متن اصلي: زمين شناسي محدوده معدني نخجير كوه
بر پايه نقشه زمين شناسي 20000 :1 نخجير كوه و نقشه زمين شناسي – معدني 5000 :1 معدن سلستيت نخجير كوه (كريمي 1376) قديميترين واحدهاي سنگي محدوده معدني داراي سن مزوزوئيك (شكل 1) و معادل سازندهاي سرخ شيل، شتري، شمشك، ناي بند و تيزكوه مي باشند (و حتي و همكار 1366) بر روي واحدهاي كربناته- سولفاته اليگوميوسن (سازند قم)واحدهاي تخريبي ميوسن (سازند قرمز فوقاني) و نهشته هاي كواترنر قرار گرفته است. سازند قم بعنوان واحد دربرگيرنده ماده معدني در محل معدن نخجير كوه در حدود 180 متر ضخامت داشته و شامل سنگ آهك، مارن، گلسنگ، ژيپس و سلستيت ميباشد كه ضخامت آن در 7
كيلومتري باختري معدن نخجيركوه به حدود 600 متر ميرسد. در منطقه اثري از فعاليت آتش فشاني با سن اليگوميوسن و توده نفوذي با سن اليگوميوسن يا جوانتر مشاهده يا گزارش نشده است. محدوده معدني نخجيركوه بخشي از خطواره سبزوار- ملك آباد با روند شمال خاور- جنوب باختر (محمد رضايي 1374) است كه شامل يك طاقديس، يك ناوديس و چند گسل امتداد لغز عمدتاًچپگرد ميباشد. اغلب روندها در منطقه شمال خاور- جنوب باختر است. (شكل 1)
مطالعات ليتوژئوشيميايي
براي بررسي تغييرات غلظت عناصر در ستون ليتواستراتيگرافي سازند قم سه مقطع (G,D,F) تهيه شد (شكل 1). نتيجه بررسيها حاكي از آن است كه توزيع استرونسيم در رخساره هاي مختلف سنگي متفاوت بوده و حداكثر تمركز استرونسيم در هر سه مقطع در جايگاه معين و در سه افق صورت گرفته است (شكل 2) مطالعات ليتوژئوشيميايي در سه مقطع ياد شده حاكي از همبستگي مثبت و معني دار استرونسيم با باريم و همبستگي منفي و معني دار آن با كلسيم مي باشد. سه افق كانه دار (سلستيت دار) در ستون استراتيگرافي از پايين به بالا عبارتند از l ، ll ، lll
افقهاي كانه دار
1-افق (l) و رخساره هاي آن
افق (l) با ژئومتري عدسي در فاصله 30 متري از قاعده سازند قم قرار دارد (شكل 2) عدسيهايي از سلستيت با حداكثر ضخامت نيم متر و طول دو متر در آن ديده ميشود (عكس 1). پاراژنز كاني در اين افق؛ سلستيت، ژيپس، كلسيت و اكسيد آهن ميباشد. رخساره هاي اصلي اين افق به شرح زير است.
الف: رخساره ميكريت- اينترابيوميكريت
اين رخساره 20 سانتيمتر ضخامت دارد و اجزاء آن شامل اينتراكلاست، قطعات پوسته فرامينيفر، بريوزوئر،دوكفه اي و جلبك است.(شكل 3). در اين رخساره سلستيت با بافتهاي رگچه اي دانه پراكنده، جانشيني (عكس 5) و پركننده فضاهاي خالي مشاهده ميشود. با توجه به اجزاي تشكيل دهنده، خردشدگي پوسته صدفها و فراوان بودن ميكريت، محيط رسوب گذاري اين رخساره كولاب و انرژي آن پايين بوده است.
ب: رخساره بيوميكريت سلستيت دار
اين رخساره 90 سانتيمتر ضخامت دارد و اجزاي آن شامل قطعات
پوسته دوكفه اي ، استراكود و فرامينيفر است. دراين رخساره سلستيت با بافت رگچه اي و پر كننده فضاهاي خالي مشاهده ميشود. عكس(4)پزشكي قالب فسيلها توسط سلستيت را دراين رخساره نشان ميدهد. با توجه به انباشتگي صدفهاي مختلف، حضور فرامينيفر ميليوليد و حالت خردشدگي صدفها محيط رسوب گذاري اين رخساره به احتمال پشت ريف و نزديك بار بوده است.
ج-رخساره ميكريت برشي شده با عدسي هاي سلستيت در قاعده
اين رخساره 70 سانتيمتر ضخامت داشته و حداكثر تمركز سلستيت افق(l) در اين رخساره صورت گرفته است. اجزاءسازنده آن شامل قطعات ميكريت، پلت، سلستيت، ژيپس و رس است. برشي بودن اين رخساره به گمان ناشي از انحلال كاني هاي تبخيري ميباشد. در مواردي آثاري از كاني ژيپس بصورت شكل كاذب باقي مانده است. در اين رخساره سلستيت با بافتهاي دانه پراكنده و توده اي ديده ميشود. اندازه بلورهاي سلستيت دانه ريز تا دانه درشت متغير است. با توجه به وجود پلت، ميكريت، ژيپس ،سلستيت و برشي بودن اين رخساره محيط رسوبگذاري آن منطقه بين جزر و مدي(intertidal) تا بخش پاييني منطقه زير جزر و مدي(subtidial)بوده است. عكس(1) ژئومتري عدسي شكل سلستيت و عكس(2) بافت دانه پراكنده سلستيت را در اين رخساره نشان ميدهد.
د-رخساره بيوپل ميكريت
اين رخساره 10 سانتيمتر ضخامت دارد و اجزاي سازنده آن استراكود، فرامينيفر، قطعات پوسته اي دوكفهاي، پلت، ميكريت، سلستيت و اكسيد آهن است. سلستيت با بافت رگچه اي مشاهده ميشود و بلورهاي آن دانه ريز و بي شكل است، با توجه به اجزاء تشكيل دهنده ، محيط رسوبگذاري اين رخساره كولاب(بخش پاييني بين جزر و مدي) بوده است.
ه-رخساره اُاُميكريت-اُاُسپاريت
-زير رخساره اُاُميكريت: اين زير رخساره 20 سانتي متر ضخامت دارد و اجزاء سازنده آن شامل اُئيد. اُنكوئيد، خرده هاي صدف، ميكريت و سلستيت است. از ويژگيهاي اين زير رخساره تناوب بخش هاي پر اُئيد و كم اُئيد و تبديل تدريجي اين بخشها به يكديگر است كه نشانگر عمق كم و تغييرات زياد انرژي محيط رسوبگذاري است. جنس هسته اُئيدها به احتمال قطعات آراگونيتي بوده است. هسته تعدادي از اُئيدها حل شده و تعداد
زيادي از آنها توسط سلستيت پر شده است(عكس3). سلستيت در اين رخساره به صورتهاي دانه پراكنده ، پركننده فضاي خالي هسته اُئيدها، پركننده حلقه هاي اُئيدها، فضاي بين اُئيدها و پركننده ها ديده ميشود. محيط رسوبگذاري اين زير رخساره داراي انرژي پائيني بوده است.
-زير رخساره اُاُسپاريت: اين زير رخساره 7متر ضخامت دارد و اجزاء سازنده آن اُئيد. اُنكوئيد، مرجان(بخصوص بخش بالايي آن) و خرده صدفهاي صدف دوكفه ايي است. تخلخل اين زير رخساره بالا است و اكثر حفرات پر نشده اند. سيمان اصلي اين زير رخساره اسپاريت است ولي در بعضي قسمت ها سيمان اكسيد آهن و سلستيتي نيز ديده ميشود. در اين زير رخساره از پايين به بالا ميزان سلستيت كاهش مي يابد. محيط رسوبگذاري اين زير رخساره داراي انرژي زياد و موقعيت آن اطراف سد بوده است.
بافتهاي ماده معدني در اين افق ، دانه پراكنده(عكس2)، پركننده فضاهاي خالي(عكسهاي3و4)جانشيني(عكس5)، ژئودي قطع كننده است.
بافت دانه پراكنده
بافت دانه پراكنده در اغلب رخساره هاي افق(l) ديده ميشود(شكل3) و حضور آن نشانگر آن است كه سازندهاي سلستيت در محيط رسوبگذاري حضور داشته و در دياژنز آغازين سلستيت از آب حفره اي بصورت دانه ريز تبلور يافتهاست. در اين بافت زمينه در تمامي موارد ميكريت است.
بافت پركننده فضاهاي خالي
بافت پركننده فضاهاي خالي بافت اصلي ماده معدني در افق (l) است. در اين بافت سلستيت بخشي از تخلخل هاي اوليه از جمله تخلخل قالبي (عكس 3)را پر كرده است. اندازه بلورهاي سلستيت از دانه ريز تا دانه درشت و شكل بلورها از بي شكل(anhedral) تا نيمه شكل دار (Subhedral) متغير است.
بافت قطع كننده
در اين افق بافت قطع كننده در مقياس ميكروسكوپي ديده ميشود. با توجه به اينكه رگچه هاي سلستيتي به خود رخساره محدود شده و در رخساره هاي سنگي بالا و پايين ادامه ندارد از اين رو واحدي خاص در حوضه اي محدود از رديف رسوبي است بدين دليل بنظر ميرسد اين بافت دياژنزي باشد. اين بافت توسط fontobet(1981) در كانسار روي و سرب سان ويسنت(san vicent) پرو نيز گزارش شده است. با توجه به مطالعات ايزوتوپهاي S,Pb, Sr,O,C تشكيل اين بافت در اثر مهاجرت شورابه هاي فلزدار در دياژنز پاياني است(fontobet & Gorzawski 1990 ).
2-افقll (رخساره ميكريت پرسلستيت)
افق(ll)رخساره ميكريت پرسلستيت در فاصله 60 متري از قاعده سازند قم قرار دارد(شكل2) و ژئومتري ماده معدني عدسي تا لايه اي و ضخامت آن حدود نيم متر است.(عكس6). سازندهاي اين رخساره ميكريت، ژيپس و سلستيت است(شكل3) و اثري از مواد آلي و صدف جانوران در آن ديده نميشود. تغييرات جانبي عيار ماده معدني در ا“ شديد است. بطوريكه در قسمتهايي به ميكريت با دانه هاي پراكنده سلستيت تبديل ميشود(عكس7). رخساره ميكريت پر سلستيت ساخت و بافت برشي دارد(عكس8) و بنظر ميرسد برشي بودن آن حاصل انحلال كانيهاي تبخيري باشد. بافت ماده معدني در اين افق دانه پراكنده(عكس7)، رگچه اي، توده اي، پركننده فضاهاي خالي و جانشيني است و اندازه بلورهاي سلستيت از دانه ريز تا دانه درشت و شكل بلورها از بي شكل(anhedral) تا شكل دار (Euhedral) متغير است در اين رخساره ژيپس ريز بلور و بطور عمده سوزني شكل است. شواهد موجود حاكي از آن است كه در اين رخساره بخشي از سلستيت اوليه بوده و بخشي جانشين ژيپس شده است(عكس هاي 9و10). كمر پايين و كمر بالاي ماده معدني در افق(ll) مشابه (هردو رخساره ميكريت-دولوميكريت) و در هردو سلستيت با بافت دانه پراكنده است.
3-افقlll (رخساره سلستيت- ژيپس)
اين افق در فاصله تقريبي 63متري از قاعده سازند قم قرار گرفته است و 3تا5 متر ضخامت دارد(شكل2).ژئومتري اين افق لايه اي شكل (عكس هاي11و12)بوده و در طول بيش از 2كيلومتر دنبال شدني است. اين افق از سمت خاور با شيب ملايم توسط واحدهاي جوانتر پوشيده ميشود و از سمت باختر بتدريج به گچ تبديل ميگردد. اجزاء سازنده اين رخساره، سلستيت، ژيپس، كلسيت، دولوميت،
باريت و رس است(شكل 3). بافتهاي ماده معدني در اين افق ريتميت هاي تبلوري دياژنزي (Diagenetic Crystallization Rhytmites)، دانه پراكنده، جانشيني، پركننده فضاهاي خالي و قطع كننده است(شكل3). سيماهاي استيوليت و انحلال فشاري نيز تشكيل شده است. محيط رسوب گذاري اين رخساره كولاب ساحلي بوده است. مطالعات سيالات در گير در سلستيت هاي اين افق موجب شناسايي پنجتيپ سيال درگير-كه به طور عمده تك فازي هستند- شده است اين سيالات درگير دامنه حراتي280-150درجه سانتي گراد و شوري معادل 6/20-5/9 درصد وزني معادل كلرو سديم را نشان ميدهند.
4-بافت ريتيت تبلوري دياژنزي(D.C.R)
بافت ريتيت تبلوري دياژنزي فقط در افق(lll) ديده ميشود. اين بافت كه در كانسارهاي سرب و روي و فلورين استراتاباند نيز ديده ميشود(مدبري1374، گرجي زاد1374 وfontobet1981) در تبخيريها و ديگر سيستم هاي تبلور تفريحي دياژنزي در محيط كم عمق آرام تشكيل ميشود(fontobet1981). اين ريتميسيته نتيجه تكرار عناصر ژئومتري سه تايي(lll,ll) منطبق بر نسلهاي تبلوري دياژنزي است. مطالعات (Scanning Electron Microprobe)SEM حاكي از تفاوت مقدار عناصرMg,Sr,Na,Ba,Ca در نسلهاي سه گانه ريتميتهاي تبلوري دياژنزي است. سيماهاي اصلي سه نسل تبلوري بصورت ذيل ميباشد:
نسل ا: اين نسل به قشر آغازين ياقشر شروع كننده (starting sheet) معروف است. رنگ اين نسل قهوه اي روشن تا تيره است. پاراژنز آن شامل، سلستيت، ميكريت، ميكرواسپار، ژيپس و اكسيدآهن است(عكسهاي14و15)، داخل بلورهاي ساستيت اين بخش پر از ادخال جامد مي باشد(عكس 15). اندازه هاي بلورهاي سلستيت 350-200 ميكرون بلورها بطور عمده زنومورف، متساوي ابعاد و در مواردي تخته اي ميباشد. ميكريت، ميكرو اسپار و ژيپس در داخل و بين بلورهاي سلستيت حضور دارد(عكس15).
نسل اا: رنگ اين نسل بيرنگ تا سفيد شيري است(عكس13). پاراژنز آن شامل سلستيت، اسپاريت، و اكسيدآهن است. بلورهاي شفاف ، تميز و به تقريب فاقد ادخال جامد ميباشد. بلورهاي سلستيت نيمه شكل دار (Subhedral) است و رشد دو قطبي از طرف نسل ا نشان ميدهد(عكس14)اندازه بلورها از 1/0 تا4 ميليمتر متغير است. بلورهاي اسپاريت اين نسل به اندازه 3/0تا2/1 ميليمتر به شكل چند ضلعي هايي فضاهاي خالي بين بلورهاي سلستيت را پر كرده اند. نسل ااا: اين نسل در اكثر موارد حضور ندارد و بندرت ديده ميشود. پاراژنز آن شامل سلستيت و اس1اريت است. بزرگي بلورها گاهي تا چند سانتيمتر ميرسد. بلورها رشد داربستي و عاري از ادخال ميباشند.
با توجه به اندازه گيري ضخامت ريتم ها در5 نمونه و استفاده از پارامترهاي آماري حاصل از پژوهشهاي (fontobet1981) مشخص شد كه اين ريتميتها در دياژنز تشكيل شده اند و رسوب شيميايي مستقيم نميباشند(كريمي1376) (شكل4). بافت ريتميت تبلوري دياژنزي كانسار سلستيت نخجير كوه مشابه كانسار سان ويسنت پرو (fontobet & Gorzawski 1990) حاصل تفريق بلوري در دياژنز دفني ميباشد(كريمي1376).
بافتهاي ديگري از سلستيت در افق ااا ماده معدني ديده ميشود كه عبارتند از:
بافتهاي دانه پراكنده
اين بافت در كمر پايين افقهاي(ااا،اا) ماده معدني ديده ميشود. زمينه در هردو مورد ميكريت- دولوميت ريزدانه ميباشد.
بافت جانشيني
شواهد ميكروسكوپي حاكي از آن است كه در افق(ااا) ماده معدني ، حداقل بخشي از بلورهاي سلستيت اوليه نبوده و از واكنش شورابه غني از استرونسيم با ژيپس تشكيل شده است. اهم اين موارد به شرح زير ميباشد:
الف-مشاهده بلورهاي سلستيت در قالب بلوري ژيپس با درجات مختلف جانشيني اين چنين پديده اي در كانسار سلستيت(Salina group) نيز گزارش شده است(Carlson 1987) عكسهاي(16،17،18).
ب- مشاهده خميدگي قابل توجه و سيماي جرياني در تعدادي از بلورهاي سلستيت افقهاي(اا)و(ااا) عليرغم رفتار شكننده سلستيت(عكس 10).
ج- حضور مقادير زيادي ادخال ژيپس با اشكال سوزني و زنومورف در بلورهاي سلستيت افقهاي ااا ،اا ، ا (عكسهاي5،9،15).
د-زاويه خاموشي مايل(ْ30-ْ25) تعدادي از بلورهاي سلستيت عليرغم سيستم ارتورميك آن.
بافت نواري
بافت نواري در قاعده افق (ااا) ديده ميشود اين بافت بصورت تناوب ميكريت-دولوميت ريزدانه با مجموعه اسپاريت، سلستيت و ژيپس است. ضخامت نوارهاي متوالي به تقريب يكسان است(عكس 19).
بافت قطع كننده
بافت قطع كننده در افق ااا و كمر پايين آن ديده ميشود، اين سيما دياژنزي و به خود رخساره ها محدود ميباشند(عكس20).
تحول دياژنزي و تحول پاراژنزي در افق(ااا) ماده معدني
تشكيل و تحول سازندها ، بافت و سيماهاي رخساره هاي افق(ا) را ميتوان در سه مرحله ، همزمان رسوبگذاري ، دياژنز آغازين و دياژنز دفني تكيك كرد(شكل5).
الف- همزمان رسوبگذاري: در اين مرحله اُئيد، پوسته صدف جانوران ، ميكريت و ژيپس تا نشست يافته است.
ب-دياژنزين آغازين: در اين مرحله علاوه بر ادامه تشكيل ژيپس، تبلور سلستيت و اسپاريت نيز آغاز شده است. سيمان دندانه اي كلسيتي و سلستيت دانه پراكنده نيز در اين مرحله تشكيل شده است.
ج-دياژنز دفني: پر شدن حجرات فسيلها توسط سلستيت (عكس4) و اسپاريت، انحلال هسته اُئيدها و پر شدن تعدادي از آنها توسط سلستيت (عكس3). سيماني شدن بين دانه ها توسط سلستيت، اسپاريت و اكسيد آهن، تشكيل درزه ها و پرشدن آنها توسط سلستيت و اساريت و تشكيل ژئود سلستيتي و سيماهاي حاصل از پديده انحلال فشاري در اين مرحله از دياژنز دفني با عمق تدفين كم تا متوسط بوده و تشكيل سلستيت بصورت پركننده درزه ها و حفرات ژئودي و اسپاريت بصورت پركننده درزهها در ديانز دفني تا عمق تدفين متوسط تا زياد صورت گرفته است.
تحول دياژنزي افقهاي(ااا،اا) ماده معدني
تشكيل و تحول سازندها و سيماهاي رخساره هاي افقهاي (ااا،اا) را ميتوان بصورت همزمان رسوبگذاري دياژنز آغازين دفني تفكيك كرد(شكل5).
الف-همزمان رسوبگذاري: در اين مرحله كلسيت(بصورت ميكريت)، ژيپس، اكسيد آهن و به احتمال سلستيت ته نشست يافته است.
ب-دياژنز آغازين: دراين مرحله سلستيت (بصورت دانه پراكنده)،ژيپس، دولوميت(بصورت دولوميت ريزدانه) و اسپاريت تشكيل شده است.
ج-دياژنز دفني: تشكيل سلستيت و اسپاريت بصورت نسلهاي سه گانه ريتميتهاي تبلوري دياژنزي(نسلهاي ااا، اا،ا) و بافت قطع كننده تبلور باريت و تشكيل استيلوليت در اين مرحله از دياژنز بوده است(شكل5).
محيط رسوبگذاري
مطالعه آناليز رخساره اي حاكي از تنوع محيط رسوبگذاري در رخساره هاي افق(ا) ميباشد ولي وجه تشابه آنها رسوبگذاري در محيط كم عمق است. محيط رسوبگذاري رخساره ميكريت- اينترابيوميكريت كولاب، رخساره ميكريت سلستيت دار پشت ريف، رخساره ميكريت برشي منطقه بين جزر و مدي(intertidal)تا بالاي جزر و مدي(subtidal) رخساره بيوپل ميكريت بخش كم عمق منطقه زير جزر و مدّي (Subtidal) و خساره اُاُميكريت-اُاُسپاريت محيط كم عمق معادل ريف (نزديك بار) است.
محيط رسوبگذاري رخساره هاي افقهاي اا و ااا كولاب ساحلي بوده است. در اين محيط در اثر نوسانات سطح آب دريا ارتباط كولاب با درياي آزاد قطع شده و در اثر افزايش شدت شوري آب كولاب كل ميكريتي، ژيپس و به احتمال سلستيت ته نشست يافته است. تشكيل كانسارهاي سلستيت آند نيز در محيط رسوبگذاري كولاب ساحلي بوده است(Ramos & Brodkorb 1990).
درباره منشاءاسترونسيم بايد گفت با توجه به مطالعات آناليز رخساره اي و عدم مشاهده توده نفوذي هم سن و جوانتر از اليگميوسن در منطقه و عدم مشاهده آثار دگرساني . فعاليت آتش فشاني با سنّ اليگوميوسن در منطقه، استرونسيم به احتمال بطور مستقيم يا غير مستقيم از آب دريا ياشورابه هاي منشاء گرفته از آب دريا تأمين شده است. منشاء ياد شده براي بسياري از كانسارهاي سلستيت جهان از جمله كانسارهاي حوضه گرانادا اسپانيا(Martin et al 192)، كانسار(Neuquen)، آرژانتين(Brodtkorb et al 1982)، كانسار(Hemmelt)، آلمان(Muller)، كانسار Salina group(Frazier 1975)، كانسارهاي آند(Ramos & Brodkorb 1990)، و كانسارهاي قاعده سازند آسماري زاگراس(حجمي1370) گزارش شده است. بررسي هاي ايزوتوپي روشن كننده منشاء استرونسيم خواهد بود. در مورد منشاء بنيان سولفات بايد گفت كه به دليل تبخيري بودن حوضه ، بنيان سولفات به فراواني در دسترس بوده است. بخشي از سلستيت از واكنش مستقيم يون استرونسيم با بنيان سولفات و بخشي ديگر از واكنش آن با كاني ژيپس تشكيل شده است.
بطور خلاصه ، مشاهدات صحرايي مطالعات ژئوشيميايي و آناليز رخساره اي حاكي از آن است كه كانسار سلستيت نخجير كوه يك كانسار استراتيفرم رسوبي- دياژنزي است كه در مرحله آغازين تشكيل و تمركز و غني سازي آن در دياژنز دفني صورت گرفته است.