_المحدود&oldid=1247459458"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate