مطالعات كاني‌شناختي و زمين‌شيميايي در تعيين شرايط تشكيل و زايش معدن بنتونيت خالكوه فردوس، خراسان ‌جنوبي

Mineralogical and geochemical studies to determine genesis of Khalkuh bentonite mine, Ferdows, Southern Khorasan

معدن بنتونيت خالكوه در شهرستان فردوس استان خراسان جنوبی قرار دارد. در اين پژوهش شرايط تشكيل و زايش اين كانسار مورد بررسی قرار گرفته است. روش‌های تجزيه‌ای شامل: XRD و تجزيه شيميايی XRF و ICP-MS بر روی نمونه‌هايی از بنتونيت‌ها و سنگ مادر انجام شد. كانی اصلی اين معدن، بنتونيت از نوع مونت‌موريلونيت سديمی است و ساير كانی‌های ديگر مانند: آلبيت، كريستوباليت، كلسيت، كوارتز، هاليت و ايليت تشخيص داده شد. مشاهدات صحرايی نشان می‌دهد كه ذخيره دارای مقدار زيادی مونت‌موريلونيت است كه حضور لايه‌های ژيپس به صورت بين لايه‌ای با بنتونيت در آن آشكار است و بنابراين، كانسار از نوع چينه‌كران است. با وجود شستشوی قليايی‌ها از محيط، سيليسيم از محيط شسته نشده است و حضور كانی‌های كريستوباليت و كواتز نيز اين نكته را تأييد می‌كند. به طور كلی، اين مسأله نشان‌دهنده نسبت آب به سنگ و نرخ جريان سيال پايين در حين دگرسانی است. بر اساس داده‌های زمين‌شيميايی، ماگمای مادر ريو‌داسيتی تا داسيتی، سری ماگمايی به وجود آورنده بنتونيت‌ها آهكی-قليايی و محيط زمين‌ساختی كمان آتشفشانی است. اين كانسار در يك فرآيند دياژنتيكی و از راه دگرسانی شيشه آتشفشانی در يك لاگون به وجود آمده است.

The Khalkoh bentonite mine is located in Ferdows, southern Khorasan province. In this research, genesis of Khalkoh mine was determined using mineralogical and geochemical studies. Analytical methods including x-ray diffraction (XRD) and chemical analyses (XRF and ICP-MS) performed on bentonite and country rock samples as well. The studied bentonites consist mainly of sodium montmorillonite. They also contain cristobalite, quartz, albite, calcite, halite and illite as minor phases. The stratabound nature of minerals, high amount of montmorillonite, the presence of gypsum layers alternating with bentonite and the lack of hydrothermal alteration indicate that bentonite deposit was formed in the diagenetic process by means of volcanic glasses alteration to bentonite in the lagoon. In spite of leaching of alkalies, the Si has not been leached from the system. This is supported by the presence of opal-CT and quartz and generally, shows the low fluid flow rate in the system. Based on the geochemical data, the parent magma and rock series are rhyodacite/dacite and calc-alkali series, respectively, formed in volcanic arc setting.