بخشی از مقاله
چکیده
منطقه باباجان در شمال شرق شهرستان اهر،استان آذربایجان شرقی،شمال غرب ایران واقع میباشد. این منطقه بخشی از کمربند ماگمایی سنوزوئیک اهر-ارسباران- قفقاز محسوب میشود. نفوذ تودههای آذرین گرانودیوریتی الیگوسن به درون سنگهای آندزیتی ائوسن در این منطقه با تشکیل و توسعه یک پهنه کائولینیزه گستردهای همراه شده است. مطالعات کانیشناسی نشان میدهند که کائولینیت، کوارتز، مونتموریلونیت، کلریت، ایلیت، آلبیت، اورتوکلاز، روتیل، جاروسیت، ناتروجاروسیت و آلونیت مهمترین کانیهای تشکیل دهنده این پهنه دگرسانی میباشند.
تلفیق نتایج حاصل از مطالعات کانی شناسی و ژئوشیمی تغییرات جرم نشان میدهندکه عواملی نظیر تغییرات pH محلولهای دگرسان کننده، پتانسیل اکسیداسیون - - Eh، تثبیت در فازهای کانیایی نئومورف - جدید تشکیل شده - ، جذب سطحی، ورود عناصر توسط محلولهای هیپوژن به سیستم و تغییر در میزان نسبت آب به سنگ در تحرک، توزیع و تثبیت عناصر اصلی، فرعی و جزئی زون-های کائولینیزه منطقه باباجان مؤثر میباشند.
مقدمه
منطقه باباجان در 15 کیلومتری شمال شرق اهر، با مختصات جغرافیایی 47 11' 18 تا 47 18' 15" طول شرقی و"38 29' 32 تا 38 33' 51" عرض شمالی در استان آذربایجان شرقی، شمال غرب ایران واقع شده است. منطقه مورد مطالعه بخشی از کمربند ماگمایی سنوزوئیک اهرB ارسبارانBقفقاز میباشد. فعالیت های ماگمایی سنوزوئیک در کمربند اهر-ارسباران، با فعالیت های ولکانیکی حدواسط تا اسیدی از ائوسن آغاز شده ومتعاقباً با جایگیری توده های نفوذی گرانیتوئیدی، طی الیگوسن- میوسن تداوم یافته است. در منطقه باباجان بیشتر سنگ های آذرین خروجی با سن ائوسن و آذرین نفوذی با سن الیگوسن برونزد دارند.
در کمربند یاد شده دگرسانی های متنوع و وسیعی مشاهده میشوند که نتیجه نفوذ تودههای نفوذی الیگوسن به درون سنگهای آتشفشانی ائوسن میباشند. در منطقه باباجان نیز نفوذ سنگهای آذرین درونی الیگوسن به درون سنگهای آتشفشانی ائوسن سبب ایجاد یک پهنه کائولینیزه نسبتاً گستردهای در واحدهای آتشفشانی شده است. دراین پژوهش سعی شده است اطلاعات جامعی از عوامل ژئوشیمیایی مؤثر در تحرک، توزیع و رفتار عناصر اصلی، فرعی و جزئی در طی کائولینیتی شدن سنگهای آندزیتی منطقه باباجان ارائه شود.
بحث
این پژوهش در دو بخش صحرایی و آزمایشگاهی صورت گرفته است. مطالعات صحرایی جهت شناسایی وتعیین لیتولوژی پهنه دگرسانی و موقعیت مناسب برای نمونه گیری از سنگ دگرسان و سنگ آذرین غیر دگرسان صورت گرفته است. از نمونه های برداشت شده تعداد10 مقطع نازک برای مطالعات میکروسکوپی و پتروگرافی تهیه و با استفاده از میکروسکوپ مطالعه گردید. همچنین تعداد12 نمونه از پهنه دگرسانی و سنگ سالم آندزیتی برای تعیین مقادیر عناصر اصلی و فرعی، و جزئی به روشهای طیف سنجی انتشاری پلاسمای جفت شده القایی - - ICP-ES و طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی - - ICP-MS به شرکت ALS chemen کشور کانادا و تعداد6 نمونه برای آنالیزXRD جهت شناسایی فازهای کانیایی نامشخص در پهنه کائولینیزه به شرکت کانساران بینالودارسال شدند.
سنگهای آتشفشانی منطقه باباجان دارای سن ائوسن بوده و از نظر ترکیبی در حد آندزیت، آندزیت لاتیت، تراکی آندزیت و ایگنمبریت میباشند. سنگ های آذرین نفوذی با ترکیب گرانیت- گرانودیوریت،به سن الیگوسن با نفوذ به درون سنگهای آتشفشانی باعث تشکیل یک پهنه کائولینیزه گسترده در منطقه مورد مطالعه شدهاند. از نظر خصوصیات فیزیکی، برونزدهای کائولینیزه منطقه باباجان را میتوان به دو دسته کلی تقسیم نمود .دسته اول،نرم بوده و حالت پودری دارند .آنها سفید رنگ بوده و در نزدیکی گسلها گسترش یافتهاند .
دسته دوم، سخت و بلوکی بوده و به رنگ سفید مایل به قرمز دیده میشوند .آنها دارای سطح شکست کونکوئیدال میباشند. با توجه به مشاهدات صحرایی، شدت فرایند کائولینیتی شدن به طرف جوانب با دور شدن از موقعیت گسلها کاهش مییابد .این پهنه، در چندین نقطه دارای عدسی سیلیسی است که به صورت نامنظم و در تناوب با آندزیتهای میزبان ذخیره قرار دارند. افزون بر این، در چندین موقعیت در بالای پهنه کائولینیزه، یک پوش سنگ سیلیسی به ضخامت متغیر از 30 سانتیمتر الی 2 متر دیده میشود.
از دیگر سیماهای زمینشناسی مهم این پهنه دگرسانی میتوان به وجود رگهها و رگچههایی از اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن، رخداد پدیده سیلیسیفیکاسیون، کانیسازی ژیپس و باریت در بخش-هایی از آن، برشی شدن محلی، و پر شدگی شکستگیها توسط کانیهای کلسیت در برخی از بخشها اشاره نمود . همراهی پهنههای دگرسانی فیلیک و پروپلیتیک در حواشی این پهنه از دیگر صفات بارز زمینشناسی منطقه باباجان محسوب میشود.
مشاهدات میکروسکوپی نشان میدهند که سنگهای آندزیتی میزبان پهنه کائولینیزه دارای بافت پورفیری بوده و فنوکریستها در آنها در یک خمیره میکروکریستالین و یا شیشهای حضور دارند .فنوکریستها از جنس پلاژیوکلاز پیروکسن، بیوتیت، و هورنبلاند بوده و اندازههایی متغیر از 1 الی 3 میلیمتر دارند .پلاژیوکلاز در مقایسه با پیروکسن و آمفیبول، فراوانترین فنوکریست این سنگها محسوب میشود که حاوی ماکلهای آلبیتی و کارلسباد است .با توجه به مشخصات نوری، کانیهای پلاژیوکلاز دارای ترکیب آندزین -لابرادوریت بوده و دارای منطقهبندی نوسانی هستند .
کانیهای فلدسپار الکالن و هورنبلاند در این سنگها، به ترتیب در اثر عملکرد فرایندهای دگرسانی به طور بخشی به سریسیت تبدیل شدهاند .میکروکریستالهای میزبان فنوکریستها دارای ترکیب پلاژیوکلاز هستند .کلریت، کلسیت، سریزیت، کائولینیت، و اپیدوت مهمترین محصولات دگرسانی این سنگها به شمار میروند .آپاتیت، اسفن، و زیرکن از کانیهای فرعی مهم و پیریت، گوتیت، و هماتیت مهمترین کانیهای فلزی حاضر در زمینه این سنگها هستند.
بر اساس مطالعات میکروسکوپی و آنالیز های XRD پهنه کائولینیزه شامل کانی های کوارتز، کائولینیت، مونتموریلونیت، ایلیت، کلریت، اورتوکلاز، ایلیت، آلبیت، ناتروجاروسیت، جاروسیت، آلونیت، و روتیل میباشد .کانی-سازی آلونیت در نمونه های کائولینیزه مورد بررسی حکایت از آن دارند که آندز یتها در طی تشکیل پهنه دگرسانی، دگرسانی در حد آرژیلیک پیشرفته را تجربه نمودهاند. تاکنون برای بررسی تغییرات رخ داده در طی دگرسانی سنگهای آذرین،و تحرک عناصر،متدهای مختلف بر پایه تغییرات جرم ارائه شده است.
در این روشها عنصر یا عناصر بیتحرکی که کمترین تغییرات را در طی فرآیندهای دگرسانی دارا هستند ،به عنوان عنصر شاخص کم تحرک انتخاب،و تهی شدگی و یا غنی شدگی عناصر براساس آن محاسبه میشوند. در این پژوهش،از روش ژئوشیمی عنصر کم تحرک - - Nesbitt, 1979 برای محاسبه تغییرات جرم عناصر در طی توسعه پهنه کائولینزه استفاده شده است. در این محاسبات، Al2O3 به دلیل افزایش کم، نسبت به دیگر عناصر کم تحرک نظیر Ti، Zr، Nb،Th وHf به عنوان عنصر شاخص کم تحرک انتخاب گردید.
مقادیر مثبت و منفی حاصل،نشانگر افزایش و کاهش جرم عناصر در طی دگرسانی کائولینیزه میباشند. نتایج حاصل از محاسبات نشان میدهند که عناصر Co, Be, Sr, V, Cu, Zn, Cs, Mg, Fe, Ca, Ti, P, Naدر طی پیشرفت فرآیند کائولینیتی شدن آندزیتها دچار شستشو،و عناصری نظیر Sc, Pb, Nb, U, Cd متحمل غنی شدگی،و عناصری مانندMn, Rb, Ba, Th, W, Sn, Zr, Y, La, k, Ga, Hf دچار هردو فرآیند شستشو B تثبیت شده اند - شکل. - 1 با استفاده از تلفیق نتایج حاصل از کانی شناسی،محاسبات تغییرات جرم و ضرایب همبستگی اطلاعاتی در باره شرایط فیزیکوشیمیایی محیط تشکیل و عوامل مؤثردر توزیع و تحرک عناصر در طی کائولنزایی حاصل گردید که در زیر به برخی از آنها اشاره میشود.
کاهش جرم عناصرRb, Cs, Sr, Ca, Na, Mg - شکل - 1بیانگر این نکته کلیدی میباشند که فلدسپارهای موجود در سنگ آذرین آندزیتی دگرسان شده و عناصر یاد شده توسط محلول های دگرسان کننده به طور بخشی از محیط خارج شده اند - . - Arslan et al.,2009; Munch et al.,1996 کاهش جرم Si نشانگر کائولینیتی شدن فلدسپارها و زهکشی مناسب، و افزایش جرم Si بیانگر ورود آن توسط محلولهای دگرسان کننده درونزاد به سیستم دگرسانی میباشد.
تهی شدگی Ba به دلیل تاثیر دگرسانی بر فلدسپارها و غنی شدگی آن نتیجه تثبت Ba توسط ایلیت به واسطه جذب سطحی روی داده است. افزایش جرم Rb نشانگر تثبیت این عنصر توسط کائولینیت به واسطه ظرفیت تبادل کاتیونی بالای این کانی است - . - Plank and Langmuir,1989 کاهش جرمFe,Ni,Co نتیجه تجزیه و تخریب کانیهای فرو منیزین سنگهای آندزیتی میباشند - . - Abedini and Calagari,2016 کاهش جرم Pماحاصل تخریب آپاتیت می- باشد - . - Gouveia et al,199
