مطالعات کانی‎شناسی نورماتیو و ژئوشیمی عناصر کمیاب خاکی افق بازماندی پرمین در شمال خاور ملکان، استان آذربایجان شرقی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

2 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

یک افق بازماندی پرمین در 30 کیلومتری شمال­ خاور ملکان واقع شده که به شکل لایه‏چینه­سان درون سنگ­های کربناتی روته گسترش یافته است. از نظر کانی­شناسی، این افق شامل کانیهای بوهمیت، دیاسپور، هماتیت، کائولینیت، روتیل، آناتاز، مونت­موریلونیت، موسکویت، کلسیت و کلریت است. محاسبات مقادیر نورماتیو کانیها در نیمرخ انتخابی نشان می‌دهد که این افق شامل پنج رخساره سنگی است که از پایین به بالا عبارتند از: فریت کائولینیتی، کائولن فریتی، بوکسیت فریتی، کائولن و کائولن بوکسیتی. بر اساس یافته­های به‌دست آمده به نظر می­رسد که پراکندگی REEs در نیمرخ مورد مطالعه در کنترل عواملی همچون تغییر در Eh محیط ناشی از تخریب مواد آلی، افزایش pH محلول­های هوازده کننده توسط سنگ­های بستر کربناتی، فرایندهای روبش و تثبیت و نوسانات سطح آب­های زیرزمینی بوده باشد. شواهد ژئوشیمیایی بیشتر دلالت بر این دارند که در نیمرخ مورد مطالعه، تمرکز LREEs توسط موسکویت­، اکسیدهای منگنز و فسفات­های ثانویه (مونازیت، گورسکسیت و رابدوفان) و HREEs توسط روتیل، آناتاز و زیرکن صورت گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studies of Normative Mineralogy and REEs Geochemistry of Permian Residual Horizon in Northeast of Malekan, East-Azarbaidjan Province

نویسندگان [English]

  • A. Abedini 1
  • A. A. Calagari 2
1 Geology Department, Faculty of Sciences, Urmia University, Urmia, Iran.
2 Geology Department, Faculty of Natural Sciences, Tabriz University, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

A Permian residual horizon is located in ~30 km northeast of Malekan, which was developed as stratiform layer in Ruteh carbonate rocks. Mineralogically, this horizon includes minerals such as boehmite, diaspore, hematite, kaolinite, rutile, anatase, montmorillonite, muscovite, calcite, and chlorite. Calculations of normative values of minerals in a selective profile show that this horizon consists of five distinct lithological facies which are, from bottom to the top, (1) kaolinitic ferrite, (2) ferritic kaolin, (3) ferritic bauxite, (4) kaolin, and (5) bauxitic kaolin. Based on obtained data, it seems that the distribution of REEs in the studied profile was principally controlled by factors such as (1) Eh variations of the environment due to decomposition of organic matters, (2) the pH increase of weathering solutions by carbonate bedrocks, (3) scavenging and fixation processes, and (4) fluctuation of underground water table. Further geochemical evidence indicates that the concentration of LREEs were occurred by muscovite, Mn-oxides, and secondary phosphates (e.g., monazite, gorceixite, rhabdophane) and that of HREEs by rutile, anatase, and zircon in the studied profile.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Malekan
  • REE Geochemistry
  • Lithological Facies
  • Residual Horizon
انتظاری، ا.، 1385- بررسی زمین­شناسی اقتصادی نهشته­های بوکسیت- لاتریت منطقه مندیل بسر، جنوب شرق مراغه. رساله کارشناسی‌ارشد زمین‌شناسی اقتصادی دانشگاه تبریز، 123ص. 
عابدینی، ع.، 1387- بررسی کانی­شناسی، ژئوشیمی و ژنز نهشته­های بوکسیتی- لاتریتی پرمین تا تریاس در شمال غرب  ایران.  رساله دکتری گروه زمین‌شناسی دانشگاه تبریز، 184ص. 
علوی نائینی، م.، شهرابی، م. و سعیدی، ع.، 1364- نقشه زمین­شناسی 1:250000 چهارگوش ارومیه. سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. 
 
References
Aleva,  G. C., 1981- Bauxitic and other duricrusts on the Guiana Shield, South America. In: Krishnaswany YS (ed) Lateritizazion processes. Proc 1st Int Sem Laterite Processes, Trivandrum. 1979, Rotterdam, pp. 261-268.
Bardossy, G. Y. & Aleva, G. Y. Y., 1990- Lateritic Bauxites. Akademia, Kiado Budapest, 646p.
Bao, Z. & Zhao, Z., 2008- Geochemistry of mineralization with exchangeable REY in the weathering crusts of granitic rocks in South China.  Ore Geology Review 33, 519-535
Bau, M., 1999- Scavenging of dissolved yttrium and rare earths by precipitating iron oxyhydroxide: experimental evidence for Ce oxidation, Y–Ho fractionation, and lanthanide tetrad effect. Geochimica et  Cosmochimica Acta 63, 67-77.
Beissner, H., 1989- Geologic, mineralogy und Geochimie der bauxite auf prakambrischen basementgestein im Grebiet von Astolfo Dutra, sw-lich Cataguases, Minas Gerais, Brasilien. Ph.D. Thesis. University of Humburg, Germany, 228p.
Beyala, V. K. K., Onana, V. L., Priso, E. N. E., Parisot, J. & Ekodeck, G. E., 2009- Behaviour of REE and mass balance calculations in a lateritic profile over chlorite schists in South Cameroon. Chemie der Erde - Geochemistry 69, 61-73.
Boynton, W. V., 1984- Geochemistry of REEs: meteorite studies. In: Henderson P. (ed.), Rare earth element geochemistry. Elsevier, pp. 63-147.
Braun, J. J., Viers, J., Dupre, M., Ndam, J. & Muller, J. J., 1998- Solid liquid REE fractionation in the lateritic system of Goyoum, East Cameroon: The implication for the present dynamics of the soil covers of the humid tropical regions. Geochimica et Cosmochimica Acta 62, 273-299.
Braun, J. J., Pagel, M., Herbillon, A. & Rosin, C., 1993- Mobilization and redistribution of REEs and Th in a syenitic lateritic profile- a mass balance study. Geochimica et Cosmochimica Acta 57, 4419-4434.
Braun, J. J., Pagel, M., Muller, J. P., Bilong, P., Michard, A. & Guillet, B., 1990- Ce anomalies in lateritic profiles. Geochimica et Cosmochimica Acta 54, 781-795.
Butt, C. R. M. & Zeegers, H., 1992- Regolith exploration geochemistry in tropical and subtropical terrains. Handbook of Exploration Geochemistry, 4., Elsevier, Amsterdam, 607p.
Costa, M. L. & Araujo, E. S., 1996- Application of multi-element geochemistry in Au-phosphate- bearing lateritic crusts for identification of their parent rocks. Journal of Geochemical Exploration 57, 257-272.
Dana, J. D., 2001- Manual of mineralogy. John Wiley and Sons Inc., 583p.
De Carlo, E. H., Wen, X. Y. & Irving, M., 1998- The influence of redox reactions on the uptake of dissolved Ce by suspended Fe and Mn oxide particles. Aquatic Geochemistry 3, 357-389.
Fedo, C. M., Nesbitt, P. & Young, G. M., 1995- “Unraveling the effect of K metasomatism in sedimentary rocks and paleosols” with implications for paleoweathering conditions and provenance. Geology 23, 363-381.
Haung, C. M. & Gong, Z. T., 2001- Geochemical implication of rare earth elements in process of soil development. Journal of Rare Earth 19, 57-62.
Irvine, T. N. & Baragar, W. R. A., 1971- A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Science 8, 523-548.
Karadag, M., Kupeli, S., Arik, F., Ayhan, A., Zedef, V. & 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. 
Lopez, J. M. G., Bauluz, B., Fernandez-Nieto, C. & Oliete, A. Y., 2005- Factors controlling the trace element distribution in fine-grained rocks: the Albian kaolinite-rich deposits of the Oliete Basin (NE Spain). Chemical Geology 214, 1-19.                                                                               
Ma, J., Wei, G., Xu, Y., Long, W. & Sun, W., 2007- Mobilization and re-distribution of major and trace elements during extreme weathering of basalt in Hainan Island, South China. Geochimica et Cosmochimica Acta 71, 3223-3237.
Mameli, P., Mongelli, G., Oggiano, G. & 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.
Meyer, F. M., Happel, U., Hausberg, J. & Wiechowski, A., 2002- The geometry and anatomy of the Pijigaos bauxite deposit, Venezuela. Ore Geology Review 20, 27-54.
Nesbitt, H. W. & Young, G. M., 1982- Early proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature 279, 715-717.
Nyobe, J. B., 1991- Application of normative calculations in quantitative comparative mineralogical studies of bauxite. Ore Geology Review 6, 45-50.
Oh, N. H. & Richter, D. D., 2005- Elemental translocation and loss from three highly weathered soil - bedrock profiles in the southeastern United States. Geoderma 126, 5-25.
Ohta, A. & Kawabe, I., 2001- REE(III) adsorption. onto Mn dioxide (α-MnO2) and Fe oxihyroxide: Ce(III) oxidation by α-MnO2. Geochimica et Cosmochimica Acta 65, 695-703.
Oliveira, S. M. B. & Campos, E. G., 1991- Gold-bearing iron duricrust in central Brazil. Jouranl of Geochemical Exploration 41, 309-323.
Rollinson, H., 1993- Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation. Longman Scientific and Technical, 352p.
Roy, P. D. & 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.
Schellmann, W., 1983- A new  definition of laterite. Natural Resources and Development 18, 7-21.
Taylor, S. R. & McLennan, S. M., 1985- The continental crust: Its composition and evolution. Blackwell. Oxford,  312p.
Voicu, G. & Bardoux, M., 2002- Geochemical behavior under tropical weathering of the Barama-Mazaruni greenstone belt at Omai gold mine, Guinea shield. Applied Geochemistry17, 321-336.
Voicu, G., Bardoux, M. & Voicu, D., 1997- Mineralogical norm calculations applied to tropical weathering profiles. Mineralogical Magazine 61, 185-196.
Walter, A. V., Nahon, D., Flicoteaux, R., Girard, J. P. & Melfi, A., 1995- Behaviour of major and  traceelements and fractionation of REE under tropical weathering of typical weathering of typical apatite-rich carbonatite from Brazil. Planetary Science Letters 303, 591-601.
White, A. F., Bullen, T. D., Schultz, M. S., Blum, A. E., Huntington, T. G. & Peters, N. E., 2001- Differential rates of feldspar weathering in granitic regoliths. Geochimica et Cosmochimica  Acta 65, 847- 869.