کانی شناسی و ژئوشیمی کانسار آهن آبپونه، غرب اصفهان

دسته زمین شناسی اقتصادی واکتشاف
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و یکمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده نصر اصفهانی، علیخان ۲-احمدی، محمود
تاريخ برگزاری ۲۵ مهر ۱۳۸۴

Abstract
Abpooneh Fe mine lie at ۷۵ km west of Esfahan and it is enumerate of Sanandaj-Sirjan tectonic zone. This mine outcropped in lower part of Precambrian sedimentary-metamorphic sequence. Host of mineralization is sericite chlorite quartz schist. Fe horizons lie at inter of Quartzite-barite bands and parallelism to schist host rock. Basic ores in this mine are magnetite and hematite (primary oxids) and S-hematite and gotite (secondary oxids).
Geochemistry traits of this mine are high content of Ba and Sr and rich of LREE than HREE (Up ۲ order). The other trait of this mine is positive anomaly of Eu. Facetiouses had shown that the origin is volcanosedimentary and probably Abpooneh Fe mine form of fluids similar sato (II) fluids.
Concurrent with sedimentation of quasi flisch in floor sea in effect of volcanic activity, Si, Fe and S with other metal ionic from thermal fluids of volcanoes affuse at sea floor and present formation of lens form mines with band type trait. S in effect of conflux with sea water formed So۴ and then form Barite with Ba ionic

چکیده
کانسار آهن آبپونه در 75 کیلومتری غرب اصفهان واقع شده و از نظر تقسیمات زمین شناسی ایران جزء زون ساختاری سنندج-سیرجان محسوب می شود. این کانسار در بخشهای زیرین سری رسوبی-دگرگونی پرکامبرین رخنمون دارد. سنگ میزبان کانسنگ سریسیت کلریت کوارتز شیست می باشد. افقهای آهن دار در داخل باندهای کوارتزیتی-باریتی و به موازات سنگهای میزبان شیستی قرار دارند. کانی های فلزی اصلی در این کانسار مگنتیت و هماتیت(اکسیدهای اولیه)، هماتیت ثانویه و گوتیت(اکسید های ثانویه) می باشند.
از ویژگیهای ژئوشیمی این کانسار بالا بودن باریم و استرانسیم و غنی بودن آن از نظر عناصر نادر خاکی سبک نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین است که تا حدود دو برابر غنی تر هستند. ویژگی دیگر این کانسار آنومالی مثبت عنصر Eu است. کانسنگ آهن در مقایسه با سنگ میزبان از نظر توزیع عناصر نادر خاکی همخوانی خوبی نشان می دهد. کلیه شواهد نشانگر یک منشأ آتشفشانی-رسوبی بوده و به احتمال زیاد تشکیل کانسار آهن آبپونه نتیجه سیالات مشابه نوع II ساتو می باشد. همزمان با ته نشینی توالی های شبه فلیشی در کف دریا، بر اثر فعالیتهای آتشفشانی مقادیر زیادی یونهای سیلیس، آهن و گوگرد همراه با سایر عناصر فلزی توسط محلولهای گرمابی از مراکز آتشفشانی به کف حوضه ریخته وشرایط تشکیل کانسارهای عدسی شکل با ویژگیهای نوار گونه آهن را مهیا نموده است. گوگرد در اثر برخورد با آب دریا بنیان سولفاته را ساخته و با یون باریم آب دریا ایجاد باریت نموده است
مقدمه
کانسار آهن آبپونه در نزدیکی دهکده آبپونه در 75 کیلومتری غرب اصفهان قرار گرفته است. این کانسار در سال 1345 توسط برکت و کرباسیون کشف و در سال 1349 با ذخیره 400000 تن آهن با عیار 60% به ثبت رسید. کانسار آهن آبپونه در بخشهای زیرین سری رسوبی-دگرگونی پرکامبرین رخنمون داشته و شامل تناوبهائی از شیست و دولومیت مرمرین می باشد. نفوذیهای دیابازی این مجموعه را قطع نموده اند. فشارهای تکتونیکی باعث چین خوردگی با جهتW °50- °40N در این مجموعه شده است و سپس توسط گسلهای وزنی با امتداد E ° 50N جابجا گردیده اند. مهمترین جهت درزه ها در این مجموعه شامل درزه هایی با جهتE °50° W, N 30 N و درزه های فرعی جهتW-E,N-S دارند. این ناحیه از نظر زمین ساخت در زون سنندج-سیرجان قرار داشته و بر اساس نقشه های چهار گوش نجف آباد با مقیاس 1:100000(زاهدی1354) و چهار گوش شهرکرد با مقیاس 1:250000(زاهدی و واعظی پور1371)از نظر سنی به پرکامبرین تعلق دارد.
سنگ میزبان کانسنگ آهن آبپونه، سریسیت کلریت کوارتز شیست می باشد. مهمترین کانی های تشکیل دهنده آن کوارتز بی شکل همراه با سریسیت و کلریت جهت دار است. در بخشهای پر عیار آهن، میزان سیلیس به همراه باریت بسیار زیاد می شود. رگه های ثانویه سیلیسی و کلسیتی مجموعه های شیستی را قطع نموده اند. افقهای آهن دار در داخل باند های کوارتزیتی-باریتی و به موازات سنگهای میزبان شیستی قرار دارند. ضخامت این افقها از 2 سانتیمتر تا5/1 متر متغیر است. به نظر می رسد سنگ مادر، یک ماسه سنگ ناخالص تا گری وک از منشأ آذرین اسیدی باشد.
کانسنگ آهن آبپونه تناوبی از کوارتزیت های باریت دار با بافت افشان و افقهای پر عیار آهن سیلیسی تشکیل شده است. اکسید های آهن شامل مگنتیت و هماتیت(اکسیدهای اولیه)، هماتیت ثانویه و گوتیت(اکسیدهای و ئیدروکسیدهای آبدار ثانویه)می باشد.
 
بحث
مگنتیت به عنوان کانه اصلی در این کانسار به اشکال گوناگون مثل مگنتیت به صورت خود شکل، نیمه شکل دار و بی شکل دیده می شود، بویژه در کانسنگ پرعیار بصورت مگنتیت های نیمه شکل دار لایه ای(Layered sub hedral Magnetite) تشکیل شده است. مگنتیت در افقهای کوارتزیتی-باریتی کم عیار با اشکال تقریبا گرد شده و نیمه شکل دار تا بی شکل یافت می شود. گردواره های مگنتیت به اندازه چند صد میکرومتر تا یک میلیمتر متغیر می با شند و تقریبا به موازات فولیاسیون بوده و اغلب در آن جهت قدری طویل شدگی نشان میدهند. در بیشتر موارد این گردواره ها با بلورهای کلریت، سریسیت و باریت در بر گرفته شده اند. بنظر می رسد این گردواره ها در ابتدا بصورت باند های کانه دار ریز بلور متبلور و در مراحل بعدی تبلور مجموعه های درشت تر را ایجاد نموده اند. مجموعه های جهت دار مگنتیت(oriented Aggregate Magnetite) در بین بلور های کوارتز و باریت دیده می شود. در بلور های اکتائدری مگنتیت، مارتیت بصورت صفحات درهم و متقاطع دیده شده که نشانه شروع فرایندهای هماتیتی شدن در سنگ است. گاهی شدت هماتیتی شدن آنچنان بالا می رود که هماتیت با زمینه موزائیکی(Mosaic Pattern)گسترش یافته است.
بطور کلی چهار بافت در این کانسار دیده می شود که شامل مارتیتی شدن، بافت موزائیکی، بافت جانشینی اسکلتی(Skeletal Replacement Texture)ه های مگنتیت پیش رفته که تنها قالب آن باقی مانده است)، بافت جعبه ای(Box Work Texture) (در حفراتی جعبه ای با دیواره ای از جنس هماتیت و گوتیت تشکیل می گردد) می باشد.
مجموعه کانیائی اولیه کانسار آبپونه مربوط به مراحل ابتدائی نهشتگی رسوبی شامل مگنتیت، هماتیت، کوارتز، باریت و کانی های رسی می باشد. طی مراحل دگرگونی ناحیه ای مجموعه های کوارتز، باریت، مگنتیت و هماتیت تا حدودی درشت بلور تر شده اند. کانیهای رسی طی دگرگونی به سریسیت و کلریت تبدیل شده و کلسیت همزمان با فعالیتهای تکتونیکی، درزه ها و شکافها را پر نموده است.
برای بررسی میزان تغییرات در صد آهن از دیواره ترانشه شماره یک نمونه برداری گردید و مورد تجزیه شیمیائی به روش تتراسیون قرار گرفت. میزان عیار کلی در طبقات پر عیار (HG) 8/61% و در طبقات کم عیار بطور متوسط 7/22%می باشد. عیار متوسط آهن در کل طبفات با ضخامت 5/1 متر 28/57%است(بر حسب ضخامت لایه ها وزن دار شده است).
 
میزان متوسط اکسید های عناصر اصلیBa,Ca,Sr,K,Al Si در زونهای پرعیار که با استفاده از روش جذب نوترونی(NAA) بدست آمده است در جدول 1(درصد) مشاهده می شود.
کانسنگ آهن آبپونه نسبت به میزان متوسط عناصر در پوسته زمین(فیف1974)نرمالایز و بر روی نمودارهای عنکبوتی آورده شده است. بر این اساس Hg تا 4 برابر و Mo,W,Snغنی شدگی نشان می دهند.   همچنین در مقایسه با توزیع عناصر در پوسته زمین از نظر عناصرLa(178برابر)، Th(33برابر)، Sm(5/31برابر)، Ce(28برابر) و در حدود 10 برابر نسبت به Hf,Rb,Yb,Tc,Sc و بین 2 تا 5 برابر نسبت به عناصرGa,U,Mn,Co,Cr,V,Zr,Zn و عناصر نادر خاکی Eu,Gd,Dy,Lu,Yb تهی شدگی نشان می دهد. نرمالایز نمودن عناصر نادر خاکی کانسار نسبت به میزان آنها در کندریت نشان داد که کانسنگ از نظرLa  تا 5/2 برابر و از نظر Nd تا 481 برابر تهی شدگی نشان می دهد. در مقابل عنصرEu 3/2 برابر غنی شدگی نشان می دهد. در این کانسار عناصر نادر خاکی سبک نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین بین 5/1 تا2 برابر غنی شدگی نشان می دهد.      
 
نتیجه گیری
          کانسار آهن آبپونه با توجه به سن سنگهای در بر گیرنده آن شاید با برخی خصوصیات کانسارهای آهن لایه ای(Banded Iron Ore Deposite) نوع آلگوما(Algoma Type) قابل مقایسه باشد. در خصوص نحوه تشکیل کانسارهای نوع آلگوما معتقدند که آهن و سیلیس همراه با آتشفشانها در کف دریا از چشمه های با منشأ آذرین وارد حوضه رسوبی شده است(گروس1980،ترنوال1986). گردوین(1962) هر جفت لایه چرت-آهن در گروه آلگوما را بعنوان یک فاز آتشفشانی می داند که آهن بسرعت فلوکوله شده ولی سیلیس آهسته تر فلوکوله می شود. مناسب ترین مدلی که می توان برای تشکیل کانسار آهن آبپونه استفاده نمود، مدلی مشابه است که برای تشکیل کانسار های سولفیدی توده ای ارائه شده است(فیف و اسپونر1973). در این مدل منبع فلزات به چشمه های آبگرم زیر دریائی با فعالیتهای فومرولیک محلولهای شور شبیه آنچه که در دریای سرخ رخ می دهد، نسبت داده می شود. به احتمال زیاد کانسار آهن آبپونه از سیالات مشابه نوعII ساتو تشکیل گردیده است. در نوع II توده کانساری درست بر روی مرکز خروج مواد و سیالات کانه ساز را می پوشاند. همزمان با ته نشینی توالی های شبه فلیشی در کف دریا ، بر اثر فعالیتهای آتشفشانی  مقادیر زیادی سیلیس، آهن و گوگرد همراه با سایر عناصر فلزی توسط محلولهای گرمابی از مراکز آتشفشانی به کف چنین حوضه هائی ریخته شده و تشکیل کانسارهای عدسی شکل با ویژگیهای نوار گونه آهن را مهیا می کند.
          لیزتل و همکاران(1995) معتقدند که سیالات فورانی پروکسیمال(Proxsimal) دارای آنومالی مثبت Euو غنی از عناصر نادر خاکی سبک هستند و این محلولها شدیدأ شرایط احیائی دارند. در تحقیقات لوترموزر(1992) این نتیجه بدست آمد که محلولهای گرمابی با درجه شوری پائین و حرارت حدود 350 درجه سانتی گراد که در حواشی پشیه های میان اقیانوسی هستند دارای مقادیر بالائی از عناصر نادر خاکی و آنومالی مثبتEu می باشند. در کانسار آبپونه با توجه به مقادیر بالای ،همخوانی توزیع عناصر نادر خاکی بین دیواره و کانسنگ و بالابودن مقدار باریم در کانسنگ می توان یک منشأ آتشفشانی-رسوبی را برای آن پیشنهاد نمود. البته بالا بودن مقادیر برخی عناصر بویژه باریم و آلومینیم، این کانسار را از کانسارهای مشابه موجود در سپرهای پرکامبرین متمایز می نماید و می توان نوع آبپونه را معرفی نمود که دارای سنی جوانتر نیز است.

کلید واژه ها: اصفهان