استفاده از روش اکتشافات بیوژئوشیمیایی به‌منظور پی‌جویی کانه‌زایی مس، سرب و روی در محدوده‌ مسجدداغی جلفا (آذربایجان شرقی)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه اکتشافات ژئوشیمیایی، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

2 کارشناس، گروه اکتشافات ژئوشیمیایی، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

چکیده

هدف این پژوهش بررسی گیاهان بومی در محدوده‌ ناهنجاری مس و طلای مسجدداغی، معرفی‌گونه‌های مناسب ابرانباشت‌گر و معرف برای عناصر مس، سرب و روی و نیز یافتن الگویی مناسب به‌منظور تعمیم در منطقه‌ آذربایجان شرقی است. محدوده‌ ‌مسجد‌داغی در برگه جلفا، شامل فلیش‌های ائوسن، آندزیت، تراکی‌آندزیت، داسیت، ریوداسیت،‌ آگلومرای الیگوسن و نهشته‌های کواترنری است. مطالعات پیشین، کانی‌سازی مس پورفیری را در آن گزارش کرده ‌است. با ‌توجه به‌گوناگونی پوشش‌گیاهی در این منطقه‌‌، ‌محدوده‌ بالا به‌منظور یافتن گیاهان معرف کانی‌سازی مس، سرب و روی مورد مطالعه قرار گرفت. در این بررسی،‌ میانگین ‌مقادیر فلزات (برحسب ppm) و میانگین‌ ضریب ‌جذب‌ زیست‌شناختی(بیولوژیکی) عبارتند از: 
برای  Cd 0.13- 1.18 : Stachys inflata،Cu 14.8- 1.10 ، Pb 5.67- 0.52،  Re 0.033- 4.4 و Zn 57.4- 2.50،  برای : Artemisia sp. Cd 0.373- 1.40، Cu 22.06- 0.19، Pb 5.801- 0.12، Re 0.197- 97 و Zn 35.51- 0.48،  برای  Moltkia coerulea: Cd 0.15- 5 ،  Cu 24.6- 0.78، Pb 0.513- 0.04 ، Re 0.089- 53 و Zn 21.8- 0.83 و  برای  Salvia sp.: Cd 0.047- 0.55 ، Cu 11.04- 0.46، Pb 2.643- 0.19، Re 0.091- 19 و  Zn 70.43- 3.42. این پژوهش نشان ‌می‌دهدکه گیاهان با توانایی بالا در جذب عناصر ما را در یافتن اطلاعاتی ارزشمند درباره‌ منابع پنهان و شناسایی مناطق پتانسیل‌دار جدید معدنی توانا خواهند کرد. در این پژوهش برای بیشتر عناصر مورد بررسی، گیاهان نام‌برده دارای میانگین ضریب ‌جذب‌ زیست‌شناختی بیشتر و یا نزدیک به‌‌معیار ابرانباشت‌گری (< 1) هستند. بیشتر ابرانباشت‌گرها به Stachys inflata و معرف‌ها به  Stachys inflata، Artemisia sp.  و    Salvia sp. تعلق دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using Biogeochemistry Exploration in Reconnaissance of Copper, Lead and Zinc Mineralization in Masjed_dagi, Julfa (Eastern Azerbaijan)

نویسندگان [English]

  • F. Farjandi 1
  • H. Bastani 2
1 Ph.D. Student, Geochemical Exploration Department, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
2 Master, Geochemical Exploration Department, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The aims of present study are investigation of endemic plants in Masjed-Daghi area introducing hyperaccumulator and indicator plants for gold and copper, and also describe the biogeochemical response pattern over a known mineralized site, namely the "Au- Cu" mineralization at Masjed-Daghi area. Masjed_Daghi is located in Jolfa sheet and it is underlain by Eocene flysch, andesite, trachyandesite, dacite, rhyodacite, Oligocene agglomerate and Quaternary deposits. Pervious researches reported copper porphyry mineralization in this area.Considering variety of vegetation in Jolfa and Masjed_Daghi, indicator plants for Cu, Pb and Zn mineralization in the study area were investigated. Mean metal contents (ppm) and mean biological absorption coefficients for Stachys inflata are:
Cd 0.13- 1.18, Cu 14.8- 1.10, Pb 5.67- 0.52, Re 0.033- 4.4 and Zn 57.4- 2.50;
for Artemisia sp.: Cd 0.373-1.40, Cu 22.06- 0.19, Pb 5.801- 0.12, Re 0.197- 97 and Zn 35.51- 0.48;
for Moltkia coerulea: Cd 0.15- 5, Cu 24.6- 0.78, Pb 0.48- 0.06, Re 0.348- 116 and Zn 125.5- 9.65;
for Astragalus sp.: Cd 0.033- 0.37, Cu 11.44- 0.21, Pb 0.513- 0.04, Re 0.089- 53 and Zn 21.8- 0.83;
for Salvia sp.: Cd 0.047- 0.55, Cu 11.04- 0.46, Pb 2.643- 0.19, Re 0.091- 19 and Zn 70.43- 3.42. This study presents that plants with high metal intake enabled us to obtain invaluable information about natural concentrations of chemical elements in the substrate, and to recognize new potential areas for mineral prospecting. In this study most of these plants have mean biological absorption coefficients exceeding or near to hyperaccumulating criterion >1 for most of the elements investigated. Most of the hyperaccumulator values belong to Stachys inflata and the indicating values belong to Stachys inflata, Artemisia sp., and Salvia sp.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biogeochemical explorations
  • Hyperaccumulator
  • Indicator
  • Biological absorption coefficient
  • Masjed_Daghi
  • Iran
اکبرپور، ا.، 1384- زمین‌شناسی اقتصادی منطقه کیامکی با نگرش ویژه برکانی‌سازی طلا و مس (مسجدداغی جلفا) آذربایجان شرقی، پایان‌نامه دکترا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، ص 168.
 اکبرپور، ا. و محمدی، ب.، 1382- نقشه‌ زمین‌شناسی 1:5000 مسجدداغی، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
حسنی‌پاک، ع. ا.، 1362- اصول اکتشافات ژئوشیمیایی، مرکز نشر دانشگاهی، ص 600.
سایت دانشگاه آزاد اسلامی بین‌المللی واحد جلفا (http://www.iauj.ac.ir/pages.aspx?id=337)
 محمدی، ب.، 1383- اکتشاف نیمه‌تفصیلی طلا- مس و مولیبدن پورفیری در منطقه‌ ‌مسجدداغی(طارم- ارسباران)، سازمان‌ زمین‌شناسی و اکتشافاتمعدنی‌کشور.
نجفی، ع. ا.، 1381- مقدمه‌ای بر جغرافیای طبیعی ایران، نشر سازمان جغرافیایی، ص 142.
 
References
Baker, A. J. M. & Brooks, R. R., 1989- Terrestrial higher plants which hyperaccumulate chemical elements – a review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery 1, 81–126.
Baker, A. J. M., 1981- Accumulators and excluders strategies in the response of plants to heavy metals. J. Plant Nutr. 3, 643.
Brooks, R. R., Dunn, C. E. & Hall, G .E. M., (Editors), 1995- Biological Systems in Mineral Exploration and Processing. Ellis Horwood, London, 538.
Dunn, C. E., 1995- Introduction to biogeochemical prospecting. In: R.R. Brooks, C.E. Dunn and G.E.M. Hall (Editors), Biological systems in mineral exploration and processing. Ellis Horwood, London, 233-242.
Dunn, C. E., 2007- Biogeochemistry in mineral exploration. Elsevier, Amesterdam, 462.
Eftekhar Nezhad, J., 1975- Brief history and structural development of Azarbaijan, GSI, Internal report, No. 8.
 Ensley, B. D., 2000- Rationale for use of phytoremediation. In : Raskin, I., Ensley, B.D. (Eds.), Phytoremediation of toxic metals: Using Plants to Clean up the Environment. John Wiley and Sons, 31-32.
Ernst, W. H., 1996- Bioavailability of heavy metals and decontamination of soils by plants. Applied Geochemistry, 11: 163-167.
Fayiga, A. O., Mal, Q., Cao, X. &  Rathinasabapathi, B., 2004 - Effects of heavy metals on growth and arsenic accumulation in the arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L. Environ. Poll. 132, 289.
Hemmati Ahoei, H. R., 2006- Bio and Pedogeochemical investigations in southern Australia: Implications for mineral exploration and environmental assessment. Ph.D. thesis, The University of Wollongong (School of earth and environmental sciences), 431.
Jiménez, M. N., Bacchetta, G., Casti, M., Navarro, F. B., Lallena, A. M. & Fernández- Ondo˜no, E., 2011- Potential use in phytoremediation of three plant species growing on contaminated mine-tailing soils in Sardinia. Ecol. Eng. 37, 392–398.
Kovalevsky, A. L., 1987- Biogeochemical Exploration for Mineral Deposits. VNU Science Press, Utrecht, 224.
Kovalevsky, A. L., 1995- Barrier-free biogeochemical prospecting. In: Brooks RR, Dunn CE, Hall GEM (eds) Biological systems in mineral exploration and processing. Ellis Horwood, London, pp 283–300
Krämer, U., 2010- Metal hyperaccumulation in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 61, 517–534.
 Lasat, M. M., 2002- Phytoextraction of toxic metals: a review of biological mechanisms. J. Environ. Qual. 31, 109.
Lottermoser, B. G., Ashley, P. M. & Munksgaard, N. C., 2008- Biogeochemistry of Pb-Zn gossans, northwest Queensland, Australia: implications for mineral exploration and mine site rehabilitation. Applied Geochemistry, 23 (4). pp. 723-742.
Mac Naeidhe, F., 1995- Procedures and precautions used in sampling techniques and analysis of trace elements in plant matrices. The science of the total environment, 176: 25-31.
Perel’man, A. I., 1966- Landscape Geochemistry (Translation No.676, Geol.Surv.of Canada, 1972) Vysshaya Shkola, Moscow, 388.
Reeves, R. D. & Baker, A. J. M., 2000- Metal-accumulating plants. In: Raskin, I. and Ensley, B.D. (Eds.) Phytoremediation of Toxic Metals -Using Plants to Clean Up the Environment, John Wiley & Sons, Inc., New York, 193–230.
Salisbury, F. B. & Arose, C. W., 1978- Plant physiology. Wadsworth, Belmont, Calif., 436.
Sasmaz, A., Sagiroglu, A. & Sen, Ö., 2006- Hyperaccumulator Plants of the Keban Mining District and Their Possible Impact on the Environment, Polish J. Environ. Stud. 15(2): 317-325.
Sheoran, V., Sheoran, A. S. & Poonia, P., 2009- Phytomining: a review. Min. Eng. 22, 1007–1019.
Smith, B. H., 1984 - Biogeochemistry. Mineral Exploration vol 3, Exploration Geochemistry, paper presented to a post – graduate course in Mineral Exploration. The WA School of Mines and Wait-Aid Ltd., 163-172.
Solovov, A. P., 1987- Geochemical prospecting. English translation, Mir publishers, Moscow, 287.
Yeh, K. C., Liang, H. M., Lin, T. H. & Chiou, J. M., 2009- Model Evaluation of the Phytoextraction Potential of Heavy Metal Hyperaccumulators and Non-hyperaccumulators. Environmental Pollution 157: 1945-1952.