کانیشناسی، زمینشیمی و زایش کانسار منگنز زاغدره، جنوب غرب استان کرمان، پهنه سنندج - سیرجان جنوبی | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 17، شماره 1 - شماره پیاپی 66، 1405، صفحه 60-78 اصل مقاله (1.94 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2025.105906 | ||
| نویسندگان | ||
| میر محمد میری* 1؛ علیرضا زراسوندی2؛ محسن رضایی1؛ راضیه الماسی بیراوند3 | ||
| 1گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهیدچمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| 2گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| 3گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهیدچمران اهواز، اهواز، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه ذخایر منگنز در محیطهای زمینساختی مختلف از پشتههای میانی اقیانوس تا محیطهای پلاژیک و حاشیههای قارهای رخ میدهند (Evensen et al, 1978). بسته به تفاوت در منبع تامین منگنز، این ذخایر به گرمابی، آبزاد و دیاژنتیکی تقسیم میشوند (Oksuz, 2011; Polgari et al, 2012; Schmidt et al, 2014). تغییر در منشا باعث ایجاد تفاوتهای ژئوشیمیایی مشخص در این نهشتهها میشود. منطقه مورد پژوهش در جنوب غربی استان کرمان (شکل 1) میزبان ذخایر منگنز است. این ناحیه بخشی از پهنه جنوبی سنندج - سیرجان است که توالیهای سنگی مختلفی در ارتباط با فرورانش پوسته اقیانوسی نئوتتیس در زیر صفحه ریز صفحه مرکزی ایران در آن ایجاد میشود. هدف از این مطالعه، بررسی خواص کانیشناسی و ژئوشیمیایی کانسار منگنز زاغدره به منظور شناسایی منشا و پیدایش این کانسار است که تاکنون توسط محققین مورد مطالعه قرار نگرفته است. همچنین تشکیل این کانسار با برخی دیگر از کانسارهای پهنه سنندج - سیرجان مقایسه میشود تا درک بهتری از شرایط حاکم بر محیط کانیسازی اقیانوس نئوتتیس در دوران مزوزوئیک به دست آید. منطقهی مورد مطالعه زمینشناسی منطقه مورد مطالعه: از نظر تقسیمبندی ساختاری پهنههای ایران، منطقه مورد مطالعه در بخش جنوبی پهنه سنندج - سیرجان قرار میگیرد (شکل 1a). این ناحیه همانند سایر بخشهای پهنه سنندج – سیرجان از سنگهای دگرگونی، آذرین و رسوبی تشکیل شده است. سنگهای اصلی منطقه شامل آمیزه رنگی با سن کرتاسه است (شکل 1b). این سنگها بخشهای جنوبی و جنوب شرقی منطقه را پوشانده و بخشهایی از توالی افیولیتی، سنگهای آتشفشانی، چرتهای رادیولاریتی و آهکهای پلاژیک را شامل میشوند. در قسمتهای شمالی سنگهای بازالتی و آندزیتی با سن مزوزوئیک-سنوزوئیک وجود دارد. کانسار زاغدره در مرز بین رنگ افیولیتی ملانژ و سنگ آهکهای پلاژیک رخ می دهد (شکل 1b). در این منطقه، چرت های رادیولاری میزبان کانی سازی منگنز معدنی هستند (شکل 2). چرت ها به صورت لایه های میانی با سنگ آهک های پلاژیک در منطقه رخ میدهند (شکل 2a، b و c). ضخامت لایههای سنگ معدن منگنز در بخش های مختلف کانسار از 1 سانتی متر تا بیش از 1 متر متغیر است. وجود اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن (هماتیت و لیمونیت) در برخی از نقاط کانسار قابل مشاهده است (شکل 2d) که گواه وجود آهن به همراه منگنز در این کانسار است. گسلش باعث خرد شدن و بالا آمدن سنگهای آهکی و چرتهای رادیولاریت شده است. بر اساس بررسیهای میدانی، این گسلها دارای روند NW-SE و شیب 60 درجه به سمت جنوب غربی هستند. مواد و روشها به منظور بررسی زمینشیمی و کانیشناسی کانسار زاغدره، تعداد 40 نمونه از بخشهای مختلف کانسار در طی عملیاتهای صحرایی برداشت شد. مقاطع نازک- صیقلی نمونهها توسط میکروسکوپ پلاریزان با نور انعکاسی مطالعه و نمونههای متناسب با اهداف پژوهش به برای انجام آنالیزهای مربوطه به آزمایشگاه مواد معدنی فرستاده شدند. مقادیر اکسید عناصر اصلی در آزمایشگاه شرکت کانساران بینالود تهران و توسط روش XRF با دستگاه Philips PW 1480 تعیین گشتند. نتایج و بحث کانی شناسی تجزیه و تحلیل XRD نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس دو نمونه از کانسار زاغدره در شکل 3 ارائه شده است. آنالیزها نشان می دهد که کوارتز، کلسیت، برونیت و هماتیت کانیهای اصلی و فلوراپاتیت، دولومیت، کانیهای رسی و آمفیبول جزئی هستند. پیرولوزیت کانی اصلی یک نمونه است و در نمونه دیگر کانی فرعی محسوب میشود که نشان میدهد شرایط تشکیل کانسار در تمام قسمتهای آن یکنواخت نبوده است. پتروگرافی بررسیهای انجام شده بر روی مقاطع نازک - صیقلی و صیقلی، نشاندهند وجود پاراژنز یکنواخت در تمامی نمونههاست. پیرولوزیت، کانه اصلی محتوی منگنز در نمونههاست که با براونیت همراهی میشود. پیرولوزیتها عموما بهصورت دانهریز و بههمراه کوارتزهای دانهریز دیده میشود (شکل 4a). پسیلوملان و تودوروکیت نیز در برخی نمونهها شناسایی شدهاند که بهصورت رگههای نازک یا پرکننده فضاهای خالی بین دیگر دانهها رخداد دارند. کوارتز، هماتیت و کلسیت دیگر کانیهای این نمونهها هستند. بافتهای مهم در نمونههای مورد بررسی شامل کلوروفرم، میکروندولار، همزمانزایشریزدانهای و رگههای استوکورکی میباشند (شکل 4). بافت کلوروفرم (شکل 4b) که به فراوانی در نمونهها دیده میشود نشان میدهد که این کانیها در یک محیط دریایی عمیق در آنجا اکسید و هیدروکسیدهای منگنز به آرامی رسوب کردهاند شکلگرفتهاند. بافت میکروندولار (شکل 4c، d و e) از تجمعات کروی یا بیضویشکل از کانیهای منگنز در زمینهای متشکل از سیلیس ریزدانهای شکل میگیرد و شاخص محیطهای آرام رسوبی میباشد. در نمونههای مورد بررسی، هستههای این بافت از کانی براونیت ساخته شده که پوششی از پیرولوزیت آنها را دربر میگیرد (شکل 4d وe). بافت همزمانزایشریزدانهای (شکل 4f) نشاندهنده همزمانی رسوبگذاری کانیهای سیلیسی و منگنز است بوده که اغلب با شرایط دیاژنتیکی اولیه مرتبط میباشد. حضور رگههای نازک و بههم پیوسته رگههای استوکورکی پرشده از کانیهای منگنز و کوارتز (شکل 4g) نشاندهنده نفوذ سیالهای گرمابی به درون سنگ میزبان است. از دیگر مشخصات این نمونهها تناوب لایههای حاوی کانه منگنز و لایههای سیلیسی است که نشاندهنده تغییرات در شرایط رسوبگذاری و تأثیر سیالات گرمابی بر فرآیند کانهزایی میباشد (شکل 4h و i). بحث ژئوشیمی نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل کل ژئوشیمیایی سنگ نمونههای نهشته زاغدره در جدول 1 نشان داده شده است. SiO2 فراوان ترین اکسید است و مقدار آن از 46 تا 63 درصد وزنی در نمونهها متغیر است. محدوده MnO از 11 تا 19 درصد وزنی. اکسیدهای مهم دیگر عبارتند از CaO (8-14 درصد وزنی)، FeOt (8 تا 11 درصد وزنی) و Al2O3 (8/0 تا 4/1 درصد وزنی). نمودارهای همبستگی بین منگنز و آهن، کو، مس، نیکل، روی و V در شکل 6 ارائه شده است. نتایج نشان میدهد که منگنز بیشترین همبستگی را با آهن (62/0=R) و کمترین همبستگی را با نیکل (63/0-=R) دارد. نمودار تغییرات SiO2 در مقابل (Toth, 1980) Al2O3 (شکل 6a) نشان میدهد که کانسار زاغدره از سیالات گرمابی تشکیل شده است. همچنین همبستگی بین Al2O3، TiO2 و MgO را میتوان به حضور مواد آواری از جزایر کمانی (Zarrasvandi et al, 2023) و فعالیتهای آتشفشانی مجاور محیط رخداد نسبت داد. پیدایش اکسیدهای منگنز در اثر فرآیندهای مختلف و در محیطهای مختلف زمینشناسی تشکیل میشوند. به طور کلی، ذخایر منگنز به سه دسته اصلی تقسیم میشوند: رسوبی (رسوبی-دیاژنتیکی یا چینهای)، گرمابی، آبزادک و سوپرژن (Roy, 1992، Kuleshov 2011). مینارد (Maynard, 2010) نیز ذخایر منگنز را به دو نوع اولیه (ناشی از فعالیتهای گرمابی، دیاژنتیکی و آبزاد) و ثانویه (ناشی از فرآیندهای سوپرژن) تقسیم کرده است. ذخایر گرمابی از رسوب سیالات گرمابی غنی از فلز در نزدیکی پشتههای اقیانوسی، کوههای دریایی، جزایر قوس و اطراف چشمههای آب گرم زیردریایی تشکیل میشوند و فرآیندهای آبزادک (رسوب از آب دریا) و دیاژنتیک اولیه (رسوب از آب منفذی) ندولهای رسوبی Fe-Mn را در دریاها تولید میکنند. مطالعات پتروگرافی میتواند در تعیین منشاء و پیدایش ذخایر منگنز مفید باشد. رسوبات نزدیک به منبع اغلب حاوی هماتیت و کوارتز هستند که توسط مایعات گرمابی بیرون آورده شده از پوسته اقیانوسی تشکیل شدهاند. رسوبات دور از منبع با جاسپریت همراه است و در فاصلهای از پشتههای میانی اقیانوس رخ میدهد (Oksuz, 2011 Brusntinyn and Zhukov, 2012;). رسوبات گرمابی معمولاً دارای بافتهای کریستالی دانه درشت با رگههای هماتیت و کوارتز هستند، اما نهشتههای آبزاد دارای بافتهای لایه نازک و پوسته فرومنگنز هستند (Oksuz, 2011). همچنین وجود رگههای استوک و گرههای غنی از منگنز نشاندهنده تأثیر فرآیندهای گرمابی است (Maynard, 2010; Oksuz, 2011). ویژگیهای بافتی و کانیشناسی نمونههای مورد مطالعه با نهشتههای گرمابی همخوانی دارد. نمودار سه تایی Fe2O3-SiO2-MnO (Karakuş et al, 2010) نیز این موضوع را تایید میکند (شکل 6b). علاوه بر این، نسبت منگنز به آهن نیز عامل مهمی در بررسی منشا ذخایر منگنز است. نسبت منگنز/آهن در نهشتههای دریاچهای کمتر از 1، در نهشتههای آبزاد 1، و در نهشتههای گرمابی از 10 بیشتر است (Nicholson et al, 1997). این نسبت بین 17/1 تا 9/1 (جدول 1) برای نمونههای مورد مطالعه که بین کانسارهای گرمابی و آبزاد قرار دارد. همچنین، محتوای TiO2 برای ذخایر Fe-Mn آبدار بالاتر از 1 و برای کانسارهای گرمابی کمتر از 1 است (Ahmadi et al, 2019). مقادیر TiO2 نمونههای کانسار زاغدره (03/0 تا 06/0 درصد وزنی، جدول 1) با منشا گرمابی سازگار است. مقادیر برخی از عناصر جزئی مانند Ni، Cu، V، Co و Zn نیز در تعیین منشاء ذخایر منگنز مفید هستند. ذخایر گرمابی منگنز دارای غلظت نسبتا بالایی از Co، Ni و Cu در مقایسه با ذخایر گرمابی واقع در امتداد پشتههای میانی اقیانوس هستند (Toth, 1980; Usui and Someya, 1997). کبالت، ارتباط تنگاتنگی با اکسیدهای منگنز دارد و فراوانی آن به طور متوسط از ذخایر آبدار به دیاژنتیک و گرمابی کاهش مییابد (Sabatino et al, 2011). لازم به ذکر است که منگنز و کبالت با هم در یک مسیر کاتالیزوری اکسید میشوند و در نتیجه فرآیندهای میکروبی میتوانند باعث غنیشدن کبالت در ذخایر منگنز شوند (Moffett and Ho, 1996; Polgári et al, 2012). نسبت Co/Zn برای جداسازی ذخایر گرمابی و هیدروژئو مهم است. میانگین نسبتها در نهشتههای گرمابی و آبزاد به ترتیب 15/0 و 5/2 است (Toth, 1980). نسبت Co/Zn برای نمونههای کانسار زاغدره از 02/0 تا 5/0 متغیر است که با کانسارهای گرمابی همخوانی دارد. نمودارهای عناصر کمیاب ارائه شده برای تعیین منشاء رسوبات منگنز در شکل 7 نشان داده شده است. در نمودار Zn-Co-Ni، نمونهها عمدتاً در نهشتههای گرمابی قرار دارند، با این حال برخی از نمونهها در نزدیکی نهشتههای آبزاد قرار دارند (شکل 7b). در نمودار Zn+Cu+Pb+V در مقابل Ni+Co (شکل 7c)، نمونهها بین مناطق گرمابی و گرمابی قرار میگیرند. محیط رخداد ذخایر منگنز به دست آمده از سیالات گرمابی میتواند در یا نزدیک پشتههای میانی اقیانوس و به میزان کمتری در جزایر قوسی شکل بگیرد (Roy, 1992). رسوبات رسوبی با رسوب آهسته پوسته های Fe-Mn در آبهای عمیق دریایی یا فرآیندهای باکتریایی تشکیل میشوند (Toth, 1980; Usui and Someya, 1997; Jach and Dudek, 2005). کانسارهای نزدیک به پشته میان اقیانوسی دارای محتوای آهن بالاتری نسبت به سایرین هستند و به نوبه خود، محتوای TiO2 کمتری دارند (Murray, 1994; Nicholson et al, 1997; Ahmadi et al, 2019). در نمودار Al2O3/Al2O3+Fe2O3 در مقابل Fe2O3/TiO2 (شکل 8)، نمونههایی از کانسار زاغدره در نزدیکی پشته میان اقیانوسی قرار دارند، جایی که MnO توسط سیالات گرمابی مرتبط با پشته رسوب کرده است. محتوای آهن بالا و وجود هماتیت در نمونههای مورد مطالعه (شکل 4) با این امر مطابقت دارد. نتیجهگیری کانسار منگنز زاغدره در قسمت جنوبی پهنه سنندج - سیرجان و در چرتهای رادیولاریتی ملانژ رنگی افیولیتهای نئوتتیس وجود دارد. مطالعات پتروگرافی و آنالیزهای پراش اشعه ایکس نشان میدهد که کانی ذخایر شامل پیرولوزیت، برونیت، تودوروکیت، هماتیت، کوارتز و کلسیت است. بافت های اصلی عبارتند از رگههای کلروفرم، میکروندولار، انتشاری و استوکورک که توسط فرآیندهای گرمابی تشکیل شدهاند. ویژگیهای ژئوشیمیایی نمونهها مانند مقادیر زیاد Si، Fe، Zn و مقادیر کم Ni، Co و Cu با ذخایر منگنز منشا سیال گرمابی سازگار است. همچنین، نسبتهای بین Al2O3، Fe2O3، و TiO2 نشان میدهد که آنها در نزدیکی پشته میان اقیانوسی توسط سیالات گرمابی مرتبط تشکیل شدهاند. فعالیتهای آتشفشانی زیردریایی و مواد آواری از جزایر کمانی مجاور ژئوشیمی نهشته را تغییر دادع و سبب بالا رفتن محتوای آلومینیم، تیتانیم و منیزیم شده است. نتایج به دست آمده برای نهشته زاغدره با سایر نهشتههای منگنز گرمابی کوهزایی زاگرس مطابقت دارد. همچنین اختلاف در موقعیت دو کانسار مجاور نصیرآباد (منطقه نیریز) و زاغدره نشان میدهد که سیالات گرمابی سبب کانهزایی هم به صورت برجا و هم نابرجا در این بخش از اقیانوس نئوتتیس شدهاند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کانسار منگنز؛ زمینشیمی؛ گرمابی؛ افیولیت؛ کرمان؛ سنندج-سیرجان؛ نئوتتیس | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,476 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 426 |
||