فهرست مطالب

علوم زمین خوارزمی - سال هفتم شماره 1 (بهار و تابستان 1400)

نشریه علوم زمین خوارزمی
سال هفتم شماره 1 (بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/28
  • تعداد عناوین: 12
|
  • فاطمه اسفندیاری فر، بهنام شفیعی بافتی*، مصطفی رقیمی صفحات 1-24

    معدن زغال تخت قرار گرفته در ناودیس بزرگ زغالدار قشلاق در دامنه شمالی سلسله جبال البرز در شرق استان گلستان برای ارزیابی غلظت عناصر کمیابی مانند گالیوم (Ga)، ژرمانیوم (Ge)، وانادیوم (V)، اسکاندیوم (Sc)، اورانیوم (U)، لانتانیوم (La) و سریوم (Ce) مورد پژوهش قرار گرفته است. نمونه های زغالی مورد بررسی در این پژوهش بر پایه آنالیز شیمی عناصر اصلی سازنده زغالسنگ (CHNS wt%) در رده های بیتومینه، نیمه بیتومین-لیگنیت، لیگنیت و تورب گروه بندی شدند. آنالیز ICP-MS نمونه های زغالی نشان داد که عمده عناصر کمیاب در زغال های معدن تخت از غلظت بسیار پایین همانند زغال های سخت و قهوه ای از دیگر مناطق جهان برخوردارند لیکن از V (تاppm 88)، Zr (تاppm 96) و Sc (تا  ppm16) اندکی غنی شدگی نسبت به میانگین جهانی غلظت این عناصر در زغالسنگها نشان دادند. فقیر بودن زغال های معدن تخت از عناصر کمیاب را می توان به فقر ذاتی حوضه رسوبگذاری رسوبات گروه شمشک از عناصر مذکور نسبت داد که ناشی از نبود منابع سنگی عناصر کمیاب (مانند گرانیتها، کربناتیتها، پگماتیتها، پریدوتیتها) بعنوان سنگ منشاء رسوبات گروه شمشک در منطقه مورد مطالعه بوده است. بنابراین، به نظر می رسد تشکیل و تکامل گروه شمشک در یک حوضه رسوبی با غلظت معمولی از عناصر کمیاب رخ داده باشد که نتیجه آن شکل گیری زغالسنگ های فقیر از عناصر کمیاب بوده است.

    کلیدواژگان: زغال سنگ، عناصر کمیاب، معدن تخت، استان گلستان
  • مجید اطاری، محمد خانه باد*، اسدالله محبوبی، رضا موسوی حرمی صفحات 25-38

    در این پژوهش به بررسی آلودگی رسوبات رودخانه رونج به عناصر سنگین پرداخته شده است. حوضه آبریز رونج به مساحت 131 کیلومترمربع و به شکل کشیده در 20 کیلومتری شهرستان تربت جام (شمال شرق ایران) قرار دارد. به منظور بررسی آلودگی رسوبات به عناصر سنگین، 15 نمونه از رسوبات منطقه برداشت و مورد آنالیز ICP-MS قرار گرفت. به منظور پایش آلودگی رسوبات رودخانه رونج به عناصر سنگین از شاخص غنی شدگی و ضریب آلودگی استفاده شد. کروم با غنی شدگی کم و آهن و نیکل بدون غنی شدگی رفتار ژیوشیمیایی مشابه داشته و از هوازدگی و فرسایش واحد های سنگی اولترامافیک سرچشمه گرفته و آلودگی کم ایجاد کرده است. آرسنیک و سرب آلودگی کم و مس آلودگی متوسط در منطقه دارد. سازند شمشک منجر به تمرکز آلودگی آرسنیک و سرب در ابتدای حوضه آبریز رونج گردیده است. عبور شاخه های فرعی از روی واحد های گرانیتی و تلاقی این شاخه های فرعی در انتهای حوضه آبریز با رودخانه رونج منجر به غنی شدگی بالا و آلودگی مس و سرب در رسوبات انتهای حوضه آبریز گردیده است. شاخص بار آلودگی نیز تمرکز آلودگی در ابتدا و انتهای حوضه آبریز را نشان می دهد که در جهت تایید شاخص های قبلی است.

    کلیدواژگان: حوضه آبریز رودخانه رونج، آلودگی رسوب، عناصر سنگین، تربت جام
  • خدیجه امانی*، مرتضی دلاوری، صدرالدین امینی، امیرعلی طباخ شعبانی صفحات 39-62

    بازالت های آلکالن منطقه تالش همراه با سایر واحدهای رسوبی کرتاسه بالایی در البرز غربی (شمال ایران) برونزد دارند.  کانی های اصلی این سنگ ها شامل کلینوپیروکسن، پلاژیوکلاز± آلکالی فلدسپار است. از لحاظ ژیوشیمیایی،  مقادیر بالای TiO2 (wt. % 96/2- 68/1) ، K2O+ Na2O (wt. % 06/9- 09/3) و نسبت (La/Yb) N (39/23- 30/10) و همچنین Nb/Y>1 (9/3- 51/1) سازگار با ترکیب آلکالن نمونه هاست. از طرفی در نمودارهای چندعنصری بهنجار شده نسبت به گوشته اولیه، غنی شدگی عناصر ناسازگار شباهت این سنگ ها به بازالت های درون پلیتی یا جزایر اقیانوسی (OIB) را  نشان می دهد. از نظر جایگاه تکتونیکی، نسبت های عناصر کمیاب همچون Zr/Y (80/10- 52/5)، Ta/Yb (65/2- 12/1)، Th/Yb (81/5- 80/1) و Ti/Y (418-753) در محدوده بازالت های آلکالن درون پلیتی است. بنابراین می توان اظهار داشت که منطقه تالش در اواخر کرتاسه پسین ثبت کننده یک فعالیت آتشفشانی درون پلیتی قاره ای بوده است. چنین ماگماتیسمی از ذوب درجه پایین (3 تا 7%) یک منشا گوشته ای آستنوسفری غنی شده از نوع EMII در رخساره گارنت لرزولیت بوجود آمده است.  گستره  حضور بازالت های آلکالن با محتوای بالای Ti درتالش و دیگر بخش های البرز غربی و مرکزی (همچون جنوب لاهیجان، و مرزن آباد) و گرجستان  با تشکیل یک سیستم ریفتی در بازه زمانی کرتاسه پسین در حاشیه جنوبی اوراسیا از قفقاز کوچک تا البرز مرکزی قابل تفسیر است.

    کلیدواژگان: آلکالی بازالت، کرتاسه پسین، درون ورقه ای، تالش، البرز غربی، اوراسیا
  • ادریس بختاور، مریم شیبی* صفحات 63-80

    توده نیمه عمیق قله سوخته به عنوان بخشی از نوار ماگمایی ترود - چاه شیرین در بخش شمالی پهنه ساختاری ایران مرکزی قرار دارد. سنگ های میزبان این توده آذرین یک مجموعه آتشفشانی - آذرآواری ایوسن است که بخش عمده آن را توف قرمز - ارغوانی، برش آتشفشانی و آگلومرا تشکیل می دهند. جهت بررسی سازوکار جایگیری این توده نیمه عمیق از روش ناهمسانگردی پذیرفتاری مغناطیسی(AMS) استفاده شده است. این توده نیمه عمیق ترکیب دیوریت پورفیری داشته و از دیدگاه مغناطیسی در رده سنگ های فرومغناطیس قرار می گیرد. همچنین حضور منیتی در مطالعات میکروسکوپی و شیمی کانی اثبات شده است.  بالاترین درجه ناهمسانگردی مغناطیسی (P%) که معرف میزان تنش است در بخش های خاوری و شمال باختری این توده مشاهده شده است. بخش های مرتفع این توده نیمه عمیق دارای بیضوی مغناطیسی کلوچه ای شکل هستند. تعدادی از ایستگاه های نمونه برداری شده در بخش جنوب باختری این توده نیمه عمیق دارای بیضوی مغناطیسی دوکی و خطوارگیهای با شیب زیاد می باشند که به عنوان محل تغذیه ماگما در نظر گرفته شده اند. علاوه براین شواهد، شکل دایره ای تا بیضوی این توده آذرین، الگوی تقریبا متحدالمرکز فابریک ماگمایی، خرد شدگی و دگرشکلی شدید سنگ های میزبان به ویژه در حواشی باختری، همگی از مهم ترین شواهد موجود برای جایگیری این توده نیمه عمیق به روش بالونی شدن می باشند.

    کلیدواژگان: توده نیمه عمیق، قله سوخته، بالونی شدن، روش ناهمگنی پذیرفتاری مغناطیسی (AMS)
  • صمد بهنام، محمد ابراهیمی*، محسن موذن، رباب حاجی علی اوغلی، معصومه زارع شولی صفحات 81-96

    توده نفوذی کوه ارغون در جنوب غرب ماهنشان قرار دارد و در سنگ های دگرگونی پرکامبرین نفوذ کرده است. منطقه مورد بررسی بخشی از پهنه ایران مرکزی است. از نظر سنگ‌شناسی ترکیب اصلی این توده گابرو بوده و دارای ترکیب کانی‌شناسی پلاژیوکلاز، پیروکسن و هورنبلند و کانی های کدر است. بر مبنای ترکیب ژیوشیمیایی این توده، دارای سرشت کالکوآلکالن می باشد. الگوی REE بهنجار شده به کندریت سنگ‌های مورد مطالعه، غنی‌شدگی LREEs نسبت به HREEs نشان می دهند. تهی‌شدگی از عناصر Nb و Ti در نمودارهای عنکبوتی بهنجار شده به کندریت این سنگ ها مشاهده می شود که از ویژگی های ماگماهای کمان آتشفشانی (کمان آتشفشانی حاشیه فعال قاره و جزایر قوسی) است. در ضمن غنی‌شدگی LILEs و تهی‌شدگی از عناصر با شدت میدان بالا نشان دهنده ماگماهای مناطق قوس فرورانش اند. همچنین نمودارهای تعیین خاستگاه زمین‌ساختی، ویژگی های شاخص جزایر قوسی و حاشیه فعال قاره را نشان می دهند. بررسی نمودارهای عنکبوتی، نشان دهنده دخالت سیالات فرورانش درتکوین ماگمای مولد سنگ های مورد مطالعه است. مقایسه توده نفوذی گابرویی مورد مطالعه با توده نفوذی شمال تخت سلیمان و گرانیت آق‌دره بیانگر وجود برخی شباهت‌ها در ویژگی‌های ژیوشیمیایی این توده‌ها می باشد.

    کلیدواژگان: ژئوشیمی، گابرو، محیط زمین ساختی، ارغون، ماهنشان
  • پوریا سلامی، افشین اکبرپور*، محمد لطفی، آرش گورابجیری صفحات 97-120

    کانسار آهن آنومالی16 ب بافق در زون ساختاری ایران مرکزی واقع شده است. از دیدگاه زمین شناسی کهن ترین سنگ های این ناحیه، واحد های دگرگون شده پرکامبرین از نوع گنایس، میکاشیست، آمفیبولیت و میگماتیت بوده که پی سنگ منطقه را تشکیل داده است. توده نفوذی زیر زون کانه دار با گابرو دیوریت - سینیت های قلیایی مشخص می شود که مجموعه کمپلکس دگرگونی بنه شورو و واحدهای آهکی را قطع کرده است. کانی زایی فلزی در ارتباط با سنگ های گابرودیوریت و اسکارنی رخ داده است. مگنتیت فراوان ترین کانه در محدوده مورد مطالعه است و با ساخت توده ای، برشی و دانه پراکنده دیده می شود. دانه های آن شکل دار تا بی شکل است. مگنتیت در سطح زمین اکسید شده و به کانی های هماتیت، گوتیت و دیگر اکسیدهای آهن دگرسان می شود. کانی های فلزی همراه مگنتیت، پیریت، کالکوپیریت و پیروتیت است که با کوارتز، اکتینولیت، کلسیت، اپیدوت، پیروکسن و گارنت همراه است. تطابق نمودارهای عناصر نادر خاکی در کانی سازی آهن و توده نفوذی نشاندهنده احتمالی یکسان بودن منشا کانی سازی با توده نفوذی است. عیار اکسید آهن در کانسنگ بین25 تا 75 درصد تغییر می کند. عنصر آهن با اکسیدهای تیتانیم، منیزیم، منگنز ، فسفر، پتاسیم و سدیم همبستگی منفی نشان می دهد. بر اساس رابطه کبالت با نیکل، کروم با نیکل، کروم با وانادیم، این کانسار آهن در محدوده کانسارهای با منشا هیدروترمال قرار می گیرد. با توجه به نسبت Al/Co  و Sn/Ga این کانسار در محدوده کانسارهای تیپ اسکارنی است. بر اساس الگوهای پراکندگی عناصر کمیاب کانسار آهن آنومالی 16 ب با کانسارهای تیپ اسکارنی بیشتر شباهت دارد. شواهد زمین شناسی، کانه نگاری و همچنین ژیوشیمیایی کانی مگنتیت نشاندهنده منشاء اسکارنی برای کانی سازی آهن آنومالی 16 ب است. آهن توسط سیالات داغ حاصل از توده های نفوذی، جابجا شده و در حدفاصل بین واحدهای دگرگونی و مرمر تجمع حاصل کرده است. مقدار δ34S در سولفات های پرکامبرین-کامبرین بین18 تا31+ در هزار می باشد، که با توجه به داده های موجود مقدار δ34S در آنومالی 16ب بین21/42 تا27/22+ در هزار است. ایزوتوپ های گوگرد محدوده مورد مطالعه منشا آب دریاهای قدیمی را دارد و سیالات جوی منشا تشکیل آن است. باتوجه به این نتیجه و همراهی پیریت ها با مگنتیت می توان چنین نتیجه گرفت که منشا مگنتیت های این محدوده با پیریت های محدوده بایستی یکسان باشند.ر

    کلیدواژگان: کانه زایی آهن، ژئوشیمی، اسکارن، ایزوتوپی گوگرد، آنومالی 16 ب، بافق، یزد
  • نسرین شجاعی، محمد رهگشای*، ایوب ویسی نیا، ایمان منصف صفحات 121-150

    افیولیت کامیاران، با سن کرتاسه ی فوقانی، بخشی از افیولیت های مزوزوییک ایران است که در جنوب غرب رانندگی اصلی زاگرس رخنمون پیدا کرده است. این افیولیت از شمال شرق توسط سنگ های دگرگونی زون سنندج-سیرجان و از سمت جنوب غرب توسط سنگ آهک های بیستون، رادیولاریت های کرمانشاه و کمربند چین خورده-رانندگی زاگرس احاطه شده است. افیولیت کامیاران از توالی های گوشته ای و پوسته ای تشکیل یافته اند. سکانس پوسته ای از گدازه های بالشی به همراه دایک های صفحه ای و گدازه های جریانی تشکیل شده است. آنومالی مثبت عناصرLILE  به همراه تهی شدگی از HFSE  خصوصیات سری تولنیتی بازالت های جزایر قوسی را نشان می دهند. دایک های ورقه ای از نظر ویژگی های ژیوشیمیایی از دو روند متفاوت پیروی می کنند. دایک های ورقه ای نوع اول و گدازه های بالشی و جریانی از نظر روند کلی عناصر نادر خاکی الگوهای مشابه با روندهای این عناصر در مورب غنی شده را نشان می دهند. افزون بر این، آنومالی مثبت عناصر نادر خاکی سبک و لیتوفیل بزرگ یون به همراه تهی شدگی از عناصر با شدت میدان بالا نشان دهنده گرایش کالک آلکالن و محیط تشکیل مرتبط با فرورانش این سنگ ها است. این در حالی است که دایک های داسیتی با الگوی عناصر نادر خاکی مسطح و غنی شدگی در عناصر لیتوفیل بزرگ یون و تهی شدگی در عناصر با شدت میدان بالا در گروه سنگ های تولییتی جزایر قوسی قرار می گیرند. تشابه نسبت های عنصری در تمام نمونه های مورد مطالعه دلیلی بر هم منشا بودن ماگمای سازنده ی سنگ های مورد مطالعه است. براساس بررسی های ژیوشیمیایی، محیط تشکیل سنگ های سازنده ی افیولیت کامیاران مرتبط با فرورانش درون اقیانوسی است.

    کلیدواژگان: افیولیت کامیاران، گدازه های بالشی، دایک های ورقه ای، تولئیت های جزایر قوسی، سری کالک آلکالن
  • فرزانه شریفی طائمه*، محمدحسین آدابی، محسن لیاقت صفحات 151-176

    واحدهای کربناته زیرین کرتاسه زیرین کوه خان گرمز در غرب تویسرکان (جنوب استان همدان) به ضخامت 119 متر بر روی رسوبات آهکی ژوراسیک با ناپیوستگی فرسایشی واقع شده اند. این واحدهای آهکی جهت مطالعات رسوب شناسی و چینه شناسی انتخاب شده اند. با توجه به شواهد صحرایی و روند تغییر رخساره ها محیط رسوبی رمپ هم شیب با کمربند های رخساره ای لاگون، سد و دریای باز در زمان تشکیل این رسوبات می باشد. مطالعات چینه نگاری سکانسی منجر به شناسایی 3 سکانس رسوبی رده 3 در این رسوبات شد. بر اساس شواهد صحرایی و پتروگرافی فرآیندهای سیمانی شدن، انحلال، میکریتی شدن، شکستگی،کارستی شدن و دولومیتی شدن از مهم ترین رخداد های دیاژنزی مورد مطالعه در این رسوبات می باشند. مطالعات ژیوشیمی 40 نمونه از این واحد های آهکی نشان دهنده کانی شناسی اولیه آراگونیتی و سیستم دیاژنزی بسته تا نیمه بسته می باشد.

    کلیدواژگان: کوه خان گرمز، محیط رسوبی، چینه نگاری سکانسی، ژئوشیمی
  • عبادالله طولابی نژاد، احمد احمدی خلجی*، محمد ابراهیمی، حبیب بیابانگرد، رسول اسمعیلی صفحات 177-206

    توده گرانیتوییدی استند در جنوب غرب بیرجند، در حاشیه ی شرقی بلوک لوت، در مجاورت گسل نه غربی قرار دارد و شاخه هایی از این گسل، این توده نفوذی و سنگ های پیرامون آن را قطع کرده اند. ترکیب سنگ شناسی آن شامل: تونالیت، گرانودیوریت و گرانیت (مونزو و سینوگرانیت) و کانی های آن کوارتز، پلاژیوکلاز، میکروکلین، ارتوز، بیوتیت، موسکوویت و گارنت می باشند. گرانیتویید استند ماهیت کالک آلکالن پتاسیم بالا، پرآلومینوس و نوع S دارد که از یک منشا متاگری وکی فقیر از رس حاصل شده است. روند یکنواخت و هماهنگ نمونه ها در نمودارهای عناصر خاکی نادر و عنکبوتی بهنجار شده با کندریت و گوشته بالایی نشان از رابطه ژنتیکی و منشا مشترک آن ها با یکدیگر و غنی شدگی از عناصر LREE Th, U, K, La, و Pb و تهی شدگی از عناصر HREE Nb, Ti, Sr, و P بازتابی از نقش پوسته قاره ای و مذاب های مشتق شده از پوسته می باشد. سنگ های این توده نفوذی در یک محیط زمین ساختی پسابرخوردی در یک کمان قاره ای برخوردی عادی، بر اثر فرآیند ذوب بخشی در پوسته بالایی تکوین یافته اند. شواهد ژیوشیمیایی نشان می دهند که این توده نفوذی صرفا از متشکله پوسته ای و بدون دخالت گوشته، در اثر آبزدایی بیوتیت حاصل شده است و علاوه بر آن گرمای ناشی از مناطق برشی و برخوردی نیز می توانسته در ذوب بخشی رسوبات منشا آن نقش داشته باشند. نمودارهای تعیین فشار بخارآب و دما به ترتیب عمق kbar 5 ≥ و دمای °C800- 750 برای واحدهای توده گرانیتوییدی و °C850 -830 برای برونبوم های آن نمایش می دهند.

    کلیدواژگان: گرانیتوئید نوع S، جایگاه پسا برخوردی، گرانیتوئید استند، بیرجند، بلوک لوت
  • راضیه علی پور، حسام الدین معین زاده*، حمید احمدی پور صفحات 207-230

    مجموعه اولترامافیک آبگرم در منتهی الیه جنوب شرق زون سنندج- سیرجان و در مجاورت زون زاگرس واقع گردیده است و جزیی از کمربند افیولیتی اسفندقه - حاجی آباد به شمار می رود. سه گروه سنگی متفاوت در مجموعه وجود دارد که از آن جمله می توان به سنگ های اولترامافیک، مافیک و دگرگونی اشاره کرد. سنگ های اولترامافیک بیشتر در قالب هارزبورژیت، دونیت و لرزولیت می باشند که از این بین هارزبورژیت ها بیش از85 درصد از حجم واحدهای سنگی را در این مجموعه تشکیل داده اند. شواهد میکروسکوپی نشانگر نسل های مختلف کانی ها در این سنگ ها می باشد. به علاوه شواهد مربوط به شیمی کانی ها نشان می دهد که این پریدوتیت ها مرتبط به حوضه پشت قوس می باشند که حدود 15 درصد ذوب بخشی را متحمل شده اند. دمای تعادل محاسبه شده بر اساس پورفیروکلاست های پیروکسن و اجتماع الیوین اسپینل  به ترتیب 816 تا 992 و 708 تا 840 درجه سانتی گراد می باشد و همچنین تخمین فوگاسیته اکسیژن بین 8/0 تا 9/0(Log-bar) نسبت به بافر کوارتز- مگنتیت- فایالیت می باشد که تاریخچه چند مرحله ای از ذوب و تغییر شکل و تعادل مجدد ساب سالیدوس با فشار بین 1.2 تا 2 گیگاپاسکال را که منطبق بر محدوده پریدوتیت اسپینل دار می باشد برای پریدوتیت آبگرم نشان می دهد. شواهد شیمیایی نشان می دهد که این سنگ ها به پریدوتیت های آبیسال شباهت دارند و احتمالا در محیط حوضه پشت قوس شکل گرفته اند.

    کلیدواژگان: مجموعه اولترامافیک آبگرم، اسفندقه - حاجی آباد، هارزبورژیت، افیولیت، کرمان
  • مجید قاسمی سیانی*، سیما بیات صفحات 231-248

    پهنه بروجرد-نظام آباد در امتداد شمال باختری-جنوب خاوری در بخشی از پهنه سنندج- سیرجان گسترده شده است. این پهنه متشکل از واحدهای سنگی هورنفلس، شیست، فیلیت، میگماتیت، گرانیت و گرانودیوریت است. سنگ های دگرگونی (هورنفلس و شیست) و آذرین (سنگ های گرانیتوییدی) به عنوان سنگ میزبان دایک های پگماتیتی شناخته می شوند. کوارتز، فلدسپار، موسکویت و تورمالین رایجترین کانی های پگماتیت ها بوده و میکا از نوع موسکویت که تمایل به موسکویت های حاوی لیتیم دارد. پگماتیت های مورد مطالعه در عناصر Rb، Sr ، Ba و Al تقریبا غنی شدگی داشته ولی در عناصر REEs، U، Sn و Ga و همچنین فلزات کمیاب مانند Li، Ta و Cs تهی شدگی نشان م ی دهند. شاخص های غنی شدگی فلزات کمیاب از قبیل نمودارهای Mg/Li در برابر Li، K/Rb در برابر Rb و Ta  در برابر  Nbنشان می دهند از لحاظ کانی زایی فلزات کمیاب و عناصر نادر خاکی بصورت نابارور هستند. در مقایسه با پگماتیت های حاوی کانی سازی عناصر نادر خاکی، غنی شدگی اندکی در LREEها نسبت به HREEها قابل مشاهده است.

    کلیدواژگان: عناصر نادر خاکی، عناصر کمیاب، پگماتیت، پهنه بروجرد- نظام آباد
  • عطا شاکری*، همت نصیری مویلی، میثم رستگاری مهر صفحات 249-260

    آلودگی خاک چه ناشی از عوامل طبیعی و چه انسانی، کیفیت محیط زیست را کاهش می دهد. هدف این پژوهش ارزیابی آلودگی خاک های زراعی مشگین شهر با استفاده از شاخص زمین شیمیایی و روش های آماری است. برای این منظور 14 نمونه خاک از زمین های کشاورزی تحت آبیاری رودخانه خیاوچایی در مشگین شهر جمع آوری، و غلظت عناصر آرسنیک، کبالت، کروم، مس، آهن، منگنز، فسفر، سرب و روی در نمونه ها با استفاده از طیف سنج جرمی پلاسمای جفت شده الایی تعیین شد. شاخص های زمین شیمیایی شامل شاخص زمین انباشت (Igeo)، فاکتور آلودگی (CF) و ضریب غنی شدگی (EF) همراه با  تحلیل مولفه اصلی (PCA) و ضریب همبستگی پیرسون برای تعیین وضعیت و روند آلودگی خاک این منطقه استفاده شد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت کل آرسنیک، سرب و روی در منطقه مورد مطالعه به ترتیب mg/kg 09/20، 35/17 ،85/100 است که این غلظت ها بالاتر از غلظت زمینه پوسته بود. نتایج محاسبه شاخص های زمین شیمیایی نشان دهنده غنی شدگی زیاد آرسنیک در خاک منطقه است که به نظر می رسد در معدن آهن مویل به عنوان اصلی ترین منشا این عنصر، به صورت ثانویه از چشمه های هیدروترمال در لیمونیت ته نشین شده است. همچنین آبیاری زمین های زراعی با رودخانه خیاوچای با غلظت بالای آرسنیک عامل دیگری در آلودگی خاک به این عنصر است. براساس نتایج تحلیل های آماری، آرسنیک، آهن و سرب بیش از سایر عناصر تحت تاثیر معدن آهن مویل و منابع هیدروترمال قرار داشته و فسفر، مس و روی در منطقه از عوامل انسان زاد نیز ناشی می شوند. نتایج این مطالعه می تواند در تدوین برنامه های پایش و ارزیابی های زیست محیطی و سلامت منطقه استفاده شود.

    کلیدواژگان: فلزات سنگین، آرسنیک، شاخص های آلودگی خاک، مشگین شهر
|
  • Fatemeh Esfandiarifar, Behnam Shafieibafti*, Mostafa Raghimi Pages 1-24

    Takht coal mine located in the Gheshlagh coal-bearing large synclinorium in northern flank of the Alborz Mountains in East of Golestan province has been investigated for evaluation of concentration of trace elements such as gallium (Ga), germanium (Ge), vanadium (V), scandium (Sc), uranium (U), lanthanum (La) and cerium (Ce). Coal samples studied in this research were categorized into bituminous, sub-bituminous-lignite, lignite and peat types according to chemical analysis of major element (CHNS wt%) constructing the coals. ICP-MS analysis of coal samples show that most of trace elements in Takht coal mine have very low concentrations to those of hard and brown coals around the world, however they displayed slightly enrichment in V (up to 88 ppm), Zr (up to 96 ppm) and Sc (up to 16) compared to global average concentration in coals. Low concentration of trace elements in the Takht coal mine could be attributed to inherent poverty of the Shemshak sedimentary basin of such elements. It could be related to the absence of trace elements-bearing source rocks (e.g., granitoids, carbonatites, pegmatites and periodotites) as source rocks of Shemshak Group sediments in the study area. Therefore, it seems that formation and evolution of the Shemshak Group is occurred in a sedimentary basin with normal concentrations of the trace elements that led to formation of a trace element-poor coals.

    Keywords: Coal, Trace elements, Takht mine, Golestan Province
  • Majid Otari, Mohammad Khanehbad*, Asadollah Mahboubi, Reza Moussavi Harami Pages 25-38

    In this study, the pollution of the Revenj River sediments with heavy elements has been studied. Revenj River catchment with an area of ​​131 Km2 is located 20 kilometers from the city of Torbat-e-Jam (northeast of Iran). To investigate the contamination of sediments with heavy elements, 15 samples of sediments were taken from the area and analyzed by ICP-MS. In order to monitor the contamination of Revenj River sediments with heavy elements, Enrichment Factor and Contamination Factor were used. Chromium with low eenrichment and iron and nickel with no enrichment have similar geochemical behavior and originate from weathering and erosion of ultramafic rock units and have caused low pollution. Arsenic and lead are low pollution and copper is moderately pollution in the area. Shemshak Formation has led to a focus on arsenic and lead pollution at the beginning of the Revenj River catchment. The passage of tributaries over the granite units and the confluence of these tributaries at the end of the catchment with the Revenj River has led to relatively severe enrichment and contamination of copper and lead in the sediments at the end of this catchment. The pollution load index shows the concentration of pollution at the beginning and end of the catchment area, which is in line with the previous indicators.

    Keywords: Revenj River catchment, sediment pollution, heavy elements, Torbat-e- Jam
  • Khadijeh Amani*, Morteza Delavari, Sadraldin Amini, AmirAli Tabbakh Shabani Pages 39-62

    Talesh alkali basalts (TAB), accompanied by Upper Cretaceous sedimentary units, are exposed in the western Alborz (North of Iran). Clinopyroxene, plagioclase, ± alkali feldspar are the main minerals in these rocks. The geochemical characters such as high contents of TiO2 (1.68-2.96 wt.%), K2O+Na2O (3.09-9.06 wt.%), and high ratios of (La/Yb)N (9.3-23.4), and Nb/Y>1(1.51-3.9), are consistent with their alkaline composition. In the primitive mantle-normalized multi-elements diagram, these rocks show enrichment of all incompatible elements that are similar to intraplate basalts or oceanic island basalts (OIB). The trace element ratios such as Zr/Y (5.52-10.80), Ta/Yb (1.12-2.65), Th/Yb (1.80-5.81), and Ti/Y (418-753) plot within the range of the alkali within plate basalt. Therefore, the Talesh area in the western Alborz recorded an intra-continental volcanic activity during the Late Cretaceous. This magmatism was generated by lower partial melting (3-7%) of an EMII-enriched asthenospheric mantle source of garnet lherzolite facies. The presence of the high-Ti alkali basalts in Talesh and other parts of western and central Alborz (such as southern Lahijan and Marzanabad basalts) to Georgia could be interpreted by forming a rift system on the southern margin of Eurasia from the Lesser Caucasus to the central Alborz during the Late Cretaceous.

    Keywords: Alkali basalt, Late Cretaceous, Within plate, Talesh, Western Alborz, Eurasia
  • Edris Bakhtavar, Maryam Sheibi* Pages 63-80

    Gholeh- Sukhteh sub-volcanic intrusion as part of the Toroud – Chah-Shirin magmatic belt, is located in the northern part of Central Iranian structural zone. A volcano-pyroclastic sequence of Eocene including of red-purple tuffs, volcanic breccia, and agglomerate is the host rocks. In order to investigation of the emplacement mechanism of this sub-volcanic intrusion, anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) is used. The pluton is dioritic porphyry and belongs to ferromagnetic and magnetite series granites. Presence of magnetite is confirmed by microscopic observations and mineral chemistry. The highest degree of anisotropy (P%) that is sign of strain, is observed at the northern east to west - southwest of the intrusion. Highest areas and around the roof of Gholeh-Sukhteh intrusion, shaped parameter (T) is oblate. Some stations at the south-western part of intrusion have high-plunge magnetic lineations and prolate shape parameters. This part can be considered as feeder zone. Furthermore, the circular to ellipsoid shape of the pluton, roughly concentric magnetic pattern through the sub-volcanic intrusion, intense crushing and deformation at the country rocks especially at western margins are the main evidences that the pluton emplaced as a balloon.

    Keywords: Sub-volcanic intrusion, Gholeh-Sukhteh, Ballooning, Anisotropy of magnetic susceptibility (AMS)
  • Samad Behnam, Mohammad Ebrahimi *, Mohsen Moazzen, Rabab Haji Ali Oghli, Masumeh Zarea Shooli Pages 81-96

    The Arghun intrusion is located in the southwest of Mahneshan and has penetrated in the Precambrian metamorphic rocks. The study area is part of the Central Iran zone. Lithologically, the main composition of this intrusion is gabbro and it has the mineralogical composition of plagioclase, pyroxene, hornblende and opaque minerals. Based on the geochemical composition, the magmatic nature of the study rocks is calc-alkaline. Their normalized REE pattern to the chondrite shows the enrichment of LREEs relative to HREEs. The negative anomalies of the Nb and Ti elements are observed in the spider diagrams normalized to the chondrite, which is characteristic of the subduction zone magmatism (active continental margin arc and island arc magmas). Also, LILEs enrichment and depletion of HFSEs elements indicate subduction arc magmas. The tectonic setting discriminant diagrams also show the characteristics of the island arcs and the active continental margin. Also, the study of the spider diagrams shows the involvement of subduction fluids in the formation of the study rocks. Comparison of the study gabbro intrusion with the north of the Takht-e-Soleiman intrusion and Aghdareh granite indicates that the magmatic series are the same and their spider diagram pattern are similar.

    Keywords: Geochemistry, gabbro, tectonic setting, Arghun, Mahneshan
  • Pouria Salami, Afshin Akbarpour*, Mohammad Lotfi, Arash Gourabjiri Pages 97-120

    Anomaly XVI-B located in Central Iran Structural Zone. The oldest rock formations in this study area are related to metamorphic rocks which are included gneiss, micaschist, amphibolite and megmatite. Mineralized intruded mass distinguished by alkaline diorite-syenite that cut Bonoshorow metamorphic complex and limestone units. Metallic mineralization is occurred in syenite, gabbro and skarn rocks. Magnetite is the most abundant mineral in anomaly XVI-B and also it has been seen as stripe, mass, disseminated and filling empty space textures. The magnetite grains are shaped to shapeless. Magnetite is oxidized near the surface and converts to hematite, goethite and other iron oxides. Another metallic mineral which are associated with magnetite are pyrite, and chalcopyrite, which have been found in quartz, actinolite, calcite, and epidotite that come with various forms within host rocks, syenite, gabbro, and skarn. According to the graphs of rare earth elements in iron mineralization and intruded units indicates the possible similarity of the source of iron mineralization with intruded mass. The grade of iron oxide in ore deposit varies between 25 and 75 percent. The iron element has a negative correlation with oxide of titanium oxides, magnesium, manganese, phosphorus, potassium and sodium. Based on cobalt relationship with nickel, chromium - nickel, and chromium - vanadium, so anomaly XVI-B iron deposit is related to the hydrothermal deposits. Due to the ratio of Al / Co and Sn / Ga, anomaly XVI-B is recognized as a skarn type deposit. Based on the scattering patterns of the rare elements, anomaly XVI-B is more similar to the skarn type deposit. Geological and mineralogical evidence, as well as the geochemical properties of the magnetite, indicate that skarn deposit is source of iron mineralization. Iron is transported by the hot fluids that come from intruded units that accumulates between boundary of metamorphic and marble units. δ34S value is between 21.24% - 22.27%. The source of Sulphur isotope is meteoric and ancient marine water. As a result, the accompaniment of magnetite with pyrite can be found that the source of magnetite is identical with pyrite.

    Keywords: Fe mineralization, geochemistry, skarn, Sulfur isotope, 16B anomaly, Bafgh, Yazd
  • Asrin Shojaei, Mohammad Rahgoshay*, Ayoub Veisinia, Iman Monsef Pages 121-150

    The Kamyaran ophiolites, with the age of Late Cretaceous, are a part of the Iranian Mesozoic ophiolites, which are exposed in the SW of Zagros Main Thrust. This massif is bordered at the NE by the Sanandaj-Sirjan metamorphic rocks and at the SW by the Bisotun limestones and Kermanshah radiolarites and then by the Zagros Fold-Thrust Belt. The Kamyaran ophiolite is made of the mantle and crustal sequences. The crustal sequence is distinguished by pillow lavas, sheeted dike complex, and lava flows. The positive LILE anomalies with the HFSE depleted confirm their arc-related affinity. The geochemistry signatures of sheeted dikes show that these rocks have two different patterns. The REE pattern in some of the sheeted dikes samples with the pillow and flow lavas sample is similar to E-MORB; their element ratios support this likeness too. The positive LREE and LILE anomalies with the depletions of the HFSE suggest the calc-alkalic tendency and subduction-related affinity for these rocks; however, dacitic dikes with the flat REE pattern, LILE enrichment, and HFSE depletions have the Island-arc tholeiites affinity. The similarity of element ratios in all the samples may suggest that these rocks have the same magma source, and the tectonic environment of the ophiolitic rocks can be correlated with the oceanic subduction environment.

    Keywords: Kamyaran ophiolite, pillow lavas, sheeted dikes, island-arc tholeiites, calc-alkaline affinity
  • Farzaneh Sharifitaeme*, MohammadHossein Adabi, Mohsen Liaghat Pages 151-176

    Lower Cretaceous carbonate units of the Kuhzation, karstification and dolomitization, studies of 40 samples of these carbonate units indicated aragonite as original mineralogy in closed to semi-closed diagenetic system.

    Keywords: Khangormaz, sedimentary environment, sequence stratigraphy, geochemistry, Lower Cretaceous
  • Ebadolah Toulabi Nejad, Ahamad Ahamadi Khalaji*, Mohammad Ebrahimi, Habib Biabangard, Rasoul Esmaeili Pages 177-206

    The Estand granitoid pluton is located in the southwest of Birjand, in the eastern edge of the Lut block, It is located near the Neh Western fault, and branches of this fault have cut off this pluton and the surrounding rocks. Its lithological composition includes: tonalite, granodiorite and granite (monzo-syenogranite) and its minerals are quartz, plagioclase, microcline, orthose, biotite, muscovite and garnet. The Estand granitoid is high-potassium calc-alkaline, peraluminus and S- type, which is derived from a poor of clay metagreywacke origin. The uniform and coordinated trend of the samples in the rare earth elements and spider diagrams normalized to the primary mantle and chondrite shows the genetic relationship and they are co-genetic with each other and the enrichment in LREE, Th, U, K, La and Pb elements and the depletion in HREE, Nb, Ti, Sr and P reflect the role of continental crust and crust-derived melt. The rocks of this pluton have formed in a post collisional setting, in a normal continental collision arc, due to the melting process in the upper crust. The geochemical evidence shows that this pluton is obtained only from crustal component without intervention of the mantle, by biotite dehydration. In addition, heat from shear zone and collision areas could play a role in melting the sediments of its source. The pressure and temperature diagrams show water pressure of ≥5 kbar and temperature of 750 to 800 °C for granitoid pluton and temperature of 830 to 850 °C for its enclave.

    Keywords: S type granitoid, post-collisional setting, Estand granitoid, Birjand, Lut Block
  • Raziyeh Alipour, Hesam Moeinzadeh*, Hamid Ahmadipour Pages 207-230

    Abgarm ultramafic complex in termination of the southeast of Sanandaj- Sirjan is a part of the Haji Abad- Esfandagheh ophiolitic belt. This body consist of three different types of rocks includes of ultramafic rocks, mafic and metamorphic. Most ultramafic rocks are harzburgite, dunite, and lherzolite that harzburgites are more than 85 volume percent of this complex. Microscopic evidence suggests that there are several generations of minerals in these rocks. In addition, mineral chemistry data indicate that the Abgarm harzburgites have been formed in an environment similar to those considered for MORB peridotites and they passed about 15% partial melting. Pyroxene porphyroblasts and Olivin- Spinel thermometry in these harzburgites shows 816- 992 and 708- to 840 0C. Moreover, fO2 calculation gives a redox state that lies within a range of 1.6 log bar units around the Fayalite–Magnetite- Quartz buffer FMQ (log = -0.8 - 0.9 log-bar units) in the range of pressure of 1.2 and 2 GPa. For them and suggest that they have been equilibrated in spinel peridotite field for Abgarm peridotites. Chemical evidence shows that these rocks are similar to abyssal peridotites and probably formed in a back-arc basin environment.

    Keywords: Abgarm ultramafic complex, Esfandagheh- Haji Abad, Harzburgite, Ophiolite, Kerman
  • Majid Ghasemi Siani*, Sima Bayat Pages 231-248

    Boroujerd-Nezam Abad zone widespread along NW-SE trend in part of Sanandaj-Sirjan zone. Borujerd-Nezam zone consists of hornfels, schist, phyllite, migmatite, granite and granodiorite rock types. Metamorphic (hornfels and schist) and igneous (granitoids) rocks are known as host pegmatitic dykes. Quartz, feldspar, muscovite and tourmaline are the most common pegmatite, and mica are as muscovite type with tendency to Li-bearing muscovite. Rb, Sr, Ba and Al are relatively enrichment, but REE, U, Sn and Ga and also Li, Ta and Cs show depleted. Enrichment index such as Mg/Li vs Li, Rb vs K/Rb and Ta vs Ga diagrams show that studied pegmatites are barren in REE and trace elements. Comparing to REE rich pegmatites, they show slight enrichment in LREE relative to HREE.

    Keywords: Rare earth elements, Trace elements, Pegmatites, Boroujerd-Nezam Abad zone
  • Ata Shakeri*, Hemmat Nasiri Pages 249-260
    Introduction

    Pollution sources are basically divided into two groups: geogenic and anthropogenic. Geogenic sources include pollution from geological formations, mineral indices, mineral springs, brackish and saline water sources, and industrial activities, transportation, using agricultural fertilizers, mining activities, and wastes and effluents can be mentioned as anthropogenic pollution sources. Essential nutrients and other metals may enter the food web through the soil. The natural concentration of potentially toxic elements in the soil is usually low, except in the case of soils composed of ore minerals. The amount of trace elements in soils can also increase sharply due to human activities. In recent years, industrial and agricultural development in Iran has grown exponentially and various researches have been focused on assessment of environmental pollution. Therefore, it is necessary to use a set of different quantitative and qualitative methods of soil pollution assessment to gain a better understanding of the extent of pollution. Regarding the pollution of Khiavachay River in Sabalan geothermal region by natural springs and Meshginshahr iron mine, and due to irrigation of arable lands by this river, the aim of this study was to evaluate the pollution of arsenic, cobalt, lead, zinc, copper, iron, manganese and chromium using geochemical indices and statistical methods in the surface soil of Meshginshahr city.

    Material and methods

    A total of 14 soil samples (0-20 cm) were collected using composite sampling method from agricultural lands irrigated by the water of Khiavachay River. The samples were dried at room temperature, then a part of them passed through a 230 mesh sieve for digestion by four acids and elemental analysis by induction coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) in Zarazma laboratory. In this study, Geo-accumulation index (Igeo), contamination factor (CF) and enrichment factor (EF) were used to determine the severity of soil contamination with heavy metals. Also, in order to investigate how the elements relate to each other and also to determine their origin, the results were analyzed using statistical analysis. Descriptive statistics, correlation coefficient and principal component analysis were performed using SPSS 20 software.
     

    Results and discussion

    Comparison of the concentration of elements in the region with their world average in soils and Earth crust shows that the average concentrations of arsenic, zinc and phosphorus in the agricultural soil of Meshginshahr are higher than their values in the world soil and Earth crust. Among the studied elements, As, P and Fe with values of 68.61, 34.27 and 30.76% respectively show the highest coefficients of variation in the region. The high variation coefficient, especially for As, indicates high concentration differences in different parts of the study area and possibly differences in the source of the contaminant. The results show that the amount of arsenic in the soil of station S1 (Moil village, adjacent to the iron mine) is in the range of severe to extremely polluted (Igeo level is 4.62). It is also present in 78% of the collected samples (11 samples) in the range of moderate to severe contamination (Igeo level between 2.37 to 2.95) and in two stations in the range of moderate contamination (Igeo level between 1.79 to 1.87). Zinc is in the moderate contamination range at all sampling points (CF between 1.04 and 2.27). Iron, lead and copper are in both the medium and low pollution ranges, and cobalt, chromium and manganese are only in the low pollution range. Therefore, the region shows significant enrichment to arsenic. These results are in good agreement with the previous study on the Khiavachay River and are reasonable considering the type of formations and irrigation of agricultural lands with arsenic-contaminated water. The results obtained from the pollution indices indicate that the maximum arsenic pollution is present in station number one and close to the iron mine of Moil village. High correlation of arsenic with iron (r = 0.911) and lead (r = 0.637) and its negative correlation with phosphorus (r = -0.65) was observed. The negative correlation of arsenic with phosphorus can be due to the competition of these two elements in the form of anions (arsenate and phosphate) in adsorption by soil colloids. Among the iron ores of the region, the highest concentration of arsenic has been measured in limonite. In the process of limonite formation, insoluble free hydride is formed by the oxidation of divalent iron, and during this reaction, arsenic, which originates from hot springs and hydrothermal waters of the region, is co-precipitated with iron. Therefore, As in the Moil iron mine has secondarily deposited in limonite under the influence of geothermal resources and hot springs. The results of correlation coefficient have been confirmed by principal component analysis.

    Conclusion

    Existence of hydrothermal springs with high concentration of arsenic, which are considered as causes of water pollution in Khiavachay River, and irrigation of agricultural lands with river water are important factors of arsenic enrichment in the soil of the region. Considering the amount of geo-accumulation index, the soil of the study area has moderate to severe As contamination. The results of the enrichment factor indicate significant enrichment for As and moderate enrichment for P, which is influenced by geological formations and natural factors for arsenic and anthropogenic factors for phosphorus. The results of statistical analyzes showed the important role of Moil iron mine and hydrothermal springs in the region in increasing the concentration of As, iron and lead in the soil of the region. Considering the negative effects of soil pollutants on the environment and due to the high concentration of arsenic in the study area, it seems necessary to study the concentration of this element in crops in the region and assess the health risk. For this purpose, evaluation of mobility and bioavailability of elements by sequential extraction methods, study of the role of soil physicochemical parameters in elemental mobility and investigation of the role of plant species in the uptake of pollutants from soil can be of great help in better analysis of the results.

    Keywords: Heavy metals, Arsenic, Soil pollution indices, Meshginshahr