زمین شیمی عناصر نادر خاکی (REE) در کانی های باریت و فلوریت کانسار اردکان، استان یزد

محورهای موضوعی : شیمی و مهندسی شیمی کلیه گرایش ها

ابراهیم انصاری ¹ , فرهاد احیاء ^{2 *} , قدرت اله رستمی پایدار ³ , سارا ملکی خیمه سری ⁴

1 - گروه زمین شناسی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
2 - گروه زمین شناسی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران
3 - گروه زمین شناسی، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
4 - گروه زمین شناسی، واحد بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی، بهبهان، ایران

تاریخ دریافت : 1402/12/04 تاریخ پذیرش : 1403/02/05 تاریخ انتشار : 1403/05/02

کلید واژه: باریت, فلوریت, عناصرنادر خاکی, زمین شیمی, اردکان,

چکیده مقاله :

این مطالعه، زمین شیمی عناصر نادر خاکی (REE) در کانی های باریت و فلوریت را به منظور تعیین منشأ کانسار باریت اردکان مورد بررسی قرار می دهد. کانی سازی باریت به صورت رگه ای در دولومیت‌ها و سنگ های آهکی سازند شتری به سن ترياس میانی در شمال شرقی شهرستان اردکان در استان یزد رخ داده است. باریت با کانی های فرعی فلوریت، کوارتز، اسفالریت، مالاکیت، کریزوکولا و اکسیدها و هیدروکسیدهای آهن و منگنز همراهی می شود. ماهیت کانی سازی و روابط کانسنگ- سنگ میزبان نشان می دهد که کانی سازی باریت دیرزاد (اپی ژنتیک) است. تجزيۀ شیمیايی نمونه های باریت و فلوريت بیانگر مقادیر بسیار کم ΣREE (به ترتیب در محدوده های 80/14 تا 59/19 ppm و 14/0 تا 52/6ppm ) در این کانی ها می باشد. کم بودن ΣREE و نسبت Ce/La در نمونه های باریت تأیید کنندۀ یک منشأ گرمابی (خشکی) برای کانی باریت است. غلظت پایین ΣREE و نمودار نسبت Tb/Ca در مقابل نسبتTb/La يک منشأ گرمابی را برای کانی فلوريت کانسار اردکان به تأيید می رساند. نتیجه آن که داده های زمین شیمیایی REE در کانی های باریت و فلوریت از یک منشأ گرمابی برای کانسار باریت اردکان حمایت می کند.

چکیده انگلیسی:

This study investigates the geochemistry of rare earth elements (REE) in barite and fluorite minerals to determine the origin of the Ardakan barite deposit. Barite mineralization occurred in the form of veins in dolomites and limestones of the Middle Triassic Shotori Formation in the northeast of Ardakan city in Yazd province. Barite is accompanied by the subordinate minerals fluorite, quartz, sphalerite, malachite, chrysocolla as well as iron and manganese oxides and hydroxides. The nature of the mineralization and the relationships between ore and host rock indicate that the barite mineralization is epigenetic. Chemical analysis of the barite and fluorite samples shows very low levels of ΣREE in these minerals (ranging from 14.80 to 19.59 ppm and 0.14 to 6.52 ppm, respectively). Low ΣREE and Ce/La ratios in barite samples confirm a hydrothermal (terrestrial) origin of the barite. The low ΣREE concentration and the Tb/Ca vs. Tb/La diagram confirm a hydrothermal origin of the fluorite from the Ardakan deposit. As a result, the geochemical REE data in barite and fluorite minerals indicate a hydrothermal origin of the Ardakan barite deposit.

منابع و مأخذ:

ابراهیمی نیا، ج.، 1398، طرح بهره برداری معدن باریت اردکان. شرکت باریت فلات ایران، 40 صفحه.
Bau M, Möller P (1991) REE systematics as source of information on minerogenesis. In Pagel M. and Leroy J.L. (eds.): Source, transport and deposition of metals, Balkema, Rotterdam, 17-20.
Bau M, Möller P (1992) Rare earth element fractionation in metamorphogenic hydrothermal calcite, magnesite and siderite, Mineralogy and Petrology, Vol.: 45, 231-246.
Dora, M.L., Roy, S.K., Khan, M., Randive, K., Kanungo, D.R., Barik, R., Kaushik, C.S., Bari, S.H., Pattanayak, R.S., Krishna, K.V.S., Mayachar, G.K., 2022. Rift-induced structurally controlled hydrothermal barite veins in 1.6 Ga granite, Western Bastar Craton, Central India: Constraints from fluid inclusions, REE geochemistry, sulfur and strontium isotopes studies. Ore Geology Reviews, 148, 105050.
Ehya, F., 2012a. Rare earth element and stable isotope (O, S) geochemistry of barite from the Bijgan deposit, Markazi Province, Iran. Mineral. Petrol. 104, 81–93.
Ehya, F., 2012b. Variation of mineralizing fluids and fractionation of REE during the emplacement of the vein-type fluorite deposit at Bozijan, Markazi Province, Iran. Journal of Geochemical Exploration 112, 93-106.
Guichard, F., Church, T.M., Treuil, M., Jaffrezic, H., 1979. Rare earths in barites: distribution and effects on aqueous partitioning. Geochimica et Cosmochimica Acta 49, 983-997.
Hill, G.T., Andrew, R.C., Philip, R.K., 2000. Geochemistry of southwestern New Mexico fluorite occurrences: implications for precious metals exploration in fluorite-bearing systems. Journal of Geochemical Exploration 68, 1–20.
Johnson, C.A., Piatak, N.M., Miller, M.M., 2017, Barite (Barium), chap. D of Schulz, K.J., DeYoung, J.H., Jr., Seal, R.R., II, and Bradley, D.C., eds., Critical mineral resources of the United States—Economic and environmental geology and prospects for future supply: U.S. Geological Survey Professional Paper 1802, p. D1– D18.
Kalantar Hormozi, H., Ehya, F., Rostami Paydar, G., Maleki Kheymehsari, S. 2023 Formation of barite in the Ab Torsh deposit, Kerman province, Iran: Insights from rare earth elements, O and S isotopes, and fluid inclusions. Geochemistry, 126024.
Lottermoser, B.G., 1992, Rare earth elements and hydrothermal ore formation processes. Ore Geology Reviews 7, 25-41.
Michard A (1989) Rare earth element systematics in hydrothermal fluids, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol.: 53, 745-750.
Möller P (1998) Europium anomalies in hydrothermal minerals: kinetic versus thermodynamic interpretation. Proceedings of the Ninth Quadrennial IAGOD Symposium. Schweizerbart, Stuttgart, pp. 239–246.
Möller, P., Morteani, G., 1983. On the chemical fractionation of REE during the formation of Ca-minerals and its application to problems of the genesis of ore deposits. In: Augustithis, S. (Ed.), The Significance of Trace Elements in Solving Petrogenetic Problems, pp. 747–791. Athens.
Möller, P., Parekh, P.P., Schneider, H.J., 1976. The application of Tb/Ca–Tb/La abundance ratios to problems of fluorspar genesis. Mineralium Deposita 11, 111–116.
Ronchi, L.H., Tauray, J.C., Michard, A., Dardenne, M.A., 1993. The Ribeira fluorite district, Southern Brazil: geological and geochemical (REE, Sm–Nd isotopes) characteristics. Mineralium Deposita 28, 240–252.
Rudnick, R.L., Gao, S., 2003, Composition of the continental crust, in Rudnick, R.L., ed., The crust, v. 3 of Holland, H.D., and Turekian, K.K., eds., Trea¬tise on geochemistry, v. 3: Oxford, United King¬dom, Elsevier-Pergamon, p. 1–64.
Sasmaz, A., Önal, A., Sagiroglu, A., Önal, M., Akgul, B., 2005. Origin and nature of the mineralizing fluids of thrust zone fluorites in Celikhan (Adiyaman, Eastern Turkey): a geochemical approach. Geochemical Journal 39, 131–139.
Yousefi, M., Jafarian, M.B. (compilers), 2005. Geological map of Iran 1:100000 series sheet No. 6854 (Ardakan). Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.