نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشکده علوم زمین، دانشگاه علوم زمین چین، ووهان، چین

چکیده

نهشته بوکسیتی گانو در 90 کیلومتری شمال خاور سمنان در زون البرز خاوری، شمال ایران واقع شده است. کانسنگ‌های بوکسیتی به صورت عدسی‌های منفصل چینه‌سان با طول 6 کیلومتر و ستبرایی از 2 تا 20 متر در طول مرز بین کربنات‌های سازند الیکا و شیل، ماسه‌سنگ، سیلتستون و زغال‌سنگ سازند شمشک گسترش یافته‌ است. تجزیه‌های کانی‌شناسی نشان می دهند که کانسنگ های بوکسیتی حاوی کانی های دیاسپور، هماتیت، کائولینیت، کلریت، آناتاز، ایلیت، زونیت، گوتیت، کوارتز و دولومیت هستند. نوسانات سطح سفره آب‌های زیرزمینی، آب‌های جوی فرورو با ماهیت اسیدی و افزایش pH محلول‌های هوازده‌کننده با نزدیک شدن به سنگ‌های بستر کربناتی نقش مهمی در تمرکز کانسنگ‌های فقیر از آهن در بخش‌های بالایی و کانسنگ‌های غنی از آهن در بخش‌های زیرین نیمرخ مورد مطالعه ایفا نموده‌اند. افزایش پتانسیل اکسیداسیون، حضور احتمالی کانی‌های فسفاتی ثانویه، نوسانات سطح سفره های آب‌های زیرزمینی و عملکرد سنگ بستر کربناتی به عنوان یک بافر فعال نقش مهمی در تغییرات شدید بی‌هنجاری       (0/79-12/25) در کانسنگ‌ها داشته‌اند. تغییرات pH محلول‌های هوازده‌کننده، نوسانات سطح سفره آب‌های زیرزمینی، عملکرد سنگ بستر کربناتی به عنوان یک عامل زمین‌شیمیایی و ترسیب همزمان کانی‌های آهن‌دار و روبش ترجیحی (LREE (La–Eu توسط هماتیت نقش مهمی در توزیع و تحرک عناصر نادر خاکی در کانسنگ‌های بوکسیتی داشته‌اند. با توجه به بررسی‌های زمین‌شیمیایی (نمودارهای دو متغیره بی‌هنجاری Eu در مقابل نسبت‌های TiO2/Al2O3 و Sm/Nd)، نهشته بوکسیتی گانو احتمالا از هوازدگی سنگ‌های آذرین حدواسط به‌وجود آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

زمانیان، ح.، بیرانوند، ق. و احمدنژاد، ف.، 1398، کانی‌شناسی، زمین‌شیمی و منشا کانسار بوکسیت کارستی باگوشی، شمال غربی استان فارس، ایران. فصلنامه علوم زمین، شهریور 1398، سال بیست و هشتم، شماره 112، ص 269-280. https://www.gsjournal.ir/article_92525.html.
سعیدی، ع. و اکبرپور، م.، 1371، نقشه زمین‌شناسی 1:100000 کیاسر، انتشارات سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
شرکت آلومینای ایران، 1384، گزارش عملیات پایانی اکتشاف بوکسیت گانو، انتشار نیافته.
شهابی، ش.، 1399، شیمی‌کانی، ژئوشیمی سنگ کل و ایزوتوپی و پتروژنز سنگ‌های آذرین موجود در سازند شمشک در پهنه البرز شرقی و مرکزی. رساله دکتری، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، 381 ص.
قاسمی، م.، عابدینی، ع. و کلاگری، ع.ا.، 1398، کانی‌شناسی و زمین‌شیمی عناصر خاکی نادر نهشته بوکسیت زرج‌سو، جنوب غرب رامسر، شمال ایران. مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، تابستان 98، سال بیست و هفتم، شماره 2، ص ۲۹۵-۳۰۶. http://ijcm.ir/article-1-1266-fa.html.
کنگرانی‌فراهانی، ف.، عابدینی، ع. و کلاگری، ع.ا.، b1392، سیماهای کانی‌شناسی و ژئوشیمیایی نهشته لاتریت رسی تریاس- ژوراسیک در درازکوه، غرب دامغان، استان سمنان. نشریه رسوب‌شناسی کاربردی، پاییز و زمستان 1392، جلد 2، ص 51-67. https://www.magiran.com/paper/1238386.
کنگرانی‌فراهانی، ف.، کلاگری، ع.ا. و عابدینی، ع.، 1393، کانی‌شناسی و ژئوشیمی نهشته لاتریتی کمبلو، باختر دامغان، استان سمنان. فصلنامه علوم زمین، زمستان 1393، سال بیست و چهارم، شماره 94، ص 349-358. https://www.gsjournal.ir/article_42963.html.
کنگرانی‌فراهانی، ف.، کلاگری، ع.ا. و عابدینی، ع.، a1392، ویژگی‌های ژئوشیمیایی نهشته لاتریتی شاه بلاغی، جنوب خاور دماوند، استان تهران. فصلنامه علوم زمین، تابستان 93، سال بیست و سوم، شماره 92، ص 165-176. https://doi.org/10.22071/gsj.2014.43697.
Abedini, A., Calagari, A.A., and Rezaei Azizi, M., 2018. The tetrad-effect in rare earth elements distribution patterns of titanium-rich bauxites: Evidence from the Kanigorgeh deposit, NW Iran, J. Geochem. Explor. 186, 129–142. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.12.007.
Abedini, A., Mongelli, G., and Khosravi, M., 2021. Geochemical constraints on the middle Triassic Kani Zarrineh karst bauxite deposit, Irano–Himalayan belt, NW Iran: Implications for elemental fractionation and parental affinity, Ore Geol. Rev. 133, 104099. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104099.
Abedini, A., Mongelli, G., and Khosravi, M., 2022. Geochemistry of the early Jurassic Soleiman Kandi karst bauxite deposit, Irano–Himalayan belt, NW Iran: Constraints on bauxite genesis and the distribution of critical raw materials, J. Geochem. Explor. 241, 107056. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2022.107056.
Ahmadnejad, F., and Mongelli, G., 2022. Geology, geochemistry, and genesis of REY minerals of the late Cretaceous karst bauxite deposits, Zagros Simply Folded Belt, SW Iran: Constraints on the ore-forming process J. Geochem. Explor. 240, 107030. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2022.107030.
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 Geol. Rev. 86, 755–783. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2017.04.006.
Babechuk, M.G., Widdowson, M., and Kamber, B.S., 2014. Quantifying chemical weathering intensity and trace element release from two contrasting basalt profiles, Deccan Traps, India, Chem. Geol. 363, 56–75. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.10.027.
Bárdossy, G., 1982. Karst bauxites. In: Elsevier Scientific, Amsterdam, 441 p.
Bárdossy, G., and Aleva, G.J.J., 1990. Lateritic Bauxites. Elsevier Scientific Publication, Amsterdam, 646 p.
Beyala, V.K.K., Onana, V.L., Priso, E.N.E., Parisot, J.C., and Ekodeck, G.E., 2009. Behaviour of REE and mass balance calculations in a lateritic profile over chlorite schists in South Cameroon, Chem. Erde. 69, 61–73. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2008.08.003.
Braun, J.J., Pagel, M., Muller, J.P., Bilong, P., Michard, A., and Guillet, B., 1990. Ce anomalies in lateritic profiles, Geochim. Cosmochim. Acta. 54, 781–795. https://doi.org/10.1016/0016-7037(90)90373-S.
Braun, J.J., Viers, J., Dupre, B., Polve, M., Ndam, J., and Muller, J.P., 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, Geochim. Cosmochim. Acta 62, 273–299. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(97)00344-X.
Calagari, A.A., Farahani, F.K., and Abedini, A., 2015. Geochemical characteristics of a laterite: The Jurassic Zan deposit, Iran, Acta Geodyn. et Geomater. 12, 67–77.
Cantrell, K.J., and Byrne, R.H., 1987. Rare earth element complexation by carbonate and oxalate ions, Geochim. Cosmochim. Acta. 51, 597–605. https://doi.org/10.1016/0016-7037(87)90072-X.
Condie, K.C., 1993. Chemical composition and evolution of the upper continental crust: Contrasting results from surface samples and shales, Chem. Geol. 104(1–4), 1–37. https://doi.org/10.1016/0009-2541(93)90140-E.
Coppin, F., Berger, G., Castet, S., and Loubet, M., 2002. Sorption of lanthanides on smectite and kaolinite, Chem. Geol. 182, 57–68. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(01)00283-2.
Crinci, J., and Jurkowic, I., 1990. Rare earth elements in Triassic bauxites of Croatia, Yugoslavia. Travaux, 19, 239–248. 
https://doi.org/10.3390/min11111260.
Deluca, F., Mongelli, G., Paternoster, M., and Zhu, Y., 2020. Rare earth elements distribution and geochemical behaviour in the volcanic groundwaters of Mount Vulture, southern Italy, Chem. Geol. 539, 119503. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119503.
Esmaeily, D., Rahimpour-Bonab, H., Esna-Ashari, A., and Kananian, A., 2010. Petrography and geochemistry of the Jajarm karst bauxite ore deposit, NE Iran: Implications for source rock material and ore genesis, Turk. J. Earth Sci. 19, 267–284. 
https://doi.org/10.3906/yer-0806-15.
Ghasemi, M., Abedini, A., and Calagari, A.A., 2019. Mineralogy and REEs geochemistry of the Zaraj-Sou bauxite deposit, southwest of Ramsar, north Iran. Iran, J. Crystallogr. Mineral. 27 (2), 295–306. http://ijcm.ir/article-1-1266-fa.html. (In Persian)
Hanilçi, N., 2013. Geological and geochemical evolution of the Bolkardagi bauxite deposits, Karaman, Turkey: Transformation from shale to bauxite, J. Geochem. Explor. 133, 118–137. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.04.004.
Iran Alumina Company, 2005. Final exploration report of the Gano bauxite, unpublished data. (In Persian)
Johannesson, K.H., Stetzenbach, K.J., Hodge, V.F., and Lyons, W.B., 1996. Rare earth element complexation behavior in circumneutral pH groundwaters: Assessing the role of carbonate and phosphate ions, Earth Planet. Sci. Lett. 139, 305–319. https://doi.org/10.1016/0012-821X(96)00016-7.
Kangarani Farahani, F., Abedini, A., and Calagari, A.A., 2014b. Mineralogical and geochemical features of Triassic–Jurassic clayey laterite deposit in Derazkuh, west of Damghan, Semnan province, Appl. Sedimento. 1 (2), 51–67. https://www.magiran.com/paper/1238386. (In Persian)
Kangarani Farahani, F., Abedini, A., and Calagari, A.A., 2015. Mineralogy and geochemsitry of Kambelu lateriitc deposit, west of Damghan, Semnan province, J. Geosci. 24 (94), 349–358. https://www.gsjournal.ir/article_42963.html. (In Persian)
Kangarani Farahani, F., Calagari, A.A., and Abedini, A., 2014a. Geochemical characteristics of Shahbolaghi laterite deposit, southeast of Damavand, Tehran province, J. Geosci. 23 (92), 165–176. https://doi.org/10.22071/gsj.2014.43697. (In Persian)
Kiaeshkevarian, M., Calagari, A.A., and Shamanian, G., 2020. Geochemical and mineralogical features of karst bauxite deposits from the Alborz zone (Northern Iran): Implications for conditions of formation, behavior of trace and rare earth elements and parental affinity, Ore Geol. Rev. 125, 103691. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103691.
Lopez, J.M.G., Bauluz, B., Fernández-Nieto, C., and 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), Chem. Geol. 214, 1–19.
Ma, J., Wei, G., Xu, Y., Long, W., and Sun, W., 2007. Mobilization and re-distribution of major and trace elements during extreme weathering of basalt in Hainan Island, South China, Geochim. Cosmochim. Acta. 71, 3223–3237. https://doi.org/10.1016/j.gca.2007.03.035.
MacLean, W.H., Bonavia, F.F., and Sanna, G., 1997. Argillite debris converted to bauxite during karst weathering: Evidence from immobile elements geochemistry at the Olmedo deposit, Sardinia, Miner. Depos. 32, 607–616. https://doi.org/10.1007/s001260050126.
Mameli, P., Mongelli, 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, Int. J. Earth Sci. 96, 887–902. https://doi.org/10.1007/s00531-006-0142-2.
Meyer, F.M., Happel, U., Hausberg, J., and Wiechowski, A., 2002. The geometry and anatomy of the Pijigaos bauxite deposit, Venezuela, Ore Geol. Rev. 20, 27–54. https://doi.org/10.1016/S0169-1368(02)00037-9.
Mongelli, G., Boni, M., Buccione, R., and Sinisi, R., 2014. Geochemistry of the Apulian karst bauxites (southern Italy): chemical fractionation and parental affinities, Ore Geol. Rev. 63, 9–21. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.04.012.
Patino, L.C., Velbel, M.A., Price, J.R., and Wade, J.A., 2003. Trace element mobility during spheroidal weathering of basalts and andesites in Hawaii and Guatemala, Chem. Geol. 202, 343–364. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2003.01.002.
Radusinović, S., Jelenković, R., Pačevski, A., Simić, V., Božović, D., Holclajtner-Antunović, I., and Životić, D., 2017. Content and mode of occurrences of rare earth elements in the Zagrad karstic bauxite deposit (Nikšić area, Montenegro, Ore Geol. Rev. 80, 406–428.  https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.05.026.
Ronov, A.B., Balashov, Y.A., and Migdisov, A., 1967. Geochemistry of the rare earths in the sedimentary cycle, Geochem. Int. 4, 1–17.
Saidi, A., and Akbarpour, M., 1992. The 1:100,000 Geological map of Kiasar. Geological Survey of Iran. (In Persian)
Salamab-Ellahi, S., Taghipour, B., and Mongelli, G., 2019. Clayey bauxite from the Irano–Himalayan belt: Critical metals, provenance and palaeoclimate in the Upper Cretaceous Semirom ore deposit, Zagros Mountain, Iran, J. Asian Earth Sci. 172, 126–142. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2018.09.001.
Shahabi, S., 2021. Mineral chemistry, whole rock and isotopic geochemistry and petrogenesis of igneous rocks of Shemshak Formation in eastern and central Alborz zone, PhD dissertation, Shahrood University of Technology, 381 p. (In Persian)
Solar, J.M., and Lasaga, A.C., 2000. The Los Pijiguaos bauxite deposit (Venezuela): A compilation of field data and implications for the bauxitization process, J. S. Am. Earth Sci. 13, 47–65. https://doi.org/10.1016/S0895-9811(00)00007-9.
Stöcklin, J., 1968. Structural history and tectonics of Iran: A review, AAPG Bull., 52, 1229–1258.
Sun, S.S., and McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes, Geol. Soc. Spec. Publ., London, 313–345.
Tardy, Y., Kolbisek, B., and Paquet, H., 1990. Influence of Periatlantic climates and paleoclimates on the distribution and mineralogical composition of bauxites and ferricretes, Chem. Geol. 84, 179–182. https://doi.org/10.1016/0009-2541(90)90205-L.
Tardy, Y., Kolbisek, B., and Paquet, H., 1991. Mineralogical composition and geographical distribution old African and Brazilian periatlantic laterites. The influence of continental drift and tropical paleoclimates during the past 150 million years and implications for India and Australia, J. Afr. Earth Sci. 12, 283–295. https://doi.org/10.1016/0899-5362(91)90077-C.
Taylor, S.R., 1964. Abundance of chemical elements in the continental crust: A new table, Geochim. Cosmochim. Acta. 196, 1273–1285. https://doi.org/10.1016/0016-7037(64)90129-2.
Taylor, S.R., and McLennan, S.M., 1985. The continental crust: Its composition and evolution. Blackwell, Oxford.
Taylor, S.R., and McLennan, S.M., 1995. The geochemical evolution of the continental crust, Rev. Geophys. 33, 241–265. 
https://doi.org/10.1029/95RG00262.
Viers, J., and Wasserburg, G.J., 2004. Behavior of Sm and Nd in a lateritic soil profile, Geochim. Cosmochim. Acta. 68(9), 2043–2054. https://doi.org/10.1016/j.gca.2003.10.034.
Wang, Q.F., Deng, J., Liu, X.F., Zhang, Q.Z., Sun, S.L., Jiang, C.Z., 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.
 https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2010.05.005.
White, R.A., 2000. The behaviour of the rare earth elements in Ochreous mine drainage. Unpublished Ph.D. Thesis, University of Wales, Aberystwyth, UK.
Zamanian, H., Beiranvand, G., and Ahmadnejad, F., 2019. Mineralogy, geochemistry and the origin of the Bagoushi karst bauxite deposit, northwestern Fars province, Iran, J. Geosci. 28 (112), 269–280.  https://www.gsjournal.ir/article_92525.html. (In Persian)
Zarasvandi, A., Carranza, E.J.M., and Ellahi, S.S., 2012. Geological, geochemical, and mineralogical characteristics of the Mandan and Dehnow bauxite deposits, Zagros Fold Belt, Iran, Ore Geol. Rev. 48, 125–138. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2012.02.010.
Zarasvandi, A., Zamanian, H., and Hejazi, E., 2010. Immobile elements and mass changes geochemistry at Sar-Faryab bauxite deposit, Zagros Mountains. Iran, J. Geochem. Explor. 107, 77–85. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2010.06.007.