بخشی از مقاله
چکیده
مطالعه ژئوشیمیایی عناصر - اکسیدهای اصلی، فرعی و عناصر نادر خاکی - در یک افق کائولندار سنگهای کربناته در منطقه زاغه، دیواندره، استان کردستان اطلاعات مهمی در ارتباط با منشاء عناصر، محیط رسوب-گذاری و شرایط پالئورداکس منطقه فراهم کرده است. این افق دارای محتوای کربنات متغیری
- % میباشد.
این افق غنی از SiO2 بوده و مقدار آن با CaO رابطه معکوس دارد. محتوایREE+Y در سنگ آهکهای زاغه نسبت به مقدار میانگین PAAS - مقدار میانگین سنگهای رسوبی پس از آرکئن استرالیا - NASC - ترکیب شیل آمریکای شمالی - و مقدار میانگین پوسته قارهای فوقانی نرمالیزه شدهاند. یافتههای حاصله برای LREEها غنی شدگی و برای HREEها تهی شدگی نشان میدهند.
شواهد ژئوشیمیایی حاکی از رسوبگذاری در یک محیط کاملا اکسیدان با آلودگی مواد قارهای میباشد. همچنین مقایسه سنگهای این افق با یافته های سنگهای فلسیک و میفیک و پوسته قارهای بالای بعنوان منشاء حاکی از تحت تاثیر قرار گرفتن این افق توسط هوازدگی سنگهای فلسیک تا حد واسط میباشد.
واژه های کلیدی : دیواندره، استان کردستان، عناصر نادر خاکی، محیط دریایی، آلودگی قارهای
مقدمه
به طور کلی عناصر نادر خاکی - REE+Y - بجز Eu و Ce سه ظرفیتی هستند. دو عنصر Eu و Ce شرایط اکسیداسیون متفاوتی نسبت به سایر REEها دارند، Eu و Ce دارای دو حالت اکسیداسیون - Eu3+ , Eu2+ - و - Ce4+ ,Ce3+ - میباشند Y . - Madhavaraju &Lee ,2009 - نیز به دلیل تشابه شعاع و بار اتمی در الگوی REEها بین Dy وHoقرار میگیرد.
REEها زمان اقامت و انحلال کمی در آب دریا دارند و در طول فرآیندهای بعد از رسوبگذاری مثل فرآیندهای دیاژنز و دگرگونی نسبتا کم تحرک هستند . - Muecke et al., 1979 - مطالعات اخیر نشان میدهد که غلظت REEها در سنگهای کربناته کم میباشد. با توجه به تحقیقات Zhong و REE - 1995 - Mucciها و Y در شبکه کربناتها جایگزین Ca2+ میشوند.
علاوه بر این غلظت REEها وY در فلوئیدهای دیاژنتیک کم - 10-6 to 10-41ppm - میباشد بنابراین تمرکز REEها وY در سنگهای کربناته قدیمی ممکن است در طول دیاژنز نسبتاً شدید، ثابت بماند . - Frimmel, 2009 - غلظت REE ها در آب دریا اساساً توسط فاکتورهای مرتبط با تفاوت در سورس مواد ورودی به حوضه - مثل مواد قارهای حاصل از هوازدگی و مواد حاصل از فعالیتهای هیدروترمال - ، فرآیندهای بدام افتادن مرتبط با عمق، شوری و سطح اکسیژن محیط کنترل میشود . - Greaves et al., 1999 -
مسائل ژئوشیمیایی عناصر - بویژه توزیع عناصر نادر خاکی - در افق رسدار زاغه - واقع در دیواندره، استان کردستان، شمال غرب ایران - قبلاً مورد مطالعه قرار نگرفته است. این مطالعه به تفصیل راجع به رفتار ژئوشیمیایی عناصر - بویژه REEها - در طی فرآیند رسوبگذاری افق مذکور خواهد پرداخت.
جایگاه زمین شناسی
منطقه مورد مطالعه در تقسیم بندی زمینشناسی ایران درقسمت شمالی زون سنندج – سیرجان واقع شده است - آقانباتی،. - 1383 بارزترین واحدهای زمین شناسی منطقه مورد مطالعه شامل سنگهای دگرگونی، سنگ های کربناته منسوب به پرمین - سازند روته - ، یک توده نفوذی با ترکیب گابرو تا دیوریت مربوط به بعد کرتاسه و واحدهای کواترنری میباشد.
افق کائولندار مورد مطالعه در داخل سنگ های کربناته قرار گرفته است. - قلمقاش و خضری، . - 1384 سنگهای کربناته سازند روته در شمال غرب ایران عمدتا به عنوان سنگ بستر و پوشش نهشته های بوکسیتی و لاتریتی پرمین و پرمو- تریاس عمل نموده اند. مطالعات میکروسکوپی نشان میدهد که کلسیت و دولومیت کانیهای اصلی این سازند میباشند. کلسیت ها به دو شکل اولیه - ریز بلور0/1 تا 0/2 میلی متر - و ثانویه - درشت بلور 0/3 تا 0/8 میلی متر - دیده میشوند. کانی های همراه عمدتا کوارتز و اپک میب
اشد. که اغلب در متن سنگ پراکندهاند. این رخسارهها بر اساس طبقه بندی فولک در محدودهی بیوپل میکرایت، ائواسپارایت، بیواسپارایت و بیومیکرایت قرار میگیرد - عابدینی، .1387 -
متد شناسی
مطالعه افق کائولندار سنگ های کربناته سازند روته در زاغه در دو مرحله صحرایی و آزمایشگاهی انجام شده است. در مرحله صحرایی از یک پروفایل انتخابی تعداد 12 نمونه از افق کائولندار سنگ های کربناته سازند روته برداشت شده است. و چند نمونه نیز از تنوع لیتولوژی منطقه برداشت شده است. از بین نمونه های برداشت شده 4 عدد به روش XRD - در آزمایشگاه سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی، تبریز - جهت شناسایی فازهای کانیایی و نوع کان یهای رسی همراه و تعداد 10 نمونه نیز به روش ICP-MS - در آزمایشگاه Acme در ونکوور کانادا - جهت تعیین مقادیر عناصر اصلی، فرعی، جزئی و کمیاب مورد آنالیز قرار گرفتند.
نتایج کانی شناسی : نتایج حاصل از آنالیز XRD افق کائولندار زاغه نشان میدهد که در این سنگ آهکها تنوع کانیها کم میباشد. کلسیت کانی اصلی بوده و کانیها دیگر شامل کوارتز، فلدسپار، مسکوویت وکانیهای رسی - کائولن، مونتموریلونیت و ایلیت - میباشند.
ژئوشیمی
: 1 عناصر اصلی : مقدار CaO و SiO2 نسبت به دیگر عناصر اصلی دارای بیشترین غلظت بوده و تغییراتزیادی را نیز نشان میدهند - SiO2 = 13.38 to 75.07 and CaO = 3.17 to 44.58 - ترکیبات SiO2 و CaO همبستگی منفی دارند و احتمالا نشان دهنده منشا متفاوت برای این دو اکسید اصلی میباشد. مقدار Al2O3 نسبتا کم بوده - 2.06 to 9.58 - و محتوای آن با افزایش مقدار SiO2 افزایش و با افزایش محتوای CaO کاهش مییابد. مقادیر اجزاء دیگر مثل Fe2O3، MgO، Na2O، K2O و TiO2در این افق پایین میباشند.
:2 عناصر فرعی: عناصر HFSE و LFSE نسبت به PAAS، NASC، و میانگین پوسته قارهای فوقانی تهی شدگی ولی عناصر Ni و Cr نسبت به NASC غنی شدگی نشان میدهند، درحالیکه Sr، درمقایسه با سایر عناصر وضعیت متفاوتی دارد. بطوری که در بعضی از نمونهها در پروفایل انتخابی نسبت به NASC غنی شدگی
ﻭ در بعضی دیگر تهی شدگی نشان میدهد. این مسئله احتمالاً بواسطه منشاء متفاوت Sr میباشد. همچنین عناصر Cr، Ba، Hf،Nb، Rb، Sr، Ta، ThوZr نسبت به ترکیب کندریت غنی شدهاند در حالیکه عناصرV،Co، Scﻭ Ni نسبت به کندریت تهی شدگی نشان میدهند.
: 3 عناصر نادر خاکی: غلظت REEها، الگوی توزیع REEها و آنومالیهای Ce و Eu در رسوبات حوضههای دریایی اطلاعات مفیدی را در ارتباط با محیطهای رسوبگذاری فراهم میکنند. نمودارهای تغییرات و عنکبوتی REEها در شکل های 1و 2 نشان داده شده اند. محتوای REE+Y افق کائولندار زاغه نرمالیزه شده نسبت به مقدار - McLennen, 1989 - PAAS، - Haskin & Haskin, 1966 - NASC و مقدار میانگین پوسته قارهایی فوقانی - Taylor & McLnnan, 1981 - تهی شدگی نشان میدهند.
این افق همچنین آنومالی مثبت قوی برای Ce و آنومالی منفی برای Eu و در کل غنی شدگی برای LREEها نشان میدهد. مقدار ∑REE ازppm24.57 تا 139.49ppm متغییر میباشد. مقادیر SiO2 و Al2O3 همبستگی مثبت با REEها ولی CaO همبستگی منفی با REEها نشان میدهند.
بحث
منشا احتمالی عناصر نادر خاکی در سنگ آهکهای زاغه: REEها به عنوان ردیاب مهم در انواع فرآیندهای زمین شناسی و اقیانوس شناسی کاربرد دارند. غنی شدگی و تهی شدگی REEها در سنگ آهکها ممکن است تحت تأثیر فاکتورهایی چون مواد قارهای، رسوبات بیوژنیک دریایی، شوری و سطح اکسیژن - Greaves et al., 1999 - ، حذف اتوژنیک REEها از ستون آب و دیاژنز اولیه قرارگیرند.
