Document Type : Original Article
Authors
1 Shahid Beheshti University, Shahid Shahriari Square, Daneshjou Boulevard, Shahid Chamran Highway, Tehran, Iran
2 Earth Sciences Facility, Shahid Beheshti University, Tehran
Abstract
Keywords
Main Subjects
آگات یا عقیق از خانواده کوارتزهای رشتهای و گروه کلسدونی به‌شمار می‌رود که برای نخستین‌بار در جزیرة سیسیل ایتالیا معرفی شدند (Bauer, 1977). آگاتها معمولاً از نوارهای پیدرپی کلسدونی و کوارتز ساخته شده‌اند که به‌علت داشتن اکسیدهای فلزی به رنگ‌های گوناگون دیده می‌شوند. این کانی از محلولهای سرشار از سیلیس با خاستگاه‌های گوناگون پدید میآید. با اینکه شرایط پیدایش کانیهای خانواده کلسدونی و از جمله آگاتها یکسان است، اما تغییرات شرایط زایشی رنگ، ساخت و بافتهای گوناگونی را در آنها پدید می‌آورد؛ به‌گونه‌ای‌که گاه شرایط به‌گونه‌ای است که آگات‌های پدیدآمده ارزش گوهری پیدا میکنند و از آنها به‌عنوان سنگهای قیمتی یا نیمهقیمتی یاد می‌شود (Yazdi et al., 2016).
ایران از کشورهایی است که پتانسیل کانیهای گروه سیلیس، به‌ویژه خانواده کلسدونی را دارد. در استانهای آذربایجانشرقی، قم، سمنان، یزد و خراسان‌جنوبی، بررسی‌هایی در زمینة اکتشاف آگات یا عقیق انجام شده‌اند (Nabavi, 1976; Hajalilu et al., 2011). آگات‌های میانه در آذربایجانشرقی از مواردی هستند که به‌تازگی Hajalilu و همکاران (2011) آنها را از دیدگاه زمین‌شناسی و گوهرشناسی بررسی کرده‌اند. آنها سنگ درونگیر آگات‌های میانه را عموماً ایگنمبریت و ریولیت و آگاتها را از نوع پرکنندة حفره‌های این سنگ‌ها دانستند و برای آنها صیقلخوری و شفافیت مناسب با نبود ویژگی چندرنگی و فلوئورسانسی به‌دست آوردند. در بررسی دیگر روی آگات‌های ترود در استان سمنان، خاستگاه سیلیس تأمین‌کننده آگات‌های ترود از زمینة سنگهای آتشفشانی دانسته شده است (Shaikhi Geshlag and Ghorbai, 2016). Rezapour و همکاران (2019) آزاد‌شدن سیلیس در پی تجزیة کانیهای سیلیکاته را برای پیدایش کوارتزهای رنگی منطقة قهرود پیشنهاد کرده‌اند.
منطقة فردوس در استان خراسان جنوبی از دیگر مناطق توانمند برای اکتشاف آگات‌های با ارزش گوهری است که از دیرباز نمونه‌های پراکنده آن تراش و صیقل خورده‌‌اند و در بازار به‌عنوان نمونه‌های نیمهقیمتی موجود هستند (شکل 1).
شکل 1- تصویرهایی از آگات‌های تراش‌خوردة منطقة فردوس موجود در بازار
منطقة فردوس در شمال بلوک لوت عموماً از سنگهای آتشفشانی سنوزوییک فراگرفته شده است و گسترش آگاتها در میان این سنگ‌ها روی داده است. بررسی‌های زمین‌شناسی Ahmadirouhani و همکاران (2017) پیدایش سنگهای آتشفشانی ائوسن در شمال بلوک لوت را به یک پهنة فرورانشی مرتبط دانستهاند. البته این نتایج را بررسی‌های دیگر نیز ثابت کرده‌اند (Pang et al., 2012; Zarrinkoub et al., 2012; Yousefzadeh et al., 2019; Amirteymoori et al., 2019). تودههای ماگمایی شمال فردوس در منطقة بجستان بیشتر ترکیب گرانیتوییدی دارند و از نوع S هستند که در دو بازۀ زمانی کرتاسه و الیگوسن پدید آمده‌اند (Ahmadirouhani et al., 2017)؛ اما تودههای منطقة کجه در شمال‌باختری فردوس از نوع A هستند و سن الیگو- میوسن دارند و همراه با کانیزایی مس و ناهنجاریهای Ag، Zn، Au و Pb همراه هستند (Karimpour et al., 2008). بررسی که از دیدگاه بافت و ساخت، روی آگات‌های این منطقه انجام شده است نشان‌دهندة اینست که کانیزایی آگات در پی نفوذ و نشست سیال‌های گرمابی درون شکستگیها و حفره‌های موجود در سنگهای آتشفشانی رخ داده است (Aghaei et al., 2018). در این پژوهش، تلاش شده است برپایة شواهد و یافتههای صحرایی، ساخت و بافت، زمین‌شیمی کل سنگ و بررسی‌های سیال‌های درگیر روی آگات‌های منطقة فردوس (از 34 درجه و 12 دقیقه تا 34 درجه و 1 دقیقه عرض شمالی و 58 درجه و 3 دقیقه تا 13 دقیقه طول خاوری)، نخست به پیدایش و خاستگاه سیلیس تأمین‌کنندة برای آگات‌های منطقه پی برده شود و در ادامه، عوامل زمین‌شیمیایی مؤثر بر رنگ‌های آگاتها بررسی شوند.
زمین‌شناسی منطقه
منطقة فردوس در شمال‌خاوری خردقارة ایران‌مرکزی در بلوک لوت جای دارد (شکل 2- A). بلوک لوت بهشکل تودهای کشیده و پایدار با روند شمالی- جنوبی است (Aghanabati, 2004). بیشتر واحدهای سنگ‌شناسی آن از سنگهای آتشفشانی و رسوبات خشکی هستند (شکل 2- B). از دوران پالئوزوییک، تنها آهکهای پرمین در برخی نقاط رخنمون دارند. پایداری بلوک لوت را به فرایندهای کوهزایی تریاس پایانی نسبت می‌دهند (Aghanabati, 2004). رخنمون کهنترین واحدهای سنگی در منطقة فردوس مربوط به واحدهای رسوبی ژوراسیک است (شکل 2- B) که از ماسهسنگ، شیل، مارن و آهک ساخته شده‌اند (Pour Latifi, 2003).
سنگهای آتشفشانی ائوسن بیشترین گستردگی سنگهای منطقه را دربر گرفتهاند. این سنگ‌ها از دیدگاه ترکیب بسیار گوناگون هستند و بیشترشان میزبان کانیهای گروه کوارتز هستند. این سنگهای آتشفشانی در برخی بخشها میانلایههای از شیل و آهک دارند که گویای یک فرایند آتشفشانی درونحوضهای هستند. توفها عموماً قاعدة سنگهای آتشفشانی ائوسن را می‌سازند و روی واحدهای رسوبی ژوراسیک به‌صورت دگرشیب جای گرفتهاند (شکل 3- A). این سنگ‌ها رنگ‌های روشن تا سرخ رنگ دارند. ایگنمبریت با رنگ صورتی و فنوکریستهای درشت با ظاهر نواری و ضخامتهای متفاوت در منطقه دیده می‌شود (شکل‌های 3- B و 3- C). سنگهای آتشفشانی فلسیک (ریولیت و ریوداسیتها) فراوانی کمتری در منطقه دارند و ضخامت بیشتر گدازههای آنها محدود است. پرلیت به‌طور محلی در تجمع‌های کوچک در میان توفها دیده می‌شود. رنگ عمومی آن تیره است. سنگهای مافیک و حد واسط با ترکیب بیشتر تراکیآندزیت و آندزیت بیشترین گسترش را در منطقه دارد (شکل 2- B) و جوانترین فاز آتشفشانی در منطقه را نشان می‌دهند (شکل 3- B). آنها تا اندازه‌ای دچار دگرسانی کلریتی شده‌اند (شکل 3- D). بیشتر تجمع‌های سیلیسی در مجاورت سازندهای شیشهای دیده می‌شود. در زمینة توفها گرهکهای کوچک سیلیسی دیده می‌شوند (شکل 3- E).
شکل 2- جایگاه منطقة فردوس در نقشه‌های سادة زمین‌شناسی ایران و خردقاره ایران‌مرکزی (Aghanabati, 2004)؛ B) نقشة ساده‌شدة زمین‌شناسی منطقه فردوس (برگرفته از Eftekharnezhad و همکاران (1977) با تغییرات)
روی واحدهای ائوسن، واحد کنگلومرای نئوژن جای گرفته است که قطعات آتشفشانی گردشده و رسوبی ژوراسیک دارد. فعالیتهای زمین‌ساختی روی واحدهای نئوژن و لایههای کنگلومرایی تأثیر داشته است. زمین‌ساخت غالب منطقه مربوط به چینخوردگی واحدهای رسوبی ژوراسیک است. بیشتر گسلهای منطقه راستالغز و رورانده هستند. تأثیر فعالیتهای زمین‌ساختی شکستگیهایی درون سنگهای آتشفشانی پدید آورده است. برخی از شکستگیهای سنگهای آتشفشانی و کنگلومرای نئوژن با رگههای سیلیس پر شده‌اند. هماتیتیشدن و کلریتیشدن از دگرسانیهایِ منطقه هستند که سنگهای آتشفشانی را تحت‌تأثیر قرار دادهاند. در برخی بخشها، رگههای سیلیسی در میان پهنههای دگرسان شده گسترش دارند و قطعاتی از سنگهای دگرسان‌شده را فراگرفتهاند (شکل 4). این شواهد گویای اینست که زایش کانیهای سیلیسی پس از فرایند غالب زمین‌ساختی و دگرسانی منطقه رخ داده است.
شکل 3- A) نمایی از سنگهای آتشفشانی پالئوژن که روی سنگهای رسوبی ژوراسیک جای دارند (دید رو به شمال‌خاوری)؛ B) نمایی از تراکیآندزیت (سنگهای حد واسط) که روی ایگنمبریت جای دارند (دید رو به شمال‌باختری)؛ C) نمایی از سنگهای آتشفشانی فلسیک منطقه (دید رو به شمال‌باختری)؛ D) نمایی از تراکیآندزیتها (سنگهای حد واسط) که تا اندازه‌ای کلریتی شده‌اند؛ E) نمایی از گرهکهای کوارتز (کوارتز کروی یا تخم‌مرغی) با رنگ سبز (علامتگذاریشده) درون توفها
شکل 4- نمایی از تجمع‌های سیلیسی که قطعه‌های سنگ میزبان دگرسان‌شده را (علامتگذاری شده‌اند) در خود فرا گرفتهاند
روش انجام پژوهش
پس از بررسی‌های زمین‌شناسی و برداشت ویژگی‌های زمین‌شناسی آگاتها و بررسی ویژگی‌های ساختاری، برای بررسی‌های بافتی از نمونه‌ها مقطع‌های میکروسکوپی ساخته شد. برپایة ویژگی‌های صحرایی و میکروسکوپی آگاتها هشت نمونه (دو نمونه سرخ‌رنگ (رگه‌ای)، دو نمونه آگات آبی (غیررگهای)، یک نمونه کوارتزدودی (رگه‌ای)، دو نمونه آمتیست بنفش (غیررگهای)، و یک نمونه درّکوهی (غیررگهای)) برای تجزیة کل سنگ برگزیده شدند. نمونه‌های برگزیده‌شده پس از پودر‌شدن، برای تجزیة زمین‌شیمیایی به آزمایشگاه MS Analytical در کشور کانادا فرستاده شدند تا به روش ذوب قلیایی و با دستگاه ICP-MS و ICP-OES تجزیه شدند. برای بررسی سیال‌های درگیر در آگاتها از 6 نمونه آگات، مقطع‌های دوبر صیقل به ضخامت چند میکرون تهیه شدند. بررسی سنگ‌نگاری برای تعیین نوع میانبار سیال، فازها، شکل، ابعاد آنها انجام شد. سپس نمونة دوبر صیقل آماده‌سازی‌‌شده با حلال از پلاک جداسازی شد. قطعة کوچکی از نقطه‌هایی که میانبار سیال داشتند در محل استیج گذاشته شد. بررسی‌های ریزدماسنجی روی آنها انجام شدند. در سازمان زمین‌شناسی و اکتشاف معدنی ایران، میانبارهای سیال با به‌کارگیری میکروسکوپ پلاریزان Nikon مدل Ep200 شد که به عدسیهای شییی 10X، 50X و 100X مجهز بود، بررسی شدند. اندازه‌گیری‌های ریزدماسنجی با استیج گرم و سردکنندة مدل MDS600 (ساخت شرکت Linkam) با تغییرات دمایی در بازة 190 تا 600+ درجة سانتیگراد و سیستم نمایش همزمان متصل به کامپیوتر (با توانایی عکسبرداری و تصویربرداری) انجام شدند. کلیه مراحل کار با استفاده از نرم افزار MDS و مانیتورینگ همزمان انجام شد. برای ارزیابی درصد شوری، دانسیته و ترسیم نمودار، نرمافزار مدلینگ PVTX (Software Modelling for Fluid Inclusion, V2.6) به‌کار گرفته شد که شرکت Linkam آن را طراحی کرده است.
ویژگی‌های ساختی و بافتی
بیشترین پراکنش سازندهای سیلیسی در منطقة فردوس در شمال این شهر در میان سنگهای آتشفشانی پالئوژن دیده می‌شود. در بررسی‌های صحرایی، سازندهای کوارتزدار در منطقة فردوس بیشتر پرکنندة حفره‌هایِ سنگ میزبان با ترکیب بیشتر آتشفشانی هستند. با وجود این، کانیهای کوارتز در این منطقه، در رگههای سیلیسی نازک (به اندازة چند سانتیمتر) نیز دیده می‌شوند.
ساختهای رگه‌ای، بلوردانی، حلقوی، نواری، ستارهای و گلکلمی و گاه خزه‌ای و کروی از ساختهای مهمی هستند که پرکنندة حفره‌ها به شمار می‌روند.
در ساخت رگه‌ای (شکل 5- A) تجمع‌های سیلیس بیشتر به‌صورت رگه و رگچه هایی دیده می‌شوند و بیشترشان سنگهای حد واسط و به میزان کمتر، توفهای منطقه را قطع کرده‌اند. توفها و سنگهای آذرین بیرونی با ترکیب حد واسط، سنگ میزبان رگهها و ساختهای متفاوت سیلیسی هستند. ساخت رگه‌ای در میان کوارتزها بسیار متداول است و در این محدوده نیز با توجه به پویایی به لحاظ زمین‌ساختی، حجم چشمگیری دارند.
ساخت بلوردانی (موزاییکی) با تجمع ریزبلورهای کوارتز، به شکلی شناخته می‌شوند که بلورهای کوارتز، بیقاعدگی شدید و حالت درهمنفوذکردهای را در حاشیة دانهها نشان می‌دهند (شکل 5- B). در این ساخت، بلورها حالت در‌هم‌رفته و فشرده دارند.
ساخت حلقوی (ژئودی) با نوارهای نیمه‌موازی، باریک و متوالی با اندازة بلورهای مختلف و رنگ‌های متفاوت شناخته می‌شوند. این ساخت در نمونه‌های بررسی‌شده در قشر بیرونی به‌صورت نهان‌بلور و در به‌صورت بخش‌های درونی بلورین است (شکل 5- C). این ویژگی نشان‌دهندة نهشت پیدرپی فاز سیلیکاتی به‌صورت سریع (کالسدونی) و آرام (کوارتز درشت‌دانه) از محلولهای سرشار از سیلیس است.
برخی آگاتها به‌طور کامل لایهبندی نواری دارند و در برخی نمونه‌ها، تغییراتی در میان لایههای یک نوار نشان می‌دهند که گویای ساخت نواری هستند (شکل 5- D). نیروی کشش به دیواره ساخت حلقوی را پدید می‌آورد؛ با این تفاوت که نوارهای فراوان و متوالی در پی این فرایند پدید می‌‌آیند و نوارهای هم‌مرکزی را پدید میآورند (Petranek, 2004). سازنده‌های کلوییدی سیلیس (SiOH) تحت‌تأثیر نیروی وزن و گرانش تهنشین می‌شوند و آگات‌های با لایهبندی را می‌سازند. این نوع لایهبندی پیامد تهنشینی و سفت‌شدن اسیدهای سیلیسی به‌علت نیروی گرانش است (Petranek, 2004) و به بخش‌های پایینی آگات محدود می‌شود. شرایط مساعد برای تهنشست لایهبندی نواری شاید گاه به پایان برسد و دوباره تکرار شود. تغییر رنگ در میان لایههای یک نوار نیز شاید دیده شود. تغییر رنگ و ضخامت نوارها محسوس است و فرمهای بسیار زیبایی را نقش‌آفرینی کرده است. نوارهایی به رنگ‌های سفید، نارنجی، سرخ و در پارهای نقاط، به رنگ صورتی در این محدوده چشم‌نوازی میکنند. فاصلة میان نوارها کم است و با تغییر رنگ، ضخامت و یا جنس از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند. ازآنجایی‌که در این نوع لایهبندی، نوارها از ژل سیلیسی خاستگاه می‌گیرند و برپایة نیروی گرانش و معمولاً در دمای پایین تهنشست می‌شوند، همانند فرایند رسوبگذاری، حالت افقی دارند. وجود این بافت گویای آب و هوای گرمسیری و نیمه‌گرمسیری مرطوب محیط است (Götze et al., 2001).
هنگامی‌که دیواره حفره‌ها ب کالسدونی و بخش درونیتر با کوارتز درشت‌دانه پر شده باشد گویای وجود شکستگیهای ستارهای در سنگهای درونگیر و پیدایش ساخت ستارهای است (بر گرفته از Hajalilu و همکاران، 2011) (شکل 5- E).
در کل، حالتی که سطح خارجی یا آگرگات یک کانی دایره‌های فراوانی با شکل‌های کروی، قلوهای، گلکلمی یا پستانکی نشان می‌دهند. فرم حاصل را ساخت گلکلمی یا قلوهای مینامند (شکل 5- F). این ساخت در بخش‌های مختلفی از منطقة بررسی‌شده به رنگ‌های سفید، زرد، نارنجی، سبز، سرخ، سرخ تیـره تا قهـوه‌ای دیده می‌شود. در بسیاری از نمونههایِ با این ساخت، تغییر و توزیع رنگ در بخش‌های مختلف سطح یک نمونه نیز دیده می‌شود. از دیدگاه اندازه، قطر دایره‌ها از چند میلیمتر تا چند سانتیمتر متغیر هستند. این بافت تحت‌تأثیر شکل فضای خالی پرشده با محلولهای غلیظ سیلیسی پدید آمده است.
ساخت خزه‌ای، شکلی شبیه به خزه دارد و معمولاً با فرم پستانکی همجواری دارد. گاهی دوایر ساخت پستانکی به یکدیگر میچسبند و ساخت خزه‌ای کم‌کم با گلکلمی جایگزین می‌شود. در این ساخت، عنصرهایی که به‌صورت ناخالصی در حالت ژل سیلیسی در حفره‌ها وارد شده و انتشار یافتهاند، شکل‌های خوشهای و رنگی را پدید میآورند. دیدن بافت خزه‌ای و گلکلمی در تجمع‌های سیلیسی منطقه چه‌بسا نشان‌دهندة تغییرات فیزیکی- شیمیایی در سیستم‌های گرمابی فعال است و اشباعشدن سیال با سیلیس و پیدایش ژل سیلیکاته را نشان می‌دهد (Fournier, 1985).
شکل 5- ساختهای گوناگون از کانیهای سیلیسی در منطقة فردوس. A) رگه‌ای؛ B) موزاییکی؛ C) حلقوی؛ D) نواری؛ E) ستارهای؛ F) گل کلمی
کوارتزهای فردوس به شکلها و رنگ‌های گوناگونی در صحرا دیده می‌شوند. کوارتزهایی با بلورهای شفاف و بافت بلوردانی یا ستارهای، در اندازة متوسط و گاهی درشت و تا اندازه‌ای خالص و درخشنده در میان آندزیتها و تراکیآندزیتها دیده می‌شوند. در برخی بخش‌های دیگر، ژئودهایی یافت می‌شوند که از بلورهای بنفش ساخته شده‌اند. وجود رگهها و نوارهای سیلیسی با رنگ‌های گوناگون کوارتز از جمله سرخ، دودی رنگ، آبی، از دیگر انواع کوارتزهای دیده‌شده در منطقة فردوس است. در برخی بخشها که ساخت پستانکی یا خزه‌ای در آنها دیده می‌شود، سازندهای سیلیسی با ساخت و بافت شاخه درختی و رنگ‌های گوناگون دیده می‌شوند. ساخت کروی یا تخم‌مرغی نیز با رنگ عمومی سبز رنگ در میان بخشهایی از سنگهای حد واسط با جهتیافتگی خاص و اندازههای کوچک‌تر از 5 سانتیمتر دیده می‌شوند ( شکل 3- E). ازاین‌رو، از دیدگاه گوهرشناسی، سیلیسهای فردوس به انواع درّکوهی، آمیتیست، ژاسپر، کوارتز آبی، کوارتز دودی و حتی سبز (بسیار اندک) متعلق دانسته می‌شوند (شکل 6).
بافتهای اسفرولیتی، نواری، رشتهای (واریولیتی)، کریپتوکریستالین و میکروگرانولار از بافتهای رایج دیده‌شده در مقطع‌های میکروسکوپی هستند (شکل 7).
شکل 6- کانیهای سیلیسی گوناگون در منطقة فردوس. A) درّکوهی؛ B) آمیتیست؛ C) کوارتز دودی؛ D) کوارتز سرخ؛ E) کوارتز آبی؛ F) شجر؛ G) کوارتز سبز
شکل 7- انواع بافتهای دیده‌شده در آگات‌های فردوس در زیر میکروسکوپ (در PPL). A) بافت رشتهای و میکروگرانولار؛ B) بافت اسفرولیتی و میکروگرانولار؛ C) بافت میکروگرانولار، کریپتوکریستالین و نواری؛ D) بافت نواری و رشتهای (مقیاس خطی برابربا 4/0 میلیمتر)
ویژگی‌های سیال‌های درگیر
در کل، به‌علت نبود یا شمار بسیار اندک میانبارهای سیال در آگات‌های ریزبلور، میانبارهای سیال تنها در نمونه‌های کوارتز درشت بلور بررسی شوند. از میان 6 نمونة تجمع‌های سیلیسی به رنگ‌های مختلف که برای بررسی سیال‌های درگیر آمادهسازی شده بودند، تنها دو نمونه که میانبارهای سیال‌های درگیر داشتند بررسی شدند. یک نمونه از این سیلیسها (Fs30 از نوع سرخ) از نوع رگه‌ای و یک نمونه (بنفشFs39) از نوع غیر رگه‌ای بودهاند.
در نمونه‌های بررسی‌شده سیال‌های درگیر دو فاز مایع و گاز دارند. برپایة ویژگی‌های این دوفاز در سیال‌های درگیر، آنها به سه نوع زیر دسته‌بندی می‌شوند:
گونة A یا سیال‌های درگیر دو فازه مایع- گاز (با میزان شوری متوسط): در این نوع سیال‌های درگیر فاز مایع همراه با فاز حباب گاز دیده می‌شود. بیشترین حجم سیال‌های درگیر را فاز مایع دربر می‌گیرد و فاز گازی حجم اندکی از حجم سیال‌های درگیر بررسی‌شده را دربر می‌گیرد. این گونه بیشترین فراوانی را در میان سیال‌های درگیر بررسی‌شده دارد. میزان شوری آن متغیر و از 1 تا بیشتر از 10 درصدوزنی NaCl در نوسان است.
گونة B یا سیال‌های درگیر دو فازه مایع- گاز (با میزان CO2 بالا):در این گونه از سیال‌های درگیر، دو فاز کاملاً جداگانة گازی سرشار از CO2 و H2O دیده می‌شود. در یک نمونه از سیال‌های درگیر بررسی‌شده، میزان بالای CO2 در فاز گازی موجب شد تا بتوان TmCO2 آن نمونه را اندازه‌گیری کرد. TmCO2 به‌دست‌آمده در این نمونه برابربا 8/57- است.
گونة C: سیال‌های درگیر دو فازه گاز+مایع (با کلاتریت): این گونه CO2-H2O دارد. حضور مقدار اندکی از CO2 محلول در آب باعث شده است در هنگام فرایند انجماد و اندازه‌گیری Tm(ice)، CO2 محلول در آب به شکل کلاتریت دیده شود و مقدارهای اندازه‌گیری‌شدة Tm مثبت باشند.
در این بررسی تنها سیال‌های درگیر نخستین برای ریزدماسنجی بررسی شدند. ازآنجایی‌که میزان فاز مایع در نمونه‌های بررسی‌شده که 65 تا 97 درصد از حجم میانبارها را دربر می‌گیرد، این میانبارها درجه پرشدگی بالایی دارند. سیال‌های درگیر بررسی‌شده بیشتر گرد یا بی‌شکل هستند و کمتر به شکل کشیده یا میله‌ای دیده می‌شوند. بیشتر سیال‌های درگیر ثانویه این نمونه‌ها اندازة کوچک‌تری نسبت به سیال‌های درگیر نخستین دارند. اندازة سیال‌های درگیر بررسی‌شده در بلورهای موجود متفاوت و از 7 تا 38 میکرون است.
در اندازه‌گیری‌های انجام‌شده، برای هرسه گونة A، B- و C بررسی‌های ریزدماسنجی به روش گرمایش و انجماد انجام شد. داده‌های حرارتسنجی و دیگر اطلاعات به‌دست‌آمده در جدول 1 آورده شده‌اند. نمودار دمای همگنشدگی گروه‌های دمایی متغیری از 107 تا 233 درجة سانتیگراد هستند (جدول 1). بیشترین فراوانی همگنشدگی دمایی مربوط به بازة دمایی 192- 162 درجة سانتیگراد است. نقطة اوتکتیک (Te) برای هیچ‌یک از نمونه ها تعیین نشده است؛ اما در شماری از نمونه‌های بررسی‌شده کمتر از سطح 8/20- درجة سانتیگراد اندازه‌گیری شد. این نکته نشان‌دهندة حضور نمک‌های دیگر افزون‌بر NaCl در سیال کانهساز است. برپایة بررسی‌های انجام‌شده روی نمونه‌ها، محدودة شوری متغیر و درصد نمک از 1 تا 10 درصدوزنی است که این ویژگی مربوط به میانبارهای سیال گونة A، B و C است (جدول 1). میانگین درصد شوری از 3/7 تا 3/5 درصد را دربر می‌گیرد.
جدول 1- نتایج بررسی سیال‌های درگیر در کانیهایی کوارتز منطقة فردوس
|
Density |
Eq Wt% NaCl |
Phase |
Th- Co2 |
Tm- Co2 |
Th- aq |
Tm- Ice |
Fill |
Size |
Shape |
Class |
Inclusion Type |
Sample Type |
Sample ID |
|
0.8827 |
|
Liquid |
3.9 |
- 57.8 |
184 |
|
0.79 |
25*10 |
Rounded |
Primary |
Co2 |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.8957 |
1.3224 |
Liquid |
|
|
192 |
- 1.6 |
0.91 |
26*15 |
Rounded |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9053 |
10.1009 |
Liquid |
|
|
205 |
- 3.7 |
0.61 |
17*11 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9469 |
10.2284 |
Liquid |
|
|
197 |
- 6.8 |
0.94 |
13*8 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
1.0005 |
2.4692 |
Liquid |
|
|
138 |
- 6.7 |
0.95 |
39*12 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9840 |
2.6317 |
Liquid |
|
|
102 |
- 2.3 |
0.93 |
20*11 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9699 |
3.7572 |
Liquid |
|
|
115 |
- 1.8 |
0.80 |
10*6/5 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9844 |
3.7572 |
Liquid |
|
|
132 |
- 4.5 |
0.93 |
32*6 |
Irregular |
Prim+Sec |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9714 |
4.5457 |
Liquid |
|
|
138 |
- 3.7 |
0.97 |
38*7 |
Irregular |
Prim+Sec |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.8661 |
5.0117 |
Liquid |
|
|
223 |
- 2.3 |
0.93 |
19*5 |
Faceted |
Prim+Sec |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9325 |
5.9259 |
Liquid |
|
|
183 |
- 4 |
0.87 |
36*9 |
Rounded |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
جدول 1- ادامه
|
Density |
Eq Wt% NaCl |
Phase |
Th- Co2 |
Tm- Co2 |
Th- aq |
Tm- Ice |
Fill |
Size |
Shape |
Class |
Inclusion Type |
Sample Type |
Sample ID |
|
0.9257 |
5.9259 |
Liquid |
|
|
163 |
- 1.5 |
0.89 |
26*12 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9316 |
6.3737 |
Liquid |
|
|
188 |
- 4.4 |
0.88 |
26*10 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.8995 |
6.5215 |
Liquid |
|
|
214 |
- 4.1 |
0.82 |
11*10 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9449 |
6.9606 |
Liquid |
|
|
124 |
- 0.5 |
0.82 |
10*4 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9328 |
7.1054 |
Liquid |
|
|
170 |
- 2.8 |
0.90 |
17*10 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.8955 |
8.6491 |
Liquid |
|
|
233 |
- 5.7 |
0.92 |
38*7 |
Irregular |
Primary |
V+L |
Amethyst |
Fs- 39 |
|
0.9370 |
8.7848 |
Liquid |
|
|
169 |
- 3.1 |
0.76 |
10*5 |
Faceted |
Primary |
V+L |
Red Quartz |
Fs- 30 |
|
0.9170 |
|
Liquid |
|
|
180 |
- 2.3 |
0.87 |
7*3 |
Faceted |
Primary |
V+L |
Red Quartz |
Fs- 30 |
|
|
|
Liquid |
|
|
|
- 5.3 |
0.78 |
14*4 |
Faceted |
Primary |
V+L |
Red Quartz |
Fs- 30 |
ویژگی‌های زمین‌شیمیایی
مقدار SiO2 در نمونه‌های بررسی‌شده برابربا 93 تا 99/99 درصدوزنی است (جدول 2؛ شکل 8). تغییرات مقدار دیگر عنصرها نسبت به این اکسید در نمونه‌های گوناگون به‌ترتیب زیر است:
بیشتر تغییرات مقادیر عنصرها در سه رنگ دودی، سرخ و آبی دیده می‌شود. مقدار Al2O3 از 02/0 تا 75/0% درصدوزنی است. میزان اکسیدآلومینیم در کوارتزدودی بالاترین میزان (75/0 درصدوزنی) و در دیگر نمونه‌ها نزدیک به 1/0 گزارش شده است. در سه نمونة ژاسپر سرخ، آگات آبی و دودی، مقدار MgO 02/0 تا 03/0 درصدوزنی گزارش شده و مقدار آن در دیگر نمونه‌ها کمتر از آستانة آشکارسازی دستگاه گفته شده است. نمونة سرخ و آبی با تفاوت اندک در میزان سیلیس نسبت به دیگر نمونه‌ها مقدارهای MgO بالایی نشان می‌دهند. مقدار CaO برابربا 03/0 تا 09/3 درصدوزنی گزارش شده است. مقدار این اکسید در نمونه‌های سرخ در مقایسه با دیگر نمونه‌ها بالاترین میزان (09/3 درصدوزنی) است و در کوارتز دودی مقدار کمتری (39/0 درصدوزنی) دارد. مقدار K2O برابربا 01/0 تا 3/0 درصدوزنی است. بیشترین میزان این عنصر در نمونة کوارتز دودی دیده می‌شود و مقدار آن برای دیگر نمونه‌ها از 05/0 کمتر است. مقدار Na2O در چند رنگ از آگات‌های بررسی‌شده برابربا 01/0 تا 15/0 درصدوزنی متغیر است. همانند K2O این اکسید هم بیشترین میزان را در میان دیگر رنگ‌ها در آگات دودی دارد؛ اما میزان این عنصر برای دیگر نمونه‌ها از مقدارهای K2O بیشتر است. TiO2 به میزان 02/0 درصدوزنی و تنها در نمونة آگات دودی گزارش شده است. مقدار Fe2O3 از 29/0 تا 21/1 درصدوزنی متغیر است. مقدار Fe2O3 برای دو نمونة آگات سرخ بالاترین میزان است و برای کوارتز شفاف (درّکوهی) کمترین میزان گزارش شده است. مقدار MnO در سه نمونه برابربا 02/0 تا 34/1 درصدوزنی گزارش شده است و مقدارهای آن در نمونة دودی بالاترین میزان و برای نمونه‌های سرخ تقریباً نزدیک به‌هم، اما با اختلاف بسیاری نسبت به کوارتز دودی گزارش شده‌اند.
جدول 2- داده‌های تجزیة زمین‌شیمیایی کوارتزهای گوناگون در منطقة فردوس
|
Sample Type |
Units |
FS- 30 |
FS- 33 |
FS- 39 |
FS- 40 |
FS- 41 |
FS- 42 |
FS- 43 |
FS- 49 |
|
Jasper |
Blue ag. |
Amethyst |
Jasper |
smoky |
Rock cy |
Blue ag. |
Amethyst |
||
|
SiO2 |
% |
93.85 |
97.84 |
98.66 |
95.91 |
93.24 |
98.32 |
96.01 |
99.99 |
|
Al2O3 |
% |
0.13 |
0.05 |
0.02 |
0.05 |
0.75 |
0.11 |
0.04 |
<0.01 |
|
MgO |
% |
0.03 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
0.02 |
<0.01 |
0.03 |
<0.01 |
|
MnO |
% |
0.03 |
<0.01 |
<0.01 |
0.02 |
1.34 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Fe2O3 |
% |
1.18 |
0.56 |
0.44 |
1.21 |
0.9 |
0.29 |
0.84 |
0.49 |
|
K2O |
% |
0.03 |
0.03 |
<0.01 |
0.01 |
0.3 |
0.01 |
0.01 |
<0.01 |
|
CaO |
% |
3.09 |
0.05 |
<0.01 |
1.73 |
0.39 |
0.03 |
0.04 |
<0.01 |
|
Na2O |
% |
<0.01 |
0.02 |
<0.01 |
0.02 |
0.15 |
<0.01 |
0.06 |
0.01 |
|
P2O5 |
% |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
TiO2 |
% |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
0.02 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
BaO |
% |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
0.08 |
<0.01 |
0.05 |
<0.01 |
|
SrO |
% |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
LOI |
% |
2.93 |
1.18 |
<0.01 |
1.78 |
0.95 |
0.18 |
1.13 |
<0.01 |
|
Total |
% |
101.27 |
99.73 |
99.11 |
100.74 |
98.13 |
98.94 |
98.21 |
100.49 |
|
Sc |
ppm |
0.7 |
0.1 |
<0.1 |
0.6 |
3.1 |
<0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
|
V |
ppm |
12 |
<10 |
<10 |
17 |
32 |
<10 |
<10 |
<10 |
|
Cr |
ppm |
82 |
16 |
16 |
66 |
17 |
<10 |
15 |
16 |
|
Co |
ppm |
1 |
0.4 |
0.3 |
1.1 |
1.2 |
0.2 |
0.6 |
0.3 |
|
Ni |
ppm |
4.6 |
4.9 |
4.1 |
4.8 |
5.9 |
2.7 |
8.7 |
5.2 |
|
Cu |
ppm |
13.6 |
10 |
10.1 |
9.6 |
39.7 |
12.6 |
18.7 |
9.4 |
|
Ga |
ppm |
1 |
0.8 |
0.7 |
0.8 |
4.5 |
2.2 |
0.7 |
1 |
|
Rb |
ppm |
1.6 |
1.5 |
0.2 |
1.1 |
14.2 |
0.8 |
1.3 |
<0.2 |
|
Sr |
ppm |
24.8 |
5.1 |
0.6 |
15.1 |
36.6 |
2.4 |
4.6 |
0.5 |
|
Y |
ppm |
1.5 |
<0.5 |
<0.5 |
0.7 |
7.4 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
|
Zr |
ppm |
39 |
1703 |
7 |
29 |
32 |
6 |
580 |
31 |
|
Nb |
ppm |
0.5 |
0.4 |
0.1 |
0.3 |
3.1 |
<0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
|
Cs |
ppm |
0.33 |
0.08 |
0.02 |
0.49 |
1.02 |
0.39 |
0.1 |
0.02 |
|
Ba |
ppm |
14.6 |
14.3 |
0.6 |
14.5 |
745.6 |
2.8 |
473.5 |
3 |
|
La |
ppm |
1.1 |
<0.1 |
<0.1 |
0.6 |
8 |
0.3 |
<0.1 |
0.2 |
|
Ce |
ppm |
2 |
0.1 |
<0.1 |
1 |
24.6 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
|
Pr |
ppm |
0.22 |
0.04 |
<0.03 |
0.09 |
1.63 |
0.05 |
<0.03 |
<0.03 |
|
Nd |
ppm |
0.8 |
<0.1 |
<0.1 |
0.3 |
6.3 |
0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
|
Sm |
ppm |
0.16 |
<0.03 |
<0.03 |
0.07 |
1.53 |
0.03 |
0.06 |
<0.03 |
|
Eu |
ppm |
0.03 |
<0.03 |
<0.03 |
<0.03 |
0.18 |
<0.03 |
<0.03 |
<0.03 |
|
Gd |
ppm |
0.2 |
<0.05 |
<0.05 |
0.08 |
1.55 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
|
Tb |
ppm |
0.03 |
<0.01 |
<0.01 |
0.01 |
0.24 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Dy |
ppm |
0.21 |
<0.05 |
<0.05 |
0.09 |
1.42 |
<0.05 |
<0.05 |
<0.05 |
|
Ho |
ppm |
0.05 |
<0.01 |
<0.01 |
0.03 |
0.29 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Er |
ppm |
0.19 |
<0.03 |
<0.03 |
0.08 |
0.72 |
<0.03 |
<0.03 |
<0.03 |
|
Tm |
ppm |
0.03 |
<0.01 |
<0.01 |
0.01 |
0.1 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Yb |
ppm |
0.28 |
0.05 |
<0.03 |
0.15 |
0.79 |
<0.03 |
<0.03 |
<0.03 |
|
Lu |
ppm |
0.05 |
<0.01 |
<0.01 |
0.02 |
0.1 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Hf |
ppm |
0.3 |
42.9 |
0.6 |
0.3 |
0.9 |
<0.2 |
7.5 |
0.4 |
|
W |
ppm |
<1 |
<1 |
<1 |
<1 |
8 |
1 |
<1 |
<1 |
|
Th |
ppm |
0.08 |
<0.05 |
0.34 |
0.33 |
0.83 |
0.18 |
0.36 |
0.08 |
|
U |
ppm |
2.78 |
1.31 |
<0.05 |
3.37 |
13.74 |
0.09 |
2.24 |
<0.05 |
مقدار REE در نمونه‌های که ساخت رگه‌ای دارند (یعنی همان کوارتزهای دودی‌رنگ و سرخ) بالاتر از نمونه‌های با ساختهای دیگر هستند (جدول 2؛ شکل 9). الگوی REE بهنجارشده به ترکیب کندریت (شکل 9) برای بیشتر نمونه‌ها منقطع است و در بسیاری موارد، الگو تنها برای عنصرهای LREE رسم شده است. این نکته در ارتباط با فراوانی بسیار اندک و متفاوت این عنصرها در ترکیب کانیهای سیلیسی مختلف باشد. به‌گونه‌ای‌که، مقادیر این عنصرها به‌ویژه در HREE به اندازه‌ای بوده است که با دستگاه آنالیز اندازه‌گیری شدند. برپایة مدل تبلوری پیشنهادیِ Wang و Merino (1990) و Merino و همکاران (1995)، فراوانی متغییر عنصرها و تغییرات رنگی ناشی از فراوانی آنها در آگات‌های بررسی‌شده به ریخت‌شناسی بلورهای سیلیسی متبلورشده و زمان تبلور آنها در سیستم وابسته دانسته می‌شوند؛ به‌گونه‌ای‌که، بخش‌های متبلور شده ناپایدار از دیدگاه ریخت‌شناسی و بلورشناسی تعامل بیشتری با کاتیونهای سیال دارند و مقدارهای بالاتری از عنصرهای فرعی (کاتیونها) را در خود به دام می‌اندازند. این نوع ناپایداری در مرحله‌های آغازین تبلور کانیهای سیلیس رخ می‌دهد و با پیشرفت تبلور و پیدایش بلورهای پایدار و شکل‌دار کاهش مییابد؛ به‌گونه‌ای‌که کانیهای شکلدارتر مقدار کاتیون (عنصرهای فرعی) کمتری در ساختار خود دارند.
شکل 9- ترکیب آگات‌های فردوس با رنگ‌های گوناگون در نمودار: A) الگوی عنصرهای فرعی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه؛ B) الگوی عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (هر کدام از رنگ‌های نمایش داده‌شده گویای رنگ نمونة تجزیه‌شده است؛ مقدارهای بهنجارسازی برای ترکیب گوشته اولیه و کندریت از Sun و McDonough (1989) و برای ترکیب پوستة بالایی از Rudnick و Gao (2003) هستند)
برپایة شکل‌های 8 و 9، تا اندازه‌ای می‌توان به این نکته پی برد که بلورهای خودشکل آمیتیست نسبت به کانیهای سیلیسی در رگهها (دودی و سرخ رنگ) با بافت عموماً نهان‌بلور تا نواری هستند که از دیدگاه بلورشناسی ناپایدارتر هستند؛ زیرا در ترکیب خود مقادیر کمتری از ناخالصیها را دارند. مقدار Eu که شاخصی برای پی‌بردن به تحولات زایشی به‌شمار می‌رود، تنها در نمونه‌های رگه‌ای (سرخ و دودی) اندازه‌گیری شد. مقدار Eu در الگوی بهنجارشده به ترکیب کندریت ناهنجاری منفی نشان می‌دهد. در کل، کوارتز دودی در عنصرهای REE، Sr، Th، Ta، U، Sn، Cu، W، Ba، Nb و Rb غنیتر از دیگر کوارتزهاست. کوارتز سرخ‌رنگ در عنصرهای Cr و Co غنیتر از دیگر کوارتزهاست. این کوارتزها (سرخ رنگ) در Gd تا Yb روند افزایشی ضعیفی را نشان می‌دهند. این ویژگی شاید در ارتباط با آزاد‌شدن HREE از سنگ اولیه و حمل آن با کمپلکسهای فلوئوردار یا کربناتدار هنگام رویداد فرایند دگرسانی باشد (Wood, 1990). کوارتز آبی‌رنگ نیز در عنصرهای Zr و Hf غنیتر از دیگر نمونههاست. آنومالی مثبت U در این نمودار (حتی بیشتر از ترکیب پوستة بالایی) برای تقریباً بیشتر نمونه‌ها، میتواند به غنیشدگی این عنصر در سیال عامل زایش کانیهای بررسی‌شده وابسته باشد.
شکل 8- درصدوزنی SiO2 دربرابر اکسیدهای گوناگون برای آگاتهایی با رنگ‌های گوناگون در منطقة فردوس (هر کدام از رنگ‌های نمایش داده‌شده گویای رنگ نمونة تجزیه‌شده است)
شکل 10- مقادیر شوری دربرابر دمای همگنشدن سیال‌های درگیر آگات‌های فردوس برای پی‌بردن به پارامترهای زایشی (نماد مربع برای نمونه‌های رگه‌ای و نماد مثلث در نمونة غیررگهای) A) برپایة Wilkinson (2001)؛ B) برپایة Volkov و همکاران (2011)
با توجه به نمودار چندعنصری بهنجارشده به گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989) (شکل 9) عنصرها در نمونه‌های گوناگون الگوی پراکنده نشان می‌دهند. عنصر Ba در نمونه‌های آبی و دودی و عنصر U در نمونه‌های آبی، دودی و سرخ آنومالی مثبت نشان می‌دهند. به طور مشابه، دربارة Zr و Hf نیز نمونه‌های آبی آنومالی مثبت نشان می‌دهند. مقدار Hf و Zr در نمونه‌های آبی‌رنگ بیشتر از مقدار این عنصرها در پوستة بالایی است. در کل، مقدار عنصرهای به‌کاررفته در این نمودارها در نمونة دودی‌رنگ نسبت به دیگر نمونه‌ها (مگر Hf و Zr در نمونه آبی رنگ) بیشتر است. درّکوهی کمترین میزان U را دارد.
نمودار REE بهنجارشده به ترکیب کندریت (شکل 9)، یک روند صاف و تا اندازه‌ای کاهشی از LREE به HREE (یعنی از La تا (Dy را برای نمونه‌های بررسی‌شده نشان می‌دهد. مقدار La در نمونه‌های سیلیسی با رنگ‌های مختلف متفاوت است و در کوارتز دودی بررسی‌شده بالاترین میزان و در آگات آبی کمترین میزان را نشان می‌دهد. این رفتار در عنصرهای Ce تا Lu در الگوی REE بهنجارشده به ترکیب کندریت نیز دیده می‌شود. مقدار عنصرهای REE برای نمونه‌های گوناگون از مقدار این عنصرها در ترکیب پوستة بالایی کمتر است. کوارتز یک عنصر خالص از دیدگاه زمین‌شیمیایی است؛ اما وجود ناخالصیهای زمین‌شیمیایی در کانیهای سیلیسی به‌صورت میانبارهای سیال یا جامد، و یا جایگیری عنصرها در ساختار بلوری هنگام رویداد فرایند جانشینی یونی در شرایطی، ناخالصی و حضور عنصرهای اصلی و فرعی اندک در ساختار بلوری آنها در پی شرایط پیدایش را به‌دنبال دارد (Götze et al., 2016). ازاین‌رو، طبیعی است مقدارهای REE در آگات‌های بررسی‌شده نسبت به مقدار آنها در ترکیب پوستة بالایی کمتر باشد.
بحث
خاستگاه سیلیس
برای پیدایش کانیهای خانواده کلسدونی به سیال‌های سرشار از سیلیس نیاز است. برای پیدایش این گونه سیال‌ها دو نظریة غالب مطرح است (Götze et al., 2001). نظریة نخست، سیال‌های سرشار از سیلیس را پیامد جدایش گستردة فازهای سیلیکاته فقیر از سیلیس از یک ماگمای در حال سرد‌شدن و انباشت آنها در فازهای نهایی تبلور میداند. به گفتة دیگر، در نظریة نخست، خاستگاه ماگمایی برای سیال‌های غنی از سیلیس مطرح است. نظریة دوم بر فرایندهای گرمابی و شسته‌شدن سیلیس از زمینة سنگهای منطقه استوار است.
برای پی بردن به خاستگاه سیلیس سیال‌های سازندة آگات از شواهد صحرایی، دماسنجی و زمین‌شیمیایی بهره گرفته شد. برپایة شواهد صحرایی و ارتباط سازندهای سیلیسی نسبت به فرایندهای دگرسانی یک همزمانی یا تأخیر نسبت به فرایند دگرسانی برای پیدایش آگات‌های فردوس در نظر گرفته می‌شود. از آنجایی که در قطعات سنگ درونگیر فراگرفته‌شده (چه دگرسان‌شده و چه سالم) در زمینة سیلیسها نشانه‌هایی از واکنش دیده نمیشوند، می‌توان نظریة تأخیر زمانی برای پیدایش آگاتها نسبت به فرایند دگرسانی را به یاد داشت. افزون‌بر اینها، با توجه به نبود نشانه‌ای از تودههای آذرین درونی در منطقه با سن پس از سنگهای آتشفشانی منطقه و حجم بالای سازندهای سیلیسی (آگاتها) در شمال فردوس در کنار تنوع رنگ و ساخت آنها، به‌نظر بعید میرسد سیال‌های ماگمایی عامل تأمین سیلیس برای پیدایش آگات‌های فردوس باشند. شواهد ریزدماسنجی (مانند دما و شوری کم) نیز روی سیال‌های درگیر برخی آگاتها گویای خاستگاه‌گرفتن سیال حمل‌کنندة سیلیس یا پدیدآورندة آگاتها از سیال‌هایی هستند که خاستگاه ماگمایی ندارند و در تحولات آنها اختلاط سیال‌های هم‌دما یا رقیقشدگی سطحی در نظر گرفته می‌شود (شکل 10). آنومالی مثبت Eu تغییرات دمایی گسترده در ماگمای مادر پدیدآورندة آگات را توجیه می‌کند (Hajalilu et al., 2011). افزون‌بر این، غنیشدگی Eu نشان‌دهندة پیدایش شارة سازندة آگات به‌عنوان محصول نهایی ماگمایی جدایش‌یافته است. اگر شارة کانهزا محصول جدایشی یک ماگما باشد، از Eu غنی می‌شود (Morgan and Wandless, 1980). آنومالی منفی در الگوی بهنجارشده به ترکیب کندریت چند نمونة آگاتی که در آن Eu تجزیه شده است، گویای خاستگاه غیرماگمایی برای آنهاست. افزون‌بر آنومالی Eu، Shaikhi Geshlag و Ghorbai (2016) برای بررسی خاستگاه غیرماگمایی آگاتها که در نمونه‌های فردوس نیز دیده می‌شوند، آنومالی منفی Yb را نیز به‌کار برده است. ازاین‌رو، می‌توان زایش آگات‌های منطقة فردوس را فرایندهای گرمابی و شسته‌شدن سیلیس از زمینة سنگهای منطقه دانست.
برای پی بردن به اینکه آیا سیلیسِ سیال‌ها از سنگهای رسوبی یا آتشفشانی شسته شده است، از مقادیر Ba (که Gaillou و همکاران (2008) برای پی بردن به خاستگاه اپالها پیشنهاد کرده‌اند) بهره گرفته شد. مقدارهای بیشتر از ppm110، خاستگاه رسوبی و مقدارهای کمتر از این مقدار، خاستگاه آتشفشانی نشان می‌دهند. در بیشتر آگات‌های فردوس، مقدار Ba از ppm 47 (مگر نوع دودی که Ba در آن بیشتر از ppm 110 است) کمتر است و این ویژگی نشان‌دهندة خاستگاه آتشفشانی بیشتر آگات‌های بررسی‌شده (مگر آگات‌های دودی) است.
برای سیلیس شستهشده نمیتوان تنها فرایند شیشهزدایی و تبدیل شیشههای آتشفشانی به کریستالهای مختلف را عامل آزاد‌شدن سیلیس و پیدایش سیلیس محلول در سیال‌های دانست؛ زیرا هنگام رویداد فرایند شیشهزایی، عنصرهایی مانند اورانیم از ساختمان شیشه خارج می‌شوند (Nash, 2010) و عنصرهایی بسته به نوع و مقدار عنصر موجود به‌صورت کاتیونهای آزاد وارد ساختمان شیشه می‌شوند (Bartoli et al., 1990) و به کانی تبدیل می‌شوند. برای نمونه، رابطه زیر گویای حجم سیلیس آزادشده هنگام رویداد فرایند جانشینی و موازنة یونی است (Gaillou et al., 2008):
8 (Al3+ + Fe3+) + 6 (Ca2 + Mg2++ Mn2++ Ba2++ K+ + Na+) = 27 Si4+
حضور کاتیونهای آزاد (که واحد ساختار آگاتها شده‌اند) در منطقة فردوس، احتمالاً از راه فرایندهای دگرسانی فراهم شده است که سنگهای آتشفشانی منطقه به آنها دچار شده‌اند. تا کنون بررسی‌هایی بسیاری روی آگاتها در سرتاسر دنیا انجام شده است؛ اما بررسی‌هایی که خاستگاه آنها را مرتبط به سنگهای آتشفشانی دانسته باشند بیشترین فراوانی را دارند (Landmesser, 1984; Blankenburg, 1988; Götze, 2011; Götze et al., 2016). به باور بسیاری از مقاله‌ها، آگات‌های آتشفشانی هنگام رویداد فرایندهای دگرسانی مرتبط به مرحله‌های پایانی آتشفشان یا پس از آتشفشان و یا هوازدگی سنگهای همجوار سنگهای آتشفشانی (به‌ویژه شیشههای آتشفشانی) پدید آمده‌اند (Pabian and Zarins, 1994; Götze, 2011; Götze et al., 2016). تقدم یا همزمانی دگرسانیهاِ منطقه نسبت به پیدایش آگاتها شاید نشانة فعال‌بودن فرایند دگرسانی در پیدایش آگاتها باشد. برپایة روابطی که Guilbert و Park (1997) برای واکنشهای دگرسانیهای گوناگون پیشنهاد کرده‌اند، این فرایندها با آزادسازی برخی کاتیونها (هنگام رویداد واکنشهای پروتونساز) و حتی سیلیس میتوانند افزون‌بر تأمین بخشی از سیلیس سیال‌ها، کاتیونهای لازم برای فرایند سیلیسزادیی و موازنة عنصری برای خروج سیلیس از شبکة شیشههای آتشفشانی را فراهم آورند. مقدارهای بالای U در نمونه‌های بررسی‌شده (شکل 9) و وجود نشانه‌هایی از کانیزایی اورانیم در منطقه (Pazand et al., 2012) چه‌بسا نشان‌دهندة خاستگاه مشترک سیلیس و اورانیم از سنگهای آتشفشانی هنگام رویداد فرایندهای ثانویه (مانند دگرسانی) است.
Götze و همکاران (2016) در بررسی خود روی آگات‌های پرمین ساکسونی آلمان، اطلاعات با ارزشی برای پی‌بردن به خاستگاه آگاتها آوردهاند. آنها وجود عنصرهای Al، Fe، Ca، Na و K در آگات‌های بررسی‌شده را به آزاد‌شدن این عنصرها از سنگهای آتشفشانی میزبان آگاتها هنگام رویداد دگرسانی فرض کرده‌اند و انتقال آنها را همراه با Si در نظر گرفتهاند. همچنین، آنها مقدارهای کم عنصرهای نامتحرک در آگاتها را نیز به بی‌تحرکی آن عنصرها هنگام رویداد فرایند دگرسانی وابسته دانستهاند. حضور عنصرهای اصلی در ترکیب آگات‌های فردوس و فراوانی اندک (به‌گونه‌ای‌که گاه از آستانة آشکارسازی دستگاه تجزیة کمتر بودهاند) عنصرهای نامتحرک (مانند: HREE و Sc) تا اندازه‌ای نشان‌دهندة نقش فرایند دگرسانی سنگهای آتشفشانی در پیدایش آگاتها است. در دسترس‌نبودن داده‌های زمین‌شیمیایی سنگهای آتشفشانی میزبان آگاتها از محدودیتهای این پژوهش است؛ زیرا شیمی سنگهای میزبان چه‌بسا برای مقایسة رفتار عنصرها، به‌ویژه REE، مهم است. الگوی REE آگات‌های بررسی‌شده در عنصر Ce رفتار متفاوتی را نشان می‌دهند (شکل 9). برپایة یافتههای Poitrasson و همکاران (1995)، آنومالی مثبت Ce شاید پیامد سیال پدیدآمده از دگرسانی گرمابی سنگهای آتشفشانی در هنگام پیدایش آگاتها باشد؛ اما باور دیگری آنومالیهای Ce و گوناگونی آنها را به فرایند اختلاط مؤلفههای مختلف (مانند: بخارها، آبهای جوی، آبهای دگرسانی، ماگما) نسبت داده است (Kempe et al. 1997; Götze et al. 2016). در کل، مقدار Ce با شرایط اکسیداسیون کنترل می‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که تبدیل Ce3+ به Ce4+ در شرایط اکسیدی آنومالی مثبت Ce را پدید می‌آورد. شرایط عکس این فرایند نیز آنومالی منفی را برای این عنصر در الگوی REE بهنجارشده به‌دنبال دارد (Bau and Mӧller, 1991). در کل، شستشوی سیلیس از میان سنگهای آتشفشانی هنگام رویداد فرایند دگرسانی خاستگاه عمدة تأمین‌کنندة سیلیس آگات‌های فردوس دانسته می‌شود.
عوامل مؤثر در رنگ‌زایی
پس از تأمین سیلیس سیال‌ها، سیلیس به‌صورت کلوییدی حمل و به‌صورت ژل نهشت می‌کند که فرایندی زمانبر است. هنگام رویداد این فرایند، تغییرات دما، فشار، Eh و pH تغییرات ساختی و بافتی پدید می‌آورد. همچنین، افزون‌بر آنها، تغییرات محیطی و زمین‌شیمیایی نیز تغییرات رنگی را در آنها به‌دنبال دارد (Götze et al., 2001). از عوامل تأثیرگذار در رنگ کوارتزها می‌توان به ساختار میکروسکوپی آنها، وجود سیال‌های درگیر گوناگون (مایع، جامد، گاز) و ناخالصیهای عنصری (مانند: عنصرهای فلزی رنگ‌زایِ آهن، کروم، مس، تیتانیم، منگنز، کبالت نیکل) را نام برد (Hurlbut and Kammerling, 1991). حضور عنصرهای آلومینیم، تیتانیم، عنصرهای قلیایی و عنصرهای کمیاب در ترکیب کوارتز تنوع رنگ آن را به‌دنبال دارد (Deer et al., 2013). در بررسی دیگری، تنوع رنگ کوارتزها پیامد حضور ذره‌های بسیار ریز رس، کلریت و کربن در لایههای رشد بلوری دانسته شده است (Howard, 2008). بررسی‌های بسیاری روی علت‌های تنوع رنگی در بلورهای کوارتز انجام شده است و نتایج ارزشمند متفاوتی به‌دست آمده‌اند. برای نمونه، رنگ دودی کوارتزها (مایل به سیاه) را پیامد حضور عنصرهای Mn، Fe و Ni (Hajalilu et al., 2011)، بالا‌بودن مقدار اورانیم و توریم و تأثیرپذیری از تابشهای رادیواکتیو (Hurlbut and Kammerling, 1991)، وجود میانبارهای از زغالسنگ و آنتراسیت و در مقادیر کمتر حضور Mn2+ در شرایط احیایی (Rao et al., 1989) دانستهاند. ازاین‌رو، چه‌بسا بررسی عوامل رنگ‌زا برای کوارتزهای مناطق گوناگون افزون‌بر تدوین یک الگوی جامع از این عوامل، در مباحث زایشی نیز کارایی داشته باشد.
با توجه به داده‌های تجزیة شیمیایی، عنصر Fe با 21/1 و 18/1% و Cr با مقدار ppm 66 و ppm82، بالاترین میزان را در نمونه‌های سرخ نشان می‌دهند. کوارتز دودی بالاترین میزان U را نشان می‌دهد. افزون‌بر اورانیم، توریم نیز که عنصری پرتوزاست، بالاترین مقادیر را نشان می‌دهد. در میان عنصرهای رنگ‌زا، تیتانیم، مس، منگنز، وانادیم و تا اندازه‌ای کبالت در نمونة دودی با مقدارهای بالاتری دیده شده‌اند. در مقایسه با دیگر نمونه‌ها، در نمونه‌های آبی، نیکل با میزان ppm 7/8 و ppm 9/4 بیشترین میزان نشان می‌دهد. مگر عنصر Ni، می‌توان گفت مقدار عنصرهای مس، منیزیم، آهن و کبالت نیز چشمگیر است. البته در میان دیگر عنصرها، Mg و Cu تأثیرگذارتر به‌نظر می‌رسند. در کل، Ni در رنگ‌زایی نمونه‌های آبی نقش بسزایی دارد.
مقدار عنصرهای رنگ‌زایی مانند Ni، Fe، Cu، Co و Cr در آمیتیست‌های بررسی‌شده در مقایسه با دیگر نمونه‌های منطقه مقدار بالایی ندارند. همچنین، مقادیر عنصرهای V، Ti، Mn و Mg در آمیتیست‌ها به اندازه‌ای کم است که از آستانة آشکارسازی دستگاه پایین‌تر بودهاند. پس اهمیت اندک یا حتی بی‌تأثیر‌بودن عنصرهای یادشده را می‌توان در پدیدآمدن رنگ بنفش در نمونه‌های بررسی‌شده در نظر داشت. با توجه به مقدارهای اندک و دامنة تغییرات اندک عنصرهای رنگ‌زا، اگر نمونه‌های بنفش برپایة درّکوهی (به‌عنوان نمونة بی رنگ) سنجیده شود، عنصرهای Ni، Fe، Cr و Co در آمیتیست‌ها مقدار بالاتری نسبت به درّکوهی دارند. در نمونة درّکوهی شفاف، کمترین میزان عنصرهای رنگ‌زا گزارش شده است. تنها عنصر Cu در این نمونه مقدارهای بالاتری نسبت به دو نمونة آمیتیست، یک نمونة سرخ و یک نمونة آبی نشان می‌دهد. برخلاف انتظار، نبود عنصر Mn یا شاید مقدارهای بسیار اندک آن در نمونه‌های آمیتیست گردآوری‌شده از منطقه تأثیری در تعیین رنگ ژئودهای آن نداشته است؛ بلکه شاید تأثیرپذیری از برخی عنصرهای پرتوزا در رنگ‌زایی این نوع تجمع‌ها دخیل بوده است.
در کل، در تجمع‌های سیلیسی سرخ‌رنگ عنصرهای Fe و Cr، برای نمونه‌های آبی عنصرهای Ni و Cu و برای نمونة دودی عنصرهای U و Th (که نشان می‌دهد این دسته از تجمع‌های سیلیسی دچار تابش مواد رادیواکتیو شده‌اند) عامل مؤثر پیدایش رنگ دانسته می‌شوند. بالا‌بودن مقدارهای V به‌همراه عنصرهای پرتوزا در کوارتز دودی چه‌بسا گویای فرایند شیشهزدایی در تأمین عوامل پرتوزا در این نوع از کوارتزهاست (Cuney, 2008).
برداشت
شواهد زمین‌شناسی، ریزدماسنجی (microthermometry) و زمین‌شیمیایی گویایی این است که سیلیس سیال‌های پدیدآورندة آگات‌های منطقة فردوس از شستشوی سنگهای آتشفشانی منطقه توسط آبهای سطحی هنگام رویداد فرایندهای آزادسازی سیلیس در پی شیشهزدایی و دگرسانیها فراهم شده است و در حفره‌ها و شکستگیهای سنگهای آتشفشانی به‌صورت ژل سیلیسی نهشت کرده است. فراوانی عنصرهای گوناگون از عوامل مهم در تنوع رنگی کوارتزهای منطقه است. به‌گونه‌ای‌که بالا‌بودن مقدار اورانیم، توریم و وانادیم در کوارتز دودی گویای تأثیر فرایند شیشهزدایی در پیدایش آنهاست. آهن و کروم از عوامل مهم رنگ سرخ هستند. نیکل و مس نیز در پیدایش رنگ آبی کوارتزهای فردوس نقش داشتهاند.
)
