سيماهاي ژيوشيميايي ذخيره كايولن كجل، شمال غرب هشتجين، استان اردبيل

Geochemical aspects of Kejal kaolin deposit, northwest of Hashtjin, Ardebil province

ذخيره كايولن كجل، در 20 كيلومتري شمال غرب هشتجين، جنوب غرب استان اردبيل واقع گرديده است. شواهد صحرايي و بررسيهاي آزمايشگاهي نشان مي دهند كه اين ذخيره محصول دگرساني ايگنمبرايت ها، توف ها و تراكي آندزيت هاي ايوسن مي باشد. بر اساس يافته هاي كاني شناسي، كانيهاي سنگ ساز اصلي اين ذخيره شامل كايولينيت، مونت موريلونيت، پالي گورسكيت، ارتوكلاز، زيوليت (استيلبيت)، كوارتز و كلسدوني هستند. محاسبات تغييرات جرم عناصر با فرض Ti به عنوان عنصر مانيتور بي تحّرك نشان مي دهد كه شست وشو و تثبيت، دو تنظيم كننده عمده براي تمركز عناصر اصلي، فرعي، جزيي و نادر خاكي در اين ذخيره مي باشند. الگوي توزيع REEبه هنجار شده به ايگنمبرايت در نمونه هاي كايولن، بيان كننده تفريق ضعيف LREEها از HREEها همراه با رخداد آنومالي-هاي منفي شديد Eu در طي تكوين ذخيره مي باشند. محاسبه ضرايب همبستگي بين عناصر نشان مي دهند كه همبستگي دروني بالايي بين HREEها در بين نمونه هاي مورد مطالعه وجود دارد. با توجه به شاخصهاي زمين شيميايي مي توان استدلال كرد كه دگرسانيهاي هيپوژن توسط دگرسانيهاي سوپرژن در طي توسعه اين ذخيره همپوشاني شده اند. با توجه به نحوه توزيع عناصر در ذخيره، به نظر مي رسد كه رفتار عناصر در طي كايولينيتي شدن ايگنمبرايت ها، تحت تاثير عواملي چون pH، پتانسيل احيا ، تغييرات دمايي، نسبت بالاي فلوييد به سنگ، جذب سطحي و ترجيحي توسط رسها و اكسيدهاي آهن، اختلاف در ميزان پايداري كانيها، فراواني يونهاي كمپلكس ساز ( CO32-، F?، Cl?، PO34- و SO42-) و جانشيني ايزومورفي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده حكايت از آن دارند كه محلولهاي اسيد سولفاتي وراگرمايي همراه با محلولهاي اسيدي سوپرژن نشات گرفته از اكسيداسيون پيريت-هاي هيپوژن نقش ارزنده اي در توسعه اين ذخيره ايفا نموده اند. ملاحظات زمين شيميايي بيشتر نشان مي دهند كه كانيهاي رسي همراه با فسفات هاي ثانويه اي نظير مونازيت، رابدوفان، و زينوتايم ميزبانان احتمالي براي عناصر نادر خاكي در اين ذخيره به شمار مي روند.

Kajal kaolin deposit is located ~20 km northwest of Hashtjin, Ardebil province. Field evidence and laboratory investigations show that the deposit is an alteration product of ignimbrites, tuffs, and trachy-andesites of Eocene age. According to mineralogical data, the major rock-forming minerals include kaolinite, montmorillonite, polygorskite, orthoclase, zeolite (stilbite), quartz, and chalcedony. Mass change calculations of elements, with assumption of Ti as immobile monitor element, indicate that leaching and fixation are two prominent regulators for concentration of major, minor, trace, and rare earth elements in the deposit. The distribution pattern of REEs, normalized to ignimbrite, in kaolin samples illustrates a weak fractionation of LREEs from HREEs coupled with strong negative Eu anomaly during the evolution of the deposit. Calculations of correlation coefficients among elements show that there is a high intrinsic correlation between HREEs in the studied samples. According to geochemical indices, it can be inferred that the hypogene alterations are superimposed by supergene ones in the course of evolution of the deposit. In accordance with the mode of distribution of elements in the deposit, it appears that the behavior of elements during kaolinization of ignimbrites was affected by the function of factors such as pH, redox potential, temperature variations, high fluid to rock ratio, preferential adsorption by clays and iron oxides, discrepancies in the stability rate of minerals, abundance of complex-forming ions (CO32-, F?, Cl?, PO43-, and SO42-), and isomorphic substitution. The obtained results indicate that epithermal acid-sulfate solutions along with acidic supergene solutions originated from oxidation of hypogene pyrites played an important role in development of the deposit. Further geochemical considerations show that clay minerals along with secondary phosphates like monazite, rabdophane, and xenotime are the potential hosts for REEs in the deposit.