بخشی از مقاله
چکیده
کانیسازی آهن در کانسار سنگ آهن- خاک سرخ مأمونیه، در گدازههای آندزیتی- بازالتی و سنگهای آذرآواری رخ داده است. بر اساس مطالعات صحرایی و کانیشناسی، کانسنگ شامل هماتیت به همراه سیلیس ریزبلور به صورت لایهها و میان لایههای ظریف در ابعاد مختلف و رنگهای متنوع میباشد. با توجه به پایین بودن مقادیرCr و Zr و بالا بودن مقادیر V، Zn و Sr در کانسار مأمونیه، میتوان دریافت که این کانسار مرتبط با فعالیت های آتشفشانی زیردریایی می باشد. الگوهای نرمالشده REE با کندریت، غنیشدگی LREE نسبت به HREE، آنومالیهای مثبت Eu ، آنومالیهای منفیCe و مجموع عناصر - Cu+ Co+ Ni - در کانسار و مقایسهی آن با∑بیانگر این است که سیالات هیدروترمالی از زیر کف دریا ، محتملترین منبع سیالات کانیساز هستند. کانسار مأمونیه از نظر ساختاری، شباهت نزدیکی به کانسارهای نوع آلگوما دارد.
واژههای کلیدی: هماتیت، سیلیس، عناصر نادر خاکی، سیالا ت هیدروترمالی
آندزیت- بازالتی و سنگهای آذرآواری رخ داده است. براساس گزارش شرکت کیان کاوان زمین - - 1392، تشکیلات منطقه را بخشی از کمان ماگمایی ارومیه- دختر دانسته و آن را به عملکرد فازهای ماگمائی دورهی ائوسن نسبت داده که مرتبط با فعالیت آتشفشانهای زیردریایی از کف دریا می باشد. تاکنون بر روی کانسارسنگ آهن-خاک سرخ مأمونیه هیچ گونه تحقیق علمی دقیقی به منظور تعیین منشاء و نوع کانهزایی آهن صورت نگرفته است. لذا این مقاله با هدف شناخت کامل و ارائهی یک مدل زایشی، به برّرسی ویژگیهای پتروگرافی، ژئوشیمی عناصرکمیاب و عناصرنادر خاکی - REE - کانسار می پردازد.
-2 بحث
کانسار سنگ آهن- خاک سرخ مأمونیه دربخش جنوب غربی کمان ماگمایی ارومیه- دختر واقع شده است. در طی بررسیهای صحرایی، از توده معدنی و سنگهای دربرگیرنده کانسار، تعداد 34 نمونه سنگی برداشته شد. مطالعات سنگ شناسی و کانی شناسی برروی 15 عدد مقطع نازک صورت گرفت. مطالعات پراش اشعه ایکس بر روی 3 نمونه و در آزمایشگاه سازمان زمین شناسی کشور انجام شد. تعداد 10 نمونه کانسنگ هماتیتی پر عیار برای مطالعه عناصر اصلی، عناصر کمیاب وعناصر نادرخاکی به روش ICP-MS درآزمایشگاه نوین شیمیار، مورد تجزیه شیمیایی واقع گردید. واحدهای سنگی متنوعی با سن ائوسن تا عهد حاضر در ناحیه ی کانسار مأمونیه رخنمون دارند. بخش عمدهی واحدهای سنگی ناحیهی کانسار مأمونیه را، یک توالی نامشخص از سنگ های آتشفشانی سنوزوئیک تشکیل میدهد، که به دلیل گسلخوردگی فراوان، مانع از تفکیک آسان واحدهای سنگی آتشفشانی ائوسن میگردد.گسلها هر یک مربوط به یک نسل جداگانه میباشد و تأثیر بسزایی را بر منطقه مورد مطالعه گذاشتهاند - تصویر. - 1 سنگ میزبان کانسار سنگ آهن- خاک سرخ مأمونیه ، گدازههای آندزیت- بازالتی
-1 مقدمه
کانسار سنگ آهن- خاک سرخ مأمونیه در پنجاه کیلومتری شمال شرق شهرستان ساوه، در استان مرکزی واقع شده و درگدازهها و توفهای و سنگهای آذرآواری می باشند - تصویر-2 الف - . لایههای هماتیتی که مادهی معدنی اصلی کانسار را تشکیل میدهند ، در رنگهای عموماً قرمز با لایه بندی نازک دیده می شوند - تصویر2 -ب - . درتناوب با لایههای هماتیتی، لایه های سیلیسی در ضخامت های متفاوت و رنگ های متنوع،مشاهده می شوند. مهمترین ویژگی بافتی کانسنگ، لایهبندی در مقیاس میلیمتری میباشد که این ویژگی منجر به پدیدآمدن خاصیت ورقه ورقهای درکانسنگ شده است - تصویر-2 ج - . گاه لایههای نازک و سبزرنگ سیلیکاتهای آهن که خود در مقیاس میلیمتری هستند، به همراه کانیهای رسی در بین لایههای هماتیتی و سیلیسی نیز مشاهده می شوند.
این لایهها براق و دارای لمس چرب بوده و به وفور در محل کانسار یافت میشوند - تصویر-2 د - .سیلیس موجود در کانسار مأمونیه، از نوع کوارتز ریزبلور تا نهانبلور و بهصورت لایههای کوارتزی شامل چرت و کمتر ژاسپر میباشد. در لایههای سیلیسی ضخیم - تصویر-3 الف - موجود در ناحیهی مورد مطالعه، حفرههایی مشاهده میشود که سطح حفرهها به وسیلهی بلورهای متوسط تا درشت سیلیس به صورت ژئودمانند، پوشیده شدهاند - تصویر- 3 ب - . رنگ سیلیسهای ژاسپری کانسار، متنوع می باشد - تصویر- 3ج - . در برخی جاها سیلیس به رنگ سفید و به صورت نودلها دیده میشود - تصویر-3 د - . در لایههای هماتیتی و سیلیسی چرتی نازک کانسار ، حالتهای چین خوردگی و آثاری از شکستگی طی فشارهای جانبی مشاهده میشود - تصویر-3 ه - .
این آثار بیانگر عملکرد نیروهای تکتونیکی و ایجاد برشی شدن در نوارهای ژاسپری میباشد - تصویر-3 و - . در مطالعات میکروسکوپی بر روی مقاطع نازک، کانسنگ کانی شناسی و بافت بسیار ساده ای را به نمایش گذاشت. هماتیت به صورت دانههای ریز، بیشکل و بهصورت لایهای، فراوانترین کانی اکسیدی موجود میباشد. رنگ هماتیت سیاه میباشد، اما در برخی موارد هماتیت در رنگهای قرمز تیره و روشن که بیان کنندهی تغییرات عیارآهن درلایههای مختلف میباشد، دیده می شود - تصویر-4 الف - . از مهمترین کانیهای باطلهی موجود در کانسار، میتوان کوارتز را نام برد که در کنار هماتیت سیاه، به صورت لایهای مشاهده میشوند - تصویر-4 ب - .
بافت اسفرولیتی یکی از مشخصات مهم دانههای کوارتز می باشد که در دانههای درشت کوارتز به خوبی قابل تشخیص است - تصویر-4 ج - . گاه نودلهایی سفیدرنگ از جنس کوارتز مشاهده میشود - تصویر-4 د - . علاوهبر نوارهای کوارتزی موجود، رگههایی از کوارتز، بلورهای کوارتزی سفید و هماتیتی سیاه رنگ را قطع میکنند. این رگههای تأخیری بیانگر نسل دوم کوارتز میباشند که بعد از تشکیل کانسنگ در شکستگی ها رشد ثانویه داشته و بلورهای درشتی را ایجاد کردهاند - تصویر-4 ه - . یکی دیگر از کانیهای باطلهی موجود در کانسار، کانیهای کربناته می باشند که به رنگ کرم تا قهوه ای روشن در مقاطع قابل مشاهده هستند.
در برخی موارد کانیهای کربناته، بافت بادامکی از خود نشان می دهند - تصویر- 4 و - . شدت فعالیت های تکتونیکی کانسار مأمونیه، در حدی بوده است که حتی به صورت ریز گسل در مقاطع میکروسکوپی نیز مشاهده میشود - تصویر-4 ن - . در مواردی آثار فسیلی از بقایای جلبک های سبز- آبی بهصورت رشتههای طویل مشاهده میشود. - تصویر-4 ی - .با توجه به نتایج مطالعات پراش اشعه ی ایکس - XRD - ، میتوان حضور هماتیت را بهعنوان عمدهترین کانی آهندار وکوارتز را به عنوان مهمترین کانی همراه، در تمامی نمونهها مشاهده نمود. حضور این دو کانی به طور عمده در کانسار مأمونیه، کانسار را جزء کانسارهای آهن رسوبی اما در مقیاسی کوچکتر قرار میدهد . - James, 1954 -
با دقت در نتایج حاصله میتوان به حضور کانی سیلیکاته آهن آب دار هایسنگریتکه معمولاً در کانسارهای آهن رسوبی طی فرآیندهای دگرسانی هیدروترمالی ایجاد میشود، اشاره نمود. کانی تترافریانیت که به رنگ سبز روشن می باشد و به طور طبیعی در سازندهای آهن با عیار بسیار پایین رخ می دهد، نیزمشاهده می شود. همچنین حضور کانی باریت، کانی های دولومیت و اندکی کلسیت در کنار هماتیت به خوبی مشاهده می شود. مطالعات بافتی بیانگر آن است که در توالی پاراژنزی، هماتیت و کوارتز ریز بلور نسل اول همزمان با هم شکل گرفته اند و بلورهای کوارتزی نسل دوم که در شکستگی ها رشد یافتهاند، جوانتر میباشند. رگههایی از بلورهای کربناته ثانویه، لایهبندی هماتیت و کوارتز را قطع کردهاند که آنها نیز جوان میباشند.
مقدار کل کانسار در محدودهی 11/62 -65/73 درصد قراردارد. روند تغییرات اکسیدهای Al203، MgO، Mno و CaO در مقابل اکسید آهن نشان میدهد که با افزایش غلظت مقدار MnO وبه میزان اندکی افزایش مییابد و این امر به دلیل قابلیت انحلال پائین منگنز در آب دریا میباشد.آلومینیوم نیز در طی غنیشدگی ثانویه در خلال فرآیندهای هیدروترمالی ودیاژنز به صورت جداگانه رسوب میکند، که این امر میتواند دلیل همبستگی مثبت بین آهن و Al203 و MnO را بیان نماید. مقدار اکسیدهای CaO و MgO با افزایش غلظت آهن کاهش یافته و بیانگر وجود همبستگی منفی بین آهن با این عناصر میباشد. دلیل همبستگی منفی بین آهن با CaO و MgO ، تشکیل کانی های کربناته درون شکستگی ها می باشد.
با توجه به پایین بودن مقادیرعناصرکمیابی مانند Cr و Zr و بالا بودن مقادیر V، Zn و Sr در کانسار مأمونیه، میتوان دریافت که این کانسار مرتبط با فعالیت های آتشفشانی زیر دریایی میباشد . - Laznicka, 2006 - بررسی غلظت عناصر نادر خاکی در کانسار مأمونیه نشان میدهد که مقدار کل این عناصر - - ∑ بسیار متغیر بوده و در محدودهی -12/74 ppm 2/34 قرار دارد. الگوهای REE نرمال شده با کندریت که به طور اختصاری CN نامیده میشوند، درتصویر5 نشان داده شده است. تغییرات LREE وHREE دربهخوبی نشان دهندهی غنی شدگی کانسار مأمونیه از عناصر نادر خاکی سبک نسبت به عناصر نادر خاکی سنگین در بیشتر نمونهها میباشد. آنومالی Eu در کانسار مأمونیه به صورتEu/Eu* و آنومالیهای Ce بهصورت Ce/Ce* نشان داده میشود.
بنا برآنچه که در نتایج ژئوشیمیایی عناصر اصلی کانسار مأمونیه به چشم میخورد متوسط آهن کانسار حدود %31 می باشد که آن را در ردهی کانسارهای کم عیار آهن جهان قرار میدهد.کمبود اکسیدهای عناصراصلی کانسار، بیانگر این است که فلزات اصلی کانسار ازرسوبات آواری یا شیمیاییدریایی تأمین نشدهاند . - Sun et al., 1998 - غلظت پایین درکانسار مأمونیه نمیتواند بهدلیل تجمع کانیهای آواری باشد اما محلولهای هیدروترمالی میتوانند در میزان غلظت آن اثر بگذارند. محلولهای هیدروترمالی با سیلیس فراوان و Al کم موجب تهنشست سیلیکاتهای آهن فقیر از Al شده و لایه های اکسیدی آهن را از سیلیس ریز بلور جدا میکنند. سیلیس در این نوع کانسار بهوسیلهی لایههای اکسید آهن برای تشکیل نوارهای چرتی به دام میافتد.
در کانسارهای آهن رسوبی، یکی از تشکیل دهندههای مهم، لایههای غنی از سیلیس میباشند. آهن موجود در کانسار به صورت آهن 3+ ظرفیتی و در کانهی اصلی موجود در کانسار، یعنی هماتیت تبلور می یابد و این نشان از وجود شرایط اکسیداسیونی در آب دریا در زمان تشکیل کانسنگ دارد. به دلیل فراوانی آهن و سیلیس در کانسار و لایهبندی بارز در آنها، میتوان کانسار را با سازندهای آهن نواری از نظر برخی از عناصر اصلی مقایسه نمود. از مقایسهی ترکیب متوسط عناصر اصلی کانسار مأمونیه با ترکیب متوسط عناصر اصلی دیگر انواع کانسارهای آهن نواری در قسمتهای مختلف جهان - جدول - 1 مانند کانسارهای سوپریور، الگوما و سارگر - T.N Type - می توان دریافت که کانسار مأمونیه و تهی شده است اما غلظت اکسید عنصری مانند در آن بیشتر از سایر کانسارهای آهن نواری جهان میباشد - تصویر. - 6
