بخشی از مقاله
چکیده
منطقه مورد مطالعه بخشی از پارک ملی حفاظت شده سیاه کوه در استان یزد می باشد، کانسار آهن سیاه کوه به طور معمول وابسته به فعالیت های آذرین می باشد. واحدهای سنگی تشکیل دهنده شامل آهک های اسپارایتی، آهک های به طور بخشی دولومیتی شده، آبرفت های جوان کواترنری می باشد، در این منطقه توده های آذرین از جنس گرانیت، دیوریت، مونزودیوریت تا الیوین گابرو در سنگ های قدیمی تر نفوذ کرده اند. نوع ذخیره سازی در این کانسار دیرزاد بوده و پر کردن فضای خالی و پدیده جانشینی در آنها قابل مشاهده است.
کانی سازی در این ذخیره شامل هماتیت، گوتیت، الیژیست، پیریت، کالکوپیریت، مالاکیت، بورنیت، کالکوسیت، کوولیت به صورت رگچه ای، رگهای و استوک ورک میباشد. پدیده جانشینی و پر کردن فضاهای خالی مهمترین ویژگی هماتیت و الیژیست میباشد. در مجموع ناهنجاری های مهمی از عناصر آهن، مس، سرب، روی، نقره، آرسنیک و اورانیوم در معدن سیاه کوه دیده می شود این الگوی پراکندگی فلزات در نمونه کانسنگ های ذخیره سیاه کوه، دارای شباهت زیادی با ذخایر آهن گرمابی جهانی است و همچنین مقادیر عناصر ماگما دوست تیتانیوم، کروم، وانادیوم، کبالت، نیکل و فسفر در کانسنگ بسیار پایین بوده که خود دلیلی بر عملکرد سیال کانه دار در منطقه سیاه کوه می باشد.
کلمات کلیدی: سیاه کوه، کانسار آهن، سیستم گرمابی، ژئوشیمی
-1 مقدمه
منطقه مورد مطالعه دارای مختصات عرض جغرافیایی 32 درجه و 35 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 53 درجه و 59 دقیقه شرقی و بخشی از پارک ملی حفاظت شده سیاه کوه در استان یزد میباشد، دو ورودی اصلی در شمال شرقی و جنوب شرقی منطقه حفاظت شده سیاه کوه که هر دو از جاده آسفالته اردکانB چوپانان منشعب می شود به عنوان راه های دسترسی این منطقه محسوب می شوند که ورودی جنوبی شرقی در کیلومتر 40 جاده اردکان B چوپانان و ورودی شمال شرقی در کیلومتر 115 همین جاده قرار دارد.
از نظر زون های ساختاری منطقه مورد بررسی قسمتی از زون ایران مرکزی میباشد و در این منطقه توالی نهشتهای از پرکامبرین بالایی تا رسوبات عهد حاضر رخنمون دارد. در یک نگاه کلی می توان گفت پارک ملی سیاه کوه هر سه واحد ژئومورفولوژی کوهستان، دشت و پلایا را در خود جای داده است و از نظر زمین شناسی واحدهای سنگی منطقه شامل ماسه سنگ، سیلتستون، آهک های دولومیتی و آهک های اسپاریتی با سن ژوراسیک و کرتاسه و آبرفت های کواترنری می باشد. در این منطقه توده های آذرین از جنس گرانیت ، دیوریت، مونزودیوریت تا گابرو در سنگ های قدیمی تر نفوذ کرده اند.
مطالعات زیادی بر روی کویر سیاه کوه انجام شده است از جمله تحقیق دهقانی - 1369 - در زمینه بررسی زمین شناسی رسوبات و اهمیت آنها و اشکال ژئومورفولوژی آنها در کویر سیاه کوه، وی همچنان در سال 1375 پس از بررسی انواع زیر محیط های موجود در پلایا و عوارض ژئومورفولوژی، کانی های موجود در پلایای اردکان را با تاکید بر اهمیت اقتصادی هر یک از آنها تفسیر و تجزیه و تحلیل نموده است.
شرکت سهامی آب منطقه ای در سال 1376 گزارش آماری و بیلان آب های زیرزمینی زیر حوضه کویر سیاه کوه را ارائه داده است. هر چند که در استان یزد مطالعات گسترده ای بر روی کانسارهای آهن صورت گرفته است - برای مثال چغارت و چادر ملو - ولی تاکنون هیچ گونه کار تحقیقاتی به طور رسمی و دانشگاهی در مورد زمین شناسی، کانسارسازی و تعیین ژنز کانسارهای موجود در منطقه سیاه کوه انجام نشده است و لذا از این جهت این مطالعات جدید و بسیار ارزشمند است. هدف از این مقاله بررسی کانی شناسی، کانی سازی و شرایط ژئو شیمیایی حاکم در تشکیل کانسار آهن و باریت موجود در منطقه سیاه کوه می باشد.
-2 سنگ شناسی
بر اساس مطالعات صحرایی واحدهای تشکیل دهنده شامل آهک های اسپارایتی، آهک های به طور بخشی دولومیتی شده، آبرفت های جوان کواترنری، گرانیت آلکالی، الیوین گابرو، گرانیت پورفیری و دیوریت می باشد. از نمونه سنگ های حائز کانه زایی و سنگ میزبان تعداد 16 مقطع نازک تهیه شده است. سنگ میزبان عمدتا آهک اسپارایتی و در بعضی نقاط آهک دولومیتی است.
براساس مطالعات میکروسکوپی انواع کانی های کلسیت، دولومیت، کوارتز، آمفیبول، پلاژیوکلاز، بیوتیت، کلریت، الیوین و اپیدوت در این واحدها دیده شده است. دانه های نسبتا ریزی از کانی های کدر که احتمالا پیریت است، به صورت شش ضلعی در بیشتر نقاط سنگ پراکنده است. شواهد موجود نشان دهنده نفوذ یک محلول Fe دار به درون شکستگی های سنگ است که کانی های اکسیدی آهن را در سنگ میزبان ته نشین ساخته است.
تاثیر این محلول در سنگ آهک اسپارایتی و دولومیتی بسیار شدیدتر از دیگر مناطق است. شکستگی های سنگ آهک های میکرواسپاریتی توسط کوارتز ثانویه و کلسیت به صورت اسپاریت پر شده است. گمان می رود کلسیت و کوارتز ثانویه از طریق محلول های گرمابی وارد این شکستگی شده باشند. توده های آتشفشانی منطقه مورد مطالعه شامل مجموعه سنگ های اسیدی B حدواسط تا مافیک می باشند، که شامل دیوریت، لویکوگرانیت، مونزودیوریت و الیوین گابرو می باشند.
آنچه در این سنگ ها قابل توجه می باشد دگرسانی شدید آنهاست. به طوریکه در بعضی از سنگ ها پلاژیوکلازها تقریبا از بین رفته و دچار دگرسانی شده اند به طوریکه زونینگ در آنها دیده نمی شود. کانی های ثانویه این سنگ ها اغلب کلریت و اپیدوت می باشد. در سنگ های ولکانیک منطقه مورد مطالعه بلورهای اورتوز به میزان زیادی به کانی های رسی مانند کائولینیت و سریسیت تجزیه شده اند. در زمینه بعضی از مقاطع مورد مطالعه بلورهای بسیار ریزی از خانواده اپیدوت نیز دیده می شود
. در زیر به شرح هریک از واحدها به اختصار پرداخته می شود:
الف - الیوین گابرو
این یک سنگ اولترامافیک است که از کانی های الیوین، پلاژیوکلاز و کلینوپیروکسن تشکیل شده است. اکثر کلینوپیروکسن ها از نوع اوژیت و پلاژیوکلازها اغلب در حد لابرادوریت و بیتونیت می باشند. کانی های الیوین اغلب شکل دار و منظم هستند و بعضی از آنها در متن پلاژیوکلازها قرار گرفته اند. کانی های اوپاک در متن پیروکسن و الیوین ها تشکیل شده اند.
ب - دیوریت
این یک سنگ آذرین حد واسط تجزیه شده می باشد که عمدتاً کانی های اصلی سنگ ساز آن را پلاژیوکلاز و آمفیبول تشکیل می دهد اما کانی های ثانویه آن را اپیدوت و به مقدار بسیار ناچیز کلریت تشکیل می دهد. پلاژیوکلازهای این سنگ تقریباً از بین رفته و دچار دگرسانی شده اند به طوریکه زونینگ در آنها دیده نمی شود حدوداً 2 الی 3 درصد این سنگ را کانی های کشیده اوپاک تشکیل می دهد و این کانی های کشیده در متن پلاژیوکلاز به احتمال زیاد اکسید آهن می باشد .
پ - میکرودیوریت
این یک سنگ آذرین نسبتاً دانه ریز است که اندازه دانه ها در حد یک میلی متر است. اندازه دانه های این سنگ بیانگر آن است که در یک منطقه نیمه عمیق همانند توده های دیاباز تشکیل شده اند اما با این تفاوت که دیابازها سرشار از پیروکسن هستند در حالیکه نمونه مورد بررسی حاوی پلاژیوکلاز و آمفیبول است در نتیجه سنگ مورد مطالعه یک میکرودیوریت به حساب می آید .کانی های فرعی شامل کلسیت، کلریت، اپیدوت می باشد. سنگ دچار دگرسانینسبتاً شدیدی شده است به نحوی که اغلب آمفیبول ها کلریتی شده اند .
ت - لویکوگرانیت
این سنگ اغلب از بلورهای اورتوز تشکیل شده است. بلورهای اورتوز به میزان زیادی به کانی رسی مانند کائولینیت و سریسیت تجزیه شده اند. در این سنگ کانی های کوارتز دارای بافت میرمکیتی و گرافیکی هستند. کانی های تیره این سنگ از جنس بیوتیت است که تا حدودی به کلریت دگرسان شده اند، و کانی های بیوتیت اغلب به صورت شکل دار دیده می شوند.
ج - آهک های اسپارایتی و دولومیتی
یک سنگ آهک میکرو اسپاریتی که شکستگی های آن توسط کوارتز ثانویه و کلسیت به صورت اسپاریت پر شده است. گمان می رود کلسیت و کوارتز ثانویه از طریق محلول های گرمابی وارد این شکستگی شده باشند.
-3 کانه نگاری
مطالعات میکروسکوپی و داده های XRD نشان می دهد که کانسارآهن سیاه کوه دارای تنوع کانی شناسی و وسعت کانی سازی زیادی بوده و گستردگی دگرسانی نیز این موضوع را تایید می کند. اثرات اکسیداسیون به صورت هماتیت، گوتیت و لیمونیت در امتداد شکستگی ها و ترک های توده معدنی به خصوص در مناطق سطحی فراوان است و باعث ایجاد زون گوسان با درصد بالای اکسید آهن شده است، این موضوع نشان دهنده حجم وسیعی از کانی های سولفیدی در ناحیه بوده و تاییدی بر گستردگی کانی سازی است.
هماتیت در زیر میکروسکوپ به صورت تیغه ای و ابعاد درشت و به اندازه 0/5 تا 1 سانتی متر می رسد. همچنین ذرات ریز هماتیت در برخی مقاطع بافت اسفنجی - شکل 5 الف - و ریتمیک را ایجاد کرده که بیانگر تشکیل در دمای پایین می باشد. در نمونه هایی که در آنها هماتیت جایگزین پیریت شده - شکل 5 ب - ، ساختمان داخلی و شکل بلورین حفظ شده است.
بافت حبابی مشاهده شده در مقطع نیز نشان دهنده تجزیه شدن یک کانی و جانشینی اکسید آهن به جای آن کانی است. اکسیدهای آهن آبدار - گوتیت و لیمونیت - در بین کانی های ثانویه، فراوان ترین نوع می باشند که در مقاطع به وفور مشاهده می شوند - شکل 5پ - . براثر عملکرد سیال غنی از آهن در سطح زمین بخش وسیعی از سنگ میزبان آغشته به آهن می باشند.
پایدارترین هیدروکسید آهن گوتیت است [1] که بر اثر پدیده انحلال واکسیداسیون به صورت بافت ریتمیک و توده ای در مقاطع مشاهده می شود. کانی های سولفیدی - پیریت و کالکوپیریت - به وفور همراه اکسیدهای آهن به صورت پراکنده، رگه ای و رگچه ای دیده می شوند که مراحل نهایی گرمابی را نشان می دهند [3] و معمولا در شرایط اکسیداسیون سطحی به اکسید و هیدروکسیدهای آهن دگرسان می شوند. بافت جانشین دروغین پیریت و خوردگی کالکوپیریت توسط هماتیت تایید کننده این مطلب است .
همچنین حضور رگه هایی از سیلیس و کلسیت در اشکال رگه ای و رگچه ای که توده های معدنی و سنگ میزبان را قطع نموده اند، نشانگر مراحل پایانی فعالیت سیال گرمابی است. تیغه های الیژیست به نسبت فراوان در نمونه های صیقلی مشاهده می شود. بعضی از تیغه های الیژیست پیچ خوردگی دارند که نشان دهنده فشار تکتونیکی بر روی کانسنگ است .
بعضی از تیغه ها به صورت دسته جارویی و بعضی به صورت بافت جعبه ای هستند که فضای بین جعبه ها توسط گوتیت پر شده است. مالاکیت، کالکوسیت، کوولیت، بورنیت و کریزوکولا کانی های ثانویه مشاهده شده در مقاطع صیقلی هستند که بیانگر آلودگی کانسنگ های آهن به مس می باشد.
-4 ژئوشیمی
برای درک بهتر شرایط کانی سازی درسیاه کوه و با توجه به اهداف اکتشافی مورد نظر، تعدادی از عناصر شاخص در مطالعات ژئوشیمی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند که نتایج حاصل از آنها در قالب مولفه های آماری این عناصر مشخص گردید. آهن: میزان این عنصر از 2 تا 97 درصد متغیر است.
