بلورشناسی و کانی شناسی ایران
سال:1388 | دوره:17 | شماره:1 |تعداد مقالات:12

ناحیه طلای موته در هفتاد کیلومتری شمال گلپایگان در زون دگرگون سنندج - سیرجان در کمربند ساختاری زاگرس قرار گرفته است. بررسی های مختلف زمین شناسی انجام شده در منطقه، همگی گویای آنند که منطقه موته دستخوش چند فاز کوهزایی شده است. کانه زایی طلا در کمپلکس دگرگونی که بیشتر شامل شیست سبز، سنگ های آتشفشانی دگرگون و گنایس ها هستند رخ داده است. زون های برشی میزبان کانه زایی طلا هستند، و دگرسانی های شدید در راستای گسل های نرمال رخ داده است. پاراژنزهای طلا شامل پیریت، کالکوپیریت، پیروتیت و کانی های ثانویه هستند. سه نسل متفاوت پیریت در منطقه شناخته شده اند. هدف این مقاله بررسی و تعیین خاستگاه شاره های کانه زا در این ناحیه است. به این منظور 15 نمونه برای بررسی ایزوتوپ های پایدار هیدروژن، اکسیژن، و گوگرد انتخاب شدند. مقادیر 12.4 در هزار و 42 در هزار به ترتیب برای میانگین ایزوتوپ های δ18O و δD از کانی های کانسار طلای موته به دست آمدند. میانگین محاسبه شده برای رگچه های کوارتزی این کانسار 7.75 در هزار است و نشان دهنده آنست که سنگ های میزبان دگرگون، مهمترین خاستگاه، شاره ها و کانه زایی طلا در منطقه موته هستند. کانه زایی طلا در ارتباط نزدیک با شدت دگرسانی گرمابی در راستای زون های برشی است. هرچند مشاهدات ما نشان می دهد که مشخصات کانه زایی طلا در منطقه مورد مطالعه به فعالیت های آذرین نیز وابسته اند. میزان (CDT) S34δ اندازه گیری شده در پنج نمونه از پیریت ها مقادیر +2.2، +6.6، +9.1، +13.9 و +16.9 را نشان می دهند و چنین به نظر می رسد که از نظر ایزوتوپی خاستگاه گوگردها یکنواخت نبوده است. مقادیر متفاوت S34δ در موته گویای آنند که بخش گسترده ای از این سولفیدها به وسیله شاره هایی که گوگرد آنها مشتق شده از سنگ میزبان دگرگون است، شکل گرفته اند، و بخش کمتری با گرمابی هایی که خاستگاه ماگمایی دارند به وجود آمده اند.

در رودنژیت های افیولیت شمال نایین، دو نوع رودنژیتی شدن استاتیک و دینامیک مشاهده می شود. هم چنین در رودنژیت های استاتیک این منطقه، دو مرحله ابتدایی و پیشرفته قابل مشاهده است. در مرحله ابتدایی، به ترتیب کانی های اپیدوت، پرهنیت و هیدروگراسولار به خرج پلاژیوکلاز همزمان با افزایش میزان کلسیم در شاره رودنژیت ساز تبلور یافته و در مرحله پیشرفته، کانی زنوتلیت به خرج پلاژیوکلاز و کلریت منیزیم دار، ترمولیت، دیوپسید ثانویه به خرج پیروکسن هم زمان با افزایش میزان سیلیسیم شاره رودنژیت ساز تبلور یافته اند. در رودنژیت های دینامیکی نیز حضور فراوان زنوتلیت رگه ای نشان می دهد که شاره نخست نسبتCaO/SiO2~1  داشته است و با گذشت زمان این نسبت کاهش یافته و کانی های پرهنیت و پکتولیت شکل گرفته اند. عدم تنوع کانی شناسی در رودنژیتهای دینامیکی، نشان از تغییرات پایین شاره های سازنده این سنگ ها دارد. در حالی که تنوع فراوان کانی شناسی در رودنژیت های استاتیکی، نشان از تغییرات گسترده ترکیب شاره های سازنده این سنگ ها دارد.

سنگ های آتشفشانی ائوسن جنوب اسدآباد واقع در شمال خاوری کوهپایه (استان اصفهان) تحت تاثیر دگرگونی با درجه بسیار ضعیف (دگرگونی گرمابی) قرار گرفته و در درز و شکاف های آنها به ترتیب کانی های پرهنیت، مالاکیت و آزوریت، زئولیت، کوارتز و کلسیت متبلور شده اند. دو کانی کلریت (برونسویگایت) و آمفیبول (فرواکتینولیت) به صورت ثانویه در متن سنگ اصلی دیده می شوند. داده های حاصل از تجزیه ریز کاونده ای و بررسی های سنگ شناختی نشان می دهد که کانی های اصلی تشکیل دهنده بازالتهای منطقه شامل اوژیت و لابرادوریت بوده و زنولیت های مشاهده شده در آنها نیز دارای چنین ترکیبی هستند. شواهد صحرایی و میکروسکوپیکی نشان می دهد که در این منطقه تناوبی از ماگماتیسم اسیدی و بازیکی وجود داشته است. شرایط تشکیل کانی های دگرگون با درجه بسیار ضعیف شامل PH خنثی تا اندکی قلیایی، CO2 پایین، دمای 200 تا 400 درجه سانتیگراد و فشار کمتر از 3 کیلوبار است. با توجه به محاسبات انجام شده روی فنوکریست های کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز تشکیل دهنده ماگمای بازالتی در منطقه، معلوم شد که این کانی ها در دمای حدود 1100 درجه سانتیگراد و فشار 3.17 کیلوبار متبلور شده اند. این فشار معادل عمق حدود 11 کیلومتر است. بررسی شیمی کانی های پرکننده درز و شکاف ها، و شیمی سنگ های آتشفشانی نشان می دهد که ترکیب این دو تقریبا به هم نزدیک بوده و هر دو از عناصر Ca، Si، و Al غنی و از عناصر Fe، Na، K، و Mn نسبتا فقیر هستند. این مساله نشان می دهد که سنگ های آتشفشانی موجود در منطقه، در ترکیب شاره ایجاد کننده کانی های دگرگون، اثر داشته اند. بر پایه بررسی های ژئوشیمیایی و الگوهای ارایه شده برای محیط های زمین ساختی مختلف، بازالت های منطقه در گستره زمین ساختی بازالت های قوس آتشفشانی (Volcanic Arc Basalts = VAB) قرار می گیرند. از نظر سری ماگمایی بازالت های منطقه در سری ماگمای آهکی قلیایی قرار می گیرند.

پلایای ساغند ایران مرکزی، در 150 کیلومتری شمال خاوری شهرستان یزد واقع شده است. به منظور بررسی روند تکاملی شورابه ها و تاثیر خاستگاه آنها بر تغییرات کانی شناسی و هیدروژئوشیمی پلایا، کانی های تبخیری با ارزش، 21 نمونه شورابه به صورت سیستماتیک از بخش های مختلف پلایا برداشت شدند. نمونه های جمع آوری شده برای تعیین غلظت یون ها به روش فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) و تعیین ویژگی های کانی شناسی با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از این دستاوردها، با داده های مشابه آن از چند دریاچه نمکی بزرگ دنیا از جمله دریاچه نمکی بزرگ و حوضه های دره مرگ ایالات متحده و نیز پهنه نمکی بزرگ آمریکای شمالی، مقایسه شدند. نتایج تغییرات کاتیونی و آنیونی در شورابه های پلایای ساغند نسبت به دریاچه های دیگر نشان داد که این شورابه ها از نظر ویژگی های هیدروژئوشیمیایی و فیزیکوشیمیایی به ویژه اسیدیته، مشابه دریاچه نمکی بزرگ ایالات متحده بوده، و نوع شورابه آن از نوع Na - K - Mg - Cl - So4 یا شورابه های جوی قلیایی است، به طوریکه بیشینه غلظت یون های مربوط به کلر با 41828، سدیم 25538، و سولفات 21482 میلی گرم در لیتر است. از دیدگاه کانی شناسی نیز هالیت، ژیپس، و باسانیت فراوانترین کانی تبخیری در این پلایا هستند که نشان دهنده تکامل بالاتر شورابه های پلایای ساغند در مقایسه با پلایای دیگر است.

کائولینیت، به عنوان خاک با حساسیت و قابلیت تورم پذیری بسیار کم و مقاومت شیمیایی و کارایی بالا، همراه با دیگر عناصر خاک در بستر مراکز دفن زباله های شهری و صنعتی، کاربرد دارد. اینگونه مراکز در معرض آلاینده های گوناگون هستند. از این رو، بررسی چگونگی و تاثیر برهمکنش کائولینیت و آلودگی ضروری به نظر می رسد. در بررسی های گذشته، ارزیابی تاثیر تغییر ویژگی های شاره های نفوذی بر سرشتی های فیزیکی از دیدگاه ریزساختاری، کمتر بررسی شده است. بر این اساس در این مقاله، فرایند برهمکنش کائولینیت و آلاینده های فلزات سنگین بر ریزساختار کانی کائولینیت مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین تلاش شده است تا ارتباط کیفی موثری بین میزان تغییر سرشتی های فیزیکی - شیمیایی شاره روزنه ای و تاثیر آن بر ویژگی های فیزیکی ریزساختار خاک کائولینیت ارایه شود. بدین منظور، خاک رسی کائولینیت به طور مصنوعی و در شرایط آزمایشگاهی با دو آلاینده فلزی سرب و روی و نیز کاتیون تک ظرفیتی سدیم، آلوده شده است. سپس با آزمایش های فیزیکی و بررسی های ریزساختاری، تغییر رفتار خاک مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حدود آتربرگ به عنوان شاخص فیزیکی خاک ها نشان می دهد که با افزایش تراکم های آلاینده، حد روانی کاهش می یابد. در حضور تراکم های بالای کاتیون های دو ظرفیتی روی و سرب، به ترتیب، به دلیل شکل گیری ساختار لخته ای و انباشت آب در روزنه های ایجاد شده، نرخ کاهش حد روانی کمتر است. نتایج تصاویر SEM و میزان تغییرات شدت قله پراش پرتو X نیز تغییر ساختار در ریزبافت خاک و تشکیل ساختار لخته ای را تایید می کنند.

توده گرانیتوئیدی آستانه در 40 کیلومتری شهرستان اراک قرار گرفته و بخشی از زون ساختاری سنندج - سیرجان را در باختر ایران تشکیل می دهد. بیشتر این توده نفوذی از سنگ های گرانودیوریتی تشکیل شده و به طور گسترده ای دستخوش دگرسانی گرمابی شده است. توصیف این زون های دگرسان بر اساس بررسی های صحرایی، کانی شناسی و رفتار عناصر نادرخاکی (REE) موضوع این مقاله است. در گستره مورد بررسی هشت زون دگرسان گرمابی شامل زون فیلیک (سریسیتی) با انبوهه هایی از کوارتز، سریسیت و پیریت؛ کلریتی با مجموعه کوارتز، سریسیت، و کلریت؛ پروپیلیتی با مجموعه کانی های کلریت، اپیدوت، کلسیت و آلبیت؛ آرژیلیتی با فراوانی بیشتر کانی های رسی (کلریت و ایلیت)؛ سیلیسی با فراوانی کوارتز؛ آلبیتی با کانی های آلبیت، کلریت؛ و کوارتز؛ هماتیتی با انبوهه هایی از هماتیت، کربنات های آهن (آنکریت و سیدریت)؛ و بالاخره کلریت تورمالینی شده با کانی شاخص تورمالین (دراویت) قابل شناسایی هستند. نتایج حاصل نشان می دهند که تفاوت های چشمگیری در رفتار REEها، در زون های مختلف دگرسان این منطقه وجود دارد به طوری که در زون دگرسان سریسیتی LREEها غنی شده اند، ولی الگوی HREEها (به استثنای Yb که غنی شده است) در مقایسه با سنگ نادگرسان معادل خود، تغییری نمی کند. در زون دگرسان کلریتی LREEها تهی شده اند ولی HREEها رفتارهای متفاوتی نشان می دهند. در زون های دگرسان پروپیلیتی و آرژیلیتی همه REEها تهی شده اند ولی LREEها در مقایسه باHREE ها تهی شدگی بیشتری نشان می دهند، و در زون دگرسان سیلیسی و هماتیتی LREEها در مقایسه با HREEها غنی شدگی نشان می دهند، و بالاخره در زون دگرسان آلبیتی و زون تورمالینی همه REEها تهی شده اند. این ویژگی ها نشان می دهند که رفتار REEها در زون های دگرسان گرمابی توده گرانیتوئیدی آستانه در واقع به واسطه PH، حضور آمیخته های یونی در شاره و وجود کانی های ثانویه ای که بتوانند REEها را در ساختار خود بپذیرند، کنترل می شوند.

کانسار فلوریت کمرمهدی در 100 کیلومتری جنوب باختری شهرستان طبس، در بلوک طبس و در پهنه ایران مرکزی واقع شده است. این کانسار از 5 پیکره معدنی چینه کران (stratabound) تشکیل شده که همه آنها در سنگ های کربناته سازند شتری قرار دارند. قدیمی ترین واحد سنگی منطقه، سنگ های دولومیتی سازند شتری مربوط به تریاس است که در هسته تاقدیس کمرمهدی رخنمون دارند. راستای چین خوردگی های منطقه تقریبا شمالی - جنوبی است و گسل های معمولی خاوری - باختری عمود بر محور چین خوردگی در تاقدیس کمرمهدی جابجایی هایی را موجب شده اند. بر پایه مشاهدات صحرایی و میکروسکوپی، سه نوع کانه زایی در منطقه معدنی مشاهده می شوند: 1- کانه زایی درون زاد اولیه: به صورت لایه ای و پراکنده دانه و در تخلخل پرچینی دولومیکرایت های سازند شتری. 2- کانه زایی درون زاد تاخیری: به صورت شکافه پرکن و رگه - رگچه، پرکننده فضاهای خالی در دولومیت های سازند شتری. 3- کانه زایی رگه ای هم روند با گسل های معمولی: به صورت رگه ای در راستای گسل های معمولی منطقه معدنی. بررسی شاره های درگیر در کانه زایی های درون زادی تاخیری و رگه ای نشان می دهد که شاره های درگیر در کانه زایی از نوع درون زاد تاخیری با درجه شوری 15 تا 26 درصد وزنی هم ارز NaCl و دمای همگن شدن 150 تا 270 درجه سانتی گراد و در کانه زایی نوع رگه ای از درجه شوری 3.4 تا 20.2 درصد وزنی معادل NaCl و دمای همگن شدن 140 تا 237 درجه سانتی گراد برخوردارند. مقایسه شاره های درگیر در دو نوع کانه زایی یاد شده نشان می دهد که شاره های درگیر نوع درون زادی از درجه شوری و دمای همگن شدن بیشتری در مقایسه با شاره های درگیر نوع رگه ای برخوردارند. این واقعیت نشان می دهد که کانه زایی در کانسار چینه کران فلوریت کمرمهدی در ارتباط با سازند شتری و از کانسارهای غنی از فلوئور نوع دره می سی سی پی است.

کلینوپتیلولیت در شرایط گرمابی و در حضور شاره های قلیایی به فیلیپسیت تبدیل می شود. غلظت یون های سدیم و پتاسیم آبگون، دما، و زمان واکنش، متغیرهایی هستند که در این کار پژوهشی مورد بررسی قرار گرفته اند. در این کار آبگون قلیایی پتاس و نمک طعام در غلظت های 1.25 تا 7.5 مول بر لیتر تهیه و در آزمایش ها مورد استفاده قرار گرفت. واکنش های گرمابی در دمای 100 و 150 درجه سانتیگراد انجام گرفت، و نتایج بررسی ها نشان داد که فاز فیلیپسیت در دمای 100 و 150 درجه سانتیگراد و در حضور غلظت های بالای حاصل می شود. با افزایش زمان واکنش و نیز افزایش غلظت مقدار فیلیپسیت سنتز شده، افزایش می یابد. بررسی های XRD، تقارن تک میل (راستگوشه کاذب) با ابعاد یاخته یکه a:10.104Å، b:14.305Å، c:14.618Å، b:91.401° را برای آنها پیش بینی می کند.

در این مقاله الگوهای پراش XRD نمونه (0<y,x<1) KxCu3O7 با استفاده از نرم افزار GSAS به روش ریتولد پالایش و برازش شدند. افزایش مقدار پتاسیم، x، در نمونه در الگوی پراش تغییراتی به وجود می آورد که از آن جمله رشد قله های جدید است که وجود آنها روی ساختار بلوری نمونه و مقدار X2 (معیاری که میزان عدم برازش مدل با داده ها را نشان می دهد) اثر می گذارد. جایگزینی پتاسیم به جای باریم باعث تغییرات در محتوای اکسیژن در نمونه شده و نیز مکان نسبی صفحات Ba(K) در راستای محورZ ها کاهش می یابد. درصد فازی چارگوشی افرایش یافته و لذا گذار فاز چارگوشی به راستگوشه به کندی صورت می گیرد و وارد کردن فاز چارگوشی در کاهش و بهبود مقدار X2 موثر است و این به معنای آن است که حتی در نمونه هایی که فاز غالب ساختاری چارگوشی است نیز ابررسانایی دیده می شود.

بر اساس مشاهدات سنگ شناختی و مجموعه ای از داده ها که حاصل تجزیه نقطه ای کانی های اصلی و فرعی در سنگ های الترامافیک - مافیک خاور فریمان با گرایش کوماتی ایتی تا پیکریتی - توله ایتی بوده به بررسی برخی از ویژگی های ماگماهای میزبان و شرایط تبلور کانی ها در این سنگ ها پرداخته ایم. بافت های نامتعادل مشاهده شده در سنگ های الترامافیک، شامل الیوین های توخالی کشیده و نوک تیز، پیروکسن های تار مانند، سوزنی، اسکلتی و توخالی، و در سنگ های مافیک شامل اشکال شاخه ای از هم رشدی کلینوپیروکسن و پلاژیوکلاز بوده و نمایانگر رشد سریع بلورها تحت تاثیر فروتافت یک مذاب است. محتوای بالای Fo در بلورهای الیوین مستلزم تعادل این بلورها با یک مذاب سرشار از MgO با دمای بالا بوده است. بر اساس بالاترین میزان Fo در بلور الیوین مشاهده شده در یک نمونه کوماتی ایتی، مقدار MgO و دمای ماگمای والد را به ترتیب در حدود %23.74 و 1470 تا 1535 درجه سانتی گراد برآورد کرده ایم که همراه با شواهد دیگر، مانند محتوای بالای TiO2 در ترکیب پیروکسن ها و اسپینل ها، نشان از وجود مذاب ریشه گرفته از خاستگاه گوشته ای زایا نظیر خاستگاه های گوشته ای OIB و / یا LIP داشته و بر نقش احتمالی یک زبانه گوشته ای در این سنگ زایی ها دلالت دارد.

در این کار پژوهشی، برای مرزبندی کانی ها در مقاطع نازک سنگ شناسی، روشی جدید بر مبنای طراحی مدل در محیط نرم افزاری ArcGIS ModelBuilder ارایه شده است. داده خام مورد نیاز این روش‏، عکس هایی به رنگ خاکستری است که از مقاطع نازک سنگ شناختی تهیه می شوند. در حالیکه میز چرخان میکروسکوپ ثابت است، تعداد 19 قطعه عکس در هر 5 درجه با چرخاندن قطبنده و تیغه لاندا در بازه 90 درجه ای، تهیه می شوند. مرز کانی ها با استفاده از نرم افزار ArcGIS، از مقایسه شدت روشنایی کانی های همجوار در عکس های متوالی، مشخص می شود. روش ارایه شده سریع و دقیق است و قادر است یک پایگاه اطلاعاتی قوی شامل ویژگی های شکلی دانه ها ایجاد کند. بررسی های سنگ شناختی پتروگرافی بر روی چهار نمونه سنگی نشان داد که نتایج حاصل از مرزبندی با استفاده از مدل بدون دخالت کاربر، بیش از 80 درصد با نتایج حاصل از مرزبندی دستی همخوانی دارد.

مجموعه افیولیتی جنوب دریای خزر یک قطعه باقیمانده از لیتوسفر اقیانوسی کرتاسه پایانی در شمال ایران است. سنگ های این مجموعه، زنجیره نسبتا کاملی است که از پایین به بالا به ترتیب عبارتند از: کومولاهای اولترامافیک، گابروهای لایه ای، گابروهای توده ای، مجموعه های دایکی و گدازه های آتشفشانی که با آهک های میان دریایی کرتاسه پایانی (کامپانین - مائستریشتین) پوشیده شده اند. سنگ های انباشتی اولترامافیک اساسا دونیت، ورلیت، الیوین کلینوپیروکسنیت و کلینوپیروکسنیت را شامل می شوند. بررسی های سنگ شناختی نشان می دهند که ترتیب تبلور در انباشتی های اولترامافیک عبارتند از: الیوین(کمی به صورت محبوس در کلینوپیروکسن باMg#  بالا) + کلینوپیروکسن (انباشت با Mg# بالا) + الیوین (میان انباشت (Intercumulus) با Mg# پایین). شیمی کانی ها در انباشت های اولترامافیک مغایر با تفریق بلوری از یک ماگمای بازالتی در پشته میان اقیانوسی در فشار پایین است. حضور کلینوپیروکسن های با Mg# بالا (90-81) به عنوان اولین فاز تفریقی، ترکیب یکنواخت کلینوپیروکسن ها، نبود منطقه بندی در این کانی ها و نیز پلاژیوکلاز در این سنگ ها معرف تفریق بلور در فشارهای متوسط تا بالا از یک آبگون بازالتی اولیه است. مجموع داده های ژئوشیمیایی و کانی شناختی، تمایز انباشت های اولترامافیک از سنگ های پشته های میان اقیانوسی را نشان می دهند. ترکیب کلینوپیروکسن ها نشاندهنده این است که سنگ های اولترامافیک افیولیت جنوب دریای خزر از یک ماگمای بازالتی در یک منطقه فرافرورانشی قوسی تشکیل شده اند.