بلورشناسی و کانی شناسی ایران
سال:1390 | دوره:19 | شماره:3 |تعداد مقالات:17

لایه های نازک (TM=Co, Fe) Zn0.97TM0.03O روی زیر لایه های شیشه ای با روش سل-ژل رشد داده شدند و اثرات جاینشانی فلزات واسطه بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های ZnO مورد بررسی قرار گرفت. طیف های حاصل از پراش پرتو X از نمونه ها نشان داد که تمام لایه ها دارای ساختار ورتسایت می باشند. طیف تراگسیل نوری در بازه طول موجی 200-800 نانو متر برای نمونه ها ثبت گردید و با استفاده از آن گاف نواری لایه ها محاسبه گردید. لبه جذب لایه ها بسته به نوع عناصر جاینشانی شده، یک جا به جایی کوچک را نشان داد. ثابت های نوری لایه ها با استفاده از روش کمینه سازی غیر مقید نقاط محاسبه گردید. اصل مقاله به صورت متن کامل انگلیسی، در بخش انگلیسی قابل رویت است.

در این پژوهش ویژگی های کائولن معدن قازانداغی تاکستان، واقع در استان قزوین را مورد بررسی قرار می دهیم. آنالیز فیزیکی، شیمیایی، فازی و ریز ساختاری این کائولن در حالت خام و پخته در دمای 1160 درجه سانتیگراد بررسی و با کائولن زنوز مرند در ایران و کائولن وارداتی از انگلستان و روسیه مقایسه شدند. آنالیزهای انجام شده با فلوئورسانی پرتو ایکس، میزان میانگین اکسید آلومینیوم موجود در این کائولن 20.54 درصد، میزان متوسط اکسید سیلیسیم آن 55.66 درصد را نشان می دهد. این کائولن در حالت خام شامل فازهای کائولینیت، کوارتز و ایلیت است و در حالت پخته شده شامل کریستوبالیت و مولیت است. با توجه به آزمایش های انجام شده در این پژوهش و نتایج حاصل از این کائولن برای ساخت انواع کاشی و حتی در پاره ای موارد برای ساخت چینی نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

رخدادهای آهن قطروئیه در لبه شرقی زون دگرگون سنندج-سیرجان در جنوب غرب ایران (در 50 کیلومتری شمال شرق نیریز) و در مجموعه سنگ های کربناتی دگرگون شده پروتروزوئیک بالایی-پالئوزوئیک پایینی قرار گرفته اند. کانسنگ های آهن به شکل مگنتیت های لایه ای، توده ای، افشان و به مقدار کمتر هماتیت های رگه ای و رگچه ای دیده می شوند. بررسی های کانی شناسی روی سنگ میزبان و کانسنگ های آهن نشانگر، کانه زایی مگنتیت همزمان با دگرسانی گسترده سدیمی-کلسیمی است. این مرحله با بافت های گسترده جانشینی، همبری تدریجی بین کانسنگ مگنتیت و سنگ میزبان و دنباله پاراژنزی مگنتیت+اکتینولیت+تیتانیت+دراوایت+پاراگونیت+سیدریت±ترمولیت±پیریت±کلکوپیریت همراه است. داده های حاصل از بررسی های میانبارهای شاری درون کوارتزهای همراه با مگنتیت نشان می دهند که کانسنگ آهن قطروئیه از نوع نهشته های آهن گرمابی میان دمایی هستند و تشکیل شاره های دگرگون-گرمابی با بیشترین فراوانی بین 285 تا 345 درجه سانتیگراد و شوری 3.5 تا 15درصد وزنی معادل NaCl در فشارهای کمتر از 280 بار در گستره شرایط فشار و دمای رخساره شیست سبز تا آمفیبولیت صورت گرفته است. نتیجه رژیم های ساختاری شکنا تا شکل پذیر در منطقه موجب تحرک دوباره شاره های دگرگون در طول زون های عمیق برشی، مرزهای سنگ شناختی و شکستگی های سطحی شده است که پیامد آن ته نشینی کانسنگ های آهن اند. تغییرات فیزیکی-شیمیایی شاره های دگرگون و برهمکنش آنها با کربنات ها می تواند ساز و کار موثر در ته نشینی کانسنگ های آهن ناشی از سرد شدگی شاره ها و افزایش چگالی، حباب زایی، pH و  pCO2، و کاهش فعالیت لیگاندها و افت ثابت دی الکتریک H2O در منطقه قطروئیه باشد.

نهشته های آهن گلالی و باباعلی دو کانسار نسبتا مهم در غرب ایرانند که در زون سنندج-سیرجان قرار دارند. این نهشته ها همراه با سنگ های الترامافیکی، آهکی-قلیایی، کربناتیتی و دیگر سنگ ها هستند. بررسی ها و مشاهدات ماکروسکوپی روی نیمرخ گمانه ها نشان می دهد که یکی از سنگ های الترامافیکی کمیاب (هورنبلندیت) در تمام نیمرخ ها به موازات افق های مگنتیتی حضور دارد. بررسی های سنگ شناسی و کانی شناسی با تکیه بر بررسی های میکروسکوپی نشان می دهد که، دو نوع هورنبلندیت، با بافت جریانی و بدون بافت جریانی قابل تشخیص اند. هورنبلندیت های بدون بافت جریانی تنها یک نسل آمفیبول دارند و کانی تشکیل دهنده آن ها از نوع اکتینولیت است، که در آن بقایای دیوپسید وجود دارد. از این رو احتمال دارد که این هورنبلندیت از یک پیروکسنیت تشکیل شده باشد، که در آخرین مرحله یک آبگون ابر بحرانی بر آن اثر گذاشته است. در هورنبلندیت های با بافت جریانی دو نسل آمفیبول مشاهده می شوند که نسل اول سازنده بافت جریانی است. با توجه به داده های ریزپرداخته، کانی تشکیل دهنده، اکتینولیت یا هورنبلند اکتینولیتی و هورنبلند چرماکیتی است. آمفیبول نسل دوم که ناشی از بازتبلور نسل اول است و بر اساس داده های ریز پرداخته آمفیبول از نوع مگنزیوهورنبلند است. با نتایج آنالیزهای XRF، هورنبلندیت ها از سری آهکی-قلیایی تا تولئیتی کم پتاسیم هستند.

سنگ های آتشفشانی پتاسی و ابر پتاسی با سن پلیوکواترنری در بخش شمالی کمان ماگمایی ارومیه-دختر در شمال غرب مرند تشکیل شده اند. ترکیب کانی شناسی این سنگ ها با فنوکریست های کلینوپیروکسن، فلوگوپیت، لویسیت و الیوین در زمینه ای از پلاژیوکلاز، سانیدین، کلینوپیروکسن و بیوتیت و شیشه آتشفشانی مشخص می شود. فنوکریست های فلوگوپیت بلورهای شکل دار با حاشیه واکنشی هستند. بر اساس رده بندی انجمن بین المللی کانی شناسی، ترکیب فلوگوپیت ها بین سیدروفیلیت و استونیت قرار می گیرد و مقدار نسبت Fe/(Fe+Mg) آن ها کوچکتر از 0.33 است. بر اساس مقادیر TiO2, MgO, MnO و AlVI، میکاهای بررسی شده دارای ترکیب میکاهای ماگمایی اولیه هستند. نمونه های بررسی شده تا 5 و 8.62 درصد BaO و TiO2 دارند و شبیه به فلوگوپت های بررسی شده از سایر سنگ های آتشفشانی پتاسی و ابر پتاسی جهان هستند. با افزایش BaO مقادیر Al2O3, TiO2 افزایش و SiO2, FeO, MgO, K2O کاهش نشان می دهند. با این برداشت جانشینی های مختلف برای جانشینی Ba و Ti بحث شده است. مقایسه ترکیب فلوگوپیت های بررسی شده نشانگر شباهت آن ها با فلوگوپیت های سنگ های آتشفشانی پتاسی و ابر پتاسی نوع رومن ایتالیاست.

کانسار بوکسیت جاجرم که در 175 کیلومتری جنوب غربی بجنورد قرار دارد، بخشی از کمربند بوکسیت کارستی ایران-هیمالیا محسوب می شود. این کانسار به شکل یک افق چینه سان بین دولومیت های تریاس و شیل و ماسه سنگ های ژوراسیک تشکیل شده است. مرز زیرین این افق بیشتر موج سان بوده و بوکسیت حفره های دولومیت های فرودیواره را پر کرده است، در حالی که مرز بالایی آن با شیل و ماسه سنگ های فرادیواره هم ساز است. بررسی های بافتی، هر دو خاستگاه برجازا و نابرجازا را برای بوکسیت ها نشان می دهد. دیاسپور، بوهمیت، گیبسیت، شاموزیت، هماتیت، گوتیت، کانی های رسی، آناتاز، کانکرینیت، کراندالیت، پیریت و کوارتز در پاراژنز کانسنگ شناسایی شدند. این کانی ها طی سه مرحله هوازدگی، دیاژنتیک و اپی ژنتیک تشکیل شده است. تلفیق داده های کانی شناسی و زمین شیمیایی نشان می دهد که این کانسار طی دو مرحله اصلی تشکیل شده است. در مرحله اول، مواد بوکسیتی، اکسیدهای Fe و Ti، و کانی های رسی بر اثر فرایندهای بوکسیتی شدن درجازا از بازالت های قلیایی تشکیل شده اند. در مرحله دوم، این مواد به حفره های کارستی انتقال یافته و با نهشت خود یک افق بوکسیتی نسبتا ضخیم را ایجاد کرده است.

کانی سازی آگات در منطقه میانه، درون واحدهای آتشفشانی اسیدی ائوسن به شکل پرکننده حفره ها رخ داده است. این سنگ های آتشفشانی دارای ماهیت پتاسیک تا شوشونیتی بوده و به کمان های آتشفشانی و قوس های پس از برخورد وابسته اند. سنگ های درونگیر آگات ها بیشتر از ایگنیمبریت و ریولیت تشکیل شده اند. رنگ های آبی، قرمز، نارنجی، خاکستری، سبز و سیاه، ساختارهای ستاره ای، گل کلمی، شعاعی، حلقوی و بافت های نواری و رشته ای در آگات ها دیده می شوند. مهم ترین عامل موثر در ایجاد رنگ آبی، مس و در ایجاد رنگ های سیاه، قرمز و دودی آهن و منگنزاند. نمونه ها صیقل خوری و شفافیت خوبی دارند. سختی آن ها 6.7 تا 7، با چگالی در حدود 2.64، فاقد خاصیت چند رنگی و فلوئورسانسی اند. از نظر ژئوشیمیایی، آلومینیم و مواد فرار کاهش محسوسی نسبت به افزایش سیلیس نشان می دهند. همچنین رفتار عناصر نادر خاکی نشانگر سرشت مشابه ماگمایی برای آگات ها است. آزمایش های متعدد نشان داد که بهترین دما برای رنگ آمیزی مصنوعی آگات های قرمز و نارنجی 500ºC و آگات های آبی روشن و تیره 550ºC است.

سنگ مادر دایک های رودنژیتی شده در منطقه نائین، به صورت آذرین (گابروهای پگماتوئیدی، میکروگابروها، دلریت ها) و به میزان بسیار کمتر، دگرگون (آمفیبولیت) شکل گرفته اند. بافت و ضخامت از پارامترهای تاثیرگذار بر رودنژیتی شدن این دایک ها به شمار می آیند. به طوری که دایک های گابروئی پگماتیتوئیدی و میکرو گابروهای کم ضخامت بیشر تحت تاثیر رودنژیتی شدن قرار گرفته اند و مراحل ابتدائی تا پیشرفته رودنژیتی شدن ایستا (به علت حضور کانی های جانشینی اپیدوت، پرهنیت، هیدروگراسولار، زنوتلیت، کلریت منیزیوم دار، ترمولیت و دیوپسید ثانویه) و نیز رودنژیتی شدن دینامیکی (به علت حضور کانی های رگه ای زنوتلیت، پرهنیت و پکتولیت) را طی کرده اند. در صورتی که دایک های دلریتی و آمفیبولیتی شده به دلیل دارا بودن بافت متراکم، تنها مراحل ابتدائی رودنژیتی شدن استایی (به دلیل وجود کانی های جانشینی اپیدوت، پرهنیت و هیدروگراسولار) را تحمل کرده اند.

سنگ های آتشفشانی پلیوسن-کواترنری در دو منطقه مجزا در جنوب خاوری-شمال باختری اصفهان با ترکیب آندزیت و داسیت برونزد دارند. بررسی داده های ژئوشیمیایی این سنگ ها و الگوی عناصر نادر و نادر خاکی نشان می دهند که این مواد آتشفشانی را مجموعه ای از سنگ های آهکی-قلیایی متوسط تا بالا تشکیل داده اند و از عناصر LREE و LILE غنی و از Nb, Ti تهی شده اند. در نمودارهای عنکبوتی بهنجار شده با کندریت نیز دارای شیب ملایمی از عناصر نادر خاکی سبک به سمت عناصر نادر خاکی سنگین بدون بی هنجاری منفی اوروپیوم هستند. این سنگ ها حاوی مقادیر بالای SiO2 و Sr/Y Sr و La/Yb و مقادیر پائین تر MgO, Y و Yb نسبت به سنگ های آتشفشانی آهکی-قلیایی معمولی هستند و نشانی از ویژگی های آداکیتی نیز در آن ها دیده می شود. بر اساس داده های ژئوشیمیایی، این سنگ ها می توانند در اثر گداخت بخشی پوسته پائینی قاره ای یا ضخیم شده، و یا قطعه فرورانده آن در عمق به آمفیبول اکلوژیت تا گارنت-آمفیبولیت تبدیل شوند. تهی شدگی از عناصر نادر خاکی سنگین نشان دهنده یک فاز باقیمانده از گداخت حاوی گارنت و هورنبلند است.

از خاستگاه، روند تکاملی، ویژگی های نهشته های بادرفتی در شمال شرق ایران و ارتباط آن ها با دیرینه اقلیم کواترنر، اطلاعات اندکی وجود دارند. بررسی های کانی شناختی، بافتی و ترکیب زمین شیمیایی بادرفت های استان گلستان نشان می دهد که خاستگاه همه سنگ های آذرین فلسیک (بیشتر گرانیتی و گرانودیوریتی) هستند. نمونه های بررسی شده ترکیب شیمیایی یکنواختی را نشان می دهند که می توانند نشانگر تاریخچه دگرسانی همسان آن ها باشد. شاخص شیمیایی دگرسانی درجات متفاوتی از هوازدگی (ضعیف تا متوسط) را در خاستگاه فلسیک پیشنهاد می کند. کانی های سنگین مشتق شده از خاستگاه ماگمایی مانند زیرکن، تورمالین، آپاتیت، تیتانیت و فیلوسیلیکات هایی مانند کلریت، بیوتیت و مسکوویت از عوامل اصلی کنترل کننده ترکیب شیمیایی سنگ اند. بررسی هایی که با میکروسکوپ الکترونی روبشی روی دانه های کوارتز انجام گرفت، نشان داد که حجم بزرگی از اجزای در اندازه سیلت در اثر فرایندهای یخساری و در عصر یخساری پلیستوسن ایجاد شده اند. این مواد سپس با بادهای مناطق خشک و نیمه خشک آسیای میانه (مانند صحراهای بزرگ ترکمنستان، تاجیکستان و ازبکستان) به حرکت در آمده و به نظر می رسد که در پشت سدهای توپوگرافیکی محلی شمال ایران بدام افتاده باشند.

بخش بزرگی از واحدهای زمین شناسی منطقه شمالشرق بیرجند را سنگ های آذرین خروجی تشکیل می دهند. بررسی ها نشان می دهند که سنگ های آذرین منطقه مورد بررسی را می توان به انواع آندزیتی، داسیتی، ریولیتی و گروهی مشتمل بر آندزیت های بازالتی و بازالت رده بندی کرد. در گروه اخیر که بر اساس خواص ژئوشیمیایی و کانی شناسی از انواع دیگر تمیز داده می شود، علاوه بر آندزیت های بازالتی دارای پتاسیم متوسط و بازالت شبه قلیایی، آندزیت های بازالتی غنی از پتاسیم و به صورت محدود بنموریت و موژه آریت نیز وجود دارند. نتایج تجزیه شیمیائی نشان می دهد که اکتیویته فورستریت در بلورهای الیوین موجود در آندزیت های بازالتی و بازالت ها از 0.67 تا 0.73 در تغییر و نوع آن ها کریزولیت است. بلورهای پیروکسن در بازالت از نوع دیوپسید، در آندزیت های بازالتی اوژیت و در آندزیت ها انستاتیت بوده و آمفیبول موجود در سنگ های حدواسط منیزیوهورنبلند – چرماکیت هورنبلند است.

گستره مورد بررسی در شمال غرب شهرستان سرو در استان آذربایجان غربی قرار گرفته است. انواع سنگ های دگرگونی در منطقه عبارتند از متابازیت ها، آهک های دگرگون شده و متاپریدوتیت ها. سنگ های متابازی در رخساره شیست سبز تا آمفیبولیت دگرگون شده اند. سنگ آهک های دگرگون شده بیشتر از مرمر و بیش از 90% ترکیب سنگ از کلسیت تشکیل شده است. متاپریدوتیت ها اغلب سرپانتینی شده و شدت سرپانتینی شدن آن ها از درجه های کم تا زیاد متغیر است. بر اساس بررسی های سنگ شناسی، کانی شناسی، مشاهدات بافتی و داده های ژئوشیمیایی، ترکیب پروتولیت سنگ های متاپریدوتیت، هارزبورگیت و لرزولیت ارزیابی می شود. بر پایه توالی فرایند های دگرگونی پی در پی دماسنجی، بالاترین دمای احتمالی برای تشکیل ترمولیت و سرپانتین در متاپریدوتیت های سرو به ترتیب در حدود 780oC و 480oC تعیین می شود. با استفاده از شیمی سنگ کل و نمودارهای ترکیب شیمیایی، نمونه های متاالترامافیک سرو در گستره پریدوتیت های دگرگون واقع شده اند. بر اساس داده های سنگ شناسی و ژئوشیمیایی، احتمال اینکه خاستگاه پوسته اقیانوسی و افیولیتی پریدوتیت های مورد بررسی باشد بیشتر است.

امروزه علاوه بر تعیین شاخص های شیمیایی ذرات گرد و غبار، بررسی ویژگی های فیزیکی و نقش آن ها در آلودگی محیط زیست نیز حائز اهمیت است. در این راستا تعداد 10 نمونه برداشته شده در سال های 1387 و 1388 در روزهای گرد و غباری با خاستگاه فرا محلی در استان خوزستان برای بررسی های کانی شناسی و ریخت شناسی مورد بررسی XRD و SEM قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی های XRD نشان داد که ترکیب کانی شناسی ذرات گرد و غبار خوزستان را می توان در سه گروه کانیایی خلاصه کرد (1) کروه کربنات (کانی غالب کلسیت) (2) گروه سیلیکات (کانی غالب کوارتز) و گروه رس ها (کانی غالب کائولن)، و مهم ترین فاز فرعی نیز کانی ژیپس است. بررسی های SEM نشان می دهد که شکل های کروی، نامنظم، منشوری و لوزی رخ مهم ترین شکل های تشکیل دهنده ذرات گرد و غبار خوزستان را تشکیل می دهند. اندازه متوسط این ذرات بین 2 تا 44 میکرومترند، که ذرات رسی کمترین اندازه و سولفاتی و کربناتی بیشترین اندازه را دارند. به طور کلی ذرات با اندازه های 2 تا 50 میکرومتر در نمونه ها پراکندگی دارند که اندازه های بین 10 تا 22 میکرومتر در نمونه های گرد و غبار خوزستان ترکیب غالبند.

در حاشیه دریاچه هامون در جنوب باختری و شمال باختری زابل، در شرق ایران، برونزدهای پراکنده ای از سنگ های آتشفشانی جوان دیده می شوند. شواهد میکروسکوپی و آنالیز شیمیایی این سنگ ها را الیوین بازالت، بازالت تا تراکی بازالت معرفی می کند. بافت های غالب این سنگ ها پورفیری، پورفیری میکرولیتی و حفره ای است. فنوکریست ها بیشتر از الیوین، کلینوپیروکسن (دیوپسید) و کمی پلاژیِوکلاز (بیشتر لابرادوریت) تشکیل شده اند. بررسی های تکتونوماگمایی سنگ های مورد بررسی نشان می دهد که این سنگ ها در داخل صفحه قاره ای بلوک هلمند تشکیل شده و ماهیت آلکالن سدیک دارند. این سنگ ها می توانند محصول فرایند کششی رخ داده در خاور ایران پس از پایان فرایند فشارشی باشند. غنی شدگی عناصر LREE نسبت به HREE نشان می دهد که ماگمای مادر احتمالا در درجه های پایین ذوب بخشی از یک خاستگاه گوشته ای گارنت لرزولیتی تشکیل شده است.

توده های گرانیتوئیدی شرق کوه های میشو (جنوب شرق مرند-استان آذربایجان شرقی) به درون نهشته های سازند کهر و سنگ های مافیک – اولترامافیک کوه های میشو تزریق شده و دارای همبری گسلی با نهشته های کربناتی تریاس هستند. این توده ها دارای تنوع ترکیبی از کوارتزمونزونیت تا گرانیت و گرانیت قلیایی بوده و با دایک های اسیدی گرانیت پورفیری و دیابازی قطع شده اند. کانی های اصلی این توده ها شامل فلدسپار قلیایی پرتیتی، کوارتز و پلاژیوکلاز سدیمی بوده و دارای مقادیر کمتری بیوتیت و آمفیبول اند. بر این اساس این توده ها جزء گرانیت های هیپرسولووس بوده و به زیر گروه A2 گرانیتوئیدهای نوع A تعلق دارند. ماگمای مولد این توده ها دارای سرشت آهکی-قلیایی تا شوشونیتی بوده و دارای بیهنجاری مثبت از LILE و LREE و بیهنجاری منفی مشخص از Ba، HREE و Eu هستند. این توده ها در یک محیط پس از برخورد و در ارتباط با حرکت های کششی پس از فاز کوهزائی هرسی نین از ذوب سنگ های پوسته ای تشکیل شده اند.

از منطقه معدنی طلا-آرسنیک-آنتیموان چشمه زرد که در جنوب غربی شهرستان نیشابور واقع شده است، تعداد 21 نمونه خاک از محل های کانی سازی و مناطق اطراف آن، آبراهه ها و زمین های کشاورزی و تعداد 7 نمونه آب از آب های آشامیدنی روستاهای حسن آباد و ارغش و چشمه های اطراف به منظور ارزیابی ژئوشیمیایی-زیست محیطی برداشت شدند. در مناطق کانی سازی رگه ای و آبراهه های مجاور آنها دو منطقه مهم از نظر بالا بودن عناصر آلاینده آرسنیک و آنتیموان شناسایی شدند: 1) کانی سازی رگه ای طلا-آرسنیک±آنتیموان در روستای متروکه چشمه زرد و 2) کانی سازی رگه ای آنتیموان-آرسنیک در جنوب شرقی روستای ارغش. بنابراین، این منطقه می تواند خاستگاه هرگونه آلودگی احتمالی بوده و اکوسیستم ناحیه را تحت تاثیر قرار دهد. مقدار آرسنیک و آنتیموان زمین های کشاورزی در مقایسه با استاندارد USEPA کمتر از حد مجاز و مطلوب است. اما متاسفانه آب آشامیدنی روستای حسن آباد از نظر آرسنیک حدود 23 برابر و آنتیموان حدود 3 برابر حد استاندارد است. این میزان بالای آرسنیک و آنتیموان اثرهای نامطلوبی روی انسان دارد. این مساله می تواند عامل سرطان های خطرناک و ضایعات پوستی شدید باشد که نیاز به بررسی تفصیلی روی علل مرگ و میر افراد این روستا دارد. لذا ضروری است تا تمهیداتی برای تامین آب آشامیدنی این روستا از منابع دیگری صورت پذیرد.