ژئوشیمی دگرسانی زئولیتی در سنگ‌های آتشفشانی منطقه کجل (شمال غرب هشجین – استان اردبیل)

نویسندگان

دانشگاه تبریز

چکیده

منطقه­ی مورد بررسی در 20 کیلومتری شمال‌غربی هشجین، جنوب‌غربی استان اردبیل واقع شده و جزئی از زون دگرسانی کجل- شمس­آباد در کمربند آتشفشانی طارم - هشتجین است. زئولیت و کانی‌های همراه آن مانند کوارتز و کلسیت در درز و شکستگی­های سنگ‌ میزبان تراکی­‌آندزیتی تشکیل شده­اند. در زون­های دگرسان زئولیتی مورد بررسی، استیلبیت کانی اصلی بوده و کانی­های ایلیت، سانیدین، کلریت، کلسیت و کوارتز به عنوان کانی فرعی حضور دارند. بر اساس مشاهدات سنگ نگاری، کانی‌های اصلی سنگ‌های میزبان شامل پلاژیوکلاز، فلدسپار پتاسیم و اوژیت همراه با شیشه‌های آتشفشانی بوده و بافت پورفیری نشان می­دهند. بررسی­های ژئوشیمیایی و محاسبات تغییرات جرم عناصر اصلی و فرعی نشان می‌دهد که عناصری مانند Na، K، Ca، Mg، Fe و Mn در سنگ­های دگرسان شده نسبت به سنگ اولیه تراکی­آندزیتی تهی شده و Al و Si غنی شده­اند، عناصر نادر خاکی بجز Eu و عناصر با میدان پایداری بالا (HFSE) دارای رفتار نسبتاً مشابهی بوده و با افزایش شدت دگرسانی غنی شده‌اند در حالیکه عناصر لیتوفیل درشت یون (LILE) الگوی توزیع متفاوتی در سنگ­های دگرسان و نادگرسان نشان می­دهند. خاستگاه گرمابی زئولیت­ها با شواهدی نظیر بلورهای خودشکل، بافت پرکننده ی فضای خالی و بادامکی و نبود کانی­های شاخص دگرگونی تدفینی پشتیبانی می­شود. گستره­ی پایداری زئولیت در اثر فعالیت سیلیس محلول و دما کنترل می­شود. استیلبیت در لگاریتم فعالیت سیلیس محلول 1/4- پایدار بوده و در دمای زیر ˚C 100 و pH حدود 8 تا 9 تشکیل می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemistry of zeolitic alteration in volcanic rocks of Kejal area (NW of Hashjin, Ardebil province)

چکیده [English]

The study area is located about 20 km north-west of Hashjin, SW of Ardebil Province and is a part of Kejal-Shamsabad zone in the Tarom-Hashjin volcanic belt. Zeolite and associated minerals, such as quartz and calcite, are formed in cavities and fractures of trachy-andesitic country rock. Studies of zeolitic alteration zones show that stilbite is the main mineral and illite, sanidine, chlorite, calcite and, quartz are minor minerals. Based on petrographic studies, the main minerals of country rocks are plagioclase, k-feldspar, augite with volcanic glass and illustrate porphyritic texture. Geochemical studies and mass-changes calculations on the major and minor elements show that the elements such as Na, K, Ca, Mg, Fe and Mn depleted and Al and Si enriched in altered rocks relative to initial tracky-andesite. The rare-earth elements, except Eu and the HFS elements, have relatively similar behavior and show enrichment with increasing alteration whereas the LIL elements have different distribution patterns in altered and fresh rocks. Hydrothermal origin of zeolites are supported by evidences such as the euhedral crystals, open-space filling and amygdaloidal textures and the absence of main burial or contact metamorphic minerals. Stability field of zeolite is controlled by aqueous silica activity and temperature. Stilbite is stable in log (aSiO2) of -4.1 and forms at temperatures <100º C and pH of 8-9.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hashjin
  • Kejal
  • Shamsabad
  • Geochemistry
  • zeolitic alteration
  • stilbite
[1] مقدمی اسلام، "بررسی‌های ژئوشیمیائی دگرسانی زئولیتی در سنگ‌های ولکانیکی منطقه کجل، شمالغرب هشجین، استان اردبیل"، پایاننامه کارشناسی ارشد زمین‌شناسی گرایش ژئوشیمی، دانشگاه تبریز (1390) 124 صفحه.

[2] خاتمیان اسکوئی، معصومه؛ قنبرپور، رقیه، " سنتز و شناسایی کمپلکس VO(salen) در منافذ زئولیت "، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره 2 (1386).

[3] خرامش محمد، طوطی فرامرز، برقی محمد علی، بدیعی علیرضا، " تغییر فاز کلینوپتیلولیت طبیعی به فیلیپسیت در حضور آبگون‌های قلیایی"، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره 1 (1388). ص 102-95.

[4] Stocklin J., "Structural correlation of the Alpine ranges between Iran and central Asia", Memoir Hors serie de la Societe Geologique de France, No. 8, (1977) P.333-335.

[5] Alavi M., "Tectonostratigraphic synthesis and structural style of the Alborz Mountains system northern Iran" , Journal of Geodynamic 21 (1996), 1-33.

[6] Bazargani-Guilani K., Rabbani M.S., "Amygdaloidal and cavity-zeolites of Kuh e Aradeh, Central Iran". Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran 15(2) (2004 ) 149-157.

[7] Keith T.E.C., Staples L.W., "Zeolites in Eocene basaltic pillow lavas of the Siletz River Volcanics, central Coast Range, Oregon". Clays and Clay Minerals, 33(2) (1985): 135-144.

[8] Pe-Piper G., "Mode of occurrence, chemical variation and genesis of mordenite and associated zeolites from the Morden area, Nova Scotia, Canada". The Canadian Mineralogist, 38 (2000) 1215-1232.

[9] Winchester J. A., Floyd P. A., "Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements", Chemical Geology, 16, (1977). 325-343.

[10] Maclean W.H., "Mass change calculation in altered rock series". Mineralium Deposita 24 (1990), 44-49.

[11] Karakaya N., "REE and HFS element behaviour in the alteration facies of the Erenler DağıVolcanics (Konya, Turkey) and kaolinite occurrence" Journal of Geochemical Exploration 101 (2009), 185-208

[12] Braun J.J., Pagel M., Muller J.P., Bilong P., Michard A., Guillet B.,"Cerium anomalies in lateritic profiles". Geochemica et Cosmochemica Acta 54/3 (1993), 781–795.

[13] Walter A. V., Nahon D., Flicoteaux R., Girard J. P., Melfi A., "Behaviour of major and trace elements and fractionation of REE under tropical weathering of typical weathering of typical apatite-rich carbonatite from Brazil" Earth and plantary Science Letters 303 (1995) 591-601.

[14] Mameli P., Mongelli G., Oggiano G., Dinelli E., "Geological, geochemical and mineralogical features of some bauxite deposits from Nurra (western Sardinia, Italy): Insights on conditions of formation and parental affinity". International Journal of Earth Sciences 96 (2007) 887-902.

[15] Lackschewitz K.S., Singer A., Botz R., Garbe-Schönberg D., Stoffers P., "Mineralogy and geochemistry of clay minerals near a hydrothermal site in the Escanaba trough, Gorda Ridge, Northeast Pacific Ocean" In: Zierenberg, R.A., Fouquet, Y., Miller, D.J., Normark, W.R. (eds.), Ocean Drilling Program, Scientific Results 169 (2000), 1–24.

[16] Kamineni D.C., "Distribution of uranium, thoriumand rare earth elements in the Eye-Dashwa Lakes pluton ; a study of some analogue elements" Chem. Geol. 55 (1986) 61–373

[17] Nesbitt H. W, Marcovics G., "Weathering of granodioritic crust, long- term storage of elements in weathering profiles, and petrogenesis of silisiclastic sediments". Geochemica et Cosmochemia Acta 61 (1997) 1653- 1670.

[18] Rollinson H., "Using geochemical data; evaluation, presentation, interpretation" Longman Scientific and Technical, Harlow UK. (1993) 352 pp.

[19] Reyes A.G., Giggenbach W. F., Saleras J. M., Salonga N. D., Vergara M. C., "Petrology and geochemistry of Alto Peta, a vapor-cored hydrothermal system, Leyte Province, Philippines" Geothermics 22 (1993) 479-519

[20] Duffy C. J., "Preliminary conceptual model for mineral evolution in Yucca Mountain" Los Alamos National laboratory Report LA-12708-MS, (1993) 46p.

[21] Dibble W. E., Tiller W. A., "Kinetic modal of zeolite paragenesis in tuffaceous sediments" Clays & Clay Minerals 29 (1981) 323-330.

[22] Chipera S. J., Bish D. R., Carlos B. A., "Equilibrium modeling of the formation of zeolites in fractures at Yucca Moumtain, Nevada" In Natural zeolites ,93: Occurrence, Properties, Use. D.W. Ming, F.A. Mumpton (eds) Int. Comm. Natural zeolites, New York (1995), 565-577.

[23] Kristmannsdóttir H., Tómasson J., "Zeolite zones in geothermal areas in Iceland". In Sand, L.B. and Mumpton, F.A. (eds). Natural Zeolites: Occurrence, Properties, Use, Pergamon Press, Elmsford, New York (1978) 277-284.

[24] Meriner R. H., Presser T. S., "Conditions of stilbite and chabazite formation in hot springs of the Idaho batholith, Central Idaho". In Ming, D.W. and Mumpton, F.A. (eds). Natural Zeolites , 93, Int. Comm. Natural Zeolites, New York (1995) 585-597.