مجله بلور شناسی و کانی شناسی ایران
سال هجدهم شماره 1 (پیاپی 39، بهار 1389)

در میان سنگ های رسوبی پلاژیک و چرت های رادیولاریتی زون افیولیتی شمال باختر کشور نهشته های منگنز و منگنز- آهن چندی یافت می شوند. کانی سازی-های منگنز-آهن ناحیه ی صفو در شمال شهر چالدران یکی از آن هاست. در ناحیه ی صفو، انباشتگی منگنز در چند افق و به شکل توده های عدسی شکل درون شیل های آهکی پلاژیک، چرت و آهک پلاژیک روی داده است. این کانسار چینه سان بوده و خاستگاه همزمان با ته نشینی دارد. از نظر کانی شناسی از کانه های پیرولوسیت، بیکسبیت، براونیت و هماتیت تشکیل یافته است. کلسیت، کوارتز و باریت کانی های باطله اصلی هستند. ساخت و بافت های نواری، توده ای و پراکنده در توده های معدنی قابل تشخیص اند. شواهد زمین شناسی و ژئوشیمیایی گویای نهشت کانه ها از گرمابی های زیردریایی (بروندمی) در بستر حوضه ی اقیانوسی نئوتتیس در زمان کرتاسه بالایی است. نسبت های Mn/Fe در این کانسار بین 35/1-7/31 متغیر است و میانگین آن برابر 8 است. میانگین این نسبت چندین بار بیشتر از مقدار آن در نهشته-های فلزدار پشته های میان اقیانوسی است. بالا بودن نسبت های Mn/Feو Si/Al، پائین بودن مقادیر فلزات کمیاب و به ویژه فلزات Ni، Co و Cu، پایین بودن مقادیر عناصر Y و Ce و بالا بودن مقادیرSiO2 Ba، Fe، Mn، و Sr به-عنوان شواهدی از غنی شدگی و تخلیه Mn از گرمابی ها بروندمی هستند و نقش فرایندهای هیدروژنز در پیدایش این کانسار ناچیز است. بررسی ضرایب همبستگی میان اکسیدها و عناصر مختلف نیز نشان داد که هیچ ارتباطی بین فلزات Ni، Co و Cu با گرمابی های بروندمی سرشار از Si، Mn و Fe وجود نداشته است.

در این کار پژوهشی از یک مدل ترمودینامیکی برای رشد تک بلورهای به روش و با استفاده از ید به عنوان عامل انتقال استفاده می شود. شرایط بهینه ی رشد در سیستم، بر اساس فشار جزئی مولفه های نظری مختلف پیش بینی می شود. آزمایش های مختلفی برای رشد تک بلور، با استفاده از ید به عنوان عامل انتقال، در درون لوله ی بسته در شرایط مختلف انجام پذیرفت. نتایج آزمایش ها نشان دادند که تک بلورهایی که در شرایط بهینه ی پیش بینی شده رشد یافته اند، در مقایسه با بلورهایی که در شرایط دیگر رشد کرده اند از کیفیت بهتری برخوردارند.

متابازیت های پالئوزوئیک زیرین جنوب چاه پلنگ در شمال بلوک یزد از زون ایران مرکزی، با گسترش محدود در همراهی با دگرگونه های دوشاخ وجود دارند. متابازیت ها به دو بخش متاولکانیک و توده های متاگابرو، آمفیبولیت و متادیاباز تقسیم می شوند. متاولکانیک ها با ترکیب بازالتی به صورت روانه های دارای برگوارگی و حفره های پرشده با کلسیت اند. آمفیبول، پلاژیوکلاز و بیوتیت از سازندگان اصلی این سنگ ها هستند. اکتینولیت، کلریت، اپیدوت، کلسیت و آلبیت به عنوان کانی های شاخص رخساره ی شیست سبز در زمینه ی ملانوکرات متابازیت ها یافت می شوند. بر اساس فشار سنجی های انجام شده برای آمفیبول ها در فشار 8 کیلوبار، دمای تشکیل منیزیوهورنبلند موجود در آمفیبولیت ها°C 622 و فروهورنبلندها و فروچرماک هورنبلندهای متادیابازها °C694 – 659 است. دماسنجی بیوتیت ها دمای °C665 - 648 را برای تشکیل بیوتیت های متاولکانیک و °C596 - 585 برای بیوتیت های موجود در دایک های متادیابازی نشان می دهد. سنگ شناختی و شیمی کانی ها، حاکی از ماهیت قلیایی ماگماتیسم و رخدادهای دگرگونی متعدد است. متابازیت های مورد بررسی نخست در رخساره ی آمفیبولیت و سپس در رخساره ی شیست سبز دستخوش دگرگونی شده اند.

منطقه ی مورد بررسی در جنوب استان خراسان جنوبی، جنوب نهبندان واقع شده است. سه زون کانی زایی به صورت سه رگه در این منطقه وجود دارند که رگه ی شماره ی دو از آنتیموان به صورت استیبنیت غنی است و دارای بی-هنجاری طلا و جیوه است. این زون از یک مجموعه ی سیلیسی _ کربناتی همراه با استیبنیت، پیریت، کالکوپیریت و هیدروکسید آهن تشکیل شده است. بافت های این رگه ها، پر کننده ی فضای خالی، برشی و کلوئیدی است. کانی-زایی در درون گسل های عمیق ریشه در کنگلومرای کرم رنگ پالئوسن رخ داده است. این کنگلومرا دارای قاعده ای از ته نشست های گونه ی فلیشی و قطعاتی از افیولیت ملانژ است. گسل های کانی زایی شده دارای روند شمال باختری جنوب خاوری اند. فعالیت آتشفشانی جوان با ترکیب داسیت و آندزیت رخ داده است. بر اساس شواهد زمین شناسی صحرایی، بررسی های میکروسکوپی و داده های تجزیه ی، کانی زایی در یک سیستم وراگرمایی رخ داده است. تجزیه ی شیمیایی، ناهنجاری های آنتیموان، طلا و جیوه را در این پهنه ها نشان می دهد. عیار آنتیموان بین 14 گرم درتن تا 48/32 درصد، طلا بین 2/1 تا 472 گرم در هزار تن و جیوه بین 150 گرم در تن تا 8/1 درصد تغییر می کنند.

کانسارهای سرب و روی گونه ی دره ی می سی سی پی شمال سمنان را می توان به دو مجموعه «ارم» در شمال غرب شهمیرزاد و «شهمیرزاد» در جنوب و شرق شهمیرزاد تفکیک کرد. سنگ میزبان این کانسارها از واحدهای کربناتی کرتاسه است و گسلش در کنترل کانه زایی درونزاد در هر دو نقش اساسی دارد. شواهد سنی، کانی شناسی و ساختاری بیانگر خاستگاه مشترک هر دو مجموعه کانه سازی است ولی با این حال تفاوت های زیادی در بستر کربناتی این دو مجموعه ی کانه زایی دیده می شود. بررسی های سنگ شناختی نشان می دهد که سنگ میزبان کانسارهای ارم در رخساره های عمیق دریایی ته نشین شده که نفوذ پذیری بسیار کمی دارند و دولومیتی شدن در این دنباله دیده نمی شود. در حالی که سنگ میزبان کانسارهای شهمیرزاد رخساره های کم عمق را که نفوذ پذیری بالایی دارند نشان می دهند و دولومیتی شدن گسترده ای در این دنباله صورت گرفته است. نبود رخساره های نفوذپذیر و دولومیت در بستر کربناتی کانسار های شمال غرب شهمیرزاد از چرخش و حرکت شاره های کانه زای درون میزبان کربناتی جلوگیری کرده است که این مسئله با مقادیر پایین سرب (کمتر از ppm 5) و روی (کمتر از ppm20) در سنگ میزبان همخوانی دارد. احتمالا این نفوذ ناپذیری از ایجاد فرآیند برونزادی در مجموعه ی کانسار های شمال غرب شهمیرزاد نیز جلوگیری کرده است. تعیین ترکیب ایزوتوپی کربن و اکسیژن بستر کربناتی نیز تا حدودی نقش کانی سازی درونزاد در ایجاد تغییرات ژئوشیمیایی و عدم تاثیر شاره-های دیاژنتیکی بر سنگ میزبان را نشان می دهد. وجود رخساره های کم عمق، نفوذ پذیری و نیز دولومیتی شدن سنگ میزبان کانسارهای جنوب و شرق شهمیرزاد سبب شد تا شاره ها امکان حرکت و چرخش درون بستر کربناتی را داشته باشند را پیدا کنند و این چرخش عاملی برای افزایش سرب (با میانگین ppm 132) و روی (با میانگین ppm 98) در بستر کربناتی و نیز شکل گیری گستره ی کانه های برونزاد در این ناحیه شده است. این کار پژوهشی نشان می دهد که کانی سازی درونزاد سرب و روی در مجموعه ارم در اثر فرآیندهای دیرزاد و بدون تاثیر از بستر کربناتی شکل گرفته و کنترل کننده های ساختاری نقش بنیادی در تمرکز کانی سازی داشته است.

منطقه ی معدنی تکنار در فاصله ی 28 کیلومتری شمال غربی شهرستان بردسکن و در بخش مرکزی زون تکنار قرار گرفته است. زون تکنار از شمال با گسل ریوش و از جنوب با گسل درونه محدود شده است. حداقل 30 درصد سازند تکنار را انواع سنگ های آتشفشانی زیر دریایی (اردویسین) تشکیل می-دهند. شواهد نشان می دهد که زون تکنار از منطقه ای دیگر به محل فعلی جابجا شده است. مهمترین تغییرات ساختاری که در منطقه شناسایی شده اند: گسل های راستا لغز راست رو، گسل های راستا لغز چپ رو و گسل های رورانده و وارون را می توان نام برد. توده های نفوذی متعددی در منطقه ی معدنی تکنار شناسایی شدند. براساس آثار دگرگونی ناحیه ای، توده های نفوذی به دو مجموعه تقسیم شدند: 1- توده های اواسط تا اواخر پالئوزوئیک و 2- توده های پس از پالئوزوئیک. توده های نفوذی اواسط- اواخر پالئوزوئیک بیشتر از نوع گرانیت، گرانودیوریت و دیوریت هستند. از نظر شاخص آلومینیوم بیشتر از نوع اشباع از آلومینیوم و محدود به نیمه آلومینیوم و به لحاظ پتاسیم ازنوع متوسط تا زیادند. محیط زمین ساختی تشکیل آن ها غالبا درون صفحات قاره ای و محدود به زون فرورانش است. براساس نمودار عناصر کمیاب و نسبت 15/2 تا 85/9 = La/Yb)N (، خاستگاه ماگما، پوسته ی قاره ای بوده است. براساس ترکیب کانی شناختی و پذیرفتاری مغناطیسی، توده های نفوذی این منطقه به سری ایلمینیت وابسته اند. توده های نفوذی پس از پالئوزوئیک شامل: گرانیت، ترونجمیت و کوارتز مونزونیت هستند. این توده ها از نوع پتاسیم متوسط و بالا بوده و به جز ترونجمیت در گستره ی متاآلومین ترسیم شده اند. در نمودار عنکبوتی غنی شدگی عناصر K، Rb، Ba، Ce و کاهیدگی Sr، Nb، P، Ti دیده می شود. براساس نمودار عناصر کمیاب و نسبت 87/4 تا 47/6 = La/Yb)N (، خاستگاه ماگما، پوسته، قاره ای بوده است.

اندازه ی محدود بلورک ها و وجود کرنش در نمونه های بس بلور، منجر به پهن-شدگی خطوط پراش می شود. با بررسی این پهن شدگی می توان اطلاعاتی در مورد ریز ساختار مواد بلوری به دست آورد. در این مقاله با استفاده از داده های پراش سینکروترون و با برازش کل نقش پراش، ساختار نمونه ی نانومتری CeO2 پالایش و ازنتایج به دست آمده، و نیز روش ویلیامسون – هال، ریز ساختار نمونه ی بلوری تعیین شد. میانگین اندازه ی حجمی بلورک ها Å 225 و مقدارکرنش شبکه، 5- 10×6 به دست آمد. سپس با استفاده از تابع توزیع لوگ نرمال اندازه ی بلورک ها، نقش پراش، شبیه سازی شد واطلاعات ریزساختاری آن تعیین شد. میانگین اندازه ی حجمی و میانگین اندازه ی سطحی بلورک ها به ترتیب، Å 234 و Å168 به دست آمدند.

ترکیب (Bi2Te3)0.96(Bi2Se3)0.04 نیمرسانای نوعn- برای استفاده در سیستم های سرد کننده ی ترموالکتریکی است. تک بلور این ترکیب به روش رشد ناحیه ای رشد داده شد و توان ترموالکتریکی (σ α 2) در امتداد رشد نمونه ی بلورین که در آن σ رسانایی الکتریکی، α ضریب سیبک است اندازه گیری شد. در این اندازه گیری شیب چشم گیری در توان ترموالکتریکی در امتداد نمونه مشاهده شد. ساختارهای ترکیب در بخش هایی از بلور رشد داده شده به روش آنالیزXRD مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات ترکیب شیمیایی (تابع توزیع Bi2Se3) برازش هم ارزی با تغییرات توان ترموالکتریکی در امتداد میله ی رشد داده شده دارد. فرایند تجربی رشد بلور با تحلیل ریاضی شبیه سازی شد. با تحلیل ریاضی شیب تراکم Bi2Se3 در امتداد نمونه ی رشد داده شده بررسی و معلوم شد که در فرایند رشد تغییرات مقدار Bi2Se3 در راستای رشد بلور Bi2Se3-Bi2Te3 چشم گیر است.

: توده ی گرانیتوئیدی آستانه در جنوب غرب شهرستان اراک در زون سنندج سیرجان واقع شده است. این توده تحت تاثیر گرمابی ها دگرسان شده و دگرسانی پروپلیتیک یکی از دگرسانی های گسترش یافته در این گرانیتوئید است. اپیدوت، اسفن، پرهنیت وکوارتز از کانی های تشکیل دهنده ی این زون دگرسانند. میانگین پیستاشیت در کانی اپیدوت 24 درصد است و بر این اساس اپیدوت ها ناشی از سوسوریتی شدن پلاژیوکلازها هستند. بر اساس نمودار Al نسبت به Fe، ا سفن ها ثانویه و ناشی از دگرسانی هستند. پرهنیت ها غنی شدگی کمی از آهن داشته و بر این اساس در دمای پایین و فوگاسیته کم اکسیژن تشکیل یافته اند. بهنجارسازی سنگ های دگرسان به سنگ مادر، بیانگر تهی شدگی از عناصر کمیاب است و از دگرسانی پروپلیتیک به فیلیک تهی شدگی افزایش می یابد. تغییرات اکسیدهای اصلی نسبت به اکسید کم تحرک Al2O3 نشانگر افزایشNa2O در تمام زون ها به جز از زون فیلیک است که دلیلی بر کاهش بازی شدن پلاژیوکلازهاست. CaO در زون پروپلیتیک افزایش یافته و MgO تنها اکسیدی است که از تمام زون ها تهی شده است.

به منظور بررسی فراورده های دگرسانی توف های ریولیتی، نمونه های مناسبی از نهشته های آذراواری منطقه ی دارآباد، در شمال شرق تهران ، انتخاب و پس از پودر شدن، تحت تاثیر آبگون های حاوی یون هایNa+ وK+ قرار گرفتند. تاثیر تغییرات دما، زمان و غلظت یون های آبگون، در فراورده های حاصل از دگرسانی توف های یادشده بررسی شدند. از نمک قلیایی پتاس و نمک طعام آبگون هایی با غلظت 25/1 تا 5/7 مول بر لیتر تهیه و در آزمایش های گرمابی در دما های C°100 و C°150 مورد استفاده قرار گرفتند. فراورده های حاصل از واکنش، با استفاده از دستگاه های پراش سنج پودری پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی شناسایی شدند. نتایج بررسی ها نشان داد که در حضور آبگون های پتاس و نمک طعام، با افزایش دما و غلظت یون Na+و افزایش pH، مقدار کوارتز کاهش و مقدار آلبیت افزایش می یابد (دگرسانی سدیمی)، تا جائی که در دمای C°150 و غلظت بالای یون- های سدیم و پتاسیم (5/7 مول بر لیتر) کوارتز به طور کلی حل شده، آلبیت با تبادل کاتیونی پتاسیم به جای سدیم، تبدیل به ارتوکلاز شده (دگرسانی پتاسی) و کانی هیدروکسی سودالیت تشکیل می شود (دگرسانی زئولیتی). بررسی های XRD از طریق محاسبات کمترین مربعات، سیستم تبلور مکعبی با ابعاد یاخته یکه ی Å8760/8 a0= b0= c0=را برای هیدروکسی سودالیت پیشنهاد می کند.

: پالیگورسکیت از جمله کانی های رسی فیبری فراوان در خاک های مناطق خشک و نیمه خشک و رسوب های ترشیاری به ویژه در منطقه ی خاورمیانه است. این کار پژوهشی با هدف بررسی حضور کانی پالیگورسکیت در برخی از رسوب های ترشیاری در ایران مرکزی و ایجاد ارتباط بین رسوب های حاوی این کانی ها و زمین شناسی و جغرافیای دیرین این منطقه انجام شده است. بدین منظور بر پایه ی مشاهدات صحرایی و آگاهی های ارائه شده در نقشه های زمین شناسی از رسوب های وابسته به دوره های مختلف ترشیاری شامل پالئوسن، ائوسن، الیگوسن، الیگوسن-میوسن، میوسن و پلیوسن در 12 نقطه نمونه-برداری به صورت مرکب انجام شد. نمونه های گرفته شده پس از آماده سازی، با دستگاه پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی بررسی شدند. نتایج حاصل نشان داد که کانی پالیگورسکیت در رسوب های با سن پالئوسن، ائوسن و الیگوسن مشاهده نمی شود در حالیکه رسوب های با سن میوسن و پلیوسن حاوی مقادیر قابل توجهی کانی پالیگورسکیت هستند. اسمکتیت فروانترین کانی همراه با پالیگورسکیت تشخیص داده شد. رسم نمودار پایداری کانی پالیگورسکیت در رسوب های مورد بررسی نشان داد که در رسوب های با سنین میوسن و پلیوسن پالیگورسکیت در مقایسه با کانی اسمکتیت پایدارتر بوده و در این رسوب ها شرایط برای تشکیل کانی پالیگورسکیت از اسمکتیت محتمل به نظر می رسد. حضور پالیگورسکیت در رسوب های دوران سوم این مطلب را تائید می کند که یکی از منابع اصلی حضور پالیگورسکیت در خاک های ایران مرکزی و با احتمال زیاد نقاط دیگر کشور با شرایط مشابه این است که پالیگورسکیت از مواد مادری به ارث می رسد. به نظر می رسد که شرایط ژئوشیمیایی دریای تتیس طی ترشیاری و با حرکت از پالئوسن به پلیوسن به تدریج برای تشکیل کانی پالیگورسکیت در رسوب های ترشیاری ایران مرکزی فراهم شده و شرایط خشک حاکم بر بخش زیادی از اراضی مرکزی، جنوبی و شرقی کشور باعث پایداری بعدی این کانی ها در خاک های تشکیل شده از این رسوب ها شده است.

در این کار پژوهشی توالی مجموعه های کانی شناختی در سنگ های متاپلیتی هاله ی دگرگونی گرانیت مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس مقایسه ی این مجموعه های کانی شناختی با توالی مجموعه های کانی شناختی هاله-های دگرگونی جهان، هاله ی دگرگونی گرانیت مشهد از نوع b2 است. بنابراین فشار بین 5/3 تا 5/4 کیلوبار و بیشینه دمای حدود 600 درجه سانتی گراد برای این هاله برآورد می شود.

باتولیت گرانیتوئیدی نوع S شیرکوه یزد از سه واحد اصلی گرانودیوریت، مونزوگرانیت و لوکوگرانیت تشکیل شده است. جدایش کانی های رستیتی از مذاب ابتدایی که با تبلور جدایشی ادامه یافته است از مهم ترین عوامل تنوع ترکیبی مشاهده شده در باتولیت محسوب می شود. انبوهه هایی از بیوتیت های کوچک با محتوای Xmg بالاتر، در مقایسه با بیوتیت های ورقه ای میزبان، برونبوم های سورمیکاسه؛ مجموعه ی کانیایی بیوتیت ± سیلیمانیت؛ کردیریت با محتوای بسیار پایینwt%) Na2O 5/0> (و مراکز یکنواخت و کلسیک پلاژیوکلاز از مهم ترین رستیت های شناخته شده در بخش های مافیک تر گرانیت شیرکوهند. به علاوه زیرکن، آپاتیت و مونازیت نیز که به صورت ادخال در بیوتیت یافت شده اند، می توانند به عنوان رستیت در نظر گرفته شوند. شواهد ژئوشیمیایی نیز همانند بررسی های سنگ شناختی حضور این کانی های رستیتی را تایید می کند. بر اساس این شواهد به نظر می رسد گرانیت شیرکوه از آناتکسی پوسته ی بالایی و اصولا از طریق واکنش های شکست بیوتیت تشکیل شده است.

بررسی های کانی شناسی و زمین شیمیایی، نشان دهنده ی دو مرحله ی اصلی دگرسانی [اسکارنی شدن] (پیشرونده و پسرونده) در منطقه ی محمد آباد واقع در جنوب غربی استان یزد است. اسکارن دگرنهادی (مرحله ی پیشرونده) با نهشت مجموعه کانیایی سیلیکاتی کلسیمی بدون آب (آندرادیت و دیوپسید-هدنبرگیت) در گستره ی دمایی C° 550-470 شکل گرفته است. در مرحله ی پسرونده(دمایC°470>) حجم بزرگی از این سیلیکات های بدون آب، دگرسان شده و به مجموعه ای از کانی های سیلیکاتی کلسیمی آبدار با کلسیم کمتر (اپیدوت و ترمولیت - اکتینولیت) تبدیل شده و در نهایت مجموعه سیلیکات های کلسیمی آبدار و بدون آب، دستخوش دگرسانی شده و در گستره ی دمایی زیر C°300 به مجموعه ریز دانه شامل کلریت، کلسیت، کوارتز و کانی های رسی تبدیل شده اند. نبود ولاستونیت در نمونه های اسکارنی محمد آباد می تواند نشانگر تشکیل مجموعه ی آندرادیت و هدنبرگیت در دمای کمتر از C°550 باشد. حضور بافت همرشدی و نبود بافت جانشینی در آندرادیت و پیروکسن، گویای تشکیل همزمان آن ها در گستره ی دمایی C°550 - 430 و 26-10 تا 23-10 fO2 = است. در دمای C°470> آندرادیت در گستره ی 24-10 تا 21-10 fO2 = به مجموعه ی کانیایی کوارتز، کلسیت و مگنتیت تبدیل شده است. حضور مگنتیت و پیریت همراه با کوارتز و کلسیت در مجموعه ی کانیایی زیر مرحلهIII، نشانگر 6-10fS2 ~ و دماهای C°430> برای شاره های دگرنهاد کننده است.