ویژگی‌های زمین‏‌شناسی و زایشی آگات‏‌های منطقة فردوس (خراسان جنوبی)

آگات یا عقیق از خانواده کوارتزهای رشته‏‌ای و گروه کلسدونی به‌شمار می‌رود که برای نخستین‌بار در جزیرة سیسیل ایتالیا معرفی شدند (Bauer, 1977). آگات‏‌ها معمولاً از نوارهای پی‏‌در‏‌پی کلسدونی و کوارتز ساخته شده‏‌اند که به‌علت داشتن اکسیدهای فلزی به رنگ‏‌های گوناگون دیده می‏‌شوند. این کانی از محلول‏‌های سرشار از سیلیس با خاستگاه‌های گوناگون پدید می‏‌آید. با اینکه شرایط پیدایش کانی‏‌های خانواده کلسدونی و از جمله آگات‏‌ها یکسان است، اما تغییرات شرایط زایشی رنگ، ساخت و بافت‏‌های گوناگونی را در آنها پدید می‏‌آورد؛ به‌گونه‌ای‌‏‌که گاه شرایط به‌گونه‏‌ای است که آگات‏‌های پدیدآمده ارزش گوهری پیدا می‏‌کنند و از آنها به‌عنوان سنگ‏‌های قیمتی یا نیمه‏‌قیمتی یاد می‏‌شود (Yazdi et al., 2016).

ایران از کشورهایی است که پتانسیل کانی‏‌های گروه سیلیس، به‏ویژه خانواده کلسدونی را دارد. در استان‏‌های آذربایجان‏‌شرقی، قم، سمنان، یزد و خراسان‌جنوبی، بررسی‌هایی در زمینة اکتشاف آگات یا عقیق انجام شده‌اند (Nabavi, 1976; Hajalilu et al., 2011). آگات‏‌های میانه در آذربایجان‏‌شرقی از مواردی هستند که به‌تازگی Hajalilu و همکاران (2011) آنها را از دیدگاه زمین‏‌شناسی و گوهر‏‌شناسی بررسی کرده‌اند. آنها سنگ درون‏‌گیر آگات‏‌های میانه را عموماً ایگنمبریت و ریولیت و آگات‏‌ها را از نوع پرکنندة حفره‌های این سنگ‏‌ها دانستند و برای آنها صیقل‏‌خوری و شفافیت مناسب با نبود ویژگی چندرنگی و فلوئورسانسی به‌دست آوردند. در بررسی دیگر روی آگات‏‌های ترود در استان سمنان، خاستگاه سیلیس تأمین‌کننده آگات‏‌های ترود از زمینة سنگ‏‌های آتشفشانی دانسته شده است (Shaikhi Geshlag and Ghorbai, 2016). Rezapour و همکاران (2019) آزاد‌شدن سیلیس در پی تجزیة کانی‏‌های سیلیکاته را برای پیدایش کوارتزهای رنگی منطقة قهرود پیشنهاد کرده‌اند.

منطقة فردوس در استان خراسان جنوبی از دیگر مناطق توانمند برای اکتشاف آگات‏‌های با ارزش گوهری است که از دیرباز نمونه‏‌های پراکنده آن تراش و صیقل ‏‌خورده‌‌اند و در بازار به‏‌عنوان نمونه‏‌های نیمه‏‌قیمتی موجود هستند (شکل 1).

شکل 1- تصویرهایی از آگات‏‌های تراش‌خوردة منطقة فردوس موجود در بازار

منطقة فردوس در شمال بلوک لوت عموماً از سنگ‏‌های آتشفشانی سنوزوییک فراگرفته شده‏‌ است و گسترش آگات‏‌ها در میان این سنگ‏‌ها روی داده است. بررسی‌های زمین‏‌شناسی Ahmadirouhani و همکاران (2017) پیدایش سنگ‏‌های آتشفشانی ائوسن در شمال بلوک لوت را به یک پهنة فرورانشی مرتبط دانسته‏‌اند. البته این نتایج را بررسی‌های دیگر نیز ثابت کرده‌اند (Pang et al., 2012; Zarrinkoub et al., 2012; Yousefzadeh et al., 2019; Amirteymoori et al., 2019). توده‏‌های ماگمایی شمال فردوس در منطقة بجستان بیشتر ترکیب گرانیتوییدی دارند و از نوع S هستند که در دو بازۀ زمانی کرتاسه و الیگوسن پدید آمده‌اند (Ahmadirouhani et al., 2017)؛ اما توده‏‌های منطقة کجه در شمال‌باختری فردوس از نوع A هستند و سن الیگو- میوسن دارند و همراه با کانی‏‌زایی مس و ناهنجاری‏‌های Ag، Zn، Au و Pb همراه هستند (Karimpour et al., 2008). بررسی‏ که از دیدگاه بافت و ساخت،‏‌ روی آگات‏‌های این منطقه انجام شده است نشان‌دهندة اینست که کانی‏‌زایی آگات در پی نفوذ و ‏‌نشست سیال‌های گرمابی درون شکستگی‏‌ها و حفره‌های موجود در سنگ‏‌های آتشفشانی رخ داده است (Aghaei et al., 2018). در این پژوهش، تلاش شده است برپایة شواهد و یافته‏‌های صحرایی، ساخت و بافت‏‌، زمین‌شیمی کل سنگ و بررسی‌های سیال‌های درگیر روی آگات‏‌های منطقة فردوس (از 34 درجه و 12 دقیقه تا 34 درجه و 1 دقیقه عرض شمالی و 58 درجه و 3 دقیقه تا 13 دقیقه طول خاوری)، نخست به پیدایش و خاستگاه سیلیس تأمین‌کنندة برای آگات‏‌های منطقه پی برده شود و در ادامه، عوامل زمین‌شیمیایی مؤثر بر رنگ‏‌های آگات‏‌ها بررسی ‌شوند.

زمین‏‌شناسی منطقه

منطقة فردوس در شمال‌خاوری خردقارة ایران‏‌مرکزی در بلوک لوت جای دارد (شکل‌ 2- A). بلوک لوت به‏‌شکل توده‏‌ای کشیده و پایدار با روند شمالی- جنوبی است (Aghanabati, 2004). بیشتر واحدهای سنگ‌شناسی آن از سنگ‏‌های آتشفشانی و رسوبات خشکی هستند (شکل 2- B). از دوران پالئوزوییک، تنها آهک‏‌های پرمین در برخی نقاط رخنمون دارند. پایداری بلوک لوت را به فرایند‏‌های کوهزایی تریاس پایانی نسبت می‏‌دهند (Aghanabati, 2004). رخنمون کهن‏‌ترین واحدهای سنگی در منطقة فردوس مربوط به واحدهای رسوبی ژوراسیک است (شکل 2- B) که از ماسه‏‌سنگ، شیل، مارن و آهک ساخته شده‏‌اند (Pour Latifi, 2003).

سنگ‏‌های آتشفشانی ائوسن بیشترین گستردگی سنگ‏‌های منطقه را دربر گرفته‏‌اند. این سنگ‌ها از دیدگاه ترکیب بسیار گوناگون هستند و بیشترشان میزبان کانی‏‌های گروه کوارتز هستند. این سنگ‏‌های آتشفشانی در برخی بخش‏‌ها میان‌لایه‏‌های از شیل و آهک دارند که گویای یک فرایند آتشفشانی درون‌حوضه‏‌ای هستند. توف‏‌ها عموماً قاعدة سنگ‏‌های آتشفشانی ائوسن را می‌سازند و روی واحدهای رسوبی ژوراسیک به‌صورت دگرشیب جای گرفته‏‌اند (شکل 3- A). این سنگ‌ها رنگ‏‌های روشن تا سرخ رنگ دارند. ایگنمبریت با رنگ صورتی و فنوکریست‏‌های درشت با ظاهر نواری و ضخامت‏‌های متفاوت در منطقه دیده می‏‌شود (شکل‌های 3- B و 3- C). سنگ‏‌های آتشفشانی فلسیک (ریولیت و ریوداسیت‏‌ها) فراوانی کمتری در منطقه دارند و ضخامت بیشتر گدازه‏‌های آنها محدود است. پرلیت به‏‌طور محلی در تجمع‌های کوچک در میان توف‏‌ها دیده می‏‌شود. رنگ عمومی آن تیره است. سنگ‏‌های مافیک و حد واسط با ترکیب بیشتر تراکی‏‌آندزیت و آندزیت بیشترین گسترش را در منطقه دارد (شکل 2- B) و جوان‏‌ترین فاز آتشفشانی در منطقه را نشان می‌دهند (شکل 3- B). آنها تا اندازه‌ای دچار دگرسانی کلریتی شده‏‌اند (شکل 3- D). بیشتر تجمع‌های سیلیسی در مجاورت سازندهای شیشه‏‌ای دیده می‏‌شود. در زمینة توف‏‌ها گرهک‏‌های کوچک سیلیسی دیده می‌شوند (شکل 3- E).

شکل 2- جایگاه منطقة فردوس در نقشه‌های سادة زمین‌شناسی ایران و خردقاره ایران‌مرکزی (Aghanabati, 2004)؛ B) نقشة ساده‌شدة زمین‏‌شناسی منطقه فردوس (برگرفته از Eftekharnezhad و همکاران (1977) با تغییرات)

روی واحدهای ائوسن، واحد کنگلومرای نئوژن جای گرفته است که قطعات آتشفشانی گردشده و رسوبی ژوراسیک دارد. فعالیت‏‌های زمین‌ساختی روی واحدهای نئوژن و لایه‏‌های کنگلومرایی تأثیر داشته است. زمین‌ساخت غالب منطقه مربوط به چین‏‌خوردگی واحدهای رسوبی ژوراسیک است. بیشتر گسل‏‌های منطقه راستالغز و رورانده هستند. تأثیر فعالیت‏‌های زمین‌ساختی شکستگی‏‌هایی درون سنگ‏‌های آتشفشانی پدید آورده است. برخی از شکستگی‏‌های سنگ‏‌های آتشفشانی و کنگلومرای نئوژن با رگه‏‌های سیلیس پر شده‏‌اند. هماتیتی‏‌شدن و کلریتی‏‌شدن از دگرسانی‏‌هایِ منطقه هستند که سنگ‏‌های آتشفشانی را تحت‌تأثیر قرار داده‏‌اند. در برخی بخش‏‌ها، رگه‏‌های سیلیسی در میان پهنه‏‌های دگرسان شده گسترش دارند و قطعاتی از سنگ‏‌های دگرسان‌شده را فراگرفته‏‌اند (شکل 4). این شواهد گویای اینست که زایش کانی‏‌های سیلیسی پس از فرایند غالب زمین‌ساختی و دگرسانی منطقه رخ داده است.

شکل 3- A) نمایی از سنگ‏‌های آتشفشانی پالئوژن که روی سنگ‏‌های رسوبی ژوراسیک جای دارند (دید رو به شمال‌خاوری)؛ B) نمایی از تراکی‏‌آندزیت (سنگ‏‌های حد واسط) که روی ایگنمبریت جای دارند (دید رو به شمال‌باختری)؛ C) نمایی از سنگ‏‌های آتشفشانی فلسیک منطقه (دید رو به شمال‌باختری)؛ D) نمایی از تراکی‏‌آندزیت‏‌ها (سنگ‏‌های حد واسط) که تا اندازه‌ای کلریتی شده‏‌اند؛ E) نمایی از گرهک‏‌های کوارتز (کوارتز کروی یا تخم‌مرغی) با رنگ سبز (علامت‏‌گذاری‌شده) درون توف‏‌ها

شکل 4- نمایی از تجمع‌های سیلیسی که قطعه‌های سنگ میزبان دگرسان‌شده را (علامت‏‌گذاری شده‏‌اند) در خود فرا گرفته‏‌اند

روش انجام پژوهش

پس از بررسی‌های زمین‏‌شناسی و برداشت ویژگی‌های زمین‏‌شناسی آگات‏‌ها و بررسی ویژگی‌های ساختاری، برای بررسی‌های بافتی از نمونه‌ها مقطع‌های میکروسکوپی ساخته شد. برپایة ویژگی‌های صحرایی و میکروسکوپی آگات‏‌ها هشت نمونه (دو نمونه سرخ‌رنگ (رگه‏‌ای)، دو نمونه آگات آبی (غیر‏‌رگه‏‌ای)، یک نمونه کوارتزدودی (رگه‏‌ای)، دو نمونه آمتیست بنفش (غیر‏‌رگه‏‌ای)، و یک نمونه درّکوهی ‌(غیر‏‌رگه‏‌ای)) برای تجزیة کل سنگ برگزیده شدند. نمونه‏‌های برگزیده‌شده پس از پودر‌شدن، برای تجزیة زمین‌شیمیایی به آزمایشگاه MS Analytical در کشور کانادا فرستاده شدند تا به روش ذوب قلیایی و با دستگاه ICP-MS و ICP-OES تجزیه شدند. برای بررسی‌ سیال‌های درگیر در آگات‏‌ها از 6 نمونه آگات، مقطع‌های‌ دوبر صیقل به ضخامت چند میکرون تهیه ‌شدند. بررسی ‌‌سنگ‌نگاری برای تعیین ‌نوع میانبار سیال، فازها، شکل، ابعاد آنها انجام شد. سپس نمونة دوبر صیقل ‌آماده‌سازی‌‌شده با ‌حلال ‌از پلاک جداسازی شد. قطعة کوچکی از نقطه‌هایی که میانبار سیال داشتند در محل استیج گذاشته شد. بررسی‌های ریزدماسنجی روی ‌آنها انجام شدند. در سازمان زمین‏‌شناسی و اکتشاف معدنی ایران، میانبارهای سیال با به‌کارگیری میکروسکوپ پلاریزان Nikon مدل Ep200 شد که به عدسی‏‌های شییی 10X، 50X و 100X مجهز بود، بررسی شدند. اندازه‏‌گیری‏‌های ریزدماسنجی با استیج گرم و سردکنندة مدل MDS600 (ساخت شرکت Linkam) با تغییرات دمایی در بازة 190 تا 600+ درجة سانتیگراد و سیستم نمایش همزمان متصل به کامپیوتر (با توانایی عکسبرداری و تصویربرداری) انجام شدند. کلیه مراحل کار با استفاده از نرم افزار MDS و مانیتورینگ همزمان انجام شد. برای ارزیابی درصد شوری، دانسیته و ترسیم نمودار، نرم‏‌افزار مدلینگ PVTX (Software Modelling for Fluid Inclusion, V2.6) به‌کار گرفته شد که شرکت Linkam آن را طراحی کرده است.

ویژگی‌های ساختی و بافتی

بیشترین پراکنش سازندهای سیلیسی در منطقة فردوس در شمال این شهر در میان سنگ‏‌های آتشفشانی پالئوژن دیده می‏‌شود. در بررسی‌های صحرایی، سازندهای کوارتز‏‌دار در منطقة فردوس بیشتر پرکنندة حفره‌هایِ سنگ‏‌ میزبان با ترکیب بیشتر آتشفشانی هستند. با وجود این، کانی‏‌های کوارتز در این منطقه، در رگه‏‌های سیلیسی نازک (به اندازة چند سانتیمتر) نیز دیده می‌شوند.

ساخت‏‌های رگه‏‌ای، بلوردانی، حلقوی، نواری، ستاره‏‌ای و گل‏‌کلمی و گاه خزه‏‌ای و کروی از ساخت‏‌های مهمی هستند که پرکنندة حفره‌ها به شمار می‌روند.

در ساخت رگه‏‌ای (شکل 5- A) تجمع‌های سیلیس بیشتر به‌صورت رگه و رگچه هایی دیده می‏‌شوند و بیشترشان سنگ‏‌های حد واسط و به میزان کمتر، توف‏‌های منطقه را قطع کرده‌اند. توف‏‌ها و سنگ‏‌های آذرین بیرونی با ترکیب حد واسط، سنگ میزبان رگه‏‌ها و ساخت‏‌های متفاوت سیلیسی هستند. ساخت رگه‏‌ای در میان کوارتزها بسیار متداول است و در این محدوده نیز با توجه به پویایی به لحاظ زمین‌ساختی، حجم چشمگیری دارند.

ساخت بلوردانی (موزاییکی) با تجمع ریزبلورهای کوارتز، به شکلی شناخته می‏‌شوند که بلورهای کوارتز، بی‏‌قاعدگی شدید و حالت درهم‌نفوذکرده‏‌ای را در حاشیة دانه‏‌ها نشان می‏‌دهند (شکل 5- B). در این ساخت، بلورها حالت در‌هم‌رفته و فشرده دارند.

ساخت حلقوی (ژئودی) با نوارهای نیمه‌موازی، باریک و متوالی با اندازة بلورهای مختلف و رنگ‏‌های متفاوت شناخته می‏‌شوند. این ساخت در نمونه‌های بررسی‌شده در قشر بیرونی به‌صورت نهان‌بلور و در به‌صورت بخش‏‌های درونی بلورین است (شکل 5- C). این ویژگی نشان‌دهندة نهشت پی‏‌در‏‌پی فاز سیلیکاتی به‌صورت سریع (کالسدونی) و آرام (کوارتز درشت‌دانه) از محلول‏‌های سرشار از سیلیس است.

برخی آگات‏‌ها به‌طور کامل لایه‏‌بندی نواری دارند و در برخی نمونه‏‌ها، تغییراتی در میان لایه‏‌های یک نوار نشان می‏‌دهند که گویای ساخت نواری هستند (شکل 5- D). نیروی کشش به دیواره ساخت حلقوی را پدید می‏‌آورد؛ با این تفاوت که نوارهای فراوان و متوالی در پی این فرایند پدید می‌‌آیند و نوارهای هم‌مرکزی را پدید می‏‌آورند (Petranek, 2004). سازنده‌های کلوییدی سیلیس (SiOH) تحت‌تأثیر نیروی وزن و گرانش ته‏‌نشین می‌شوند و آگات‏‌های با لایه‏‌بندی را می‏‌سازند. این نوع لایه‏‌بندی پیامد ته‏‌نشینی و سفت‌شدن اسیدهای سیلیسی به‌علت نیروی گرانش است (Petranek, 2004) و به بخش‏‌های پایینی آگات محدود می‏‌شود. شرایط مساعد برای ته‏‌نشست لایه‏‌بندی نواری شاید گاه به پایان برسد و دوباره تکرار شود. تغییر رنگ در میان لایه‏‌های یک نوار نیز شاید دیده شود. تغییر رنگ و ضخامت نوارها محسوس است و فرم‏‌های بسیار زیبایی را نقش‌آفرینی کرده است. نوارهایی به رنگ‏‌های سفید، نارنجی، سرخ و در پاره‏‌ای نقاط، به رنگ صورتی در این محدوده چشم‌نوازی می‏‌کنند. فاصلة میان نوارها کم است و با تغییر رنگ، ضخامت و یا جنس از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند. ازآنجایی‌که در این نوع لایه‏‌بندی، نوارها از ژل سیلیسی خاستگاه می‌گیرند و برپایة نیروی گرانش و معمولاً در دمای پایین ته‏‌نشست می‏‌شوند، همانند فرایند رسوبگذاری، حالت افقی دارند. وجود این بافت گویای آب و هوای گرمسیری و نیمه‌گرمسیری مرطوب محیط است (Götze et al., 2001).

هنگامی‌که دیواره حفره‏‌ها ب کالسدونی و بخش درونی‏‌تر با کوارتز درشت‌دانه پر شده باشد گویای وجود شکستگی‏‌های ستاره‏‌ای در سنگ‏‌های درونگیر و پیدایش ساخت ستاره‏‌ای است (بر گرفته از Hajalilu و همکاران، 2011) (شکل 5- E).

در کل، حالتی که سطح خارجی یا آگرگات یک کانی دایره‌های فراوانی با شکل‌های کروی، قلوه‏‌ای، گل‏‌کلمی یا پستانکی نشان می‏‌دهند. فرم حاصل را ساخت گل‏‌کلمی یا قلوه‏‌ای می‏‌نامند (شکل 5- F). این ساخت در بخش‏‌های مختلفی از منطقة بررسی‌شده به رنگ‏‌های سفید، زرد، نارنجی، سبز، سرخ، سرخ تیـره تا قهـوه‌ای دیده می‏‌شود. در بسیاری از نمونه‏‌هایِ با این ساخت، تغییر و توزیع رنگ در بخش‌های مختلف سطح یک نمونه نیز دیده می‏‌شود. از دیدگاه اندازه، قطر دایره‌ها از چند میلیمتر تا چند سانتیمتر متغیر هستند. این بافت تحت‌تأثیر شکل فضای خالی پرشده با محلول‏‌های غلیظ سیلیسی پدید آمده است.

ساخت خزه‏‌ای، شکلی شبیه به خزه دارد و معمولاً با فرم پستانکی همجواری دارد. گاهی دوایر ساخت پستانکی به یکدیگر می‏‌چسبند و ساخت خزه‏‌ای کم‌کم با گل‏‌کلمی جایگزین می‏‌شود. در این ساخت، عنصرهایی که به‌صورت ناخالصی در حالت ژل سیلیسی در حفره‌ها وارد شده و انتشار یافته‏‌اند، شکل‌های خوشه‏‌ای و رنگی را پدید می‏‌آورند. دیدن بافت خزه‌ای و گل‏‌کلمی در تجمع‌های سیلیسی منطقه چه‌بسا نشان‌دهندة تغییرات فیزیکی- شیمیایی در سیستم‌های گرمابی فعال است و اشباع‏‌شدن سیال با سیلیس و پیدایش ژل سیلیکاته را نشان می‌دهد (Fournier, 1985).

شکل 5- ساخت‏‌های گوناگون از کانی‏‌های سیلیسی در منطقة فردوس. A) رگه‏‌ای؛ B) موزاییکی؛ C) حلقوی؛ D) نواری؛ E) ستاره‏‌ای؛ F) گل کلمی

کوارتزهای فردوس به شکل‏‌ها و رنگ‏‌های گوناگونی در صحرا دیده می‌شوند. کوارتزهایی با بلورهای شفاف و بافت بلوردانی یا ستاره‏‌ای، در اندازة متوسط و گاهی درشت و تا اندازه‌ای خالص و درخشنده در میان آندزیت‏‌ها و تراکی‏‌آندزیت‏‌ها دیده می‏‌شوند. در برخی بخش‌های دیگر، ژئودهایی یافت می‌شوند که از بلورهای بنفش ساخته شده‏‌اند. وجود رگه‏‌ها و نوارهای سیلیسی با رنگ‏‌های گوناگون کوارتز از جمله سرخ، دودی رنگ، آبی، از دیگر انواع کوارتزهای دیده‌شده در منطقة فردوس است. در برخی بخش‏‌ها که ساخت پستانکی یا خزه‏‌ای در آنها دیده می‏‌شود، سازندهای سیلیسی با ساخت و بافت شاخه درختی و رنگ‏‌های گوناگون دیده می‏‌شوند. ساخت کروی یا تخم‏‌مرغی نیز با رنگ عمومی سبز رنگ در میان بخش‏‌هایی از سنگ‏‌های حد واسط با جهت‏‌یافتگی خاص و اندازه‏‌های کوچک‌تر از 5 سانتیمتر دیده می‏‌شوند ( شکل 3- E). ازاین‌رو، از دیدگاه گوهرشناسی، سیلیس‏‌های فردوس به انواع درّکوهی، آمیتیست، ژاسپر، کوارتز آبی، کوارتز دودی و حتی سبز (بسیار اندک) متعلق دانسته می‌شوند (شکل 6).

بافت‏‌های اسفرولیتی، نواری، رشته‏‌ای (واریولیتی)، کریپتوکریستالین و میکروگرانولار از بافت‏‌های رایج دیده‌شده در مقطع‌های میکروسکوپی هستند (شکل 7).

شکل 6- کانی‏‌های سیلیسی گوناگون در منطقة فردوس. A) درّکوهی؛ B) آمیتیست؛ C) کوارتز دودی؛ D) کوارتز سرخ؛ E) کوارتز آبی؛ F) شجر؛ G) کوارتز سبز

شکل 7- انواع بافت‏‌های دیده‌شده در آگات‏‌های فردوس در زیر میکروسکوپ (در PPL). A) بافت رشته‏‌ای و میکروگرانولار؛ B) بافت اسفرولیتی و میکروگرانولار؛ C) بافت میکروگرانولار، کریپتوکریستالین و نواری؛ D) بافت نواری و رشته‏‌ای (مقیاس خطی برابربا 4/0 میلیمتر)

ویژگی‌های سیال‌های درگیر

در ‏‌کل، به‌علت نبود یا شمار بسیار اندک میانبارهای سیال در آگات‌های ریز‏‌بلور، میانبارهای سیال تنها در نمونه‌های کوارتز درشت ‌بلور بررسی ‌شوند. از میان 6 نمونة تجمع‌های سیلیسی به رنگ‌های مختلف که برای بررسی سیال‌های درگیر آماده‏‌سازی شده بودند، تنها دو نمونه که میانبارهای سیال‌های درگیر داشتند بررسی شدند. یک نمونه از این سیلیس‏‌ها (Fs30 از نوع سرخ) از نوع رگه‏‌ای و یک نمونه‌ (بنفشFs39) از نوع غیر رگه‌ای بوده‌اند.

در نمونه‏‌های بررسی‌شده سیال‌های درگیر دو فاز مایع و گاز دارند. برپایة ویژگی‌های این دوفاز در سیال‌های درگیر، آنها به سه نوع زیر دسته‌بندی می‌شوند:

گونة A یا سیال‌های درگیر دو فازه مایع- گاز (با میزان شوری متوسط): در این نوع سیال‌های درگیر فاز مایع همراه با فاز حباب‌ گاز دیده می‌شود. بیشترین ‌حجم سیال‌های درگیر را فاز مایع دربر می‌گیرد و فاز گازی حجم اندکی از حجم سیال‌های درگیر بررسی‌شده را دربر می‌گیرد. این ‌گونه بیشترین فراوانی را در میان سیال‌های درگیر بررسی‌شده دارد. میزان‌ شوری آن‌ متغیر و از 1 تا بیشتر از 10 درصدوزنی NaCl در نوسان است.

گونة B‏‌ یا سیال‌های درگیر دو فازه مایع- گاز (با میزان CO₂ بالا):در این گونه از سیال‌های درگیر، دو فاز کاملاً جداگانة گازی سرشار از CO₂ و H₂O دیده می‌شود. در یک نمونه از سیال‌های درگیر بررسی‌شده، میزان بالای CO₂ در فاز گازی موجب شد تا بتوان TmCO₂ آن نمونه را اندازه‏‌گیری کرد. TmCO₂ به‌دست‌آمده در این نمونه برابربا 8/57- است.

گونة C: سیال‌های درگیر دو فازه گاز+مایع‌ ‏‌(با کلاتریت): این گونه‌ CO₂-H₂O دارد. حضور مقدار اندکی از CO₂ محلول در آب باعث شده است ‌در هنگام فرایند انجماد و اندازه‌گیری Tm(ice)، CO₂ محلول در آب به شکل‌ کلاتریت دیده شود و مقدارهای اندازه‌گیری‌شدة Tm مثبت باشند.

در این بررسی تنها سیال‌های درگیر نخستین برای ریزدماسنجی بررسی شدند. ازآنجایی‌که میزان فاز مایع در نمونه‌های بررسی‌شده که 65 تا 97 درصد از حجم میانبارها را دربر می‌گیرد، این میانبارها درجه پرشدگی بالایی دارند. سیال‌های درگیر بررسی‌شده بیشتر گرد یا بی‌شکل هستند و کمتر به شکل ‌کشیده یا میله‌ای دیده می‌شوند. بیشتر سیال‌های درگیر ثانویه این ‌نمونه‌ها اندازة‌ کوچک‌تری نسبت به سیال‌های درگیر نخستین دارند. اندازة سیال‌های درگیر بررسی‌شده در بلورهای موجود متفاوت و از 7 تا 38 میکرون است.

در اندازه‌گیری‌های انجام‌شده، برای هرسه گونة A، B- و C بررسی‌های ریزدماسنجی به روش گرمایش و انجماد انجام شد. داده‌های حرارت‏‌سنجی و دیگر اطلاعات به‌دست‌آمده در جدول 1 آورده شده‌اند. نمودار دمای همگن‏‌شدگی گروه‌های دمایی متغیری از 107 تا 233 درجة سانتیگراد هستند (جدول 1). بیشترین فراوانی همگن‏‌شدگی دمایی مربوط به بازة دمایی 192- 162 درجة سانتیگراد است. نقطة اوتکتیک (Te) برای هیچ‌یک از نمونه ها تعیین نشده است؛ اما در شماری از نمونه‌های بررسی‌شده کمتر از سطح 8/20- درجة سانتیگراد اندازه‏‌گیری شد. این نکته نشان‌دهندة حضور نمک‌های دیگر ‌افزون‌بر NaCl در سیال کانه‏‌ساز است. برپایة بررسی‌های انجام‌شده روی نمونه‌ها، محدودة شوری متغیر و درصد نمک از 1 تا 10 درصدوزنی است که این ویژگی مربوط به میانبارهای سیال‌ گونة A، B و C است (جدول 1). میانگین درصد شوری از 3/7 تا 3/5 درصد را دربر می‌گیرد.

جدول 1- نتایج بررسی‏ سیال‌های درگیر در کانی‏‌هایی کوارتز منطقة فردوس

جدول 1- ادامه

ویژگی‌های زمین‌شیمیایی

مقدار SiO₂ در نمونه‌های بررسی‌شده برابربا 93 تا 99/99 درصدوزنی است (جدول 2؛ شکل 8). تغییرات مقدار دیگر عنصرها نسبت به این اکسید در نمونه‏‌های گوناگون به‌ترتیب زیر است:

بیشتر تغییرات مقادیر عنصرها در سه رنگ دودی، سرخ و آبی دیده می‌شود. مقدار Al₂O₃ از 02/0 تا 75/0% درصدوزنی است. میزان اکسیدآلومینیم در کوارتزدودی بالاترین میزان (75/0 درصدوزنی) و در دیگر نمونه‌ها نزدیک به 1/0 گزارش شده است. در سه نمونة ژاسپر سرخ، آگات آبی و دودی، مقدار MgO 02/0 تا 03/0 درصدوزنی گزارش شده و مقدار آن در دیگر نمونه‌ها کمتر از آستانة آشکارسازی دستگاه گفته شده است. نمونة سرخ و آبی با تفاوت اندک در میزان سیلیس نسبت به دیگر نمونه‌ها مقدارهای MgO بالایی نشان می‌دهند. مقدار CaO برابربا 03/0 تا 09/3 درصدوزنی گزارش شده است. مقدار این اکسید در نمونه‏‌های سرخ در مقایسه با دیگر نمونه‌ها بالاترین میزان (09/3 درصدوزنی) است و در کوارتز دودی مقدار کمتری (39/0 درصدوزنی) دارد. مقدار K₂O برابربا 01/0 تا 3/0 درصدوزنی است. بیشترین میزان این عنصر در نمونة کوارتز دودی دیده می‌شود و مقدار آن برای دیگر نمونه‌ها از 05/0 کمتر است. مقدار Na₂O در چند رنگ از آگات‏‌های بررسی‌شده برابربا 01/0 تا 15/0 درصدوزنی متغیر است. همانند K₂O این اکسید هم بیشترین میزان را در میان دیگر رنگ‌ها در آگات ‌دودی دارد؛ اما میزان این عنصر برای دیگر نمونه‌ها از مقدارهای K₂O بیشتر است. TiO₂ به میزان 02/0 درصدوزنی و تنها در نمونة آگات دودی گزارش شده است. مقدار Fe₂O₃ از 29/0 تا 21/1 درصدوزنی متغیر است. مقدار Fe₂O₃ برای دو نمونة آگات سرخ بالاترین میزان است و برای کوارتز شفاف (درّکوهی) کمترین میزان گزارش شده است. مقدار MnO در سه نمونه برابربا 02/0 تا 34/1 درصدوزنی گزارش شده است و مقدارهای آن در نمونة دودی بالاترین میزان و برای نمونه‌های سرخ تقریباً نزدیک به‌هم، اما با اختلاف بسیاری نسبت به کوارتز دودی گزارش شده‌اند.

جدول 2- داده‌های تجزیة زمین‌شیمیایی کوارتزهای گوناگون در منطقة فردوس

مقدار REE در نمونه‏‌های که ساخت ‏‌رگه‏‌ای دارند (یعنی همان کوارتزهای دودی‌رنگ و سرخ) بالاتر از نمونه‏‌‏‌های با ساخت‏‌های دیگر هستند (جدول 2؛ شکل 9). الگوی REE بهنجارشده به ترکیب کندریت (شکل 9) برای بیشتر نمونه‏‌ها منقطع است و در بسیاری موارد، الگو تنها برای عنصرهای LREE رسم شده است. این نکته در ارتباط با فراوانی بسیار اندک و متفاوت این عنصرها در ترکیب کانی‏‌های سیلیسی مختلف باشد. به‌گونه‌ای‌که، مقادیر این عنصرها به‌ویژه در HREE به اندازه‌ای بوده است که با دستگاه آنالیز اندازه‏‌گیری شدند. برپایة مدل تبلوری پیشنهادیِ Wang و Merino (1990) و Merino و همکاران (1995)، فراوانی متغییر عنصرها و تغییرات رنگی ناشی از فراوانی آنها در آگات‏‌های بررسی‌شده به ریخت‌شناسی بلورهای سیلیسی متبلورشده و زمان تبلور آنها در سیستم وابسته دانسته می‌شوند؛ به‌گونه‌ای‌که، بخش‏‌های متبلور شده ناپایدار از دیدگاه ریخت‌شناسی و بلورشناسی تعامل بیشتری با کاتیون‏‌های سیال دارند و مقدارهای بالاتری از عنصرهای فرعی (کاتیون‏‌ها) را در خود به دام می‌اندازند. این نوع ناپایداری در مرحله‌های آغازین تبلور کانی‏‌های سیلیس رخ می‏‌دهد و با پیشرفت تبلور و پیدایش بلورهای پایدار و شکل‌دار کاهش می‏‌یابد؛ به‌گونه‌ای‌که کانی‏‌های شکل‏دار‌تر مقدار کاتیون (عنصرهای فرعی) کمتری در ساختار خود دارند.

شکل 9- ترکیب آگات‏‌های فردوس با رنگ‌های گوناگون در نمودار: A) الگوی عنصرهای فرعی بهنجارشده به ترکیب گوشته اولیه؛ B) الگوی عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (هر کدام از رنگ‏‌های نمایش داده‌شده گویای رنگ نمونة تجزیه‌شده است؛ مقدارهای بهنجارسازی برای ترکیب گوشته اولیه و کندریت از Sun و McDonough (1989) و برای ترکیب پوستة بالایی از Rudnick و Gao (2003) هستند)

برپایة شکل‏‌های 8 و 9، تا اندازه‌ای می‏‌توان به این نکته پی برد که بلورهای خودشکل آمیتیست نسبت به کانی‏‌های سیلیسی در رگه‏‌ها (دودی و سرخ رنگ) با بافت عموماً نهان‌بلور تا نواری هستند که از دیدگاه بلورشناسی ناپایدارتر هستند؛ زیرا در ترکیب خود مقادیر کمتری از ناخالصی‏‌ها را دارند. مقدار Eu که شاخصی برای پی‌بردن به تحولات زایشی به‌شمار می‌رود، تنها در نمونه‏‌های رگه‏‌ای (سرخ و دودی) اندازه‏‌گیری شد. مقدار Eu در الگوی بهنجارشده به ترکیب کندریت ناهنجاری منفی نشان می‏‌دهد. در کل، کوارتز دودی در عنصرهای REE، Sr، Th، Ta، U، Sn، Cu، W، Ba، Nb و Rb غنی‏‌تر از دیگر کوارتزهاست. کوارتز سرخ‌رنگ در عنصرهای Cr و Co غنی‏‌تر از دیگر کوارتزهاست. این کوارتزها (سرخ رنگ) در Gd تا Yb روند افزایشی ضعیفی را نشان می‏‌دهند. این ویژگی شاید در ارتباط با آزاد‌شدن HREE از سنگ اولیه و حمل آن با کمپلکس‏‌های فلوئوردار یا کربنات‏‌دار هنگام رویداد فرایند دگرسانی باشد (Wood, 1990). کوارتز آبی‌رنگ نیز در عنصرهای Zr و Hf غنی‏‌تر از دیگر نمونه‏‌هاست. آنومالی مثبت U در این نمودار (حتی بیشتر از ترکیب پوستة بالایی) برای تقریباً بیشتر نمونه‏‌ها، می‏‌تواند به غنی‏‌شدگی این عنصر در سیال عامل زایش کانی‏‌های بررسی‌شده وابسته باشد.

شکل 8- درصدوزنی SiO₂ دربرابر اکسیدهای گوناگون برای آگات‏‌هایی با رنگ‏‌های گوناگون در منطقة فردوس (هر کدام از رنگ‏‌های نمایش داده‌شده گویای رنگ نمونة تجزیه‌شده است)

شکل 10- مقادیر شوری دربرابر دمای همگن‏‌شدن سیال‌های درگیر آگات‏‌های فردوس برای پی‌بردن به پارامترهای زایشی (نماد مربع برای نمونه‏‌های رگه‏‌ای و نماد مثلث در نمونة غیر‏‌رگه‏‌ای) A) برپایة Wilkinson (2001)؛ B) برپایة Volkov و همکاران (2011)