بخشی از مقاله
چکیده
منطقه خاتون آباد در فاصله 25 کیلومتری جنوب شرق شهرستان هشترود، استان آذربایجان شرقی، شمالغرب ایران واقع گردیده است. سنگهای آندزیتی به سن ائوسن در این منطقه توسط سیالات گرمابی به شدت دگرسان شده و به یک پهنه دگرسانی آرژیلیک گستردهای تبدیل شدهاند. وجود رفتارهای نامنظم عناصر با قدرت میدان بالا - HFSE - و نادر خاکی - REE - در طی توسعه و تکامل پهنه آرژیلیک در ارتباط با تغییرات شدید در مقدار لیگاندهای کمپلکس-ساز، نسبت سیال به سنگ، و تغییرات pH سیالات دگرسان کننده میباشد.
کاهش جرم عناصری نظیر Cs، Sr، و Rb به خوبی رخداد آنومالیهای منفی Eu در نمونههای زون آرژیلیک تخریب پلاژیوکلازهای سنگ مادر را با پیشرفت فرایند دگرسانی نشان میدهد. تغییرات شدید در نسبتهای - LREEs/HREEs - N و - La/Yb - N در نمونههای پهنه دگرسانی آرژیلیک نسبت به سنگهای مادر آندزیتی مبین تغییرات pH محلولهای مسئول دگرسانی با گذر زمان میباشد. بررسیهای ژئوشیمیایی بر روی عناصر جزئی و نادر خاکی نشان میدهند که نقش فرایندهای درونزاد نسبت به فرایندهای برونزاد در تکامل و توسعه پهنه دگرسانی آرژیلیک در منطقه خاتوناباد بسیار برجسته میباشد.
مقدمه
منطقه خاتون آباد در فاصله 25 کیلومتری جنوب شرق شهرستان هشترود، استان آذربایجان شرقی - شمال غرب ایران - واقع گردیده است. در این منطقه، دگرسانیهای متنوعی شامل پروپلیتی شدن، سریسیتی شدن، آرژیلیکی شدن، فیلیکی شدن و سیلیسی شدن دیده میشود که محصول نفود سنگهای آذرین کوارتز دیوریتی، مونزودیریتی، کوارتز مونزونیتی، لوکوگرانیتی پورفیری، و داسیت پورفیری بعد از ائوسن به درون سنگ آذرین آتشفشانی - به طور عمده آندزیتی - ائوسن میباشد - زرناب اکتشاف، . - 1387 گسلهای اصلی در منطقه خاتون آباد با دو روند غالب شرقی- غربی و شمال غرب- جنوب شرق به سنگ-های آندزیتی را قطع کردهاند.
بررسیهای صحرایی نشان میدهند که در محل رخداد گسلها دگرسانی آرژیلیک به طور چشمگیری گسترش و توسعه یافته است. در این مقاله سعی بر آن بوده است که اطلاعات جامع و کاملی از روند توزیع و تحرک عناصر جزئی و نادر خاکی در طی آرژیلیکیشدن سنگهای آندزیتی و دلایل تغییرات عنصری و نقش فرایندهای درونزاد و برونزاد در تکامل زون دگرسانی آرژیلیک ارائه شود.
بدین منظور، برای دستیابی به اهداف مورد نظر، از مطالعه و تفسیر 25 مقاطع نازک و صیقلی، 6 آنالیز پراش پرتو ایکس - XRD - و 12 آنالیز شیمیایی به روشهای اسپکتروسکوپی انتشاری پلاسمای جفت شده القایی - ICP-ES - و اسپکتروسکوپی جرمی پلاسمای جفت شده القایی - ICP-MS - - ده نمونه از زون دگرسانی آرژیلیک و 2 نمونه سنگ آذرین آندزیتی - کمک گرفته شده است.
بحث
کانیشناسی: بر اساس آنالیزهای پراش پرتو ایکس - XRD - کانیهای کوارتز، کائولینیت، موسکویت-ایلیت، روتیل، دیکیت و هماتیت مهمترین کانیهای سنگساز این پهنه دگرسانی آرژیلیک محسوب میشوند. ژئوشیمی تغییرات جرم عناصر جزئی و نادر خاکی در طی توسعه پهنه دگرسانی آرژیلیک: بررسیهای ژئوشیمیایی بر روی تمرکز عناصر اصلی، فرعی، جزئی، و نادر خاکی در پهنه دگرسانی آرژیلیک و سنگهای آذرین آندزیتی نشان میدهد که در طی آرژیلیکی شدن سنگهای آتشفشانی آندزیتی عناصری مانند Al، Zr، و Ti کمترین میزان تحرک را داشته و از بین این سه عنصر یاد شده ، آلومینیوم دارای کمترین میزان تحرک میباشد.
از اینرو، در این پژوهش برای تخمین میزان تحرک و یا غنیشدگی عناصر جزئی و نادر خاکی از روش عنصر کمتحرک نسبیت - Nesbitt, 1979 - و با استفاده از رابطه زیر استفاده گردید: %Change = [ - X/I - Argillic sample / - X/I - Andesite] - 1 × - 100 - در رابطه فوق X برابر با مقدار عنصر مورد نظر در سنگ سالم و دگرسان است که تغییرات جرم برای آن محاسبه میگردد. مقدار I نیز برابر با مقدار عنصر کمتحرک در سنگ سالم و دگرسان میباشد.
بر اساس نتایج حاصل از محاسبات تغییرات جرم برای نمونههای پهنه آرژیلیک عناصری مانند Be، Cs، Co، و Ni دچار تهیشدگی، عناصری نظیر Ta، Sc، Pb، Cd، Nb، و Tl متحمل غنیشدگی و عناصری چون Ba، Ga، Hf، Rb، Sn، Sr، Th، U، V، W، Zr،Y، Cu، و Zn متحمل هر دو فرآیند شستشو و غنیشدگی شدهاند. افزون بر این، عناصر نادر خاکی در طی فرآیندهای دگرسانی و توسعه پهنه دگرسانی آرژیلیک تغییرات نامنظم غنیشدگی و تهیشدگی را در تمامی نمونههای مورد مطالعه نشان میدهند.
بهرغم وجود رفتارهای بیتحرک عناصر با قدرت میدان بالا - HFSE - و نادر خاکی - REE - طی فرآیندهای دگرسانی، این عناصر در نمونههای دگرسان مورد مطالعه رفتارهای نامنظم افزایشی و کاهشی را نشان میدهند - شکل -1 الف و ب - . از جمله دلایل وجود چنین روندهای نامنظم و غیر عادی برای عناصر با قدرت میدان بالا و عناصر نادر خاکی میتوان به دسترسی غیریکنواخت این عناصر به لیگاندهای کمپلکس-سازی مانند CO32-، F-، Cl-، PO43- و SO42- در محلول گرمابی، تغییرات شدید در میزان pH سیال آبگون و نسبت متفاوت سیال به سنگ اشاره داشت . - Fulignati et al., 1999 -
عناصری چون Zr و Y در اغلب نمونههای دگرسان مورد مطالعه دارای تهیشدگی هستند - شکل-1 الف - . با توجه به اینکه دگرسانیهای دما بالا میتوانند منجر به تحرک بالای عناصر با قدرت میدان بالا شوند - Salvi and Williams-Jones, 1996 - ، وجود روند کاهشی مذکور برای عناصر Zr و Y میتواند بیانگر شستشوی شیمیایی این عناصر توسط سیال دگرسان کننده و دما بالا در پهنه آرژیلیکی مورد مطالعه باشد. روند کاهشی عناصر Cs و Sr و Rb میتواند بهدلیل تخریب احتمالی فلدسپارهای پلاژیوکلاز موجود در سنگهای مادر آندزیتی رخ داده باشد. کاهش جرم عناصر Co، Ni، و Zn را نیز میتوان به تخریب کانیهای فرومنیزین و تحرک آنها از سیستم توسط سیال دگرسان کننده نسبت داد . - Ndjigui et al., 2008 -
از آنجاییکه تحرک Be در pH پایین و تمرکز آن در pH بالا رخ میدهد، وجود مقادیر کاهشی Be در نمونه-های پهنه آرژیلیک مورد مطالعه در خاتونآباد را میتوان به شستشوی این عنصر توسط سیالات با ماهیت pH پایین ارتباط داد . - Feng, 2011 - تهیشدگی و غنیشدگی Ba در زون دگرسانی مورد مطالعه به ترتیب دلیلی بر دگرسانی فلدسپارهای سنگ مادر و جذب سطحی این عنصر توسط کانیهای موسکویت و ایلیت میباشد.
وجود روند کاهشی برای عناصری نظیر V، Ni، و Co مبین ماهیت پایین pH سیالات دگرسان کننده و به عبارت بهتر نقش برجستهتر فرایندهای درونزاد بر فرایندهای برونزاد در توسعه پهنه دگرسانی آرژیلیک دارد، چرا که توزیع و تمرکز این عناصر در سیستمهای دگرسانی به pH محیط وابسته بوده و به طور معمول در pH های پایین تمرکز آنها بسیار ضعیف است. برای تایید این مسئله میتوان به افزایش جرم بسیار شدید Pb اشاره کرد.
معمولا" یکی از ویژگیهای بارز و برجسته محیطهای دورنزاد افزایش قابل ملاحظه و غیرعادی عنصر Pb است. غنی شدگی بسیار شدید عنصر U را میتوان به فرایند جذب سطحی توسط کائولینیت نسبت داد. در کل به نظر می رسد که pH محیط نهشت پهنه، عملکرد فرآیندهای جذب سطحی، روبش توسط اکسیدهای فلزی، حضور فازهای کانیایی مقاوم و شدت دگرسانی از جمله عوامل اصلی تاثیرگذار در توزیع و تحرک عناصر جزئی در سیستم دگرسانی آرژیلیک منطقه خاتون-آباد محسوب میشوند.
نحوه توزیع و جدایش REEها در پهنه دگرسانی آرژیلیک: بررسی الگوی توزیع REEهای بههنجار شده نسبت به کندریت - Taylor and McLennan, 1985 - نشان میدهد که LREEها نسبت به HREEها غنیشدگی نسبتا" ضعیفی را طی رخداد پهنه دگرسانی آرژیلیک منطقه مورد مطالعه نشان می-دهند - شکل-1 ج - . بازه تغییرات نسبتهای - LREEs/HREEs - N و - La/Yb - N بههنجار شده نسبت به کندریت در نمونههای مربوط به پهنه دگرسانی آرژیلیک به ترتیب دارای بازه تغییرات 5/96-1/24 و 13/75-3/15 بوده، به طوریکه این نسبتها در نمونههای آندزیتی غیردگرسان به ترتیب دارای بازه تغییرات 4/17- 3/79 و 8/64-6/50 میباشند.
