کانی شناسی و ژئوشیمی سنگهای آتش‌فشانی شمال شرق جاجرم و مقایسه عناصر کمیاب با منشاء اولیه بوکسیت منطقه

منطقه مورد مطالعه در مجاورت معدن بوکسیت جاجرم در فاصله Km160 جنوب غرب شهرستان بجنورد در استان خراسان شمالی واقع گردیده است. سنگهای آذرین منطقه مورد مطالعه بر اساس مطالعات کانی¬شناسی و پتروگرافی از نوع بازالت، الیوین بازالت، بازالت آندزیتی و دیاباز است که این سنگها جزو سری ماگمایی کالک آلکالن می¬باشند. نمودارهای هارکر برای نمونه های بازالتی و دیابازی حاکی از این است که روند CaO-MgO-FeOT نسبت به SiO2 نا منظم بوده ولی با افزایش SiO2 روند کاهشی نشان می¬دهند. روند اکسیدهای K2O-P2O5-Na2O نسبت به SiO2 نا منظم اما با افزایش SiO2 روند افزایشی دارند. بر اساس نمودار An-Di، نتیجه اعمال فشار بخار آب، نقطه ایتیکتیک تغییر می¬کند. بر حسب درصد کانیهای پلاژیوکلاز (40%) و پیروکسن (15%) در دمای بالاتر ازC˚1200 تبلور الیوین و پیروکسن شروع و در نقطه یوتکتیک با دمای حدود C˚ 1025 و فشار GPa 1 تبلور پلاژیوکلاز آغاز شده است. شواهد صحرایی نشان می¬دهد که طی رژیم تکتونیکی فشارشی، فشارهای جهت دار و فعالیت گسلهای امتداد لغز در منطقه، درزه ها و شکستگی های فراوانی ایجاد شده است. درزه¬ها و شکستگی¬ها فشار لایه های سطحی را کاهش داده و با کاهش فشار، ذوب بخشی در اعماق گوشته آغاز شده است. از طریق سیستمهای شکستگی، ماگما به سرعت از عمق به سطح صعود و در سطح سرد می¬شود. وجود الیوین¬های درشت و شکل‌دار در کنار درشت بلورهای پیروکسن و زمینه ریزدانه همگی می‌تواند بیانگر حرکت سریع ماگما از طریق سیستمهای شکستگی باشد. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب تفریق برای نمونه های مورد مطالعه نشان می¬دهد که بیشترین ضریب تفریق مربوط به نمونه های دایکی است، لذا دیابازها نسبت به سایر رخنمون ها فرصت بیشتری برای سرد شدن داشته اند. ماهیت ماگمای سنگهای مورد مطالعه از نوع بازالتی بوده که در اثر فرایند ذوب بخشی در عمق بیش از Km100 از گوشته فوقانی می¬تواند منشاء گرفته باشد. در این بازالت‌ها، عناصر لیتوفیل مثل Ba،Rb و K بیشتر از عناصر غیرمتحرک مثل Y، Ti و Zr است. هنگام آغشته شدن ماگما با پوسته، از عناصر REE سبک مثل Ba-Rb-Th-K غنی‌ می‌شود اما از عناصرHFSE (Nb،Ta،P،Zr،Hf وY) فقیر می¬شود. کاهش شدید Nb،Ta،P وHf در نمودارهای نرمالیزه عناصر کمیاب (بویژه در نمونه B5 که در شرایطی سرد شده که بیشترین آلایش را با پوسته قاره¬ای داشته) کاملاً مشهود بوده است. بر¬اساس نسبت La/Nb و Ce/Pb بیشترین میزان آغشتگی با پوسته قاره ای در نمونه های دیاباز اتفاق افتاده است. مقایسه رفتار ژئوشیمیایی سنگهای مورد مطالعه و سنگ مادر بوکسیت نشان می¬دهد که فراوانی SiO2 در سنگ مادر بوکسیت، دیاباز و بازالت مقادیری نزدیک به هم دارد. در نتیجه فرآیند هوازدگی، میزان SiO2 در سنگ منشاء اولیه بوکسیت کاهش یافته و در بوکسیت شیلی به نصف و در بوکسیت سخت به 30% رسیده است. با توجه به مقادیر بالای Fe2O3 در بوکسیت، می‌توان نتیجه گرفت که سنگ منشاء اولیه بوکسیت جاجرم از گوشته بالایی غنی از آهن مشتق شده است. فراوانی Fe2O3 در بوکسیت سخت بیشتر از بوکسیت شیلی است، در نتیجه مقاومت بیشتر اکسید آهن در برابر هوازدگی را اثبات می‌کند. مقادیر بالاتر TiO2 بوکسیت نشان می‌دهد که نسبت TiO2 در منشاء بوکسیت از بازالت و دیاباز بیشتر بوده است. عناصر Y،Zr و Ti در نمونه های بوکسیت، بازالت و دیاباز جاجرم فراوانی تقریباً یکسانی داشته، همچنین این عناصر رابطه مستقیمی با Al2O3 دارند، در بوکسیت جاجرم و بازالتهای مورد مطالعه، نسبت Zr به Al2O3 در اکثر نمونه ها حدود 15 می¬باشد. نسبت Zr/Hf در دیابازها، بازالت ها و بوکسیتهای منطقه مورد مطالعه (نسبت به کندریت) نسبت بالاتری دارند. از طرفی نسبت Nb/Ta علت حضور آمفیبول¬های کم منیزیوم در منشاء بوکسیت را نشان می¬دهد. روند نمودارهای عنکبوتی نرمالیزه شده بر اساس کندریت¬ها در بازالت ها و بوکسیت های مورد مطالعه حاکی از این است که عناصر LREE غنی¬شدگی و عناصر HREE تهی¬شدگی نشان می-دهند، در نتیجه عناصر کمیاب بازالتهای مورد مطالعه و سنگ منشاء بوکسیت جاجرم ( بازالت) رفتار مشابهی دارند، در نتیجه بازالتهای مورد مطالعه به سن کرتاسه، نسل جدیدی از بازالتهای قبل از پرمین (سنگ منشاء بوکسیت) هستند که هر دو از یک منشاءمشترک مشتق شده اند.