مطالعه زمین شیمی عناصر اصلی، کمیاب و نادر خاکی در کانسار منگنز شهرستانک؛ رهیافتی در تعیین شرایط تشکیل کانسار

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 2، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 12، تیر 1394، صفحه 1-21   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v7i1.23393

نویسندگان

محمد معانی جو^{* 1}؛ عباس نصیری¹؛ فرهاد آلیانی¹؛ محمد مستقیمی¹؛ میثم قلی پور¹؛ عباس مقصودی²

¹بوعلی سینا

²دانشگاه صنعتی امیر کبیر

چکیده

کانسار منگنز شهرستانک در جنوب استان قم و 12 کیلومتری جنوب غربی شهرستان کهک واقع شده است. ایـن کانسار به لحاظ سنگ شناسی و چینه شناسی دارای تنــــوع زیادی است؛ به طوری‌که واحدهای مختلف سنگی شامل 1) سنگهای آتشفشانـی- رسوبـی ائوسن میانی- بالایی، 2) واحدهای کنگلومرایی و ماسه سنگی قرمز زیرین به سن الیگوسن، 3) ته نشستهای آهک و مـارن (سازند قم) به سن الیگومیــوسن، 4) دایک های حد‌واسط تا بـــازیک به سن ائوسن و میــوسن پایانـــی در منطقه قابل مشاهــده است. بالا بـودن میانگیــن مقـادیـر Mn/Fe (33/11) و Si/Al (86/4)، پاییــن بودن مقادیر میانگیــن فلزات کمیـاب به ویــژه فلـزات Co ( 40/11 پی ی ام)، Ni (24 پی ی ام) و Cu (85/81 پی پی ام)، ، پایین بودن مقدار میانگین آنومالی *Ce (99/0 پی پی ام) و بالابودن مقادیر SiO2، Mn، Fe، Ba، Zn، As و Sr در کانسنگ منگنز شهرستانک به‌عنوان شواهدی از غنی‌شدگی و تخلیه Mn از گرمابیهای برون‌دمی هستند و نقش فرآیندهای آب‌زاد در پیدایش این کانسار را ناچیز می نماید. شواهد زمین شناسی و زمین شیمیایی گویای نهشت کانه ها از گرمابیهای زیردریایی (برون‌دمی) در بستر حوضه اقیانوسی نئوتتیس در زمان ائوسن میانی تا پایانــی در واحدهای سنگی توف آهکی با میان لایه هایی از آهک میکرایتــی و واحد سنگ آهک ماسه ای می باشد. لذا در مورد شرایط تشکیل این کانسار می توان عنوان کرد که، فعالیتهای گرمابی شدید باعث شسته شدن گدازه های بازالتی و آندزیتی شده و عناصر Mn، Fe، Si، Ba، Sr، As توسط فعالیتهای برون‌دمی- آتشفشانی؛ از طریق گسلهای همزمان با رسوب گذاری وارد حوضه رسوبی گردیده و با پس‌روی دریا و ایجاد شرایط اکسیدی کانیهای اکسی هیدروکسیدی اولیه منگنز ته نشست شده اند.

کلیدواژه‌ها

زمین شیمی؛ گرمابی؛ شرایط تشکیل؛ کانسار منگنز شهرستانک؛ قم

مراجع

Acharya, B.C., 1997. Mineralogy, chemistry and genesis of Nishikhal manganese ores of south Orissa, India. Mineralium Deposita, 32(1): 79-93.

Alavi, M., 1994. Tectonic of the Zagros orogenic belt of Iran, new data and interpretations. Tectonophysics, 229‌(3-4): 211-238.

Berberian, M. and King, G.C., 1981. Towards a paleogeography and tectonicevolution of Iran. Canadian Journal of Earth Sciences, 18(2): 210-265.

Bonatti, E., Kraemer, T. and Rdell, H., 1972. Classification and genesis of submarine iron- manganese deposits of the ocean floor. In: D.R. Horn (Editor), Ferromanganese Deposits of the Ocean Floor. Aren HouseHarriman, pp. 149-166.

Boynton, W.V., 1984. Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: P. Henderson (Editor), Rare earth element geochemistry. Elsevier, California, pp. 63-114.

Cann, J.R., Winter, C.K. and Pritchard R.G., 1977. A hydrothermal deposit from the floor of the Gulf of Aden. Mineralogical Magazine, 41(318): 193-199.

Choi, J. H. and Hariya, Y., 1992. Geochemistry and depositional environment of Mn oxide deposits in the Tokorobelt, northeastern Hokkaido, Japan. Economic Geology, 87(5): 1265-1274.

Crerare, D.A., 1982. Manganiferoucherts of the Franciscan assemblage: In General geology, ancient and modern analogues, and implication for hydrothermal convection at ocean spreading centers. Economic Geology, 77(3): 519-540.

Eckhardt, J.D., Glasby, G.P., Puchelt, H. and Berner, Z., 1997. Hydrothermal manganese crusts from Enareta and Palinuro seamounts in the Tyrrhenian Sea. Marine Georesources and Geotechnology, 15(2): 175-208.

Fardoost, F., 1992. Study of geology and genesis of Venarch Mn deposit, Qom. M.Sc. Thesis, Tabiat-e-Moalem University, Tehran, Iran, 140 pp. (in Persian with English abstract)

Fonoodi, M., 1995.Study of volcanism in south of Qom area. M.Sc. Thesis, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, 140 pp. (in Persian with English abstract)

Ghalamghash, J., 1996. Study of Tertiary plutonism in south of Qom area. M.Sc Thesis, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, 140 pp. (in Persian with English abstract).

Ghalamghash, J., Babakhani, R., Bahroodi, A. and Fonoodi, M., 1997. Geological map of Kahak quadrangle, scale 1:100,000. Geological Survay of Iran.

Glasby, G.P., 1997. Fractionation of manganese from iron in Arcean and Proterozoic sedimentary ores. In: K. Nicholson, J.R. Hein, B. Buhn, and S. Dasgupta (Editors), Manganese Mineralization: Geochemistry and mineralogy of terrestrial and marine Deposits. Geological Society of London, Special Publication, 119, pp. 29-42.

Glasby, G.P., 2000. Manganese: predominant role of nodules and crust. In: H.D. Schulz and M.Ž. Zabel (Editors), Marine Geochemistry. Springer-Verlag, Berlin, pp. 335-372.

Hein, J.R., Koschinsky, A., Bau, M., Manheim, F.T., Kang, J.K. and Roberts, L., 2000. Cobalt-rich ferromanganese crusts in the Pacific. In: D.S. Cronan (Editor), Handbook of Marine Mineral Deposits. CRC Press, Boca Raton. Florida, pp. 239-279.

Hein, J.R., Koschinsky, A., Halbach, P., Manheim, F.T., Bau, M., Kang, J.K. and Lubick, N., 1997. Iron and manganese oxide mineralization in the Pacific. Journal of Manganese mineralization: Geochemistry and Mineralogy of terrestrial and marine deposits, 119: 123-138.

Hewett, D.E. and Fleischer, M., 1960. Deposits of manganese oxides. Economic Geology, 55(1):1-55.

Holtstam, D. and Mansfeld, J., 2001. Origin of a carbonate- hosted Fe-Mn-(Ba-As-Pb-Sb-W) deposit of Langban- type in central Sweden. Mineralium Deposita, 36(7): 641-657.

Klinkhammer, G.P., Elderfield, H., Elderfield, H., Edmond, J.M. and Mitra, A., 1994. Geochemcal implications of rare earth element patterns in hydrothermal fluids from mid- ocean ridges. Geochemica et CosmochimicaActa, 58 (23): 5105-5113.

Michard, A. and Albarede, F., 1986. The REE content of some hydrothermal fluids. Chemical Geology, 55(1-2): 51-60.

Mills, R.A. and Eldefield, H., 1995. Rare earth element geochemistry of hydrothermal deposits from the active TAG mound, 26 N Mid Atlantic Ridge. Geochimicaet Cosmochimica Acta, 59(17): 3511-3524.

Mucke, A., Dzigbodi Adjimah, K. and Annor, A., 1999. mineralogy, petrology, geochemistry and genesis of the paleoproterozoic Birimian manganese formation of Nsuta/Ghana. Mineralium Deposita, 34(3): 297-311.

Naderi, R.A., Geometric and kinetic analysis of Bidhend fault system (south of Qom). M.Sc. Thesis, Tarbiat-e-Modares University, Tehran, Iran, 140 pp. (in Persian with English abstract).

Nicholson, K., 1992a. Genetic types of manganese oxide deposits in Scotland: Indicators of paleo-Ocean-spreading rate and a Devonian geochemical mobility boundary. Economic Geology 87(5): 1301-1309.

Nicholson, K., 1992b. Contrasting mineralogical–geochemical signatures of manganese oxides. Guides to metallogenesis. Economic Geology, 87(5): 1253-1264.

Oksuz, N., 2011. Geochemical characteristics of the Eymir (Sorgun-Yozgat) manganese deposit,Turkey. Journal of Rare Earths, 29(3): 287-295.

Polgari, M., Hein, J.R., Vigh, T., Szabo-Drubina, M., Forizs, I., Biro, L., Müller, A. and Toth, A.L., 2012. Microbial processes and the origin of the Úrkút manganese deposit, Hungary. Ore Geology Reviews, 47: 87-109.

Rogers, T.D.S., Hodkinson, R.A. and Cronan, D.S., 2001. Hydrothermal Manganese Deposits from Tonga-Kermadec Ridge and Lau Basin Region, Southwest Pacific. Marine Georesources and Geotechnology, 19 (4): 245-268.

Rona, P.A., 1987.Criteria for recognition of hydrothermal mineral deposits in oceanic crust. Economic Geology, 73(2): 135-160.

Roy, S., 1981. Manganese Deposits. Academic Press, London, 485 pp.

Roy, S., 1992. Environments and processes of manganese depositon. Economic Geology, 87 (5): 1218-1236.

Sabatino, N., Neri, R., Bellanca, A., Jenkyns, H.C., Masetti, D. and Scopelliti, G., 2011. Petrograohy and high-resolution geochemical records of lower Jurassic manganese-rich deposits from Monte Mangart, Julian Alps. Petrography Palaeoclimatology Palaeoecology Journals, 299: 97-109.

Shah, M.T. and Moon, C.J., 2004. Mineralogy, geochemistry and genesis of ferromanganese ores from Hazaraarea, NW Himalayas, northern Pakistan. Journal of Asian Earth Sciences, 23(1): 1-15.

SojoudiKisomi, H., 1994. Study of geology and petrology of igneous rocks of south Qom (Naragh, Bidhend, PanzdaheKhordad Dam- UrumiehDokhtar Zone). M.Sc.Thesis, Tabiat-e-Moalem University, Tehran, Iran, 140 pp. (in Persian with English abstract)

Stackelberg, V., 1997. Growth history of manganese nodules and crusts of the Peru Basin. Geological Society Publications, London, pp. 119-153.

Toth, J.R., 1980. Deposition of submarine crusts rich in manganese and iron. Geology Society American Bull, 91(1): 44-54.

Usui, A. and Someya, M., 1997. Destribution and composition of marine hydrogenetic and hydrothermal manganese deposits in the northwest Pacific. Geological Society Special Publication, 119: 177-198.

Waters, W.A. and Etminan, H., 1973. Manganese in Iran. Geological Survey Iran, Tehran, Report 21, pp. 37-52.