بلورشناسی و کانی شناسی ایران
سال:1388 | دوره:17 | شماره:2 |تعداد مقالات:17

این کار پژوهشی به بررسی اثرهای زیست محیطی زهاب اسیدی معدن در باطله های کارخانه زغالشویی زیر آب در استان مازندران می پردازد. این کارخانه به عنوان یکی از بزرگترین و قدیمی ترین مناطق تولید کننده کنسانتره زغال در حوزه زغالی البرز مرکزی مطرح است که سالانه مقادیر زیادی باطله تولید می کند. نمونه برداری از زغالسنگ، باطله های زغالی، آب های زهکش شده از باطله ها، پساب کارخانه، کانی های ثانویه سطحی و آب رودخانه در تابستان 84 انجام شد. براساس نتایج بررسی های ژئوشیمی و کانی شناسی، کاهش شدید اکسیدهای Fe2O3 و SO3 و فلزات سنگین در انبارهای باطله در مقایسه با زغالسنگ خوراک کارخانه بیانگر فرایندهای اکسایش پیریت و تشکیل محیط های اسیدی است. واکنش اسید با کانی های کلسیت و دولومیت منجر به کاهش شدید اکسیدهای MgO، CaO و MnO در باطله ها و افزایش pH زهاب ها شده است. براساس نتایج هیدروژئوشیمی، آب های زهکشی و تراوش شده از انبارهای باطله از نوع (Na-Ca-Mg-SO4) است. در فصول خشک در اثر تبخیر هیدروسولفات های محلول، کانی های ثانویه بلودیت به طور گسترده ای در سطح انبارهای باطله تشکیل شده است. ورود این زهاب ها به رودخانه سبب ته نشینی گئوتیت، هیدروکسیدهای آمورف آهن و کلسیت می شود. بر پایه مدل سازی هیدروژئوشیمیایی معلوم شد که گئوتیت و هیدروکسیدهای آهن همراه با کانی های کربناته (کلسیت، دولومیت و آراگونیت) در حال تشکیل است. بنابر نمودارهای گیبس، لیتولوژی پدیده غالب و مهمترین عامل افزایش غلظت یونی در آب های تراوش شده از باطله ها و آب رودخانه است. میزان SO4, PO4, Sr, Ca, Sb و Bi در آب های تراوش شده از باطله ها و پساب کارخانه زغالشویی بیشتر از حد استاندارد بوده که می تواند منجر به آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی منطقه شود. با توجه به تخلیه باطله ها در حریم رودخانه برای جلوگیری از آلودگی، انتقال باطله ها به مکانی با سیستم زهکشی و تصفیه مناسب ضروری به نظر می رسد.

کوه آتشفشان تفتان در جنوب خاوری ایران، استان سیستان و بلوچستان، و به فاصله حدود یکصد کیلومتری جنوب و جنوب خاوری شهر زاهدان قرار دارد. از دیدگاه زمین شناسی این آتشفشان در انتهای زون ساختاری فلیش نبهندان- خاش و شمال زون مکران واقع شده است. بررسی های صحرایی، سنگ شناختی، و ژئوشیمیایی نشان می دهد که سنگ های این آتشفشان اغلب دارای ترکیب آندزیتی تا داسیتی اند. سنگ های این آتشفشان تنوع کانیایی زیادی ندارد و معمولا از کانی های اصلی پلاژیوکلاز، کوارتز، بیوتیت، هورنبلند، و پیروکسن تشکیل شده اند. ریز پردازهای انجام شده روی کانی های این سنگ ها نشان می دهد که پلاژیوکلازها فراوان، اغلب دارای منطقه بندی وارون، نرمال و نوسانی بوده و گستره ترکیبی آن ها از آندزین تا لابرادوریت است. مقادیر اکسید سیلیسیم آن ها معمولا از 57.2 تا 60.2 درصد وزنی متغیر است. تغییرات ترکیبی پلاژیوکلازها از مرکز تا حاشیه کاملا مشهود و مطابق با شواهد میکروسکوپی آن ها بوده که احتمالا حاصل عواملی چون تغییر ترکیب شیمیایی ماگما توام با تغییرات فشار، اختلاط ماگمایی و تغییرات فشار بخار آب در این آتشفشان است. فرمول ساختاری آمفیبول ها، میکاها و پیروکسن های موجود در سنگ ها این آتشفشان نشان می دهد که ترکیب آن ها غالبا بترتیب هورنبلند منیزیم دار، بیوتیت، هیپرستن و دیوپسید است.

توده نفوذی کلیبر به وسعت 750km2 در شمال آذربایجان خاوری، در شمال باختری ایران واقع شده است. این توده بخشی از نوار ماگمایی البرز باختری- آذربایجان است که در ارتباط با فاز زمین ساختی پیرنه از زمان ائوسن فوقانی تا الیگو- میوسن در پوسته قاره ای آذربایجان نفوذ کرده است. سنگ های تشکیل دهنده باتولیت کلیبر شامل مجموعه ای از نفلین سینیت، سینیت، نفلین دیوریت و به طور پراکنده دیوریت و میکروگرانیت است. کانی های اصلی نفلین سینیت ها شامل ارتوکلاز، پلاژیوکلاز، آمفیبول، بیوتیت و نفلین است. کلینوپیروکسن، پلاژیوکلاز، آمفیبول و نفلین کانی های تشکیل دهنده نفلین دیوریت ها هستند. گارنت تیتانیوم دار کانی فرعی مهم در پاراژنز نفلین سینیت ها و نفلین دیوریت ها مورد بررسی است. مقدار TiO2 در ترکیب گارنت های تیتانیوم دار تجزیه شده در تفلین سینیت در حدود 1.5wt%-5wt% است. ترکیب اعضای نهایی کانی ها به صورت Adr67-78 mole% Grs21-33 mole% Uva0.1 mole% است. گارنت در نفلین سینیت به صورت بلورهای مجزا شکل دار تا نیمه شکل دار و به رنگ قهوه ای سرخ تا قهوه ای تیره است که از لحاظ ویژگی های کانی شناسی متفاوت از گارنت بی شکل، اسکلتی، ریز دانه با رنگ قهوه ای روشن در نفلین دیوریت است. بررسی ترکیب شیمیایی، روابط بافتی و ویژگی های کانی شناسی نشان داد که گارنت تیتانیوم دار در نفلین سینیت های کلیبر خاستگاه ماگمایی داشته، در صورتی که تشکیل گارنت دگرنهاد محدود به سنگ های نفلین دیوریت است.

سنگ های آتشفشانی ترشیری شمال و باختر بیرجند شامل داسیت، آندزیت، آندزیت بازالتی، تراکی آندزیتی و ریولیت بوده و به سری ماگمای آهکی- قلیایی تعلق دارند. شواهد کانی شناسی، سنگ شناسی و ژئوشیمیایی نشان می دهد که محل تشکیل این سنگ ها با حاشیه فعال قاره ای مطابقت دارد. آندزیت ها و داسیت ها غالبا به صورت گنبدهای آتشفشانی و یا به صورت دایکی، سنگ های قدیم تر منطقه، شامل افیولیت ملانژ اواخر کرتاسه و فلیش های اواخر کرتاسه و پالئوسن را قطع می کند. یکی از بارزترین ویژگی های این سنگ ها حضور برونبوم های متفاوت در آن هاست. این برونیوم ها شامل انواع زینولیتی و انولیتی می شوند. زینولیت ها شامل هورنفلس های پلیتی، آمفیبولیتی و گنیس های تونالیتی و اتولیت ها از نوع آندزیتی (دیوریتی) و داسیتی (تونالیتی) می شوند. زینولیت ها قطعات کنده شده از واحدهای افیولیت ملانژ و فلیشی کرتاسه است که حین صعود ماگما به درون آن سقوط کرده و حداقل دستخوش دو نوع دگرگونی شده اند. دگرگونی اول از نوع گرما جنبشی بوده که به جایگیری افیولیت ها بر پوسته قاره ای وابسته است. طی این دگرگونی، واحدهای فلیشی به اسلیت، فیلیت و میکائیست؛ واحدهای بازیک مجموعه افیولیتی به آمفیبولیت و واحدهای اسیدی آن به گنیس تونالیتی تبدیل شده است. دگرگونی دوم از نوع مجاورتی و ناشی از تاثیر گرمای ماگمای مادر گدازه ها بر برونیوم ها بوده، به طوری که آن ها را تا درجات متوسط و شدید دگرگون کرده است.

تنوع سنگ شناسی متعلق به اواخر پرکامبرین تا عهد حاضر و شرایط مناسب کانی سازی موجب تشکیل کانسار طلا و آرسنیک زرشوران در افق کانه دار شامل شیست های سیاه، شیل، سنگ آهک و دولومیت شده است. پاراژنز کانه ها شامل سولفیدهای آرسنیک آنتیموان، آهن، سرب، روی و جیوه همراه با طلا، فلوریت، باریت و کوارتز است. مهمترین دگرسانی از نوع سیلیسی است که اغلب در افق کانه دار گسترش یافته و توده هایی از جاسپروئید را به وجود آورده است. طلا در این کانسار به صورت ذرت بسیار ریز است و به ندرت به صورت قابل دید یافت می شود. کانی کمیاب گچلیت در کانسنگ آرسنیکی کانسار زرشوان به صورت یک کانی سرخ رنگ با رخ (001) یافت شده است. این کانی از نظر پاراژنتیکی به عنوان کانی حد واسط سولفیدهای آرسنیک و آنتیموان به وجود آمده است. با توجه به حضور کانی گچلیت در برخی از کانسارهای طلایی اپی ترمال، وجود این کانی می تواند نشان دهنده احتمال رخداد طلا در این نوع کانسارها باشد.

منطقه دیلمان در البرز باختری و در نزدیکی مرز بین زون های ساختاری البرز مرکزی و باختری روی سنگ های آتشفشانی پالئوزون قرار دارد. توالی پالئوژن در این ناحیه شامل سه فاز جداگانه است که هر کدام یک مرحله از فعالیت های آتشفشانی را به نمایش می گذارد. هدف اصلی این کار پژوهشی، بررسی توالی سنگ شناسی و ویژگی های ژئوشیمیایی سنگ های آتشفشانی فاز دو با سن احتمالی الیگوسن است. سنگ های فاز دو در این ناحیه خود از سه بخش (زیرواحد) مجزا تشکیل شده است که از قدیمی ترین به جدیدترین عبارتند از: زیر واحد یک: گدازه های بازالتی و آندزیت بازالتی، زیر واحد دو: توف های درشت دانه و ریز دانه و برش آتشفشانی، زیر واحد سه: توف های آندزیتی همراه با عدسی های آندزیتی، بررسی ژئوشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب گدازه ها نشان می دهد که این سنگ ها در قلمرو کالکوآلکالن قرار می گیرند که بیشتر شاخص قوس های آتشفشانی هستند در عین حال، شباهت هایی میان الگوهای REE آن ها وجود دارد، از جمله این که همه آن ها از نظر LREE ها بسیار غنی شده ترند و HREEها نیز الگوهای تخت را به نمایش می گذارند، بی هنجاری منفی Eu نیز در همه الگوها مشترک است. بنابراین ماگماهای تشکیل دهنده این سنگ ها از یک خاستگاه مشترک فاقد گارنت ولی حاوی فلدسپات سرچشمه گرفته اند. داده های وابسته به عناصر کمیاب غیرمتحرک مانند Cr و Th نیز وابستگی آن ها را به قوس های آتشفشانی تایید می کند.

بازالت های جواهر دشت تنوع ترکیبی بین اولیوین بازالت ها تا آندزیت های بازالتی کوارتزدار نشان می دهند بنابراین بررسی های سنگ شناختی تفریق کانی های کلینوپیروکسن و اولیوین عامل اصلی تنوع سنگ شناسی بازالت های منطقه است. خوردگی خلیجی و حاشیه های دندانه دار و نا هم رنگ بودن حاشیه فنوکریست های کلینوپیروکسن با دانه های پیروکسن خمیره، بیانگر یک حالت عدم تعادل و از شواهد سنگ شناختی آلایش پوسته ای این بازالت هاست. همبستگی های مثبت CaO و CaO/Al2O3 و Cr با Mg# و CaO/Al2O3 با Sc و همبستگی منفی Al2O3 با Mg# از شاخصه های ژئوشیمیایی تفریق کلینوپیروکسن و اولیوین در سیر تکامل ماگمایی سنگ های منطقه است. نسبت های بالاتری Ba/Zr، Pb/Nd و نسبت پایین Ce/Pb و همبستگی مثبت SiO2 و Rb با 87Sr/86Sr و همبستگی منفی ایزوتوپ های Nd-Sr، حکایت از آلایش این بازالت ها با پوسته قاره ای دارد.

براساس نتایج حاصل از گرما- فشارسنجی آمفیبول های موجود در سنگ های آتشفشانی و نیمه عمیق حاصل از آتشفشانی ژوراسیک فوقانی در بخش مرکزی زون سنندج- سیرجان، واقع در شمال شهرکرد به روش های هاماراستروم، اشمیت- جانسون- رادرفورد و هالیستر، این کانی ها در دماهایی بین 635 تا 715 درجه سانتیگراد و فشارهای 3.52 تا 7.5 کیلوبار و معادل 20 تا 25 کیلومتر عمق تشکیل شده اند. نتایج محاسبات به دست آمده در تعیین فشار حاکم بر تشکیل آمفیبول ها از دقت متوسطی برخوردار بوده اند. پایین بودن میزان Fet/(Fet+Mg) در آمفیبول های یاد شده و به طور کلی پایین بودن نرخ افزایش پارامتر مورد نظر از ویژگی بارز مجموعه های ماگمایی آهکی- قلیایی است. دما، فشار و عمق به دست آمده برای آمفیبول های مورد بررسی که غالبا هستنگزیت تا منیزیو هستنگزیت اند، با شرایط پایداری هورنبلند سبز سازگار بوده و موید شکل گیری این گروه از آمفیبول ها در یک زون فرورانش همراه با ماگماتیسم آهکی- قلیایی است، به طوری که عمق بیشینه ی تشکیل آمفیبول ها روی قطعه ی فرورانده، 25 کیلومتر و با توجه به فاصله ی مجموعه سنگ های آتشفشانی و نیمه عمیق در بردارنده این کانی ها تا گسل زاگرس که حدود 35 کیلومتر است، زاویه ی فرورانش کمتر از 45 درجه ارزیابی می شود. با توجه به مقادیر Aliv>1.5 در آمفیبول های مورد بررسی، سنگ های حامل این کانی ها در قلمرو جزائر قوسی قرار می گیرند. این مجموعه سنگ های آذرین یکی از جزایر قوسی ژوراسیک مورد انتظار و گمنامی است که در کمربند کوهزاد زاگرس حضور آن پیش بینی شده است.

نتایج تجزیه ریزگمانه الکترونی (EPMA) انواع آمفیبول ها در توده گرانیتوئیدی آستانه و سنگ های نیمه آتشفشانی آن واقع در زون سنندج- سیرجان وجود چهار نوع آمفیبول را در این سنگ ها نشان می دهد. ترکیب آمفیبول ها از منیزیوهورنبلند در تونالیت و برونبوم های کوارتزدیوریتی، اکتینولیت در گرانودیوریت و مونزوگرانیت، پارگازیت در برونبوم های داسیتی و آنتوفیلیت حاصل از تجزیه اورتوپیروکسن در یک نمونه تونالیتی متغیر است. همه این آمفیبول ها در فوگاسیته بالای اکسیژن تشکیل می شوند که نشانه سری مگنتیتی ایشیهارا و I بودن نوع این گرانیت هاست. روش های متفاوت محاسبه فشار و دمای تشکیل آمفیبول ها نشان می دهد که پارگازیت برونبوم های داسیتی در گستره فشار و دماهای بالاتر از 767°C) و (6.6Kbar نسبت به منیزیوهورنبلند در برونبوم کوارتزدیوریتی 734°C) و (2.8Kbar و منیزیوهورنبلند در تونالیت های منطقه 708°C) و (1.4Kbar تشیکل شده است.

منطقه خضرآباد، در جنوب خاوری یزد در ایران مرکزی و در برخورد با بازون آتشفشانی- نفوذی ایران (ارومیه- دختر) قرار دارد. کانسارهای مس پورفیری علی آباد  دره زرشک به عنوان مهمترین کانسارهای این منطقه، به فعالیت های ماگمایی الیگو- میوسن (میلیون سال (15-28 وابستگی دارند. این کانسارها با سنگ های گرانیتوئیدی منطقه شامل کوارتز مونزونیت، کوارتز دیوریت، گرانودیوریت و گرانیت همراهند. هدف از این کار پژوهشی استفاده از روش رد شکافت آپاتیت بر توده های گرانیتوئیدی میزبان کانه زایی مس پورفیری (علی آباد و دره زرشک) در منطقه مورد بررسی و بررسی شرایط گرمایی و زمان بالاآمدگی سنگ های پورفیری این منطقه بوده است. در این راستا کانی آپاتیت از نمونه های سنگ های گرانیتوئیدی با کانه زائی مس مورد آنالیز رد شکافت قرار گرفته است. نتایج حاصل از این کار پژوهشی نشان می دهند که فاز نفوذی کانه دار در این منطقه در گستره زمانی کوتاهی در حدود 1 میلیون سال رخ داده است 22.7) تا 23.4 میلیون سال). آغاز بالاآمدگی و یا سردشدن درنمونه ها تقریبا مشابه و در حدود 21.5 تا 22.6 میلیون سال بوده است که تقریبا در گستره زمانی میوسن میانی تا بالایی قرار می گیرد.

بلور زیرکن در سیستم چهارگوشی متبلور می شود و ثبت کننده رویدادهای مختلف زمین شناسی در ساختار خارجی و بافت درونی خود است. رشد و تبلور زیرکن تابعی از دمای تبلور، ترکیب و محتوی آب ماگما است. گونه شناسی بلورهای زیرکن گرانیت قلعه دژ غالبا در گستره P5 رده بندی پوپین (1990) قرار می گیرند که دال بر خاستگاه گوشته ای بودن آن است. ریخت شناسی غالب دانه های زیرکن برتری منشورهای {100} بر {110} و هرم های {101} بر {211} را آشکار می سازد. این ریخت شناسی غالب، بالا بودن میزان قلیائیت، دمای تبلور 850 درجه سانتی گراد و ماهیت خشک یک ماگمای قلیایی را برای این گرانیت ها نشان می دهد. عدم وجود بر هم رشدی هیدروزیرکن نشانگر ماگمای خشک است. همچنین دماسنجی اشباع از زیرکن نیز میانگین دمای در حدود 835 درجه سانتی گراد را نشان می دهد. تمامی نتایج بالا با شواهد ژئوشیمیایی و سنگ شناختی قابل تایید است و با ماگمای گرانیتی نوع A با خاستگاه گوشته ایی و پوسته ایی همخوانی دارد.

پهنه کانی زایی کمرتلار در منطقه گزیک در درون افیولیت ملانژهای زون جوش خورده سیستان، در خاور ایران قرار گرفته است. توده های معدنی منگنزدار کمرتلار به شکل رخنمون های ناپیوسته همراه با چرت های رادیولاریتی و سنگ های متااسپیلیتی هستند. شواهد صحرایی و بررسی ترانشه های حفر شده در محل، نشان از کانه زایی منگنز تا عمق کم  بدون گسترش جانبی پیوسته دارد. کانی های منگنزدار آن براونایت، بیکسبیایت و پیرولوزایت، و باطله اصلی آن سیلیس است. کانه های منگنز اغلب به صورت رگه ای و رگچه ای و نیامی اند که شاهدی بر تحرک دوباره منگنز طی عملکرد محلول های گرمایی است. در این شاخص سه سیمای کانی زایی همزادی، درون زادی و روزادی منگنز تشخیص داده شدند. این کانی زایی در یک محیط ته نشستی طی فرایندهای برون دمی در بستر اقیانوس رخ داده است.