سنگ‌شناسی، ژئوشیمی و جایگاه زمین‌ساختی مجموعه‌ی گرانیتوئیدی رودره (جنوب بیرجند)

محمدی, سید سعید 

سنگ‌شناسی، ژئوشیمی و جایگاه زمین‌ساختی مجموعه‌ی گرانیتوئیدی رودره (جنوب بیرجند)

نویسنده

سید سعید  محمدی

دانشگاه بیرجند

چکیده

تودهی گرانیتوئیدی رودره در جنوب‌ بیرجند در کنار دیابازهای کرتاسه فوقانی رخنمون دارد. ترکیب سنگشناسی آن شامل تونالیت تا گرانودیوریت و گرانیت است. کانیهای مهم سازنده، عبارتند از پلاژیوکلاز، کوارتز، فلدسپار قلیایی، هورنبلند و بیوتیت. شواهد عدم تعادل نظیر منطقهبندی نوسانی در پلاژیوکلازها، خوردگی حاشیهی هورنبلند و حضور ادخالهایی از پلاژیوکلاز درون بعضی از بلورهای ارتوز مشاهده میشود. گرانیتوئید رودره آهکی- قلیایی، پتاسیم پایین تا متوسط، متاآلومین تا اندکی پرآلومین و دارای خاستگاه آذرین (I) است. این سنگها تهیشدگی عناصر با شدت میدان بالا نظیر Nb، Ti، P < /span>، Y، Ybو تا حدودی Ta را نشان میدهند که بیانگر وابستگی آنها به جایگاه زمینساختی وابسته به فرورانش است. بیهنجاری منفی یادشده میتواند ناشی از آغشتگی و آمیزش ماگما با مواد پوستهای حین صعود و جایگزینی آن در مناطق فرورانش باشد. این سنگها دارای غنیشدگی عناصر نادر خاکی سبک (LREE)، فقیرشدگی عناصر نادر خاکی سنگین (HREE) و بیهنجاری منفی کم ) Eu97/0-71/0Eu/Eu* = ) هستند. غنیشدگی نمونهها از LREE و فقیرشدگی آنها از HREE نیز بیانگر ماگماتیسم نفوذی متاآلومین نوع I کمانهای آتشفشانی حاشیه قارهها است. اختصاصات مذکور میتواند بیانگر منشاء گرفتن ماگما از پوستهی اقیانوسی فرورانده شده و گوه گوشتهای دگرنهاد روی آن، حاصل فرایند تبلور تفریقی و نیز هضم و آلایش ماگما با مواد پوستهای و باقی ماندن عناصر نادر خاکی سنگین در سنگ منشا باشد. نمودارهای جدا کنندهی محیطهای زمینساختی نیز جایگاه گرانیتوئیدهای کمان آتشفشانی(VAG) و غنیشدگی زون فرورانش را برای آن تایید میکند. سنگهای گرانیتوئیدی رودره دارای Sr پایین (ppm261-110) و نسبتSr/Y پایین بوده و در نمودار Sr/Y نسبت بهY، اغلب آنها در گسترهی سنگهای آهکی- قلیایی معمولی قرار میگیرند و با آداکیتها تفاوت دارند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effects of acid drainage in formation of environmental minerals (secondary minerals) in Galand-rud coal mines and waste materials of Vatani coal washing, Mazandaran province

چکیده [English]

The oxidation of sulfide minerals in coal and mine's waste materials produce acid mine drainage. The evaporation, oxidation, dilution and neutralization of this acid drainage lead to formation of secondary minerals. Due to having broad surface spreading these minerals have the potential of maintaining sulfates and many of the metallic elements. In order to carry out mineralogical and geochemical studies on environmental minerals formed, the sampling has been done in the dumping site of the Vatani coal washing factory and coal mine of Galand-rud on 2008. On the basis of X-ray diffraction results the minerals identified are epsomite, hexahyrate, gypsum, halite, goethite, hematite, dolomite, siderite, kaolinite, montmorillonite, illite and quartz as major minerals and jarosite as a minor mineral. The geochemical analyses indicate the enrichment of MgO, SO3 and trace elements of Cr, Pb, Co, Rb in secondary minerals relative to the mine's coal and dumped materials. On the other hand, the environmental minerals are enriched in Ni, Zn, pb, Cu, Cr, Co up to levels more than the Clarke abundance and average of China, America & world coal mines. On the basis of Gibb's diagrams the cations and anions present in mine’s drainages are originate from parent materials. According to hydrogeochemistry saturation index model in acid drainage of dumping area of Vatani coal washing factory, goethite, Iron, hydroxides, calcite, dolomite are in saturated, while iron sulfates melanterite and jarosite are under saturated.

کلیدواژه‌ها [English]

Acid mine drainage
environmental minerals
Mazandaran province
Galand-rud coal

مراجع

[1] DePaolo DJ., “Trace element and isotopic effects of combined wallrock assimilation and fractional crystallization”, Earth and Planetary Sciences Letter 53(1981) 189–202.

[2] Zorpi MJ, Coulon C, Orisini JB., “Hybridization between felsic and mafic magmas in calc-alkaline granitoids: a case study in northern Sardinia, Italy”, Chemical Geology 92(1991) 45–86.

[3] Roberts MP, Clemens JD., “Origin of high-potassium, calcalkaline, I-type granitoids”, Geology 21(1993) 825–828.

[4] Galan G, Pin C, Duthon JL., “Sr–Nd isotopic record of multistage interactions between mantle derived magmas and crustal components in a collision context: the ultramafic-granitoid association from Vivero (Hercynian belt, NW Spain)”, Chemical Geology 131 (1996) 67–91.

[5] Thompson AB, Connolly JAD., “Melting of the continental crust: some thermal and petrological constraints on anatexis in continental collision zones and other tectonic settings”, Journal of Geophysical Researches 100(1995) 15565–15579.

[6] Altherr R, Henjes-Kunst F, Langer C, Otto J., “Interaction between crustal-derived felsic and mantle-derived mafic magmas in the Oberkirch pluton (European Variscides, Schwarzwald, Germany)”, Contribution to Mineralogy and Petrology 137(1999)304–322.

[7] Altherr R, Holl A, Hegner E, Langer C, Kreuzer H., “High potassium, calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: northern Vosges (France) and northern Schwarzwald (Germany)”, Lithos 50(2000) 51–73.

[8] Altherr R, Siebel W., “I-type plutonism in a continental back-arc setting: Miocene granitoids and monzonites from the central Aegean Sea, Greece”, Contribution to Mineralogy and Petrology 143(2002) 397–415.

[9] Kaygusuz A., Siebel W., Sen C., Satir M., “Petrochemistry and petrology of I-type granitoids in an arc setting: the composite Torul pluton, Eastern Pontides, NE Turkey”, International Journal of Sciences97(2008) 739-764.

[10] Barbarin B., “A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments”, Lithos46 (1999) 605–626.

[11] قاسمی ح.، صادقیان م.، کرد م.، خانعلی زاده ع.،” سازوکار شکل گیری باتولیت گرانیتوئیدی زاهدان، جنوب شرق ایران“، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره4(1388) ص551-578.

[12] موحد اول، ح.، امامی، م. ﻫ، "نقشه زمین‌شناسی 100000/1 مختاران"، سازمان زمین‌شناسی کشور، 1978.

[13] محمدی سید سعید، ”پتروگرافی و پتروژنز سنگ‌های گرانیتوئیدی نوار افیولیتی شرق ایران(ناحیه بیرجند-نهبندان)“، رساله دکتری، دانشگاه شهید بهشتی تهران(1386) 263صفحه.

[14] Tirrul R., Bell I.R., Griffis R.J., Camp V.E., “The Sistan suture zone of eastern Iran”, Geological Society of America Bulletin94(1983)134-150.

[15] Berberian M., King G.C.P., “Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran”, Canadian Journal of Earth Sciences 18(1981)210–265.

[16] امامی م. ﻫ.، ” ماگماتیسم در ایران“، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، کتاب شماره71 (1379) 608 صفحه.

[17] Arsalan M., Aslan Z., “Mineralogy, petrography and whole-rock geochemistry of the Tertiary granitic intrusions in the Eastern Pontides, Turkey”, Journal of Asian Earth Sciences 27(2006) 177-193.

[18] Whalen J. B., Chappell B.W., “Opaque mineralogy and mafic mineral chemistry of I- and S-type granites of the Lachlan fold belt, southeast Australia”, American Mineralogist73 (1988) 281-296.

[19] Chappell B.W., White A.J.R., “I-and S-type granites in the Lachlan Fold Belt”, Transactions of the Royal Society of Edinburgh:Earth Sciences83(1992 ) 1-26.

[20] Eggleton R. A., Banfield J. F., “The alteration of granitic biotite to chlorite”, American Mineralogist70 (1985) 902-910.

[21] Brimhall G. H., Agee C., Stoffregen R., “The hydrothermal conversion of hornblende to biotite”, Canadian Mineralogist 23(1985) 369-379.

[22] Fenn Ph. M., “On the origin of graphic granite”, American Mineralogist 71(1986 ) 325-330.

[23] Barbarin B., “Mafic magmatic enclaves and mafic rocks associated with some granitoids of the central Sierra Nevada batholith, California: nature, origin, and relations with the hosts”, Lithos 80(2005) 155-177.

[24] Kaygusuz A., Aydınçakır E., “Mineralogy, whole-rock and Sr–Nd isotope geochemistry of mafic microgranular enclaves in Cretaceous Dagbasi granitoids, Eastern Pontides, NE Turkey: Evidence of magma mixing, mingling and chemical equilibration”, Chemie der Erde 69 (2009) 247–277.

[25] Middlemost E.A.K.,. “Naming materials in the magma/ igneous rock system”, Earth Sciences Review. 37(1994 ) 215–224.

[26] Irvine T.N., Baragar W.R.A., “A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks”, Canadian journal of earth sciences8 (1971) 523-548.

[27] Maniar P.D., Piccoli P.M., “Tectonic discrimination of granitoids”, Geological Society of America Bulletin 101(1989) 635-643.

[28] Chappell B.W., White A.J.R., “Two contrasting granite types”, Pacific geology 8(1974) 173-174.

[29] Barbarin B., “A review of the relationships between granitoid types, their origins and their geodynamic environments”, Lithos46 (1999) 605-626.

[30] Tatsumi Y., Takahashi T., “Operation of subduction factory and production of andesite”, Journal of Mineralogical and Petrological sciences101(2006)145-153.

[31] Chappell B.W., White A.J.R., “Two contrasting granite types: 25 years later”, Australian Journal of Earth Sciences48(2001) 489-499.

[32] Erkül S.T., Sözbìlìr ˙R. H., Erkül F. T., Helvaci C., Ersoy Y., Sümer O., “Geochemistry of I-type granitoids in the Karaburun Peninsula, West Turkey: Evidence for Triassic continental arc magmatism following closure of the Palaeotethys”, Island arc 17 (2008 ) 394-418.

[33] Rutter M.J., Wyllie P.J., “Melting of vapour-absent tonalite at 10 kbar to simulate dehydration melting in the deep crust”, Nature 331 (1988) 159–160.

[34] Rushmer T., “Partial melting of two amphibolites: contrasting experimental results under fluid-absent conditions”, Contribution to Mineralogy and Petrology 107(1991) 41–59.

[35] Rapp R.P., Watson E.B., Miller C.F., “Partial melting of amphibolite eclogite and the origin of Archean trondhjemites and tonalites”, Precambrian Research 51(1991) 1–25.

[36] Sun SS, McDonough WF., “Chemical and isotope systematics of oceanic basalts; implication for mantle compositions and processes. In: Saunders AD, Nory MJ (eds) Magmatism in the ocean basins”, Geological Society London, Special Publication 42(1989)313–345.

[37] Keppler H., “Constraints from partitioning experiments on the composition of subduction Zone fluid ”, Nature380 (1996) 237-240.

[38] Agostini S., Doglioni C., Innocenti F., Manetti P., Tonarini s., Savascin M. Y., “The transition from subduction-related to intraplate Neogene magmatiasm in the Western Anatolia and Aegean area, in Beccaluva, L., Bianchini, G., and Wilson, M., eds., Cenozoic Volcanism in the Mediterranean Area”, Geological Society of America. Special Paper 418 ( 2007) 1-15.

[39] Harris N.B.W., Pearce J.A., Tindle A.G., “Geochemical characteristics of collision-zone magmatism. In: Coward, M.P., Ries, A.C. (Eds.), Collision Tectonics”, Geological Society London, Special Publication 19(1986) 67–81.

[40] Ahmadi Khalaji A., Esmaeily D., Valizadeh M.V., Rahimpour-Bonab H., “Petrology and geochemistry of the granitoid complex of Boroujerd, Sanandaj-Sirjan Zone, Western Iran”, Journal of Asian Earth Sciences 29 (2007) 859–877.

[41] Rollinson H.R., “Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation”, Longman ( 1993), 352 P.

[42] Gencalioglu Kuscu G., Geneli F., “Review of post-collisional volcanism in the central Anatolian volcanic province(Turkey), with special reference to the Tepekoy volcanic complex”, International Journal of Earth Sciences99 (2010) 593-621.

[43] Li X.H., Li Z.X., Ge W., Zhou H., Li W., Liu Y., Wingate M.T.D., “Neoproterozoic granitoids in South China: crustal melting above a mantle plume at ca. 825 Ma?”, Precambrian research 122 (2003) 45–83.

[44] Pearce J.A., Harris N.B.W., Tindle A.G., “Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks”, Journal of petrology25 (1984) 956-983.

[45] Wilson M., “Igneous Petrogenesis”, Springer Verlag(2007) 466 p.

[46] Condie K. C., “Geochemical changes in basalts and andesites across the Archean–Proterozoic boundary: Identification and significance”, Lithos 23(1989)1–18.

[47] Martin H., “The mechanism of petrogenesis of the Archean continental crustcomparison with modern processes”, Lithos 30(1993)373–388.

[48] Rajaieh M., Khalili M., Richards I., “The significance of mafic microgranular enclaves in the petrogenesis of the Dehno Complex, Sanandaj–Sirjan belt, Iran”, Journal of Asian Earth Sciences 39 (2010) 24–36.