رفتار ماگمایی و گرمابی عناصر کمیاب در توده سینیتی رزگاه (سراب، آذربایجان خاوری): کاربردی برای ارزیابی توان کانه‌زایی اورانیم توده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

3 دکترا، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

4 کارشناس ارشد، واحد اکتشافات، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران

چکیده

رخداد مقادیر بی‌هنجار از اورانیم با مناطق واجد کانی‌سازی ثانویه مس (مالاکیت) در برخی بخش‌های توده متاآلومینوس- پرآلکالین رزگاه در شمال باختر شهرستان سراب سبب شد تا این توده از دید احتمال رخداد کانی‌زایی اورانیم مورد توجه سازمان انرژی اتمی باشد. برای همین پژوهش حاضر با استفاده از مطالعات کانی‌شناسی، سنگ‌شناسی و زمین‌شیمیایی توان کانه‌زایی اورانیم را در این توده مورد ارزیابی قرار داده است. سنگ‌های توده روند تبلور تفریقی را به نمایش گذاشته و دارای تنوع سنگ‌شناسی از مونزودیوریت دارای نفلین تا نفلین‌مونزوسینیت، پسودولوسیت مونزوسینیت و نفلین‌سینیت هستند. ارزیابی ویژگی‌های زمین‌شیمیایی سنگ‌های نادگرسان استوک و دایک‌های رزگاه با تأکید بر رفتار اورانیم و عناصر کمیاب خاکی در طی تفریق ماگمایی نشان داد که آپاتیت تأثیر زیادی بر تنظیم غلظت عناصر کمیاب خاکی، U و Th داشته است و زیرکن تا حد کمتر در سنگ‌های تفریق یافته‌تر عناصر کمیاب خاکی سنگین، U، Th و عناصر HFS  (Zr، Hf، Nb، Ta، Ti) را درخود جای داده است. سنگ‌های نفلین‌سینیتی با ترکیب پرآلکالین به عنوان تفریق‌یافته‌ترین واحدهای سنگی استوک نسبت به میانگین نفلین‌سینیت‌های جهان از مقادیر پایین از عناصر HFS، U (حداکثر تا ppm 21) Th (حداکثر تا ppm 56) و عناصر کمیاب خاکی برخوردار هستند ولی مقدار این عناصر در آنها بالاتر از سنگ‌های تفریق نیافته‌تر توده است. بیشتر سنگ‌ها دارای بی‌هنجاری منفی Eu هستند (1≥Eu/Eu*) و نمونه‌های نفلین‌سینیتی تفریق‌یافته دارای بی‌هنجاری منفی شدید از یوروپیم بوده‌اند. فراوانی ایلمنینت و مگنتیت و نبود آمفیبول در سنگ‌های توده نشان‌دهندة احیایی بودن ماهیت توده و کمبود مواد فرار در توده است که همراه با متاآلومینوس بودن ترکیب توده و فراوانی آپاتیت سبب شده است که توده توانایی کانی‌سازی اورانیم را نداشته باشد. آزاد شدن محلول‌های گرمابی به مقدار محدود از برخی بخش‌های توده و شستشوی اورانیم از کانی‌های میزبان (آپاتیت و زیرکن) توسط این محلول‌ها سبب کانی‌زایی ضعیف از اورانیم و مس در مرحلة فرایندهای دگرسانی درون‌زاد شده است. رخداد فرایندهای اکسید شدن و فروشست برون‌زاد بر کانی‌سازی‌های ضعیف اولیه، افزایش عیار اورانیم و مس را با تشکیل کربنات‌های مس به دنبال داشته است که به دلیل ستبرای کم و سطحی بودن کانی‌زایی‌های یادشده، بی‌هنجاری‌های موجود از اورانیم در تودة رزگاه غیراستخراجی هستند؛ بنابراین این منطقه برای انجام برنامه اکتشاف نیمه‌تفصیلی و تفصیلی توسط سازمان انرژی اتمی برای اورانیم پیشنهاد نمی‌شود. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Magmatic and Hydrothermal Behavior of Trace Elements in Razgah Syenitic Body (Sarab, Eastern Azerbaijan): An Implication for Evaluation of Uranium Mineralization Potential of Body

نویسندگان [English]

  • M Rasooli Bairami 1
  • B Shafiei Bafti 2
  • J Omrani 3
  • F Heydarian 4
1 M.Sc., Department of Geology, Golestan University, Gorgan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Geology, Golestan University, Gorgan, Iran
3 Ph.D., Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
4 Senior Experts, Exploration Division, Atomic Energy Organization of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The occurrence of uranium anomalies associated with secondary Cu mineralization (malachite) at some parts of the Razgah metaluminous -peralkaline stock situated at the northeast of Sarab caused it to be a priority of Atomic Energy Organization of Iran (AEOI) to inspect the intrusion for likely uranium mineralization. Hence the current study, which is supervised by AEOI, was carried out to investigate the U mineralization potential of the stock by applying the mineralogical, petrological and geochemical studies. A fractionation trend is inferred from variations in rock compositions stretching from nepheline-bearing monzodiorite to nepheline monzosyenite, pseudoleucite monzosyenite and nepheline syenite. Consideration of geochemical features of fresh rocks of the stock and its associated dikes with emphasis on geochemical behavior of U and REEs during magmatic fractionation revealed that apatite has played a prominent role in controlling concentrations of REEs, U, and Th, in addition to zircon, which played a  considerable role in accommodating HREEs, U, Th and HFSEs (Ti, Ta, Nb, Hf, Zr) in more differentiated rocks.Nepheline syenite rocks of peralkaline composition,s which are considered to be the most differentiated have low contents of HFSEs, U (up to 21 ppm), Th (up to 56 ppm) and REEs compared to average nepheline syenites but are relatively more enriched in these elements than less differentiated rocks of the stock. Most of the rocks possess negative Eu anomalies (Eu/Eu*≤1) and differentiated nepheline syenites have strong negative Eu anomalies. Abundance of ilmenite and magnetite and lack of amphibole in rocks suggests the parental magma had a reducing nature and meagre contents of volatile components, which along with metaluminous character and prepondarence of apatite in rocks have rendered the magma incapable of enriching U. Minor amounts of hydrothermal fluids released from some parts of the stock led to leaching of U from hosting minerals (apatite and zircon) and resulted in weak hypogene mineralization of U and Cu. Later supergene leaching process affected the weak primary mineralization and upgraded U tenors concurrent with formation of secondary Cu carbonate minerals. Due to thin and limited extention of these enrichment sites, they are not economically viable for uranium extraction; consequently, this area does not suggest for semi-detailed and detailed exploration program for uranium by AEOI.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mineralogy
  • Geochemistry
  • Uranium
  • Nepheline syenite
  • Razgah
  • Eastern Azerbaijan