کانی شناسی، ریزریخت شناسی و الگوی پراکنش عناصر اصلی و کمیاب در گرهک های منگنزدار رخداد منگنز نصیرآباد، نیریز، استان فارس

زمین شناسی اقتصادی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 23 دی 1403   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.2025.1133

نویسندگان

محسن رضایی^{* 1}؛ اینانا صدری نژاد²؛ علیرضا زراسوندی³

¹استادیار، گروه زمین‌ شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

²دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زمین‌ شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

³استاد، گروه زمین‌ شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در این بررسی از نتایج تجزیه لیزراسپکتروسکوپی رامان، تصویرهای میکروسکوپ الکترونی BSE، ریزکاو الکترونی و نقشه ­های عنصری WDS به منظور تعیین ویژگی­های ریزریخت ­شناسی، کانی ­شناسی و الگوی پراکنش عناصر Mn ، Fe ، Mg ، Al ، Cu ، Ni ، Co،Sr ، Ti ، P ، Si ، V و Pb در گرهک ­های منگنز رخداد منگنز نصیرآباد که در بخش جنوب‌­شرقی زون رانده زاگرس و در مجاورت افیولیت نیریز واقع‌شده، استفاده شده است. نتایج نشان می ­دهد از دیدگاه ریز­ریخت­ شناسی، گرهک ­های مورد بررسی دارای ساختار چندهسته ­ای شامل تجمع میکروفسیل ­های سیلیسی و بافت کلوفورم کروی هستند. همچنین کانه ­های منگنزدار در بخش ­های هسته ­ای اغلب دانه ­ریز بوده و شامل تودوروکیت، پیروکروئیت، پیرولوزیت و رامسدلیت هستند. در مقابل، در بخش­ های حاشیه­ ای ضمن دانه درشت ­تر شدن اکسیدهای منگنز، ترکیب کانی ­شناسی غالب شامل پیرولوزیت و رامسدلیت است. بررسی الگوی پراکنش عناصر بیانگر تهی ­شدگی عناصر آهن و سرب به همراه مس، نیکل و کبالت است که مشخص ­کننده نقش ­آفرینی سیال گرمابی دور از منشأ در شکل­ گیری ساختارهای ندولار است. همچنین شواهدی نظیر جانشینی دیاژنتیک پوسته ­های میکروفسیل سیلیسی با کانه ­های اکسیدی منگنزدار به­ ویژه تودوروکیت نشان‌دهنده نقش سیالات دیاژنتیک در تکامل ساختارهای ندولار است. نبود رخداد کانه رودوکروزیت به­ همراه عدم مشاهده الگوی غنی­ شدگی در عناصر زیست ­ضروری نظیر آهن، آرسنیک، باریم، استرانسیم، سریم و کبالت بیانگر عدم یا نقش ناچیز فرایندهای زیست­ زاد-  میکروبی در شکل ­گیری گرهک ­های مورد بررسی است.

کلیدواژه‌ها

گرهک منگنز؛ کانی شناسی؛ زمین شیمی؛ نصیر آباد؛ نیریز

مراجع

Alavi, M., 2004. Regional stratigraphy of the Zagros fold-thrust belt of Iran and its proforeland evolution. American Journal of Science, 304: 1–20. https://doi.org/10.2475/ajs.304.1.1

Babaie, H.A., Ghazi, A.M., Babaei, A., La Tour, T.E. and Hassanipak, A.A., 2001. Geochemistry of arc volcanic rocks of the Zagros Crush Zone, Neyriz, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 19(1–2): 61–76. https://doi.org/10.1016/S1367-9120(00)00012-2

Berner, R.A., 1970. Sedimentary pyrite formation. American Journal of Science, 268(1): 1–23. https://doi.org/10.2475/AJS.268.1.1

Curetti, N., Bernasconi, D., Benna, P., Fiore, G. and Pavese, A., 2021. High-temperature ramsdellite–pyrolusite transformation kinetics. Physics and Chemistry of Minerals, 48(11): 43. https://doi.org/10.1007/s00269-021-01166-2

Fong, C., Kennedy, B.J. and Elcombe, M.M., 1994. A powder neutron diffraction study of λ and γ manganese dioxide and of LiMn₂O₄. Zeitschrift für Kristallographie-Crystalline Materials, 209(12): 941–945. https://doi.org/10.1524/zkri.1994.209.12.941

Ghasemi, A. and Talbot, C.J., 2006. A new tectonic scenario for the Sanandaj–Sirjan Zone (Iran). Journal of Asian Earth Sciences, 26(6): 683–693. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2005.01.003

Glasby, G.P., Stüben, D., Jeschke, G., Stoffers, P. and Garbe-Schönberg, C.D., 1997. A model for the formation of hydrothermal manganese crusts from the Pitcairn Island hotspot. Geochimica et Cosmochimica Acta, 61(21): 4583–4597. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(97)00262-7

Hein, J.R., 2016. Manganese nodules. In: J. Harff, M. Meschede, S. Petersen and J. Thiede (Editors), Encyclopedia of Marine Geosciences. Springer Dordrecht, Heidelberg, New York, London, pp. 408-412. Retrieved October 15, 2017 from https://pubs.usgs.gov/publication/70047189

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. Geological Society of London, 119(1): 123–138. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1997.119.01.09

Jach, R. and Dudek, T., 2005. Origin of a Toarcian manganese carbonate/silicate deposit from the Krížna unit, Tatra Mountains, Poland. Chemical Geology, 224(1–3): 136–152. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2005.07.018

Kim, S.J., 1982. Textures, Mineralogy and Genesis of Manganese Nodules on the Blake Plateau, Northwestern Atlantic Ocean. In: G.C. Amstutz, G. Frenzel, C. Kluth, G. Moh, A. Wauschkuhn and R.A. Zimmermann (Editors), Ore Genesis. Special Publication of the Society for Geology Applied to Mineral Deposits, Berlin, Heidelberg, pp. 211–220. https://doi.org/10.1007/978-3-642-68344-2_22

Kim, H.I., Cho, H.G., Lee, S., Koo, H.J., Hong, J.K. and Jin, Y.K., 2023. Spatial distribution of manganese oxide minerals in the natural ferromanganese nodule of the Arctic Sea: A view from Raman spectroscopy. Chemical Geology, 623: 121398. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2023.121398

Li, Y., Feng, Y., Li, H., Yao, Y., Xu, C., Ju, J., Ma, R., Wang, H. and Jiang, S., 2024. Adsorption of metal ions by oceanic manganese nodule and deep-sea sediment: Behaviour, mechanism and evaluation. Science of The Total Environment, 908: 168163. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.16816

Ling, F.T., Post, J.E., Heaney, P.J. and Ilton, E.S., 2018. The relationship between Mn oxidation state and structure in triclinic and hexagonal birnessites. Chemical Geology, 479: 216–227. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.01.011

Maghfouri, S., Rastad, E., Movahednia, M., Lentz, D.R., Hosseinzadeh, M.R., Ye, L. and Mousivand, F., 2019. Metallogeny and temporal–spatial distribution of manganese mineralizations in Iran: Implications for future exploration. Ore Geology Reviews, 115: 103026. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.103026

Moffett, J.W. and Ho, J., 1996. Oxidation of cobalt and manganese in seawater via a com-mon microbially catalyzed pathway. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60(18): 3415–3424. https://doi.org/10.1016/0016-7037(96)00176-7

Morgan, J.J., 2005. Kinetics of reaction between O₂ and Mn(II) species in aqueous solutions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 69(1): 35–48. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.06.013

Nicholson, K., 1992. Contrasting mineralogical-geochemical signatures of manganese oxides; guides to metallogenesis. Economic Geology, 87(5): 1253–1264. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.87.5.1253

Polgári, M., Hein, J.R., Vigh, T., Szabó-Drubina, M., Fórizs, I., Bíró, L., Müller, A. and Tóth, A.L., 2012. Microbial processes and the origin of the Úrkút manganese deposit, Hungary. Ore Geology Reviews, 47: 87–109. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2011.10.001

Post, J.E., 1999. Manganese oxide minerals: Crystal structures and economic and environmental significance. National Academy of Sciences, 96(7): 3447–3454. https://doi.org/10.1073/pnas.96.7.3447

Rajabzadeh, M.A., Haddad, F., Polgári, M., Fintor, K., Walter, H., Molnár, Z. and Gyollai, I., 2017. Investigation on the role of microorganisms in manganese mineralization from Abadeh-Tashk area, Fars Province, southwestern Iran by using petrographic and geochemical data. Ore Geology Reviews, 80: 229–249. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.06.035

Rezaei, M., 2012. The investigation of geology, geochemistry and genesis of Nasirabad manganese deposit, SE Nsasirabad, Neyriz, Fars Province. M.Sc. Thesis, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran, 140 pp.

Roy, S., 1992. Environments and processes of manganese deposition. Economic Geology, 87(5): 1218–1236. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.87.5.1218

Sabatino, N., Neri, R., Bellanca, A., Jenkyns, H.C., Masetti, D. and Scopelliti, G., 2011. Petrography and high-resolution geochemical records of Lower Jurassic manganese-rich deposits from Monte Mangart, Julian Alps. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 299(1–2): 97–109. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2010.10.039

Shahabpour, J., 2005. Tectonic evolution of the orogenic belt in the region located between Kerman and Neyriz. Journal of Asian Earth Sciences 24(4): 405–417. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2003.11.007

Takahashi, Y., Manceau, A., Geoffroy, N., Marcus, M.A. and Usui, A., 2007. Chemical and structural control of the partitioning of Co, Ce and Pb in marine ferromanganese oxides. Geochimica et Cosmochimica Acta Acta, 71(4): 984–1008. https://doi.org/10.1016/j.gca.2006.11.016

Tangestani, M.H., Jaffari, L., Vincent, R.K. and Sridhar, B.M., 2011. Spectral characterization and ASTER-based lithological mapping of an ophiolite complex: A case study from Neyriz ophiolite, SW Iran. Remote Sensing of Environment, 115(9): 2243–2254. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.04.023

Tebo, B.M., Bargar, J.R., Clement, B.G., Dick, G.J., Murray, K.J., Parker, D., Verity, R. and Webb, S.M., 2004. Biogenic manganese oxides: properties and mechanisms of formation. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 32: 287–328. https://doi.org/10.1146/annurev.earth.32.101802.120213

Zarasvandi, A., Lentz, D., Rezaei, M. and Pourkaseb, H., 2013a. Genesis of the Nasirabad manganese occurrence, Fars province, Iran: Geochemical evidences. Geochemistry, 73(4): 495–508. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2013.02.003

Zarasvandi, A., Pourkaseb, H., Sepahvand, M., Raith, J. and Rezaei, M., 2016b. Tracing of hydrothermal ore forming process in the Sorkhvand manganese deposit, Kermanshah Province, Iran. Arabian Journal of Geosciences, 9: 109. https://doi.org/10.1007/s12517-015-2237-1

Zarasvandi, A., Rezaei, M., Pourkaseb, H. and Saki, A., 2013b. Investigation on primary and secondary processes in Nasirabad manganese deposit, south of Neyriz: using mineralogy and Pb isotope geochemistry. Journal of Economic Geology, 1(5): 37-47. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22067/ECONG.V5I1.22888

Zarasvandi, A., Rezaei, M., Sadeghi, M., Pourkaseb, H. and Sepahvand, M., 2016a. Rare-earth element distribution and genesis of manganese ores associated with Tethyan ophiolites, Iran: A review. Mineralogical Magazine, 80(1): 127–142. https://doi.org/10.1180/minmag.2016.080.054