سیماهای زمین‌شیمیایی عناصر جزئی و نادر خاکی نهشته بوکسیتی قشلاق، استان گلستان، شمال ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 دانشیار، گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

چکیده

نهشته بوکسیتی قشلاق در فاصله 110 کیلومتری جنوب خاور شهر گرگان واقع می‌باشد. مطالعات کانی‌شناسی نشان می‌دهند که کائولینیت، هماتیت، گوتیت، بوهمیت، دیاسپور، مسکویت، آناتاز، روتیل، پروسکیت، شاموزیت، کلینوکلر، کلسیت، دولومیت و کوارتز فازهای کانیایی این نهشته می‌باشند. بر اساس مقادیر کمی کانی‌ها ، این نهشته از کانسنگ‌های (1) رس بوکسیتی، (2) بوکسیت رسی، (3) سنگ‌آهن رسی بوکسیتی و (4) سنگ‌آهن بوکسیتی تشکیل شده است. محاسبه فاکتور غنی‌شدگی با فرض پوسته قاره‌ای بالایی (UCC) به عنوان سنگ مادر نشان می‌دهند که عناصری نظیر Rb، Cs و Ba در طی فرآیندهای بوکسیتی‌شدن متحمل تهی‌شدگی شده و عناصری چون Y، Cr، Co، Ni، V و HREE با غنی‌شدگی همراه شده‌اند. عناصری نظیر Sr، Ga، Zr، Hf، Nb، Ta، U، Th و LREE در توسعه نیمرخ هوازده متحمل هر دو فرآیند شستشو و تثبیت گشته‌‌اند. نتایج کانی‌شناسی و زمین‌شیمیایی نشان می‌دهند عواملی نظیر جذب سطحی، روبش توسط اکسیدها و هیدروکسیدهای فلزی، نوسانات سطح سفره‌ آب زیرزمینی، نوع و پایداری کمپلکس‌های حامل فلزات، پایداری کانی‌های حامل اولیه، حضور در فازهای کانیایی مقاوم در برابر هوازدگی و تغییرات در شیمی محلول‌های مسئول هوازدگی نقش برجسته‌ای در توزیع و تحرک عناصر جزئی و نادر خاکی در کانسنگ‌های بوکسیتی ایفا نموده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemical aspects of minor and rare earth elements in the Gheshlagh bauxitic deposit, Golestan province, North of Iran.

نویسندگان [English]

  • Maryam Kiaeshkevarian 1
  • Ali Asghar Calagari 2
  • Ali Abedini 3
  • GholamHossein Shamanian 4
1 Ph.D. Student, Department of Earth Sciences, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Professor, Department of Earth Sciences, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, Urmia University, Urmia, Iran
4 Associate Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, Golestan University, Gorgan, Iran
چکیده [English]

The Gheshlagh bauxitic deposit is located in ~110 km southeast of Gorgan city. Mineralogical studies indicated the presence of minerals such as boehmite, diaspore, kaolinite, hematite, goethite, anatase, rutile, chamosite, calcite, moscovite, clinoclar, provskite, quartz, and dolomite. Based on quantitative mineralogy this deposite made up of (1) bauxitic clay, (2) clayey bauxite, (3) bauxitic clayey iron ore and (4) bauxitic iron ore. Calculations of the enrichment factors, with assumption of upper continental crust (UCC) as parent rocks, showed that elements such as Rb, Cs and Ba were depleted during bauxitization processes whereas elements like Y, Cr, Co, Ni, V and HREEs were encountered enrichment.Elements like Sr, Ga, Zr, Hf, Nb, Ta, U, Th and LREEs underwent both leaching and fixation processes during development of the weathered profile. Combination of the results obtained from mineralogical and geochemical investigations showed that factors such as adsorption, scavenging by metallic oxides and hydroxides, fluctuation of underground water level, type and stability of metal-containing complexes, stability of primary bearing minerals, presence in mineral phases resistant to weathering and changes in chemistry of the solutions responsible for weathering played prominent role in distribution and mobilization of elements in the studied bauxitic ores.

کلیدواژه‌ها [English]

  • " Bauxitization"
  • Distribution of elements"
  • "Leaching-fixation processes"
  • "Gheshlagh"
کتابنگاری
جعفریان م. و جلالی ا.، 1383- نقشه زمین‌شناسی خوش‌ییلاق به مقیاس 1:100000، انتشارات سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
فرامرزی، ر. شمعانیان، غ. و شفیعی، ب.، 1391- کانی‎شناسی، زمین شیمی و خاستگاه نهشته بوکسیت قشلاق، جنوب شرق گرگان. مجله زمین شناسی اقتصادی. شماره 1. جلد 4، صص. 29 تا 45.
 
References
Abedini, A. and Calagari, A. A., 2014- REE geochemical characteristics of titanium-rich bauxites: the Permian Kanigorgeh horizon, NW Iran. Turkish Journal of Earth Sciences 23, 513-532. DOI: 10.3906/yer-1404-11.
Abedini, A., Calagari, A. A. and Mikaeili, K., 2014- Geochemical characteristics of laterites: the Alibaltalu deposit, Iran: Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 148, 69–84. DOI: 10.19111/bmre.55769.
Abedini, A., Calagari, A. A. and Rezaei Azizi, M., 2017- The tetrad-effect in rare earth elements distribution patterns of titanium-rich bauxites: Evidence from the Kanigorgeh deposit, NW Iran. Journal of Geochemical Exploration 286, 169-188. DOI: 10.1016/j.gexplo.2017.12.00.
Ahmadnejad, F., Zamanian, H., Taghipour, B., Zarasvandi, A., Buccione, R. and Ellahi, S. S., 2017- Mineralogical and geochemical evolution of the Bidgol bauxite deposit, Zagros Mountain Belt, Iran: implications for ore genesis, rare earth elements fractionation and parental affinity. Ore Geology Review 86, 755–783. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.04.006.
Bardossy, G. Y. and Aleva, G. Y. Y., 1990- Lateritic bauxites, Akademia, Kiado Budapest, 646p.
Beauvais, A., 1991- Palaeoclimats et dynamique d’un paysage cuirasee du Centrafreque. Morphologie, petrologie et geochimie. Thesis, University Poitiers, 315p.
Byrne, R. H. and Kim, K. H., 1990- Rare earth element scavenging in sea water,Geochim. Cosmochim. Acta 54, 2645–2656.Calagari, A. A. and Abedini, A., 2007- Geochemical investigations on Permo-Triassic bauxite horizon at Kanisheeteh, east of Bukan, West-Azarbaidjan, Iran. Journal of Geochemical Exploration 94, 1–18. DOI: 10.1016/j.gexplo.2007.04.003.
Ling, K. Y., Zhu, X. Q., Tang, H. Sh., Du, Sh. J. and Gu, J., 2018- Geology and geochemistry of the Xiaoshanba bauxite deposit, Central Guizhou Province, SW China: Implications for the behavior of trace and rare earth elements. Journal of Geochemical Exploration. 190, 170-186. DOI:10.1016/j.gexplo.2018.03.007
Long, Y., Chi, G., Liu, J., Jin, Zh. and Tangen Dai, T., 2017- Trace and rare earth elements constraints on the sources of the Yunfeng paleo-karstic bauxite deposit in the Xiuwen-Qingzhen area, Guizhou, China. Ore Geology Reviwe 91, 404-418. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.09.014.
Maksimovic´, Z. and Pantó, G., 1991-Contribution to the Geochemistry of the rare earth elements in the karst–bauxite deposits of Yugoslavia and Greece. Geoderma 51, 93–109. DOI:10.1016/0016-7061(91)90067-4.
Malpas, J., Duzgoren-Aydin, N. S. and Aydin, A., 2001- Behavior of chemical elements during weathering of pyroclastic rocks, Hong Kong. Environment International 26, 359–368.
Mameli, P., Mongelli, G., Oggiano, G. and Dinelli, E., 2007- Geological, geochemical and mineralogical features of some bauxite deposits from Nurra (western Sardinia, Italy): insights on conditions of formation and parental affinity. International Journal of Earth Sciences 96, 887–902. DOI:10.1007/s00531-006-0142-2.
Mckenzie, R. M., 1980- The adsorption of Pb and other heavy metals on oxides of Mn and Fe. Australian Journal of Soil Reviews 18, 61-73.
Mongelli, G., Boni, R., Buccione, R. and Sinisi R., 2014- Geochemistry of the Apulian karst bauxites (southern Italy): Chemical fractionation and parental affinities, Ore Geology Reviews, 63, 9-21. DOI:10.1016/j.oregeorev.2014.04.012
Mongelli, G., Buccione, R., Gueguen, E., Langone, A. and Sinisi, R., 2016- Geochemistry of the Apulian allochthonous karst bauxite, Southern Italy: Distribution of critical elements and constraints on Late Cretaceous Peri-Tethyan palaeogeography. Ore Geology Reviews 77, 246–259. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2016.03.002
Mordberg, L. E., Stanley, C. J. and Germann, A., 2001- Mineralogy and geochemistry of trace elements in bauxites: the Devonian schugorsk deposite. Russia, Mineral, Magazine. 65, 81-101.
Muzaffer-Karadag, M., Kupeli, S., Arik, F., Ayhan, A., Zedef, V. and Doyen, A., 2009- Rare earth element (REE) geochemistry and genetic implications of the Mortas bauxite deposit (Seydisehir/Konya-southern Turkey. Chemie der Erde-Geochemistry 69, 143–159. DOI: 10.1016/j.chemer.2008.04.005
Nesbit, H. W., 1979- Mobility and fractionation of rare earth elements during weathering of a granodiorite. Nature 279, 206-210.
Roy, P. D. and Smykatz-Kloss, W., 2007- REE geochemistry of the recent playa sediments from the Thar Desert, India: an implication to playa sediment provenance. Chemie der Erde – Geochemistry, 67, 55–68.
Rudnick, R. L. and Gao S., 2004- Composition of the continental crust, In: Holland H, Turekian K, editors. Treatise on Geochemistry. 2nd ed. Amsterdam, the Netherlands: Elsevier, 1-64.DOI:10.1016/B0-08-043751-6/03016-4
Schellmann, W., 1981- Considerations on the definition and classification of laterites, in Proceedings, International Seminar on Lateritization Processes, Trivandrum, December 1979: Rotterdam, A.A. Balkema, p. 1–10.
Sholkovitz, E. R., 1995- The aquatic chemistry of rare earth elements in rivers and estuaries. Aquatic Geochemistry 1, 1-34.
Tardy, Y., 1997- Petrology of Laterites and Tropical Soils. Oxford and IBH Publishing Co. Pvt. Ltd., 408 p.
Taylor, S. R. and McLennan, S. M., 1985- The continental crust: its composition and evolution, Blackwell Scientific Publication, Carlton 312 p.
Wang, Q., Deng, J., Liu, X., Zhang, Q., Sun, S., Jiang, C. and Zhou, F., 2010- Discovery of the REE minerals and its geological significance in the Quyang bauxite deposit, West Guangxi, China. J. Asian Earth Sci. 39, 701–712. DOI: 10.1016/j.jseaes.2010.05.005.
Whitney, D. L. and Evans, B. W., 2010- Abbreviations for names of rock-forming minerals, American Mineralogist 95, 185–187.
Ye, L., Cheng, Z. T. and Pan, Z. P., 2007- The REE geochemical characteristics of the Xiaoshanba bauxite deposit, Guizhou. Bulletin of Mineralogy. Petrology and Geochemistry 26, 228–233. DOI: 10.2113/gsecongeo.97.5.1063.