پتروگرافی و ژئوشیمی کانسارهای کرومیت آباده- طشک، استان فارس

چکیده :
 مجموعه افیولیتى آباده- طشک به صورت ناپیوسته در منطقه اى به وسعت ۲۳۲ کیلو متر مربع در شرق استان فارس، در بین طول هاى جغرافیایى ۵۵ ˚ ۵۳- ́ ۴۵˚ ۵۳ و عرض های́ جغرافیایى ۵۵˚ ۲۹-́ ۴۷ ˚۲۹ قرار دارد. این مجموعه افیولیتى از لحاظ روابط صحرایى، میکروسکوپى و زمین شیمى بررسى شده است. منطقه آباده- طشک بر خلاف افیولیت نیریز، یک مجموعه کامل افیولیتى نیست و به طور عمده از بخش فرامافیک تشکیل شده است. سنگهای فرامافیک در ارتباط با ذوب بخشى ایجاد شده اند که به طور عمده شامل: هارزبورژیت، هارزبورژیت سرپانتینى و سرپانتینیت و ارتوپیروکسنیت و دونیت های که بصورت غلاف اطراف نهشته کرومیت را احاطه کرده اند می باشند. انواع بافت ها و ساختمان هاى نوارى، توده اى و پوست پلنگى و گرهکیو متراکم، افشان در کانه کرومیت این ذخایر دیـده می شود. داده هاى ترکیب شیمیایى کرومیت نشان مى دهند که کرومیت هاى آباده- طشک ازنوع انـبـانه اى بوده و در محدوده کرومیت هاى غنى از کروم و آلومینیم و با  آهن اندک قـــــرار مى گیرند. مطالــــعات زمین شیمـــى بازالت ها نشان دهنده تولئیتى بودن بازالت ها و تشکیل آن ها در تیغه میان اقیانوسى است.

امین بیرانوند پور ، کارشناس ارشد زمین شناسی اقتصادی از دانشگاه شیراز *(سخنران) * hamnafas_zendegy@yahoo.com
 
دکتر محمدعلی رجب زاده، دکتری زمین شناسی اقتصادی از دانشگاه پلی نانسی فرانسه و استادیار بخش علوم زمین دانشگاه شیراز
   یوسف علی ابراهیمی کارشناس ارشد زمین شناسی اقتصادی از دانشگاه شیرازEbrahimi_yousofali@yahoo.com
مقدمه :
ذخایر کرومیت در ایران همراه با کمپلکس های افیولیتی دیده می شوند . این کمپلس ها اغلب به شکل پدیده های خطی در سطح زمین رخنمون دارند. عمـده تـرین منابع معدنی کـرومیت ایران در سـه منـطقه ی: 1- سبزوار، 2- اسفندقه- فاریاب، 3- نیریز واقع می شوند. علاوه بر این در بسیاری از مناطق نظیر اطراف بیرجند و جنوب بلوچستان نیز کرومیت مورد بهره برداری قـرار می گیرد. ذخایر کرومیت اغلب دارای اشکال لایه ای، عدسی، قلمی و نامنظم می باشند که در واحدهای مجموعه های افیولیتی قرار می گیرند. معدنکاری کرومیت اغلب به صورت زیرزمینی است، لذا مطالعه سکانس افیولیتی و پتروگرافی و کانی شناسی و ژئوشیمی این سنگ ها جهت اکتشاف کرومیت قابل توجه است که در این مقاله به آن پرداخته شده ا ست. منطقه مورد مطالعه ای که دراینجا بحث خواهد شد بخشی از مجموعه افیولیتی نیریز است.
بحث :
مجموعه افیولیتی آباده- طشک به صورت ناپیوسته در سلسله جبال زاگرس در بین طول های جغرافیایی 55 ˚ 53- ́ 45˚ 53 و عرض های́ 55˚ 29-́ 47 ˚29 در منطقه ای به وسعت 232 کیلومتر مربع در شرق استان فارس قرار دارد. منطقه مورد نظر از شمال به منطقه ای هموار، از جنوب به دشت و دریاچه طشک، از شرق و شمال شرق به روشن کوه و از غرب به کوه دالنشین محدود می شود. این منطقه از نظر زمین شناختی جزئی از مجموعه اوفیولیتی نیریز می باشد که در امتداد روراندگی اصلی زاگرس به صورت باقی مانده های نابرجای پوسته اقیانوس تتیس بر روی لبه شمالی پلاتفرم عربی جایگزین شده است و روند عمومی ساختارهای اصلی چین خوردگی و گسلی منطقه از روند عمومی زاگرس (شمال غرب – جنوب شرق) پیروی می کند}1و2}. سن پیکره افیولیتی نیریز با نگرشی به قدیمی ترین رخساره دریای نئوتیتس، با قطعیتی نسبی، در واحد زمانی پرمین تشکیل و تا کرتاسه ادامه داشته است. زمان جا به جایی پسین و جایگیری در جایگاه کنونی آن، با نگرش به پوشیده شدن آن بگونه ای ناهنجار توسط سازند دولومیتی جهرم و همچنین وجود ذرات تخریبی در قاعده واحد آهک الوئولین دار جایگیری آن را در پایان کرتاسه بالایی و پالئوسن همزمان با رویداد لارامید می توان تعیین نمود{3}. مجموعه افیولیتی آباده- طشک بصورت سه بخش در منطقه: خواجه جمالی، نی پیک و چشمه بید رخنمون دارد. در (شکل 1) مجموعه معادن کرومیت و سازندهای منطقه آباده- طشک مشخص شده است{4}. در هیچکدام از این مناطق نمی توان سری کامل سنگ شناختی یک مجموعه افـیولیتی را مشاهده کرد. قسـمت عمده این مناطق را بخش فــرامافیک می پوشاند و بخش مافیک بسیار جزئی است. در این مجموعه، دو نوع سنگ فرامافیک قابل تشخیص می باشد، که هر دو نوع سنگ در ارتباط با ذوب بخشی ایجاد شده اند. الف: سنگ های فرامافیک دیرگداز بازماندی از ذوب بخشی گوشته فوقانی که به طور عمده شامل: هارزبورژیت، هارزبورژیت سرپانتینی و سرپانتینیت می باشد، که در هر سه منطقه خواجه جمالی، نی پـیک و چشمه بید دارای گسترش فراوانی است. ب: سنگ های فرامافیک ناشی از تبلور ماگمای حاصل از ذوب بخشی که به طور عمده شامل: هارزبورژیت و دونیت می باشد. منطقه ای که در حد فاصل بین این دو منطقه قرار دارد منطقه انتقالی (transition zone) نامیده می شود و بیشترین کروم استخراج شده در معادن کرومیت آباده- طشک از این منطقه می باشد. در مطالعه صحرایی منطقه انتقالی، غلاف ها ی دونیتی که دارای برگوارگی هستند و مرز این دونیت ها با هارزبورژیت میزبان، واضح است بصورت غلاف اطراف نهشته کرومیت را احاطه کرده اند. بیشترین حجم کرومیت استخراج شده از معادن کرومیت آباده- طشک درون منطقه انتقالی مربوط به این دونیت ها می باشد مانند: تونل 8 معدن چشمه بید و معدن خواجه جمالی. از دیگر سنگهای مجموعه ی افیولیتی  ارتوپیروکسنیت ها هستند که بیشتر بصورت رگه های درون شکستگی های سنگ میزبان (هارزبورژیت) نفوذ کرده است علاوه بر این دایک های دیاباز موجود در منطقه آباده- طشک در قسمت توالی گوشته کم عمق (منطقه انتقالی) مشاهد شده اند و می توان تعدادی از آنها را به عنوان تغذیه کننده مخزن ماگمایی به حساب آورد. بعد از تشکیل توالی انباشتی ماگمای بازماندی به بالا صعود می کند و تشکیل دایک های ورقه ای را می دهد و سپس به کف دریا ریخته، گدازه بالشی و بازالت های توده ای تشکیل می شوند. توالی آتشفشانی به همراه توالی انباشتی پوسته اقیانوسی را می سازند.تنها منطقه ای که دارای رخنمودن هایی از گدازه بالشی و بازالت توده ای می باشد، چشمه بید است که بطور پراکنده در منطقه دیده می شود. گدازه بالشی دارای ساختار پوست پیازی هستند و به شکل بیضوی و کروی دیده می شوند و سطح برآمده دارد.
انواع بافت ها و ساختمان های نواری، توده ای و پوست پلنگی و متراکم، افشان و گرهکی در کانه کرومیت این ذخایر دیـده می شود. ذخایر کرومیـت تــوده ای، بــزرگ ترین ذخایر کرومیــت را در منطقه آباده- طشک تشکیل می دهند. ساخت توده ای از اجتماع در هم بافته دانه های کرومیت اسپینل تشکیل یافته است بافت های تنش آواری(Cataclastic)  شـدیـد در کرومیــتیت های تــوده ای فـراوان می باشد. دگرشکلی شکننده در حاشیه کانسارهای کرومیت به حدی پیش رفته که بافت میلونیتی(Mylonitic)  را در کانی های کرومیت ایجاد کرده است. در تنش های مکانیکی و تغییر شکل های خمیری، کرومیت بصورت بلورهای رشته ای کشیده در امتداد برگوارگی دگرشکل می گردد. کرومیت با ساخت توده ای بیشتر درهارزبورژیت انتقالی دیده می شود، که میزان کرومیت آنها بیش از 80% است. ساخت های دیگری در ذخایر کرومیت آباده- طشک دیده می شود که بشرح زیر است:
-ساخت گرهکی (Nodular): به علت اینکه ساخت گرهکی در نهشته های چینه سان پیدا نشده، این ساخت را مشخصه نهشته های انبانه ای می دانند{7}. این ساخت ممکن است به علت  Snow Ballingبلورهای کرومیت در منطقه آشفته (Turbulent) از تفریق ماگما حاصل شده باشد {8}. ساخت گرهکی شامل بیضوی های گردشده تا کمی زاویه دار، در زمینه ای از دونیت و دونیت های سرپانتینی شده است.
-ساخت نواری: ایــن ساخت از تــکرار لایه های کرومیت و الــیوین (دونیت) تشکیل شده است. تغییر فشار می تواند عامل مهمی در تشکیل لایه های کرومیت باشد، این تغییر فشار می تواند به علت فعالیت تکنونیکی یا کاهش و افزایش مقدار ماگما باشد{5}، که تمامی آنها نشانه ای از نشست بلورین یا فعالیت متناوب ماگما و تبلور آن می باشد .
-ساخت پوست پلنگی(Leopard): دانه های کروم اسپینل بطور پراکنده در زمینه سنگ دونیتی و دونیت سرپانتینی قرار دارند.
-ساخت افشان(Disseminated): این ساخت همانند پوست پلنگی است، ولی میزان پراکندگی آنها بیشتر اســت. درصد کرومیت در کانسارهای کرومیتی افشان بین 80-20 درصد متغیر است و نسبت به کرومتیت های توده ای، دگرشکلی کمتری را متحمل شده اند.
داده های ترکیب شیمیایی نشان می دهند که تغییرات ترکیب شیمیایی کرومیت در مجموع به صورت زیر می باشد:(%57.64 تا 46.05) , Cr2O3(%15.25 تا %13.1), Al2O3 (16.30 تا %10.87) ,FeO+Fe2O3 (15.65 تا %11.32)  MgO. و همچنین تغییرات ترکیب شیمیایی سنگ میزبان کرومیت به ترتیب: (%1.4 تا %0.0039) ,Cr2O3(%0.517 تا %0.054),Al2O3 (%6.259 تا %4.964) ,FeO+Fe2O3 (%46.3 تا % 35.33) MgO می باشد(جدول 1).
با پیاده کردن داده های حاصل از تجزیه کرومیـت در نــمودار  Cr2O3در مـقابل Al2O3   مشخص شده است که کرومیت های آباده- طشک ازنوع انـبـانه ای می باشند{5} (شکل 2). مقایسه نتایج ترکیب شیمیایی کانسارهای آباده- طشک با سایر کانسارهای کرومیت دنیا در شکل(3) نشان داده شده است. به همین صورت نمودار دیگری بر اساس تغییرات مقادیر 100´Cr/(Cr+Al) در مقــابل                  )´Mg/(Mg+Fe2+100 نشان داده شده است (شکل 4) که مشخص می کند کرومیت آباده- طشک در محدوده کرومیت های غنی از کروم و غنی از آلومینیم با آهن اندک  قـــــرار می گیرد {10}.نمودارهای دیگری جهت بررسی بیشتر رسم شده است. به طور مثال درشکل (5)، می توان به منشاء کرومیت در پریدوتیت ها، دونیت ها و کرومیت ها در افیولیت آباده- طشک پی برد {11}. به همین ترتیب شکل (6)، نشان می دهد که سنگ میزبان کرومیت معادن آباده- طشک در محدوده تیپ آلپی قرار گرفته است{12}و همچنین با استـــفاده از شکل (7)، می توان فهمید که سنگ میزبان کرومیت آباده-طشک در محدوده MORB و پریدوتیت های تهی شده می باشد.
در بررسی زمین شیمی عناصر اصلی بازالت ها با استفاده از داده های مذکو رو پلات بر روی نمودارها معمول(ایروین و بارگر1971) مشاهده می شود که در نمودار درصد وزنی اکسید سدیم و پتاسیم نسبت به SiO2  که جهت تشخیص سری ماگمای قلیایی و نیمه قلیایی به کار می رود. نمونه های موجود در این تحقیق مطابق شکل (8) در دو محدوده قلیایی و نیمه قلیایی قرار می گیرند. از نمودار AFM برای تعیین سری تولئیتی و کالک آلکالن استفاده شده است همانطور که در شکل (9) مشاهده میگردد نمونه های بازالت های منــطقه آباده- طشک در محدوده تولئیتی قرارگرفته و مقادیربالای از MgO رانشان میدهند. بر اساس تقسیم بندی سان، بازالت های افیولیتی با Ti بالا، بیشتر در تیغه های میان اقیانوسی، حوضه های بین قوسی و در بعضی مواقع در جزایر قوسی تشکیل می شوند. در حالی که بازالت های افیولیتی با Ti پائین بیشتر در جزایر قوسی و حوضه های بین قوسی قراردارند. بنابراین میتوان از مقدار  TiO2به عنوان معیار برای تعیین جایگاه زمین ساختی سنگ های آتشفشانی آباده- طشک استفاده کرد. از طرف دیگر، آنها پیشنهاد کرده انـد که بازالت های Ti پائین، دارای نسب  Al2O3/TiO2  و CaO/TiO2بالا (بیش از 60) هستند و بازالت های Ti بالا مشابه به کندریت ها یا کمتر (شکل10) است. بیشتر سنگ های بازالتی آباده-طشک، دارای نسبت های کم تا متوسط می باشند. افزایش درجه ذوب گوشته باعث افزایش نسبت های CaO/TiO2 و Al2O3/TiO2 در مذاب می شود، که این شرایط به خوبی در جزایر قوسی دیده می شود، زیرا که در این محیط با وجود سیالات دمای ذوب پائین می آید و مذاب بیشتری تشکیل می شود{9}.  از آنجائیکه بازالت های افیولیتی آباده- طشک در کل متحمل تغییرات ثانویه وسیعی ناشی از دگرسانی کف دریا و دگرسانی گرمابی شده اند. این دگرسانی بیشتر عناصر اصلی را تحت تأثیر قرار داده و باعث تغییراتی گردیده است که از دقت توزیع نقاط در نمودارهای مختلف کاسته است، مانند نمودار نسبت سیلیس به قلیایی و AFM، که نتایج دقیقی ارائه نمی دهند، بدین خاطر باید از  خصوصیات زمین شیمیایی عناصر فرعی و کمیاب که تحت شرایط متاسوماتیسم و دگرسانی گرمابی غیر متحرکند، استفاده گردد، بطوری که به کمک آن ها بتوان محیط تکتونیکی تشکیل آن ها را مشخص نمود. نمودار عناصر خاکی نسبت به کنــدریت ها نــورمالیز شده برای بازالت های منــطقه آباده- طشک به همراه نمودار P-MORB , N-MORB تیغه میان اقیانوس اطلس در(شکل11) نشان داده شده است. همان طور که دیده می شود، بازالت های افیولیتی آباده- طشک در بین دو محدوده N-MORB (بازالت های عادی تیغه میان اقیانوسی) و P-MORB  (بازالت های غنی شده تیغه میان اقیانوسی) قرار دارند و فقط در عنصر نئودیمیم دارای آنومالی شدیداً مثبت است. بنابراین می توان بازالت های آباده- طشک را بر اساس الگوی عناصر خاکی نادر (REE) جزء بازالت های حد واسط تیغه میان اقیانوسی T-MORB (بازالت های حد واسط تیغه میان اقیانوسی) دانست. مقایسه بازالت های تیغه اقیانوسی با کندریت ها، نشان دهنده تفریق عناصر و تهی شدگی بعضی عناصر است. مطالعه عناصر جزئی منطقه آباده- طشک نیز مشخص کننده بازالت های حدواسط تیغه میان اقیانوسی است، زیرا مقدار این عناصر در بازالت ها، نیز نشان می دهد که این بازالــت ها از MOREN- (بازالت های عادی تیغه میان اقیانوسی) غنی تر ولــی از P-MORB (بازالت های غنی شده تیغه میان اقیانوسی) فقیرتر هستند و در واقع، ویژگی حد واسط بین این دو یعنی T-MORB(بازالت های حد واسط تیغه میان اقیانوسی) را نشان می دهند(شکل12).
نتیجه گیری :
 بررسی این مجموعه افیولیتی از لحاظ روابط صحرایی، میکروسکوپی و زمین شیمی نشان می دهد که مجموعه افیولیتی آباده- طشک که از نظر زمین شناختی جزئی از مجموعه اوفیولیتی نیریز می باشد یک مجموعه کامل افیولیتی نیست و به طور عمده از بخش فرامافیک تشکیل شده است. ذخایر کرومیت انبانه ای آباده- طشک، بصورت تــمرکزهای کـرومیت توده ای تا افشان، که بوسیله غلاف دونیتی احاطه شده اند دیده می شوند، بیشترین حجم کرومیت استخراج شده از معادن کرومیت آباده- طشک درون منطقه انتقالی مربوط به این دونیت ها می باشد. ذخایر کرومیـت تــوده ای، بــزرگ ترین ذخایر کرومیــت را در منطقه آباد- طشک تشکیل می دهند و انواع بافت ها و ساختمان های نواری، توده ای و پوست پلنگی و متراکم، افشان و گرهکی قابل تشخیص بوده و ترکیب شیمیایی کرومیت ها ی منطقه از نوع کروم و آلومینیم بالا و آهن اندک می باشد لذا اهمیت خاصی در صنایع فلز گری و دیرگداز دارد. مطالعات زمین شیمی بازالت های منطقه آباده- طشک، بیانگر تولئیتی بودن بازالت ها و تشکیل آنها در تیغه میان اقیانوسی می باشد. البته مطالعه عناصر کمیاب این بازالت ها کمی غنـی شدگی از خود نشان مــی دهند و دارای ویـژگی T-MORB (تیغه میان اقیانوسی حد واسط) هستند. بنابراین سنگ کره اقیانوسی و پوسته اقیانوسی آباده- طشک در اثر عملکرد فرایند های ماگمایی در مراکز گسترش اقیانوسی بوجود  آمده است. بطور کلی می توان گفت که  مطالعه سنگ شناسی سکانس افیولیتی در منطقه و بررسی های پتروگرافی و ژئوشیمی کانه کرومیت و  این سنگ های میزبان  جهت اکتشاف کرومیت قابل توجه بوده و راهگشای حفاری های اکتشافی جهت بهره برداریهای آتی است.
منابع فارسی :
 
1-سرکاری نژاد، خلیل (1985). زمین شناسی و جایگاه تکتونیکی افیولیت نیریز، جنوب غرب ایران، پایان نامه دکترا.
2-رشیدی، محمد ابراهیم (1376). تحلیل ساختاری تاقدیس دالنشین در شمال دریاچه طشک فارس و تأثیر چرخش آن بر مناطق اطراف. استان فارس. دانشگاه شیراز. رساله کارشناسی ارشد .
   3- نقشه 100000/1 آباده– طشک، سازمان زمین شناسی کشور.
4-رجب زاده، محمد علی (1998)،رساله دکتری اقتصادی دانشگاه نانسی فرانسه تحت عنوان: بررسی کانی شناسی کرومیت و عناصر گروه پلاتین و در مجموعه افیولیتی فاریاب و نیریز (آباده- طشک).
 
 

کلید واژه ها: فارس