ارزيابي ژئوشيميايي عناصر كمياب ونادر خاكي با استفاده از تحليل عاملي مرحله اي و مدل سازي فراكتالي در شيل هاي نفتي قاليكوه غرب ايران

Geochemical Evaluation of Rare Earth Elements Using Step Factor Analysis and Fractal Modeling in Qalikouh Oil Shale in Western Iran

محدوده قالي كوه در 35 كيلومتري شهرستان اليگودرز، استان لرستان، غرب ايران قرار دارد. شيل‌هاي نفتي قالي كوه در زاگرس مرتفع و در دو سازند گرو و سرگلو گسترش دارند. اين شيل‌هاي نفتي در دو سازند سرگلو و گرو با سن ترياس بالايي و ژوراسيك پاييني قرار گرفته‌اند. سازند سرگلو شامل مجموعه‌اي از رسوبات شيلي و سنگ آهك‌هاي رس‌‌‌‌‌‌‌‌‌دار است. سازند گرو متشكل از افق شيل نفتي با ضخامت‌هاي متفاوتي از نهشته‌هاي آهك نازك تا متوسط لايه و شيل‌هاي آمونيت‌دار و گرهك‌هاي لايه‌اي چرتي سياه رنگ است. براي بررسي غني‌شدگي، ارتباط عناصر معدني با مواد آلي، تشخيص مناطق داراي كاني‌سازي و تعيين حدود آستانه عناصر كمياب و نادر خاكي، 53 نمونه شيل نفتي از دو سازند گرو و سرگلو انتخاب شدند. اين نمونه‌ها با استفاده از روش‌هاي XRD، XRF، ICP-MS و Rock-Eval مورد تجزيه ژئوشيميايي قرار گرفتند، سپس با استفاده از روش تحليل عاملي و مدلسازي فراكتالي نسبت به پردازش داده‌ها اقدام شد. بر پايه نتايج به دست آمده از نمونه‌ها و پردازش داده‌ها مشخص شد كه سازند سرگلو با ميزان ميانگين TOC=13.27% و سازند گرو با ميانگين TOC=18.13%، آنومالي قوي از مواد آلي را در شمال غرب و مركز نشان مي‌دهند. مدلسازي فراكتالي عيار- تعداد نشان‌ داد كه عناصر Co، Mo، Ni، Pb و U آنومالي قابل توجهي دارند. همچنين روش تجزيه فاكتوري مرحله‌اي (SFA) نشان داد كه همبستگي قابل توجهي بين عناصر آنومال با TOC وجود دارد. ترسيم نقشه‌هاي عنصري نشان‌ داد كه آنومالي عناصر Co و Pb در مركز و جنوب شرق و Mo, Ni در شمال غرب و مركز، U در مركز، V, REE در شمال غرب قرار دارند.

Abstract: Qalikouh area is located 35 km southwest of Aligudarz city, Lorestan province, SW of Iran. The area is located in the central part of the Zagros Geological Zone. The oil shales of the area are located in the Upper Triassic and Lower Jurassic of Sargalu and Garau Formations. The Sargalu Formation contains a series of shale, carbonate and clays. Garau Formation includes oil shale horizons with different thicknesses, ammonite shales and black cherty layer. In order to investigate the enrichment ratio and relationship between elements and organic matter, 53 samples of oil shale from Garau and Sargalu formations were selected. The samples were analyzed by XRD, XRF, ICP-MS and Rock-Eval analyzer. Data processing was performed using factor analysis, fractal modeling, stepwise factor analysis and principal component analysis. The data show that Sargalu Formation with average TOC = 13.27% and Garau Formation with average TOC = 18.13%, have high content of organic matter in central and NW of the area. Cconcentration-number fractal modeling showed that the Co, Mo, Ni, Pb and U have significant anomalies. The stepwise factor analysis (SFA) method showed a significant correlation between the anomalous elements and TOC. Geochemical maps showed that the anomalies are located for Co and Pb in the center and SE, for Mo, Ni in the NW and center, for V and REE in the NW, and for U in central part of the area.