بخشی از مقاله
چکیده
کانسار آهن سرویان در30 کیلومتری شمال شرق شهرستان دلیجان در کمربند ماگمایی ارومیه- دختر واقع شده است. مگنتیت کانه اصلی کانسار است و همراه با آن هماتیت، گوتیت، پیریت و کالکوپیریت وجود دارد. پیروکسن، اپیدوت، اکتینولیت، کلسیت و کوارتز کانی های باطله در این کانه زایی هستند. بر اساس تحلیل داده های آنالیز LA-ICP-MS غلظت تیتانیم و وانادیوم بطور قابل توجهی پایین است.
بنابراین مگنتیت کانسار آهن سرویان در دمای پایین و در محیط اکسیدی تشکیل شده است. نمونه های مگنتیت کانسار آهن سرویان در نمودارهای تفکیک کننده Ca+Al+Mn در مقابل Ti +V ، Ni/Cr+Mn در مقابل Ti+V و TiO2 در مقابل V2O5 در میدان کانسارهای اسکارن قرار می گیرند و نشان می دهد که این کانسار از نوع کانسارهای اسکارن آهن می باشد. مقادیر پایین REE ها در مگنتیت کانسار مورد مطالعه شاهد دیگری بر هیدروترمالی بودن سیال کانسنگ ساز است. تهی شدگی Eu و غنی شدگی Ce نشان می دهد محیط تشکیل کانسنگ کانسارآهن سرویان اکسیدی است.
-1 مقدمه
مگنتیت از فراوان ترین کانی های اکسیدی در پوسته زمین است که بعنوان یک شاخص مهم برای مطالعات پتروژنتیک و ژئوشیمیایی شناخته شده است . - Nadoll et al,2012 - ترکیب مگنتیت در پاسخ به شرایط مختلف تشکیل متفاوت است که در چند سال گذشته تمرکز بسیاری از مطالعات بوده است . - Nadoll et al.,2012 - مطالعات اخیر با استفاده از روش LA-ICP-MS نشان داده که ژئوشیمی عناصر کمیاب مگنتیت می تواند به عنوان شاخص پتروژنز در تعیین ترکیبات سیال شرایط فیزیکوشیمیایی و تفکیک انواع کانسارها استفاده کرد Dare et al ., 2014a, 2012; Hu et al., . - 2015; Nadoll et al., 2014b; هدف×از×این×مطالعه، تعیین ژنز و نحوه تشکیل کانسار آهن سرویان با استفاده از مطالعات کانی شناسی، پتروگرافی و ژئوشیمی مگنتیت می باشد.
-2بحث
به منظور مطالعات ژئوشیمیایی عناصر کمیاب و نادرخاکی، 6 نمونه مگنتیت از بخش های مختلف کانسنگ برداشت شد و مقاطع صیقلی با قطر یک اینچ تهیه گردید و به روش LA-ICP-MS در آزمایشگاه LabMaTer, UQAC در کشور کانادا تجزیه شدند. سیستم LA-ICP-MS نتایج را برای 42 عنصر کمیاب و نادر خاکی در مگنتیت با حد تشخیص معمولاً کمتر از ppm ارائه داد. -2-2 جایگاه زمین شناسی کانسار آهن سرویان در30 کیلومتری شمال شرق شهرستان دلیجان در استان مرکزی واقع شده است. این کانسار در طول جغرافیایی 50 47 10 و عرض جغرافیایی 34 10 20 در زون ماگمایی ارومیه-دختر قرار گرفته است. واحد های سنگی متنوعی مربوط به دوره ژوراسیک تا کواترنری در ناحیه کانسار سرویان رخنمون دارند بخش عمده واحدهای سنگی شامل تناوبی از سنگ های رسوبی، پیروکلاستیک و آتشفشانی می باشد.
قدیمی ترین واحد سنگی مربوط به دوره ژوراسیک شامل شیلهای ماسهای یا سیلتی همراه با میان لایههای ماسه سنگی به رنگ سبز تیره یا خاکستری تیره است که در جنوب غربی و غرب منطقه دیده می شوند. پادگانههای آبرفتی و مخروط افکنههای جوان از ته نشستهای مواد آواری سخت نشده یا کمی سخت شده تشکیل شده اند که جوان ترین رسوبات منطقه مورد مطالعه می باشند. توده های نفوذی با ترکیب میکرودیوریت کوارتزدار- میکرومونزونیت کوارتز دار در جنوب غربی و توده های نفوذی با ترکیب تونالیت- گرانودیوریت بصورت وسیعی تر در غرب و جنوب غربی به سن ائوسن میانی- الیگوسن در ناحیه مورد مطالعه مشاهده می شوند - شکل . - 1
-3-2 پتروگرافی و کانی شناسی ماده معدنی در کانسار سرویان عمدتاً به صورت توده های نامنظم مشاهده می شود. کانی زایی در یک واحد سنگی شامل تناوب توف خاکستری تا سبز روشن، ماسه سنگ توفی و شیل به همراه تداخل هایی از سنگ آهک ماسه ای نومولیت دار و گدازه آندزیتی به سن ائوسن میانی- پایانی و سنگهای آهکی زیستی-تخریبی رخ داده است. مگنتیت کانه اصلی کانسار است. پیریت فراوان ترین کانی فلزی همراه مگنتیت است.
کانیهای پیریت وکالکوپیریت به صورت پراکنده، توده ای و رگچه ای در داخل مگنتیت حضور دارند. کانی باطله کلسیت نیز به صورت توده ای و رگچه ای همراه با مگنتیت دیده می شود و در برخی از نقاط کانسنگ بلورهای درشت اپیدوت وکلسیت با مگنتیت همرشدی نشان می دهند. مطالعات میکروسکوپی نشان می دهند مگنتیت،هماتیت،گوتیت، پیریت و کالکوپیریت کانه های موجود در نهشته های معدنی هستند. پیروکسن، اپیدوت، اکتینولیت، کلسیت و کوارتز کانی های باطله در این کانه زایی می باشند. مگنتیت کانه اصلیاست و عمدتاً بصورت توده ای مشاهده می شود. در اثر فرایند مارتیتی شدن، بخش هایی از مگنتیت به هماتیت تبدیل شده است.
کانی پیریت بصورت نیمه شکل دار و بی شکل بصورت فراوان با مگنتیت یافت می شود. گوتیت نیز محصول دگرسانی مگنتیت و کانی های پیریت و کالکوپیریت است. در برخی نقاط، دگرسانی گوتی ت تا حدی پ یش رفته است که پیریت به صورت جزایری کوچک درون گوتیت دیده می شود و یاکاملاً توسط گوتیت جایگزین شده است - شکل. - B-A-2 با توجه به مطالعات صحرایی و میکروسکوپی انجام شده، کانی سازی در کانسار آهن سرویان در چهار مرحله به شرح زیر انجام شده است: -1 مرحله پیشرونده: گارنت+ پیروکسن+ پلاژیوکلاز. -2 مرحله پسرونده: مگنتیت+پیروکسن+گارنت+ آمفیبول+ اپیدوت+ کلریت+ کوارتز+ کلسیت. -3 مرحله سولفیدی: پیریت+ کالکوپیریت+ کلریت+ کوارتز+کلسیت. -4 مرحله سوپرژن: هماتیت+ گوتیت+ کوارتز+ کلسیت - جدول. - 2
-4-2 ژئوشیمی مگنتیت
-1-4-2 ژئوشیمی عناصر کمیاب
بر اساس تجزیه و تحلیل داده های آنالیز LA-ICP-MS میانگین نسبت Ni/Cr در نمونه های مگنتیت کانسار سرویان برابر 1/56و نسبت Co/Ni برابر 6/12 است - جدول . - 1 عناصر Ni و Cr در سیستم های ماگمایی رفتاری همگرا دارند. بنابراین نسبت Ni/Cr در سیستم های ماگمایی کمتر از یک است اما این عناصر در سیالات هیدروترمالی بعلت اختلاف در میزان حلالیت و میزان متحرک بودن رفتاری متفاوت دارند. بنابراین نسبت Ni/Cr در سیستم های هیدروترمالی بیشتر از یک است.
با استفاده از نمودار Ti در مقابل Ni/Cr می توان انواع مگنتیت ماگمایی را از مگنتیت هیدروترمالی تشخیص داد . - Dare et al, 2014 - نمودار Ti در مقابل Ni/Cr برای نمونه های مگنتیت مورد مطالعه نشان می دهد که کانسار آهن سرویان از نوع هیدروترمالی می باشد - شکل . - 3 علاوه بر این، بیشتر از یک بودن نسبت Co/Ni در نمونه ها نشان دهنده منشأ هیدروترمالی مگنتیت مورد مطالعه است . - Nadoll et al., 2014 - مگنتیت هیدروترمالی، همبستگی مثبت بین Ti و V می باشد - . - Hunge et al., 2016 همبستگی مثبت بین تیتانیم و وانادیوم - R2=0.68 - در نمونه های مگنتیت مورد مطالعه تاییدی بر هیدروترمالی بودن مگنتیت کانسار آهن سرویان است همچنین بین گالیم و وانادیوم نیز همبستگی مثبت - R2=0.67 - وجود دارد.
غلظت گالیم در نمونه های مگنتیت مورد مطالعه پایین می باشد 4/05 - تا . - ppm 12/3 زیرا غلظت گالیم در مگنتیت به طور تپیک پایین - - < 1- 10 ppm است که منعکس کننده ضریب پراکندگی پایین گالیم می باشد . - Dare et al, 2015 - کمترین غلظت متوسط عناصر وانادیوم و گالیم مربوط به مگنتیت هیدروترمالی- اسکارنی می باشد. . - Nadoll et al., 2015 - مگنتیت با منشا ماگمایی، تیتانیوم و وانادیوم بالاتری نسبت به مگنتیت هیدروترمالی دارد و غلظت تیتانیوم تا حدود 5000 ppm با داده های منتشر شده برای مگنتیت ماگمایی مطابقت دارد . - Sun,et al ., 2017 - غلظت پایین تیتانیم و غلظت پایین وانادیوم - کمتر ازppm - 1000 و غلظت بالا منگنز - بالاتر از - 825ppm نشان می دهد مگنتیت هیدروترمالی از نوع ذخایر اسکارن است .
- Nadoll et al., 2015 - در نمونه های مگنتیت مورد مطالعه غلظت پایین وانادیوم و تیتانیم و غلظت بالا منگنز - به ترتیب 39/6، 394 و - ppm 1805 نشان می دهد که مگنتیت هیدروترمالی مورد مطالعه از نوع ذخایر اسکارنی می باشد. میانگین غلظت عناصر As، Mo، Ba، Ce، Cu، Pb، Na، Y و Cr در نمونه های مگنتیت منطقه مورد مطالعه بسیار پایین است - بترتیب ./26، ./035، ./67، ./22، ./09، ./21، ./034 و. - 25 زیرا محاسبه و اندازه گیری ضریب تفکیک فنوکریست- زمینه این عناصر در اکسید آهن، نشان داده است که این عناصر بسیار ناسازگار هستند. بنابراین بسیار بعید به نظر می رسد که در مگنتیت جای بگیرند . - Nadoll et al., 2015 -
-2-4-2 ژئوشیمی عناصر نادر خاکی
نتایج تجزیه عناصر نادر خاکی نمونه های مگنتیت کانسار آهن سرویان در جدول 1 ارائه شده است. غلظت REE ها در نمونه های مورد مطاله پایین می باشد - از ./001 تا - ppm ./249 و در بسیاری از نمونه ها غلظت تعدادی از عناصر نادر خاکی سنگین کمتر از حد تشخیص - - ./001 ppm است. میانگین غلظت 5 - - در نمونه ها مورد مطالعه برابر ./47 ppm می باشد. با توجه به اینکه ضریب جدایش REE ها بین مگنتیت و مذاب سیلیکاته پایین است.
