مطالعات ژئوشیمایی کانسار سرب و روی ویشان تکیه (جنوب اراک)

متن اصلی:
     زمین شناسی عمومی و چینه شناسی:
منطقه مورد مطالعه بخشی از زون سنندج ـ سیرجان می‌باشد. این منطقه به لحاظ تکتونیکی فعال بوده و آثار تکتونیکی به صورت گسلهای فشارشی هم جهت با روند محور چین خوردگیها و چینهای بزرگ و کوچک دیده می‌شود. در این ناحیه امتداد کلی لایه‌ها شمال غرب ـ جنوب شرق بوده و لایه‌ها از حالت افقی خارج شده‌اند. از مشخصات این منطقه فقدان سنگهای آذرین، استراتاباند بودن لایه‌های کانساری، اثرات دگرگونی خفیف ناحیه‌ای و چینه‌شناسی یکنواخت سنگهای ژوراسیک قرار گرفته‌اند، ولی این ماسه سنگها در محدوده معدن رخنمون ندارند.) آهک اربیتولین‌دار، آهک نازک لایه، شیل و مارن تشکیل یافته است. رگه‌های معدنی سرب و روی در واحد آهکی اربیتولین دار مشاهده می‌شند. براساس مطالعه میکروفسیلها سن آپسین آلبین برای این منطقه پیشنهاد می‌شود.
روش مطالعه:
مطالعات ژئوشیمایی در سه مرحله انجام یافته است: الف ـ تعیین ترکیب ایروتوپی پایدار اکسیژن 18 و کربن 13 ب ـ تعیین عناصر اصلی و فرعی سنگ میزبان ج ـ تعیین عناصر کانساری (Zn -Pb)و عناصر همراه آن.
در مرحله اول برای اندازه‌گیری ایزوتوپهای پایدار اکسیژن 18 و کربن 13 تعداد 5 نمونه از سنگهای میکریتی این منطقه با حداقل دگرسانی انتخاب شدند. سپس نمونه‌ها توسط مته دندانپزشکی (Dental drill)پودر و مقدار 15 میلی گرم از هر نمونه برای تجزیه به مرکز
آزمایشگاهی علوم (CSL)دانشگاه تاسمانیا واقع در کشور استرالیا ارسال گردید. نمونه‌ها در مدت 24 ساعت تحت تاثیر اسید فسفریک 100 درصد و دمای 25 درجه سانتیگراد قرار گرفتند، گاز CO2 متصاعد شده از هر نمونه توسط طیف سنج جرمی (MicoMass, 602D)اندازه گیری شد. ترکیب ایزوتوپی اکسیژن و کربن یک نمونه به صورت دلتا & و بر حسب قسمت در هزار (Part per mil) و نسبت به استاندارد مرجع سنجیده می‌شود (این استاندارد از نمونه‌های بلمنیت سازند پی‌دی Pee Dee Formation با سن کرتاسه واقع در ایالت کارولینای شمالی آمریکا بدست آمده است).
در مرحله دوم تعداد 20 نمونه برای تعیین عناصر اصلی و فرعی سنگ میزبان (Me, Ca, Sr, Na, Mn, Fe) انتخاب شد که توسط دستگاه XRF مورد تجزیه قرار گرفت. از این 20 نمونه تعداد 5 نمونه از همان پودرهای تهیه شده برای آنالیز ایزوتوپی بوده است.
در مرحله سوم برای تعیین عناصر کانساری (Pb,Zn) تعداد 20 نمونه توسط دستگاه XRF در ایران و برای تعیین عناصر کمیابی چون Ag, Cd, Au و ... تعداد 10 نمونه توسط دستگاه ICP-MS در کشور استرالیا مورد تجزیه قرار گرفت که در ادامه به بررسی نتایج حاصل از این آنالیزها پرداخته می‌شود.
مطالعات ژئن شیمیایی سنگ میزبان در محدوده معدنی ویشان ـ تکیه :
در تکیه سالهای اخیر استفاده از ایزوتوپهای پایدار عناصر اصلی و عناصر فرعی برای مطالعه ویژگیهای ژئوشیمیایی کربناتها حضور خود را در ارائه نتایج دقیق و ارزنده به اثبات رسانده است. از ژئوشیمی عناصر اصلی و فرعی وایزوتوپی برای تعیین محیط رسوبی، مینرالوژی اولیه، تغییرات دیاژنزی و میزان دگرسانی استفاده میوشد. برای رسیدن به این اطلاعات، نمونه‌های منطقه موردمطالعه با محدوده‌های ارائه شده برای کربناتهای معتدله عهد حاضر تاسمانیا (Rao 1995, Rao and Amini and Adabi, 1992 ; (آهکهای آبهای سرد پرمین تاسمانیا (Rao, 1991)، (Adabi, 1996)و آهکهای آرگونیتی گروه گوردون تاسمانیا (Rao,1990)مقایسه شده است. علت مقایسه نمونه‌های مورد مطالعه با محدوده‌های ذکر شده در دسترس بودن این اطلاعات برای تعیین مینرالوژی اولیه کربناتهای این منطقه است. زیرا تعیین مینرالوژی اولیه به سن سازند بستگی ندارد بلکه تغییرات ژئوشیمیایی حاکم بر دریاها میتواند موجب تشکیل نهشته‌های کلسیتی یا آرگونیتی شود.
- تغییرات Mn در مقابل Na :
با قرار دادن مقادیر Mn در مقابل Na مشخص می‌شود که نمونه‌های مورد مطالعه در محدوده آهکهای ساب پولار پرمین تاسمانیا (Rao,1991)قرار میگیرد. با توجه به اینکه آهکهای ساب پولار پرمین تاسمانیا دارای مینرالوژی اولیه کلسیتی بوده و تحت تاثیر دیاژنز متائوریک قرار گرفته‌اند، آهکهای منطقه مورد مطالعه را نیز میتوان متاثر از این دیاژنز دانست (تصویر 1):
- تغییرات Na در مقابل Sr :
با قرار دادن Na در مقابل Sr مشخص می‌شود که نمونه‌های مورد مطالعه در محدوده آهکهای ساب پولار پرمین تاسمانیا قرار میگیرند که شباهت مینرالوژیکی نمونه‌های مورد مطالعه را با این محدوده بیان می‌کند (تصویر 2).
- تغییرات Mn در مقابل Sr:
- درنمونه‌های مورد مطالعه مقدار بالای Mn (میانگین ppm 1750) را شاهد هستیم که مقدار بالای Mn میتواند به مقدار زیادی بدلیل تاثیر محلولهای متائوریکی بر روی کربناتهای منطقه باشد. زیرا مقدار Mn با افزایش دیاژنز متائوریک و تاثیر این آبها افزایش می‌یابد (Brand and Veizer, 1980). با قرار دادن mn در مقابل Sr نمونه‌های مورد مطالعه در محدوده آهکهای ساب پولار پرمین تاسمانیا با مینرالوژی کلسیتی قرار میگیرند (تصویر 3).
- تغییرات نسبت Sr/Na در مقابل Mn:
با ترسیم مقادیر Mn در مقابل نسبت Sr/Na بار دیگر مشاهده می‌شود که نمونه‌های مورد مطالعه درمحدوده آهکهای ساب پولار پرمین تاسمانیا قرار می‌گیرند که بدلیل مینرالوژی آنهاست (تصویر 4).
- تغییرات Na ایزوتوپ اکسیژن 18:
همانطور که مشاهده می‌شود نمونه‌ها در نزدیکی محدوده مربوط به کربناتهای ژوراسیک فوقانی سازند مزدوران قرار گرفته‌اند که نشان می‌دهد، مینرالوژی اولیه نمونه‌های منطقه مورد مطالعه متشابه با سازند مزدوران است. علت اینکه بعضی از نمونه‌ها در خارج از محدوده مورد نظر قرار گرفته‌اند، تاثیر شدید دیاژنز متائوریکی است (تصویر 5).
- تغییرات Mn در مقابل ایزوتوپ اکسیژن 18:
در این نمودار نیز تشابه مینرالوژی سازندمزدوران و نمونه‌های مورد مطالعه و تاثیر شدید دیاژنز متائوریک که باعث سبک‌تر شدن مقدار ایزوتوپ اکسیژن 18 شده است، به اثبات می‌رسد (تصویر 6).
- تغییرات Sr در مقابل ایزوتوپ کربن 13:
اغلب نمونه‌های مورد مطالعه در داخل و یا در نزدیکی محدوده مربوط به کربناتهای ژوراسیک فوقانی مزدوران قرار می‌گیرند که این امر تشابه مینرالوژی این دو منطقه را نشان می‌دهد (تصویر 7).
مطالعات ژئوشیمیایی کانسار ویشان ـ تکیه:
- توزیع فراوانی Zn در واحدهای سنگی منطقه: منحنی تغییرات روی در امتداد پیمایش‌ها دارای مقادیر بالا یا پایینی از روی است. مقادیر بالای روی در تمام موارد به بخشهایی از واحد K1Id (آهک دولومیتی اربیتولین‌دار) تعلق دارد (تصویر 8)که رخساره ماده معدنی در آن گسترده است. مقادیر پایین روی، متعلق به رخساره شیلی و مارنی است.
- توزیع فراوانی Pb در واحدهای سنگی منطقه: منحنی تغییرات Pb در امتداد پیمایشها نیز داریا مقادیر بالا (آهک دولومیتی اربیتولین‌دار)و مقادیر پایین (واحدهای شیلی و مارنی)است (تصویر 9).
لازم به ذکر است که غلظت Pb و Zn در لایه‌های آهکی و شیلی که کمتر تحت تاثیر سیلیسی شدن قرار گرفته‌اند کمتر از زون سیلیسی شده است اما نسبت به مقدار زمینه سرب و روی در آهکها و شیلها این مقدار بیشتر است. همچنین تطابق و همبستگی بین فراوانی سرب و روی زیاد است و معمولا مقادیر روی چندین برابر مقادیر سرب است (تصویر 10).
- توزیع فراوانی SiO2 و عناصر کانساری: رابطه نزدیکی بین فراوانی سیلیس و فراوانی فلزات کانساری (Zn,Pb)مشاهده می‌شود. این رابطه با خصوص در آهکهای سیلیسی شده (زون جاسپیروئید)کاملا واضح و روشن است (تصویر 11)و میتوان گفت با افزایش سیلیس مقدار عناصر کانساری افزایش می‌یابد. این حالت به عنوان یکی از ویژگیهای مهم بیشتر کانسارهای سرب و روی زون سنندج ـ سیرجان شناخته شده است.
- توزیع فراوانی Ag: فراوانی نقره با نزدیک شدن به زون ژاسپیروئید افزایش می‌یابد.
- توزیع فراواین ‌Cd: فراوانی کادمیم در زون کانساری دارای بیشترین مقدار خود است و همبستگی مثبتی با روی نشان میدهد (تصویر 12).
- توزیع فراوانی Ni و Co: نیکل نه تنها در زون جاسپیروئید بلکه گاهاً در سنگهای دربرگیرنده نیز آنومالی نشان میدهد. همبستگی خوب و مثبتی بین نیکل و کبالت در منحنی‌ها قابل مشاهده است. این همبستگی در زون کانساری بسیار زیاد است (تصویر 13).
- توزیع فراوانی Ba: با نزدیک شدن به زون کانساری مقدار باریم افزایش می‌یابد و خوب و مثبتی را می‌توان بین باریم و روی مشاهده نمود (تصویر 14).
- توزیع فراوانی Sr: برخلاف تمامی عناصر بررسی شده، فراوانی استرانسیوم با نزدیک شدن به زون کانساری کاهش قابل ملاحظه‌ای پیدا می‌کند. برای تشخیص بهتر این امر مقادیر استرانسیوم در مقابل روی قرار گرفته است که در نمودار روند کاملاً معکوسی برای این دو متغیر وجود دارد. (تصویر 15).

تصویر 1-تغییرات منگنز در مقابل سدیم

تصویر 2-تغییرات سدیم در مقابل استرانسیم

تصویر 3-تغییرات منگنزدر مقابل استرانسیم

تصویر 4-تغییرات منگنز در مقابل نسبت استرانسیم به سدیم

تصویر 5-تغییرات سدیم در مقابل ایزوتوپ اکسیژن 18

تصویر 6-تغییرات منگنز در مقابل ایزوتوپ اکسیژن 18

تصویر 7-تغییرات استرانسیم در مقابل ایزوتوپ کربن 13

تصویر 8- منحنی پراکندگی روی (با روند شمال شرق -جنوب غرب): بیشینه مقدار روی مربوط به واحد آهکی دولومیتی کانه دار که شدیدا تحت تاثیر سیلیسی شدن قرار گرفته می باشد .

تصویر 9- منحنی پراکندگی سرب(با روند شمال شرق -جنوب غرب): بیشینه مقدار سرب مربوط به واحد آهکی دولومیتی کانه دار می باشد .

تصویر 10- توزیع فراوانی Si،Zn،pb :همبستگی مثبتی بین این سه عنصردیده می شود . بیشترین مقادیر این عناصر مربوط به زون ژاسپیروئید است.

تصویر 11- مقایسه مقادیر سرب و روی و همبستگی آنها : درتمام نمونه های مورد مطالعه مقادیر روی چندین برابر مقادیر سرب بوده است که در این شکل نمودار این عناصر به صورت لگاریتمی نشان داده شده است .

تصویر 12- توزیع فراوانی Cd: در این تصویر همبستگی مثبت روی با کادمیم قابل مشاهده است و بیشترین مقدار کادمیم در زون کانساری است.

تصویر 13- توزیع فراوانی Ni,Co : همبستگی مثبتی بین نیکل و کبالت مشاهده می شود. که در زون کانساری بیشترین مقدار این دو عنصر را شاهد هستیم.

تصویر 14- توزیع فراوانی Ba : با نزدیک شدن به زون کانساری به مقدار باریم افزوده می شود به این جهت همبستگی مثبتی بین این عنصر و روی دیده می شود.

تصویر 15- توزیع فراوانی Sr: در این نمودار همبستگی منفی روی با استرانسیوم دیده می شود. کمترین مقادیر استرانسیوم مربوط به زون کانساری است.