کانی شناسی و ژئو شیمی کانسار رسی رودگز طبس

دسته زمین شناسی اقتصادی واکتشاف
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و چهارمین گردهمایی علوم زمین
نویسنده محمد رازی اربابی بیژن اعتمادی (
تاريخ برگزاری ۱۷ اسفند ۱۳۸۴

خلاصه :

 کانسار رسى رودگز ازلحاظ ترکیب شیمیایى و کانى شناسى و نیز عناصر نادر خاکى ( REE )  مورد بررسى قرار گرفت . کوارتز , ایلیت/مسکوویت و پیروفیلیت فازهاى اصلى و ژاروسیت , ناتروژاروسیت ,  ناتروآلونیت , هماتیت و ژیپس فازهاى فرعى این کانسار هستند. اکسیدهاى اصلى شامل SiO۲ Fe۲O۳ , K۲O , و Al۲O۳  هستند. مقادیر شاخص شیمیایى دگرسانى (CIA) بالا (۷۵ تا ۸۱) و مقادیر شاخص هوازدگى, (CIW)  (۹۰ تا ۹۷) و میزان اندک عناصر قلیایى و قلیایى خاکى کانسار رودگزموید هوازدگى نسبتا شدید سنگ منشا مى باشد. الگوى عناصر نادر خاکى بهنجار شده  با کندریت کانسار نشاندهنده غنى شدگى عناصر نادر خاکى سبک و آنومالى منفى  Eu و آنومالى اندکى مثبت  Ce است. نسبتهاى بالا  La/Yb و نسبت  Gd/Yb کمتراز ۲/۵ بهنجار شده با کندریت نیز بیانگرغنى شدگى درعناصر نادر خاکى سبک (LREE)  هستند . ترکیب کانى شناسى ,  نسبتهاى عنصرى و میزان عناصر نادر خاکى (REE) نمایانگر یک سنگ منشا فلسیکى در محدوده گرانیت تا گرانودیوریت است.

 

Abstract :

Roodgag clay mineral deposit from Tabas in eastern <?xml:namespace prefix = st۱ ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />Iran۱:country-region>۱:place> were analyzed for mineralogical and chemical compositions , including the rare earth element (REE) contents. The sediments are dominated by quartz , illite/muscovite and pyrophillite and minor phases include jarosite , natrojarosite , natroalunite , hematite and gypsum .Geochemical data show that SiO۲ , Al۲O۳ , K۲O and Fe۲O۳ are the main oxides . The high chemical index of alteration (CIA), (۷۵ to ۸۱) and chemical index of weathering (CIW), (۹۰ to ۹۸) values and low content of the alkali and alkali earth elements suggestes a relatively intense weathering source area .The chondrite – normalized REE  patterns of the clay minerals deposite show enrichments of LREE (Light rare earth elements) and a negative Eu anomaly and a slight positive  Ce anomaly .The enrichments of LREE is also confirmed by high chondrite – normalized La/Yb ratios and Gd/Yb ratios lower than ۵.۲ .The mineralogical compositions , REE content and element ratios of the sediment  suggested a provenance of mainly felsic rocks of granite to granodiorite composition .

 

مقدمه :

کانسار رسی رود گز در موقعیت جغرافیاییً14 َ18˚56  شرقی وً36 41 ˚33 شمالی در 50 کیلومتری غرب شهرستان طبس جای گرفته است. از لحاظ زمین شناسی این کانسار در شرق خرد قاره ایران مرکزی و  در ناحیه کلمرد که جزیی از بلوک طبس است جای دارد. کهن ترین سازند های منطقه مربوط به کامبرین و سازند کلمرد است و جدید ترین سازندها  نهشته های آبرفتی عهد حاضر  است . کانسار رودگز به صورت یک لایه  در بین سنگ آهک های خاکستری تا قهوه ای رنگ و شیل های سبز رنگ نازک لایه سازند بادامو به سن ژوراسیک میانی - بالایی ( آقانباتی 1977) قرار گرفته است . سازند آهک بادامو در این ناحیه چین خورده است و تشکیل یک طاقدیس را داده است که لایه معد نی بموازات محور طاقدیس قرار گرفته است .

 

 بحث و نتایج :

 

َََالف ) کانی شناسی

بر اساس نتایج XRD ترکیب فازهای کانیایی شامل  کوارتز , ایلیت / مسکوویت و پیروفیلیت  به صورت کانی های اصلی  , و ناترو آ لو نیت  ,هماتیت و ژیپس  به صورت کانیهای فرعی در کانسار موجود هستند ( جدول شماره یک ) . جدول شماره 2 تجزیه شیمیایی عناصر اصلی ( به روش XRF) و عناصر نادر خاکی ( به روش ICP-MS ) را نشان می دهد .

 

ب) ژئوشیمی                                                                                              

عناصر اصلی : در جدول شماره  2 نتایج تجزیه عناصر اصلی  و فرعی کانسار رسی رود گز در مقایسه  با  UCC )  پوسته قاره ای فوقانی)  NASC , (ترکیب شیل آمریکای شمالی) وPAAS  (شیل پس از آرکئن استرالیا) را نشان می دهد . بر  اساس این جدول Al2O3 , SiO2   ,  Fe2O3  و K2O فراوانترین اکسیدهای اصلی تشکیل دهنده  کانسار هستند.

مقدار SiO2 در مقایسه با UCC ,‏ تهی شدگی نشان میدهد  دلیل آن احتمالا تحرک کم  SiO2‏ است. هر چند که SiO2  فراوانترین عنصر اصلی است ودر گستره 7/51 تا 5/68 قرار گرفته و  میزان بالای آن به علت  فراوانی بالای  کوارتز در رسوبات است.  TiO2 و  Al2O3 نسبت به UCC غنی شدگی نشان می دهد زیرا که این عناصر نامتحرک اند  و در مقابل هوازدگی مقاوم هستند. پتاسیم یک عنصر متحرک است و انتظار می رود در طی هوازدگی شسته شود و تهی شدگی نشان دهد اما بر خلاف انتظار و به دلیل تمرکز و جذب این عنصر به وسیله کانی رسی ایلیت غنی شدگی نشان می دهد. همانطور که ملاحظه می شود بیشترین مقدار K هم در نمونه ای است که بالاترین میزان ایلیت را دارا است ( نمونه Rg3  ) .  آهن عنصری است متحرک ودر محیط های هوازده  ناپایدار است اما در سه نمونه (Rg7, Rg4 , Rg1 ) به شکل پایدار درآمده است و غنی شدگی نشان می دهد در حالیکه در سایر نمونه ها تهی شدگی نشان می دهد. MnO  MgO , CaO ,  P2O5   و  Na2O همگی نسبت به UCC تهی شده اند .

عناصر کمیاب : رفتار عناصر کمیاب در طی فرایندهای رسوبگذاری ناشی از پارامترهای پیچیده ای شامل هوازدگی ,   جور شدگی فیزیکی ,  جذب سطحی ,  سنگ منشا ,  دیاژنز و دگرگونی است . برای نمونه رجوع شود به ) Wronkiewicz and Condie 1987,  Nesbitt 1980 ,  McLennan and  Taylor 1985,) .

الگوی عناصر کمیاب بهنجار شده با کندریت نشان دهنده غنی شدگی  Y , Zr , Nb , Thو U  است .  این عناصر وابسته به کانیهای سنگین مانند زیرکن هستند که در برابر هوازدگی مقاوم اند , این عناصر همچنین در سنگهای فلسیک بیشتر از سنگهای مافیک متمرکز می شوند( Kerrich and Feng 1990 )  . توریم و U   رفتار متفاوتی در خلال هوازدگی از خود نشان می دهند,  U برخلاف Th از نظر شیمیایی به شکل  U6+ متحرک است و از محیط شسته می شود , در حالی که توریم مقاومت بیشتری دارد و تمرکز آن در رسوبات بیشتر است. نسبتTh/U  در کانسار رود گزبین 6/3 تا 2/5 متغیر است  که از مقادیر پوسته قاره ای بالایی (UCC) هم بالاتر است  و نشانگر هوا زدگی شدیدتر این رسوبات و تحرک بالاتر U در کانسار رودگز است .

مقایسه عناصر کمیاب کانسار رودگز با PAAS(شکل شماره یک) نشانگر تهی شدگی  Ba  , Co  ,  Cu   و Cs    در این کانسار است . به طور معمول این دسته از کانیها  مرتبط با کانیهای رسی هستند و مقدار کم آنها در نمونه ها می تواند به  میزان تمرکز اندک آنها در سنگهای مادر شان و میزان بالای کوارتز در رسوبات نسبت داده شود .

 کاتیونهای کوچکی مانند  Ca , Na , Sr  به صورت انتخابی از نیمرخهای هوازده شسته می شوند ,  در صورتیکه کاتیونهای بزرگی مانند Rb , Cs , Ba   ممکن است بوسیله تبلور ترجیهی و جذب سطحی بر روی رسها تثبیت شوند Condie1987 , Nesbitt 1980)  ( Wronkiewicz and . تهی شدگی  Ba  می تواند نتیجه تبلور دوباره رسها و تخریب پیشرفته سنگ مادر اولیه رسها باشد . روبیدیم می تواند به همراه K  در ایلیت هوازده نگه داشته شود ( Garrles and Christ 1965 ) . Rb   و  Ba می توانند  موقعیتهای  Ca و  K  را در ایلیت اشغال می کنند (Wedpohl 1978)  .  بر طبق نظر  Sprovieri (2001)  Rb  و Ba   در بخش های ریز دانه رسوبات که دارای مقدار بالایی ایلیت هستند متمرکز می شوند . وانادیم و  Nb روند قابل مقایسه ای با  Rb دارند .  تحرک کم Nb  و  V  با روند این عناصردر طی هوازدگی سازگار است   . (Middleburge1988)وانادیم و  Cr  معمولا در ساختار کانیهای رسی ترکیب شده و یا جذب سطحی می گردند  . ( Sprovieri 2001) آرسنیک و Sb در شرایط اکسنده هوازدگی در نمونه های غنی از اکسید آهن متمرکز می شوند ( نمونه های Rg1 و  Rg2 ) . در سایر نمونه ها که غلظت آهن پایین است میزان این عناصر هم ناچیز است . کانیهای رسی حامل ویژه ای برای عناصر Zn  و Sr  در نظر گرفته نمی شوند و این عناصر هم روند مشخصی در کانسار نشان نمی دهند .   به طور کلی تهی شدگی عناصر کمیاب  ( Wronkiewicz and Condie 1987 , Nesbitt 1980 )  ناشی از فرایند هوازدگی و تشکیل کانیهای رسی است .

 روند هوازدگی : با استفاده از دیاگرامهای سه تایی  A- CN- K و   A-CN- K- FM  می توان روند هوازدگی را بررسی کرد ., N = Na2O ,    K = K2O , F = Fe2O3  ,  M = M gO )  ( A=Al2O3 , C= CaO.   این نمودارها نخستین بار توسط  Nesbitt  و  Young  در سال  1989  ابداع گردید . با ترسیم داده های کانسار رودگز   در این دیاگرام ها مشاهده می کنیم که نمونه های کانسار رودگز میزان  CaO ,  Al2O3   K2O ,   و  Na2O متفاوتی   در مقایسه با NASC   و  PAAS و   UCC نشان می دهند .  با توجه به نمودار کانسار رود گز هوازدگی شدیدتری را متحمل شده است و مقدار قابل توجهی از عناصر قلیایی و قلیایی خاکی از محیط خارج شده است .( به استثنای K  که در کانی رسی ایلیت متمرکز شده است ) . روند هوازدگی نمایانگر کاهش سریع  Ca  ضمن هوازدگی می با شد . مقدار Na   هم در مقایسه با شیلها و پوسته قاره ای بالایی نشان می دهد . مقادیرشسته شده این عناصر متناسب با درجه هوازدگی است Condie and Wronkiewicz 1987)  (.  (شکل شماره 2و3   ) .

دو اندیس شیمیایی برای رسوبات هوازده پیشنهاد می شود : CIA ( اندیس شیمیایی دگرسانی ) و  CIW ( اندیس شیمیایی هوازدگی ) ( Harnoise  1988 ) ,  . در زیر چگونگی محاسبه این نسبتها آمده است :

CIA = ( Al2O3/ Al2O3 + CaO + Na2O ) × 100

CIW = ( Al2O3 / AL2O3 + CaO + Na2O + K2O ) × 100

 

 نسبیت و یانگ( 1982)  مقدار CIA  نزدیک به 100 را برای کائولینیت و کلریت و 70 تا 75 را برای میانگین شیلها گزارش دادند . تایلور و مک لنن(1993)  مقدار CIW  رسهای بازماندی را بین 85 تا 100 گزارش کردند . کاندی (1993) مقدار CIW  را برای ییشتر شیلهای بعد از آرکئن بین 80 تا 95 گزارش کرد .

CIA رسوبات رودگز بین 75 تا 81 متغیر است که از میانگین شیلها بالاتر است .  این مقدار از  مقادیر مربوط به  NASC , PAAS  و  UCC هم بالاتر می باشد . مقدار CIW  رسوبات رودگز بین 90 تا 98 متغیر است . که ازمقادیر مربوط به میانگین شیلها بالاتراست . در نتیجه هوازدگی ناحیه منشا شدید تری را نسبت به مقادیرUCC  و شیلها نشان می دهد. مقادیر بالای CIA و  CIW دررسوبات رودگز احتمالا مربوط به حضور کانیهای رسی و نبود فلدسپات آواری در این رسوبات است .

عناصر نادر خاکی  : الگوی عناصر نادر خاکی بهنجار شده با کندریت  نشاندهنده غنی شدگی و تفکیک بالای  LREE  نسبت به  HREE  ,  آنومالی منفی Eu   , آنومالی اندکی مثبت  Ce  است  ( شکل شماره 4) . طبق نظر کوئبرل( 2001) این غنی شدگی نیزنشانگر الگوی هوازدگی به طور نسبی شدید در محل تشکیل مواد معدنی است.

تهی شدگی زیاد  HREE ناشی از نقصان کانیهای سنگین مانند زیرکن است که  فراوانی کم  Zr این را نشان می دهد . بیشتر سنگهای

کلید واژه ها: یزد