مدارکی از ادخالهای سیال در سنگهای مرتبط با کانسار آهن سنگان خراسان

دسته زمین شناسی اقتصادی واکتشاف
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری ششمین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران
نویسنده محمد بومری- غلامرضا لشگری پور
تاريخ برگزاری ۲۵ بهمن ۱۳۷۸
مقدمه: مطالعه ادخال های سیال در سال های اخیر یکی از مهمترین روش های تعیین دمای تشکیل کانی ها و حتی فشار حاکم بر آنها بوده است. علاوه بر آن اطلاعات مهمی درباره طبیعت سیال تشکیل دهنده کانی ها و کانسار ها به دست می دهد به این دلیل کانی های زیادی از کانسار سنگان مورد بررسی قرار گرفته اند که ادخال های سیال قابل اندازه گیری و مطالعه فقط در کانی های زیر دیده می شوند.
1- کلسیت های اسکارنی: کلسیت هایی هستند که احتمالاٌ حاصل انحلال و متاسوماتیسم سنگ های کربناته و کانی های کالک سیلیکاته هستند.
2- کوارتز در گرانیت و کوارتز های رگه ای.
اندازه گیری های میکرو ترمومتری به وسیله یک صفحه گرم و سرد کننده به نام Linkam- Th 600 RMS با دقت 2+ درجه سانتیگراد در کشور ژاپن انجام گرفته است. سرد کردن نمونه ها به وسیله نیتروژن مایع صورت گرفته است.
زمین شناسی: کانسار های آهن سنگان در حدود 300 کیلومتری جنوب شرقی مشهد واقع شده است. زمین شناسی کانسار غربی آهن سنگان شامل شیل، ماسه سنگ، و لای سنگ های ژوراسیک و مرمرهای دولومیتی و کلسیتی ژوراسیک- کرتاسه و سنگهای آذر آواری ائوسن است. سنگ های گرانیتی و دایک های اسیدی ائوسن پایانی- الیگوسن متعلق به سری ماگمایی کالکو آلکالن در منطقه نفوذ کرده اند.
بر اثر جایگیری و فعالیت هیدروترمال مرتبط با این سنگ های گرانیتی، سنگ های اطراف آن دگرگون و دگرسان شده اند به طوری که درجه دگرگونی در سنگ های غیر کربناته مجاور با گرانیت، بیوتیت- فلدسپات هورنفلس و در سنگ های کربناته، پیروکسن- اولیوین هورنفلس است در بیشتر جاها دگرگونی مجاورتی به وسیله دگرسانی های گرمابی پوشیده شده است. در سنگ های کربناته، کانی های اسکارنی و کانی سازی آهن گسترش چشم گیری دارد که به انواع مختلفی تقسیم بندی شده اند (Boomeri et al., 1997, Boomeri 1998)
ادخال های سیال در کلسیت: اکثر ادخال های موجود در کلسیت در جهت صفحات کلیواژ و تعدادی از آنها به طور نامنظم توزیع شده اند. تقسیم بندی ادخال های فوق بر مبنای اولیه یا ثانویه مشکل است بنابراین در این جا بر مبنای حضور فاز های اصلی در حرارت معمولی گروه بندی شده اند که عبارتند از:
1- ادخال های سیال دو فاز (مایع + بخار)
2- ادخال های سیال 3 فاز (هالیت + مایع+ بخار)
برای تعیین درجه شوری و تشخیص املاح موجود در ادخال های سیال فاقد فاز جامد نمونه های آنها تا حرارت کمتر از 150- درجه سانتیگراد سرد شده اند تا کاملاٌ منجمد گردند سپس درجه حرارت به آهستگی زیاد شده در حرارت 60- درجه سانیتگراد اولین قطره مایع ظاهر شد که نشان دهنده حضور Ca و حتی Mg علاوه بر NaCl در این ادخال ها است. ذوب کامل در نمونه های متفاوت در محدوده حرارت 27/6- تا 14/5- درجه سانتیگراد صورت می گیرد که نشان دهنده درجه شوری 15 تا 29 درصد وزنی معادل NaCl برآورد شده است (Boomeri 1998).
درجه حرارت همگنی ادخال های سیال دو فاز فوق که با تبدیل بخار به مایع صورت می گیرد باعث تشخیص دو گروه از آنها می شود یک گروه در حرارت 100 تا 120 درجه سانیتگراد و گروه دیگر در حرارت 193 تا 217 درجه سانتیگراد به همگنی می رسند. همگنی ادخال های سیال 3 فاز با انحلال کامل هالیت در حرارت های 140 تا 150 درجه سانتیگراد و 230 تا 245 درجه سانتیگراد صورت می گیرد. این درجات به ترتیب مطابق با درجات شوری 33/5 تا 34/5 درصد وزنی معادل NaCl است.
ادخال های سیال در کوارتز:
کوارتز در گرانیت سرنو سر حاوی چندین نسل از ادخال های سیال است که عبارتند از:
1- ادخال های سیال دو فاز (مایع+ بخار).
2- ادخال های سیال سه فاز (مایع+ بخار+ هالیت)
3- ادخال های سیال چهار فاز (مایع+ بخار+ هالیت+ سیلویت).
4- ادخال های سیال پلی فاز (مایع+ بخار+ هالیت+ سیلویت+ هماتیت و غیره)
5- ادخال های سیال غنی از بخار
همگن سازی ادخال های سیالی که دارای فاز های اوپاک هستند امکان پذیر نیست و بعضی دیگر از فاز های جامد در ادخال های سیال پلی فاز حتی در حرارت بیش از 500 درجه نیز کاملاٌ ذوب نمی شوند فقط تعدادی از آنها به همگنی کامل می رسند که غالباٌ توام با تبدیل فاز های جامد و بخار به مایع است. درجه حرارت های انحلال فاز های جامد در این ادخال های سیال، محدوده های متفاوتی را نشان می دهند که عبارتند از 140 تا 250 درجه سانتیگراد، 300 تا 330، 450 تا 510 و بالاتر از 540 درجه سانتیگراد.
با توجه به اینکه ادخال های سیال 4 فاز (نوع 3) فراوان تر از بقیه انواع هستند ترکیب شیمیایی این ادخالها را می توان با سیستم سه تشکیل دهنده
H2O- Na2O- KCl توضیح داد. درجات شوری که از همبستگی های موجود در این سیستم به دست آمده از 30 تا بیش از 70 درصد وزنی معادل NaCl را نشان می دهد.
یک رگه کوارتزی در هورنفلس های اسکاپولیتی مجاور با گرانیت نیز حاوی ادخال های سیال مهمی است. این ادخال های سیال مشابه با آنهایی که در گرانیت دیده می شود است اما دارای اندازه بسیار بزرگتری هستند. این ادخالها نیز به صورت زیر تفکیک شده اند:
1- ادخال های سیال سه فاز (مایع+ بخار+ هالیت)
2- ادخال های سیال چهار فاز (مایع+ بخار+ هالیت+ سیلویت)
3- ادخال های سیال پنج فاز (مایع+ بخار+ هالیت+ سیلویت+ هماتیت)
4- ادخال های سیال غنی از بخار
اندازه گیری های میکرو ترمومتری بر روی تعداد معدودی از اینها انجام شده است. همگنی ادخال های سیال سه فاز با تبدیل شدن هالیت و بخار به مایع به طور همزمان و در درجه حرارت 220 تا 225 درجه سانتیگراد روی می دهد. در حالیکه همگنی برای ادخال های سیال پلی فاز تا حرارت 500 درجه روی نمی دهد اگر چه بیشتر فاز ها تبدیل به مایع می شوند و آخرین فاز جامد نیز خیلی کوچک می گردد.
بحث: وجود ادخال های سیال با درجه شوری بالا و ادخال های سیال غنی از بخار یا گاز در کوارتز از سیماهای معمولی گرانیت و رگه های کوارتزی در محدوده کانسار آهن سنگان است. علاوه بر آن مطالعه F , Cl در بیوتیت های موجود در گرانیت سرنوسر نشان دهنده تعادل آنها با یک سیال غنی از Cl است (Boomeri 1998). وجود کانی های Cl دار در زون های اسکارنی همچون اسکاپولیت نیز بیان گر یک سیال غنی از NaCl است (Boomeri 1998).
فشار لیتواستاتیک ارزیابی شده برای گرانیت سرنوسر کمتر از 2/5 کیلو بار است (Boomeri 1998). با توجه به تاثیر فشار و درجه حرارت بعضی از ادخال های سیال در گرانیت به حدود درجه حرارت سولیدوس گرانیت می رسد و درجه شوری ادخال های سیالی که دارای فاز جامد هستند از 30 تا بیش از 70 درصد وزنی معادل NaCl است. چنین ادخال هایی در خیلی از سیستم های پورفیری و اسکارن گزارش شده است (Roedder 1984). در مورد اینکه چگونه محلول هایی با چنین درجه شوری تکامل پیدا می کنند نظریات متعددی ابراز شده است و جدایش چنین سیالاتی را مستقیماٌ از ماگما ذکر کرده اند
( Layne and Spooner 1991, Bodner and Vityk 1995). وجود ادخال های غنی از املاح در کلسیت های اسکارنی نیز دلیل دیگری مبنی بر حضور سیالات ماگمایی در منطقه می تواند باشد. کلسیت های اسکارنی همچنین دارای ایزوتوپ های اکسیژن سنگین با منشاء ماگمایی هستند.
نتیجه گیری:
1- حضور سیالات غنی از املاح از 180 تا بیش از 600 درجه سانتیگراد
2- حضور ادخال های سیال شور در کلسیت های اسکارنی ممکن است شاهد جدیدی برای ماگمایی بودن این نوع از کلسیت ها باشد.
3- ادخال های سیال در گرانیت شامل عناصر چونXα,Φε و Mλعلاوه بر Xλ,K,Nα است.
4- حضور هماتیت در ادخال های سیال در گرانیت و در رگه های کواترنری بیان کننده فوگاسیته بالای اکسیژن است.
5- سیالات با درجه شوری بیش از 70% Xλ,Nα برای سیستم های ماگمایی همچون کانسار های اسکارن و پورفیری و برای سیالاتی که در تعادل با سازند های تبخیری بودند، گزارش شده است.

کلید واژه ها: سایر موارد