Persian 
English 
دانه شماری و مطالعات خاستگاه رسوبی
دانه شماری یک روش مرسوم و نسبتا قدیمی برای تعیین درصد دقیق اجزای سازنده در سنگهای رسوبی تخریبی است که با استفاده از یک شمارنده نقطه ای (point counter) و میکروسکوپ پلاریزان انجام می شود. برای این کار شمارنده نقطه ای روی میز گردان میکروسکوپ نصب می شود و مقطع نازک سنگ رسوبی در بین بازوهای آن قرار داده می شود به طوری که دستگاه شمارنده نقطه ای توسط دو پیچ امکان حرکت روی سطح مقطع را با فواصل یکسان در جهات X و Y فراهم می کند (نگاره 1). با هر گام حرکت شمارنده در جهت X و Y یک بخش از سطح مقطع نازک در مقابل عدسی شیئی قرار می گیرد و ترکیب آن به عنوان یک نقطه شمارش شده ثبت می شود.
دانه شماری یک روش آنالیز مودال (modal analysis) برای تعیین دقیق درصد اجزای سازنده در سنگهای رسوبی تخریبی (و همچنین در سنگهای آذرین) است که با استفاده از آن می توان سنگهای رسوبی را به صورت دقیق نامگذاری کرد. برای شناسایی اغلب اجزای تخریبی در سنگهای رسوبی مانند کوارتز، انواع فلدسپارها، قطعات لیتیک رسوبی، ولکانیکی و دگرگونی و همچنین کانی های سنگین (heavy minerals) معمولا نیازی به رنگ آمیزی (staining) مقطع نمی باشد و شناسایی این اجزا تنها با تهیه مقاطع نازک سنگی و مطالعه آنها در زیر میکروسکوپ پلاریزان انجام می گیرد. با این وجود در مورد برخی از کانی ها مانند برخی از دانه های فلدسپار آلکالن که فاقد ماکل هستند (انواع پتاسیک)، تفکیک آسان این اجزا ضمن دانه شماری از دانه های کوارتز اغلب با رنگ آمیزی مقطع نازک با استفاده از محلول های شیمیایی مانند کبالتی نیترات انجام می گیرد.
علاوه بر تعیین نسبت دقیق اجزای اصلی در سنگهای رسوبی تخریبی و کمک به نامگذاری آنها، از دانه شماری به صورت گسترده جهت مطالعات برخاستگاه تکتونیکی رسوبات (provenance) در سنگ شناسی رسوبی تخریبی استفاده می شود. برای این کار تعداد به لحاظ آماری قابل توجه از دانه های تخریبی (معمولا بیش از 150 عدد) مطابق جداول زیر شمارش می شوند و تعداد هر یک از اجزای تخریبی اصلی و فرعی مشخص می شوند (جدول 1 و 2).
نگاره 1. نمایی از یک دستگاه شمارنده نقطه ای (point counter) روی میزگردان میکروسکوپ پلاریزان
که یک مقطع نازک در بین بازوهای آن قرار داده شده است.
که یک مقطع نازک در بین بازوهای آن قرار داده شده است.
جدول 1. فراوانی اجزای تخریبی بدست آمده از دانه شماری در 6 نمونه ماسه سنگی
جدول 2. تعیین درصد کوارتز، فلدسپار و قطعات لیتیک در 6 نمونه سنگ رسوبی که داده های دانه شماری آنها در بالا آمده است.
پس از تعیین درصد هر یک از اجزای تخریبی، داده های بدست آمده در نمودارهای مثلثی طبقه بندی سنگ های رسوبی بر اساس موقعیت تکتونیکی سنگهای منشأ رسوبات جانمایی می شود. دو نمونه از این نمودارهای مثلثی که اطلاعات بدست آمده از دانه شماری در آنها جانمایی شده است در شکل زیر نشان داده شده است (نگاره 2).
آماده سازی نمونه های کانی سنگین بر اساس فلوچارت زیر انجام می شود:
آماده سازی نمونه های کانی سنگین بر اساس فلوچارت زیر انجام می شود:
نگاره 2. جانمایی ترکیب مودال نمونه های ماسه سنگ (جداول 1 و 2) در نمودارهای تفکیک محیط های تکتونیکی.
برای مطالعات برخاستگاه تکتونیکی سنگهای رسوبی علاوه بر روش تعیین ترکیب مودال سنگهای رسوبی با استفاده از دانه شماری، از داده های ترکیب شیمیایی سنگ های رسوبی تخریبی نیز به صورت معمول جهت تعیین برخاستگاه رسوبات استفاده می شود. برای مطالعه برخاستگاه تکتونیکی سنگهای رسوبی، نمودارهای متعددی توسط پژوهشگران بر اساس شاخص های شیمیایی مختلف معرفی شده است که در اغلب موارد از عناصر اصلی، فرعی و کمیاب و نسبت¬های آنها که مقدار آنها در نمودارهای دوتایی در مقابل همدیگر ترسیم شده است برای تفکیک محیط های تکتونیکی استفاده می شود (نگاره 4).
نگاره 3. موقعیت زمین ساختی (علامت پیکان) محیط رسوبی6 نمونه ماسه سنگی در پایین دست یک کمربند کوهزایی چین خورده-راندگی و در بخش های بالادست یک حوضه پیش بومی
نگاره 4. جانمایی ترکیب نمونه های ماسه سنگی در نمودار دوتایی تفکیک محیط های تکتونیکی بر اساس غلظت هافنیم (Hf) در مقابل نسبت لانتانیوم به توریوم (La/Th).
نکات زیر برای تعیین برخاستگاه سنگهای رسوبی با استفاده از داده های آنالیز ژئوشیمی حائز اهمیت است :
• عناصر ضروری شامل اکسیدهای اصلی، توریم (Th)، اورانیوم (U)، زیرکونیوم (Zr)، هافنیم (Hf)، اسکاندیوم (Sc)، وانادیوم (V)، نیکل (Ni) و کرومیوم (Cr) می باشند.
• عناصر ضروری شامل اکسیدهای اصلی، توریم (Th)، اورانیوم (U)، زیرکونیوم (Zr)، هافنیم (Hf)، اسکاندیوم (Sc)، وانادیوم (V)، نیکل (Ni) و کرومیوم (Cr) می باشند.
• عناصر اسکاندیوم (Sc) و وانادیوم (V) در صورت دسترسی حائز اهمیت زیادی برای تعیین برخاستگاه می باشند.
• اندازه گیری عنصر اسکاندیوم (Sc) تا اندازه ای دشوار می باشد و بنابراین باید پیش از استفاده از آن از مقادیر گزارش شده توسط آزمایشگاه (برای روش اندازه گیری و استانداردهای مورد استفاده) اطمینان حاصل کرد.
• عناصر نادر خاکی (REE) برای مراحل جزئی تر و پیشرفته تعیین برخاستگاه مورد نیاز می باشند.
• حداقال 5 نمونه (با بافت یکنواخت) برای تعیین برخاستگاه مورد نیاز است و لازم است که نمونه ها از لیتولوژی های مشابه با بافت مشابه برداشت شوند. مثلا نباید 1 نمونه شیل، 1 نمونه سیلتستون، 2 نمونه ماسه سنگ ریزدانه و 1 نمونه ماسه سنگ درشت دانه باشد.
• در صورتی که هدف تعیین برخاستگاه لیتولوژی های مخنلف باشد، لازم است که از هر لیتولوژی حداقل 5 نمونه برای تعیین برخاستگاه و تعیین روندهای تکتونیکی انتخاب شود. نمونه های منتخب برای هر لیتولوژی نباید بسیار نزدیک به یکدیگر برداشت شوند زیرا در نمودارها نقاط ممکن است که روی یکدیگر پلات شوند.
• نمونه های نزدیک به یکدیگر برای کنترل نتایج و حصول اطمینان از وجود یک محیط تکتونیکی خاص مفید می باشند.
• بهترین لیتولوژی ها برای تعیین برخاستگاه سنگ های شیلی و سیلتستونی و پس از آنها ماسه سنگ های خیلی ریزدانه تا ریزدانه می باشند. در مورد ماسه سنگ های متوسط دانه تا درشت دانه، دانه شماری (point counting) نتایج بهتری را بدست می دهد.