Document Type : Original Article
Authors
1 Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Isfahan, Isfahan,Iran
2 گروه زمینشناسی، دانشگاه پیام‌نور، ایران
Abstract
Keywords
امروزه دانش اکتشاف مواد معدنی به‌صورت یک علم پویا در حال تکامل است و دورسنجی روشی نوین در اکتشاف کانسارها و مواد معدنی ابزار توانمندی در این حوزه به‌شمار می‌رود؛ زیرا امروزه به‌کارنگرفتن فناوریهای به‌روز در اکتشاف مواد معدنی، هدررفتن سرمایههای ملی و اتلاف زمان برای شناسایی و دستیابی به کانیسازیهای جدید را به‌دنبال خواهد داشت. درکل، فنون دورسنجی از روشهای استاندارد، با بازده بالا و کم‌هزینه است که اهمیت به‌سزایی در اکتشاف مقدماتی عنصرهای فلزی دارد. این روش از بهترین روشهای پیجویی کانسارهاست؛ زیرا دارای:
ازآنجایی‌که جایگاه کانسارهای پورفیری بزرگ دنیا و اندوخته‌های طلای اپیترمال، جزیره‌های کمانی و پهنه‌های فرورانش هستند و تمرکز آنها بیشتر در بخش‌های دگرسان‌شدة گسترده و محل گسلهای بزرگ در کنارة دهانههای آتشفشانی همراه با تراورتنهای پیرامون چشمههای آب‌گرم است، بررسی‌های دورسنجی بهترین وسیله در شناخت این نوع کانسارها به‌شمار می‌روند. در این راستا، بررسی‌های دورسنجی برای تهیة تصویر- نقشههای ماهوارهای، تهیة نقشههای خطوارهها، شناسایی ساختمانهای گنبدی، تهیة نقشههای پهنه‌های دگرسانی و نقشة بخش‌های امیدبخش معدنی به‌کار می‌روند.
درکل، پهنة متالوژنیک ارومیه- دختر به‌علت ویژگی‌های زمین‌ساختی ویژه و زمینشناسی خود میزبان، از مهمترین پهنه‌های کانسارهای مس (مولیبدن و طلا) پورفیری و دیگر کانسارهای فلزی با ارزش در جهان است؛ به‌گونه‌ای‌که که امروزه از دیدگاه کانسارهای با ارزش اقتصادی، بخش‌های مرکزی این پهنة ماگمایی توانمند شناخته شده‌اند. پیدایش سیال‌های سرشار از آب، فلزها و بخار پیامد گستردگی ماگمای حدواسط و اسیدی در این پهنه هستند. با نفوذ و ته‌نشینی این سیال‌ها در گسستگیهای سنگهای در برگیرنده، دگرسانی و کانی‌سازی در آنها روی می‌دهد. ازاین‌رو، شناسایی و شناسایی پهنه‌های با پتانسیل معدنی (مانند: بررسی و آشکارسازی بخش‌های با هالههای دگرسانی گرمابی در کانسارهای پورفیری) از اهداف و کاربردهای‌سنجش از دور در زمینة اکتشاف کانسارها هستند. منطقة زفره نیز به‌علت جای‌داشتن در بخش مرکزی پهنة ارومیه-دختر و پهنة کششی زفره، از مناطق با ارزش برای اکتشاف کانسارهای اقتصادی به‌شمار میآید.
پژوهشهای پیشین Mirzaei (2015) روی اندیس ماربین دربردارندة بررسی‌های سنگ‌شناسی، کانه‌نگاری و پیجویی زمین‌شیمیایی هستند. برپایة نتایج اکتشافات زمین‌شیمیایی نخستین از نمونههای سنگی برداشت‌شده از رخنمونهای منطقه، این محدوده از دیدگاه ذخیرة مولیبدن- قلع و همچنین، طلا، پتانسیل اقتصادی دارد. ازاین‌رو، محدودة ماربین یک اندیس با بی‌هنجاری مولیبدن، طلا و قلعِ با اهمیت کمابیش کمِ مس است که بیشترین تشابه را با کانسارهای مولیبدن نوع پورفیری نشان می‌دهد. ازسوی‌دیگر، یافته‌های به‌دست‌آمده از سنگ‌نگاری سنگ میزبان و دماسنجی سیال‌های درگیر در کوارتزهای رگه- رگچهای و تودهای در رخنمون محدودة اکتشافی ماربین گویای تشابه اندیس ماربین با کانسارهای مولیبدن پورفیری هستند (Mirzaei et al., 2016).
بررسی‌های سنگ‌شناسی، کانی‌سازی و زمین‌شیمیایی در محدودة اکتشافی کهنگ (زفره) از بررسی‌های پیشین انجام‌شده در بخش‌های پیرامون محدودة اکتشافی ماربین است. نتایج به‌دست‌آمده از این بررسی‌ها گویای کانسارسازی مس پورفیری در کهنگ هستند (Asadi, 2007; Hatami, 2008; Farahani Farmahini, 2008; Komeili, 2010; Harati, 2011). Moinifar (2011) اندیس فلزی مس- مولیبدن پورفیری زفره را از دیدگاه بررسی‌های سنگ‌زمین‌شیمیایی سیستماتیک و بررسی‌های زمین‌فیزیکی بررسی کرده است. همچنین، با به‌کارگیری پردازشهایسنجش از دور و بررسی‌های سنگ‌نگاری به شناسایی و تفکیک پهنه‌های دگرسانی در منطقه پرداخته است. برپایة تازه‌ترین بررسی‌های Khodadadi و Arfania (2017) و Hosseini و همکاران (2014) در منطقة زفره، وابستگی میان تراکم خطوارهها و مناطق دگرسان شده اثبات شده است؛ به‌گونه‌ای‌که بخش‌های با دگرسانی گرمابی با بخش‌های گسله و خطوارهها همخوانی نشان می‌دهند و پتانسیل بالای معدنی (مانند کانسارسازی سامانههای پورفیری) دارند.
در این پژوهش، با استخراج اطلاعات مورد نیاز از داده‌های ماهوارهایسنجنده ASTER و آمیختن آنها با ویژگی‌های زمینشناسی صحرایی و یافته‌های سنگ‌نگاری و زمین‌شیمیایی، نقشة دگرسانیهای گوناگون در منطقة ماربین تهیه شد و سرانجام بخش‌های مستعد کانی‌سازی برای پیشرفت نتایج در اکتشافات آینده معرفی شدند.
زمینشناسی منطقه
منطقة اکتشافی ماربین در 22 کیلومتری شمال‌خاوری روستای زفره در استان اصفهان و در عرض جغرافیایی شمالی ″42 ´09° 33 و طول جغرافیایی خاوری ″55 ´34 °52 جای دارد. این منطقه بخشی از ورقه 1:100000 اردستان و 1:250000 کاشان است (Radfar, 1998 ; Amidi and Zahedi, 1983) (شکل 1). از دیدگاه جایگاه زمینشناسی ناحیهای، اندیس ماربین در بخش مرکزی پهنة زمین‌ساختی- ماگمایی ارومیه- دختر جای دارد. به باور بیشتر زمین‌شناسان این پهنه یک کمان ماگمایی از نوع آند است که در پی فرورانش سنگ‌کرة اقیانوسی تتیس جوان به زیر ایران مرکزی و در پی کوهزایی آلپ پدید آمده است. در پی این رویداد، فرایندهای آذرین ائوسن- میوسن از بازیک تا اسیدی در این پهنه روی داده‌اند (Shahabpour, 2005). از دیدگاه زمین‌شیمیایی، سریهای ماگمایی این پهنة ماگمایی در زمان ائوسن سرشت کالک‌آلکالن داشته‌اند؛ اما به‌سوی الیگوسن و میوسن میانی- بالایی، سرشت شوشونیتی (پتاسیم بالا) یافته‌اند (Aftabi and Atapour, 2000) و سرانجام آخرین فرایندهای ماگمایی (نئوژن بالایی) سرشت آلکالن بایمودال و آداکیتی پیدا کرده‌اند (Khodami, 2009; Sayari, 2015).
به‌باور Agard و همکاران (2005)، تغییر در ترکیب ماگماتیسم پهنة ارومیه- دختر گویای آغاز برخورد پایانی میان صفحة عربی و مرز ضخیم‌شدة اوراسیاست. زمان این برخورد از کرتاسه پایانی تا ائوسن میانی برآورد شده است. ازاین‌رو، بررسی‌های سن‌سنجی انجام‌شده روی کانسارهای پورفیری در راستای پهنة ارومیه- دختر نشان‌دهندة یکسان‌نبودن پیدایش این کانسارها از دیدگاه زمانی و نامنظم‌بودن لبة صفحه عربی از دیدگاه ساختاری (در صورت برخورد ناهمزمان در راستای این پهنه) هستند (Mirnejad et al., 2013; Ayati et al., 2013; Aghazadeh et al., 2012; Taghipour et al., 2008; McInnes et al., 2003). به‌باور Shafiei و همکاران (2009)، اصلیترین ماگمازایی میزبان برای کانسارهای مس- مولیبدن پورفیری (سرچشمه و میدوک) در ایران، ماگماتیسم کالک‌آلکالن در پی فرایندهای پس از برخورد (میوسن بالایی) در پهنة ارومیه- دختر است.
شکل 1- نقشه موقعیت جغرافیایی منطقة ماربین و راههای دسترسی به آن روی تصویر ماهوارهای با ترکیب رنگی (RGB=321) (Sayari, 2015)
از دیدگاه جایگاه زمینشناسی ساختاری، اندیس ماربین در بخش مرکزی پهنة کششی زفره و در خاور یک خطواره زمین‌ساختی دراز به نام گسل زفره با سازوکار راستالغز راستگرد و روند شمال‌باختری- جنوب‌خاوری جای گرفته است. گسلهای ماربین- رنگان و برگوهر با جابجایی راستالغز راستگرد از شاخههای فرعی گسل زفره به‌شمار می‌روند و در شمال منطقة ماربین جای دارند (شکل 2).
شکل 2- سامانة گسلی قم- زفره و دیگر گسلهای منطقة زفره به‌همراه موقعیت اندیس ماربین روی تصویر ETM+ (Beygi, 2013)
از دیدگاه زمینشناسی ناحیهای، به‌دنبال همگرایی در راستای شمال‌باختری- جنوب‌خاوری میان صفحة عربی و اوراسیا، شماری از سیستمهای گسلی راستالغز راستگرد، همانند سیستم گسلی زفره در بخش مرکزی پهنة زمین‌ساختی- ماگمایی ارومیه- دختر و گسل نایین- بافت پدید آمده‌اند (Bagheri et al., 2007). برپایة پیشنهاد Hosseini و همکاران (2014)، پیدایش پهنة کششی راستالغز در منطقة زفره به‌علت استرس تراکششی در میان دو خطوارة زمین‌ساختی قم- زفره و نایین- بافت، افزون‌بر آسان‌شدن صعود و جایگزینی تودههای نفوذی و پیدایش دایکها به‌صورت گسترده، سیستمهای گرمابی کانه‌زایی فراوانی (مانند کانسارهای پورفیری و اپیترمال مرتبط با این دو خطواره زمین‌ساختی) دچار تمرکز زمانی- مکانی شده‌اند (شکل 3). ازاین‌رو، برپایة بررسی‌های صحراییِ Mirzaei (2015)، در محدودة اکتشافی ماربین، کهنترین سنگهای رخنمون‌یافتة این مجموعه، واحدهای نیمه‌ژرف و آتشفشانی فلسیک به سن ائوسن هستند. این سنگ‌ها به‌صورت چشمگیری با رخنمونهایی به بزرگی چندین هزار متر در منطقه دیده می‌شوند (شکل4). بیشتر این سنگ‌ها ترکیب داسیت و ریولیت- ریوداسیت پورفیری دارند و پس از پیدایش گسلهای کوچک آنها را قطع کرده و سپس دستخوش دگرسانیهای گرمابی شده‌اند. شیشههای آتشفشانی دانهریز و برشهای گرمابی ریولیتی نیز در این واحدها دیده می‌شوند. به‌سوی خاور، واحدهای متامونزودیوریت و به‌سوی جنوب، دایکهای آندزیتی نیز دیده می‌شوند. رسوب‌های آبرفتی دورة عهد حاضر جوان‌ترین واحد سنگ هستند که به‌صورت رسوب‌های آبراههای پای ارتفاعات را پوشاندهاند. در پی عملکرد محلولهای گرمابی کانهزا در منطقه، دگرسانیهای گرمابی گوناگونی از جمله فیلیک، پروپیلیتیک و سیلیسی رخ داده‌اند. برپایة پیمایشهای صحرایی، حضور دگرسانیهای فیلیک و سیلیسی‌شدن در مرکز منطقه و در واحدهای ریولیت- ریوداسیتی تایید شد. کانی‌سازی به‌صورت افشان، استوکورکهای سیلیسی و برش گرمابی از مهمترین ویژگی‌های این پهنه است. پیدایش اکسیدها و هیدرواکسیدهای آهن و منگنز به‌دنبال هوازدگی و شستشو در این منطقه، پهنة گوسان را پدید آورده است. دگرسانی آرژیلیک که با حضور کانیهای رسی شناخته می‌شود، گسترش اندکی دارد و در نزدیکی رگههای کوارتز سولفیددار دیده می‌شود. این دگرسانی گاه با دگرسانی فیلیک همپوشانی نشان می دهد و به‌صورت یک پهنه جداگانه در منطقه دیده نمی‌شود. سرانجام دگرسانی پروپیلیتیک که پیامد تجزیة کانیهای فرومنیزیندار و پلاژیوکلاز در سنگهای داسیتی است در حاشیه بیرونی منطقه کانه‌زایی با رنگ سبز دیده می‌شود.
شکل3- تصویر لندست ETM+ (R:4/3, G:5, B:5/1) پهنة کششی راستالغز زفره. اندیس ماربین و دیگر کانسارهای مهم با پیکسلهای روشن و نام‌گذاری روی تصویر نشان داده شده‌اند (Hosseini et al., 2014)
شکل 4. نقشة زمینشناسی منطقه و موقعیت اندیس ماربین روی آن (برگرفته از نقشه 1:100000 اردستان؛ Radfar، 1998)
روش انجام پژوهش
نخست نقشههای زمینشناسی و داده‌های ماهوارهای منطقة ماربین گردآوری شدند. در این پژوهش، داده‌های SWIR و VNIRسنجندة ASTER برای شناسایی و تفکیک دگرسانیها به‌کار برده شدند. اندیس ماربین در شمارة گذر 163 و ردیف 37 مسیر تصویربرداری ماهوارة لندست ETM+ و سنجندة ASTER با شمارة AST_ L1B_ 003_03022002072757_05222002133950 است.
پیش از تجزیه اصلی داده‌ها و استخراج اطلاعات، نخست تصحیحات Log Residuals روی تصویرهای ماهوارهای منطقه برای ازمیان‌بردن تأثیرات جوی و توپوگرافی انجام شد. در این پژوهش برای استخراج اطلاعات از تصویرهای ASTER روشهای پردازشی (مانند: ترکیب رنگی دروغین، نسبت باندی ترکیبی و پهنه‌بندی زاویة طیفی یا SAM) به‌کار رفته‌اند. همة فرایند پردازش و تفسیر تصویرهای با نرم‌افزار ENVI 4.5 انجام شده است.
در ادامه، پس از پردازش داده‌های ماهوارهای، برای بررسی درستی یافته‌های به‌دست‌آمده از دورسنجی، بازدیدهای صحرایی انجام شد و در مناطق هدف و دگرسانِ تعیین‌شده به روش دورسنجی، نمونه‌برداری به‌صورت غیرسیستماتیک انجام شد. شمار 13 مقطع نازک از نمونههای برداشت‌شده از پهنه‌های دگرسانی نشان‌شده با روش دورسنجی تهیه شد و بررسی شدند. تجزیه‌های زمین‌شیمیایی سنگی عنصرها (مانند: روش طیف‌سنجی پلاسمای جفت‌شده القایی یا ICP-OES) در آزمایشگاه مواد معدنی زرآزما و آنالیز جذب اتمی که در آزمایشگاه کیمیاپژوه البرز انجام شدند.
داده‌های به‌دست‌آمده از پردازشهای دورسنجی با پیمایشهای صحرایی و تجزیه‌های زمین‌شیمیایی تعبیر و تفسیر شدند. در پایان کار، از نرم‌افزار ARCGIS 10 برای تهیه نقشة دگرسانی بهره گرفته شد.
روشهای پردازش تصویرها
1- ترکیب رنگی دروغین (False Color Composite)
به‌کار بردن رنگها در دورسنجی، اطلاعات بصری و مفهومی بیشتری از تصویر در اختیار می‌گذارند. نخست باید مناطق با پوشش گیاهی در منطقه مشخص شوند؛ زیرا این مناطق با پهنه‌های دگرسانی تداخل دارند و خطا پدید میآورند. ازاین‌رو، ترکیب استاندارد RGB:7,4,1 در تصویرهای +ETM برای آشکارسازی و شناسایی پوشش گیاهی از واحدهای سنگی به‌کار برده شد. رنگ سبز نشان‌دهندة پوشش گیاهی است (شکل 5).
تجزیه‌های تجربی نشان داده‌اند که تصویری با ترکیب RGB:4,6,8 در ماهوارة استر، بهترین ترکیب رنگی دروغین برای شناسایی پهنه‌های دگرسانی در کانسارهای پورفیری است (Tommaso and Rubinstein, 2007). تصویر به‌دست‌آمده برپایة ترکیب رنگی RGB:4,6,8 برای اندیس ماربین در شکل 6 نشان داده است (اندیس ماربین با چهارگوش سرخ‌رنگ نشان شده است). در این تصویر، بخش‌های با دگرسانی پروپیلیتیک به رنگ سبز و بخش‌های با دگرسانی فیلیک و رسی به رنگ صورتی دیده می‌شوند. این پدیده پیامد بازتابندگی بالای کانیهای آلونیت، کائولینیت و مسکوویت در باند 4 نسبت به باندهای 6 و 8 است.
برای شناسایی بخش‌های دربردارندة کانیهای رسی و سریسیت، اپیدوت، کلریت و کلسیت، نسبت باندهای 4 به 5 و 4 به 8 و 4 به 9 و نسبت‌دادن هر کدام از این نسبتها به یکی از سه رنگ اصلی (به‌ترتیب: آبی، سبز و سرخ)، تصویر رنگی دروغینی برای شناسایی پهنه‌های دگرسان‌شده به‌دست آمد.
در این تصویر، بخش‌های با کانیهای رسی و سریسیت به رنگ سفید (دگرسانی فیلیک) و پهنة دگرسانی پروپیلیتیک به رنگ سبز دیده می‌شوند (شکل 7).
شکل 5- ترکیب رنگی (RGB 741) داده‌های ETM+ در منطقة ماربین برای جداسازی پوشش گیاهی از واحدهای سنگی
شکل 6- ترکیب رنگی (RGB 468) داده‌های استر منطقة ماربین (سریسیت و کانیهای رسی به رنگ صورتی و کلریت و اپیدوت به رنگ سبز)
شکل 7- ترکیب رنگی دروغین به‌دست‌آمده از ترکیب نسبتهای باندی (R:4/9, G:4/8, B:4/5) (کانیهای رسی و سریسیت به رنگ سفید و پهنة دگرسانی پروپیلیتیک به رنگ سبز نسبت به بخش‌های نادگرسان آشکار شده‌اند)
نسبت باندی (Band Ratio)
کانیهای گوناگون در طولموجهای متفاوت، ویژگی‌های طیف جذب و بازتابی متفاوت نشان می‌دهند. از این ویژگی برای آشکارسازی آنها بهره گرفته می‌شود. بنابراین با شناخت ویژگی‌های بازتابی پدیدههای گوناگون، نسبت‌گیری باندی روشی ساده و کارآمد در جدایش بخش‌های دگرسانی، شناسایی هالههای دگرسانی و بکر، شناسایی کانیهای شاخص در هر نوع دگرسانی، شناسایی هالههای دگرسانی گرمابی و بررسی سنگ‌شناسی به‌شمار می‌رود (Rouskov et al., 2005). ازاین‌رو، در این روش باندهای مناسب که بیشترین بازتاب و جذب را دارند، برگزیده می‌شوند. سپس باندی که میزان تابش از هدف مورد نظر در آن بیشتر است در صورت کسر و باندی که میزان جذب از آن هدف در آن بیشتر است در مخرج آن گذاشته می‌شود. از آنجایی‌که باند 4 در داده‌های ماهوارهای استر بیشترین بازتاب و در باند 6 بیشترین جذب را دارد، برای شناسایی پهنه‌های دگرسانی برپایة ویژگی‌های طیفی کانیهای شاخص در هر دگرسانی، نسبت باندی 4/6 برای نمایش کانی سریسیت (کانی شاخص در دگرسانی فیلیک) در منطقه به‌کار برده شد (شکل 8). در روش باند جذب نسبی، مخرج کسر باندی است که نزدیکترین موقعیت به کمترین جذب را دارد و صورت کسر مجموع باندهای بازتابی کنار آن است که از بهترین روشها برای آشکارسازی و نمایش کانیهای با Fe-Mg-O-H و Al-O-H در پهنه‌های دگرسانی به‌شمار می‌رود. از روش نسبت باندی ترکیبی (9+6/8) نیز برای تفکیک کلریت و اپیدوتهای منطقه برای آشکارسازی بخش‌های معرف دگرسانی پروپیلیتیک بهره گرفته شد (شکل 9).
شکل 8- روش نسبت باندی (Gray Scale 4/6) داده‌های استر منطقه (بخش‌های با کانی سریسیت به‌صورت پیکسلهای روشن آشکارسازی شده‌اند)
شکل 9- روش نسبت باندی ترکیبی (Gray Scale 9+6/8) (بخش‌های با کلریت و اپیدوت به‌صورت پیکسلهای روشن آشکار شده‌اند)
پهنه‌بندی زاویة طیفی (Spectral angle mapper)
نقشه‌برداری زاویة طیفی (SAM) یک روش ردهبندی سریع است که فرایند نقشه‌برداری واحدهای زمینشناختی را از راه ارزیابی میزان تشابه طیفهای تصویر و مرجع انجام می‌دهد (Rowan and Mars, 2003; Van Der Meer et al., 1997). این فرایند از راه محاسبة زاویة طیفی میان طیفهای تصویر و مرجع انجام می‌شود و خروجیهای آن به‌صورت زاویههایی میان صفر و یک است. هر اندازه این زاویه کوچکتر باشد، طیف هدف مورد نظر به طیف مرجع نزدیکتر و تشابه آنها بیشتر است (Kruse et al., 1993). همراه با خروجیهای SAM تصویرهای Rule نیز تولید می‌شوند که فاصله زاویهای واقعی (برپایة رادیان) میان هر طیف تصویر و طیف مرجع را نشان می‌دهند. پیکسلهای تیرهتر در تصویرهای Rule کوچکترین زاویههای طیفی را نشان داده و بیشترین شباهت را با طیف مرجع دارند (Kruse et al., 1993). برای نمایش پهنه‌های دگرسانی در این منطقه و بخش‌های پیرامون آن، از روش پهنه‌بندی زاویة طیفی، طیف کانیهای سریسیت برای پهنة دگرسانی فیلیک و کلریت، اپیدوت و کلسیت (که کانیهای شاخص دگرسانی پروپیلیتیک هستند) از کتابخانه طیفی (Spectral Library) USGS (شکل 10) انتخاب و روی تصویر استر منطقه نمایش داده شد. برپایة آن، دگرسانی فیلیک و کانیهای رسی در بخش‌های مرکزی منطقه گسترش چشمگیری دارد؛ اما در جنوب منطقه به طور محدودتری آشکار می‌شود (شکل 11). دگرسانی پروپیلیتیک آشکارا در ارتفاعات جنوبی منطقه به‌طور گسترده دیده می‌شود (شکل 12). با بهره‌گیری از روش SAM، از کانیهای کائولینیت و دیکیت برای آشکارسازی دگرسانی آرژیلیک بهره گرفته شد. البته نقشة دگرسانی آرژیلیک چندان گویا نیست و همة منطقه را دربر میگیرد. سرانجام با آمیختن نتایج به‌دست‌آمده از بررسی‌های میکروسکوپی و کنترل صحرایی نقشة دگرسانی اندیس ماربین و مناطق پیرامون آن به‌دست آمد (شکل 13). برپایة نتایج به‌دست‌آمده از فرایند SAM و مقایسه آن با روشهای دیگر پردازش تصویرهای ماهوارهای، حساسیت و دقت بالا در روش SAM نسبت به دیگر روشهای پردازشی (مانند: نسبت باندی و ترکیب رنگی دروغین) آشکار می‌شود.
شکل 10- حد آستانهای طیف کانیهای دگرسانی در منطقة ماربین. a) کلریت؛ b) اپیدوت؛ c) کلسیت؛ d) سریسیت
شکل 11- نتایج حد آستانهای طیف کانی سریسیت بازتاب‌شده از تصویرهای ASTER در روش SAM
شکل 12- نتایج حد آستانهای طیف کانیهای کلسیت، کلریت و اپیدوت بازتاب‌شده از تصویرهای ASTER در روش SAM
شکل 13- نقشه‌برداری پهنه‌های دگرسانی با اجرای فرایند SAM روی تصویر ماهوارهای ASTER (بخش‌های دگرسان‌شدة منطقه روی تصویر نشان داده شده‌اند)
سنگ‌نگاری سنگهای نیمه‌آتشفشانی (نیمه‌ژرف) و دگرسانی گرمابی
برای بررسی درستی داده‌های به‌دست‌آمده از پردازش تصویرهای ماهوارهای و همخوانی آنها با ویژگی‌های صحرایی، واحدهای سنگی و رخنمون اندیس مولیبدن پورفیری ماربین بازدید صحرایی شدند. سپس برای بررسی‌های دقیقتر، مقطع‌های نازک تهیه شدند. هنگام بازدیدهای انجام‌شده ریولیتهای سفیدرنگ ائوسن در بخش‌های مرکزی منطقه دیده شدند که بسیار دچار دگرسانی فیلیک شده بودند (شکل 14- A). دگرسانی فیلیک با رنگ کرم تا زرد روشن در منطقه رخنمون دارد و با کوارتزهای استوکورکی و تودهای و رگه- رگچههای اکسیدها و هیدرواکسیدهای آهن و منگنز شناخته می‌شود که در پی عملکرد آبهای جوی و فرورو روی کانیهای سولفیدی پدید آمده‌اند (شکل 14- B). برشهای گرمابی نیز به رنگهای نارنجی و صورتی در این پهنه دیده می‌شوند که به‌ترتیب پیامد پیدایش اکسیدهای آهن و سریسیتی‌شدن در میان قطعه‌های خردشده سنگ ریولیت- ریوداسیتی هستند (شکل 14- C).
دگرسانی پروپیلیتیک گستردهترین دگرسانی در این منطقه است. این دگرسانی بیشتر سنگهای آتشفشانی حاشیه منطقه (داسیتهای سبز رنگ) را تحت‌تأثیر قرار داده و دگرسانیهای دیگر را دربر گرفته است (شکل‌های 14- D و 14- E).
شکل 14- A) واحدهای نیمه‌آتشفشانی داسیتی و جایگاه تقرببی پهنة دگرسانی فیلیک در همجواری آبرفتهای عهد حاضر (دید رو به باختر)؛ B) شبکهای از بافت استوک‌ورک سیلیسی به‌همراه اکسیدهای آهن در پهنة دگرسانی فیلیک؛ C) برشهای گرمابی با قطعه‌های خردشدة سنگ ریولیت- ریوداسیتی که فضای میان قطعه‌ها با هماتیت و گوئتیت پرشده است؛ D، E) دگرسانی پروپیلیتیک در واحدهای داسیتی (دید رو به خاور)
برپایة بررسی‌های سنگ‌نگاری و رفتار محلولهای گرمابی، درشت‌بلورهای فلدسپار و پلاژیوکلاز با سریسیت (مسکوویت ریزدانه) جایگزین شده‌اند و به‌صورت پرکنندة شکستگیهای درشت‌بلورها و در زمینة سنگ دیده می‌شوند (شکل 15- A). در برخی بخش‌ها، به‌دنبال هوازدگی هماتیت و هیدروکسیدهای آهن، سریسیتها و استوکورکهای سیلیسی دچار آغشتگی و رنگ‌آمیزی شده و قطع شده‌اند (شکل 15- B). در پی افزایش شدت هیدرولیز در این پهنه، برخی پلاژیوکلازها و فلدسپارها آرژیلیتی و در ادامه، با کانیهای رسی جایگزین شده‌اند (شکل 15- C).
شکل 15- A) تصویر میکروسکوپی از دگرسانی کوارتز- سریسیتیک در سنگ ریولیت- ریوداسیت پورفیری اندیس ماربین که بافت آذرین پورفیری در آن هنوز دیده می‌شود (در XPL)؛ B) جانشینی کامل سریسیتهای ریزدانه در زمینة سنگ به‌همراه رگههای سیلیسی و قطع‌شدن رگچة سیلیسی و زمینة با هیدرواکسیدهای آهن در گام‌های پایانی کانه‌زایی و رنگ‌آمیزی سطحی سریسیتهای ریزدانه (در XPL)؛ C) سریسیت در کنار پلاژیوکلازهای رسی‌شده در حاشیه پهنه فیلیک (در XPL)؛ D) سنگ داسیتی و سوسوریتی‌شدن کانی پلاژیوکلاز از مرکز به سوی حاشیه و پیدایش میانبارهای اپیدوت در مرکز پلاژیوکلاز (در XPL)؛ E) تجزیة کامل کانی پلاژیوکلاز به اپیدوت به‌همراه فنوکریست کوارتز خلیجی (در XPL)؛ F) کوارتز رگچهای که فنوکریستهای کوارتز و زمینه سنگ را قطع کرده است و خود با رگچة کلریت قطع شده است (XPL) (نام اختصاری کانی‌ها برگرفته از: Whitney و Evans (2010)؛ Ser: سریسیت؛ Chl: کلریت؛ Pl: پلاژیوکلاز؛ Qtz vein: رگة سیلیس؛ Fe oxide: اکسیدآهن؛ Ep: اپیدوت)
در مقطع‌های نازک ساخته‌شده از نمونههای برداشت‌شده، بخش‌های حاشیهای و جنوبی منطقه، پلاژیوکلازها هنگام فرایند سوسوریتیزاسیون از مرکز و گاه کاملاً با اپیدوت جایگزین شده‌اند. این پدیده نشان‌دهندة تجزیه سازندة آنورتیتیِ پلاژیوکلازهای کلیسمدار در پی هجوم محلولهای گرمابی است. همچنین، کوارتزهای با حاشیة خلیجی و خردشده از درشت‌بلورهای اصلی هستند. برپایة پیشنهاد Shelley (1993)، پیدایش کوارتزهای خلیجی در ماگما نشانة کاهش فشار هنگام فوران پرشتاب ماگما و یا پیامد نبود تعادل در پی آمیختگی و آلایش ماگماست (شکل‌های 15- D و 15- E). در پی پیشرفت دگرسانی گرمابی، بیشتر کانیهای مافیک (بیوتیت)، پلاژیوکلازها و فلدسپارها به‌طور کامل با اپیدوت و به مقدار کمتر کلریت جایگزین شده‌اند. همچنین، رگچة سیلیسی سنگ داسیت در پهنة دگرسانی پروپیلیتی را قطع کرده است (شکل 15- F). در این پهنه از فراوانی رگچههای سیلیسی گرمابی در زمینة سنگ کاسته می‌شود. گفتنی است برپایة پیمایشهای صحرایی و بررسی‌های میکروسکوپی نشانه‌ای از پهنة دگرسانی پتاسیک در منطقه دیده نشد.
بررسی داده‌های زمین‌شیمیایی
پس از بررسی سنگ‌شناسی و دگرسانی در مناطق تفکیک‌شده با روش دورسنجی، نمونه‌برداری سنگی انجام شد. برای بررسی‌های زمین‌شیمیایی در مرحلة اکتشاف اندیس معدنی ماربین، شمار 11 نمونة سنگی با وزن 500 تا 1000 گرم (که متناسب با بزرگی بلورهای سنگ است) از سنگهای با کانه‌زایی استوکورکی و پراکنده در سنگهای دگرسان‌شده (متأثر از محلولهای گرمابی) برداشت شدند. این نمونه‌برداری به‌صورت تصادفی در دو مرحله از نمونههای سنگی سطحی انجام شد. مختصات جغرافیایی هر نمونه به‌طور دقیق با GPS ثبت و روی نقشة زمینشناسی و دگرسانی با مقیاس1:15000 ثبت شد. شکل 16 نقشة محل نمونه‌برداری‌ها برای پیجوییهای زمین‌شیمیایی را رخنمون اندیس ماربین نشان می‌دهد. سپس برای به‌دست‌آوردن مقدار عنصرهای با بی‌هنجاری، نمونهها به روش ICP-OES به آزمایشگاه مواد معدنی زرآزما فرستاده شدند. شمار 5 نمونه نیز برای تجزیة عنصر طلا به روش جذب اتمی به آزمایشگاه کیمیاپژوه البرز ارسال شدند.
داده‌های زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده برای برخی از عنصرهای مهم در جدول 1 آورده شده‌اند. برپایة این داده‌ها، شواهد ماهوارهای، زمینشناسی صحرایی و دگرسانیهای گرمابی، مناطق امیدبخشی برای رخداد کانه‌زایی وجود دارد. این داده‌ها (جدول 1) نشان‌دهندة بی‌هنجاری عنصرهای اصلی مولیبدن، مس، قلع و طلا هستند.
شکل 17 مقدارهای بیشینه و میانگین به‌دست‌آمده برای عنصرهای با آنومالی در نمونههای برداشت‌شده از بخش‌های دگرسان‌شده و سنگ بستر در منطقه را نشان می‌دهند.
شکل 16- موقعیت برداشت نمونههای سنگی در محدودة اکتشافی ماربین روی نقشه زمینشناسی منطقه با مقیاس 1:15000
جدول 1- داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة برخی عنصرهای مهم در نمونههای سنگی اندیس ماربین به روش ICP-OES (عنصر طلا برپایة ppb و دیگر عنصرها برپایة ppm)
|
Ag |
Zr |
Y |
Co |
Pb |
Zn |
As |
Sb |
Th |
Bi |
Sn |
Au |
Cu |
Mo |
Element Code |
|
0.26 |
25.6 |
4.6 |
2 |
51 |
54 |
222 |
1.06 |
31 |
24.4 |
3297 |
137 |
140 |
45 |
Z1 |
|
0.18 |
19 |
35 |
4 |
59 |
2159 |
133 |
1.12 |
74 |
19.2 |
4520 |
87.6 |
57.9 |
53.7 |
Z2 |
|
0.21 |
13 |
15 |
1 |
13 |
30 |
15.5 |
0.98 |
6.7 |
_ |
_ |
_ |
61 |
23.9 |
Z4 |
|
0.2 |
5 |
4 |
2 |
33 |
189 |
9.8 |
1.02 |
4.9 |
_ |
_ |
_ |
228 |
145 |
Z9 |
|
0.2 |
126 |
5 |
3 |
19 |
230 |
204 |
1.03 |
18 |
15 |
1775 |
124 |
459 |
443.4 |
Z10 |
|
0.8 |
57.2 |
3 |
2 |
15 |
491 |
80 |
1.20 |
12 |
20.5 |
9807 |
57.2 |
607 |
681.2 |
Z11 |
|
0.19 |
8 |
17 |
4 |
7 |
72 |
6.5 |
0.9 |
19.9 |
_ |
_ |
_ |
578 |
8.2 |
Z12 |
|
0.16 |
9 |
10 |
2 |
99 |
42 |
51.5 |
1.07 |
14.3 |
_ |
_ |
_ |
213 |
136.1 |
Z13 |
|
0.17 |
15 |
17 |
7 |
7 |
31 |
4.9 |
0.89 |
8.2 |
_ |
_ |
5 |
534 |
9.9 |
Z15 |
|
0.31 |
37 |
18 |
9 |
28 |
409 |
80.7 |
1.18 |
12.1 |
_ |
_ |
_ |
422 |
20.3 |
Z19 |
|
0.1 |
35 |
4 |
1 |
329 |
339 |
1323 |
13 |
4 |
16 |
7 |
_ |
334 |
911 |
M1 |
برپایة شکل 17، داده‌های به‌دست‌آمده به‌ترتیب زیر هستند:
Max: Sn > Zn > As > Mo > Cu > Pb > Au
Mean: Sn > Zn > Cu > Mo >As >Au >Pb
همان‌گونه‌که دیده می‌شود، عنصرهای مولیبدن، طلا، قلع، مس، سرب، روی و حتی آرسنیک بی‌هنجاری نشان می‌دهند. ازآنجایی‌که مقدار عنصر مولیبدن (میانگین: ppm 225) نسبت به مقادیر ناچیز مس (میانگین: ppm 330) و طلا (میانگین ppb 82) بالاست، همچنین، محدود‌بودن نمونههای سنگیِ برداشت‌شده با بی‌هنجاری قلع (میانگین: ppm 3881)، نادرست‌بودن داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‌شیمیایی عنصر قلع در منطقه نشان می‌دهند کانسار کمابیش از مولیبدن، طلا و قلع سرشار است؛ اما اهمیت مس در اندیس ماربین به‌نسبت کم است.
برپایة تقسیم‌کردن مقدارهای بیشینه و میانگین عنصرهایی که آنومالی دارند بر یکدیگر، ضریب غنی‌شدگی هر عنصر به‌دست آورده می‌شود (شکل 17). برپایة آن، ضریب غنی‌شدگی عنصرها در اندیس ماربین به‌ترتیب زیر است:
En. Index: As > Pb > Zn > Mo > Sn > Cu >Au
داده‌های غنی‌شدگی به‌دست‌آمده، برخلاف عنصر مس (میانگین: ppm 330)، گویای غنی‌شدگی بالای عنصرهای مولیبدن، طلا، قلع، سرب و حتی آرسنیک (که ردیاب طلاست) نسبت به کلارک خود در پوسته هستند. بی‌هنجاری در عنصرهای فرعی (مانند: عنصرهای فوق‌کانساریِ آرسنیک، سرب و روی) نشان‌دهندة کانی‌سازی مولیبدن پورفیری در اندیس ماربین است.
شکل 17. نمودار ستونی مقدارهای بیشینه، میانگین و ضریب غنی‌شدگی عنصرها در اندیس ماربین (عنصر طلا برپایة ppb و دیگر عنصرها برپایة ppm)
بحث و برداشت
از دیدگاه جایگاه زمین‌ساختی و زمین‌ساختی، اندیس مولیبدن پورفیری ماربین با فرایندهای آتشفشانی کمان قارهای ارومیه- دختر و بخش مرکزی پهنة کششی راستالغز زفره رابطه دارد. همچنین، با محیط پیدایش کانسار فلزهای پایه پورفیری، مانند مولیبدن پورفیری، همخوانی دارد. ازاین‌رو، سازوکار جابجایی در سامانههای گسلی قم- زفره و نایین- بافت و رفتار تنش تراکششی در میان این دو بخش گسلی همپوشان، پهنه‌های کششی را پدید آورده است. به‌طور محلی، کشش پوستهای در راستای این گسلهای راستالغز راستگرد، پهنة کششی راستالغز زفره و در پی آن، سامانههای گرمابی کانهزا (مانند: زفره، کهنگ، کالچویه و ظفرقند) را پدید آورده است (شکل 18)؛ به‌گونه‌ای‌که بیشتر خطوارههای منطقة زفره، شکستگیهای کششی هستند که با موقعیت جایگیری دایکها، تودههای نفوذی و رخداد پهنه‌های دگرسانی و کانی‌سازی گوناگونِ مرتبط با محلولهای گرمابی همپوشانی دارند.
شکل 18- a) نمایی از پهنة کششی زفره و جایگاه اندیس ماربین در آن (حرکات راستالغز محض فرض شده‌اند)؛ b) رزدیاگرام جهت‌گیری گسلها در منطقة زفره (Hosseini et al., 2014)
با دیدن موقعیت و پراکندگی اندیس ماربین و دیگر کانسارها در منطقة زفره، به وابستگی نزدیک میان این کانسارها پی برده می‌شود؛ به‌گونه‌ای‌که نهشتهها روند کمابیش خاوری- باختری دارند و تمرکز مکانی مشخصی در میان گسلها نشان می‌دهند.
در این پژوهش، نقشة دگرسانیهای اندیس ماربین با به‌کارگیری تحلیل تصویر ماهوارهای ASTER آشکار شد. تصویرهای ماهوارهای ASTER که سنجنده‌ای تخصصی- کاربردی در امور زمینشناسی و اکتشاف مواد معدنی است، در پیجویی کانسارهای پورفیری به‌کار برده می‌شوند. برای جدایش و منطقه‌بندی دگرسانیهای گرمابی در اندیس پورفیری ماربین، روشهایی مانند ترکیب رنگی دروغین، نسبت باندی و سرانجام طیف کانیهای دگرسانی مورد نظر از کتابخانه طیفی سازمان زمینشناسی آمریکا در روش SAM به‌کار گرفته شدند. به باور Galvao و همکاران (2005)، این روش برپایة تشابه طیفی میان طیف سلول مرجع و طیف بازتابی به‌دست‌آمده از کانیهای دگرسانی به‌کار برده می‌شود.
داده‌های به‌دست‌آمده از پردازش تصویرهای ASTER در منطقة ماربین نشان‌دهندة رویداد دگرسانیهای فیلیک و پروپیلیتیک به‌صورت غالب هستند. به این ترتیب، برای تهیة نقشة دگرسانی با بهره‌گرفتن از روش SAM که روشی کارآمد و دقیقتر نسبت به دیگر روشهای پردازشی است، برای پهنة دگرسانی فیلیک مقدارهای مربوط به کانی سریسیت و برای آشکارسازی دگرسانی پروپیلیتیک، مقدارهای اپیدوت، کلریت و کلسیت به‌کار برده شدند. بازدیدهای میدانی انجام‌شده و بررسی‌های سنگ‌نگاری (برای تایید درستی داده‌های به‌دست‌آمده از پردازشهای دورسنجی در منطقة ماربین) نشان‌دهندة وجود واحدهای نیمه‌آتشفشانی ریولیت- ریوداسیتی در مرکز منطقه هستند. این سنگ‌ها به‌شدت دچار دگرسانی فیلیک شده‌اند. حضور سریسیت، کوارتز و اکسیدهای آهن (پدیدآمده از اکسایش سولفیدها) و منگنز در مقطع‌های نازک درستی این نکته را نشان می‌دهند. در پی تأثیر محلولهای گرمابی، استوکورکهای سیلیسی، سیلیسی‌شدن و اکسیدهای آهن نیز در رخنمون آن به‌فراوانی دیده می‌شوند. برشهای گرمابی نیز به‌گونة چشمگیری در پهنة دگرسانی فیلیک دیده می‌شوند. دگرسانی آرژیلیک که با رسی‌شدن بخش‌های دگرسان‌شده شناخته می‌شود، با گسترش اندک در کنار دگرسانی فیلیک دیده می‌شود. گمان می‌رود این دگرسانی در پی تأثیر عوامل جوی و شستشو فرسایش پیدا کرده باشد. در پیرامون پهنة دگرسانی فیلیک، دگرسانی پروپیلیتیک روی داده است. دگرسانی پروپیلیتیک با کانیهای اپیدوت، کلریت و کلسیت شناخته می‌شود که به‌صورت ثانویه از دگرسانی کانیهای پلاژیوکلاز و کانیهای فرومنیزین پدید آمده‌اند. این دگرسانی سنگهای داسیتی در جنوب منطقه را به‌صورت کاملاً آشکار و فراگیر دربر گرفته و با رنگ سبز نمایان شده است.
برپایة بررسی‌های Mirzaei (2015) گمان می‌رود رخنمون منطقه آپوفیزی نمایان‌شده از استوکی گرمابی ریولیت- ریوداسیتی باشد که از باتولیت فلسیک و کالک‌آلکالن پورفیری در ژرفای زمین جدایش یافته است. جابحایی و نفوذ شاخهای از این استوک پورفیری به‌سوی بخش‌های کم ژرفا و کم فشار پیامد سازوکار کششی پوستهای در منطقه بوده است. ازاین‌رو، از دیدگاه شرایط دمایی و فیزیکوشیمیایی، سیال‌های گرمابی دچار تغییر و تحول شده و دگرسانیهای گرمابی رخداد داده‌اند. داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‌شیمیایی سنگی در مرحله پیجویی گویای بی‌هنجاری فلزهای کانسارسازی مانند عنصرهای مولیبدن، قلع، طلا و مس هستند. آرسنیک، سرب و روی از عنصرهای فوق‌کانساری هستند که مقدار بالایی دارند. با اثبات رخداد دگرسانیهای گرمابی فیلیک، سیلیسی‌شدن و پروپیلیتیک و آرژیلیک به میزان کم برپایة کاربرد روشهای دورسنجی و سنگ‌نگاری و همخوانی آنها با داده‌های زمین‌شیمیایی سطحی، انتظار می‌رود محدودة کانی‌سازی- دگرسانی ماربین سامانة مولیبدن پورفیری باشد که دچار فرسایش اندکی شده است. همچنین، یافته‌های پژوهشهای پیشین (Mirzaei et al., 2016) و دماسنجی بیشتر از 100 سیال درگیر در کوارتزهای رگه- رگچهای و تودهای در پهنه‌های دگرسانی محدودة اکتشافی ماربین نشان‌دهندة شوری بالا و دمای بالای همگن‌شدگی (بیشتر از 500 درجة سانتیگراد) است. این ویژگی‌ها تشابه کمابیش خوبی با کانی‌سازی مولیبدن پورفیری (احتمالاً از نوع کلیمکس) نشان می‌دهند.
سرانجام برپایه ویژگی‌های نوع سنگ میزبان ریولیت- ریوداسیتی و دگرسانیهای آشکارشده در پردازش تصویرهای ماهوارهای ASTER و ویژگی‌های صحرایی، داده‌های زمین‌شیمیایی و ناهنجاری مولیبدن و قلع و همچنین، دماسنجی سیال‌های درگیر (600< - 250 درجة سانتیگراد) در اندیس ماربین، پیدایش سامانة مولیبدن پورفیری انتظار می‌رود. گفتنی است اثبات قطعی این نکته نیازمند برنامهریزیهای زمین‌شیمیایی اکتشافی دقیقتر و فشردهتر در گام‌های بعدی اکتشاف برای اطمینان از کانی‌سازی مولیبدن در منطقه است.
سپاس‌گزاری
نگارندگان این پژوهش از حمایتهای مالی تحصیلات تکمیلی گروه زمینشناسی دانشگاه اصفهان سپاس‌گزاری میکنند.
)
