مطالعه زمین شناسی و پترولوژی سنگهای آتشفشانی ترشیری منطقه معدن پرلیت سربیشه (شرق ایران)، با نگرشی بر کاربرد صنعتی آن

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 4، دوره 4، شماره 1 - شماره پیاپی 6، تیر 1391، صفحه 59-76   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v4i1.13393

نویسنده

سید سعید محمدی^*

بیرجند

چکیده

منطقه مورد مطالعه در شمال‌غرب سربیشه در استان خراسان جنوبی و در حاشیه شرقی بلوک لوت واقع شده است. در این منطقه، سنگهای آتشفشانی ترشیری (ائوسن- الیگوسن تا پلیوسن) با ترکیب آندزیت بازالتی، داسیت، ریوداسیت، ریولیت شیشه ای گاهی پرلیتی، توف و ایگنمبریت رخنمون دارد. در کوه دغار، سه لایه پرلیت A، B و C به‌ترتیب با ضخامت 102، 7 و 58 متر به‌ صورت متناوب با سنگهای آتشفشانی- آذرآواری وجود دارد. منطقه بندی، بافت غربالی و خوردگی خلیجی در فنوکریست های پلاژیوکلاز و گرد شدگی کانیها از ویژگیهای سنگهای گدازه ای بوده که حاکی از وجود شرایط عدم تعادل حین انجماد ماگما می باشد. از لحاظ خصوصیات شیمیایی، متاآلومین، کالک آلکالن پتاسیم متوسط تا بالا، دارای غنی شدگی LILE و آنومالی منفی Nb و Ti هستند. ریولیت ها در مقایسه با داسیت ها و آندزیت بازالتی، تهی شدگی بیشتری در Ba، Sr، P و Ti دارند. نمودار عناصر نادر خاکی بهنجار شده با کندریت، حاکی از غنی شدگی LREE در مقایسه با HREE (64/12-14/9(La/Yb)N=، آنومالی منفی ضعیف Eu برای آندزیت بازالتی (91/0Eu/Eu*=) و داسیت ها (87/0-78/0Eu/Eu*=) و آنومالی منفی قوی Eu برای ریولیت ها (35/0-18/0Eu/Eu*=) می باشد. وجود آنومالی منفی Eu مؤید ماهیت کالک آلکالن برای سنگهای مورد مطالعه است. این سنگها، براساس خصوصیات شیمیایی و پذیرفتاری مغناطیسی در رده I قرار می گیرند. از دیدگاه موقعیت تکتونیکی به محیط فرورانش و حاشیه قاره-ای فعال تعلق داشته و ماگمای مادر آنها از ذوب بخشی گوشته غنی‌شده حاصل و سپس در حین تفریق، آلودگی پوسته ای را تحمل نموده است. داسیت های منطقه سربیشه دارای Sr86/Sr87 اولیه بین 7048/0 و 7050/0 (میانگین 7049/0) بوده که منشأ گوشته ای را برای ماگمای سازنده آنها تأیید می کند. شیشه های آتشفشانی با ترکیب ریولیتی در اثر آب گیری (احتمالاً آبهای جوی)، به پرلیت تبدیل شده است. آزمایشهای فیزیکی و تجزیه شیمیایی نشان داد که پرلیت سربیشه به عنوان ماده اولیه برای تولید پرلیت منبسط مناسب است.

کلیدواژه‌ها

ترشیری؛ لوت؛ حاشیه فعال قاره ای؛ سربیشه؛ پرلیت

مراجع

[1] Jung D., Keller J., Khorasani R., Marcks Chr., Baumann A., Horn P., "Petrology of the Tertiary magmatic activity the northern Lut area, East of Iran", Ministry of mines and metals, GSI, geodynamic project (geotraverse) in Iran No 51(1983) 285-336.

[2] Nazari H., Salamati R., "Geological map of Sarbisheh(1/100000)", Sheet 7955 Geological survey of Iran(1999).

[3] Karimpour M. H., Stern C. R., Farmer L., Saadat S., Malekezadeh A., "Review of age, Rb-Sr geochemistry and petrogenesis of Jurassic to Quaternary igneous rocks in Lut Block, Eastern Iran", JGeope 1 (1) (2011) p 19-36.

[4] Camp V., Griffis R., "Character, genesis and tectonic setting of igneous rocks in the Sistan suture zone, eastern Iran", Lithos 15(1982) 221-239.

[5] Tirrul R., Bell I. R., Griffis R. J., Camp V. E., "The Sistan suture zone of eastern iran", Geological Society of America Bulletin 94 (1983) 134-156.

[6] Berberian F., Muir I. D., Pankhurst R. J., Berberian M., "Late Cretaceous and early Miocene Andeantype plutonic activity in northern Makran and Central Iran", Journal of the Geological Society 139(1982) 605-614.

[7] Meisinger A. C., "Perlite, Mineral Facts and Problems", Bulletin 671(1980), US Bureau of mines p 1-12.

[8] Breese R. O. Y., Barker J. M., "Industrial Minerals and Rocks, 6th Edition", Society for Mining, Metallurgy, and Exploration Inc (1994) p 735-749.

[9] Al-Ta'ae S. J., "Introduction to Industrial Usages for Yemeni Non-metallic Ores", Geological Survey and Mineral Resources Board, Sana'a Yemen (2003) Report p 47-52.

[10] Kogel J. E., Trivedi N. C., Barker J. M., Krukowski S. T., "Industrial Minerals and rocks, commodities, markets and uses", Society for mining, metallurgy and exploration,Inc(SME) (2006) p685-702.

[11] Tait M. A., Cas R. A. F., Viramonte J. G., "The origin of an unusual tuff ring of perlitic rhyolite pyroclasts: The last explosive phase of the Ramadas Volcanic Centre, Andean Puna, Salta, NW Argentina", Journal of Volcanology and Geothermal Research 183 (2009) 1–16.

[12] Al-Mashaikie Sa'ad Z. A. K., Al-Hawbanie Ali M., "Petrography and Geochemical Study of the Perlite Rocks from Bait Al-Qeyarie, Kawlan Area, Yemen", JAKU: Earth Science Vol 21 No 2(2010) p 195-217.

[13] Davis B. K., McPhie J., "Spherulites, quench fractures and relict perlite in a Late Devonian rhyolite dyke,Queensland,Australia", Journal of Volcanology and Geothermal Research 71 (1) (1996) 1–11.

[14] McPhie J., Doyle M., Allen R., "Volcanic Textures; A Guide to the Interpretation of Textures in Volcanic Rocks", University of Tasmania, Launceston (1993) 196 p.

[15] Jessica E. K., Nikhil C. T., James M. B., Stanley T. K., "Industrial Minerals and Rocks, Commodities, Markets and Uses. 7th edition", Published by Society for Mining, Metallurgy and Exploration Inc (SEM), Littleton, Colorado USA(2006) p 685-702.

[16] وثوقی عابدینی م.، "بررسی پترولوژیکی و تکتونوماگمایی بازالت های سنوزوئیک خاور ایران (خراسان)"، مجله علوم زمین، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، شماره 24-23 (1376) صفحه16-31.

[17] قربانی ق.،" بررسی ژئوشیمیایی و پتروژنتیکی ولکانیک های جوان(نئوژن-کواترنر)منطقه بیرجند"، دومین همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد (1377).

[18] محمدی س. س.، نخعی م.، "معرفی ذخایر پرلیت منطقه بیرجند"، همایش شناخت توانمندیهای معدنی شرق کشور، دانشگاه صنایع و معادن ایران- مرکز بیرجند (1378).

[19] قربانی ق.، "بررسی کانی شناسی و ژئوشیمی الیوین بازالت های منطقه مود (شرق بیرجند)"، چهاردهمین همایش بلورشناسی و کانی شناسی ایران، دانشگاه بیرجند (1385).

[20] Rutherford M. J., Devine J. D., "Magmatic conditions and magma ascent as indicated by hornblende phase equilibria and reactions in the 1995-2002 Sufriere Hills magma", Journal of petrology, volume44, number8(2003) p 1433-1454.

[21] Singer B. S., Dungan M. A. and Layne G. D., "Textures and Sr, Ba, Mg, Fe, K, and Ti compositional profiles in volcanic plagioclase: clues to the dynamics of calcalkaline magma chambers", Americam Mineralogist 80 (1995) 776-798.

[22] Monfaredi B., Masoudi F., Tabbakh Shabani A. A., "Magmatic Interaction as Recorded in Texture and Composition of Plagioclase Phenocrysts from the Sirjan Area, Urumieh-Dokhtar Magmatic Arc, Iran", Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran 20 (3) ( 2009) 243-251.

[23] Tsuchiyama A., "Dissolution kenitics of plagioclase in the melt of the system diopside – albite-anorthite and origin of dusty plagioclase in andesite", Contributions to Mineralogy and Petrology 89 (1985) 1-16.

[24] Nelson S.T., Montana A., "sieve –textured plagioclase in volcanic rocks prodused by rapid decompression", American Mineralogist 77 (1992) 1242-1249.

[25] Zellmer G. F., Sparks R. S. G., Hawksworth C. J., Wiedenbeck M., "Magma emplacement and remobilization timescale beneath Montserrat: Insight from Sr and Ba zonation in plagioclase phenocrysts", Journal of Petrology 44 (8) ( 2003) 1413-1431.

[26] Wilson C. J. N., "Pyroclastic flows and ignimbrites", Science Progress 70 (Part 2 (278) (1986) 171–207.

[27] McArthur A. N., Cas R. A. F., Orton G. J., "Distribution and significance of crystalline,perlitic and vesicular textures in the Ordovician Garth Tuff (Wales)", Bulletin of Volcanology 60 (4) ( 1998) 260–285.

[28] Allen S. R., McPhie J., "Phenocryst fragments in rhyolitic lavas and lava domes", Journal of Volcanology and Geothermal Research 126 (2003) 263-283.

[29] Perkins d., "Mineralogy, 2nd edition", Pearson Education, Inc.(Singapore) ( 2002) 483 p.

[30] Le Bas M. J., Le Maitre R. W., Streckeisen A., Zanettin B., "A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram", Journal of Petrology 27 (1986) 745-750.

[31] Le Maitre R. W., "Igneous rocks: a classification and glossary of terms: recommendations of the International Union of Geological Sciences. Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks", Cambridge University Press (2002) 236 p.

[32] Helvacı C., Ersoy E. Y., Sözbilir H., Erkül F., Sümer Ö., Uzel B., "Geochemistry and 40Ar/39Ar geochronology of Miocene volcanic rocks from the Karaburun Peninsula: Implications for amphibole-bearing lithospheric mantle source, Western Anatolia", Journal of Volcanology and Geothermal Research 185 (2009)181–202.

[33] Harangi S., Downes H., Thirlwall M., Gmeling K., "Geochemistry, Petrogenesis and Geodynamic Relationships of Miocene Calc-alkalineVolcanic Rocks in the Western Carpathian Arc, Eastern Central Europe", Journal of petrology volume 48 number 12 (2007) 2261-2287.

[34] Zafirovski S., Jasmakovski B., Zlatanovic V., Pavlovski B., "Use of perlites in the ceramic industry", 2nd Int. Conf. on Natural Glasses Prague (1987) 169-175.

[35] Noh J. H., Boles J. R., "Diagenetic alteration of perlite in the Guryongpo area, Republic of Korea", Clays and Clay Minerals 37 (1) ( 1989) 47-58.

[36] Breese R. O. Y., Barker J. M ., "Perlite, In: Industrial Minerals and Rocks", 6th Edition, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration Inc (1994) p 735-749.

[37]مظلومی ع.، کریم پور م. ح.، "پرلیت های شرق ایران و کاربرد آنها در صنایع ساختمان، کشاورزی، سرامیک و بخش انرژی"، همایش شناخت توانمندیهای معدنی شرق کشور، دانشگاه صنایع و معادن ایران- مرکز بیرجند (1378).

[38] Sun S. S., McDonough W. F., "Chemical and isotopic systematic of ocean basalts: implications for mantle composition and process. In: Saunders, A.D., Norry, M.J. (Eds.), Magmatism in the Ocean Basins", Geological Society (London) 42 (1989) 313–345.

[39] Boynton W. V., "Cosmochemistry of rare earth elements: meteorite studies. In: Henderson, P. (Ed.), Rare Earth Element Geochemistry", Elsevier Amsterdam (1984) p 63–114.

[40] Barth M. G., McDonough W. F., Rudnick R. L., "Tracking the budget of Nb and Ta in the

continental crust", Chemical Geology 165 (2000) 197–213.

[41] 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 Sciences 99 (2010) 593-621.

[42] 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.

[43] Martin H., "Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids", Lithos 46 (1999) 411–429.

[44] Eyuboglu Y., Santosh M., Chung S. L., "Crystal fractionation of adakitic magmas in the crust–mantle transition zone: Petrology, geochemistry and U–Pb zircon chronology of the Seme adakites, eastern Pontides, NE Turkey", Lithos 121 (2011) 151–166.

[45] Karapetian S. G., Jrbashian R. T., Mnatsakanian A. Kh., "Late collision rhyolitic volcanism in the north-eastern part of the Armenian Highland", Journal of Volcanology and Geothermal Research 112 (2001) 189-220.

[46] Ishihara S., "The Magnetite-series and Ilmenite-series granitic rocks", Mining Geology 27 (1977) 293-305.

[47] Gregorova D., Hrouda F., Kohyt M., "Magnetic susceptibility and Geochemistry of Variscan West Carpathian granites: implications for tectonic setting", Physics and Chemistry of the Earth 28 (2003) 729-734.

[48] Goutham M. R., Sandhya R., Madhusudhan Rao B., Patil S. K., Murthy B. V. S., "Rock magnetic and Palaeomagnetic Study of the Archaean Granites from Hyderabad, India", Journal of Indian Geophysical Union Vol 14 No 1(2010) p 67-74.

[49] He Z., Yunxiang L., Xiaodong S., Weibin D., "Application of Magnetic Prospecting in Recognition of Volcanic Reservoirs", Canadian Society of Exploration Geophysicists (2008) p 45-48.

[50] Gill R., "Igneous rocks and processes", Wiley-Blackwell (2010) 428 p.

[51] Yamamoto T., "A rhyolite to dacite sequence of volcanism directly from the heated lower crust: Late Pleistocene to Holocene Numazawa volcano, NE Japan", Journal of Volcanology and Geothermal Research 167 (2007) 119–133.

[52] Wilson M., "Igneous Petrogenesis", Springer Verlag (2007) 466 p.

[53] Ivanova R., "Volcanology and petrology of acid volcanic rocks from the Paleogene Sheinovets caldera, Eastern Rhodopes", Bulgarian Academy of sciences, Geochemistry Mineralogy and Petrology 42 (2005) 23-45.

[54] Hofmann A. W., "Chemical differentiation of the Earth. The relationship between mantle, continental crust and oceanic crust", Earth and Planetary Science Letters 90 (1988) 297-314.

[55] Pearce J. A., Harris N. B., Tindel A. G., "Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks" Journal of Petrology 25 (1984) 956-983.

[56] Siddiqui R. H., Asif Khan M., Qasim Jan M., "Geochemistry and petrogenesis of the Miocene alkaline and sub-alkaline volcanic rocks from the Chagai arc, Baluchistan, Pakistan:Implications for porphyry Cu-Mo-Au deposits", Journal of Himalayan Earth Sciences 40 (2007) 1-23.

[57] Hoang N., Itoh J., Miyagi I., "Subduction components in Pleistocene to recent Kurile arc magmas in NE Hokkaido, Japan", Journal of Volcanology and Geothermal Research 200 (2011) 255-266.

[58] Denton J. S., Tuffen H., Gilbert J. S., Odling N., "The hydration and alteration of perlite and rhyolite", Journal of the Geological Society, London, Vol 166 (2009) p 895–904.

[59] Dickens A. K., "Obsidian hydration and its consequences for the Ar-Ar dating method", submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of science in geology, New Mexico Institute of Mining and Technology, Department of earth and environmental science, Socorro, New Mexico (2007) 169 p.

[60] Emery W. D., "Geology and eruptive history of the Oligocene Nathrop volcanics, Central Colorado volcanic field", a thesis Submitted to the Graduate College of Bowling Green State university in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of science (2011) 88p.