کانی شناسی و ژئوشیمی افق های مگنتیتی در نهشته های آهن گلالی و باباعلی و مقایسه آنها

مقدمه

    در زون سنندج - سیرجان به دلیل ماگما زائی و پدیده های دگرگونی که عواملی مؤثر در ایجاد نهشته های آهن می باشند، ذخایر معدنی مگنتیتی قابل توجهی در بسیاری از نقاط این زون تشکیل شده اند، از جمله بافق ( ایران مرکزی)، سنگان ( شمال غربی ایران)، گل گهر( جنوب شرق ایران). در بخش شمالی این زون، در ناحیه شمال غربی در نقشه زمین شناسی چهار گوش همدان ۱:۲۵۰۰۰۰ با موقعیت جغرافیایی ´۵۰  °۳۴ تا °۳۵ عرض شمالی و ´۴۵  °۴۷ تا ´۱۵  °۴۸ طول شرقی (شکل ۱)، حداقل چهار کان تن وجود دارند که در این پروژه، تنها نمونه هایی برداشت شده از مغزه های ۴ گمانه اکتشافی که توسط NISCO ۱۹۹۱ از نهشته های گلالی که با علامت G_۱H, G_۲H, G_۳H, G_۴H و یک گمانه از باباعلی (همه کسی) که با B_۱H مشخص شده اند  مورد بررسی قرار گرفته اند (شکل۲ الف -ه). تمام نمونه ها به روش میکروسکوپی و تجزیه شیمیایی به روش SEM مورد مطالعه قرار گرفتند.

کانی شناسی و ژئوشیمی افق های مگنتیتی گلالی

    افق های مگنتیتی در گلالی، کان تن های اقتصادی تشکیل می دهند و در تمام گمانه ها ظاهر  می شوند(شکل۲الف-د). در تمام افق ها مگنتیت به عنوان فاز اصلی تا حدود ۷۵ درصد شرکت دارد. از اعضای همراه قابل رؤیت به صورت ماکروسکوپی می توان از فلوگوپیت و پیروتین نام برد. اعضای قابل تشخیص توسط میکروسکوپ عبارتند از هورنبلند، کرومیت، کالکوپیریت، اسفالریت، آپاتیت، کلریت، ایلمنیت، تیتانیت و پیریت های جوان.

            مگنتیت اغلب با اندازه ۲/۰ میلی متر به صورت زینومورف (بی شکل) دیده می شود. گاهی به صورت موضعی بلورهایی شکلدار نیز پیدا می شود، برای مثال در نمونه های مختلف از گمانه G_۳H از عمق های ۹۱ و بالاتر. بدنه اصلی افق های مگنتیتی ساختار مدور و جزیره ای نشان می دهند که در زمینه ای از کلسیت های جوان رشد نموده اند (شکل ۳).

بر اساس ترکیب شیمیایی و کانی های همزاد می توان در کان تن گلالی چندین گونه متفاوت مگنتیت تشخیص داد:

۱-      مگنتیت فقیر از Mg و Al، هر کدام کمتر از یک درصد.

۲-      مگنتیت بدون Al که تا ۶۸/۲ درصد وزنی دارای MgO است و همراه با کرومیت های سوزنی دیده می شود.

۳-      مگنتیت های بدون Al و  Mg که با هورنبلند همراه است.

      پیروتین به عنوان عضو اصلی و به صورت عدسی در تمام افق های مگنتیتی حضور دارد. دانه های پیروتین مدور و قطره ای شکل اند که بزرگی آنها تا ۴۰ میلی متر هم می رسد. پیروتین را می توان هم سن با مگنتیت و کالکوپیریت دانست. پیروتین و مگنتیت بافت کومولوس نشان      می دهند(شکل ۴). در برخی موارد پیروتین در اثر تنش مکانیکی، خمیدگی و تیغه های چین خورده نشان می دهد( Ramdohr ۱۹۷۵)(شکل۵).

کالکوپیریت، در تمام نیمرخ های حفاری گلالی وجود دارد. کالکوپیریت به صورت دو نسل ظاهر می شود، طوری که نسل اول هم سن با مگنتیت و پیروتین است و هر سه کانی با هم به صورت کومولوس دیده می شوند. نسل دومی از کالکوپیریت را می توان تشخیص داد که ریزدانه     ( ۰۵/۰ میلی متر) و مدور هستند و به صورت میانبارهای نا منظم در اسفالریت پراکنده اند( شکل۶ ). این گونه هم رشدی اسفالریت با کالکوپیریت را بر اساس تازه ترین پژوهش ها ( Bent & Doering ۱۹۹۳) باید پی آمد واکنش های انتشاری از محلول های مس با اسفالریت های غنی از آهن دانست. بر خلاف آنچه که قبلاً پنداشته می شد، کالکوپیریت نسل دوم باید پی آمد عدم اختلاط باشد.

      اسفالریت، مستقل از عمق، تقریباً در تمام افق های مگنتیتی وجود دارد. اسفالریت هم شامل دو نسل است.

نسل اول بی شکل تا نیمه شکلدار و عضوی توسعه یافته در مجاور مگنتیت است. این اسفالریت غنی از آهن   می باشد. نسل دوم یا نسل جوانتر در درز و شکاف های مگنتیت وارد شده و حاوی ذرات ریز کالکوپیریت است.

      فلوگوپیت تقریباً در تمام افق های مگنتیتی متراکم دیده می شود. نظر به اینکه به صورت میانبار در درون یکدیگر قرار دارند، می توان تشکیل همزمان را برای آنها در نظر گرفت. فلوگوپیت ها به صورت بافت کروی در مگنتیت مشاهده می شود( شکل۷). فلوگوپیت ها اغلب صفحات شکلدار تا نیمه شکلدار با بزرگی تا ۵ میلی متر تشکیل می دهند. کلریت شدگی در فلوگوپیت ها یک امر عادی است و گاهی به قدری پیشرفته است که بقایایی از فلوگوپیت دیده می شود. با توجه به داده های تجزیه مایکروپروب می توان ترکیب میانگین زیر را برای فلوگوپیت محاسبه نمود.

( K _۰.۹۲, Na _۰.۰۷ ) ( Mg _۲.۸۱,Fe^۲+_۰.۱۹,Ti _۰.۰۰۲, Al _۰.۰۵) [( OH)_۲ / Al _۱.۰۹, Si _۲.۹۱,O _۱۰)]                   

      کرومیت تنها در یک نمونه ( ۱۵/ G_۱H) دیده شد. در این نمونه کرومیت با ساخت منطقه ای با هسته مگنتیت قابل رؤیت است (شکل۸). هورنبلند نیمه شکلدار تنها گاهی به صورت میانبار در نمونه ۲۳/G_۴H از عمق ۵/۳۸ متری مشاهده می شود. اندازه دانه حداکثر تا ۰۶/۰ میلی متر     می رسد. بر اساس تجزیه شیمیایی و آمفیبول ها توسط Leake ۱۹۷۸ می توان آنرا چرماکیت نامید که میانگین فرمول آن عبارت است از:

Ca _۱.۹۸( Na _۰.۱۱, K _۰.۰۱) Mg _۳.۷۱, Fe^۲+_۰.۸۸, Mn _۰.۰۲, Al _۰.۶۱, Ti _۰.۰۲)[(OH) _۲ /( Al _۲.۲۲,Si _۵.۷۸, O _۲۲)]

افق های مگنتیتی باباعلی

     افق مگنتیت توده ای در نیمرخ حفاری B_۱H از عمق ۱۴-۰، ۳۵- ۱۸، ۳۶- ۵/۴۱ متری دیده     می شود ( شکل۲- ه ). بخش سطحی آن در اثر فرایند هوازدگی دگرسان شده و به رنگ قرمز درآمده است، طوری که در این بخش بیشترین قسمت مگنتیت به هماتیت تبدیل شده است. سیلیکات ها و سولفیدهای موجود در این بخش هم شدیداً هوازده شده، طوری که در برخی موارد جابجایی کامل از کانی ها صورت گرفته و توسط  لیمونیت جایگزین شده اند. با افزایش ژرفا با توجه به تیرگی نمونه ها از تأثیر هوازدگی به شدت کاسته می شود. در افق های مگنتیتی متأثر شده از هوازدگی، در کنار مگنتیت کانی هایی مانند، پلاژیوکلاز، هورنبلند، بیوتیت، آپاتیت، تیتانیت، ایلمنیت، پیروتین، پیریت و کالکوپیریت و علاوه بر همه اینها در همه جا تورمالین ظاهر می شود.

      در مناطق مجاور دیوریت، اغلب نشت و آلودگی از مگنتیت در دیوریت مشاهده می شود. علاوه بر این در برخی جاها در میان افق های مگنتیت نیز بیگانه سنگ هایی دیده می شود که عمدتاً از اپیدوت تشکیل یافته است. مگنتیت فاز غالب کانیایی در این مناطق است که عمدتاً     بی شکل دیده می شوند و در اعماق زیاد بالای ۵/۲۸ متری بلورهای شکلدار یافت می شود. مگنتیت ها ساختار اسفنجی با پیکره بندی برخورد سه گانه  نشان می دهند، مانند آنچه که در نمونه های گلالی دیده شد. بر اساس تجزیه مایکروپروب  مگنتیت ها دارای درصد وزنی از     اکسید های زیر می باشند:

MnO= ۰- ۰.۰۷, MgO= ۰-۰.۲۸, TiO_۲= ۰-۰.۱۶, Al_۲O_۳= ۰-۰.۵۱                                            

      پیروتین خارج از منطقه هوازده در بقیه افق های مگنتیتی حضور دارد. پیروتین میانبارهای صفحه ای، طولی و مدور در درون مگنتیت تشکیل می دهد. اندازه آنها متفاوت بوده و متوسط اندازه آنها ۱۳/۰ میلی متر   می باشد. بر خلاف نمونه های گلالی، پیروتین هیچگاه تیغه های خمیده و چین خورده نشان نمی دهد و به طور عمده پیریت شدگی ارائه می دهد. مقدار پیروتین بسیار اندک است و در برخی موارد به کمتر از ۱% حجمی می رسد.

کالکوپیریت غالباً در افق های مگنتیتی غیر هوازده به عنوان میانبار در مگنتیت دیده می شود. کالکوپیریت به صورت مدور یا صفحه ای شکل است. اندازه دانه ها متفاوت است و حداکثر تا ۲۴/۰ میلی متر می رسد. کالکوپیریت بیشتر از پیروتین وجود دارد و گاهی هم پیریت شدگی نشان   می دهد.

      پیریت هرگز بطور مستقل تشکیل نشده و همواره به عنوان یک کانی جانشینی برای کالکوپیریت و پیروتین تلقی می شود.      ایلمنیت در نهشته های باباعلی کمیاب است و تنها به مرز بین دانه های مگنتیت محدود می شود. تیتانیت در دو نسل دیده می شود. نسل اول ترجیحاً در مرز دانه های مگنتیت و نسل دوم محصول جانشینی ایلمنیت می باشد. کانی های شفاف، عمدتاً از نوع هورنبلند و بیوتیت می باشد، از سایر کانی ها می توان به پلاژیوکلاز و در نهایت به تورمالین اشاره کرد.

      هورنبلند در تمام افق های مگنتیتی پراکنده است و بلورهای شکلدار تا نیمه شکلدار تشکیل می دهد. بزرگی بلورها تا ۵/۰ میلی متر می رسد. در بسیاری موارد هورنبلند دارای ساخت منطقه ای است. هورنبلند اغلب درهم رشدی با بیوتیت با موقعیت موازی نشان می دهد (شکل۹). بیوتیت نه تنها در موقعیت هورنبلند ± بیوتیت (شکل۹)، بلکه در تمام افق های مگنتیتی نیز ظاهر می شود. بر اساس تجزیه مایکروپروب می توان فرمول شیمیایی زیر را برای بیوتیت در نظر گرفت:

Si _۲.۸O_۱۰]        (K _۰.۸۷, Na _۰.۰۳, Ca _۰.۰۰۲)(Mg _۱.۴۳, Fe^۲+_۱.۳۳, Mn _۰.۰۱, Al _۰.۲۳, Ti _۰.۱۲)[(OH)_۲/Al _۱.۲

     ظهور پلاژیوکلاز در بخش های مشخصی از افق های مگنتیتی محدود می شود و غالباً به طور مستقل در مگنتیت دیده می شود. با توجه به تجزیه شیمیایی این پلاژیوکلاز مقدار آلبیت بین ۷/۹۸- ۹/۸۲ وزنی و مقدار آنورتیت بین ۱/۱۷- ۳/۱ در نوسان است.

      آپاتیت در مگنتیت به صورت دانه های مستقل منشوری، مدور و به صورت تجمع ریزدانه دیده می شود. تورمالین در افق های مگنتیتی، ترک های مگنتیت را پر می کند و کانی اصولاً شکلدار و دارای ساخت منطقه ای است و اندازه دانه های آن تا ۶ میلی متر می رسد(شکل۱۰).

References:

-Bent,K. & Doering, T., ۱۹۹۳. Solid-state diffusion in Sphalerite: an experimental verification of the “chalckopyrite diease”, European Journ. Mineral, ۵: ۴۶۵-۴۷۹, Stuttgart۱:place>۱:city>.

-Braud, J., ۱۹۹۰. Explanatory text of the Bakhtaran۱:place>۱:city> quadrangle map ۱:۲۵۰۰۰۰, Geol.Surv.۱:city>, Iran۱:country-region>۱:place>, ۵۴ P.

-Mueck, A. & Younessi, R.,۱۹۹۴. Magnetite-apatite (Kiruna-type) along the Sanandaj-Sirjan and in the Bafg area, Iran۱:place>۱:country-region>, associated with ultramafic and calcalkaline rocks and carbonatites, Mineralogy and Petrology, ۵۰: ۲۱۹-۲۴۴.

.انتشار نیافته-NISCO (National Iranian Steel Company), ۱۹۹۱,

-Ramdohr, P., ۱۹۷۵. Die Erzmineralien und ihre verwachsungen, ۴. Aufl.: ۱۲۲۷ S., Berlin۱:place>۱:state>(Akademie-Verlag).

کلید واژه ها: همدان