بخشی از مقاله
چکیده
تاکنون گزارشی پیرامون رخداد کانی فیلوسیلیکاته سپیولیت در سرپانتینیتهای کربناته ایران منتشر نشده است. سپیولیت کانی رسی آبدار، بواسطه ویژگیهای منحصر به فردی مانند تخلخل بالا، سطح ویژه زیاد و قدرت جذب فراوان، در صنایع مختلف کاربرد دارد. تشکیل سپیولیت، پی آمد واکنشهای متعددی است که در سنگهای الترامافیک سکانس افیولیتی شمال نائین رخ می دهد. در ابتدا محلولهای هیدروترمال با تاثیر بر سنگهای الترامافیک، آنها را به سرپانتینیت تبدیل کرده اند.
برشی شدن و خرد شدن سنگهای الترامافیک سرپانتینیتی و پی آمد آن سهولت هجوم محلول های هیدروترمال حاوی CO2-H2O در امتداد سطوح ضعف سنگ، باعث کربناته شدن سرپانتینیت می گردد. کانی متخلخل سپیولیت با اگرگات رشته ای تا توده ای، در نتیجه فعالیت محلولهای هیدروترمال غنی از CO2،H2O و SiO2 بوجود آمده است. حین کربناته شدن سرپانتینیت ها، واکنش بین سنگهای الترابازیک با محلولهای هیدروترمال باعث تشکیل محلولی غنی از Mg و/یا Si با درجه حرارت پائین - > 100 C° - شده و سپیولیت را ته نشین می کند.
-1مقدمه
سپیولیت - Mg4Si6O15 - OH - 2 .6H2O - از کانیهای رسی آبدار است که برخلاف سایر رسها - که دارای ساختار لایه ای هستند - ، ساختار بلورین زنجیرمانند - فیبری - دارد . - Deer et al.,1992 - این کانی کریپتوکریستالین و بی شکل - آمورف - بوده و به رنگهای سفید متمایل به خاکستری، سفید متمایل به زرد و آبی سبز دیده می شود. سپیولیت دارای جلای مات و شکستگی صدفی است و اغلب با کانیهایی مانند دولومیت و اپال همراهی می شود.
تشکیل سپیولیت عمدتا در محیط های دریایی و دریاچه ای و بصورت درجازا و یا ناشی از فرایندهای هیدروترمال است. سپیولیتهای هیدروترمال بیشتر بصورت رگچه های پرکننده درز و شکافهای سنگ دیده شده و فراوانی عناصر Cu, Mn, Ti, V, Zr و Ba در آنها بیشتر است. سپیولیتهای هیدروترمال از مناطق عمیق اقیانوس و در ارتباط با سیستمهای هیدروترمال زونهای گسترش کف اقیانوس نیز گزارش شده اند .
سپیولیت ازکانیهای مهم صنعتی است که موارد مصرف متعددی در صنایع مختلف - صنایع نسوز، داروسازی ، حفاری، چاههای نفت، سرامیک، خوراک دام، جاذب، الکترونیک و... دارد
قدرت جذب بالای این کانی سبب شده تا بتوان از آن برای کاهش انتقال عناصر سمی سنگین ناشی از پسابهای صنعتی - پسابهای صنایع مختلف مانند معدنکاری، آبکاری فلزات، تولید کودهای شیمیایی، صنایع تولید وسایل الکترونیکی، صنایع دارویی و رنگرزی، به آبهای زیرزمینی، استفاده نمود
اسپانیا بزرگترین صادر کننده سپیولیت است و ذخایر مهم سپیولیت در کشورهای ترکیه، روسیه، سومالی، چین و ایتالیا یافت می شوند
هدف از ارائه این مقاله، معرفی سپیولیت و بحث پیرامون کانی شناسی و خاستگاه این کانی در سرپانتینیتهای کربناته شمال نائین است که برای اولین بار به آن پرداخته می شود.
-2 بحث
منطقه هدف پژوهش، مجموعه افیولیتی نائین- دهشیر به سن کرتاسه بالایی- پالئوسن - درویش زاده، - 1383 است که در حاشیه غربی خردقاره ایران مرکزی و در امتداد گسل نائین– بافت قرار دارد - شکل . - 1 سکانس درهم ریخته افیولیتی این منطقه از پریدوتیتهای سرپانتینی شده، دایکهای دیابازی، دایکهای رودینگیتی، اسپیلیتها، سنگ های تونالیتی، قطعات چرت رادیولاریتی و آهک های پلاژیک تشکیل شده است
بخش الترامافیک سرپانتینی شده سکانس مزبور، با تحمل انواع دگرسانی - بویژه کربناته شدن و سیلیسی شدن - ، به سنگی به نام لیستونیت تبدیل شده است. لیستونیت اصطلاحی است برای نامیدن سنگهای سرپانتینیتی دگرسان که با کانیهای کربناته، کوارتز، تالک، سرپانتین، کلریت، اکسیدهای آهن و ارسنیدها و سولفیدهای Ni-Fe-Co مشخص هستند
شکل :1 پراکندگی افیولیتهای ایران و موقعیت منطقه مورد مطالعه
در این پژوهش پس از مطالعات تفضیلی صحرائی، نمونه برداری انجام گرفته و از نمونه های مناسب، مقاطع نازک میکروسکوپی تهیه شد. پس از مطالعه کانی شناسی سنگها بوسیله میکروسکوپ پلاریزان Olympus مدل BH-2، فازهای کانیایی موجود به روش پراش پرتو ایکس - XRD - در شرکت کانساران بینالود تهران تعیین شدند.
لیستونیت های مورد مطالعه، توده های زرد متمایل به قهوه ای با روند غالب شمال باختری- جنوب خاوری هستند که به سبب سختی نسبی در میان سرزمینهای پست همجوار خودنمایی می کنند - شکل. - 2 این سنگها از تاثیر محلولهای هیدروترمال بر سنگهای اولترامافیک سرپانتینیزه ناشی شده و عمدتا از کانیهای کربناته، کوارتز، کروم اسپینل و بقایای سرپانتین تشکیل شده اند - شکل . - 3 لیستونیت ها براساس کانی های موجود به سه دسته لیستونیت های کربناته، سیلیسی-کربناته و سیلیسی تقسیم می شوند.
شکل :2 رخنمون خطواره مانند لیستونیتها در منطقه مورد مطالعه
لیستونیت های کربناته- سیلیسی که از کانی های خانواده سیلیس - کوارتز، سیلیس آمورف و چرت - و کانی های کربناته - دولومیت، کلسیت، آنکریت و... - بانضمام بقایای سرپانتین وکروم اسپینل تشکیل شده اند، فراوان ترین نوع لیستونیت در شمال نایین می باشند.
لیستونیت های کربناته عمدتاً از کانیهای کربناته و بقایایی از کانی های گروه سرپانتین و کروم اسپینل تشکیل شده اند. براساس فراوان ترین کانی کربناته، لیستونیت های کربناته در شمال نائین به زیرگروه های منیزیتی و دولومیتی تقسیم می شوند. علاوه بر منیزیت و دولومیت، آنکریت، برونریت، سیدریت و کلسیت نیز در لیستونیت های کربناته منطقه تشخیص داده شده است. سپیولیت کانی نادر رسی نیز به فرم رشته ای و به رنگ سفید متمایل به زرد در این مجموعه لیستونیتی یافت می شود.
شکل :3 همیافتی کانیهای کربناته و کوارتز. کروم اسپینل بازمانده سرپانتینیت اولیه است XPL ×25
محققان مختلف به تشکیل سپیولیت ضمن کربناته شدن طبیعی و آزمایشگاهی کانیهای منیزیم دار مانند الیوین و سرپانتین اشاره کرده اند.
سپیولیتهای هیدروترمال در دریاهای عمیق مناطق در حال گسترش گزارش شده اند. برای مثال Bach و همکاران - 4 - 2004 نهشته سپیولیت که از سیستم های هیدروترمال فعال و فسیل در طول زون گسترش اقیانوس هند تشکیل شده را کشف کرده اند. به نظر می رسد این سپیولیت ها حاصل واکنش محلولهای هیدروترمال حرارت پایین با سنگهای الترامافیک باشند.
موارد متعددی از همراهی سپیولیت با کربناتها در محیطهای الترامافیک
- Brisoy, 2002; Yalicin & Bozkaya, 2004 - گزارش شده است. در اغلب موارد، کانی رسی سپیولیت با منیزیت همراه بوده و شکل گیری آن در پی انحلال سرپانتین رخ می دهد در این موارد سپیولیت، محصول دگرسانی سرپانتین در نظر گرفته می شود
حین کربناته شدن سرپانتینیت ها، واکنش بین سنگهای الترابازیک با آبهای جوی یا هیدروترمال باعث تشکیل محلولی غنی از Mg و/یا Si با درجه حرارت پائین - >100C° - شده و سپیولیت را ته نشین می کند. نسبت Mg و Si در محلول، یک فاکتور تعیین کننده در تشکیل سپیولیت و یا دیگر سیلیکاتهای منیزیم - مثل پلی مورفهای سرپانتین - - Bonatti et al, 1983 - می باشد.
در سنگهای سرپانتینیزه مورد مطالعه، سپیولیت از دگرسانی کریزوتیل - سرپانتین رشته ای به فرمول - Mg3Si2O5 - OH - 4 در اثر واکنشهای متاسوماتیک ذیل حاصل می شود :
2 Mg3Si2O5 - OH - 4 + 2H4SiO4 + 2 - 2H++CO32- -
Mg4Si6O15 - OH - 2. 6H2O + 3H2O + 2MgCO3
3 Mg3Si2O5 - OH - 4 + 5 - 2H+ + CO32- - + 2H4SiO4 Mg4Si6O15 - OH - 2.6H 2O + 5MgCO3 + 4H2O
2.5 Mg3Si2O5 - OH - 4 + 2.5 - 2H+ + CO32- - + 2H4SiO4
0.125 Mg4Si6O15 - OH - 2.6H2O + 2.5MgCO3 + 1.25H2O
حضور سپیولیت در سرپانتینیتهای کربناته شمال نائین، با استفاده از پراش پرتونگاشت های ایکس نیز ثابت شد. آنطور که در پرتونگاشت ایکس دیده می شود، در این نمونه، سپیولیت - Mg4Si6O15 - OH - 2.6H2O - فاز اصلی، دولومیت - CaMg - CO3 - 2 - و منیزیت - MgCO3 - فاز فرعی و کوارتز - SiO2 - فاز کمیاب می باشد
شکل :4 حضور سپیولیت در پرتونگاشت لیستونیتهای مورد مطالعه
در تمام واکنشهای بالا، سرپانتین در حضور دی اکسید کربن به مجموعه ای از منیزیت و سپیولیت تبدیل می شود. با توجه به اینکه در پرتونگاشت ایکس، سپیولیت کانی اصلی بوده و منیزیت کانی فرعی عنوان شده است به نظر می رسد واکنش اول در تشکیل سپیولیت در لیستونیتهای شمال نائین موثر بوده است.
آنگونه که از مشاهدات برمی آید، تکتونیک در به وجود آوردن لیستونیت ها نقش اساسی داشته و همانند سایر لیستونیت های مطالعه شده در دنیا و ایران، مجموعه لیستونیتی شمال نایین در امتداد گسل ها و تحت تأثیر محلول های هیدروترمال توسعه یافته است. از دو سیستم گسله اصلی در منطقه، راستای شمال باختری- جنوب خاوری روند چیره است که دگرسانی را کنترل نموده است.
