Document Type : Original Article
Authors
1 Economic geology and exploration department, , RIES, GSI.
2 Research institute earth science, GSI
Abstract
Keywords
Main Subjects
از دیدگاه فراوانی، عنصرآهن از مهمترین فلزها در ترکیب پوسته و اصلیترین عنصر در ترکیب هستة زمین است. کانسار آهن ابراهیم‌آباد، از توابع شهرستان دیواندره، در استان کردستان، میان "43'56 35° تا "51 '56 °35 عرض شمالی و"06'50 °46 تا "26 '50 °46 طول خاوری در شمال‌باختری پهنة سنندج- سیرجان جای گرفته است. استان کردستان، شمار بسیاری کانسار سنگ آهن دارد که از میان آنها میتوان سقز (شمالصاحب، حسنسالاران، درگاهشیخان و قهرآباد)، باختر مریوان (آسنآباد) باختر و شمال‌باختری دیواندره (آلیجان، توکلان و ظفرآباد)، شمال بیجار (شهرک و شریفکندی)، جنوب دهگلان (میمون‌آباد و کلکه) و خاور قروه (گلالی، باباعلی، خسروآباد، چرمهله، هزارخانی، میمنت آباد، تکیه) را نام برد (Ghorbani, 2008; Zamanian,2016). کانی‌سازی آهن در مناطق دیواندره، قروه، همدان بیشتر از نوع آتشفشانی–رسوبی و یا اسکارنی است. Ghorbani (2008)، Zamanian و همکاران (2016) و Rostami Paydar و همکاران (2010) خاستگاه کانسار پیرباباعلی همدان را اسکارنی دانسته‌اند.کانسارهای گرمابی آهن به شکل رگهای و یا عدسی شکل و در پی فعالیت سیال‌های گرمابی در ژرفای متفاوت پدیدار می‌شوند (Azizi et al., 2009). مادة معدنی اصلی در این نوع از کانسارها، منیتیت و هماتیت است (Barati and Gholipoor, 2014). کانسار آهن ابراهیم‌آباد، با همراهی کانی‌های منیتیت و مقادیر کمتری هماتیت و گوتیت به‌صورت پراکنده و عدسی شکل در سنگ میزبان (میکاشیست و مرمر) این منطقه رخنمون دارند. این کانسار اکنون در مرحلة اکتشاف مقدماتی است و عیار و تناژ آن ارزیابی نشده است. این نوشتار، برپایة بررسی‌های میدانی، سنگ‌شناسی و زمین‌شیمیایی اکسدهای اصلی و عنصرهای فرعی و کمیاب منیتیت کانسار ابراهیم‌آباد آماده شده است. ارتباط زمین‌شیمی و تغییرات عنصرها با خاستگاه کانی‌سازی نیز در این مقاله بررسی شده است.
زمین‌شناسی منطقه
همان‌گونه‌که گفته شد، منطقة بررسی‌شده بخشی از پهنة سنندج- سیرجان است که همراه با کمان ماگمایی ارومیه- دختر و پهنة زاگرس، بخش ایرانی کمربند کوهزایی تتیس یا آلپ- هیمالیا را تشکیل داده است (شکل 1- A). پیدایش این پهنههای ساختاری، پیامد باز و بسته‌شدن اقیانوس نئوتتیس بوده است. پهنة سنندج- سیرجان در دورة تریاس- ژوراسیک، حوضهای رسوبی موازی زاگرس بوده است که در بخشی از آن رسوب‌های پلیتی، پلیتی- آهکی و گاهی گریوکی و در بخشی دیگر، رسوب‌های آهکی و آذرآواری تهنشست میشدهاند که گاه با گدازههای آتشفشانی همراه بوده‌اند (Braud and Bellon, 1974; Moinvaziri et al., 2014). سنگهای آتشفشانی بیشتر ترکیب اسیدی- حد واسط و کمتر بازیک داشته‌اند. این سنگها در پایان ژوراسیک تحت‌تأثیر فاز کیمرین پسین چین خورده و دچار دگرگونی ناحیهای ضعیفی شده‌اند (Mohajjel et al., 2003; Azizi et al., 2011; Azizi et al., 2013; Moinvaziri et al., 2014). در ژوراسیک پایانی و نیز در کرتاسه، زنجیری از تودههای آذرین درونی با ترکیب کالکآلکالن و آلکالن شامل گابرو، دیوریت، کوارتزدیوریت، گرانودیوریت، گرانیت همراه با مونزونیت و سیینیت در این پهنه نفوذ کرده است (شکل 1- B) و درجة زمین‌گرمایی منطقه را افزایش داده است و ازاین‌رو، سنگهای اطراف آنها دچار دگرگونی همبری شده‌اند (Baharifar et al., 2004). فازهای آذرین درونی به‌صورت متناوب عمل کرده‌اند، به‌گونه‌ای‌که برخی تزریقات تا کرتاسه بالایی- پالئوسن ادامه داشته‌اند. ازاین‌رو، قلمروی سنی برای تودههای آذرین درونی در پهنة سنندج- سیرجان، از ژوراسیک تا کرتاسه بالایی- پالئوسن دیده می‌شود (Braud et al., 1974; Baharifar et al., 2004; Masoudi et al., 2002; Ahmadi-Khalaj et al., 2007; Shahbazi et al., 2010; Azizi et al., 2011). کانسار آهن ابراهیم‌آباد شامل شماری رخنمون پراکنده است. سنگهای دربرگیرندة این کانسار را واحدهای دگرگونی و رسوبی پالئوزوییک همراه با تودة آذرین درونیِ گرانیتی تشکیل می‌دهد. کانی‌سازی آهن، به‌صورت عدسیهایی منقطع با ابعاد متفاوت و با روند شمال‌باختری- جنوب‌خاوری دیده می‌شود. این کانی‌سازی با ضخامتهایی از 5/0 تا 5/1 متر به درازای 100 متر و عیار 14 تا 47 درصدوزنی آهن در محدودهای به بزرگی 03/0 کیلومترمربع پراکنده شده است. سنگ‌نگاری واحدهای زمین‌شناسی میزبان کانسار آهن ابراهیم‌آباد در ادامه شرح داده شده است.
روش انجام پژوهش
در برداشتهای صحرایی، شمار 21 نمونه از کانسنگ منیتیت و 15 نمونه از سنگهای میزبان کانسار برای انجام بررسی‌های سنگ‌نگاری و کانه‌نگاری برداشت شدند. اکسیدهای اصلی و عنصرهای فرعی در شرکت زرآزما زنگان (شعبه زنجان شرکت زرآزما) تجزیه شدند. برای این کار، شمار 21 نمونه با به‌کارگیری روش ذوب قلیایی با لیتیم متابورات (Lithium Borate Fusion) ذوب شدند. محصول ذوب‌شده با اسید نیتریک رقیق حل شد و با دستگاه ICP-OES خوانش شد. آستانة آشکارسازی 01/0 درصد بوده است. شمار 7 نمونه نیز برای اندازهگیری عنصرهای خاکی کمیاب و کمیاب، با روش تیزاب سلطانی (Aqua Regia) آماده‌سازی و با دستگاه ICP-OES مدل Varian در شرکت زرآزمای زنجان تجزیه شدند.
سنگ‌نگاری واحدهای میزبان
نمونه‌های بررسی‌شده ترکیب سنگ‌شناسی میکاشیست، اسپاری‌دولومیتی، مرمر، گرانودیوریت تا گرانیت کم و بیش کاتاکلاستیک- میلونیتی و متاسوماتیک دارند. سنگهای متاسوماتیک ترکیب اسکارن گارنت- آمفیبولدار تا گارنتیت دارند و رگچههای منیتیتدار آنها را قطع کرده‌اند.
مرمر: در پی تبلور دوباره، مرمر بافت نخستین خود را از دست داده است و همة آن از کانی‌های نوظهور کربناته تشکیل شده است. رگچههای پرشده از اسپاری هم در آنها یافت می‌شوند که ابعادی بزرگتر از کانی‌های کربناتة زمینه دارند. مرمر بافت گرانوبلاستیک تا چلیپایی (Decussate) دارد (شکل‌های 2- A و 2- B). در این نوع بافت، کانیهایی بیشتر مشارکت دارند که سطح انرژی آنیزوتروپی قوی دارند؛ مانند کربنات، میکا، پیروکسن، یا هورنبلند (Winter, 2014). بلورهای کوارتز به‌صورت منفرد و یا مجتمع، نزدیک به 10 تا 15 درصدحجمیِ مقاطع میکروسکوپی را دربر گرفته است (شکل 2- A). انبوهههایی از کلریت نیز در آنها دیده شدند. کانی‌های کربناته جهت‌یافتگی دارند و برگوارگی را پدید آوردهاند. خمشدگی ماکلها در کانی‌های کربناته دیده می‌شود و میتوان آن را پیامد تحمل دگرگونی دینامیک دانست.
شکل1- A) جایگاه محدودة کانسار آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان) در نقشة ایران (Stӧcklin, 1968)؛ B) موقعیت محدودة بررسی‌شده در پهنههای ساختاری ایران (Stӧcklin, 1968)؛ C) نقشة ساده‌شدة محدودة بررسی‌شده در مقیاس 1:1000
میکاشیست: در میکاشیست برگوارگی دربردارندة حوضههای برگوارگی و میکرولیتون است (شکل 2- C). حوضههای برگوارگی برگوارگی پیوسته دارند که به‌خرج کانی‌های مسکوویت و به مقدار اندک بیوتیت تشکیل شده‌اند. حوضههای برگوارگی چین خوردهاند و چینها نیز دوباره دچار چین‌خوردگی شده و سیمای کنگرهای (Crenulation) یافتهاند. این پدیده را میتوان پیامد تأثیر دگرریختی (Deformation) در دست‌کم دو فاز دانست. میکرولیتونها بیشتر از بلورهای نوظهور کوارتز و به مقدار ناچیز فلدسپار ساخته شده‌اند که به‌صورتی متناوب با حوضههای برگوارگی قرار گرفته و چین خوردهاند. تناوبی از حوضههای برگوارگی و میکرولیتونها در میکاشیستهای منطقة بررسی‌شده نشان می‌دهد سنگ رسوبی اولیه از تناوبی از لایههای نازک آواری و شیل ساخته شده است. با توجه به فراوانی مسکوویت و فراوانی اندک بیوتیت و نبود گارنت در حوضههای برگوارگی، محیط دگرگونی آنها هم‌ارز با پهنة بیوتیت در دگرگونی بارووین و هم‌ارزِ رخسارة شیست‌سبز درجه پایین شمرده می‌شود (Winter, 2014).
گرانیت: مقاطع میکروسکوپی تودههای آذرین درونی، ترکیب گرانودیوریت تا گرانیت دارند. برخی از این نمونه‌ها، بافت آذرین خود را حفظ کرده‌اند و دگرریختی ندارند (شکل 2- F). برخی دچار دگرریختی خفیف شده‌اند و یا دگرریختی شدید در حد میلونیتی‌شدن نشان می‌دهند (شکل‌های 2- D و 2- E). گرانودیوریت- گرانیت بافت گرانولار (شکل 2- F) دارند و دربردارندة کانی‌های کوارتز، پلاژیوکلاز و آلکالی‌فلدسپار هستند. برپایة ترکیب سنگ‌شناسی، مقدار پلاژیوکلاز و آلکالی‌فلدسپار متغیر است. کانی‌های فرعی، شامل مقدارهای اندک از اسفن، آپاتیت و زیرکن هستند. اپیدوت، پیستاسیت، سریسیت، کلریت و کانی‌های رسی از کانی‌های ثانویه به‌شمار می‌روند. تودههای آذرین درونی منطقة بررسی‌شده تحت‌تأثیر پهنههای برشی با شدت عملکرد متفاوت بوده‌اند و نشانه‌هایی از رویداد دگرگونی دینامیک در حد کاتاکلاستیک در محل حاشیه پهنههای برشی را نشان می‌دهند (Passchier and Trouw, 2005). در مقاطع میکروسکوپی حاشیة این پهنهها بافت ساروجی یا مورتار (Mortar) دیده می‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که پرفیروکلاستهای گرد توسط حاشیهای ریز از ماتریکس ریزبلور فراگرفته شده‌اند. پورفیروکلاستهای کوارتز خاموشی موجی یافته و گاه بقایای ماکلها در پلاژیوکلازها به شکل سرنیزهای درآمدهاند.
این شواهد، در بخشهای میانی پهنههای برشی، تودههای گرانیتی- گرانودیوریتی، بافت پورفیروکلاستیک و میلونیتی نشان می‌دهند؛ به‌گونه‌ای‌که در حاشیه پورفیروکلاستهای کوارتز سایة روشن دیده می‌شود. خاموشی موجی شدید نیز در پورفیروکلاستهای کوارتز دیده می‌شود (شکل 2- E). نکته جالب توجه، دگرسانی کلریتی در این نمونههاست که موازی برگوارگی میلونیتی جهتیافتهاند. گمان میرود برگوارگی میلونیتی و دگرسانی کلریتی همراه آن را یک دگرسانی اپیدوتیتی (شکل 2- D) قطع کرده است.
شکل 2- گزیده‌ای از تصویرهای میکروسکوپی از نمونه‌های برداشت‌شده از کانسار آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان). A) مرمر؛ B) اسپاری دولومیتی؛ C) میکاشیست با حوضههای برگوارگی و میکرولیتونها؛ D) برگوارگی میلونیتی و دگرسانی کلریتی (Chl) همراه آن که تحت‌تأثیر دگرسانی اپیدوتیتی (Ep) قرار گرفته است؛ E) بافت پورفیروکلاستیک، سایة روشن در حاشیه آن و خاموشی موجی در پورفیروکلاستهای گرانیت میلونیتی‌شده؛ F) گرانیت که دگرریختی ندارد و دربردارندة بلورهای درشت کوارتز (Qz)، آلکالی‌فلدسپار پرتیتی‌شده (Alk) و پلاژیوکلاز (Pl) است؛ G) رگچه دارای منیتیت (دسته سوم) که اسکارن را قطع کرده است. در زمینة اسکارن، منیتیت دستة دوم به رنگ سیاه پراکندهاند؛ H) گارنت با ساختمان منطقهای در اسکارن؛ K) اسکارن با کانی‌های نوظهور گارنت (Grt)، آمفیبول (Amp) و منیتیت (Mag) دستة اول
عملکرد پهنههای برشی عملکرد سیال‌های رهاشده از تودة گرانودیوریتی- گرانیتی را آسان کرده است؛ به‌گونه‌ای‌که کلریتها موازی برگوارگی میلونیتی چیده شده‌اند. به گفتة دیگر، شاید عملکرد پهنههای برشی با نفوذ تودههای آذرین درونی همزمان بوده است و عملکرد این پهنهها، بالا آمدن تودههای گرانودیوریتی- گرانیتی را آسان کرده است. دگرسانی اپیدوتیتی را شاید بتوان پیامد یک دگرگونی پسرونده نیز دانست.
اسکارن: سنگهای متاسوماتیک شامل اسکارن گارنت- آمفیبولدار (شکل 2- K) گاهی با تمایل گارنتیتی (شکل 2- H) هستند که رگچههای منیتیتدار (شکل 2- G) آنها را قطع کرده‌اند. اسکارن بافت گرانوبلاستیک دارد و دربردارندة بلورهای گارنت، آمفیبول و منیتیت است (شکل‌های 2- H و 2- K). بلورهای گارنت بیشتر به‌صورت بی‌شکل دیده می‌شوند؛ اما گاه تا نزدیک به 80 درصد از مقاطع میکروسکوپی را دربرگرفتهاند و تمایل گارنتیتی به ترکیب سنگ دادهاند. گاهی نیز به‌صورت شکل‌دار با ساختمان منطقهای دیده می‌شوند (شکل 2- H). آمفیبول از نوع هورنبلند تا مگنزیوهورنبلند است و گاه به‌صورت ترمولیت- اکتینولیت نیز یافت می‌شود که در این حالت بیشتر آنها حاصل جانشینی آمفیبولهای نخستین هستند.
کانه‌نگاری
کانیزایی فلزی در منطقة بررسی‌شده در ارتباط با سنگهای دگرگونی و اسکارنی رخ داده است. کانیشناسی منطقة بررسی‌شده ساده و شامل دو دسته کانی‌های فلزی و غیرفلزی (باطله) است. مادة معدنی شامل منیتیت و هماتیت است که معمولاً با گارنت، کلسیت و کانی‌های سیلیکاته همراهی می‌شوند. این کانیها به شکل‌های مختلف در سنگهای میزبان (شامل میکاشیست، شیست‌سبز، گارنت شیست، متاولکانیک و اسکارن) پدید آمده‌اند.
منیتیت: منیتیت کانة اصلی کانسار آهن ابراهیم‌آباد است که ساخت (structure) تودهای، رگهای، رگچهای، کارستیک (همراه مرمر) و دانهای نشان می‌دهد. در مقاطعی که ساخت تودهای دارند، نمونة دستی به رنگ تیره دیده می‌شود. ساخت رگه- رگچهای فراوان دیده می‌شود (شکل‌های 3- B و 3- D). بیشتر دانهها شکل‌دار تا بی‌شکل هستند و نشانه‌های هوازدگی آشکارا روی آنها دیده می‌شود (شکل‌های 4- A و 4- D). منیتیت در سه دسته یافت شده است. دستة نخست به‌صورت بی‌شکل و با ابعاد نزدیک به 1 میلیمتر دیده می‌شود (شکل‌های 2- K و 3- C). دسته دوم ابعاد ریز در حد چند دهم میلیمتر دارد و به‌صورت پراکنده در مقاطع نازک میکروسکوپی یافت می‌شوند (شکل 2- G). دسته سوم همراه با کانی‌های نوظهور (مانند کربنات و کوارتز) و در امتداد رگچهها پدید آمده است (شکل 2- G). در این محدوده، اغلب گانگِ همراه با منیتیت شامل ترمولیت- اکتینولیت و کوارتز ± کلریت ±اپیدوت ± گارنت ± مسکوویت است. کانسنگ منیتیت در محدودة ابراهیم‌آباد متفاوت است و از منیتیت تقریباً پرعیار تا شیست‌سبز منیتیتدار تغییر می‌کند (شکل‌های 3- B و 3- D).
هماتیت: پس از منیتیت این کانی فراوانترین کانی اکسید آهن در منطقة بررسی‌شده است که به‌صورت ثانوی تشکیل شده است (شکل 3- A). هنگام رویداد پدیدة مارتیتی‌شدن، هماتیت ثانوی از منیتیت اولیه پدید آمده است و فراوانترین نوع هماتیت است. در موارد بسیاری، بلورهای منیتیت در حاشیه و مرکز در حال جایگزینی با هماتیت هستند. جایگزینی منیتیت با هماتیت (مارتیت) دگرسانی معمول است که در دما و ژرفای کم (کمتر از50 متر) رخ می‌دهد (شکل‌های 4- B و 4- C). در مقاطع میکروسکوپی، هماتیت بافتهای متنوعی از خود نشان می‌دهند که شامل بافت افشان و جانشینی هستند (شکل 4- A). پیدایش هماتیت، نشان‌دهندة شرایط اکسیداسیون است.
شکل 3) A) برونزد قطعات هماتیتی در محدوده کانسار آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان)؛ B) منیتیت به‌صورت رگهای که مرمر و میکاشیستهای این منطقه را قطع کرده است؛ C) منیتیت به‌صورت گرهک و پرکنندة فضای خالی در زمینة میکاشیست؛ D) منیتیت به‌صورت رگه-رگچههای نازک و پرکنندة فضاهای خالی
کانی‌های باطله: کوارتز، گارنت، کلسیت، آمفیبول، کلریت، اپیدوت و فلدسپار از برجستهترین کانی‌های باطله در کانسار ابراهیم‌آباد هستند. کوارتز از فراوانترین کانی‌های سیلیکاته باطله است که به‌صورت دانهدرشت در گرانیت و پورفیروکلاستهای کشیده‌شده در میکاشیست و همچنین، انبوهای در مرمرهای محدودة بررسی‌شده دیده می‌شود (شکل‌های 2- A، 2- F و 2- E). خاموشی موجی و مرز دانه‌های مضرس در هنگام تنشهای زمینساختی و تنش در کوارتزها پدید آمده است (شکل 2- F). کلسیت نیز به‌صورت باطله در منطقه و به‌صورت ثانوی در پی فعالیتهای گرمابی در درز و شکافهای سنگهای دگرگونی و آتشفشانی پدید آمده است و ارتباطی با فعالیت کانیزایی در منطقه ندارد. کلریت و اپیدوت از دیگر کانی‌های ثانوی هستند که در پی دگرسانی از کانی‌های سیلیکاته پدید آمده‌اند. گارنت یکی دیگر از مهمترین کانی‌های باطله همراه با کانی‌سازی است که در رخسارة شیست‌سبز همراه با منیتیت یافت شده است. این کانی با بافت موزاییکی و خردشده در واحدهای سنگی دگرگونی پیدا شد.
|
Mag |
شکل 4- A) کانة منیتیت (Mag) با تجمعات شعاعی و سوزنی‌شکل که یک رگة هماتیتی آن را قطع کرده است؛ B) دانه‌های درشت تا ریزدانة بی‌شکل منیتیت (Mag) که یک رگة هماتیتی آن را قطع کرده است؛ C) نمونهای که از نزدیک به 80 درصدحجمی منیتیت (Mag) ساخته شده است. منیتیت با ابعاد برابربا 01/0 تا بیشتر از 1 میلیمتر، نیمهشکلدار و عموماً بی‌شکل و گاه شکل‌دار است. فرایند مارتیتی‌شدن (Mar) به‌صورت ضعیف در خمیرة منیتیت دیده می‌شود. رابطة میان دانه‌های منیتیت به‌علت ناهمسانی اندازه و شکل آنها پیچیده است؛ D) مارتیتی‌شدن در حاشیة دانه‌های نیمهشکلدار تا بی‌شکل و ریز دانه منیتیت (Mag)
توالی پاراژنزی
توالی‌های پاراژنزی کانی‌های مهم همراه با کانهزایی در شکل 5 نشان داده شده‌اند.
شکل 5- ستون پاراژنتیک کانی‌های اصلی و مهم در کانسار آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان)
زمین‌شیمی کانسار
22 نمونه کانسنگ منیتیت تجزیه شدند (جدول‌های 1 و 2). در شکل 6، روند تغییرات اکسیدها و همچنین، عنصرهای مهم دیگر نسبت به Fe(t) مقایسه شده‌اند. روند تغییرات اکسیدهای اصلی و گوگرد نسبت به آهن شیب منفی دارد. این ویژگی نشان‌دهندة جانشینی کانی‌های مختلف با سیال کانیساز آهن است. مقدار تغییرات SiO2 نسبت به Fe از 15 تا 43 درصدوزنی متغیر است. تغییرات Al2O3 نسبت به Fe از 3/0 تا 17/4 درصدوزنی در تغییر است.
جدول 1- درصدوزنی اکسیدهای اصلی به‌دست‌آمده از تجزیة نمونه‌های کانسنگ آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان) به روش ICP-OES (آماده‌سازی نمونه‌ها به روش ذوب قلیایی بوده است)
|
Sample No. |
AS- 1 |
AS- 2 |
AS- 5 |
AS- 6 |
AS- 7 |
AS- 8 |
AS- 9 |
AS- 10 |
AS- 11 |
AS- 12 |
AS- 13 |
|
SiO2 |
16.82 |
25.68 |
22.68 |
19.36 |
27.16 |
35.76 |
33.86 |
40.36 |
26.87 |
29.76 |
30.69 |
|
TiO2 |
0.13 |
0.09 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.11 |
0.04 |
|
Al2O3 |
3.25 |
2.11 |
0.42 |
1.36 |
0.51 |
1.64 |
1.24 |
1.53 |
0.22 |
2.43 |
1.1 |
|
Fe(t) |
42.81 |
40.26 |
46.6 |
47.44 |
32.02 |
23.77 |
27.57 |
18.56 |
30.97 |
25.33 |
18.96 |
|
MnO |
0.33 |
0.35 |
0.39 |
0.49 |
0.64 |
1.25 |
1.34 |
0.96 |
0.68 |
0.75 |
0.77 |
|
MgO |
2.47 |
1.61 |
1.44 |
0.75 |
1.5 |
1.14 |
1.19 |
4 |
2.69 |
2.22 |
2.39 |
|
CaO |
8.5 |
6.79 |
6.97 |
8.71 |
16.36 |
20.51 |
16.95 |
21.09 |
18.9 |
18.47 |
29.65 |
|
K2O |
0.06 |
0.06 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.14 |
0.05 |
|
S |
<0.05 |
<0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
0.13 |
1.32 |
0.16 |
0.19 |
0.65 |
|
L.O.I. |
7.13 |
5.64 |
1.54 |
1.36 |
8.02 |
5.46 |
5.54 |
5.29 |
6.36 |
9.75 |
8.13 |
جدول 1- ادامه
|
Sample No. |
AS- 14 |
AS- 15 |
AS- 16 |
AS- 17 |
AS- 18 |
AS- 19 |
AS- 20 |
AS- 21 |
AS- 22 |
AS- 23 |
AS- 24 |
|
SiO2 |
26.6 |
31.28 |
23.92 |
33.65 |
32.75 |
31.21 |
22.29 |
37.83 |
25.2 |
34.15 |
41.05 |
|
TiO2 |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.06 |
0.04 |
0.04 |
0.09 |
|
Al2O3 |
1.2 |
0.47 |
0.6 |
0.35 |
0.56 |
0.67 |
0.42 |
4.17 |
1.34 |
1 |
3.5 |
|
Fe(t) |
26.96 |
30.45 |
34.1 |
22.69 |
23.72 |
19.14 |
42.59 |
14.39 |
28.97 |
21.94 |
19.48 |
|
MnO |
1.08 |
0.86 |
0.53 |
0.77 |
0.79 |
0.85 |
0.38 |
0.69 |
0.68 |
0.85 |
0.59 |
|
MgO |
2.81 |
1.96 |
2.79 |
2.96 |
4.54 |
4.22 |
2.98 |
4.39 |
3.5 |
6.2 |
3.53 |
|
CaO |
21.64 |
18.14 |
19.26 |
26.17 |
24.03 |
25.92 |
8.08 |
24.3 |
20.82 |
21.09 |
19.25 |
|
K2O |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.05 |
0.06 |
|
S |
0.87 |
0.24 |
0.17 |
0.16 |
0.16 |
0.46 |
0.04 |
1.06 |
0.05 |
0.05 |
0.16 |
|
L.O.I. |
8.01 |
3.71 |
3.71 |
3.16 |
2.9 |
9.6 |
4.84 |
7.74 |
6.48 |
5.23 |
3.65 |
جدول 2- داده‌های عنصرهای کمیاب (برپایة ppm) به‌دست‌آمده از تجزیة کانسنگ آهن ابراهیم‌آباد در شمال‌باختری دیواندره (کردستان) به روش ICP
|
Sample No. |
AS-10 |
AS-12 |
AS-14 |
AS-19 |
AS-21 |
AS-22 |
AS-24 |
|
Ni |
1 |
4 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Co |
54 |
32 |
32 |
10 |
9 |
12 |
15 |
|
Cr |
1 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
V |
16 |
11 |
11 |
10 |
10 |
11 |
10 |
شکل 6- نمودار تغییرات اکسیدهای اصلی دربرابر آهن
مقدار CaO از 6 تا 26 درصدوزنی در تغییر است. مقدار K2O تغییرات ناچیزی دارد و میزان آن در نمونه های منیتیت از یک درصدوزنی کمتر است. MgO از 7/0 درصدوزنی تا نزدیک به 6 درصدوزنی در نمونه‌ها تغییر می‌کند. این نکته نشان می‌دهد مقدار کانی‌های منیزیمدار در نمونه‌ها کم است (کلریت، اپیدوت و اکتینولیت). مقدار MgO با عیار بالاتر از یک درصدوزنی نشان‌دهندة خاستگاه غیر رسوبی برای کانهزایی در این محدوده است. تغییرات مقدار گوگرد با مقدارهای کمتر و بیشتر از یک درصدوزنی در شکل 7 دیده می‌شوند. بیشتر نمونه‌ها کمتر از یک درصدوزنی گوگرد دارند. شیب منفی تغییرات گوگرد نسبت به آهن نشان‌دهندة کم‌بودن کانه‌های سولفیدی در سیال گرمابی خاستگاه آهن است (Parvaresh Darbandi et al., 2020). مقدار کم کانه‌های سولفیدی بر اهمیت کانی‌سازی آهن در این محدوده می‌افزاید. در چند نمونه نیز تا 5 درصدوزنی گوگرد وجود دارد که می تواند نشان‌دهندة خاستگاه گرمابی سال کانهدار آهن باشد. مقدار کم عنصرهای کبالت، نیکل و وانادیم، نشان‌دهندة بی‌ارتباط‌بودن کانهزایی با انواع کانیزایی ماگمایی است (شکل‌های 8- A و 8- B).
شکل 7- تغییرات مقادیر عنصرهای کبالت، کروم با شیب تغییرات مثبت و گوگرد و وانادیم را با شیب تغییرات منفی نسبت به آهن
شکل 8-نمونه‌های کانسنگ آهن ابراهیم‌آباد (شمال‌باختری دیواندره) در: A) نمودار نسبت Ni دربرابر Co و چگونگی قرارگیری منیتیت و تعیین خاستگاه کانسار (Bajwah et al., 1987)؛ B) نمودار Cr دربرابر V؛ C) تغییرات نسبت Al دربرابر Si (Beaudoin and Dupuis, 2011) (ازآنجایی‌که شمار نمونههایی که تنها اکسیدهای اصلی آنها تجزیه شده بودند بیشتر بود، این نمودار به‌کار برده شد)
کانی‌سازی آهن
کانسار آهن ابراهیم‌آباد شامل چندین رخنمون پراکنده است. منیتیت بیشتر به‌صورت میان‌لایه و پرکنندة فضاهای خالی یا آغشته‌کنندة سنگهای درونگیر دیده می‌شود. همچنین، کانی‌سازی منیتیت به‌صورت رگهای همراه با کوارتز نیز دیده می‌شود. نمونههایی از کانی‌سازی منیتیت در بخشهایی از این کانسار نشان‌دهندة نوع اسکارنی است. حضور گارنت نشانة آن است. برای اثبات اندواسکارن‌بودن شواهدی از همراهی پیروکسن که در مرحلة متاسوماتیسم پیشرونده بایستی با گارنت وجود داشته باشند یا شواهدی که نشان‌دهندة همراهی کانی‌های گرانیت همراه با گارنت باشند پیدا نشده است. با ورود محلولهای گرمابی درون سنگهای درونگیر، کانیشناسی سنگها تغییرکرده است و کالک سیلیکاتهای آبدار مانند آمفیبول پدید آمده‌اند. نشانه‌های متاسوماتیسم پسرونده با پیدایش آمفیبول و همراهی منیتیت نشان‌دهندة کانی‌سازی در این مرحله هستند. بخش بزرگی از کانی های کلریت، اپیدوت، کلسیت، فیلوسیلیکاتهای میکا و کانی‌های رسی، تحت‌تأثیر قرارگیری کالکسیلیکاتهای آبدار و بی‌آب (پدیدآمده در مراحل پس از اسکارن‌زایی)، با سیال‌های کم دما، در نزدیکی واحدهای مرمر و میکاشیستها پدید آمده است (شکل 3- B). پیدایش کانی منیتیت شاید در مرحلة متاسوماتیسم پیشرونده آغاز شده و در مرحلة پسرونده به اوج خود رسیده است. پیدایش منیتیت در دمای 550 درجه سانتیگراد روی داده است (Niranen et al., 2005; Zavaritsky, 1950). نبود ولاستونیت فرض دمای پیدایش کانی در بیشتر از550 درجه سانتیگراد را رد می‌کند. برای ته‌نشینی بهتر منیتیت از محلول کانهدار، محلول کانهدار (که به نسبت اسیدی است) باید خنثی شود. این عمل را کانی‌های مصرف‌کننده مانند کلسیت، پیروکسن و گارنت انجام می‌دهند. برپایة بررسی‌های میکروسکوپی، کانی‌سازی اکسیدی متاسوماتیک در کانسار ابراهیم‌آباد، پس از پیدایش کالکسیلیکاتهای بی‌آب و اولیه و در طول تغییرات بعدی آنها روی داده است. همراهی کانی‌های ترمولیت- اکتینولیت با منیتیت نشان‌دهندة کانی‌سازی آهن در مرحلة متاسوماتیسم پسرونده است و خنثی‌شدن محیط اسیدی با پیدایش و همراهی کانی‌های آبدار را نشان می‌دهد. پرشدن فضاهای خالی در مرمر با منیتیت نیز این نکته را تأیید می‌کند.
بحث
کانسارهای پهنة سنندج- سیرجان در سه بخش پراکندهاند (Ghorbani, 2008). بخش جنوبی از سیرجان تا اصفهان که به داشتن کروم در الترامافیکهای اسفندقه فاریاب، آهن، آهن- منگنز در گلگهر، هنشک، بافت، سرب- روی، مس، در چاهگز، قنات مروان معروف هستند و با گسل درونه از بخش میانی جدا می‌شوند. بخش میانی که خود به دو نوار کوچکتر شمالی و جنوبی تقسیم می‌شود و از دیدگاه کانی‌سازی در مقایسه با بخشهای شمالی و جنوبی پرمایهتر است. بخش شمالی این پهنه دربردارندة کانیسازیهای آهن همهکسی، باباعلی (شمالباختر همدان)، شمال سُنقُر، گلالی (قروه)، ظفرآباد (دیواندره)، صاحب (سقز)، شهرک (بیجار) است. به باور Momenzadeh (1978)، کانی‌سازی آهن در این پهنه بیشتر خاستگاه رسوبی دارد؛ اما پژوهشگران دیگری مانند Zamanin و همکاران (2016)، Barati و Gholipoor (2014) و نیز Rostami Paydar و همکاران (2010) برای کانیسازیهای باباعلی (همدان)، گلالی (قروه) خاستگاه اسکارنی و گرمابی را پیشنهاد کرده‌اند. با توجه به نزدیکی کانهزایی آهن ابراهیم‌آباد با دیگر کانهزاییهای آهن در منطقه دیواندره (ظفرآباد) و قرارگیری آن با فاصله در حاشیة تودة آذرین گرانیتی، خاستگاه این کانسار اسکارنی فرض می‌شود. در کانسار ابراهیم‌آباد، منیتیت، به‌صورت عدسی‌شکل با واحدهای دگرگونی و آغشته‌کنندۀ سنگ بستر دیده می‌شود. ویژگی‌های میکروسکوپی کانسنگ در بخشهای مختلف کانی‌سازی متفاوت است. ترکیب کانیشناسی از منیتیت پرعیار در مجاورت مرمر محدوده تا گارنت‌شیست منیتیتدار و شیست‌سبز منیتیتدار تغییر می‌کند. دیدن حالات حد واسط میان کانسنگهای فقیر و سرشار از منیتیت نشان می‌دهد که رفتار سیال‌های داغ آهندار برخاسته از تودههای آذرین درونی منطقه و همچنین، حضور رخنمونهایی از اسکارن همراه با ترمولیت- اکتینولیت و گارنت، پیامد عملکرد دگرگونی همبری و کانی‌سازی اسکارن در این کانسار است. بررسی‌های زمین‌شیمی کانهزایی منیتیت و همچنین، تغییرات عنصرهای کمیاب نشان‌دهندة نوع کانی‌سازی آهن اسکارنی در این منطقه هستند. از دیدگاه زمین‌شیمیایی، نسبت کبالت به نیکل در کانسارهای آهن عاملی برای شناخت خاستگاه آنهاست (Bajwah, 1987). محلولهای گرمابی، توانایی حمل مقادیر بالایی از Ni و Co را ندارند. ازاین‌رو، مقدار کم آنها در کانسنگ، دلیلی بر حمل محلول کانهدار با سیالات گرمابی کم دماست (Meinert, 1995; Amraei et al., 2020). کانسارهای آهن با خاستگاه‌های گوناگون نسبت کبالت به نیکل متفاوتی دارند (شکل 8- A). حضور این دو عنصر در کانسارهای آهن، به‌علت خویشاوندی شیمیایی آنها با آهن است (Ohmoto, 2003; Oksuz and Koc, 2009). در سیال‌های گرمابی، نسبت Co/Ni برابربا 2/0 تا 7 است. این ویژگیِ کانسنگ آهن با خاستگاه گرمابی است (Williams et al., 2005; Nadoll et al., 2012). در هنگام رویداد جدایش بلورین ماگمایی، نسبت کبالت به نیکل در سیال‌های گرمابی افزایش مییابد. برپایة محاسبة کبالت به نیکل، تغییرات مقدار این نسبت در کانسار ابراهیم‌آباد برابربا 8 تا 12 است و نشانة خاستگاه گرمابی برای کانهزایی است (شکل 8- A). مقدار کم عنصرهای وانادیم و کروم در کانسارآهن ابراهیم‌آباد خاستگاه ماگمایی را برای آن مردود میسازد (شکل 8- B). در شکل 8- C نیز تغییرات سیلیس نسبت به آلومینیم نشان‌دهندة خاستگاه گرمابی برای این کانسار است. در شکل 9- A، برپایة نمودار نسبت تیتانیم به نیکل و کروم نمونه‌های محدودة ابراهیم‌آباد در محدودة کانسارهای گرمابی جای میگیرند. تغییرات مقدار نسبت تیتانیم به وانادیم نیز نشان‌دهندة قرارگیری نمونه‌های ابراهیم‌آباد در محدودة کانسارهای گرمابی است (شکل 9- B).
شکل 9- کانسنگ آهن ابراهیم‌آباد (شمال‌باختری دیواندره) در: A) نمودار نسبت Ni/Cr Ti دربرابر و چگونگی قرارگیری نمونه‌های کانسنگ منیتیت و تعیین خاستگاه کانسار (Knipping, 2015)؛ B) نمودار تیتانیم دربرابر وانادیم و چگونگی قرارگیری نمونه‌های کانسنگ منیتیت و تعیین خاستگاه کانسار (Dare et al., 2014)
برداشت
با توجه به گسترش و پراکندگی، پیروی‌نکردن از چینهشناسی و تغییرات عیار منیتیت و نزدیکی آنها با نمودارهای کانسار آهن اسکارنی و بی‌شباهتی به کانسارهای رسوبی و نوع ماگمایی، فرضیة اسکارنی‌بودن کانسار ابراهیم‌آباد اثبات می‌شود. وجود منیتیت همراه با مقدار کم عنصر گوگرد در نمونه‌های این محدوده، کانی‌های کوارتز، اکتینولیت، کلریت، آلبیت، گارنت و کلسیت (که آن را همراهی میکنند و پیامد عملکرد دگرسانی توسط سیال‌های ماگمایی هستند) و تغییرات مقدار و اندازة بلورهای منیتیت در اسکارن و واحدهای شیست دگرگونی کانسار ابراهیم‌آباد نشان‌دهندة عملکرد و تأثیر سیال درآنهاست. منیتیت بیشتر به‌صورت رگهای، میانلایهای و یا آغشته‌کنندة سنگهای درونگیر و پرکنندة فضاهای خالی دیده می‌شود. چنین نشانه‌هایی همراه با شواهد زمین‌شیمیایی کانی منیتیت و تغییرات عنصرهای کمیاب در آنها نشان‌دهندة خاستگاه ثانوی برای کانی‌سازی آهن ابراهیم‌آباد و پیدایش این کانسار با خاستگاه اسکارنی است. بدین معنی که خاستگاه آهن توسط سیال‌های داغ برخاسته از تودههای آذرین درونی و با توجه به وجود گارنت و واحد اسکارنی منطقه و دیگر شواهد کانیشناسی موجود حاصل شده است.
)
