زمين‌شيمي و خاستگاه كاني‌هاي عناصر خاكي نادر در كانسار بوكسيت كارستي تنگ‌پيرزال، كمربند چين خورده زاگرس، جنوب‌غرب ايران

Geochemistry and genesis of rare earth minerals in the Tange Pirzal karstic bauxite deposit, Zagros Folded Belt, SW (Iran)

در اين پژوهش، زمين‌شيمي و خاستگاه كاني‌هاي عناصر خاكي نادر (REE) در كانسار بوكسيت كارستي تنگ‌پيرزال بررسي مي­شود. اين كانسار در 45 كيلومتري‌شرق شهرستان دهدشت در بخش مركزي كمربند چين‌خورده زاگرس واقع است. توده معدني شامل مجموعه‌اي از عدسي‌هاي بهم پيوسته است كه به شكل پركننده‌ حفره‌هاي عميق كارستي، فرورفتگي‌ها و شكستگي‌ها در كربنات‌هاي بخش بالايي سازند سروك با سن سنومانين-تورونين ميزبان هستند و از نظر ساختاري با گسل‌هاي راستا لغز كنترل مي‌شوند. در بوكسيت‌ تنگ‌پيرزال، رايج‌ترين كاني‌هاي REE فلوئوروكربنات‌هاي گروه باستنازايت هستند كه مجموعه­اي از محلول­هاي جامد را بين پاريزايت (CaCe2(CO3)3F2) و باستنازايت (CeCO3F) تشكيل مي‌دهند. چگونگي تشكيل باستنازايت-Ce و پاريزايت-Ce نشان مي‌دهد كه Ce به صورت كمپلكس‌هاي فلورايد و/يا كربنات-فلورايد به آساني با محلول‌هاي اسيدي فرورو شسته شده و سرانجام در شرايط قليايي و كاهشي در نزديكي سنگ بستر كربناتي ته‌نشين مي‌شوند. سريانيت (CeO2) بيشتر به صورت دانه‌هاي بسيار ريز بلور و گاهي پراكنده در حفره­ هاي زمينه مخفي بلور ديده مي‌شوند. ته‌نشست سريانيت ممكن است به دليل غلبه شرايط اسيدي/اكسيدي در بخش‌هاي بالايي افق بوكسيتي باشد. بررسي توزيع عمودي شاخص هاي Ce/Ce*، Eu/Eu*، (La/Yb)N، و مجموع REEها نشان‌دهنده غني‌شدگي پيشرونده REE و تفكيك كم عناصر خاكي نادر سبك به سنگين (LREE/HREE) به سمت بخش‌هاي پاييني افق بوكسيتي تنگ‌پيرزال است. در اين كانسار، رفتار Ce متفاوت از ساير REEهاست و نوسان­هايي در بي‌هنجاري سريم (Ce/Ce*) در طول افق بوكسيتي به چشم مي‌خورد كه مي‌تواند در ارتباط با نوسان­هاي دوره‌اي سطح آب زيرزميني در پاسخ به تغييرات محيطي باشد.

The present study focuses on the geochemistry and genesis of REE minerals in the Tang-e Pirzal karst bauxite deposit. The deposit is located about 45 km east of Dehdasht city in the central part of the Zagros Fold Belt. The ore bodies comprise a series of contiguous lenses that occur as infills of deep karst cavities, depressions, and fractures within the upper neritic carbonates of the Cenomanian–Turonian Sarvak Formation and are structurally controlled by strike-slip fault systems. The most frequent authigenic REE minerals are fluorocarbonates of bastnäsite group that form a solid solution series between end members parisite (CaCe2(CO3)3F2) and bastnasite (CeCO3F). The formation of bastnasite-Ce and parisite-Ce suggests that cerium as fluoride and/or carbonate–fluoride complexes were simply leached by acidic downward solutions and finally precipitated on the geochemical barrier of the carbonate bedrock under alkaline and reducing conditions. Cerianite (CeO2) occurs mainly as fine grains in the porous aggregates of the cryptocrystalline matrix. Cerianite precipitation may occur due to the predominance of acidic/oxide conditions in the upper parts of the bauxite profile. Examination of the vertical distribution of the ∑REE, (La/Yb)N, Ce/Ce*, and Eu/Eu* indexes indicates progressive enrichment of the REE and slight LREE/HREE fractionation toward the lower parts of the bauxite profile. Cerium behaves differently from the other REEs and shows fluctuating behavior throughout the Tang-e Pirzal profile, which can be related to periodical fluctuations of the groundwater table in response to environmental changes.