بخشی از مقاله
چکیده
نهشته بوکسیت تنگ درنا در 50 کیلومتری شمال- شمال باختری شهرستان بهمئی در جنوب غربی استان کهگلویه و بویر احمد واقع شده است. نهشته بوکسیت تنگ درنا به صورت عدسی هایی در فرورفتگی های کارستی سنگ های آهکی سازند سروک که در زیر سنگ های آهکی سازند ایلام قرار می گیرند، رخ می دهند. در مقاطع میکروسکوپی عدسی های بوکسیتی بافتهای االیتی وپیزولیتی مشاهده گردیدکه این بافت ها نحوه تشکیل در جازای بوکسیت را نشان می دهند. در مطالعات کانی شناسی به روش XRD از توده معدنی، کائولینیت کانی اصلی تشکیل دهنده بوده و هماتیت، گوتیت و کلسیت کانی های فرعی می باشند.
برای تعیین سنگ مادر این نهشته از نمودار ها و دیاگرام های مختلف ژئوشمیایی استفاده گردید. در سازند سروک عناصرFe2O3، SiO2، TiO2، Co، Cr، As، Mo، Ni، Pb، Ba، V و Sc روند خطی خوبی را در مقابل Al نشان می دهند. در بوکسیت عناصر TiO2، Nb و Sr رابطه خطی خوبی را در مقابل Al نشان می دهند و بالاترین ضریب همبستگی باAl2O3 متعلق به این عناصر است. با توجه به نمودار بهنجار شده کندریتی در سازند سروک، Ce و Eu دارای بی هنجاری منفی می باشند. و بوکسیت Ce آنومالی خاصی نشان نمی دهد و Eu دارای بی هنجاری منفی است. در سازند سروک و بوکسیت عناصر نادر خاکی سبک - LREE - نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین - - HREE غنی تر می باشد. محتمل ترین منشأ آلومینیوم برای نهشته بوکسیت، خرده های رسی موجود در سنگ های آهکی واقع در زیر این نهشته - سازند سروک - می باشد.
واژههای کلیدی - بوکسیت، تنگ درنا، عناصر نادر خاکی -
-1 مقدمه
امروزه اصلی ترین منبع آلومینیوم در دنیا سنگ بوکسیت است که به دلیل دارا بودن مقادیر زیاد Al2O3 برای تولید آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد. بوکسیت ها مواد برجای مانده ای هستند که از تخریب و فرسایش سنگ های منشأ اولیه از قبیل گرانیت، بازالت، نفلین سینیت و یا مواد رسی اولیه حاصل می شوند - . - Bardossy,1982 نهشته های بوکسیتی از نظر ماهیت و موقعیت زمین شناسی بسیار متنوع می باشند و از نظر منشأبه چند گروه تقسیم می شوند. بوکسیت ها کانی شناسی متنوعی دارند و شامل بیش از صد کانی می گردد که از این میان کانی های بوهمیت، گیبسیت، دیاسپور، هماتیت، گوتیت، کائولینیت، آناتاز و روتیل بیشترین فراوانی را دارند و کانی های اصلی محسوب می شوند - . - Zarasvandi et al,2008 منطقه مورد مطالعه در50 کیلومتری شمال - شمال باختری شهرستان بهمئی در جنوب غربی استان کهگلویه و بویر احمد واقع می باشد. هدف از این مطالعه بررسی زمین شناسی، ژئوشیمی و منشأکانسار بوکسیت تنگ درنا می باشد.
-2 زمین شناسی
نهشته بوکسیت تنگ درنا در بخش شمال باختری ازیال شمالی تاقدیس بنگستان رخ می دهد. منطقه مورد مطالعه در زون زاگرس - زیر پهنه زاگرس چین خورده - قرار دارد. موقعیت چینه شناسی این توده معدنی در مرز بین سازندهای سروک و ایلام است - شکل . - 1 توده بوکسیتی به صورت عدسی شکل در حفرات کارستی کم عمق آهک های سازند سروک تشکیل شده است. شکل - 2 - بخشی از نقشه 1 /100000 منطقه و محل رخداد نهشته بوکسیت را نشان می دهد. همان گونه که در شکل دیده می شود، مهمترین ترادف تشکیلات زمین شناسی منطقه از قدیم به جدید شامل سازند سروک، سازند گورپی، سازند پابده، سازند آسماری، سازند گچساران، سازند میشان، سازند آغاجاری و مواد آواری مربوط به کواترنری است.
-3 روش مطالعه
مطالعه نهشته بوکسیت تنگ درنا در دو بخش صحرایی و آزمایشگاهی انجام گرفت. در بخش صحرایی، با انتخاب سه نیمرخ زمین شناسی تغیرات بافتی، کانی شناسی و نحوه ارتباط نهشته با سنگ های میزبان مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تعداد 20 نمونه از بخش های مختلف افق بوکسیتی برای مطالعات بافتی و کانی شناسی و تعداد 10 نمونه برای تجزیه شیمیایی جمع آوری شد. بررسی های آزمایشگاهی شامل مطالعات پترو گرافی،کانی شناسی و تجزیه شیمیایی است. مطالعات بافتی و کانی شناسی به روش های مرسوم میکروسکوپی بر روی مقاطع نازک و صیقلی انجام گرفت. کانیهای مجهول در نمونه ها به روش پراش اشعه ایکس - XRD - مورد مطالعه قرار گرفت. تجزیه شیمیایی نمونه ها به روش فلورسانس اشعه ایکس - XRF - و روش طیف سنج جرمی - ICP - انجام گرفت. کلیه تجزیه ها در آزمایشگاههای سازمان زمین شناسی کشور انجام شد.
-4 کانی شناسی
-1-4 مطالعات ماکرسکوپی
الف- سازند سروک: سازند سروک در منطقه مورد مطالعه از آهک با لایه بندی مشخص تشکیل شده و کمر پایین نهشته بوکسیت را تشکیل می دهد. سازند سروک به دلیل مقاومت زیاد در مقابل فرسایش، دامنه های پر شیب و مرتفع تاقدیس های موجود در منطقه را تشکیل می دهد .
ب - نهشته بوکسیت: نهشته بوکسیت تنگ درنا از نظر هندسی به شکل عدسی هایی می باشد که در امتداد مرز بین سازند سروک - کمر پایین - و سازند ایلام - کمر بالا - واقع هستند. عدسی های بوکسیت در گودال های کارستی سازند سروک تشکیل شده اند - شکل3 الف و ب - .
اندازه این عدسی ها متغیر بوده و طول آنها از یک تا چندده مترتغییر می کند. ضخامت آنها تا 3/5 متر می رسد. عدسی های بوکسیت رنگ های متفاوت دارند و به رنگ های قرمز، زرد، خاکستری و قهوه ای مایل به قرمز دیده می شوند - شکل . - 4 مهمترین ویژگی عدسی های بوکسیتی ساختمان پیزولیتی آنها می باشد. مشخصات ظاهری بوکسیت ها در عرض تغییر چندانی نمی کند. باقی مانده هایی از سازند سروک در عدسی های بوکسیت دیده می شود.کانی های فرعی و جزیی شناسایی شده در نمونه های مورد مطالعه می باشند.
-2-4 مطالعات میکروسکوپی
الف - سازند سروک: در مقاطع نازک تهیه شده از نمونه هایی از این سازند، یک زمینه اسپارایتی که حاوی آلوکم می باشد دیده می شود.آلوکم ها عمدتاً متشکل از خرده های فسیل بوده و اسپارایتی شده اند. آلوکم ها شامل فسیل های میلیولیده، تکستولاریا، خرده فسیل دوکفه ای، بیلوکولینا، کن کولوکولینا، دی سی کولینا وکریزال دینا که همگی جز خانواده فرامینفرها هستند،و فسیل های اینتر کلاست، جلبک سبز و قرمزاست. سازند سروک دارای شکستگی ها و شکاف های کوچک و بزرگ پرشده با سیمان اسپارایتی - سیمان کلسیتی دانه درشت - و دارای تخلخل های حفره ای می باشد. بنابراین در مقاطع مطالعه شده، سنگ آهک سازند سروک بر اساس طبقه بندی دانهام - Danhum, 1962 - ، بایو کلاست گرینستون و بایو کلاست پکستون نامگذاری می شود - شکل5 الف و ب - .
ب- نهشته بوکسیت: در مقطع نازک، نهشته بوکسیت از االیت ها - قطر بین 100میکرون تا 1 میلیمتر - و پیزولیت های - قطر بین 1 تا 5 میلیمتر - گوتیت و هماتیتی کلوفرم متعدد تشکیل می شود و اغلب دارای دو یا بیشتر قشر منظم و شماری از آنها دارای هسته ای از اکسید آهن می باشند. - شکل 6 الف و ب - . در نمونه های مطالعه شده بوسیله پراش اشعه - XRD - x ازتوده معدنی، کائولینیت کانی اصلی تشکیل دهنده بوده و اغلب سنگ بوکسیتی را تشکیل می دهد. هماتیت ، گوتیت و کلسیت
-5 مطالعات ژئوشیمیایی
در سال های اخیر از ترکیب شیمیایی نهشته های بوکسیت و سنگ های دیواره آنها بطور گسترده ای در تعین سنگ منشأ احتمالی این نهشته ها استفاده شده است. برخی ازعناصرجزیی سنگ های منشأ نهشته های بوکسیت، دارای ضریب همبستگی قوی با آلومینیوم می باشند. نمودارهای توزیع و پراکندگی این عناصر در مقابل آلومینیوم، و مقایسه این نمودارها در نهشته های بوکسیت با سنگ های منشأ احتمالی، می تواند به تعیین سنگ منشأ کمک نماید.
الف- سازند سروک: عناصر اصلی تجزیه شده در4 نمونه سازند سروک در جدول - 1 - آورده شده است. فراوان ترین تشکیل دهنده های سازند سروک عبارتند از - 54/1 - CaO و - 42/86 - LOI و مجموعاً 96/96 آن را تشکیل می دهند. بالا بودن مقدار CaO نشان دهنده خالص بودن سنگ آهک و وجود کلسیت به عنوان کانی اصلی تشکیل دهنده آن است . از طرف دیگر، حضور اندک عناصرSi، Al، Fe، K و Mg بیانگر وجود جزیی یک تشکیل دهنده رسی در سنگ آهک سازند سروک می باشد. . نمودارهای توزیع و منحنی های رگرسیون عناصر سازند سروک که همبستگی قوی باAl دارند، نشان می دهد که عناصرFe2O3، CaO، SiO2، TiO2، Co، Cr، As، Mo، Ni، Pb، Ba، V و Sc روند خطی خوبی را در مقابل Al نشان می دهند. یکی از راه های معمول مطالعه عناصر نادر خاکی - REE - بررسی شکل بهنجار شده آنها نسبت به کندریت است. با استفاده
