عنوان پایان‌نامه
مقایسه تطبیقی کانه زایی آهن در دو ذخیره معدنی دره زیارت و قالوی شیخان واقع در استان های کردستان و آذربایجان غربی
- رشته تحصیلی
- زمین شناسی اقتصادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5476;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65175
- تاریخ دفاع
- ۰۸ مهر ۱۳۹۳
- دانشجو
- دارا دیودار
- استاد راهنما
- سروش مدبری, حسن میر نژاد
- چکیده
- پژوهش حاضر به منظور مقایسه شرایط زمین شناسی و تشکیل دو کانسار آهن در گوشه شمالی پهنه دگرگونی سنندج سیرجان انجام گرفته است. کانسار آهن قالوی شیخان، در شهر بوکان، استان آذربایجان غربی، قرار گرفته است. سنگ های میزبان این ذخیره را سنگ های آتشفشانی متاداسیتی با سن اورانیوم-سرب در زیرکن 6± 547 میلیون سال تشکیل داده است (حسن زاده، 2013). نتایج مطالعات صحرایی، میکروسکوپی و داده های زمین شیمیایی، رخداد سه نوع کانسنگ آهن با ویژگی های بافتی و کانی شناختی متمایز با یکدیگر را در قالوی شیخان نشان می دهد. این ذخایر شامل چرت های نواری غنی از مگنتیت ، رگه-های کوارتز- اسپکیولاریت و کانسنگ هماتیت پلاسری هستند. کانه زایی آهن در قالوی شیخان طی سه مرحله رُخ داده است. مرحله اول شامل کانسنگ آهن نواری متشکل از لامینه های متناوب مگنتیت و کوارتز، به عنوان قدیمی ترین رخداد کانه زایی آهن شناسایی شده است. الگوی عناصر نادر خاکی (بهنجار شده نسبت به ترکیب شیل آمریکای شمالی) این کانسنگ، آنومالی مثبت Eu را به صورت مشخص نشان می دهد که سیال های گرمابی را به عنوان منبع احتمالی Si و Fe پیشنهاد می کند. عناصرلیتوفیل با شعاع یونی بالا مانند Sn و W که نسبت به میانگین پوسته قاره ای بالایی بهنجار شده اند، در کانسنگ آهن نواری غنی شدگی نشان می دهند. این مشاهده سهم احتمالی پوسته قاره ای را به عنوان دست کم بخشی از اجزای کانسنگ معرفی می کند. تمرکز برخی از عناصر اصلی و فرعی قابل مقایسه با ترکیب برخی از کانسنگ های آهن نواری پرکامبرین می باشد. کانه زایی مرحله دوم با توسعه زون های بُرِشی در سنگ های آتشفشانی متاداسیتی میزبان طی دگرگونی ناحیه ای و تشکیل رگه های هماتیت صفحه ای با عیاربالا در نتیجه سیال های گرمابی عمیق در گستره دمایی بین 120-350 درجه سانتی گراد همراه بوده است. به نظر می رسد که کانسنگ آهن نواری به عنوان منبعی برای آهن در سیال های گرمابی بعدی کانه زایی آهن در مرحله دوم عمل کرده است. رگه های اسپکیولاریت تقریبا همیشه در طول سطوح برگوارگی سنگ های میزبان متاداسیتی جایگزین شده اند. از آنجایی که برخی از رگه ها به شدت چین خورده و درگرریخت شده اند تشکیل کانسنگ کوارتز-اسپکیولاریت احتمالا طی چند مرحله اتفاق افتاده است. طی مرحله سوم کانه زایی آهن با بالاآمدگی های ناحیه ای و برونزدگی کانسنگ آهن نواری و رگه های کوارتز اسپکیولاریت همراه بوده است که مواد لازم را برای تشکیل کانسنگ آهن پلاسری عیاربالا را در سطح زمین فراهم کرده است. فرایندهای سطحی باعث هوازدگی و فرسایش کانسنگ های آهن قدیمی تر شده است و آنها را در امتداد کانال های رودخانه ای و آبراهه های قدیمی تمرکز داده است. کانسنگ آهن پلاسری بخش عمده ای از کانسار قالوی شیخان را تشکیل می دهد که از یک نهشته با ترکیب ناهمگون از دانه های زاویه دار تا نیمه گردشده کوارتز، هماتیت، موسکویت، مگنتیت و پلاژیوکلاز تشکیل شده است که جورشدگی متوسط تا خوب را به لحاظ اندازه نشان می دهند. بخش پایینی کانسنگ آهن پلاسری در کانسار آهن قالوی شیخان سخت و منسجم می باشد که در بخش های بالایی به صورت پودری و نرم ظاهر می شود. سخت شدگی بخش هایی پایینی در نتیجه ته نشست مواد رسی و هیدروکسیدهای آهن در فضای بین دانه های آواری اتفاق افتاده است. کانسار آهن مگنتیت نواری دره زیارت در جنوب سقز، استان کردستان قرار گرفته است. ذخیرهاز چندین افق کانسنگ چینه سان با ضخامت کمتر از میلی متر تا چند متر که به موازات سطوح برگ وارگی سنگ های میزبان دگرگونه هستند، تشکیل شده است. سنگ های میزبان کانسنگ را کوارتز-موسکویت شیست تا کوارتز-سریسیت شیست شامل می شوند که سنگ نگاری مقاطع نازک سنگ مادر آن ها را در حد سنگ های آتشفشانی اسیدی تا حدواسط نشان می دهد. کانسنگ آهن از تناوب ریزباند های غنی از مگنتیت و استیلپنوملان همراه با آلومینوسیلیکات های غنی از منزیوم، گروه شرماکیت- پارگاسیت، تشکیل شده است. استیلپنوملان از جمله کانی های دگرگونی معمول در سازند های نواری پرکامبرین است. در کانسار آهن دره-زیارت عناصری همچون Mg، Mn، Fe، Cu،نسبت به میانگین ترکیب پوسته قاره ای بالایی غنی شدگی نشان می دهند که گرایش ترکیبی کانسنگ را به پوسته اقیانوسی نشان می دهد (لازنیکا، 2006). تمرکز عناصری مانند Al، Na، K، و عناصر با شدت میدان بالا (HFSE) همچون Zr، Nb،Ta، Hf در کانسار آهن دره زیارت پایین است. اغلب این عناصر در محیط های زمین شناختی مختلف به عنوان اجزای ناپویا در نظر گرفته می‌شوند که توسط مواد تخریبی به محیط های رسوبی انتقال می یابند و بنابراین تهی شدگی این عناصر در کانسنگ دره-زیارتبا احتمال انتقال آهن از یک منشأ رسوبی قاره ای سازگار نیست. از طرفی مقادیر عناصر مانند ThوU در همه نمونه های دره زیارت بالا است. مقدار عناصری چون Niو Crدر کانسار آهن دره زیارت نزدیک به مقدار میانگین بازالت پشته میان اقیانوسی است. در مقایسه غلظت NiوCrهمراه با عناصری مانند As، Co، Bi، PbوZn به طور کلی در کانسار های آهن نواری پرکامبرین پایین است. تمرکز بالای این عناصر به تاثیر سیال های گرمابی در انتقال آهن و سیلیسیم ارتباط داده شده است (کلین و بیوکس، 1992). نقش سیال های گرمابی در انتقال آهن به درون حوضه ته نشستی در الگوی عناصر نادر خاکی نمونه های کانسنگ دره زیارت نیز بازتاب دارد. برخی از نمونه ها که نسبت به ترکیب شیل آمریکای شمالی (NASC) بهنجار شده است، دارای آنومالی منفی Euهستند اما اغلب نمونه ها آنومالی Eu مثبت ضعیف نشان می دهند. اختلاف در مقدار تهی شدگی یا غنی شدگی Euدر نمونه های دره زیارت را می توان به نوسان در مقدار ورود سیال های گرمابی به داخل حوضه و یا فاصله محل تشکیل کانسنگ از مراکز گرمابی ارتباط داد. اگرچه سیال‌های گرمابی زیردریایی احتمالاً منبع نهایی بخش عمده‌ای از Feو (احتمال Si) در کانسنگ بوده است، به نظر می‌رسد که سیال‌های کانه‌زا در بیشتر موارد مسافت نسبتاً طولانی را تا محل ته‌نشست پیموده اند. شاهدی برای این امر غلظت نسبتاً بالای Mnدر نمونه های دره زیارت است.ماهیت گرمابی به عنوان منبع نهایی اجزای کانسنگ (عمدتاًFe و یا Si) در دره زیارتشباهت هایی را با تشکیل سازند های آهن نواری نشان می دهد. در سازندهای آهن نواری، نظری کلی بر این است که آهن و سیلیسیم توسط سیال‌های گرمابی رقیق به محل تشکیل کانسنگ آهن انتقال داده شده اند (کلین، 2005).
- Abstract
- This research covers a comparative study of two iron ore deposits in northern tip of Sanandaj-Sirjan Metamorphosed Zone (SSMZ). The Qalw-e Shekhan Iron Ore Deposit located in Bukan, Azerbaijan-e Gharbi Province. The host rocks of this deposit are metadacitic volcanic rocks with a zircon U-Pb age of 547±6 Ma (Hassanzadeh J, 2013). The results of Field studies as well as microscopic and geochemical investigations show the occurrence of three iron ore types in Qalw-e Shekhan with contrasting mineralogical and textural features. These are banded magnetite-rich cherts, quartz-specularite veins and placer hematite deposits. Iron mineralization in Qalw-e Shekhan comes in three stages. Stage ? includes banded iron ores of alternating quartz and magnetite laminations as the primary iron mineralization. REE pattern (normalized to NASC) of this ore type shows small positive Eu anomaly suggesting subaqeous hydrothermal fluids as the source of Si and Fe. Large Ion Lithophile Elements (LILE) such Sn and W normalized to average upper continental crust are enriched in banded iron ore; a feature implying the contribution of continental crust as the source for some of the ore constituents. The concentration of some major and trace elements are comparable with the composition of some Precambrian banded iron formations. The Stage ?? of mineralization is associated with the development of shear zones in host dacitic volcanic rocks during regional metamorphism and the formation of high grade platy hematite (specularite) veins as a result of high-salinity, deep hydrothermal fluids with a temperature range of 120-350 °C. The banded iron ore is presumed to be a source for iron in later hydrothermal fluids in Stage II mineralization. Speculrite veins are almost always seen intruded along foliation planes in metadacitic host rocks. The formation of quartz-specularite ore veins should have occurred in several stages as some veins are highly folded and deformed. During Stage ???, as a result of regional uplift and exhumation of banded iron ore and quartz- specularite veins, secondary accumulation of high-grade placer iron ore occurred at the surface. The surface processes of weathered and eroded the iron ore particles and concentrated them along paleochannels and stream beds. The placer iron ores make the large part of Qalw-e Shekhan iron ore deposit consisting of a heterogeneous mixture of angular to semi-rounded minerals including quartz, hematite, muscovite, magnetite and plagioclase showing medium to well sorting. The lower part of the place iron ore deposits in Qalw-e Shekhan are hard and indurated which are in contrast with soft and powdery upper parts. Darre Ziarat Magnetitic Banded Iron Deposit located in south of Saqqez in Kurdistan Province. The deposit is made up of several stratiform ore layers with a thickness of less than millimeters to several meters lying parallel to the foliation planes of the metamorphosed host rocks. The host rocks are of quartz-muscovite to quartz-sericite schists the protoliths of which have been identified by thin-section petrography as intermediate to acidic volcanic rocks. The iron ore is itself made up of alternating magnetite-rich and stilpnomelane-rich microbands associated with Mg-rich aluminosilicates of tschermakite-pargasite group. Stilpnomelane is a common mineral in metamorphosed Precambrian banded iron formations. Some elements such as Mg, Mn, Fe, and Cu have enriched in Darre Ziarat compared with average upper continental crust composition which show an affinity to normally higher abundances of the same elements in oceanic crust (Lazanica, 2006). Concentrations of some elements such as K, Na, Al and High Field Strength Elements (HFSE) like Zr, Nb, Ta, Hf are low in Darre Ziarat ore deposit. All of these elements are considered as immobile elements in different geological environments and are mainly transported as detrital components into the depositional environment. Thus, the depletion of these elements in Darre Ziarat is not in favour of the Fe transportation from a continental source. On the other hand, elements such as Th and U show comparatively higher abundances in all of Darre Ziarat samples.
