ژئوشیمی و اسپکتروسکوپی رامان آگات های سه قلعه، شمال‌غرب بیرجند (ایران مرکزی)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 3، دوره 12، شماره 3 - شماره پیاپی 26، 1399، صفحه 327-339   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v12i3.79434

نویسندگان

مهدی رضائی کهخائی^* ؛ حدیثه آقائی قوجه؛ فرج الله فردوست

گروه پترولوژی و زمین شناسی اقتصادی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

آگات­‌های منطقه سه‌­قلعه در 120 کیلومتری شمال‌غرب بیرجند واقع‌شده است و بخشی از پهنه ساختاری ایران مرکزی محسوب می­‌شوند. این آگات­‌ها اغلب از نوع ژئود به رنگ­‌های سفید، سبز و زرد (با قطر کمتر از 20 سانتی‌­متر) بوده و در سنگ­‌های آتشفشانی از نوع توف، بازالت و آندزیت به سن ائوسن تا الیگوسن مشاهده ­می­‌شوند. مشاهدات میکروسکوپ پلاریزان و اسپکتروسکوپی رامان آشکار‌کرد که آگات‌­های منطقه سه­‌قلعه اساساً از لایه­‌های کلسدونی، موگانیت (با پیک cm^-1 501) و کوارتزین (با پیک cm^-1 464) تشکیل شده‌­اند. وجود موگانیت و کوارتزین در این نمونه­‌ها بیانگر تشکیل آگات­‌ها در محیط خشک و غنی از مواد قلیایی و سولفات است که این امر با همراهی کلسیت در آنها تأیید می­‌شود. نتایج تجزیه ژئوشیمیایی این آگات‌­ها نشان می­‌دهد که آنها دارای مقادیر SiO₂ بین 78/95 تا 9/98 درصد وزنی با مقادیر جزئی CaO، Fe₂O₃، Al₂O₃ وNa₂O هستند. در نمودار­های نرمالیزه‌ شده نسبت به کندریت و گوشته اولیه، این آگات‌­ها شیب منفی ملایمی نشان می‌­دهند و مقدار عناصر آنها کمتر از سنگ­‌های آتشفشانی میزبان است. فراوانی عنصر U در آنها برابر یا حتی در آگات‌­های قرمز بیشتر از سنگ‌­های میزبان است. دلیل این امر آزاد‌شدن همگام عناصر Si و U ناشی از دگرسانی سنگ‌­های میزبان و به‌دنبال آن تبدیل U به یون uranyl و تشکیل پیوند با سطح تترائدرهای سیلیس است. شباهت در طرح‌­های عناصر کمیاب آگات‌­ها و سنگ‌­های آتشفشانی نشان می­‌دهد که این عناصر توسط گردش سیالات در طول دگرسانی هم‌زمان و/یا پس از فعالیت آتشفشانی تحرک پیدا کرده‌­اند و سبب تشکیل آگات­‌های منطقه سه‌­قلعه شده‌­اند.

کلیدواژه‌ها

اورانیوم؛ ژئوشیمی؛ اسپکتروسکوپی رامان؛ آگات؛ سه قلعه؛ خراسان جنوبی؛ ایران مرکزی

مراجع

Aghanabati, S.A., 2004. Iran Geology. Geological Survey of Iran, Tehran, 400 pp.

Boynton, W.V., 1984. Geochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: P. Henderson (Editor), Rare Earth Element Geochemistry. Elsevier, Netherlands, pp. 63–114.

Dumańska-Słowik, M., Powolny, T., Sikorska-Jaworowska, M., Gaweł, A., Kogut, L. and Poloński, K., 2018. Characteristics and origin of agates from Płóczki Górne (Lower Silesia, Poland): A combined microscopic, micro-Raman, and cathodoluminescence study. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 192: 6–15.

Goodarzi, M., Mohammadi, S.S. and Zarrinkoub, M.H., 2014. Petrography, geochemistry and tectonic setting of Salmabad Tertiary volcanic rocks, southeast of Sarbisheh, eastern Iran. Journal of Economic Geology, 6(2): 217–234. (in Persian with English abstract)

Götze, J., 2011. Agate-fascination between legend and science. In: J. Zenz (Editor), Agates III. Bode Verlag GmbH, Lauenstein, Germany, pp. 19–133.

Götze, J., Gaft, M. and Möckel, R., 2015. Uranium and uranyl luminescence in agate/chalcedony. Mineralogical Magazine, 79(4): 985–995.

Götze, J., Möckel, R., Kempe, U., Kapitonov, I. and Vennemann, T., 2009. Characteristics and origin of agates in sedimentary rocks from the Dryhead area, Montana, USA. Mineralogical Magazine, 73(4): 673–690.

Götze, J., Möckel, R., Vennemann, T. and Müller, A., 2016. Origin and geochemistry of agates in Permian volcanic rocks of the Sub-Erzgebirge basin, Saxony (Germany). Chemical Geology, 428(9): 77–91.

Götze, J., Schrön, W., Möckel, R. and Heide, K., 2012. The role of fluids in the formation of agate. Chemie der Erde, 72(3): 283–286.

Götze, J., Tichomirowa, M., Fuchs, H., Pilot, J. and Sharp, Z., 2001. Geochemistry of agates: a trace element and stable isotope study. Chemical Geology, 175(3–4): 523–541.

Hajalilou, B. and Vusuq, B., 2010. Gemological Potentials of East Azerbaijan Province, NW of Iran.63^rd Geological Kurultai of Turkey, Mineral Research & Exploration, Ankara, Turkey.

Hajalilou, B., Vusuq, B. and Moazzen, M., 2011. Mineralogy, geochemistry, gemology and color variation in agates from the Mianeh area, NW Iran. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 19(3): 427–438. (in Persian with English abstract)

Heaney, P.J. and Post, J.E., 1992. The widespread distribution of a novel silica polymorph in microcrystalline quartz varieties. Science, 255(5043): 441–443.

Keene, J.B., 1983. Chalcedonic quartz and occurrence of quartzine (length‐slow chalcedony) in pelagic sediments. Sedimentology, 30(3): 449–454.

Kingma, K.J. and Hemley, R.J., 1994. Raman spectroscopic study of microcrystalline silica. American Mineralogist, 79(3–4): 269–273.

Lotfi, M., 1995. Geological map of Sarghanj, scale 1: 100 000. Geological survey of Iran.

Malekian Dastjerdi, M., Mohammadi, S.S., Nakhaei, M. and Zarrinkoub, M.H., 2016. Geochemistry and tectonomagatic setting of Tertiary volcanic rocks of the Kangan area, northeast of Sarbisheh, southern Khorasan. Journal of Economic Geology, 8(2): 553–568. (in Persian with English abstract)

Moxon, T. and Reed, S.J.B., 2006. Agate and Chalcedony from Igneous and Sedimentary Hosts Aged from 13 to 3480 Ma: A Cathodoluminescence Study. Mineralogical Magazine, 70(5): 485–498.

Moxon, T. and Rios, S., 2004. Moganite and water content as a function of age in agate: An XRD and thermogravimetric study. European Journal of Mineralogy, 16(2): 269–278.

Porter, R.A. and Weber Jr, W.J., 1971. The interaction of silicic acid with iron (III) and uranyl ions in dilute aqueous solution. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 33(8): 2443–2449.

Richter, S., Gotze, J., Niemeyer, H. and Mockel, R., 2015. Mineralogical investigations of agates from Cordonde Lila, Chile. Andean Geology, 42(3): 386–396.

Rollinson, H., 2014. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Routledge, United States of America, 352 pp.

Salim, L., 2012. Petrology and geochemistry of volcanic and subvolcanic rocks in Cheshmeh Khuri (west of Birjand). M.Sc. Thesis, Birjand University, Birjand, Iran, 156 pp.

Schmincke, H.U., 2004. Volcanism. Springer, Germany, 324 pp.

Sun, S.S. and McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Journal of the Geological Society, 42(1): 313–345.

Wilson, B.M., 2007. Igneous petrogenesis a global tectonic approach. Springer, Netherlands, 466 pp.

Zielinski, R.A., 1979. Uranium mobility during interaction of rhyolitic obsidian, perlite and felsite with alkaline carbonate solution. Chemical Geology, 27(1–2): 47–63.