بخشی از مقاله
چکیده
منطقه ماهور چاهکاله، در فاصله 45 کیلومتری شمال شرق شهرستان نظنز، استان اصفهان واقع می-باشد. مشاهدات صحرایی و بررسیهای کانیشناسی نشان میدهند که نفوذ استوک گرانودیوریتی الیگوسن به درون سنگهای آندزیتی و تراکی آندزیتی ائوسن در این منطقه با توسعه یک سیستم دگرسانی قابل توجه و کانهزایی فلزی همراه بوده است. زونهای دگرسان شناسایی شده در سنگهای آندزیتی و تراکیآندزیتی شامل - 1 - پتاسیک، - 2 - فیلیک، - 3 - پروپلیتیک و - 4 - آرژیلیک میباشند. الگوهای توزیع REEs نورمالیزه به کندریت آشکار میکنند که تفریق LREEs از HREEs در طی تکوین زونهای دگرسانی فیلیک، پروپلیتیک و پتاسیک همراه با بیهنجاری منفی Eu همراه بوده است.
نتایج آنالیزهای شیمیایی نشان میدهند که زون-های دگرسان آرژیلیک و پتاسیک به ترتیب بیشترین و کمترین تمرکز REEها را در خود دارا میباشند. بررسی فاکتور غنیشدگی عناصر دلالت بر شستشو و تثبیت REEها در طی توسعه زونهای دگرسانی دارند. بررسیها آشکار میکنند که فعالیت بالای همبافتهای سولفاتی همراه با ماهیت پائین pH محلولهای دگرسان کننده دلیل اصلی تهیشدگی REEها در زون پتاسیک و جذب سطحی همراه با فعالیت پائین همبافتهای سولفاتی عامل عمده غنیشدگی REEها در زون آرژیلیک هستند. نتایج بدست آمده از بررسی-های زمینشیمیایی پیشنهاد میکنند که توزیع REEها در زونهای دگرسانی در ماهور چاه کاله تابعی از تغییرات شرایط فیزیکوشیمیایی محیط دگرسانی، اختلاف در میزان شدت فرایند جذب سطحی و روبش توسط اکسیدهای فلزی، و حضور در فازهای کانیایی مقاوم بوده است.
کلید واژه: عناصر نادر خاکی، ژئوشیمی، سیستم دگرسانی، چاه کاله، نظنز
مقدمه
در سالهای اخیر مطالعات زیادی بر روی رفتار REE ها در طی توسعه فرایندهای دگرسانی و کانیسازی-های فلزی توسط پژوهشگران مختلف انجام شده است. در گذشته تصور بر این بوده که REEها در طی رخداد دگرسانی غیرمتحرک بوده - Alderton, 1980 - ولی بررسیهای جدید دلالت بر متحرک بودن آنها دارند. عناصر نادر خاکی از نظر درجه تحرک متفاوت بوده و تحرک آنها توسط عوامل مختلفی نظیر pH، Eh، دما و میزان دسترسی به لیگندهای کمپلکسساز کنترل میشود. از بین این عوامل تاثیر pH از بقیه عوامل مهم ترمیباشد، چرا که REEها در pHهای پایین در محلولهای گرمابی کمپلکسهای پایدارتری را با لیگندهای مختلف تشکیل میدهند . - Michard, 1989 -
افزایش یا کاهش REEها در طی فرایندهای دگرسانی از چندین عامل تبعیت میکند که عبارتند از: - 1 - فراوانی REEها در سنگهای غیر دگرسان و یا تثبیت در فازهای کانیایی مقاوم، - 2 - غلظت REEها در سیالات گرمابی و توانایی آن در انتقال این عناصر، - 3 - جذب REEها توسط کانیهای ثانویه، و - 4 - وجود لیگندهای SO42-، Cl- و-F در محیط. بررسیها نشان داده است که تحت شرایط اسیدی لیگندهای Cl- و SO42- و در شرایط قلیایی F- و CO32- برای انتقال REEها مناسبتر میباشند . - Minark et al., 1998 -
عناصر Eu و Ce دارای رفتاری متفاوت از بقیه REEها بوده و وجود بیهنجاری مثبت یا منفی Eu و Ce میتواند در تشخیص فرایندهای فیزیکوشیمیایی حاکم در توسعه فرایندهای دگرسانی مورد استفاده قرار گیرد.منطقه ماهور چاه کاله، به مختصات جغرافیایی"1، 25'،52 تا 07"، 26'، 52 طول شرقی و 42"، 54'، 33 تا 2"، 55'، 33 عرض شمالی، در فاصله 40 کیلومتری
شمال شرق شهرستان بادرود و در 45 کیلومتری شمال شرق شهرستان نطنز، در استان اصفهان واقع گردیده است. این منطقه از نظر تقسیمات زونهای زمینشناسی ایران - Stockin, 1968 - در لبه جنوبی زون ایران مرکزی و در پشت کمان ماگمائی ارومیه دختر قرار دارد. این منطقه به لحاظ وجود دگرسانیهای گسترده و وجود آثاری از کانهزاییهای فلزی از جنس عمدتا" مس مرتبط با سنگهای آذرین نفوذی و آتشفشانی ائوسن - الیگوسن از دیرباز مورد توجه پژوهشگران به ویژه سنگشناسان و زمینشناسان اقتصادی قرار گرفته است.
علیرغم این بررسیها، تاکنون بسیاری از مسائل زمینشناسی اقتصادی و ژئوشیمی اکتشافی این منطقه به خصوص زمینشیمی عناصر به ویژه REEها در زونهای دگرسانی در هالهای از ابهام و تردید باقی مانده است. با توجه به مسائل مطروحه یاد شده، در این بررسی سعی گردیده است به تفصیل با استفاده از مشاهدات صحرایی، مطالعات کانیشناسی و بررسیهای زمینشیمیایی به بررسی عوامل موثر و دخیل در گسترش زونهای دگرسانی، فاکتورهای کنترل کننده تحرک، توزیع و غنی شدگی REEها و دلایل رخداد بیهنجاریهای Eu و Ce در طی تکوین سیستم دگرسانی منطقه ماهور چاه کاله پرداخته شود.
مواد و روشها
این بررسی در دو بخش صحرایی و آزمایشگاهی صورت گرفته است. با توجه به تنوع سنگی منطقه، تعداد60 نمونه از سنگهای آذرین سالم و دگرسان به صورت غیرسیستماتیک به منظور بررسی های مزوسکوپی برداشت و تعداد 40 مقطع نازک و صیقلی از آنها تهیه و مطالعه گردید. برای تعیین فازهای کانیایی نامشخص در زونهای دگرسانی، افزون بر مقاطع میکروسکوپی تعداد 6 نمونه به روش پراش پرتو ایکس - XRD - مورد تجزیه قرار گرفتند. همچنین، تعداد 17 نمونه سنگی از زونهای دگرسانی و سنگهای آذرین مرتبط با آنها جهت آنالیز به روشهای فلورسانس پرتو مجهول - XRF - و طیف سنج جرمی پلاسمای جفت شده القایی - ICP - MS - به ترتیب برای عناصر اصلی، فرعی، جزئی و نادر خاکی در آزمایشگاه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور آنالیز گردیدند.
بحث
زمینشناسی: به طور کلی ماگماتیسم در این ناحیه از ایران در فاز اول با فورانهای آتشفشانی آغاز و سپس با نفوذ تودههای عمیق و نیمه عمیق همراه گشته که بیشتر آنها به استوکهای گرانودیوریتی نطنز نسبت داده میشوند. در نهایت فرایند مذکور با تزریق دایکهای اسیدی به درون لیتولوژیهای قدیمیتر پایان یافته است.بررسیهای صحرایی نشان میدهند که پیکره اصلی منطقه ماهور چاه کاله را سنگهای آذرین نفوذی الیگوسن با ترکیب سنگشناسی گرانودیوریت و گرانیت همراه با سنگهای آذرین خروجی تراکی آندزیتی و آندزیتی ائوسن تشکیل میدهند.
نفود استوک گرانودیوریتی الیگوسن به دورن سنگهای آتشفشانی آندزیت و تراکی آندزیت ائوسن موجبات توسعه زونهای دگرسانی گستردهای را در منطقه فراهم نموده است. با توجه به بررسیهای صحرایی، چهار زون دگرسانی شامل - 1 - پتاسیک، - 2 - فیلیک، - 3 - آرژیلیک، و - 4 - پروپلیتیک در ارتباط با دگرسانی سنگهای آندزیتی قابل تشخیصی میباشند. از بین زونهای دگرسانی یاد شده، دگرسانی فیلیک دارای بیشترین گسترش سطحی در بخش جنوبی این منطقه میباشد . این در حالی است دگرسانی پتاسیک به صورت بسیار محدود و در ارتباط با گسلها و شکستگیها توسعه یافتهاند. در نمونههای دستی، پیریت، کالکوپیریت و کالکوسیت به دو فرم رگچهای و افشان در متن اغلب سنگهای آندزیتی و تراکی آندزیتی دگرسان شده دیده میشوند.
کانیشناسی زونهای دگرسانی
دگرسانی گرمابی در منطقه چاه کاله از نظر روند توزیع زونها بسیار شبیه به ذخایر معمول مس پورفیری میباشد. مهمترین دگرسانیهای قابل تشخیص در این منطقه از نظر وسعت و گستردگی آرژیلیک و فیلیک هستند.دگرسانی پتاسیک: کانیهای مشاهده شده در این زون دگرسانی شامل کوارتز، بیوتیت ثانویه - شکل - 1a، ارتوز ثانویه، و مقدار کمی سریسیت میباشند. در نمای دور این دگرسانی با رنگ خاکستری تیره تا قهوهای کم رنگ مشاهده میشود که میتوان آن را به وجود بیوتیتهای ثانویه به صورت انبوههای در زمینه سنگ نسبت داد. در این زون، فلدسپار پتاسیم ثانویه به صورت بلورهای بیشکل و دانه ریز در متن سنگ دیده میشود که جانشین پلاژیوکلاز شدهاند. در این زون، بیوتیتهای ثانویه به صورت فلسی شکل و تجمعات دانه ریز قابل مشاهده هستند که جانشین فنوکریسیتهایی از جنس کانیهای فرومنیزین و زمینه سنگ گردیدهدان. عموماً در این زون کانیهای بیوتیت و آمفیبول اولیه توسط موسکویت دانه ریز پر شده و سبب ایجاد بافتهای جانشینی دروغین شده است.
دگرسانی فیلیک: کانیهای زون فیلیک در منطقه ماهور چاه کاله شامل سریسیت، کوارتز، و پیریت هستند. این زون در محدوده چاه کاله به صورت گسترده و وسیع رخنمون دارد. در این زون دگرسانی، فنوکریستهای پلاژیوکلاز از اطراف به سریسیت تبدیل شده اند - شکل . - 1b همچنین اغلب فلدسپارها به صورت بخشی و یا به طور کامل توسط سریسیت جانشین شدهاند. در این زون، علاوه بر پیریت، سولفیدهای دیگر نظیر کالکوپیریت و کالکوسیت به مقدار ناچیز دیده میشوند. همچنین تحت تأثیر این دگرسانی کانیهای فرومنیزین به خصوص بیوتیتها و آمفیبولها به اکسیدهای آهن، کانی تیره و سریسیت - موسکویت ریز دانه - دگرسان شدهاند.دگرسانی آرژیلیک: گسترش این زون در منطقه ماهور چاه کاله به صورت نسبتا" محدود بوده و فقط در بعضی از نواحی دارای رخنمون قابل توجه میباشد. کانیهای شاخص این زون شامل کائولینیت، مونت-
