بررسي تغييرات عناصر اصلي، جزئي و نادرخاكي در كانسار بنتونيت اسفزار شرق بيرجند، استان خراسان جنوبي

Investigation of major, trace and rare earth elements variations in Esfezar bentonite deposit, east of Birjand, South Khorasan Province

كانسار بنتونيت اسفزار در 50 كيلومتري شرق بيرجند در استان خراسان جنوبي و در مرز شرقي پهنه لوت قرار دارد. اين كانسار به دليل لايه ­اي بودن، حضور ژيپس و گستردگي در پيرامون منطقه مورد بررسي، از نوع درونزايي است. بررسي سنگ­نگاري و شيمي سنگ­ هاي ميزبان نمونه­ هاي بنتونيتي نشان مي­دهد كه اين سنگ­ها، داسيت و تراكي آندزيت هستند. كاني­ شناسي به روش پراش پرتوي (X (XRD تركيب كاني ­هاي رسي منطقه را از نوع مونتموريونيت سديمي و كلسيم سديمي همراه با پلاژيوكلاز، كريستوباليت، ژيپس، مسكوويت، ميكروكلين و كوارتز نشان مي­دهد. نمودارهاي كاهيدگي- افزودگي بنتونيت­ ها نسبت به سنگ­هاي آتشفشاني ميزبان نشان­ دهنده تهي ­شدگي قابل توجه پتاسيم و آلومينيم و تهي­ شدگي جزئي سديم و كلسيم، همچنين افزودگي قابل توجه سيليس و منيزيم و افزودگي جزئي آهن، تيتانيم و گوگرد است. مقدار عناصر سنگ دوست بزرگ يون از جمله روبيديم، سزيم و باريم مانند پتاسيم در بنتونيت پايين است. استرانسيم از آنجا كه مي­تواند جايگزين كلسيم شود غني­شدگي نماياني را نشان مي­دهد. عناصري مانند مس، نيكل، كروم، واناديوم و تيتانيوم به دليل جذب سطحي مونتموريلونيت افزايش يافته­ اند و از ميان اين عناصر، واناديوم بيشترين غني­ شدگي را دارد. عناصر خاكي نادر در نمونه ­هاي بنتونيتي روندي مشابه سنگ ميزبان دارند، و تهي­ شدگي عناصر خاكي نادر سبك بيشتر از عناصر سنگين است. به نظر مي­رسد كه مواد اوليه يا شيشه آتشفشاني در محيط آبي قرار گرفته و بين آب سرد و شيشه داغ واكنش شديدي رخ داده كه منجر به سردشدن سريع شيشه آتشفشاني و در نتيجه خلل و فرج در آن شده است. بعضي عناصر شيميايي مانند كلسيم، آلومينيم و قليايي­ ها از آن شسته شده ­اند. بدين­ ترتيب، شيشه آتشفشاني دگرسان شده و بنتونيت از بازتوزيع Mg و Fe و دريافت Mg از آب درياچه شكل گرفته است همچنين بازتوزيع Si سبب ته­نشيني سيليس بي شكل و كريستوباليت شده است.

The Esfezar bentonite deposit is located 50 km east of Birjand, in south Khorasan Province and as a part of eastern boundary of lut Block. This deposit is a diagenetic bentonite type, because of its layering, existence of gypsum between bentonite layers, and expanded shape. Petrography and chemical analysis of host rocks in Esfezar bentonite deposit indicate that they are mainly of dacite and trachyandesite. X ray diffraction analysis shows that the main minerals of Esfezar bentonite deposit are Na-montmorilonite, Ca-Na montmorilonite, plagioclase, cristobalit, gypsum, illite, K feldspar and quartz. The loss and gain diagrams of bentonites compare with their volcanic host rocks show that the elements of Na , K , Ca and Al are lost, while the Si , Fe , Mg , Ti and S elements are gained. The lithophile elements such as Rb, Cs and Ba similar to K in bentonite samples are lost. Sr, as the same as Ca, has gained. Elements such as Cu, Ni, Cr, V and Ti, because of surface adsorption of montmorilonite, have increased and vanadium show more enrichment than other elements. REE pattern in bentonite samples from Esfezar deposit and host rocks are similar and LREE are more than HREE. It might be possible some reaction happened between volcanic rocks or glass with sea water resulting rapid coolness which results some elements such as Ca, Al, K, Na cleared, volcanic glasses are altered and bentonite formed by receiving Mg and Fe from sea water. Existing of silicon in that environment causes opal and crystobalite to be formed.