دريافت ٠تن كا٠ل ٠قاله (PDF)

پانزدهمين همايش انجمن زمين شناسي ايران
تفسير داده هاي ايزوتوپي كربن – اكسيژن كانسار منيزيت درخت سنجد
‏(شمال تربت حيدريه)‏
1
1*
ماهرخ امين زاده ، حسن ميرنژاد
1
دانشكده زمينشناسي،‏ پرديس علوم،‏ دانشگاه تهران
*
مسئول مكاتبات-‏ آدرس الكترونيكي:‏ Aminzadeh@khayam.ut.ac.ir
كربن
تا
–
چكيده
كانسار منيزيت درخت سنجد در سنگ ميزبان الترامافيكي سرپانتيني شده اي قرار گرفته كه بخشي از توده
افيوليت ملانژ شمال تربت حيدريه محسوب مي شود.‏ به منظور بررسي منشأ اين منيزيتها آناليز ايزوتوپي
اكسيژن روي تعدادي از منيزيتهاي منطقه مورد مطالعه انجام شده است.‏
مقادير δ 13 C
4/99- آنها بين
-3/91
پرميل بر اساس استاندارد PDB و نيز
+26/52 تا +25/42 بين مقدار δ 18 O
SMOW
پرميل بر اساس استاندارد
گزارش شده است.‏ به دليل تشابه مقادير ايزوتوپي كربن و اكسيژن منيزيتهاي درخت سنجد با
منيزيتهايي كه داراي سنگ ميزبان الترامافيكي هستند،‏ منشاء كربن و اكسيژن كربنات اين منيزيتها اتمسفري
تشخيص داده شده است.‏ بررسي هاي صحرايي و ميكروسكوپي نشان مي دهد كه سنگ ميزبان ماده معدني به
شدت سرپانتينتي شده است.‏ اين سرپانتينيتي شدن نشان مي دهد كه منيزيم طي واكنشهايي حين اين
فرايند،‏ از سنگ آزاد شده و وارد سيال موجود بين درزهها و شكستگيها گرديده است.‏ سيالات رسوب دهنده
اين منيزيتها كه حاوي مقادير بالاي منيزيم هستند آبهاي جوي با غلظت بالاي
شدن شرايط مناسب براي رسوب گذاري،‏ منيزيتها را تشكيل داده اند.‏
CO 2
مي باشند كه با فراهم
واژه هاي كليدي:‏ منيزيت،‏ ايزوتوپ هاي كربن-‏ اكسيژن،‏ درخت سنجد،‏ تربت حيدريه
مقدمه
معدن منيزيت درخت سنجد بين طولهاي جغرافيايي‏‎52‎
54 تا 06 59°
جغرافيايي 36 44 35° تا 37
40 شمالي و در
شرقي و عرضهاي
كيلومتري تربت حيدريه واقع است.‏ ميزان بهره برداري از
معدن به صورت اوليه بوده و تاكنون تلاش خاصي براي استخراج آنها صورت نگرفته است.‏ در مورد نحوه
تشكيل منيزيتهاي منطقه درخت سنجد اطلاعاتي موجود نيست و در اينجا با استفاده از آناليزهاي ايزوتوپي
كربن و اكسيژن،‏ منشاء كربنات موجود در اين منيزيتها مورد تحقيق قرار ميگيرد.‏
زمين شناسي منطقه
به لحاظ زمين شناسي معدن منيزيت درخت سنجد در مجوعه افيوليت ملانژي واقع در شمال تربت
حيدريه قرار دارد.‏ اين مجموعه قسمتي از كمربند افيولتي كرتاسه بالايي با روندي شرقي-‏ غربي ميباشد كه
بخش شمال شرقي ميكروپليت ايران شرقي-‏ مركزي را احاطه نموده است.‏ واحدهاي سنگي مجوعه افيوليت

ملانژي عمدتاً‏ شامل ، توده هاي نفوذي ديوريت و گابرو،‏ سنگهاي اولترامافيك،‏ سنگهاي آذرآواري،‏ توف و
گدازههاي بالشي و اسپيليتي و همچنين آهك پلاژيك است ‏(رزم آرا،‏
آن توسط آبرفتهاي عهد حاضر پوشيده شده است ‏(شكل‎1‎‏).‏
(1361
كه در محل معدن بخشهايي از
شكل 1) قسمتي از نقشه زمين شناسي 1:100000 رباط سفيد ‏(اقتباس از سهندي و همكاران،‏ 1388)
مشاهدات صحرايي نشان ميدهد كه عوامل تكتونيكي به شدت بر روي سنگهاي منطقه تاثير گذاشته و پس از
تحمل چندين فاز كششي و فشارشي،‏ درزه ها،‏ چين خوردگيها و گسلهاي فراواني در آميزههاي رنگين بوجود
آوردهاند ‏(رزم آرا،‏
.(1361
منيزيت به شكل توده اي،‏ عدسي هاي كوچك و رگهاي ترسيب شده ‏(شكل
(a -2
كه در بعضي قسمتها به همراه دولوميت و به صورت پركننده رگچهها و سيمان قطعات برشي و كنگلومرائي
شده سنگ ميزبان ظاهر مي شود ‏(شكل
b و -2 .(c
منيزيت به طور كلي ميكروكريستالين تا كريپتوكريستالين
بوده ولي دولوميتهاي همراه آن داراي بلورهاي خودشكل تا بي شكل هستند ‏(شكل
.(d -2
منيزيت سخت و متراكم بوده و شكستگي صدفي نشان داده و به رنگهاي سفيد تا زرد است ‏(شكل
در نمونه دستي
.(e -2

سنگ ميزبان منيزيت داراي اشكال بافتي است كه به وضوح تاثير محلولهاي دگرسان كننده را نشان مي دهد
-2 ،(f ‏(شكل
a. شكل‎2‎‏)‏
بطوريكه كاني هاي اوليه سنگ ميزبان قابل تشخيص نبوده و بشدت سرپانتينيتي شده اند.‏
حالت قرارگيري ماده معدني را در سنگ ميزبان نشان مي دهد كه به صورت تودهاي و رگهاي مي باشد.‏
منيزيت در رگچههاي سنگ ميزبان ترسيب شدهاند.‏
.b
.c
دولوميت به همراه
دولوميت به همراه منيزيت به صورت سيمان قطعات كنگلومرايي سنگ ميزبان عمل كرده
اند.‏ d. تصوير مقطع ميكروسكپي منيزيت ميكروكريستالين تا كريپتوكريستالين و سنگ ميزبان،‏ همراه با دولوميتهاي خودشكلي كه در امتداد ديواره
حفرات رشد كرده اند.‏ كانيهاي سنگ ميزبان به سرپانتين تبديل شدهاند.‏
.e
نمونه دستي منيزيت با شكستگي صدفي.‏
.f
تصوير به وضوح تاثير
محلولهاي دگرسان كننده سنگ ميزبان را در امتداد درزهها و شكستگيها نشان مي دهد.‏ در رگه ها دولوميت و منيزيت ترسيب شده است.‏
روشها و مواد
پس از ارزيابي هاي اوليه صحرايي،‏ برداشت نمونه از قسمتهاي تودهاي منيزيت كه نماينده مناسبي از توده
باشند،‏ صورت پذيرفت.‏ سپس در آزمايشگاه،‏ نمونههاي مورد نظر جداسازي و به روش دستي خرد و پودر شدند.‏
نمونه هاي پودر شده منيزيت به آزمايشگاه ايزوتوپ پايدار در دانشگاه مونتان اتريش جهت آناليز ايزوتوپي

100
24
اكسيژن-كربن ارسال شدند.‏ براي اندازهگيري نسبتهاي اين ايزوتوپها،‏ 15 ميلي گرم از پودر نمونه به مدت
25
ساعت تحت تاثير اسيد فسفريك درصد و در دماي درجه سانتي گراد قرار گرفته و گاز
متصاعد شده از هر نمونه توسط دستگاه طيف سنج جرمي اندازه گيري گرديد.‏
بحث
داده هاي حاصل از آناليز ژئوشيمي كربن-‏ اكسيژن
CO 2
4
نمونه منيزيت درخت سنجد در نمودار
δ 18 O
مقابل δ 13 C
در
، به همراه ساير داده هاي آناليز ژئوشيمي كربن-‏ اكسيژن نقاط مختلف دنيا به صورت مقايسه اي
رسم شده است لازم به ذكر است كه تركيب ايزوتوپي اكسيژن و كربن نمونه به صورت و برحسب
در هزار بيان
δ
‏(شكل‎3‎‏)‏ .
(Per mil)
سنجيده شده است.‏
مي شود و ايزوتوپ كربن نسبت به
(PDB)
وايزوتوپ اكسيژن بر اساس
(SMOW)
13
18
شكل‎3‎‏)‏ نمودار δ O در مقابل δ C براي منيزيتهاي درخت سنجد و مقايسه آن با منيزيتهاي ساير نقاط دنيا.‏ داده هاي نمودار از دادهاي
دامنه تغييرات
al., 2008 Fallick et و (1989) al., Kralik et گرفته شده است.‏
كربن δ 13 C
منيزيتهاي
درخت سنجد بين
(PDB)
-4/99 تا -3/91‰
δ 18 O و
+25/42 تا +26/52‰ (SMOW)
بر طبق نظر
‏(بين
Kralik et al., (1989)
گزارش شد.‏
منيزيتهاي موجود در مجموعه هاي الترامافيكي داراي مقادير
آنها
δ 13 C
-18 تا (-6‰ و δ 18 O
بين ) نسبتاً‏ سنگين
+22 تا (+29‰
بين
سبك
مي باشند.‏ منيزيتهاي كواترنري و جديد ريز
دانه اي كه در سبخاها و محيطهاي تبخيري تشكيل مي شوند داراي ايزوتوپهاي كربن ‏(بين
اكسيژن سنگين ‏(بين
نشان مي دهند بطوريكه
+6/4 تا (+7/1‰
+32 تا (+38‰
آنها بين δ 13 C
و
هستند.‏ منيزيتهاي قديمي تر از اين دست،‏ دو محدوده ايزوتوپي متفاوت
آنها بين δ 18 O و -6 تا -2‰ و +2 تا +3‰
+25 تا 27+‰
18+ و

تا 22‰+
معمولاً‏ δ 13 C
است.‏ منيزيتهاي اسپاري درشت دانه نيز مقادير ايزوتوپي كربن و اكسيژن گسترده اي دارند و
آنها بين
-5/7 تا +4‰ و δ 18 O
اكسيژن آنها بين
+6 تا +25‰
در تغيير مي باشد.‏
-1
نتيجه گيري
با توجه به اينكه منيزيتهاي درخت سنجد داراي ميزبان الترامافيك بوده كه به شدت نيز سرپانتيني هستند
و با توجه به محل قرار گيري داده هاي ايزوتوپي كربن-‏ اكسيژن در نمودار و محدوده اين دادهاي ايزوتوپي مي
توان چنين برداشت كرد كه:‏
شدهاند.‏
-2
منشا منيزيم منيزيتها،‏ سنگ ميزبان الترامافيكي بوده كه طي واكنشهايي حين سرپانتيني شدن،‏ از سنگ آزاد
منشا اكسيژن با توجه به محدوده تغييرات ايزوتوپي آن كه مشابه محدوده تغييرات منيزيتهاي با ميزبان
الترامافيك است كه بر اساس نظر
Kralik et al., 1989
-3
منشا جوي و سطحي دارد.‏
منشا كربن منيزيتهاي درخت سنجد را نيز مي توان بر اساس تشابه محدوده آن با كربن نمونه هاي منيزيت با
ميزبان الترامافيكي،‏ اتمسفري در نظر گرفت.‏
بنابراين مي توان نتيجهگيري نمود كه آبهايي با ميزان
CO 2
بالا در درزه ها و شكستگي هاي فراواني كه در توده
الترامافيكي منطقه مورد مطالعه وجود داشته رسوخ كرده،‏ منيزيم را از سنگها آزاد و طي گردشي كه به سمت سطح
داشته به صورت كربنات منيزيم ترسيب داده است.‏
منابع فارسي
رزم آرا.م،‏ 1361، بررسي زمين شناسي،‏ پترولوژي و پتانسيل معدني افيولي ملانژهاي شمال تربت حيدريه ‏(شمال اسد آباد)،‏
پايان نامه كارشناسي ارشد،‏ دانشگاه تهران.‏
سهندي.م،‏ همكاران
(1388) نقشه 1/100000 رباط سفيد،‏ سازمان زمين شناسي كشور.‏
References:
Fallick, A.E., Ilich, M., Russell, M.J. (2008) A Stable Isotope Study of the Magnesite Deposits
Associated with the Alpine-Type Ultramafic Rocks of Yugoslavia. Economic Geology, Vol. 86.
Karlik, M., Aharon, P., Schroll, E., Zachmann, D. (1989). Carbon and oxygen isotope systematic
of magnesites: a review. Monograph Series on Mineral Deposits; Gebruder Borntraeger, Berlin-
Stuttgart, V. 28.