پرتوزایی توده های مهم سنگ های گرانیتوئیدی ایران و اثرات آن بر محیط زیست

چکیده کانیهای اصلی سازنده گرانیت ها عمدتا کوارتز و فلدسپار اند که به دلیل داشتن سختی و مقاومت بالا، موجب اهمیت کاربردی گرانیت در مصالح ساختمانی شده است. بعلاوه، حضور کانی های فرعی و متنوع در گرانیت ها، باعث اهمیت های اقتصادی و راهبردی آنها شده است. مطالعات ژنتیکی گرانیت ها نشان می دهد که بیشترین عناصر کمیاب، فلزات سنگین و کانسارهای فلزی در ارتباط با منشا و تحولات مذاب سنگهای گرانیتی حاصل شده اند. در تجزیه ژئوشیمیایی سنگهای گرانیتی، وجود عناصرni, cr co, cu, pb, mo, fe, mg, w, au, u, al, rb, sr, th, sm, nd و نیز غلظت شدید بعضی از این عناصر در کانی های فرعی گرانیتی، نشان دهنده اهمیت ساختار ژنتیکی گرانیت در نگهداری عناصر نادر قلیایی خاکی یا (rare earth elements) مخصوصا گروه های حد واسط جدول تناوبی (لانتانید ها و اکتنید ها) است. به همین خاطر وجود مجموعه ای از ایزوتوپ های ناپایدار (radioactives) در گرانیت ها می تواند خطرات زیست محیطی زیادی ایجاد کنند. با توجه به فراوانی گرانیت ها در ایران و نبود مطالعات ایزوتوپی مخصوصا از دیدگاه زیست محیطی، در این تحقیق مطالعات پتروگرافی، آنالیزهای ژئوشیمیایی و خواص فیزیکی (جرم، حجم و چگالی) گرانیت ها همراه با فعالیت رادیواکتیویته چهار نوع از ایزوتوپ های مهم شاملth232 ، u238، ra226 و k40حاصل از تجزیه نمونه هایی از گرانیت های تایباد، زاهدان، مشهد، بیرجند، همدان، زنجان و تکاب تعیین شده است. بطور کلی، رابطه بین حجم و جرم گرانیت و فعالیت رادیواکتیویته آن مشاهده نگردید زیرا قدرت و احتمال واپاشی هسته های رادیواکتیو مستقل از این پارامترها است. اما طی فرایند تفریق بلوری، ترکیب شیمیایی گرانیت ها از عناصر feو mgفقیر و از عناصر si، na و k غنی می شود. طی این فرایند تمرکز عناصر کمیاب افزایش می یابد ولی در نهایت چگالی گرانیت کاهش می یابد. برای اکثر نمونه ها با افزایش اکتیویته اورانیوم، میزان اکتیویته توریم و رادون افزایش می یابد. در میان گرانیت های فوق الذکر، بیشترین فعالیت رادیواکتیویته برای ایزوتوپ های خطرناک th232 وu238 در گرانیت بیرجند و برای ایزوتوپ های خطرناک ra226و k40در گرانیت زنجان مشاهده می شود. ضمنا آنالیزهای ایزوتوپی و مشاهدات میکروسکپی تایید کننده یکدیگرند. مثلا در گرانیت بیرجند، هاله رادیواکتیویته اطراف کانی های زیرکن (ناشی از واپاشی u238) بسیار فراوان است. مخصوصا حضور کانیهای فرعی شامل زیرکن، آپاتیت، اسفن، بیوتیت و گروههای مختلف اپک (opaque) که دربرگیرنده عناصر فعال اند، موجب افزایش غلظت و تشدید فعالیت رادیواکتیویته شده است. در گرانیت بیرجند بالا بودن اکتیویته th232 ارتباط مستقیم با فراوانی اکتیویته u238 دارد. در همه نمونه های گرانیتی مورد این مطالعه، میزان فعالیت تشعشعی k40 (600-1506 bq/kg)نسبت به دیگر ایزوتوپ های تعیین شده به شدت بالاتر است زیرا همه این سنگها غنی از فلدسپار پتاسیم و بیوتیت اند. دلیل اثبات این موضوع گرانیت زنجان است که تفریق (خروج) بلوری در آن به شدت صورت گرفته بطوریکه بیشترین مقدار فلدسپار و کوارتز را در بین گرانیت های ایران دارد. باتوجه به اینکه در اثر تفریق مذاب گرانیتی، فراوانی کانی های کوارتز و فلدسپاری در سنگ بیشتر می شود، بنابراین احتمال غنی شدگی گرانیت های تفریق یافته از ایزوتوپ های ناپایدار نسبت به دیگر سنگهای گرانیتوئیدی، بالاتر است. کلمات کلیدی: گرانیت، پرتوزایی، محیط زیست، کانی های فرعی، ایران.