بررسی شرایط فیزیکوشیمیایی تشکیل کوارتزهای خودشکل رنگی منطقه قهرود بر اساس شواهد سنگ نگاری و مطالعات میانبارهای جامد و سیال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه علوم زمین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانشیار، مرکز تحقیقات علوم پایه، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 استاد، گروه علوم زمین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

4 دانشیار، گروه علوم زمین، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

10.22071/gsj.2019.88144

چکیده

توده گرانیتوییدی قهرود با ترکیب گرانیت تا گرانودیوریت و تونالیت به سن میوسن، در 40 کیلومتری جنوب باختر کاشان واقع است. فعالیت­های گرمابی به­ دنبال نفوذ این توده باعث تشکیل بلورهای کوارتز درشت، خود شکل و رنگی در شکستگی­ها و حفرات موجود در لیتولوژی­های مختلف منطقه شده است. انواع بلورهای کوارتز به­ لحاظ تنوع رنگی شامل کوارتزهای شفاف، نیمه‌شفاف، سبز کم­رنگ، زرد، سیاه، پایه دودی، پایه قهوه­ای متمایل به قرمز و کوارتزهای روتیل­دار هستند. مطالعات ترکیب شیمیایی بلورهای کوارتز و میانبارهای سیال و جامد داخل آنها نشان می­دهد که عوامل فیزیکی و شیمیایی از جمله دما، فشار، ترکیب توده نفوذی، سنگ میزبان و سیال گرمابی، رخداد دگرسانی و شرایط pH و Eh در تشکیل بلورهای کوارتز رنگی و خود شکل قهرود دخیل بوده­اند. میانبارهای جامد موجود در کوارتز احتمالاً به دو صورت تشکیل شده­اند: 1) تأمین عناصر مورد نیاز برای تشکیل کوارتز و میانبارهای جامد از طریق سیال و سپس محصور شدن این میانبارها در بین لایه­های رشد بلورهای کوارتز؛ 2) ورود مستقیم ذرات بسیار ریز از کانی‌ها در لایه­های رشد بلوری و تشکیل بلورهای کوارتز با رنگ­های متفاوت. بلورهای دودی را می‌توان به ­دلیل جانشینی عنصر Si با Al و همچنین حضور عناصر U و Th دانست. رنگ قرمز در کوارتزها به ­دلیل حضور سوزن­های روتیل تشخیص داده شد. بلورهای سیاه رنگ در شرایط اکسیدان و pH تقریباً بالا با رسوب اولیه مگنتیت و پس از آن اکسیدهای منگنز در لایه­های پایانی رشد بلور تشکیل شده‌اند. بلورهای سبز رنگ حاصل رخداد دگرسانی­های کلریتی و اپیدوتی در سنگ‌های مجاور و دربرگیرنده هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on the physical and chemical conditions of the formation of hexagonal colored quartz crystals in Qohrud area based on petrographic evidence and fluid and solid inclusion studies

نویسندگان [English]

  • M. R. Rezapour 1
  • V. Simmonds 2
  • M. Moazzen 3
  • R. Hajialioghli 4
1 M.Sc. of geochemistry, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Associate Professor, Research Institute for Fundamental Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3 Professor, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
4 Associate Professor, Department of Earth Sciences, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The Qohrud granitoid body of Miocene age is located 40 km SW Kashan, ranging in composition from granite through granodiorite to tonalite. Hydrothermal activities following the magma intrusion have brought about formation of various coarse automorphic and colored quartz crystals within the fractures and cavities of different lithologies. The quartz crystal varieties include transparent, semi-transparent, pale green, yellow and black crystals, as well as those with smoky and reddish brown roots and also crystals containing tiny acicular rutile inclusions. Mineral chemistry, as well as fluid and solid inclusion studies on the colored and automorphic quartz crystals indicate that various physical and chemical factors, such as temperature, pressure, magma and host rock compositions, hydrothermal fluids and the associated alterations, as well as pH and Eh were involved in the formation of these automorphic colored crystals. The solid inclusions within these automorphic quartz crystals might have formed in two ways: 1) introduction of the necessary elements for the formation of quartz and the solid inclusions by the fluids and then, entrapment of these inclusions within the growth layers of quartz crystals; 2) direct introduction of very fine mineral particles within the growth layers of quartz, leading to occurrence of various colored crystals. Smoky crystals can be formed by the replacement of Si by Al and also by the presence of U and Th within them. The reddish color of quartz crystals was recognized as the result of the presence of fine rutile needles. Automorphic black-colored quartz crystals are formed at oxidant and almost high pH conditions by initial precipitation of magnetite and then, manganese oxides at the outermost growth layers. The green quartz crystals have been resulted from chloritic and epidotic alterations within the host and neighboring rocks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Qohrud
  • Kashan
  • Colored quartz
  • Fluid inclusion
  • Solid inclusion
  • Homogenization temperature
  • Salinity

کتابنگاری

بدر، ا.، طباطبائی‏منش، م.، مکی‎زاده، م.، هاشمی، م. و تقی‎پور، ب.، 1392- مطالعه کانی‎شناسی و ژئوشیمی توده نفوذی قهرود. پترولوژی، 15، صص. 97 تا 104.

پادیار، ف.، رهگشای، م.، علیرضایی، س.، پورمعافی، م.، تورینتا، ا.، واندر حقی، ا. و کمیل کومون، م.، 1395- مطالعه کوارتزهای گرمابی بر پایه کاتدولومینسانس، ریز دماسنجی و لیزر رامان در کانسار لاطلا، شمال میدوک. علوم زمین، 102، صص. 39 تا 52.

حاج‎علیلو، ب.، وثوق، ب. و مؤذن، م.، 1390- ویژگی­های کانی‌شناسی، ژئوشیمی، گوهرشناسی و علل تنوع رنگ در آگات­های میانه، شمال غرب ایران. مجله بلورشناسی و کانی شناسی ایران، 19، صص. 427 تا 438.

رضاپور، م. ر.، مؤذن، م.، حاجی‌علی‌اوغلی، ر. و سیمونز، و.، 1396- برآورد دمای تبلور بلورهای کوارتز خودشکل منطقه قهرود کاشان با استفاده از دماسنج TitaniQ. مجله بلورشناسی و کانی‎شناسی ایران، 25، صص. 801 تا 810.

رضاپور، م.ر.، 1393- مطالعه بلورهای شکل‌دار کوارتز منطقه کاشان. پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تبریز، 176 ص.

کریم­پور، م. ح. و سعادت، س.، 1385- زمین­شناسی اقتصادی کاربردی. چاپ سوم، انتشارات ارسلان مشهد، 485 ص.

 

References

Bodnar, R. J. and Vityk, M. O., 1994- Short Course IMA: Fluid inclusions in minerals, methods and applications. p. 117- 130.

Deer, W. A., Howie, R. A. and Zussman, J., 2013- An introduction to the rock forming minerals. Longman, p. 496- 502.

Dibble, H. L., 2002- Quartz: An introduction to crystalline quartz. NY, USA, 100 p.

Fouriner, R. O. and Rowe, J. J., 1966- Estimation of underground temperature from silica content of water from hot springs and wet-steam wells. American Journal of Science, V. 264, p. 685- 697.

Guilbert, J. M. and Park, Jr. C. F.,1997- Geology of ore deposits. Freaman and Company, New York, 985 p.

Heber, L. B. and Rossman, G. R., 2008- Greenish quartz from the Thunder Bay Amethyst Mine Panorama, Thunder Bay, Ontario, Canada. The Canadian Mineralogist, V. 46, p. 61- 74.

Howard, M. J., 2008- Arkansas quartz crystals. Arkansas Geological Survey, Brochure Series 001.

Hurlbut, C. S. and Kammerling, R. C., 1991- Gemology. John Wiley and Sons, NY, 371 p.

Klein, C. and Hurberbut, C. S. Jr., 1985- The manual of mineralogy. 20th ed., Johan Wiley and Sons, 681 p.

Kurt, N. and Betty, E. P., 1977- A unique green quartz. American Mineralogist, V. 62, p. 582- 590.

Maneta, V. and Voudouris, P., 2010- Quartz megacrysts in Greece: mineralogy and environment of formation. Bulletin of the Geological Society of Greece, Proceedings of the 12th International Congress Patras.

Maynard, J. B., 1983- Geochemistry of sedimentary ore deposits. Springer- Verlag, 305 p.

Rao, P. S., John, A., Weil, J. A. and Williams, J. A. S., 1989- EPR investigation of Carbonaceous natural quartz single crystals. The Canadian Mineralogist, V. 27, p. 219-224.

Rykart, R., 1995- Quartz-Monographie. Ott Verlag Thun, 461 p.

Sazaki, K., Tanaike, O. and Konno, H., 1998- Distinction of Jarosite-group compounds by Raman spectroscopy. The Canadian Mineralogist, V. 36, p. 1225- 1235.

Shepherd, T. J., Rankin, A. H. and Alderton, D. H., 1985- A practical guide to fluid inclusion studies. Blackie and Son, 239 p.