زمين‌شناسي و كاني‌شناسي پگماتيت‌هاي جنوب مشهد با نگرشي ويژه بر كاني‌سازي ليتيم

Geology and Mineralogy of the Pegmatites of South Mashhad (NE Iran); With Especial Emphasis on the Lithium Mineralization Therein

گرانيت‌هاي جنوب مشهد به مساحت تقريبي 40 كيلومترمربع در استان خراسان رضوي قرار دارند. اين گرانيت‌ها از نوع S، پرآلومين و از نظر خاستگاه زمين‌ساخت ماگمايي از نوع برخوردي و كوهزايي هستند كه ميزبان پگماتيت‌هايي هستند كه آنها را قطع كرده‌اند. در اين نوشتار به نتايج بررسي‌ها، روي پگماتيت‌هاي موجود در اين گرانيت‌ها از نظر كاني‌سازي ليتيم پرداخته شده است. پگماتيت‌هاي جنوب مشهد كه از نوع ساده (غير پيچيده) هستند، 7 رخساره پگماتيتي تشخيص داده شد كه همگي اين رخساره‌ها از نوع LCT (ليتيم- سزيم- تانتاليم) هستند. ميكاهاي اين پگماتيت‌ها از نوع لپيدوليت - مسكوويت و بيوتيت بوده كه مقادير Li در اين ميكاها بالاست و حدوداً به‌طور ميانگين ميان ppm2145 تا 5745 متغير است. گارنت‌هاي درون پگماتيت‌ها، از نوع آهن- منگنزدار (آلماندن- اسپسارتين) است به رنگ سرخ- قهوه‌اي در نمونه دستي ديده مي‌شوند. تورمالين‌هاي درون اين پگماتيت‌ها بيشتر از نوع سري شورل- دراويت و الباييت- شورل هستند كه در نمونه دستي به رنگ تيره ديده مي‌شوند. آپاتيت‌هاي اين پگماتيت‌ها ريزدانه و از نوع هيدروكسي آپاتيت و به مقدار كمتر فلويورآپاتيت هستند. ميانگين شاخص A/CNK در اين پگماتيت‌ها، 3/1 تا 6/1 و ميانگين نسبت Mg/Li، 8/0 الي 9/10 است. ميانگين فراواني مقادير Li در اين پگماتيت‌ها، ppm 5/96 در رخساره "كوارتز+ تورمالين± مسكوويت" و ppm 886 در رخساره "كوارتز+ فلدسپار پتاسيك+ پلاژيوكلاز+ مسكوويت+ لپيدوليت+ گارنت" است. با توجه به‌مطالعات صورت گرفته در سطح رخنمون‌ها، پگماتيت‌هاي مورد مطالعه داراي مقادير كم Mg/Li، مقادير بالاي ليتيم و كاني‌سازي لپيدوليت بوده و از نظر كاني‌زايي ليتيم، داراي پتانسيل مناسبي هستند.

In the south of Mashhad city, situated in the Khorasan-e Razavi Province, NE Iran, there are a number of granitic intrusive bodies intersected by several pegmatite veins. These granitic bodies are of orogenic (collisional), peraluminous, S- type and host the pegmatites in an area of 40km2. This paper presents the geological, geochemical, and mineralogical investigations on the pegmatite veins in order mainly to examine their economic value for lithium and lithium bearing minerals. For this purpose, the pegmatite veins of the area were first mapped and sampled. In this regard, more than 100 samples from the pegmatites and associated granites were taken and investigated using polarized microscopy, SEM, XRD, and ICP. According to the field observations and laboratory examinations, seven individual pegmatite facies were recognized, all of which of LCT (Li, Cs, Ta) type (based on Cerny-2005-classification). The studied pegmatites contain three main types of mica including muscovite, lepidolite, and biotite and host from 430 to 1150 ppm lithium. Beside lithium bearing mica, presence of some other minerals such as garnet (almandine-spessartite), tourmaline (schorl-dravite series and schorl-elbaite series), and apatite are of interest, especially because of their potential for hosting REEs. The average of A/CNK index for the pegmatites is 1.3 to 1.6, while the average of Mg/Li is 3.9 to 24.1. The average of lithium for the facies of "quartz + tourmaline ± muscovite" is 19.3ppm, while the average of Li for the facies of "quartz+ potassium feldspar + plagioclase + muscovite + lepidolite + biotite + tourmaline" is 177.2 ppm. The low Mg/Li ratio, the high content of lithium, and the mineralization of lepidolite introduce the pegmatites of Mashhad as a significant potential for lithium, what that is being introduced for the first time from these pegmatites.