بررسی ژئوشیمیایی عناصر نادر خاکی و ارتباط آن با سیالات کانه ساز طلا در محدوده معدنی سنجده، ایران مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه محقق اردبیلی

2 زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 استاد دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

منطقه معدنی موته در60 کیلومتری جنوب باختری دلیجان و در بخش مرکزی پهنه سنندج -سیرجان واقع شده است. این منطقه شامل دو معدن فعال به نام چاه خاتون و سنجده و چندین رخداد کوچکتر می‌باشد. واحدهای سنگی رخنمون یافته در منطقه که در حد رخساره شیست سبز تا آمفیبولیت زیرین دگرگون شده‌اند، شامل مجموعه‌ای از سنگ‌های رسوبی، ولکانیکی و ولکانی‌کلاستیک با امتداد عمومی شمال‌شرق –جنوب‌غرب می‌باشد. کانه‌زایی در منطقه مورد‌مطالعه به‌صورت رگه- رگچه‌های کوارتز - سولفید در کانسنگ میزبان متاریولیتی و در امتداد گسل نرمال با روند N40W و شیب به سمت شمال‌شرق رخ داده است. مطالعه و مقایسه رفتار ژئوشیمیایی طلا و عناصر همراه در نمونه‌های کانه‌دار و دگرسان‌شده نشان می‌دهد که در بین عناصر اصلی Si, S و در بین عناصر کمیاب Ag, Te, Th, Bi, Baهمراه با افزایش عیار طلا، افزایش می یابد. مطالعه روند تغییرات و الگوی عناصر نادر خاکی در نمونه‌های کانه‌دار و دگرسان‌شده و مقایسه آن‌ها با نمونه‌های فاقد دگرسانی، بیانگر غنی‌شدگی عمومی به‌ویژه در عناصر خاکی کمیاب سبک موجود در نمونه‌های کانه‌دار میباشد. غنیشدگی عناصر کمیاب خاکی سبک در نمونه‌های دارای کانه‌زایی طلا ، بیانگر تاثیر سیالات گرمابی احیایی غنی از گوگرد، سیلیس و CO2 هم‌زمان با تکتونیک فعال منطقه، در تجمع عناصر فرار و متحرک می‌باشد. همبستگی منفی بین طلا و عناصر خاکی کمیاب سنگین می‌تواند ناشی از تاثیر سیالات فلورداری باشد که سبب شست‌و‌شو و حمل این عناصر گشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geochemical investigation of rare earth elements and its relationship to auriferous ore-forming fluids in Senjedeh mine district, central Iran

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Narges Sadati 1
  • Zahra Nourian Ramsheh 2
  • Mohammad Yazdi 3
1 assistant professor university of Mohaghegh Ardabili
2 geology, faculty of earth sciences, Shahid Beheshti university, Tehran, Iran
3 professor, geology, faculty of earth sciences, Shahid Beheshti university, Tehran, Iran
چکیده [English]

Muteh gold mining district is located 60 km southwest of Delijan in the central part of the Sanandaj-Sirjan zone (SSZ). It consists of two main ore deposits, including the Chah Khatoon and Senjedeh open pits, and several smaller occurrences. Rock units exposing in the area underwent greenschist to lower amphibolite metamorphism. They consist of NW-SE trending deformed and metamorphosed volcano-sedimentary and acidic volcanic rocks. The gold mineralization in the study area occurred as quartz- sulfide veins and veinlets along N40W tending, NE dipping normal faults in metarhyolite host rock. Geochemical behavior of gold and associated elements in mineralized and altered samples indicates that among the major elements, S, Si and among the trace elements Ag, Te, Th, Bi, Ba increasing with the concentration of gold. The concentration of REE and the spider diagram of the samples from altered and mineralized zone and comparison with unmineralized sample indicate a general increasing enrichment for the all REE especially in LREE in the altered and mineralized zone. LREE enrichment in gold mineralization samples indicates the effect of hydrothermal reduced fluids enriched in
sulfur, silica and CO2 on concentration of volatile and mobile elements (LREE) during active tectonic of the region. The negative correlation between gold and HREE elements is probably due to the fluoride fluids that washed and carried these elements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rare earth elements
  • gold mineralization
  • Senjedeh
  • Muteh mining district
  • Sanandaj-Sirjan zone

داده‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی در کنار دیگر اطلاعات، ابزار سودمندی هستند که در تفسیر داده‏‌ها و ارائه کلید اکتشافی و اکتشاف کانسارها به‏‌کار می‌روند. بررسی‏‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی در کانسارهای گوناگون، افزون‏‌بر آن‏‌که راهنمای خوبی در فهم چگونگی و مراحل پیدایش کانسار هستند، ابزار مهم اکتشافی در پی‏‌جویی کانسارهای مشابه به‌شمار می‌روند. الگوی پراکندگی عناصر خاکی کمیاب به‏‌طور معمول برای شناسایی نوع توده‏‌های زمین‏‌شناسی، به‏‌دست‏‌آوردن اطلاعاتی دربارة حمل، غنی‏‌شدگی و تغییرات محیطی فلزها به‌کار برده می‌شود (Daux et al., 1994; Abdelnasser et al., 2018). بررسی‏‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی روی پهنه‏‌های دگرسانی، اهمیت ویژه‏‌ای برای شناخت میزان تغییرات آنها در دگرسانی دارد. تحرک‌پذیری یا تمرکز عناصر خاکی کمیاب هنگام دگرسانی گرمابی، مورد ‏‌بحث و اختلاف‏‌نظر پژوهشگران بوده است. به‌باور برخی پژوهشگران، عناصر خاکی کمیاب نامتحرک هستند و فرایندهایی مانند شستشو و دگرسانی گرمابی بر آنها تأثیرگذار نیست (Palacios et al., 1986)؛ اما بررسی‏‏‌های انجام‏‌شده روی تیپ‏‌های گوناگون کانسارهای طلا مانند اپی‏‌ترمال، مرتبط با توده‏‌های نفوذی و طلا- مس پورفیری نشان داده است این عنصرها در شرایط خاص (مانند: PH کم، نسبت سیال/سنگ بالا و فراوانی کمپلکس‏‏‌های یونی SO42- ، PO43- ، Cl- ، F- و CO32- ) متحرک می‏‏‌شوند (Alderton et al., 1980; Morgan et al., 2012; Liu et al., 2013). به باور Wood (1990)، عناصر خاکی کمیاب بیشتر در شرایط اسیدی بالاتر و با حضورCL- و SO42- کمپلکس پدید می‌آورند و متحرک می‏‏‌شوند. برپایة بررسی‌های Alderton و همکاران (1980)، افزایش یا کاهش عناصر خاکی کمیاب تا دو برابر در هنگام دگرسانی گرمابی، بیشتر را عوامل زیر کنترل می‌کنند:

1- تمرکز REE در کانی‏‌های فعال در واکنش؛

2- پایداری نسبی این کانی‏‌ها در سیال؛

3- مکان‏‌های قابل دسترس در کانی‏‌های ثانویه برای همخوانی REE آزاد‏‌شده در هنگام دگرسانی؛

4- تمرکز REE در سیال افزوده‏‌شده به سنگ‏‏‌ها؛

5- توانایی سیال برای زدودن REE از سیستم.

ازاین‌رو، وجود همخوانی میان سنگ اولیه، تجمعات دگرسانی، ویژگی‏‌های فیزیکوشیمیایی سیال‏‌های کانه‏‌دار، نسبت‏‌های سیال/سنگ و الگوی REE پدیدآمده پذیرفتنی است (Aliyari et al., 2012; Linnen et al., 2014).

از چند دهة گذشته، بسیاری از پژوهشگران به بررسی منطقة موته پرداخته‌اند و هر یک تلاش کرده‏‌اند پرسش‏‌های فراوان دربارة کانسارهای طلای منطقه را به‏‌صورت علمی، منطقی و مستدل پاسخ دهند. برای نمونه، به باور Samani (1988)، کانه‏‌زایی‏‌های طلای منطقه با توده‏‌های گرانیتی وابستگی زایشی دارند. Moritz و Ghazban (1996) با بررسی کانه‏‌زایی‏‌های بخش شکنا در چاه خاتون و سنجده، کانه‏‌زایی‏‌های منطقه را پیامد آمیختگی یک سیال شور ناحیه‏‌ای و یک سیال رقیق دیگر- شاید آب جوی- دانسته‌اند. Mehrabi و همکاران (2012) در مقاله خود کانسارهای منطقة موته را سامانة طلای مرتبط با توده‏‌های نفوذی احیایی دانسته‌اند. Kouhestani و همکاران (2015) کانسار چاه‌باغ را بررسی و برای نخستین‌بار ارتباط کانه‏‌زایی طلا با پهنه‏‌های برشی شکل‏‌پذیر را در منطقه شناسایی و افزون‏‌بر بیان ویژگی‏‌های کانه‏‌زایی‏‌های شکل‏‌پذیر و شکنا در کانسار چاه‌باغ، آنها را از نوع کوهزایی دانسته‏‌اند. با وجود بررسی‏‏‌های فراوان انجام‌شده در منطقة موته گمان می‌رود بررسی دقیق و جامع کانسارهای طلای منطقه با تاکید بر بررسی‏‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی عناصر خاکی کمیاب، افزون‌بر شناخت خاستگاه‌های احتمالی طلا و فرایندهای متأثرکننده توزیع آن، شناسایی فاکتورهای بحرانی پیدایش و تمرکز کانه‏‌زایی طلا را به‌دنبال دارد. در این پژوهش، برای به‏‌دست‏‌آوردن اطلاعاتی از ویژگی‏‌های سیال‏‌های کانه‏‌ساز، بررسی‏‌های زمین‏‏‌شیمیایی با بهره‌گیری از داده‏‌های REE سنگ‌کل نمونه‏‌های سنگی و کانه‏‌دار منطقة سنجده انجام می‌شود.

جایگاه زمین‏‌شناسی منطقه و سنگ‏‌نگاری

منطقة معدنی موته دو معدن فعال چاه‏‌خاتون و سنجده و هشت رخداد طلادار دارد و مهم‏‌ترین منطقة معدنی فعال طلا در ایران به‌شمار می‌رود. از دیدگاه زمین‏‌شناسی، این منطقه بخشی از پهنة دگرگونی سنندج- سیرجان است. این منطقه دربردارندة سنگ‏‌های رسوبی و آتشفشانی دگرگون‏‌شده است که توده‏‌های نفوذی فراوان مافیک تا فلسیک در آنها نفوذ کرده‏‌اند (Badrzadeh, 2019). معدن سنجده در 7 کیلومتری شمال‏‌باختری کارخانة استحصال طلا است. سنگ میزبان این معدن، گنبد ریولیتی و فلسیک‏‌شیست کوه‌سیاه است که بخش‏‌های طلادار اقتصادی آن، در سه پهنة برشی با گسل‏‌های نرمال و ستبرای 3 تا 6 متر دیده می‌شوند (شکل‏‏‌های 1 و 2- A). روند عمومی پهنه‏‌های کششی طلادار N46W و شیب آنها نزدیک به 60 درجه شمال‏‌خاوری است (شکل 2- B). جنس این سنگ‏‌ها، متاریولیت خاکستری رنگ خرد‏‌شده و به‏‌شدت سیلیسی شده‏‌ای است که طلا در آنها متمرکز شده است (شکل 2- C).

 

 

 

شکل 1- نقشة زمین‌‌شناسی محدودة معدنی موته (1. چاه‌خاتون؛ 2. دره اشکی؛ 3. چشمه گوهر؛ 4. سه‌کلوه؛ 5. تنگه‌زر؛ 6. چاه علومه؛ 7. سنجده؛ 8. قروم‌قروم؛ 9. چشمه دستار؛ 10. چاه‌باغ) (Kouhestani et al., 2014)

 

شکل 2- A) نمایی از معدن سنجده و شیست‏‌های سبز و واحدهای متاریولیتی و نمایی از کوه یوخلو (دولومیت پرمین) ( دید رو به جنوب)؛ B) نمایی نزدیک از معدن سنجده و رفتار گسل اصلی نرمال، آرژیلیتی‏‌شدن آشکارا با رنگ سفید در تصویر دیده می‏‌شود؛ C) دگرسانی سیلیسی و رگه‏‌های کوارتز طلادار

 

 

پهنه‏‌های برشی با بخش‏‌های باطله متاریولیتی خاکستری مایل به قهوه‌ای کثیف از هم جدا شده‏‌اند. این بخش‏‌ها به‌همراه میان‏‌لایه‏‌های متابازیتی همگی بخشی از کمپلکس شیست‌سبز هستند (شکل‏‌های 2- A تا 2- C).

در بخش‏‌های سطحی واحد متاریولیتی، پیریت به اکسیدهای آهن تجزیه شده و مهاجرت یون‏‌های آهن ورنی‏‌شدن این بخش‏‌ها را به‌دنبال داشته است (شکل 3- A). در این واحد بافت بلاستوپورفیری عمومیت دارد و زمینة آن بیشتر از کوارتزهای ریزدانه ساخته شده است. بلورهای سرسیت به‏‌صورت تجمع‏‌یافته و جهت‏‌یافته با چین‏‌خوردگی‏‌های ظریف در راستای شیستوزیته سنگ دیده می‏‌شود (شکل 3- B). در بالاترین پلة معدن سنجده در محل پهنة اکسیدی، یک توده متابازیت وجود دارد که در پی حرکت‌های گسلی در واحد متاریولیت جای گرفته است. این واحد با رنگ سبز تیره به‏آسانی از واحدهای سنگی اطراف شناخته می‌شود (شکل 3- C). برپایة بررسی‏‏‌های سنگ‌نگاری مقطع‌های نازک- صیقلی، این واحد دربردارندة پلاژیوکلاز، آمفیبول (اکتینولیت)، کلریت، کلسیت، بیوتیت و به‏‌میزان کمتر پیریت، هماتیت و لیمونیت است و دچار دگرگونی اندکی شده است (شکل 3- D).

 

 

 

شکل 3- A) نمایی از واحد متاریولیت و ورنی‌شدن بخش‏‌های سطحی در پی تجزیة پیریت به اکسیدهای آهن؛ B) تصویر میکروسکوپی XPL  از بلورهای پیریت در امتداد برگوارگی؛ C) نمایی از واحد متابازالت که با رنگ سبز تیره به‏آسانی از واحدهای سنگی اطراف شناخته می‌شود؛ D) تصویر میکروسکوپی XPL از این واحد؛ E) نمونة دستی از فلسیک شیست‏‏‌های منطقه؛ F) تصویر میکروسکوپی XPL از فلسیک شیست‏‌ها

 

 

متا‏‌پلیت‏‌ها از دیگر گروه‌های سنگی هستند که در منطقه رخنمون دارند. این سنگ‏‌ها، سنگ‏‌های دگرگونه آتشفشانی- رسوبی هستند که در حد رخسارة شیست‌سبز دگرگون شده‏‌اند. بخش رسوبی این سنگ‏‌ها از مواد پلیتی، آرژیلی، و ماسه‏‌ای و بخش ماگمایی از مواد انفجاری آذرآواری و همچنین، اپی‌کلاستیک‏‌ها و مواد پدیدآمده از فرسایش مواد آتشفشانی قدیمی هستند. برپایة بررسی‏‏‌های صحرایی، این واحد عموماً رنگ رخنمون خاکستری روشن دارد (شکل 3- E) که در پی فراوانی کانی‏‌های میکایی، به‏‌ویژه مسکوویت، جلای ساتنی از خود نشان می‏‌دهد (شکل 3- F).

 

دگرسانی و کانه‏‌زایی

در منطقة بررسی‌شده، سنگ میزبان کانه‏‌زایی دچار درجه‌های گوناگون دگرسانی شده است و در بیشتر موارد، تا رخسارة شیست‌سبز دگرگون شده‏‌ است. برپایة بررسی‏‏‌های صحرایی، این واحد با رنگ سبز تیره تا سبز مایل به خاکستری بیشترین گسترش را در منطقه به خود اختصاص داده است و بیشتر به‏‌صورت توف و گدازه‏‌های مافیک، به‏‌ندرت به شکل سیل و دایک دیده می‏‌شود. همچنین، در پی گسترش شدت دگرگونی ناحیه‏‌ای و دگرریختی غالب منطقه، عموماً برگوارگی شدیدی از خود نشان می‏‌دهد که شامل تناوب نوارهای سرشار از کانی‏‌های کلریت و کوارتز است (شکل‌های 4- A و 4- B).

دگرسانی گرمابی همراه با رخداد طلا در این ناحیه با سفیدشدگی سنگ‌دیواره و یا سنگ میزبان همراه است و بیشتر شامل دگرسانی‏‌های سیلیسی، سولفیدی، کربناتی، کلریتی، آرژیلیتی و سریسیتی‏‌‏‌شدن است (شکل‏‌های 5- A تا 5- H). دگرسانى با گسل‏‌هاى اصلى ناحیه ارتباط نزدیک دارد و بیشتر کانه‏‌زایی طلا در ارتباط با این گسل‏‌ها هستند. در سنگ‏‌های میزبان معدن سنجده، دگرسانی بیشتر از نوع سیلیسی است و به‏‌صورت رگه‏‌ای و بیشتر در محل تراکم درزه‏‌ها روی داده است (شکل‏‌های 2- C، 5- B، 5- D و 5- H). در برخی پهنه‏‌ها، رگه‏‌های سیلیسی پیریت‏‌دار با ستبرای نزدیک به یک متر دیده می‌شوند. کانه‏‌زایی در کانسار سنجده به‌صورت رگه‏‌های کوارتزی سولفید‏‌دار است که بافت اصلی ماده معدنی را می‌سازند (شکل‏‌های 5- G تا 5- H).

 

 

 

شکل 4- A) نمایی از شیست‌های سبز منطقه که برگوارگی در آنها به‏‌خوبی دیده می‏‌شود؛ B) تصویر میکروسکوپی XPL از واحد شیست سبز

 

شکل 5- A) تصویر نمونة دستی دگرسانی کربناتی؛ B) تصویر میکروسکوپی XPL از دگرسانی کربناتی به‌همراه سیلیسی‏‌شدن و سولفیدی‏‌شدن؛ C) نمایی از دگرسانی کلریتی؛ D) تصویر میکروسکوپی XPL از دگرسانی کلریتی همراه با سیلیسی‏‌شدن؛ E) دگرسانی آرژیلیک در معدن سنجده با رنگ سفید به‏آسانی از دیگر بخش‏‌ها شناخته می‌شود؛ F) ورقه‏‌های نازک سریسیت در زمینة سنگ که بیشتر به‌همراه بلورهای مسکوویت در راستای برگوارگی جای گرفته‏‌اند؛ G) نمونة دستی از رگچة کوارتزی پیریت‌دار؛ H) تصویر میکروسکوپی XPL از رگة کوارتزی با کانه‏‌زایی پیریت


 


روش انجام پژوهش

پس از بررسی‏‏‌های صحرایی و میکروسکوپی، برای بررسی تغییرات عنصرهای اصلی، فرعی، کمیاب و طلا، شمار 21 نمونه برای تجزیة به روش ICP-OES، 17 نمونه برای تجزیة به روش ICP-MS و 8 نمونه برای تجزیة به روش Fired Assay به مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی و SGS آنکارا فرستاده شدند. همچنین، از داده‌های زمین‌شیمیایی 55 نمونه تجزیه‌شده در شرکت تهیه و تولید مواد معدنی ایران (کرج)، به روش Fired Assay و ICP-AES نیز بهره گرفته شد. برای آماده‏‌سازی نمونه‏‌ها خردایش و پودر‏‌کردن در آزمایشگاه تهیة پودر دانشکده علوم‌زمین دانشگاه شهید بهشتی انجام شدند. زمین‏‏‌شیمی پهنه‏‌های کانه‏‌دار و سنگ‏‌های میزبان با تجزیة عنصرهای کمیاب و خاکی کمیابِ نمونه‏‌های سنگی برگزیده (سنگ‏‌های آتشفشانی و دگرگونی) انجام شد.

در پردازش داده‏‌ها، مقدارهای زیر آستانة آشکارسازی دستگاه که به‌صورت صفر و یا bdl گزارش شده بودند، 3/1 آستانة آشکارسازی کم در نظر گرفته شد. برای شناخت چگونگی حضور طلا و عناصر خاکی کمیاب در پهنه‏‌های کانه‏‌دار، پس از بررسی‏‏‌های کانه‌نگاری و شناسایی فازهای سولفیدی، شمار 20 مقطع نازک- صیقلی و 4 مقطع صیقلی برگزیده شدند و با دستگاه الکترون ریزکاو الکترونی (EPMA) در شرکت تهیه و تولید مواد معدنی ایران (کرج) بررسی و تجزیه شدند.

 

نتایج و بحث

توزیع طلا و عنصرهای همراه در رخنمون‏‌های سنگی: برای بررسی فراوانی، توزیع و پراکندگی طلا و عنصرهای همراه آن در پهنه‏‌های دگرسانی و کانه‏‌دار، از پهنه‏‌های کانه‏‌دار و دگرسان نمونه‏‌برداری سنگ‏‌زمین‏‏‌شیمیایی شد.

 

همبستگی زمین‏‏‌شیمیایی طلا و عنصرهای همراه: برای بررسی همبستگی طلا و عنصرهای همراه با آن، ضریب همبستگی برپایة روش اسپیرمن و رسم نمودارهای دومتغیره عنصرهای گوناگون در برابر طلا به‌کار برده شد (شکل 6؛ جدول 1). بر این پایه، طلا بیشترین همبستگی مثبت را با Ag (r=0.49) و Te (r= 0.44) و به‏‌میزان کمتر با Ba (r=0.36)، Bi (r=0.22)، La (r=0.2)، Th (r=0.17)، Sr (r=0.17)، Pb (r=0.16) و As (r=0.12) نشان می‌دهد. همچنین، طلا همبستگی ضعیفی با Fe، K، W و U دارد. افزون‌‌براین، طلا با عنصرهای Cr (r=- 0.39)، Mo (r=- 0.16) و Ni (r=- 0.15) همبستگی منفی و با عنصرهای Ti (r=- 0.09)، Sc ((r=- 0.06)، Zn (r=- 0.04)؛ Co (r=- 0.02) و Rb (r=- 0.01) همبستگی ضعیف منفی نشان می‏‌دهد. همبستگی مثبت نقره و تلوریم با حضور الکتروم و تلوریدهای طلا- نقره توجیه‌پذیر است. برخی پژوهشگران (مانند: Lang و همکاران، 2000؛ Silitoe و Thompson، 1998) همبستگی مثبت Bi و W با طلا در کانسارهای طلا را نشانة ارتباط قوی کانی‏‌سازی با گرانیتوییدها و حتی ماگمایی‏‌بودن آن می‏‌دانند؛ اما برخی دیگر از پژوهشگران (مانند: Goldfarb و همکاران، 1999) غنی‏‌شدن این عنصرها را که در کانسارهای گوناگون با انواع سنگ میزبان و درجات گوناگون دگرگونی دیده می‏‏‌شوند، مستقل از ارتباط فضایی و زمانی آنها با گرانیتوییدها می‏‌دانند. برپایة بررسی‏‌های Ciobanu و همکاران (2005) همراهی طلا با کالکوژنیدهای Bi و Pb در کانسارهای طلا معمول است و چه‌بسا دلیلی بر همبستگی مثبت Bi و Pb با طلا باشد. همبستگی طلا با مس نیز نشانه جایگیری طلا در ساختمان کالکوپیریت است. Kouhestani (2004) نیز از همبستگی مثبت طلا با Cu و Pb و همبستگی منفی طلا با Zn در چاه‌باغ یاد کرده است، ایشان رفتار متفاوت Zn را پیامد تحرک آن هنگام دگرگونی و دگرسانی دانسته‌‏‌اند. همبستگی مثبت ضعیف Sr با طلا به دگرسانی پتاسیم‏‌فلدسپار سنگ دیواره مربوط است، چون این عنصر جانشین پتاسیم در کانی‏‏‌های پتاسیم‏‌دار می‏‏‌شود. همبستگی منفی Co، Cr و Ni با طلا نیز به سرشت اسیدی سنگ میزبان کانه‏‌زایی نسبت داده می‌شود.

 

 

جدول 1- ضریب‌های همبستگی طلا و عنصرهای همراه برپایة روش اسپیرمن

 

Au

Cr

Ni

Pb

Sr

Ba

Ti

Fe

Al

La

Sc

Ca

K

Na

Ag

As

Bi

Co

Cu

Mo

Sb

Zn

W

U

Te

Rb

Th

Au

1

                                                   

Cr

-.391**

1

                                                 

Ni

-0.152

0.238

1

                                               

Pb

0.168

-0.018

.589**

1

                                             

Sr

0.179

0.246

-0.229

0.109

1

                                           

Ba

.361**

-0.04

-0.229

0.06

.616**

1

                                         

Ti

-0.094

.508**

-.432**

-.405**

.475**

.284*

1

                                       

Fe

0.039

0.189

.737**

.512**

0.016

0.024

-.375**

1

                                     

Al

0.01

0.139

-.656**

-.392**

.468**

.341*

.822**

-.622**

1

                                   

La

0.203

0.084

-.308*

-0.137

.347**

.436**

.547**

-0.225

.545**

1

                                 

Sc

-0.063

.514**

-.276*

-0.224

.619**

.417**

.857**

-0.212

.739**

.614**

1

                               

Ca

0.107

0.013

-0.092

0.111

.609**

.527**

0.224

0.104

.329*

0.255

.445**

1

                             

K

0.029

0.106

-.506**

-.304*

.401**

.450**

.627**

-.467**

.791**

.451**

.576**

.322*

1

                           

Na

0.065

-0.072

-.647**

-.328*

.397**

0.208

.617**

-.630**

.892**

.424**

.492**

0.216

.684**

1

                         

Ag

.495**

-0.169

.363**

.456**

-0.089

0.008

-.388**

.400**

-.444**

-0.082

-.325*

-0.189

-.384**

-.391**

1

                       

As

0.129

0.195

.426**

.655**

0.138

0.121

-0.17

.445**

-.290*

-0.088

-0.041

0.082

-0.109

-.390**

.339*

1

                     

Bi

0.213

0.203

.485**

.283*

0.005

-0.043

-0.144

.659**

-.373**

0.012

-0.077

-0.131

-.378**

-.340*

.494**

.314*

1

                   

Co

-0.028

0.197

.904**

.541**

-0.195

-0.136

-.382**

.730**

-.599**

-0.178

-0.218

-0.107

-.494**

-.627**

.427**

.505**

.535**

1

                 

Cu

0.032

0.079

.684**

.486**

-0.131

-0.153

-.366**

.530**

-.544**

-.323*

-0.262

-0.209

-.529**

-.527**

.539**

.366**

.482**

.686**

1

               

Mo

-0.163

0.153

0.206

0.153

0.108

0.161

-0.141

.383**

-0.2

-0.207

-0.025

0.239

-0.055

-.338*

0.102

.420**

0.023

0.23

.313*

1

             

Sb

0.02

.312*

.695**

.693**

0.057

0.026

-.321*

.659**

-.520**

-.271*

-0.15

0.052

-.413**

-.584**

.419**

.765**

.466**

.704**

.627**

.383**

1

           

Zn

-0.042

0.041

.394**

.529**

0.084

0.093

-0.115

.290*

-0.193

-0.101

0.058

0.242

-0.146

-.286*

0.135

.459**

0.063

.397**

.439**

.294*

.438**

1

         

W

0.002

0.178

-.423**

-0.256

.272*

0.214

.648**

-.493**

.654**

.284*

.493**

0.03

.601**

.560**

-0.222

0.017

-.377**

-.369**

-0.132

0.067

-.274*

-0.043

1

       

U

0.075

0.171

.394**

.497**

.350**

.445**

-0.062

.426**

-0.126

0.164

0.206

.395**

-0.005

-0.229

0.25

.636**

0.147

.482**

.348**

.568**

.631**

.416**

0.094

1

     

Te

.443**

-0.093

.317*

.409**

-0.036

-0.111

-.323*

.495**

-.395**

-0.201

-.370**

-.348**

-.405**

-0.208

.652**

0.262

.641**

.386**

.461**

0.03

.338*

-0.026

-0.193

0.102

1

   

Rb

-0.013

0.166

-.453**

-0.262

.369**

.427**

.602**

-.451**

.768**

.413**

.572**

.372**

.958**

.631**

-.398**

-0.083

-.402**

-.448**

-.490**

-0.036

-.336*

-0.151

.608**

0.049

-.459**

1

 

Th

0.179

-0.123

-.332*

0.003

.340*

.427**

.408**

-.306*

.660**

.641**

.465**

.329*

.629**

.680**

-0.229

-0.074

-0.149

-.289*

-.423**

-.281*

-.326*

-0.097

.414**

0.139

-0.191

.639**

1

 

 

 

 

 

شکل 6- نمودارهای دومتغیره عنصرهای مختلف دربرابر طلا (نکته: دو دسته‌بودن نمونه‏‌ها پیامد بالاتربودن عیار طلا در نمونه‏‌های کانی‏‌سازی‌شده است)

 

 

شکل 6- ادامه

 


زمین‏‏‌شیمی عناصر خاکی کمیاب

توزیع و پراکندگی REE در واحدهای سنگی و پهنه‏‌های کانه‏‌دار: در سیستم‏‌های گرمابی، عناصر خاکی کمیاب برای پی‏‌بردن به خاستگاه سیال‏‌های کانه‏‌ساز و فرایندهای برهم‏‌کنش سیال – سنگ به‌کار برده می‏‌شوند. معمولا الگوی بهنجار‏‌شده عناصر خاکی کمیاب دربرابر ترکیب کندریت بازتابی از ویژگی‏‌های خاستگاه و حتی تغییرات تمرکز REE است که هنگام هوازدگی فیزیکی و شیمیایی رخ داده است (Yang et al., 2012). داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‏‏‌شیمیایی عناصر خاکی کمیاب در واحدهای گوناگون سنگی منطقه و پهنه‏‌های کانه‏‌ساز در جدول 2 آورده شده‌اند و ویژگی‏‌های آنها به تفکیک گفته می‏‏‌شوند. درکل، فراوانی عناصر خاکی کمیاب در نمونه‏‌هایِ پهنه‏‌های کانه‏‌دار بیشتر از نمونه‏‌های بدون کانه‏‌سازی است و این غنی‏‌شدگی در عناصر خاکی کمیاب سبک بیشتر دیده می‏‏‌شود. به باور Rolland و همکاران (2003)، در یک پهنه برشی، عنصرهای LREE در حاشیه، تهی‏‌شدگی و در مرکز غنی‏‌شدگی نشان می‏‌دهند. این تهی‏‌شدگی نشان‌دهندة شستشوی شدید و دگرسانی اپیدوتی است. در نمونه‏‌های بررسی‌شده، نمونة S637 نمونه‏‌ای است که کمترین فراوانی REE را دارد و در مقاطع نازک بررسی‏‌شده این سنگ اپیدوتی‏‌شدن به‌فراوانی دیده می‌شود.

غنی‏‌شدگی ضعیف از عناصر خاکی کمیاب سبک و تهی‏‌شدگی ضعیف از عناصر خاکی کمیاب سنگین در این نمونه‏‌ها همراه با منفی‏‌بودن نابهنجاری Eu در نمودار عنکبوتی آنها چه‌بسا نشان‏‏‌دهندة نبود جدایش بلوری مناسب ماگما (کم‏‌بودن آب در ماگمای مادر) و وجود محیط احیایی باشد (Zarasvandi et al., 2005).

الگوی پراکندگیعناصر خاکی کمیاب در متابازیت‏‌ها: الگوی پراکندگی عناصر خاکی کمیاب چهار نمونه از واحدهای متابازیت در اطراف کانسار سنجده در شکل 7 نشان داده شده است. همان‏‌گونه‌که دیده می‏‌شود در بخش راست، نمودار شیب ملایمی دارد. همة نمونه‏‌ها کمابیش الگوی یکسانی دارند. میزان عناصر خاکی کمیاب نمونه‏‌ها برابربا 25/42 تا ppm 54/237 است؛ اما LREE‏‏‌ها دربرابر HREE‏‏‌ها غنی‏‌شدگی نشان می‏‌دهند و (La/Yb)n آنها برابربا 34/1 تا 7/6 است. درجة تفکیک LREE یا (La/Sm)n برابربا 34/1 تا 74/6 است. همان‌گونه‌که در نمودار نیز دیده می‏‌شود، مگر نمونة S637 (که در پی اپیدوتی‏‌شدن بسیار، فراوانی REE و نیز درجة تفکیک کمتری دارد)، در دیگر نمونه‏‌ها غنی‏‌شدگی LREE دربرابر HREE به‌خوبی دیده می‏‏‌شود. میانگین درجة تفکیک میان LREE یا (La/Sm)n برابربا 56/1 و درجة تفکیک میان HREE یا (Gd/Yb)n برابربا 55/2 است. ازاین‌رو، میزان تفکیک در HREE‏‌ها بیشتر از LREE است. همچنین، آنومالی خاصی در Eu دیده نمی‏‌شود و ơEu برابربا 95/0 تا 05/1 است. چنین الگویی با ویژگی‌های REE در سنگ‏‌های مافیک همخوانی دارد (Vesali et al., 2018; Song et al., 1999; Malek-Mahmoudi et al., 2017; Kouhestani, 2004). Kouhestani (2004) نیز چنین الگویی را برای دایک‏‌های متابازیت در چاه‌باغ پیشنهاد کرده است.

 

 

جدول 2- داده‌های زمین‏‏‌شیمیایی عناصر خاکی کمیاب در واحدهای گوناگون سنگی منطقة سنجده (ایران مرکزی) و پهنه‏‌های کانه‏‌ساز (برای بهنجارسازی داده‏‌ها از داده‌های پیشنهادیِ Boynton (1984) برای ترکیب عناصر خاکی کمیاب در کندریت بهره گرفته شد)

Code lab

Sample no

Rock

La

Ce

Pr

Nd

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Yb

Lu

Y

∑REE

LREE

HREE

L/H

(la/Yb)n

(La/Sm)n

(Gd/Yb)n

ơEu

ơCe

(Sm/Eu)n

S629

SN-09

شیست سبز (M)

31

79.9

10.4

41.8

10.2

1.62

9.97

1.46

8.85

1.83

5.5

5.6

0.88

39.7

209.01

174.92

34.09

5.1311

3.73

1.9117

1.4366

0.4911

1.071

2.3732

S630

SN-10

شیست سبز (M)

19

54.4

7.58

33.7

8.5

2.21

10.4

1.52

9.07

1.8

5.07

4.5

0.71

39.6

158.46

125.39

33.07

3.7916

2.847

1.406

1.8649

0.7186

1.091

1.4497

S631

SN-13

شیست سبز (M)

59

147

19.3

77.6

15.8

2.55

15.3

2.14

12.7

2.6

7.9

7.8

1.25

56.3

370.94

321.25

49.69

6.465

5.1

2.3489

1.5828

0.5014

1.048

2.3354

S632

SN-14

شیست سبز (M)

99

282

30.4

108

27

5.29

22.7

2.31

10.7

1.89

5.79

5.6

0.89

40.7

601.57

551.69

49.88

11.06

11.92

2.3064

3.271

0.6533

1.237

1.9238

S633

SN-25

گرانیت موته

62

135

16.3

61.3

12.3

0.82

13.2

1.91

11.9

2.46

7.48

7.4

1.12

58.8

333.19

287.72

45.47

6.3276

5.649

3.1707

1.4394

0.1967

1.022

5.6538

S634

SN-03

شیست سبز (M)

28

71.3

10.1

45.9

12.2

3.12

20.1

3.06

19.5

4.28

11.8

8.9

1.34

100

239.6

170.62

68.98

2.4734

2.121

1.4436

1.8224

0.6091

1.02

1.4738

S635

SN-07-2

شیست سبز (M)

24

57

7.4

32

7.6

1.83

9.79

1.61

10.4

2.19

6.42

6.4

1

50.3

167.64

129.83

37.81

3.4337

2.528

1.9864

1.2343

0.6486

1.029

1.5653

S636

SN-08

شیست سبز (M)

30

80.6

11.1

49.2

12.6

3.16

14.5

2.13

12.7

2.49

6.9

5.9

0.86

55.3

232.14

186.66

45.48

4.1042

3.428

1.4976

1.9831

0.7148

1.063

1.5029

S637

SN-22-2

متابازیت

3

15.6

2.08

9.6

2.6

0.95

3.25

0.53

3.36

0.68

1.88

1.5

0.22

13.3

45.25

33.83

11.42

2.9623

1.348

0.7258

1.7483

0.9992

1.503

1.0315

S638

SN-23-2

شیست سبز (M)

18

54.2

9.52

46

9.9

1.58

8.75

1.47

10.4

2.39

7.78

8.2

1.3

55.8

179.49

139.2

40.29

3.455

1.48

1.1436

0.861

0.519

0.997

2.3617

S639

SN-24-2

متا بازیت

35

87.2

12

52.7

11.6

3.81

12.9

1.73

9.57

1.83

4.91

3.7

0.59

35.6

237.54

202.31

35.23

5.7425

6.378

1.8979

2.8134

0.9523

1.024

1.1475

S640

SN-002

متا بازیت

19

47.4

6.29

27

6.3

2.23

6.66

0.89

4.83

0.88

2.32

1.9

0.34

16.7

126.04

108.22

17.82

6.0729

6.742

1.897

2.8285

1.0526

1.044

1.0648

S641

SN-004

متاریولیت

3

21.2

2.94

12

3.7

0.64

6.44

1.28

9.54

2.15

6.44

6

0.96

48.9

76.29

43.48

32.81

1.3252

0.337

0.51

0.8661

0.4008

1.718

2.179

S642

SN-0010

شیست سبز (M)

37

93

12.5

53.7

12.8

3

14

2.03

12.4

2.56

7.68

7

1.1

52.5

258.77

212

46.77

4.5328

3.564

1.8182

1.6138

0.6852

1.041

1.6082

S643

SN-0013

متابازیت

19

46.2

6.24

27.4

6.8

2.44

8.01

1.13

6.48

1.2

3.07

2.3

0.34

24.3

130.61

108.08

22.53

4.7971

5.569

1.7575

2.8102

1.0108

1.021

1.0504

S644

SN-0015

متاریولیت

3

15.8

1.95

8

2.6

0.56

4.29

0.89

6.43

1.47

4.36

4.3

0.65

33.1

54.3

31.91

22.39

1.4251

0.47

0.7258

0.805

0.5126

1.572

1.75

S645

SN-0020

شیست سبز

30

84

11.6

50.3

12.4

2.9

14.5

2.16

13.4

2.73

7.58

6.4

1.04

56.7

239.01

191.2

47.81

3.9991

3.16

1.5218

1.8282

0.6612

1.084

1.6116

CI Chondorite

 

 

0.31

0.808

0.122

0.6

0.195

0.0735

0.259

0.0474

0.32

0.0718

0.21

0.21

0.032

                     

M: کانی‌سازی‌شده

 

 

شکل 7- الگوی عناصر خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت در نمونه‏‌های متابازیت منطقة سنجده

 

الگوی پراکندگی عناصر خاکی کمیاب در متاریولیت کوه سیاه: در شکل 8 الگوی رفتاری REE در دو نمونه از متاریولیت‏‌های منطقه که سنگ میزبان کانسار سنجده شمرده می‌شوند و یک نمونه از گرانیت موته (نمونة S633) نشان داده شده است. اگرچه الگوی این دو نمونه تا اندازه‌ای همانند الگوی گرانیت موته است، اما میزان عناصر خاکی کمیاب نمونه‏‌های متاریولیت از گرانیت موته کمتر است؛ زیرا سنگ‏‌های آذرین درونی نسبت به هم‌ارز بیرونی‌خود از LREE غنی‏‌تر هستند. همچنین، الگوی عناصر خاکی کمیاب که به ترکیب کندریت بهنجار شده‌ است، نشان‏‌دهندة الگوی تخت برای عناصر خاکی کمیاب سنگین است. این ویژگی با سرشت فلسیک آنها رابطه دارد. تهی‏‌شدگی از La نیز پیامد شستشوی شدید هنگام دگرسانی دانسته می‌شود (Palacios et al., 1986). در این نمونه‏‌ها، Eu آنومالی منفی شدید و Ce آنومالی مثبت اندکی نشان می‏‏‌دهند. آنومالی منفی Eu نشان‏‌دهندة تجزیة پلاژیوکلازها (که سرشار از Eu هستند؛ افزون‏‌بر دگرسانی فیلیک) و بجا‏‌ماندن پلاژیوکلاز در ماگمای خاستگاه و یا جدایش آنها هنگام تبلور ماگماست و نشان‏‌دهندة احیایی‌بودن ماگماست (Li et al., 2015; Bineli Betsia et al., 2018). همچنین، عناصر خاکی کمیاب در الگوی سنگ‏‌های آذرین (به‌ویژه ماگماهای فلسیک) معمولاً بی‏‌هنجاری منفی یوروپیم نشان می‏‌دهند. رفتار یوروپیم در حالت دو ظرفیتی بسیار به یون کلسیم شباهت دارد و جانشین کلسیم در پلاژیوکلازهای کلسیک می‌شود و همراه آنها از سیستم ماگمایی خارج می‏‌شود؛ اما دیگر یون‏‌های این گروه ناسازگار هستند و وارد شبکه کانی‏‌های سنگ‏‌ساز نمی‌شوند و در روند جدایش بلورین ماگما، در مذاب بجامانده غنی می‏‌شوند (عناصر خاکی کمیاب سبک ناسازگارتر از گروه سنگین هستند و در مذاب بجامانده افزایش چشمگیری دارند). عنصرهای HREE کمابیش الگوی تختی را نشان می‏‏‌دهند؛ به‏گونه‌ای‏‌که درجه تفکیک HREE و میانگین نسبت (Gd/Yb)n در این دو نمونه برابربا 83/0 است.

 

 

شکل 8- الگوی عناصر خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت در متاریولیت منطقة سنجده

 

الگوی عناصر خاکی کمیاب در پهنه‏‌های کانه‏‌دار: این الگو کمابیش همانند الگوی متاریولیت بدون کانی‏‌سازی است؛ اما این نمونه‏‌ها نسبت به متاریولیت بدون کانی‏‌سازی، فراوانی REE بیشتری دارند (شکل 9)؛ به‏گونه‌ای‏‌که میزان عناصر خاکی کمیاب در این نمونه‏‌ها برابربا 46/158 تا ppm57/601 است. فراوانی بالای REE در این نمونه‏‌ها چه‌بسا پیامد دگرسانی سیلیسی و سولفیدی است که در نمونه‏‌ها دیده می‏‌شود.

 

 

شکل 9- الگوی عناصر خاکی کمیاب بهنجارشده دربرابر ترکیب کندریت (Boynton, 1984) در پهنه‏‏‌های کانه‌دار و دگرسان منطقة سنجده

 

بررسی‏‏‌های صحرایی و میکروسکوپی ارتباط مکانی و زمانی دگرسانی گرمابی با دگرریختی و کانه‏‌زایی را نشان می‌دهند. آب‏‌زدایی و خروج سیال‏‌ها و مواد فرار، توسعه برگوارگی، چین‏‌خوردگی و بهم‏‌ریختگی واحدهای سنگی پیامد فرایندهای دگرگونی ناحیه‏‌ای هستند. غنی‏‌شدگی از LREE در نمونه‏‌هایِ با کانه‏‌زایی طلا (نمونه‏‌های سولفیدی و سیلیسی) نشان‏‏‌دهندة تأثیر سیال‏‌های گرمابی سرشار از گوگرد و سیلیس در تجمع عنصرهای فرار و متحرک (LREE) هنگام دگرگونی است. آنومالی منفی Eu که در همة نمونه‏‌ها دیده می‏‌شود نشان‏‌دهندة محیط احیایی است و میزان آن برابربا 49/0 تا 71/0 است. همچنین، تفکیک روشنی میان LREE و HREE دیده می‏‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که میزان (La/Yb)n برابربا 12/2 تا 91/11 است و این پدیده نشان‏ می‌دهد سیال‏‌های کانه‏‌ساز از LREE غنی شده‌اند (Giritharan and Rajamani, 2001). همچنین، در بررسی‏‏‌های میکروسکوپی و در تصویرهای BSE کانی‏‏‌های REEدار (مانند: آپاتیت، اسفن، روتیل، زینوتایم و مونازیت) دیده می‌شوند و این نکته نشان‌دهندة غنی‏‌شدگی این نمونه‏‌ها از عناصر خاکی کمیاب هاست (شکل‏‌های 10- A تا 10- C).  

 

 

 

شکل 10- تصویرهای BSE کانی‏‏‌های REEدار در نمونه‏‌های کانه‏‌دار و دگرسان منطقة سنجده. A) آپاتیت (Ap)؛ B) کانی با فراوانی بالای REE به‌صورت میانبار در کانی پیریت که نوع آن به‏‌صورت دقیق شناسایی نشده است؛ C) مونازیت

 

 

برای بررسی ارتباط میان سنگ‏‌های گوناگون و همچنین، پی‏‌بردن به خاستگاه سیال در این سنگ‏‌ها، نمودار Sm دربرابر (Sm/Eu)n رسم شد (پراکندگی داده‏‌ها در راستای یک خط مستقیم نشان‏‌دهندة خاستگاه مشترک است). همان‏‌گونه‌که در شکل 11- A نشان داده شده است، ارتباط پراکنده‏‌ای میان همة نمونه‏‌ها دیده می‌شود؛ اما برپایة این نمودار سه دسته نمونه در نمودار شناسایی شدند. Abdollahi (2009) نیز با بررسی داده‌های به‌دست‌آمده از عناصر خاکی کمیاب و نمودارهای عنکبوتی، سنگ معدن‌های چاه‌خاتون، سنجده، دره‏‌اشکی، و قروم‌قروم را از دیدگاه خاستگاه به سه دستة متامافیک‏‌ها، متاپلیت‏‌ها، و سومین دسته متاریولیت و گرانیت‏‌ها دسته‌بندی کرده‌ است. گمان می‌رود چنین دسته‏‌بندی در ارتباط با نمونه‏‌های اختصاصی سنجده نیز کاربردی است (شکل 11- A).


 

A

B

   

شکل 11- A) نمودار Sm دربرابر (Sm/Eu)n (محدودة سبز: گرانیت و متاریولیت؛‌ آبی: متاپلیت؛‌ سرخ: متابازیت)؛ B) نمودار Eu/Eu* دربرابر Ce/Ce* (Liu et al., 2013)

 

 

بیشتر REEها در بیشتر محیط‏‌های زمین‏‌شناسی ظرفیت 3+ دارند؛ هرچند در برخی محیط‏‌ها Ce ظرفیت 4+ و Eu ظرفیت 2+ نیز نشان می‌دهند که پیدایش آنومالی Ce و Eu را به‏‌دنبال دارد. به‏‌همین‌رو، نسبتCe3+/Ce4+ و Eu2+/Eu3+ در یک سیال و یا ماگما از شرایط اکسیداسیون- احیا و یا درجة حرارت پیروی می‌کند (Linnen et al., 2014). ازاین‌رو، برای پی‏‌بردن به ویژگی‏‌های سیال گرمابی، مقدار Eu/Eu*(ơEu) و Ce/Ce*(ơCe) به‌دست آورده و بررسی می‌شود (مقدارهای بیشتر از یک نشان‏‌دهندة آنومالی مثبت و مقدارهای کمتر از یک نشان‏‌دهندة آنومالی منفی هستند). همان‏‌گونه‌که گفته شد در میان عناصر خاکی کمیاب، Ce و Eu که دو ظرفیت متفاوت دارند، به‏‌خوبی شرایط محیط را نشان می‌دهند. برپایة شکل 11- B و جدول 2، همة نمونه‏‌های بررسی‌شده در پهنه‏‌های کانه‏‌دار و با دگرسانی شدید، آنومالی منفی Eu و آنومالی مثبت Ce نشان می‏‌دهند. در سیال‏‌های گرمابی، سازگاری Eu2+ از Eu3+ کمتر است (Liu et al., 2013). همچنین، آنومالی منفی Eu نشان‏‌دهندة محیط احیایی است.

درکل، الگوی عناصر خاکی کمیاب در نمونه‏‌های پهنه‏‌های کانه‏‌دار نسبت به پهنه‏‌های فاقد کانی‏‌سازی، محتوای REE بالاتری دارند. این ویژگی چه‌بسا نشان‌دهندة غنی‏‌شدگی سیال‏‌های کانه‏‌ساز از عناصر خاکی کمیاب است. همچنین، برپایة تصویرهای BSE، یکی دیگر از علت‌های غنی‏‌شدگی REE در این پهنه‏‌ها، حضور کانی‏‌هایی مانند آپاتیت، مونازیت و روتیل است که مقدار آنها در مقایسه با نمونه‏‌های بدون کانی‏‌سازی چشمگیر است.

ارتباط و همبستگی عناصر خاکی کمیاب و طلا: از مهم‏‌ترین موارد کاربردی عناصر خاکی کمیاب در بررسی کانسارها، شناخت ارتباط و همبستگی این عنصرها با عنصر یا عنصرهای کانسار‏‌ساز است. ازاین‌رو، برای شناخت ارتباط و همبستگی عناصر خاکی کمیاب با طلا، ضریب‌های همبستگی برای عناصر خاکی کمیاب به روش اسپیرمن به‌دست آورده شدند (جدول 3). برپایة این داده‌ها، طلا با عناصر خاکی کمیاب سبک همبستگی مثبت و با عناصر خاکی کمیاب سنگین همبستگی منفی نشان می‏‌دهد. غنی‏‌شدگی از LREE در نمونه‏‌هاییِ با کانه‏‌زایی طلا (نمونه‏‌های سولفیدی، سیلیسی و کربناتی هم‏‌روند برگوارگی) نشان‏‏‌دهندة تأثیر سیال‏‌های گرمابی سرشار از گوگرد، سیلیس و CO2 هم‏‌زمان با زمین‏‏‌ساخت فعال منطقه، در تجمع عنصرهای فرار و متحرک (LREE) است. همبستگی منفی میان طلا و عنصرهای HREE چه‌بسا پیامد تأثیر سیال‏‌های فلورداری است که شستشو و حمل این عنصرها را به‌دنبال داشته‌اند (Gramaccioli et al., 1999).

 

 

جدول 3- ضریب‌های همبستگی برای عناصر خاکی کمیاب برپایة روش اسپیرمن

 

Au

La

Ce

Pr

Nd

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Y

Lu

Au

1

                         

La

0.209

1

                       

Ce

0.121

0.988

1

                     

Pr

0.121

0.891

0.904

1

                   

Nd

0.121

0.891

0.904

 

1

                 

Sm

0.219

0.819

0.809

0.904

0.904

1

               

Eu

0.390

0.963

0.952

0.904

0.904

0.857

1

             

Gd

0.269

0.896

0.898

0.850

0.850

0.922

0.922

1

           

Tb

0.073

0.915

0.928

0.833

0.833

0.880

0.880

0.970

1

         

Dy

-0.319

0.618

0.646

0.646

0.646

0.790

0.538

0.722

0.814

1

       

Ho

-0.365

0.433

0.476

0.523

0.523

0.714

0.380

0.610

0.690

0.970

1

     

Er

-0.439

0.084

0.142

0.333

0.333

0.523

0.095

0.323

0.357

0.766

0.880

1

   

Y

-0.760

-0.163

-0.095

-0.023

-0.023

0.119

-0.239

-0.006

0.107

0.596

0.706

0.850

1

 

Lu

-0.756

-0.144

-0.071

0.023

0.023

0.166

-0.214

0.035

0.142

0.622

0.738

0.880

0.994

1

 

 

نتیجه‌گیری

در کانسار سنجده، گنبد متاریولیتی میزبان کانه‏‌سازی طلا است و در بخش‌های کانی‏‌سازی‏‌شده در حد رخسارة شیست‌سبز دگرگون شده است. بررسی‏‏‌های ساختاری انجام‏‌شده در منطقة موته نشان‏‌دهندة پیدایش آن در پی چندین مرحله دگرریختی است که چین‏‌خوردگی و گسل‏‌خوردگی منطقه را نیز به‌دنبال داشته است.

مقایسه الگوی REEها در پهنه‏‌های کانه‏‌دار و فاقد کانی‏‌سازی نشان می‏‌دهد الگوی عناصر خاکی کمیاب در متابازیت‏‌ها شیب ملایمی به‏سوی راست دارد و درجة تفکیک HREE>LREE است. در این الگو آنومالی منفی یوروپیم دیده نمی‏‌شود و این ویژگی با سرشت مافیک آنها همخوانی دارد. در متاریولیت‏‌ها، HREEها الگویی تخت به‏‌همراه آنومالی منفی یوروپیم نشان می‏‌دهند و این ویژگی با سرشت فلسیک آنها در ارتباط است. الگوی عناصر خاکی کمیاب در پهنه‏‌های کانه‏‌دار کمابیش همانند متاریولیت بدون کانه‏‌سازی است؛ اما این نمونه‏‌ها نسبت به متاریولیت بدون کانی‏‌سازی، فراوانی REE بیشتری دارند. آنومالی منفی Eu در همة نمونه‏‌ها دیده می‏‌شود و نشان‏‌دهندة محیط احیایی است. همچنین، تفکیک روشنی میان LREE و HREE دیده می‏‌شود که نشان می‌دهد سیال‏‌های کانه‏‌ساز از LREE سرشار شده‏‌اند. کانه‏‌زایی طلا به‏‌صورت همراه با فاز سولفیدی درون رگه‏‌های کوارتزی هم‏‌روند با برگوارگی و نشان‏‏‌دهندة ته‏‌نشست همزمان کوارتز و سولفیدها)± طلا ( طی یک رخداد گرمابی یکسان است. شاید آب‏‌زدایی و خروج سیال‏‌ها و مواد فرار، گسترش برگوارگی، چین‏‌خوردگی و بهم‏‌ریختگی واحدهای سنگی پیامد فرایندهای دگرگونی ناحیه‏‌ای باشند. این سیال‏‌های پدیدآمدة سرشار از CO2، H2O و S در مسیر گرادیان فشاری در ستون دگرگونی به‏سوی بالا جابجا شده‌اند و در مسیر خود طلا را از واحدهای آتشفشانی- رسوبی مسیر شسته‌اند و به‏‌صورت کمپلکس بی‏‌سولفیدی و لنزهای سولفیدی و رگه‏‌های کوارتزی سرشار از سولفید ته‏‌نشست کرده‌اند. غنی‏‌شدگی LREE در نمونه‏‌های سولفیدی و سیلیسی‏‌شده نیز نشانة تحرک دوبارة این عنصرها هنگام دگرریختی با سیال احیایی سرشار از گوگرد، سیلیس و CO2 است.

همبستگی مثبت طلا با Bi و W و همبستگی منفی آن با Co, Cr و Ni نشان‏‌دهندة سرشت اسیدی سنگ میزبان کانه‏‌زایی و ارتباط قوی کانی‏‌سازی با گرانیتوییدهاست. همبستگی منفی میان طلا و عنصرهای HREE چه‌بسا پیامد تأثیر سیال‏‌های فلورداری باشد که شستشو و حمل این عنصرها را در پی داشته‌اند. همچنین، غنی‏‌شدگی اندک در عناصر خاکی کمیاب سبک و تهی‏‌شدگی اندک در عناصر خاکی کمیاب سنگین در پهنه‏‌های کانه‏‌دار همراه با منفی‏‌بودن نابهنجاری Eu در نمودار عنکبوتی آنها چه‌بسا نشانة تجزیة پلاژیوکلازها و یا بجا‏‌ماندن پلاژیوکلاز در ماگمای خاستگاه و یا جدایش آنها هنگام تبلور ماگما ‏و نشان‏‌دهندة احیایی‏‌بودن ماگماست. درکل، الگوی عناصر خاکی کمیاب در نمونه‏‌های پهنه‏‌های کانه‏‌دار نسبت به پهنه‏‌های فاقد کانی‏‌سازی فراوانی بیشتری دارند و این ویژگی شاید نشان‌دهندة غنی‏‌شدگی سیال‏‌های کانه‏‌ساز از عناصر خاکی کمیاب باشد.

Abdelnasser, A., Kumral, M., Zoheir, B., Karaman, M. and Weihed, P. (2018) REE geochemical characteristics and satellite- based mapping of hydrothermal alteration in Atud gold deposit, Egypt. Journal of African Earth Sciences 145: 317- 330.

Abdollahi M. J., Karimpour, M. H. and Kheradmand, A. (2009) Stable Isotopes (O, H and S) in the Muteh Gold Deposit. Iranian Society of Crystallography and Mineralogy 17 (1): 3- 16 (in Persian).

Alderton, D., Pearce, J. and Potts, P. (1980) Rare earth element mobility during granite alteration: Evidence from southwest England. Earth and Planetary Science Letters 49: 149- 165.

Aliyari, F., Rastad, E. and Mohajel, M. (2012) Gold Deposits in the Sanandaj–Sirjan Zone: Orogenic Gold Deposits or Intrusion- Related Gold Systems? Resource Geology 62: 296– 315.

Badrzadeh, Z. (2019) Geochemistry and petrogenesis of Mata Lower Jurassic basaltic rocks (Southeast Kerman): Implication to Southern Sanandaj- Sirjan Zone evolution. Iranian Journal of Petrology 36: 154- 170 (in Persian).

Bineli Betsia, T., Ponceb, M. and Chiaradiac, M. (2018) Petrogenesis of the Rio Blanco epithermal Au- Ag mineralization in the Cordillera Occidental of southwestern Ecuador: Assessment from host rocks petrochemistry and ore constituents isotopic (O, S, H, and Pb) compositions. Journal of South American Earth Sciences 86: 70–93.

Ciobanu, C. L., Cook, N. J. and Pring, A. (2005) Bismuth tellurides as gold scavengers. In: Mineral Deposit Research (Eds. Mao, J. W., Mao, F. P.) 1383–1386. Meeting the Global Challenge. Springer, Berlin–Heidelberg, New York, US.

Daux, V., Crovisier J. L., Hemmond, C. and Petit J. C. (1994) Geochemical evolution of basalt rocks subjected to weathering: Fate of the major elements, rare earth elements and thorium. Geochimica Cosmochim. Acta 58: 4941- 4954.

Giritharan, T. S. and Rajamani, V. (2001) REE geochemistry of ore zones in the Archean auriferous schist belts of the eastern Dharwar Craton, south India. Proceedings of the Indian Academy of Sciences - Earth and Planetary Sciences 110: 143- 159.

Goldfarb, R. J., Hart, G., Miller, M., Miller, L., Farmer, G. L. and Groves, D. I. (1999) The Tintina gold belt- a global perspective. British Columbia and Yukon Chamber of Mines 2: 5- 34.

Gramaccioli, C. M., Diella, V. and Demartin, F. (1999) The role of fluoride complexes in REE geochemistry and the importance of 4f electrons: Some examples in minerals, European Journal of Mineralogy 11(6): 983- 992.

Kouhestani, H. (2004) Geology, Mineralogy, Geochemistry and Fabrication of Gold Mineralization in Shear Zone of Chah-Bagh Region in Muteh Mineral Area), (Southwest of Delijan, Isfahan Province). M.Sc. thesis, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Iran (in Persian).

Kouhestani, H., Ghaderi, M., Chang, Z. and Zaw, K. (2015) Constraints on the ore fluids in the Chah Zard breccia- hosted epithermal Au–Ag deposit, Iran: Fluid inclusions and stable isotope studies. Ore Geology Reviews 65(2): 512- 521.

Kouhestani, H., Rashidnejad-Omran, N., Rastad, E., Mohajjel, M., Goldfarb, R. J. and Ghaderi, M. (2014) Orogenic gold mineralization at the Chah Bagh deposit, Muteh gold district, Iran. Journal of Asian Earth Sciences 91: 89–106.

Lang, J. R., Baker, T., Hart, C. J. R. and Mortensen, J. K. (2000). An exploration model for intrusion related gold systems. SEG News letter 40: 6- 15.

Li, B., Zhi, Y., Zhang, L., Ding, Q., Xu, Q., Zhang, Y., Qian, Y., Wang, G., Peng, B. and Ao, C. (2015) U–Pb dating, geochemistry, and Sr–Nd isotopic composition of a granodiorite porphyry from the Jiadanggen Cu– (Mo) deposit in the Eastern Kunlun metallogenic belt, Qinghai Province, China. Ore Geology Reviews 67: 1–10.

Linnen, R. L., Samson, I. M., Williams-Jones, A. E. and Chakhmouradian A. R. (2014) Geochemistry of the Rare- Earth Element, Nb, Ta, Hf, and Zr Deposits. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences, from Treatise on Geochemistry (Second Edition) 13: 543- 568.

Liu, C., Liu, J., Wang, J., Yang, L., Wu, J. and Jia, L. (2013) Geochemical characteristics of rare earth elements and their implications for the Huachanggou gold deposit in Shaanxi Province, China. Journal of Rare Earths 31: 215- 226.

Malek-Mahmoudi, F., Davoudian, A. R., Shabanian, N., Azizi, H. and Dong, Y. (2017) Geochemistry of metabasites from the North Shahrekord metamorphic complex, Sanandaj- Sirjan Zone: Geodynamic implications for the Pan- African basement in Iran. Precambrian Research 293: 56- 72.

Mehrabi, B., Tale Fazel, E. and Shahabifar, M. (2012) Ore mineralogy and fluid inclusions constraints on genesis of the Muteh gold deposit (western Iran). Geopersia 2: 67- 90.

Morgan, B., Rate, A. W., Burton, E. D. and Smirk, M. N. (2012) Enrichment and fractionation of rare earth elements in FeS- and organic- rich estuarine sediments receiving acid sulfate soil drainage. Chemical Geology 60: 308- 309.

Moritz, R., Ghazban, F. (1996) Geological and fluid inclusion studies in the Muteh gold district, Sanandaj- Sirjan zone, Esfahan Province, Iran, Schweiz Mineral. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen 76: 85- 89.

Palacios, C. M., Hein, U. and Dulski, P. (1986) Behaviour of rare earth elements during hydrothermal alteration at the Buena Esperanza copper- silver deposit, northern Chile. Earth and Planetary Science Letters 80: 208- 216.

Rolland, Y., Cox, S., Boullier, A. M., Pennacchioni, G. and Mancktelow, N. (2003) Rare earth and trace element mobility in mid- crustal shear zones: insights f rom the Mont Blanc Massif (Western Alps). Earth and Planetary Science Letters 214: 203- 219.

Samani, B. A. (1988) Metallogeny of the Precambrian in Iran. Precambrian Research 39: 85– 106.

Silitoe, R. and Thompson, J. F. H. (1998) Intrusion–Related Vein Gold Deposits: Types, Tectono‐Magmatic Settings and Difficulties of Distinction from Orogenic Gold Deposits. Resource Geology 4 (4): 237 – 25.

Song, X., Guo, Y., Xu, Q. and Xu, J. (1999) Geology and REE geochemistry of the Besshi- type Cu- Zn deposit at Faziba, SE Gansu, NW China. In: Mineral deposits: Processes to processing (Eds., Stanley et al.) 593-596. Balkema, Rotterdam.

Vesali, Y., Esmaeili, D., Sepidbar, F., Sheibi, M. and Niroomand, S. (2018) Petrology, geochemistry and tectonic setting of alkaline mafic rocks in the Jalal Abad area in the NW of Zarand (Kerman Province): Evidence for Paleo-Tethys rifting in the Central Iran. Iranian Journal of Petrology 33: 1- 20 (in Persian).

Wood, S. A. (1990) The aqueous geochemistry of the rare- earth elements and yttrium: Review of available low- temperature data for inorganic complexes and the inorganic REE speciation of natural waters. Chemical Geology 82: 159- 186.

Yang, X., Liu, J., Zhai, D., Han, S., Wang, H., Yang, L. and Huo, D. (2012) Geochemistry of the Yangla volcanic rocks and its relationship to Cu mineralization in the Yangla copper deposit, western Yunnan, China. Journal of Volcanology and Geothermal Research 243- 244: 38-44.

Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M. (2005) Geology of Darreh- Zerreshk and Ali- Abad porphyry copper deposits, central Iran. International Geology Reviews 47: 620- 646.


دوره 10، شماره 2
تابستان 1398
صفحه 29-48
  • تاریخ دریافت: 03 فروردین 1398
  • تاریخ بازنگری: 25 خرداد 1398
  • تاریخ پذیرش: 18 تیر 1398