بررسی بقایای ذوب فلز در محوطه باستانی دهانه لشکر (رباط پشت بادام) با تأکید بر مطالعات پتروگرافی و شیمی سرباره ها (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
استان یزد به دلیل داشتن منابع معدنی متنوع و سابقه طولانی فعالیت های متالورژیکی از دوران پیش تاریخ تا معاصر، یکی از مراکز اصلی فلزکاری کهن در فلات مرکزی ایران محسوب می شود. محوطه ذوب فلز دهانه لشکر واقع در نزدیکی روستای رباط پشت بادام در جریان مطالعات زمین شناسی منطقه شناسایی شد و برای نخستین بار مورد مطالعه قرار گرفت. از این محوطه با مساحت ۱۴۰ مترمربع، ۱۰ نمونه سرباره جمع آوری شد که ۴ نمونه تحت مطالعات پتروگرافی و ۴ نمونه تحت آنالیزهای شیمیایی به روش ICP-OES قرار گرفتند. نمونه های مورد بررسی ویژگی های ماکروسکوپی مشخصی شامل رنگ سبز تیره تا سیاه، مورفولوژی نامنظم، بافت متخلخل تا متراکم و ابعاد ۲-۷ سانتی متر داشتند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که سرباره ها عمدتاً از کانی های فایالیت (Fe₂SiO₄)، پیروکسن و فازهای شیشه ای تشکیل شده اند و دارای بافت های اسپینی فکس و پورفیری هستند که حاکی از نرخ سرمایش سریع و تبلور ناقص مذاب است. همچنین بررسی مقاطع صیقلی حضور فازهای سولفیدی مس شامل بورنیت (Cu₅FeS₄)، کوولیت (CuS) و مس نیتیو (Cu) را در این سرباره ها نشان می دهد. نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت مس 96/1درصد وزنی و روی 88/0 درصد وزنی است که بیانگر استفاده از کانسارهای پلی متال Cu-Pb-Zn به عنوان مواد خام اولیه است. میانگین اکسید کلسیم (CaO) ۲۴ درصد، نشان دهنده استفاده از سنگ های کربناته (احتمالاً آهک و دولومیت) به عنوان فلاکس برای تنظیم گرانروی و کاهش دمای ذوب است. ترکیب شیمیایی سرباره ها دمای ذوب متوسط ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد را نشان می دهد که با استفاده از فلاکس های سیلیسی و کربناته برای بهبود جداسازی فلز سازگار است. مطالعه حاضر بر اساس نتایج مطالعات پتروگرافی و شیمیایی سرباره ها، شواهدی از چرخه صنعت فلزکاری کهن در این محوطه ارائه می دهد. پرسش های اصلی تحقیق شامل نوع فلزات استخراج شده و فرآیندهای متالورژیکی به کار رفته بود. بر اساس یافته ها، این محوطه عمدتاً جهت استخراج مس مورد بهره برداری قرار گرفته است. گرچه برای تاریخ گذاری دقیق شواهد سطحی کافی به دست نیامده، اما مطالعات پتروگرافی و شیمیایی نشان دهنده استفاده از فناوری های متالورژیکی پیشرفته با قابلیت دستیابی به دماهای ۱۱۰۰-۱۲۰۰ درجه سانتی گراد و به کارگیری سیستم فلاکس های ترکیبی (سیلیسی-کربناته) برای بهینه سازی فرآیند احیا و جداسازی فلز است.Investigation of Metal Smelting Remains at the Dehneh Lashkar Site (Robat Posht-e Badam) with Emphasis on Petrographic and Geochemical Analysis of Slags
Yazd Province, with its diverse mineral resources and long history of metallurgical activities from prehistoric to contemporary times, is considered one of the primary centers of ancient metalworking in the Central Iranian Plateau. The Dehneh Lashkar metal smelting site, located near Robat Posht-Badam village, was identified during regional geological surveys and studied for the first time. From this site, covering an area of 140 square meters, 10 slag samples were collected, with 4 samples subjected to petrographic analysis and 4 samples analyzed chemically using ICP-OES. The examined samples exhibited distinct macroscopic characteristics, including dark green to black coloration, irregular morphology, porous to dense textures, and dimensions ranging from 2 to 7 cm. Petrographic studies revealed that the slags primarily consist of fayalite (Fe₂SiO₄), pyroxene, and glassy phases, with spinifex and porphyritic textures indicative of rapid cooling and incomplete melt crystallization. Polished section analyses further confirmed the presence of copper sulfide phases, including bornite (Cu₅FeS₄), covellite (CuS), and native copper (Cu) within the slags. Chemical analyses indicated an average copper concentration of 1.96 wt% and zinc concentration of 0.88 wt%, suggesting the use of Cu-Pb-Zn polymetallic ores as the primary raw material. The average calcium oxide (CaO) content of 24 wt% points to the use of carbonate rocks (likely limestone and dolomite) as fluxes to adjust viscosity and lower the melting temperature. The chemical composition of the slags suggests an average smelting temperature of 1100-1200°C, consistent with the use of siliceous and carbonate fluxes to enhance metal separation. This study provides evidence of an ancient metalworking industry at the site based on petrographic and chemical analyses of the slags. The main research questions addressed the types of metals extracted and the metallurgical processes employed. Based on the findings, the site was primarily exploited for copper extraction. Although insufficient surface evidence was available for precise dating, petrographic and chemical studies indicate the use of advanced metallurgical technologies capable of achieving temperatures of 1100-1200°C and employing combined siliceous-carbonate flux systems to optimize the reduction and metal separation processes.
تبلیغات
