مقدمه

هر ماسهسنگی با جایگاه زمینساختی ویژه خود درمنطقه منشاء، دارای زمینشیمی خاص و منحصر به فرد خود میباشد. افزون بر این، جایگاه زمین-ساختی محیطهای تهنشستی یکی از فاکتورهای کنترلی موثر در عملکرد فرایندهای رسوبی، دیاژنز و در نتیجه ترکیب نهایی سنگهای رسوبی میباشد

(Dickinson and Suczek, 1979; Bhatia, 1983; Roser anf Korsch, .(1986; Kreonberg, 1994 با در نظر گرفتن نکات یاد شده میتوان با

مطالعات زمینشیمی رسوبات و سنگهای سیلیسی- آواری، تیپ سنگی، جایگاه زمینساختی، سنگ منشاء و شدت فرایندهای هوازدگی شیمیایی در منطقه

منشأ را مشخص نمود. سازند لالون یکی از گستردهترین و چشمگیرین رسوبات نهشته شده در مقطع زمانی کامبرین زیرین در ایران میباشد. تاکنون بررسی-های زیادی از نظر محیط رسوبی، جغرافیایی دیرینه و زمینشیمی عناصر اصلی، جزئی، و نادر خاکی این سازند توسط پژوهشگران مختلف در نقاط مختلف ایران انجام شده است که از آن جمله میتوان به مطالعات انجام شده توسط آقانباتی (۱۳۸۵)، اعتماد سعید و حسینی برزی (۱۳۸۸)، Matsumoto et al. (1995)، Lasemi and Amin-Rasouli (2007)، و Etemad-Saeed et al. (2011)

اشاره نمود.

در جنوب باختر مشهد (شمال شرق ایران) رخنمونهایی از سازند لالون وجود دارد که به نظر میرسد بررسی زمینشیمی ماسهسنگهای این سازند در

۵۵

مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته

این منطقه از ایران از سه نظر حائز اهمیت باشد: (۱) رخنمونهای گستردهای از ذخایر آهن به اشکال لایهای و عدسی با ترکیب کانی شناسی غالب هماتیت در داخل این ماسهسنگها وجود دارد که به نظر میرسد مطالعه این سنگها به عنوان سنگ درونگیر ذخایر آهن بتواند در یافتن الگوها و پارامترهای زمین-شیمیایی مناسب جهت اکتشاف و شناسایی ذخایر جدیدی از آهن در این سازند در سایر نقاط کشور مفید و موثر باشد. (۲) یکی از مکانهای مناسب شناخته شده برای اکتشاف و شناسایی ذخایر سیلیس در ایران زمین بخش بالایی ماسهسنگ لالون (کوارتزیت راسی) استمطمئناً. بررسی عوامل مؤثر در بالا رفتن میزان سیلیس این سازند میتواند قدمی کوچک ولی مؤثر در پیدا نمودن پتانسیل های مناسبی از این ماده در سایر بخشهای ایران زمین باشد. (۳) نتایج بدست آمده از این مطالعه میتواند کمک مؤثر و شایانی در روشن ساختن وضعیت جغرافیای قدیمه پالئوزوئیک در شمال شرق ایران نماید. با توجه به موارد یاد شده، در این مطالعه سعی شده است با تکیه بر نتایج حاصل از مطالعات صحرایی، سنگ نگاری و زمین شیمی عناصر اصلی و فرعی به بررسی سنگ مادر، شرایط هوازدگی قدیمه و جایگاه زمینساختی ماسهسنگ-های سازند لالون در این نقطه از ایران پرداخته شود.

×بهار ۹۱، شماره ۳، جلد ۱

روش مطالعه

بررسی ماسهسنگهای سازند لالون در جنوب باختر مشهد در دو بخش صحرایی و آزمایشگاهی انجام شده است. بخش صحرایی شامل بررسی وضعیت زمینشناسی، شیب لایهها و نمونهبرداری از ماسهسنگهای منطقه بوده است. در بخش آزمایشگاهی ابتدا به بررسی ویژگیهای بافتی و تفسیر خصوصیات سنگنگاری ماسهسنگها با استفاده از تهیه و مطالعه تعداد ۵۰ عدد مقطع نازک مبادرت شده است. سپس تعداد ۱۸ نمونه از آنها انتخاب و عناصر اصلی و فرعی آنها به روش طیف سنج انتشار اتمی پلاسمای جفت شده القایی (ICP-AES) در آزمایشگاه ALS-Chemex کشور کانادا آنالیز گردیدند. مقادیر LOI نمونهها توسط شرکت مذکور بوسیله اندازهگیری اختلاف وزن نمونه قبل و بعد از حرارت دادن در ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت محاسبه گردیدند. نتایج آنالیزهای شیمیایی به همراه مقادیر LOI در جدول (۱) ارائه شده است. در این مطالعه جهت تفسیر مسائل زمینشیمیایی مبادرت به محاسبه ضرایب همبستگی اسپیرمن بین عناصر اصلی و محاسبه نسبتهای اکسیدها و نیز تعیین مقادیر شاخصهای دگرسانی شیمیایی (CIA)، دگرسانی پلاژیوکلاز (PIA) و تنوع ترکیبی (ICV) شده است. نتایج حاصله به ترتیب در جداول (۲) و (۳) آورده شده اند.

جدول .۱ نتایج آنالیزهای ICP-AES عناصر اصلی و فرعی همراه با مقادیر LOI ماسه سنگهای مورد مطالعه در جنوب باختر مشهد. مقادیر اکسیدها و LOI بر حسب درصد وزنی میباشند.

SUM LOI P2O5 MnO TiO2 K2O Na2O MgO CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2

۹۸/۸۶ ۰/۶۵ ۰/۰۴ ۰/۰۳ ۰/۰۵ ۰/۴۱ ۰/۱۰ ۰/۰۳ ۰/۴۱ ۴/۱۷ ۱/۴۷ ۹۱/۵ R-1
۹۸/۷۱ ۱/۲۲ ۰/۱۲ ۰/۰۱ ۰/۰۵ ۱/۲۱ ۰/۰۳ ۰/۰۹ ۰/۸۹ ۲/۵۴ ۳/۶۵ ۸۸/۹ R-2
۱۰۰/۰۵ ۰/۱ ۰/۰۲ ۰/۰۲ ۰/۰۴ ۰/۴۷ ۰/۰۴ ۰/۰۳ ۰/۱۱ ۱/۵۸ ۱/۵۴ ۹۶/۱ R-3
۹۸/۰۰ ۰/۷۴ ۰/۰۹ ۰/۰۱ ۰/۱۳ ۱/۲۱ ۰/۰۵ ۰/۱۵ ۰/۱۵ ۲/۶۰ ۳/۵۷ ۸۹/۳ R-4
۹۹/۸۰ ۰/۳۰ n.d. 0/01 0/11 0/44 0/15 0/02 0/03 1/18 1/56 96/0 R-5
۹۸/۷۸ ۰/۶۹ ۰/۰۳ ۰/۰۱ ۰/۰۷ ۰/۴۲ ۰/۰۱ ۰/۰۴ ۰/۱۴ ۱/۰۸ ۱/۴۹ ۹۴/۸ R-6
۹۹/۷۲ ۰/۳۹ ۰/۰۵ ۰/۰۱ ۰/۰۹ ۰/۵۳ ۰/۱۲ ۰/۰۴ ۰/۰۳ ۰/۸۲ ۱/۸۴ ۹۵/۸ R-7
۹۹/۶۰ ۰/۰۰ ۰/۰۳ ۰/۰۱ ۰/۰۳ ۰/۳۱ ۰/۲۱ ۰/۰۲ ۰/۰۱ ۲/۶۸ ۱/۱۰ ۹۵/۲ R-8
۹۹/۸۶ ۰/۶۰ ۰/۰۱ ۰/۰۱ ۰/۱۳ ۰/۳۸ ۰/۰۳ ۰/۰۱ ۰/۱۳ ۱/۱۸ ۱/۴۸ ۹۵/۹ R-9
۹۸/۲۲ ۰/۵۰ ۰/۰۲ ۰/۰۱ ۰/۰۷ ۰/۴۰ ۰/۰۱ ۰/۰۳ ۰/۱۷ ۰/۹۸ ۱/۴۳ ۹۴/۶ R-10
۹۷/۷۰ ۰/۳۹ ۰/۰۲ ۰/۰۱ ۰/۰۷ ۰/۵۲ ۰/۱۲ ۰/۰۴ ۰/۰۳ ۰/۸۰ ۱/۸۰ ۹۳/۹ R-11
۹۹/۲۰ ۰/۱۰ ۰/۰۲ ۰/۰۱ ۰/۰۶ ۰/۵۳ ۰/۰۳ ۰/۰۳ ۰/۰۶ ۱/۱۶ ۱/۸۰ ۹۵/۴ R-12
۱۰۰/۵۸ ۰/۴۸ ۰/۰۲ ۰/۰۱ ۰/۱۴ ۰/۵۳ ۰/۰۳ ۰/۰۳ ۰/۱۱ ۱/۱۰ ۱/۸۳ ۹۶/۳ R-13
۹۹/۹۲ ۱/۱۸ ۰/۰۵ ۰/۰۱ ۰/۳۳ ۲/۰۶ ۰/۰۴ ۰/۱۴ ۰/۳۰ ۵/۰۶ ۶/۶۵ ۸۴/۱ R-14
۹۸/۲۹ ۰/۵۹ ۰/۰۶ ۰/۰۱ ۰/۱۶ ۰/۶۲ ۰/۰۶ ۰/۰۷ ۰/۱۹ ۱/۲۶ ۲/۱۷ ۹۳/۱ R-15
۱۰۰/۱۱ ۰/۲۹ ۰/۰۳ n.d. 0/04 0/59 0/10 n.d. n.d. 0/95 2/01 96/1 R-16
۹۸/۶۶ ۰/۶۰ n.d. 0/01 0/13 0/63 0/10 0/04 0/06 1/59 2/10 93/4 R-17
۹۸/۸۸ ۰/۸۹ ۰/۰۱ ۰/۰۱ ۰/۰۳ ۰/۵۳ ۰/۰۹ ۰/۰۲ ۰/۱۴ ۰/۹۹ ۱/۹۷ ۹۴/۲ R-18

n.d= Not detected

۵۶

مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×بهار ۹۱، شماره ۳، جلد ۱

جدول .۲ ضرایب همبستگی اسپیرمن بین عناصر اصلی و فرعی در نمونههای ماسهسنگی مورد مطالعه در جنوب باختر مشهد

P Si Al Fe Ca Mg Na K Ti Mn

Si Al

Fe Ca Mg

Na K Ti

Mn P

جدول .۳ مقادیر شاخصها و نسبتهای اکسیدهای اصلی و فرعی در ماسهسنگهای مورد مطالعه

K2O/Na2O SiO2/ Al2O3 Al2O3/TiO2 CVI PIA CIA

۴/۱۰ ۶۲/۲۴ ۲۹/۴۰ ۳/۵۰ ۵۳/۵۴ ۶۱/۵۱ R-1
۴۰/۳۳ ۲۴/۳۶ ۷۳/۰۰ ۱/۳۱ ۵۳/۳۹ ۶۳/۱۵ R-2
۱۱/۷۵ ۶۲/۴۰ ۳۸/۵۰ ۱/۴۶ ۶۳/۳۱ ۷۱/۳۰ R-3
۲۴/۲۰ ۲۵/۰۱ ۲۷/۴۶ ۱/۱۷ ۶۲/۶۰ ۷۱/۶۹ R-4
۲/۹۳ ۶۱/۵۴ ۱۴/۱۸ ۱/۱۷ ۶۴/۳۷ ۷۱/۵۶ R-5
۴۲/۰۰ ۶۳/۶۲ ۲۱/۲۹ ۱/۱۴ ۶۵/۲۴ ۷۲/۳۳ R-6
۴/۴۲ ۵۲/۰۷ ۲۰/۴۴ ۰/۸۴ ۶۵/۸۳ ۷۳/۰۲ R-7
۱/۴۸ ۸۶/۵۵ ۳۶/۶۷ ۲/۹۵ ۵۹/۸۵ ۶۷/۴۸ R-8
۱۲/۶۷ ۶۴/۸۰ ۱۱/۳۸ ۱/۱۸ ۶۷/۰۷ ۷۳/۲۷ R-9
۴۰/۰۰ ۶۶/۱۵ ۲۰/۴۳ ۱/۱۲ ۶۳/۹۸ ۷۱/۱۴ R-10
۴/۳۳ ۵۲/۱۷ ۲۵/۷۱ ۰/۸۴ ۶۵/۶۴ ۷۲/۸۷ R-11
۱۷/۶۷ ۵۳/۰۰ ۳۰/۰۰ ۱/۰۱ ۶۷/۲۰ ۷۴/۳۸ R-12
۱۷/۶۷ ۵۲/۶۲ ۱۳/۰۷ ۰/۹۹ ۶۵/۹۹ ۷۳/۲۰ R-13
۵۱/۵۰ ۱۲/۶۵ ۲۰/۱۵ ۱/۱۴ ۶۳/۶۷ ۷۳/۴۸ R-14
۱۰/۳۳ ۴۲/۹۰ ۱۳/۵۶ ۱/۰۲ ۶۴/۰۵ ۷۱/۳۸ R-15
۵/۹۰ ۴۷/۸۱ ۵۰/۲۵ ۰/۸۲ ۶۷/۱۴ ۷۴/۳۱ R-16
۶/۳۰ ۴۴/۴۸ ۱۶/۱۵ ۱/۱۶ ۶۵/۰۴ ۷۲/۶۶ R-17
۵/۸۹ ۴۷/۸۲ ۶۵/۶۷ ۰/۹۰ ۶۵/۴۵ ۷۲/۱۶ R-18

۵۷

مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته ×بهار ۹۱، شماره ۳، جلد ۱

بحث و بررسی زمینشناسی
بر اساس تقسیم بندی زونهای زمینساختی ایران (نبوی، (۱۳۵۵ منطقه مورد مطالعه بخشی از زون بینالود میباشد (شکل .(۱ سنگهای فراگیر این منطقه به ترتیب از قدیم به جدید شامل ماسهسنگها وکنگلومراهای سازند لالون (کامبرین زیرین)، اسلیتها و فیلیتهای سازند مایان (ژوراسیک)، ماسه-سنگها، مارنها و کنگلومراهای (نئوژن) و نهشتههای کواترنری میباشند (شکل (۲امتداد. کلّی ماسهسنگهای لالون در منطقه مورد مطالعه NW-SE بوده و شیب عمومی آنها ۳۴ درجه به سمت جنوب باختر میباشد. در این منطقه توالی کامل چینهشناسی ماسهسنگ لالون در مقطع تیپیک (دره لالون) گزارش شده توسط Assereto (1963) دیده نمیشود و ماسهسنگها به رنگ قرمز، صورتی تا صورتی مایل به سفید و کوارتزیت راسی سفید رنگ به عنوان یک واحد سنگی ثابت در منطقه مورد مطالعه حضور دارند. ساختارهای چینه-بندی متقاطع و ترکهای گلی از مهمترین ویژگیهای زمینشناسی این سنگها هستند. همچنین درزههای غیر سیستماتیک رایج در این سنگها، نشان از تنشهای ساختاری اعمال شده در منطقه دارد.

شکل .۱ موقعیت منطقه مورد مطالعه در نقشه زونهای ساختاری ایران (نبوی، .(۱۳۵۵

سنگنگاری

ماسهسنگهای لالون در منطقه مورد پژوهش بر اساس مقادیر مودال کانیهای اصلی تشکیل دهنده (کوارتز، فلدسپار و خرده سنگ) با استفاده از نمودار سه متغیره (Okada, 1971 ) Q-F-R در دو گروه کوارتزآرنایت و لیتیک آرنایت قرار میگیرند (شکل .(۳ مطالعات میکروسکوپی نشان میدهد که کوارتز کانی اصلی در این سنگها بوده که به صورت اشکال تک بلوری تقریباً هم اندازه و بعضاً زاویهدار و با خاموشی ساده و خاموشی موجی در متن ماسهسنگها

توزیع یافتهاند. در این میان، کوارتزهای چند بلوری و نیز کوارتزهای تک بلوری به صورت پراکنده در رخساره کوارتزآرنایتی حضور دارند. برخی از فلدسپارهای تخریبی دگرسانی سریسیتی نشان میدهند (شکل -۴ الف)میکاها. که بعضاً به صورت اشکال سوزنی در متن سنگها حضور دارند، در اثر فشارهای دینامیکی دچار خمیدگی شدهاند (شکل -۴ ب). در نمونههای مربوط به رخساره لیتیک – آرنایت آثاری از خرده سنگهای رسوبی چرتی به صورت پراکنده مشاهده می-شود. زیرکن نیز از کانیهای رایج در کوارتزآرنایتها میباشد (شکل -۴ پ). بافت قابل تشخیص در کوارتز آرنایت بافت موزائیکی میباشد (شکل -۴ ت). مجموعههای کانیایی مذکور در این سنگها توسط سیمانی از اکسیدهای آهن (شکل -۴ ت)و بعضاً کلسیت و ماتریکسی از جنس رس ۰/۵-%۱) تا در صد) به یکدیگر متصل شدهاند.