بخشی از مقاله
چکیده
اندیس معدنی طلا-مس چاه علیخان در منطقهی انارک، در قسمت شمال شرقی کویردم سرخ و شمال غرب شهر انارک واقع شده است. این اندیس در سنگ های آتشفشانی با ترکیب تراکی بازالت، آندزیت بازالت، همراه با دایک های بازالتی پدیدار گردیده است. . به منظور بررسی منشاء و سن سنجی واحدهای آتشفشانی اندیس معدنی چاه علیخان، 12 نمونه از سنگ میزبان و کانسنگ جهت مطالعات ایزوتوپ سرب انتخاب و مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج حصل از بررسی های انجام شده بر روی دادههای ایزوتوپ سرب نشان از اختلاط ماگمایی دارد که بیانگر چند منشاء برای ایزوتوپهای سرب در سنگ میزبان این اندیس می باشد که نشان ازرخداد فرورانش می باشد. سن به دست آمده برای کانسنگ جوانتر از سنگ میزبان بوده و نشان از تهنشست کانسنگ بعد از تشکیل سنگ میزبان میباشد.
-1مقدمه
منطقه انارک یکی از غنی ترین مناطق معدن ایران از نظر تنوع کانیسازی بوده و دارای مرزبندی فلززایی خاص است. این منطقه، از قدیمی ترین مناطق معدن کاری ایران بوده و معدن کاری جدید ایران نیز به طور گسترده از همین منطقه آغاز شد. کانسارها و نشانههای سرب و روی در منطقه انارک گسترده است. این کانسارها تنوع زیادی از نظر نوع، ریخت، کانیسازی و ترکیب مواد کانسنگی دارند.
سرب دارای انتشار گستردهای در سراسر زمین است و نه تنها به عنوان نوزاد رادیوژنیک حاصل از اورانیوم و توریوم، بلکه خودش هم به تنهایی کانی هایی را تشکیل میدهد که اورانیوم و توریوم در آنها وجود ندارند . بنابر این، ترکیب ایزوتوپی سرب در محدوده وسیع، از سرب خیلی رادیوژنیک در کانی های قدیمی اورانیوم و توریوم دار تا سرب معمولی موجود در گالن و دیگر کانی هایی که نسبت اورانیوم به سرب و توریوم به سرب پایینی دارند، متغیر است . ترکیبات ایزوتوپی سرب موجود در سنگها و کانسارها، الگوهای پیچیدهای از تغییرات را نشان می-دهند که منعکس کننده تاریخچه خاص زمین شناسی آنها است . موضوع »سرب شناسی« تفسیر این الگوها برای مشخص نمودن سرگذشت زمین شناسی سنگ - هایی است که در آنها سرب وجود دارد.
-2روش مطالعه
در طی مطالعات صحرایی اندیس معدنی چاه علیخان، نمونه برداری از واحد های مشخص شده انجام پذیرفت و به دنبال آن مقاطع نازک تهیه و بررسی گردید . به منظور بررسی منشاء و سن سنجی واحدهای آتشفشانی اندیس معدنی چاه علیخان، 12 نمونه از سنگ میزبان و کانسنگ جهت مطالعات ایزوتوپ سرب انتخاب و به آزمایشگاه ACME کانادا ارسال گردید. نتایج حاصل از این آنالیز بر اساس داده های اطلاعات پایه و همچنین مطالعات پیشین سن سنجی سرب، مورد بررسی قرار گرفت.
-3زمین شناسی منطقه
این اندیس در منطقهی انارک، در قسمت شمال شرقی کویردم سرخ و شمال غرب شهر انارک واقع شده و از لحاظ تقسیمات زمین شناسی در قسمت غربی زون ایران مرکزی و در نزدیکی گسل درونه و نائین- بافت واقع شده می باشد - شکل . - 1 این اندیس در سنگ های آتشفشانی با ترکیب تراکی بازالت، آندزیت بازالت، همراه با دایک های بازالتی پدیدار گردیده است. سنگهای در برگیرنده نشانه معدنی، شامل تناوبی از آندزیت - بازالت و توف آندزیتی و توفیت - ائوسن - می باشد که بر روی آن ها سنگهای داسیتی قرار دارد. سنگهای ولکانیکی مزبور در اثر فرآیندهای دگرسانی؛ اپیدوتی، سیلیسی، کلریتی و هماتیتی شدهاند.
-4 سن سنجی سرب
معادلات توصیف کننده مدل هولمز- هوترمنز ما را قادر میسازند سنهای سرب معمولی را که تاریخ تک مرحلهای دارند، تعیین نماییم. در این مدل فرض میشود که تمام نمونههای سرب معمولی، مخلوطهایی از سرب رادیوژنیک هستند که در نواحی منبع بسته حاوی مقادیر مختلفی از و به همراه سرب اولیه تشکیل شدهاند. با استفاده از معادلات میتوان نسبت-های 206Pb/204Pb و 207Pb/204Pb سرب انتقال یافته در زمانهای مختلف t از نواحی منبع حاوی مقادیر مشخص استفاده کرد. شمار زیادی از سرب معمولی موجود در کانسارها در سیستمهای دارای مقادیر بزرگتر از 8 ولی کمتر از 10تحول پیدا کردهاند. بر همین اساس و با فرض اینکه سن کرهی زمین یعنی T برابر 4.55×109 سال باشد، طبق شکل 2 سه منحنی رشد با مقادیر برابر8 ، 9 و10 را نشان میدهد.
شکل :2 نمایش ترسیمی مدل هولمز-هوترمنز و تطبیق دادههای ایزوتوپهای سرب اندیس چاه علیخان بر اساس مدل های یک مرحله ایی
در این شکل مشاهده میکنیم که خطوط رشد سرب یک آرایش بادبزنی شکل از مسیرهای منحنی تشکیل میدهند که همگی از نقطه معرف سرب اولیه منشعب میشوند. وضعیت یک نقطه بر روی یک منحنی رشد خاص بیانگر زمان t است که در آن هنگام سرب از ناحیهی منبع خود انتقال یافته و سپس به صورت یک کانی سرب معمولی، مثل گالن در پوسته نهشته شده است. به عنوان مثال، مختصات نقطه P عبارتست از نسبتهای ایزوتوپی یک نمونه سرب معمولی که در یک ناحیه منبع حاوی مقدار= 10 تحول یافته و در 3×109 سال پیش از منبع خود انتقال یافته است.
»سن مدل« این نمونه به عنوان بالاترین حد نزدیک به سن کانساری که نمونه از آن گرفته شده محسوب میشود. باید توجه نمود که کلیه منحنی-های رشد در نقطه t=0 متوقف میشوند و این نقطه معرف نمونههای سربی است که اخیراً از منبع خود انتقال یافته اند. با توجه به ترسیم نقاط مربوط به اندیس چاه علیخان، بر روی مدل هولمز- هوترمنز میتوان به این نتیجه رسید که بین زمان t = 0 تا t = 1 دو خط ایزوکرون میتوان رسم کرد که روی دو دسته از نقاط که به هم نزدیکتراند عبور میکند، و به طور تقریبی بین t = 0.25 تا t = 0.75 قرار میگیرند با توجه به اینکه نمونههای کانسنگ به خط t = 0 نزدیک تر هستند میتوان نتیجه گرفت که کانسنگ به صورت اپی ژنتیک و با تاخیر نسبت به سنگ میزبان نهشته شده است و جوانتر از سنگ در برگیرنده میباشد.
- 5 منشاء سرب و تعیین سن آن در سنگ ه ای بازالتی جوان
یک فصل بسیار مهم در تاریخ سرب شناسی در سال 1989 با انتشار مقاله-ایی از تیتلی درباره ترکیب ایزوتوپی سرب و استرانسیم جزایر گوف و آسانسیون در اقیانوس اطلس آغاز گردید. تیتلی - - 1989 بین نسبتهای ایزوتوپی سرب سری سنگهای هر جزیره و نیز بین سنگهای دو جزیره تفاوتهای قابل توجهی را گزارش نمود. این گزارش غیر منتظره بود، زیرا تفسیر سرب از کانسارهای هم ساز موجب این تصور گردیده بود که سرب-های مشتق از گوشته فوقانی باید بسیار نزدیک به نقطه محل تلاقی منحنی رشد سربهای کانسنگ هم ساز و ژئوکرون قرار گیرند. اما مشاهده شد که سرب جزایر گوآ و آسانسیون حاوی سرب رادیوژنیک اضافی است.
بسیاری از مطالعات بعدی نشان داد که سرب بازالتهای اقیانوسی و قارهایی را نمیتوان به وسیله تاریخچههای تک مرحلهایی توضیح داد. در شکل 3 این داده ها تفاوتهای ایزوتوپی سرب را درون و بین جزایر نشان میدهند. این تغییرات، شواهدی دال بر ناهمگنی نسبتهای U/Pb در گوشته فوقانی هستند و نشان میدهند که نواحی منبع این سنگهای آتشفشانی در طول زمان زمین شناسی یه صورت سیستمهای بسته باقی نماندهاند. به بیان دیگر، این دادهها نشان میدهند که سربهای سنگ های آتشفشانی، تاریخچه های چند مرحلهایی داشتند. به دلیل اینکه احتمالاً به طور پیوسته در طول زمان زمین شناسی تغییر کرده است، چرچ - 1992 - و تاتسوموتو - 1973 - تاکید کردهاند که تحول سرب در گوشته، را نمیتوان دقیقاً توسط یک سری سیستمهای بسته توصیف کرد. به علاوه اکنون باید امکان اختلاط سربهای با ترکیبات ایزوتوپی مختلف را در گوشته و هم چنین شاید بین گوشته و پوسته - در نتیجه فرورانش مواد پوستهایی - مورد توجه قرار داد.
تاثیر اختلاط در نسبتهای ایزوتوپی سرب سنگهای آتشفشانی مناطق فرورانش واضحتر از بازالتهای اقیانوسی شناخته میشود. شواهد اختلاط سرب از منابع پوستهایی و گوشتهایی ابتدا توسط توسط آرمسترانگ و کوپر - 1971 - مورد بحث و بازنگری قرار گرفت. این دو نتیجه گرفتند که سنگ-های آتشفشانی مناطق فرورانش حاوی مخلوطهایی از سرب مشتق از رسوبات اقیانوسی فرورانده شده، منابع موجود در گوشته و بازالت پوسته اقیانوسی میباشند. این دیدگاه توسط جرج تیلتون و همکارانش که مطالعات وسیعی بر روی سنگهای آتشفشانی کوههای آند در پرو انجام دادند، مورد تایید قرار گرفت
در ادامه برای بررسی سرگذشت سنگهای آتشفشانی اندیس چاه علیخان نیز دادههای آزمایشات ایزوتوپ سرب، بر روی دیاگرام بازالتهای جوان تطبیق داده شده است، که این دادهها دارای فراوانی و همبستگی خاصی در یک محدوده خاص از خود، ارائه کننده سنهای متفاوتی می باشد.
بر طبق نظر آرمسترانگ و کوپر - - 1971، سرب در این کانسار دارای منشاهای متفاوتی بوده که برای اثبات این امر دادهها بر روی دو نمودار - شکل - 4 ترسیم گردیده است که داده های حاصل از جایگزینی بر روی این نمودار نشان دهنده این است که سرب در این اندیس هم در نمونه سنگ میزبان و هم نمونه کانسنگ دارای چندین منشاء از جمله گوشته، پوسته بالایی و پایینی میباشد که حکایت از عبور ماگمای حاصل از فرورانش از مسیر گوشته به سمت پوسته فوقانی دارد.
شکل :3 نسبتهای ایزوتوپی سرب سنگهای آتشفشانی جوان. = جزیره
