مطالعه زمين شناسي و پترولوژي سنگهاي آتشفشاني ترشيري منطقه معدن پرليت سربيشه (شرق ايران)، با نگرشي بر كاربرد صنعتي آن

Geology and petrology of Tertiary volcanic rocks of Sarbisheh perlite mine area (eastern Iran) and industrial applications

منطقه مورد مطالعه در شمال‌غرب سربيشه در استان خراسان جنوبي و در حاشيه شرقي بلوك لوت واقع شده است. در اين منطقه، سنگهاي آتشفشاني ترشيري (ايوسن- اليگوسن تا پليوسن) با تركيب آندزيت بازالتي، داسيت، ريوداسيت، ريوليت شيشه اي گاهي پرليتي، توف و ايگنمبريت رخنمون دارد. در كوه دغار، سه لايه پرليت A، B و C به‌ترتيب با ضخامت 102، 7 و 58 متر به‌صورت متناوب با سنگهاي آتشفشاني- آذرآواري وجود دارد. منطقه بندي، بافت غربالي و خوردگي خليجي در فنوكريست هاي پلاژيوكلاز و گرد شدگي كانيها از ويژگيهاي سنگهاي گدازه اي بوده كه حاكي از وجود شرايط عدم تعادل حين انجماد ماگما مي باشد. از لحاظ خصوصيات شيميايي، متاآلومين، كالك آلكالن پتاسيم متوسط تا بالا، داراي غني شدگي LILE و آنومالي منفي Nb و Ti هستند. ريوليت ها در مقايسه با داسيت ها و آندزيت بازالتي، تهي شدگي بيشتري در Ba، Sr، P و Ti دارند. نمودار عناصر نادر خاكي بهنجار شده با كندريت، حاكي از غني شدگي LREE در مقايسه با HREE (64/12-14/9(La/Yb)N=، آنومالي منفي ضعيف Eu براي آندزيت بازالتي (91/0Eu/Eu*=) و داسيت ها (87/0-78/0Eu/Eu*=) و آنومالي منفي قوي Eu براي ريوليت ها (35/0-18/0Eu/Eu*=) مي باشد. وجود آنومالي منفي Eu مويد ماهيت كالك آلكالن براي سنگهاي مورد مطالعه است. اين سنگها، براساس خصوصيات شيميايي و پذيرفتاري مغناطيسي در رده I قرار مي گيرند. از ديدگاه موقعيت تكتونيكي به محيط فرورانش و حاشيه قاره اي فعال تعلق داشته و ماگماي مادر آنها از ذوب بخشي گوشته غني‌شده حاصل و سپس در حين تفريق، آلودگي پوسته اي را تحمل نموده است. داسيت هاي منطقه سربيشه داراي Sr86/Sr87 اوليه بين 7048/0 و 7050/0 (ميانگين 7049/0) بوده كه منشا گوشته اي را براي ماگماي سازنده آنها تاييد مي كند. شيشه هاي آتشفشاني با تركيب ريوليتي در اثر آب گيري (احتمالاً آبهاي جوي)، به پرليت تبديل شده است. آزمايشهاي فيزيكي و تجزيه شيميايي نشان داد كه پرليت سربيشه به عنوان ماده اوليه براي توليد پرليت منبسط مناسب است.

The study area is located at northwest of Sarbisheh in South Khorasan province and eastern border of Lut block. In this area, Tertiary (Eocene-Oligocene to Pliocene) volcanic rocks consisting of basaltic andesite, dacite, rhyodacite, vitreous rhyolite (perlitic in some parts), tuff and ignimbrite are exposed. In the Daghar Mountain, A, B and C perlite layers with thicknesses of 102, 7 and 58 meters respectively, occur alternatively with volcanic-pyroclastic rocks. Zoning, sieve texture and embayment of plagioclase and roundness of minerals in the lavas indicate disequilibrium conditions during magma crystallization. Chemically, these are meta-aluminous, medium to high-K calc-alkaline, enriched in LILE and negative anomaly for Nb and Ti. Chondrite-normalized Rare Earth Elements (REE) plots indicate enrichment of light REE in comparison with heavy REE, (La/Yb)N of 9.14-12.64, low negative anomaly for Eu in basaltic andesite (Eu/Eu*=0.91) and dacite (Eu/Eu*=0.78-0.87) and strong negative anomaly for Eu in the rhyolites (Eu/Eu*=0.18-0.35). Negative anomaly for Eu indicates calc-alkaline nature for these rocks. On the basis of chemical characteristics and magnetic susceptibility, these are I-type. Tectonically, the rocks belong to subduction zone and active continental margin and their parental magma originated from partial melting of enriched mantle and then crustal contamination during differentiation process. Dacites have an initial 87Sr/86Sr between 0.7048 and 0.7050 (average 0.7049) that confirm mantle source for the magma. Volcanic glasses of rhyolitic composition altered by hydration (likely meteoric water) and formed perlite. Physical tests and chemical analyses show that perlite of Sarbisheh is suitable as raw material for production of expanded perlite.