نگرشي بر رخداد و زايش تراورتن برجلو واقع در نير در استان اردبيل براساس يافته‌هاي ژئوشيمي و ايزوتوپ‌هاي پايدار

مقدمه: تراورتن به تمام رسوبات كربناتي غير دريايي متشكل از كلسيت/ آراگونيت گفته مي شود كه توسط سيالات كلسيم دار غني از CO2 در شرايط سطحي و فشار كم تشكيل مي شود. ترسيب تراورتن در اثر تجزيه بي كربنات كلسيم و خروج گاز CO2 صورت مي گيرد. تراورتن ها را براساس ژئوشيمي عنصري، منشأ گاز CO2 و تركيب ايزوتوپ هاي پايدار، به دو گروه گرمازاد و سطحي زاد تقسيم مي كنند. مطالعات ايزوتوپ هاي پايدار كربن و اكسيژن براي تعيين منشأ و نوع تراورتن نقش اساسي ايفا مي كنند. تراورتن هاي گرمازاد كه اغلب با مناطق آتشفشاني جوان مرتبط هستند از سيالات با دماي متوسط به بالا رسوب كرده و تركيب ايزوتوپ كربن آنها سنگين است. در حالي كه تراورتن هاي سطحي زاد از سيالات با دماي نسبتاً پايين تشكيل شده و تركيب ايزوتوپ كربن آنها سبك است.مواد و روش ها: در اين مطالعه به بررسي ويژگي‌هاي كاني‌شناسي، ژئوشيميايي و ايزوتوپي تراورتن برجلو واقع در كمربند ماگمايي البرز-آذربايجان در شمال غرب ايران براساس مطالعات ميداني و آزمايشگاهي پرداخته شده است. در اين تحقيق مطالعات پتروگرافي با استفاده از مقاطع نازك ميكروسكوپي توسط ميكروسكوپ پلاريزان صورت گرفته است. براي تعيين مقادير Ba و Sr نمونه ها به روش طيف سنجي پلاسماي جفت شده القايي (ICP-MS) تجزيه شدند. همچنين براي مطالعه كاني شناسي نمونه ها از آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) و تصويربرداري ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) استفاده شده است. آناليز ايزوتوپ هاي پايدار كربن و اكسيژن جهت تعيين تركيب ايزوتوپي كاني هاي كربناتي به روش طيف سنج جرمي (MS) انجام شده است.نتايج و بحث: در تراورتن برجلو سه رخساره قشر متبلور به شكل تناوبي از لايه هاي روشن و تيره، رخساره شناور به صورت لايه هاي ناپيوسته و رخساره بوته اي شامل ساختارهاي انشعابي با انتهاي گرد و دكمه اي قابل مشاهده است. نتيجه آناليز XRD نمونه ارسالي از قشر متبلور نشان دهنده تشكيل آنها از كلسيت خالص است. تصاوير SEM نشان دهنده حضور محدود تجمعات ميكروبي بر روي سطح بلورهاي كلسيت است. مطالعات پتروگرافي از بخش متبلور تراورتن نشان مي دهد كه بلورهاي كلسيت به سه شكل منشورهاي تيغه اي، اليافي و ميكريتي رشد كرده اند. برخي مقاطع نيز نشانگر رشد متناوب رخساره هاي قشر متبلور و بوته اي است. مقادير متوسط Ba و Sr در نمونه هاي تراورتن برجلو به ترتيب 40.22 و ppm 563.89 است. دامنه تغييرات مقادير ايزوتوپ δ13C(VPDB)  و δ18O(VPDB) نمونه ها به ترتيب از ‰1.44+ تا ‰2.19+ و ‰14.39- تا ‰16.51- است. مقادير محاسبه شده δ18O(SMOW) و δ13C(CO2) براي نمونه ها به ترتيب تغييراتي از ‰13.84+ تا ‰16.02+ و ‰7.87- تا ‰8.77- نشان مي دهند.نتيجه گيري: مقايسه مقادير Ba و Sr نشان دهنده منشأ گرمازادي تراورتن برجلو است. اگرچه مقادير مثبت δ13C(VPDB) در تراورتن برجلو نشانگر گرمازاد بودن آن است اما مقادير آن از تراورتن هاي شاخص گرمازاد پايين تر است. مقايسه مقادير δ13C(VPDB) و δ18O(SMOW) نشان داد كه نمونه هاي تراورتن برجلو در محدوده تراورتن هاي گرمازاد و سطحي زاد قرار گرفته اند كه بيانگر اختلاط دو سيال با تركيب ايزوتوپي سنگين و سبك است. مقادير محاسبه شده δ13C(CO2) نشان دهنده منشأ غير آلي و دروني CO2 در سيال تراورتن سازاست. همچنين در نمودار تركيب ايزوتوپ δ13C(VPDB) در مقابل δ18O(VPDB)، سنگ هاي كربناتي به عنوان منشأ گاز CO2 براي تشكيل تراورتن برجلو نشان داده شده اند. برخي شواهد ميداني نظير تشكيل رخساره هاي شناور و بوته اي، وجود چشمه آبگرم با دماي نسبتاً بالا در پهنه مورد مطالعه و نيز اثبات حضور يك مخزن زمين گرمايي در عمق منطقه نشانه هاي فعال بودن محدوده از منظر پديده هاي گرمازادي و گرمابي هستند. تصور مي شود كه حضور واحدهاي آهكي در منطقه و همبري آنها با سيستم گسلي، امكان نفوذ و چرخش سيالات گرمابي حاوي CO2 در داخل آنها را فراهم نموده و با كربن زدايي كربنات ها يون بي كربنات لازم براي تشكيل تراورتن ها را تأمين كرده است. به نظر مي رسد كه سيستم گسلي به عنوان مجرايي براي مهاجرت و صعود سيالات حاوي بي كربنات كلسيم به سمت سطح زمين عمل كرده است. اختلاط اين سيال با آب هاي جوي در نزديكي سطح سبب سبك تر شدن تركيب ايزوتوپي سيال صعود كننده شده است. دماي سيال خروجي براساس تركيب ايزوتوپي نمونه هاي تراورتن در حدود 70 درجه سانتي گراد برآورد شده است.