دمانتوئید کوه بلقیس، آذربایجان غربی، ایران

نویسندگان: ج. احمدی، ج. راکوان، ب. رحیم‌زاده

گروه زمین‌شناسی و علوم زمین محیطی، دانشگاه میامی، ایالات متحده آمریکا

گروه زمین‌شناسی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

رشته‌کوه‌های بلقیس در استان آذربایجان غربی، در شمال‌غرب ایران واقع شده‌اند. کانی‌سازی اسکارن، که در جریان فاز پایانی کوه‌زایی آلپی شکل گرفته است، شامل نمونه‌های ظریف دمانتوئید است که طی پانزده سال گذشته مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. دمانتوئید، گونه‌ای سبزرنگ از آندرادیت (نوعی گارنت) است که به‌دلیل رنگ، درخشش و کمیابی‌اش مورد تحسین قرار می‌گیرد. تغییرات رنگ در نمونه‌های دمانتوئید ناشی از جانشینی کاتیون‌هایی با اندازه و بار مشابه در محل Y با ساختار بلوری (مکان هشت‌وجهی) است. حضور مقادیر ناچیز کروم (Cr³⁺) معمولاً عامل اصلی ایجاد رنگ سبز تیره در این گوهر است (استاکتون و منسون، ۱۹۸۵؛ آدامو و همکاران، ۲۰۱۱). افزون بر آن، مور و وایت (۱۹۷۲) بیان داشته‌اند که انتقال بار بین‌ظرفیتی Fe²⁺-Ti⁴⁺ و نیز برهم‌کنش‌های Fe²⁺-Fe³⁺ می‌توانند نقش ثانویه‌ای در ایجاد ته‌رنگ‌ها ایفا کنند.

در رشته‌کوه‌های بلقیس، کانی‌سازی دمانتوئید در لایه‌های آهکی موجود در سنگ‌های دگرگون‌شده پالئوزوئیک، شامل آمفیبولیت و سنگ‌های افیولیتی (سرپانتینیت، دیاباز و بازالت) رخ داده است. به‌نظر می‌رسد یک توده نفوذی با ترکیب گرانودیوریتی و احتمالاً متعلق به دوره ژوراسیک، منبع سیالات گرمابی شکل‌دهنده این کانی‌سازی اسکارنی بوده باشد. کانی‌سازی دمانتوئید به‌صورت رگه‌های نازک و حفره‌ای در سنگ‌آهک، در همراهی با پیریت، مگنتیت، کوارتز، کلسیت و دیوپسید مشاهده می‌شود. زمینه‌ سنگی عمدتاً شامل سنگ‌آهک و مرمر بوده که با بلورهای ظریف دیوپسید (تا ۱۰ میلی‌متر) پوشیده شده‌اند (شکل ۱). بلورهای بزرگ دمانتوئید (تا ۸ سانتی‌متر) با مورفولوژی به‌خوبی شکل‌گرفته، عمدتاً با وجوه تراپزوئدری (۲۱۱) و دوازده‌وجهی (۱۱۰) و جلای بسیار خوب، یافت می‌شوند. با وجود کیفیت استثنایی بلورها، تا کنون نمونه‌های جواهرگونه از این منطقه گزارش نشده‌اند. ترک‌های ریز و فراوانی دربرگیرنده، باعث کدر شدن برخی بلورها می‌شوند؛ با این‌حال، رنگ سبز تیره آن‌ها همچنان بی‌نظیر است.

 میکروگراف الکترونی برگشتی از یک مقطع نازک که دربرگیرنده‌های موجود در بلورهای دمانتوئید را نشان می‌دهد. زون‌بندی‌های هم‌مرکز در بلور دمانتوئید در امتداد مسیر پیکان‌های نارنجی دیده می‌شوند. پارامترهای عملیاتی شامل ولتاژ شتاب‌دهنده ۲۵ کیلوالکترون‌ولت، دیافراگم به قطر ۱۲۰ میکرومتر و فاصله کاری ۱۰ میلی‌متر است.

 

زون‌بندی هم‌مرکز، یکی از ویژگی‌های مشخص دمانتوئیدهای منطقه بلقیس است. برای بررسی جنبه‌های ترکیبی زون‌بندی هم‌مرکز و فراورده‌های دربرگیرنده، سه نمونه به صورت مقاطع نازک صیقلی تهیه شدند تا برای تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتوی ایکس (XEDS) و مطالعه خواص نوری در نور قطبیده مورد بررسی قرار گیرند. در میان زون‌های هم‌مرکز دمانتوئید، غلظت آهن در حدود ۰٫۴ درصد وزنی نوسان دارد که در نواحی روشن افزایش نشان می‌دهد. کروم، که رنگ‌زا (کروموفور) اصلی است، در زون‌های مختلف تمرکز متفاوتی دارد: حدود ۰٫۱ درصد وزنی در نواحی تیره و نزدیک به ۰٫۸ درصد وزنی در نواحی روشن. به‌طور مشابه، تمرکز آلومینیوم در نواحی تیره بیشتر است و تفاوتی تا ۷ درصد وزنی بین نواحی روشن و تیره نشان می‌دهد. با پیگیری سیر رشد بلورها از مرکز به لبه، محتوای کلسیم به‌تدریج کاهش می‌یابد. تیتانیوم نیز روندی مشابه را نشان می‌دهد، به‌جز افزایش اولیه در اولین زون تیره. منیزیم همانند کلسیم رفتار می‌کند و به‌تدریج کاهش می‌یابد، ولی در نواحی تیره تمرکز بیشتری دارد. غلظت سیلیس نیز از نواحی روشن به تیره، کاهشی حدود ۴ درصد وزنی را تجربه می‌کند. از مرکز تا لبه، مقادیر تیتانیوم، منیزیم و کلسیم اندکی کاهش می‌یابند، در حالی‌که نوسانات آلومینیوم، سیلیس و کروم، همبستگی بالایی با کنتراست الکترون‌های برگشتی (BSE) در زون‌های هم‌مرکز نشان می‌دهند.

 

منابع:

Adamo, I., G. D. Gatta, N. Rotiroti, V. Diella, and A. Pavese. 2011. “Green andradite stones: Gemmological and mineralogical characterisation.” European Journal of Mineralogy, 23(1): 91–100.

Moore, R. K., and W. B. White. 1972. “Electronic spectra of transition metal ions in silicate garnets.” Canadian Mineralogist, 11(4): 791–811.

Stockton, C. M., and D. V. Manson. 1985. “A proposed new classification for gem-quality garnets.” Gems & Gemology, 21(4): 205–218.

دمانتوئید کوه بلقیس، آذربایجان غربی، ایران

نویسندگان: ج. احمدی، ج. راکوان، ب. رحیم‌زاده

گروه زمین‌شناسی و علوم زمین محیطی، دانشگاه میامی، ایالات متحده آمریکا

گروه زمین‌شناسی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

رشته‌کوه‌های بلقیس در استان آذربایجان غربی، در شمال‌غرب ایران واقع شده‌اند. کانی‌سازی اسکارن، که در جریان فاز پایانی کوه‌زایی آلپی شکل گرفته است، شامل نمونه‌های ظریف دمانتوئید است که طی پانزده سال گذشته مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند. دمانتوئید، گونه‌ای سبزرنگ از آندرادیت (نوعی گارنت) است که به‌دلیل رنگ، درخشش و کمیابی‌اش مورد تحسین قرار می‌گیرد. تغییرات رنگ در نمونه‌های دمانتوئید ناشی از جانشینی کاتیون‌هایی با اندازه و بار مشابه در محل Y با ساختار بلوری (مکان هشت‌وجهی) است. حضور مقادیر ناچیز کروم (Cr³⁺) معمولاً عامل اصلی ایجاد رنگ سبز تیره در این گوهر است (استاکتون و منسون، ۱۹۸۵؛ آدامو و همکاران، ۲۰۱۱). افزون بر آن، مور و وایت (۱۹۷۲) بیان داشته‌اند که انتقال بار بین‌ظرفیتی Fe²⁺-Ti⁴⁺ و نیز برهم‌کنش‌های Fe²⁺-Fe³⁺ می‌توانند نقش ثانویه‌ای در ایجاد ته‌رنگ‌ها ایفا کنند.

در رشته‌کوه‌های بلقیس، کانی‌سازی دمانتوئید در لایه‌های آهکی موجود در سنگ‌های دگرگون‌شده پالئوزوئیک، شامل آمفیبولیت و سنگ‌های افیولیتی (سرپانتینیت، دیاباز و بازالت) رخ داده است. به‌نظر می‌رسد یک توده نفوذی با ترکیب گرانودیوریتی و احتمالاً متعلق به دوره ژوراسیک، منبع سیالات گرمابی شکل‌دهنده این کانی‌سازی اسکارنی بوده باشد. کانی‌سازی دمانتوئید به‌صورت رگه‌های نازک و حفره‌ای در سنگ‌آهک، در همراهی با پیریت، مگنتیت، کوارتز، کلسیت و دیوپسید مشاهده می‌شود. زمینه‌ سنگی عمدتاً شامل سنگ‌آهک و مرمر بوده که با بلورهای ظریف دیوپسید (تا ۱۰ میلی‌متر) پوشیده شده‌اند (شکل ۱). بلورهای بزرگ دمانتوئید (تا ۸ سانتی‌متر) با مورفولوژی به‌خوبی شکل‌گرفته، عمدتاً با وجوه تراپزوئدری (۲۱۱) و دوازده‌وجهی (۱۱۰) و جلای بسیار خوب، یافت می‌شوند. با وجود کیفیت استثنایی بلورها، تا کنون نمونه‌های جواهرگونه از این منطقه گزارش نشده‌اند. ترک‌های ریز و فراوانی دربرگیرنده، باعث کدر شدن برخی بلورها می‌شوند؛ با این‌حال، رنگ سبز تیره آن‌ها همچنان بی‌نظیر است.

 میکروگراف الکترونی برگشتی از یک مقطع نازک که دربرگیرنده‌های موجود در بلورهای دمانتوئید را نشان می‌دهد. زون‌بندی‌های هم‌مرکز در بلور دمانتوئید در امتداد مسیر پیکان‌های نارنجی دیده می‌شوند. پارامترهای عملیاتی شامل ولتاژ شتاب‌دهنده ۲۵ کیلوالکترون‌ولت، دیافراگم به قطر ۱۲۰ میکرومتر و فاصله کاری ۱۰ میلی‌متر است.

 

زون‌بندی هم‌مرکز، یکی از ویژگی‌های مشخص دمانتوئیدهای منطقه بلقیس است. برای بررسی جنبه‌های ترکیبی زون‌بندی هم‌مرکز و فراورده‌های دربرگیرنده، سه نمونه به صورت مقاطع نازک صیقلی تهیه شدند تا برای تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتوی ایکس (XEDS) و مطالعه خواص نوری در نور قطبیده مورد بررسی قرار گیرند. در میان زون‌های هم‌مرکز دمانتوئید، غلظت آهن در حدود ۰٫۴ درصد وزنی نوسان دارد که در نواحی روشن افزایش نشان می‌دهد. کروم، که رنگ‌زا (کروموفور) اصلی است، در زون‌های مختلف تمرکز متفاوتی دارد: حدود ۰٫۱ درصد وزنی در نواحی تیره و نزدیک به ۰٫۸ درصد وزنی در نواحی روشن. به‌طور مشابه، تمرکز آلومینیوم در نواحی تیره بیشتر است و تفاوتی تا ۷ درصد وزنی بین نواحی روشن و تیره نشان می‌دهد. با پیگیری سیر رشد بلورها از مرکز به لبه، محتوای کلسیم به‌تدریج کاهش می‌یابد. تیتانیوم نیز روندی مشابه را نشان می‌دهد، به‌جز افزایش اولیه در اولین زون تیره. منیزیم همانند کلسیم رفتار می‌کند و به‌تدریج کاهش می‌یابد، ولی در نواحی تیره تمرکز بیشتری دارد. غلظت سیلیس نیز از نواحی روشن به تیره، کاهشی حدود ۴ درصد وزنی را تجربه می‌کند. از مرکز تا لبه، مقادیر تیتانیوم، منیزیم و کلسیم اندکی کاهش می‌یابند، در حالی‌که نوسانات آلومینیوم، سیلیس و کروم، همبستگی بالایی با کنتراست الکترون‌های برگشتی (BSE) در زون‌های هم‌مرکز نشان می‌دهند.

 

منابع:

Adamo, I., G. D. Gatta, N. Rotiroti, V. Diella, and A. Pavese. 2011. “Green andradite stones: Gemmological and mineralogical characterisation.” European Journal of Mineralogy, 23(1): 91–100.

Moore, R. K., and W. B. White. 1972. “Electronic spectra of transition metal ions in silicate garnets.” Canadian Mineralogist, 11(4): 791–811.

Stockton, C. M., and D. V. Manson. 1985. “A proposed new classification for gem-quality garnets.” Gems & Gemology, 21(4): 205–218.