Spatial- temporal relationship of mineralization and magmatism in the Mazraeh polymetallic deposit (north of Ahar, Eastern Azarbaijan province)

Document Type : Original Article

Author

اصفهان، دانشگاه اصفهان، گروه زمین شناسی

Abstract

The Sheyvar-Dagh batholith, one of the most important intrusive bodies in northwest Iran, intruded the Upper Cretaceous and the Eocene volcano-sedimentary sequences and associated with some Cu- Fe (±W±Au) mineralization. The Sheyvar-Dagh batholith consists of different phases of magmatism (33- 10Ma) with different compositions and geochemical features. The oldest phases (Oligocene) with granite, granodiorite, syenite, and gabbro composition are dominated by plagioclase and alkali- feldspar as phenocrysts which is indicative of low water content in their parent magma, therefore, they are not associated with any mineralization. While, the younger magmatic phases (Miocene) with overall quartz monzonitic composition and amphibole- biotite phenocrysts show adakitic signature with more water content (>4% H2O). The younger magmatism shows a close temporal-spatial relationship with a variety of ore mineralization. So, this can be used as an exploration key in the Sheyvar-Dagh region. In the Mazraeh area, mineralization has occurred in two forms massive (skarn) and veinlet-disseminated (intrusion- related). Skarn mineralization, which mainly consists of garnet, epidote, magnetite, pyrite, and chalcopyrite, occurred in the Upper Cretaceous limestones, while veinlet-disseminated mineralization occurred in both the Miocene subvolcanic and the Oligocene coarse-grained bodies, and is associated with weak potassic and phyllic alterations.
 

Keywords

Main Subjects


کمپلکس آذرین درونی شیورداغ (با فازهای مختلف از دیدگاه ترکیب و زمان) در شمال اهر، در پهنة ارسباران با روند خاوری- باختری درون سنگ‏‌های رسوبی- آتشفشانی کرتاسه و ائوسن نفوذ کرده و کانی‏‌سازی‏‌هایی از مس- آهن (± طلا ± تنگستن) را به‌دنبال داشته است. از مهم‏‌ترین آنها می‏‌توان کانسارهای مزرعه، گاودل، انجرد، جویبند، جوان‌شیخ و آس (کانلر) را نام برد که بیشترشان از نوع اسکارنی هستند (Jamali, 2012 and references therein; Parsa et al., 2018). همچنین، در جنوب‌باختری باتولیت شیورداغ، در محلی به نام دره‌علی‌جواد (جنوب‏‌خاوری روستای انجرد)، یک پهنة دگرسانی گسترده آرژیلی- سیلیسی همراه با کانی‌سازی مس- طلا شناسایی شده است که شباهت‏‌هایی را به کانسارهای پورفیری نشان می‏‌دهد (Hajalilou and Aghazadeh, 2016). کانی‌سازی رگه- رگچه‏‌ای مس- تنگستن- طلا در خاور تودة شیورداغ (روستاهای آغ‏‌دره و چوپانلر) نیز ویژگی‏‌های کانسارهای مرتبط با تودة آذرین درونی (Intrusion- Related Deposits) را نشان می‌دهد (Asgharzadeh-Asl et al., 2017). افزون‌بر آنها، نشانه‏‌هایی از کانی‏‌سازی مس به شکل رگچه‏‌ای و انتشاری در استوک‏‌های کوارتزمونزونیتی شمال‌خاوری روستای حاج‏‌علی‏‌کندی، قره‏‌نیق‌دره و اطراف معدن مزرعه شناسایی شده‌اند که در مراحل نخستین اکتشاف هستند و داده‏‌های چندانی از آنها در دست نیست.

مهم‏‌ترین کانه‏‌زایی مرتبط با کمپلکس شیورداغ، کانسار مس- آهن (طلا) مزرعه است که در فاصلة 20 کیلومتری شمال اهر، در محل همبری باتولیت شیورداغ با واحدهای کرتاسة بالایی روی داده است (شکل 1). بررسی‌های بسیاری روی باتولیت شیورداغ و کانسار مزرعه انجام شده است. بیشتر آنها کانی‏‌سازی مزرعه را از نوع اسکارن و در ارتباط با بخش گرانیتی- گرانودیوریتی شیورداغ دانسته‏‌اند (Aghazadeh et al., 2011; Mollai, 1993; Moayyed et al., 2001; Karimzadeh Somarin and Moayyed, 2002; Mollai, 2009; Mollai and Sharifian, 2007; Gharesi et al., 2020)، بی‌آنکه به ارتباط میان فازهای ماگمایی و کانه‏‌زایی توجه شود. افزون‌بر آن، همة پژوهشگران یادشده کانی‏‌سازی را از نوع اسکارنی دانسته‏‌اند؛ اما این پژوهش نشان داده است کانه‏‌زایی در منطقة مزرعه تنها از نوع اسکارنی نیست و کانی‏‌سازی رگچه‏‌ای- انتشاری از نوع مرتبط با تودة آذرین درونی نیز وجود دارد. همچنین، کانه‏‌زایی‏‌ها، به‌ویژه نوع دوم، در ارتباط با استوک‏‌های پورفیری کوارتزمونزونیتی- کوارتزدیوریتی جوان‏‌تر (میوسن) هستند و توده‏‌های گرانولار و درشت‌بلور الیگوسن نقش بارزی در کانه‏‌زایی بازی نکرده است. ازاین‌رو، هدف این مقاله بررسی کانه‏‌زایی‌های گوناگون و رابطة فازهای آذرین درونی با کانه‏‌زایی در منطقة مزرعه است و افزون‌بر معرفی نوع جدیدی از کانه‌زایی (مرتبط با تودة آذرین درونی)، دو کانی جدید (هرسینیت و آلتاییت) نیز شناسایی و گزارش شد.

 

 

 

شکل 1- A) جایگاه منطقة شیورداغ در ایران؛ B) نقشة زمین‌شناسی ساده‌شده از تودة شیورداغ و واحد‌های مجاور (با تغییراتی از Mollai et al., 2009) (محدودة معدن مزرعه (شکل 2) با کادر قرمز نمایش داده شده است)

 

 

روش انجام پژوهش

برپایة بررسی‌های صحرایی، ارتباط واحدهای زمین‏‌شناسی گوناگون و فازهای آذرین درونیِ کمپلکس شیورداغ بررسی و تفکیک شد. همچنین، چگونگی ارتباط کانه‏‌زایی‏‌ها و پهنه‌های دگرسانی با سنگ‏‌ میزبان و فازهای ماگمایی بررسی شد. افزون‌بر روابط صحرایی، داده‏‌های زمین‌شیمیایی و سن‌سنجی‏‌هایِ پژوهشگران دیگر (Aghazadeh, 2009; Mollai, 2009; Mollai and Sharifian, 2007) نیز در تفکیک فازهای آذرین درونی به‌کار برده شد. شمار 45 نمونة سنگی از توده‏‌های آذرین درونی، کانسنگ‏‌ها و پهنه‌های دگرسان برای بررسی‌های مختلف برداشت شد.

 

با به‌کارگیری مقطع‌های میکروسکوپی (نازک، نازک- صیقلی و صیقلی)، نمونه‏‌ها بررسی‏‌ ‌سنگ‌نگاری، کانی‏‌شناسی و بافتی شدند. برای ارزیابی ترکیب کانی‏‌ها، شناسایی کانی‏‌های کمیاب و تکمیل بررسی‏‌های میکروسکوپی نوری، شماری از مقاطع صیقلی با میکروسکوپ الکترونی (SEM) در دانشگاه Karlsruhe آلمان بررسی شدند. این آزمایش در شدت جریان 20 میلی‌آمپر و ولتاژ 15 کیلوولت انجام شد. شمار 12 نمونه نیز از فازهای گوناگون تودة آذرین درونی به روش XRF (به روش ذوب قلیایی) در دانشگاه میامی آمریکا تجزیه شدند. دقت اندازه‌گیری برای اکسیدهای اصلی برابربا 03/0 تا 05/0 درصد و برای عنصرهای کمیاب برابربا 1 تا 2 پی‏‌پی‏‌ام بود (جدول 1).

 

جدول 1- داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة شیمیایی نمونه‏‌های باتولیت شیورداغ به روش XRF (اکسیدهای اصلی به درصدوزنی و عنصرهای کمیاب به ppm گزارش شده اند) (نام‌های اختصاری: MzDi: Monzodiorite؛ Gd: Granodiorite؛ Gr: Granite؛ MzSy: Monzosyenite؛ Mz: Monzonite؛ QzMz: Quartzmonzonite؛ QzMzDi: Quartzmonzodiorite)

Sample No.

86-Ag-57

86-Ch-10

86-Ch-27

86-Ch-30

86-Ch-4

87-Maz-240

86-Ag-46

86-Ch-4

86-Ch-12

86-Ch-17

86-Ch-192

87-maz-222

Composition

MzDi

Gd

Gr

MzSy-Mz

QzMz

QzMz- Gd

Gr- Gd

QzMzDi

QzMz

QzMzDi

QzMzDi

GD- Gr

Age

Oligocene

Miocene

SiO2

52.44

64.78

67.35

56.3

56.88

61.31

64.92

54.91

63.09

64.92

66.53

67.44

TiO2

1.14

0.55

0.44

0.85

0.83

0.79

0.53

1.37

0.56

0.48

0.45

0.45

Al2O3

18.15

16.72

14.97

18.15

18.99

16.32

16.17

14.23

15.84

15.49

15.74

15.4

Fe2O3t

9.16

3.94

4.94

6.75

7.18

5.42

3.76

7.91

4.3

3.55

3.67

3.39

MnO

0.18

0.07

0.02

0.13

0.07

0.1

0.06

0.15

0.11

0.07

0.11

0.02

MgO

3.49

1.28

1.25

2.79

2.7

2.83

1.93

5.66

2.38

2

1.38

1.4

CaO

8.95

3.33

1.27

5.68

3.11

4.6

2.99

5.62

3.4

3.28

3.01

2.29

Na2O

2.9

3.87

3.25

3.77

3.64

3.75

4.32

3.14

3.69

3.82

3.73

3.77

K2O

2.3

4.55

4.93

4.11

4.41

3.75

3.87

3.66

4.1

3.54

4.17

4.45

P2O5

0.64

0.22

0.18

0.51

0.5

0.35

0.27

0.52

0.22

0.2

0.18

0.19

L.O.I.

0.39

0.48

1.21

0.71

1.47

0.58

0.97

2.61

2.11

2.49

0.81

0.98

Total

99.74

99.79

99.81

99.75

99.78

99.8

99.79

99.78

99.8

99.84

99.78

99.78

V

264.85

68.65

88.14

155.34

172.59

104.13

65.59

146.57

83.15

39.53

55.24

59.34

Cr

88.89

72.5

26.56

111

108

54.16

31.74

170.79

34.18

32.77

41.75

71.95

Zn

119.51

43

51.02

63.77

62.73

76.64

47.08

81.69

63.33

63.36

55.81

28.73

Rb

82.86

162.77

98.77

99.73

122.01

117.25

102.68

112.48

109.7

99.59

141.07

176.45

Sr

1344.46

578.56

538.33

1016.8

903.14

719.21

715.95

866.83

574

647.44

490.09

591.81

Zr

222.56

302.36

154.01

194.75

341.19

231.27

170.33

202.88

149.98

155.46

185.4

180.2

Ba

1162.15

762.2

829.86

1175.57

1007.25

727.73

788.8

884.96

967.52

709.86

745.46

711.09

Y

22.42

22.74

22

22.26

30.85

21.5

11.49

14.49

14.79

12.3

18.49

9.31

Nb

20.27

39.62

13.94

24.77

32.86

25.68

19.1

28.63

14.46

17.55

24.18

19.06

Sr/Y

59.97

25.44

24.47

45.68

29.28

33.45

62.31

59.82

38.81

52.64

26.51

63.57

Zr/TiO2*0.0001

0.02

0.05

0.04

0.02

0.04

0.03

0.03

0.01

0.03

0.03

0.04

0.04

Zr/Y

9.93

13.30

7.00

8.75

11.06

10.76

14.82

14.00

10.14

12.64

10.03

19.36

Y+Nb

42.69

62.36

35.94

47.03

63.71

47.18

30.59

43.12

29.25

29.85

42.67

28.37

 


 

 

زمین‌شناسی ناحیه‌ای

پهنة ماگمایی البرز- آذربایجان با راستای WNW-ESE از کوه‏‌های البرز در شمال ایران آغاز شده است و پس از گذر از آذربایجان و قفقاز کوچک تا شمال ترکیه ادامه می‌یابد. این پهنه در ایران، با گسل رشت- تاکستان به دو بخش خاوری و باختری تفکیک شده است. بخش خاوری از توف‏‌های بازیک تا اسیدی با سرشت شوشونیتی تا آلکالن ساخته شده است (Blourian, 1994) و بخش باختری نیز دربردارندة گدازه‏‌های آندزیتی تا ریوداسیتی و چندین تودة گرانیتوییدی با سرشت کالک‏‌آلکالن است (Moayyed, 2001). در شمال‌باختری ایران (از اردبیل تا جلفا)، این پهنه به‌نام «پهنة ارسباران» شناخته می‌شود (Jamali, 2010; Hassanpour, 2010). کهن‏‌ترین واحد سنگی در پهنة ارسباران از نوع دگرگونی با سن نامشخص (قدیمی‏‌تر از ژوراسیک) است که تا رخسارة شیست سبز و آمفیبولیت دگرگون شده است و در شمال کلیبر و کنار رود ارس (نزدیکی روستای قولان) رخنمون ‏دارد (Mehrpartou et al., 1992; Mehrpartou and Nazer, 1999). در شمال مشکین‏‌شهر، برونزدهای کوچکی از سنگ‏‌های مافیک- الترامافیک به نام افیولیت اللهیارلو دیده می‏‌شوند که به سن کربونیفر بالایی تا ژوراسیک زیرین دانسته می‌شوند (Sudi Ajirlu and Moazzen, 2014). بررسی‌های جدید‏‌ترِ Moazzen و همکاران (2020) سن 326- 334 میلیون سال پیش (کربنیفر) را برای افیولیت‏‌های اللهیارلو نشان داده‌اند. واحدهای رسوبی- آتشفشانی کرتاسة بالایی دربردارندة سنگ آهک، مارن، شیل، سیلتستون و ماسه‏‌سنگ با میان‏‌لایه‏‌هایی از توف و گدازه‏‌های زیردریایی با ترکیب حد واسط و ویژگی کالک‏‌آلکالن- توله‌ایتی هستند و بخش گسترده‌ای از پهنة ارسباران را پوشانده‌اند. سنگ‏‌های آذرین این مجموعه به محیط فرورانش نسبت داده شده‏‌اند (Hassanpour, 2010; Mobashergermi et al., 2018). در ادامه، فعالیت ماگمایی مربوط به فرورانش در پالئوسن و ائوسن به اوج خود رسیده است و بخش گسترده‌ای از پهنة ارسباران را سنگ‏‌های آتشفشانی و ولکانوکلاستیک ائوسن پوشانده‌اند. سنگ‏‌های آذرین مربوط به الیگوسن از نوع آذرین درونی و کمتر نیمه‏‌آتشفشانی هستند و در جاهایی همراه با دگرسانی و کانه‏‌زایی‏‌ دیده می‌شوند. مرحله بعدی ماگماتیسم در پهنة ارسباران از میوسن آغاز شده است و تا پلیو- کواترنری ادامه داشته است و بیشتر ‌به‌صورت نیمه‌آتشفشانی و یا آتشفشانی نمود پیدا کرده است. از مهم‏‌ترین واحدهای نیمه‏‌آتشفشانی که با کانه‏‌زایی هم همراه هستند سونگون و میوه‏‌رود (اندریان) و از سنگ‏‌های آتشفشانی، آتشفشان سبلان و شمال باختر اهر را می‌توان نام برد. ماگماتیسم میو- پلیوسن ارسباران ترکیب اسیدی تا بازیک و سرشت کالک آلکالن- آلکالن دارد و به محیط فرورانشی پسابرخوردی نسبت داده شده است (Jamali and Mehrabi, 2015).

پهنة ارسباران از پربارترین پهنه‌های فلززایی ایران است و کانسارهای پورفیری مس- طلا- مولیبدن (مانند: سونگون، مسجدداغی، هفت چشمه، سوناجیل و میوه‌رود)، اسکارن (مانند: مزرعه، جویبند، سونگون، میوه‌رود، پهناور) و اپی‌ترمال (مانند: زگلیک، مزرعة شادی، مسجدداغی و ...) دارد که بیشترشان در ارتباط با ماگماتیسم نئوژن هستند و از دیدگاه نوع کانه‏‌زایی، زمان و نوع عنصرهای همراه پهنه‌‏‌بندی نشان می‏‌دهند. بیشتر کانسارهای اسکارنی در شمال پهنة ارسباران و در ارتباط با باتولیت شیورداغ رخ داده‌اند (Jamali et al., 2012).

 

زمین‌شناسی باتولیت شیورداغ

باتولیت شیورداغ یک تودة بزرگ با درازایی نزدیک به 25 کیلومتر و پهنای متغیر از 2 تا 7 کیلومتر با روند خاوری- باختری است که از گردنة سامبران در خاور تا روستای انجرد در باختر کشیده شده است. این توده ارتفاع‌های شمال اهر را می‌سازد. این باتولیت درون سکانس رسوبی- آتشفشانی کرتاسة بالایی و ائوسن تزریق شده است. گدازه‏‌های آتشفشانی پلیو- کواترنری با ترکیب آندزیتی- تراکی آندزیتی با دگرشیبی آذرین‌پی آن را پوشانده‌اند (شکل 2). واحدهای سنگی کرتاسه دربردارندة سنگ‌آهک‏‌های نازک‏‌لایة خاکستری، شیل، آهک‌های مارنی و ماسه‏‌ای همراه با گدازه‏‌ها و آذرآواری‌‏‌های حد واسط هستند. سنگ‏‌های ائوسن نیز بیشتر دربردارندة توف، ایگنیمبریت و گدازه‏‌های اسیدی تا حد واسط هستند. به‌علت دمای توده‏‌های آذرین درونی و محلول‏‌های برخاسته از آنها، دگرگونی همبری، دگرسانی و کانه‏‌زایی در سنگ‏‌های دربرگیرنده و خود توده رخ داده‌اند که در مقدمه از شماری از آنها یاد شد.

 

 

 

شکل 2- نقشة زمین‌شناسی ساده‌شده از منطقة معدن مزرعه

 

 

باتولیت شیورداغ ‌به‌صورت یک کمپلکس آذرین درونی از چندین فاز ماگمایی با ترکیب گرانیت، گرانودیوریت، کوارتزمونزونیت، مونزونیت، سینیت، کوارتز مونزودیوریت و گابرودیوریت است که بافت گرانولار تا پورفیروییدی نشان می‌دهند و شماری دایک با ترکیب ‏‌گرانیت تا دیوریت در آنها تزریق شده‌اند (شکل 3- A). برپایة روابط صحرایی، بررسی‌های زمین‌شیمیایی و سن‏سنجی‏‌های انجام‌شده، گابرودیوریت‏‌ها کهن‏‌ترین فاز آذرین درونی هستند (شکل 3- B). گرانیت‏‌ها و گرانودیوریت‏‌ها با بافت گرانولار و درشت‌بلور و سن 31- 33 میلیون سال پیش، بیشترین حجم باتولیت را دربر گرفته‌اند. این سنگ‌ها از گابرودیوریت‏‌ها و سینیت‏‌ها با سن 23- 29 میلیون سال پیش کهن‏‌تر هستند (Aghazadeh et al., 2011). استوک‏‌های کوارتزمونزودیوریتی- کوارتزمونزونیتی با بافت پورفیری و به سن 31/0±91/9 میلیون سال پیش، جوان‏‌ترین فاز آذرین درونی در باتولیت شیورداغ به‌شمار می‌روند (Hassanpour, 2013; Jamali, 2012) (شکل 3- C) و با کانی‏‌سازی‏‌هایی از مس- طلا- تنگستن همراه هستند (Jamali, 2012; Asgharzadeh-Asl et al., 2017; Asgharzadeh-Asl et al., 2018). برپایة آنچه گفته شد، جایگزینی و پیدایش تودة شیورداغ بیش از 23 میلیون سال (از الیگوسن زیرین تا میوسن بالایی) به درازا کشیده است.

 

 

 

شکل 3- واحدهای سنگی در منطقة شیورداغ: A) نفوذ تودة گرانودیوریتی (Gd) درون ولکانیک‏‌ها (Kuv) و کربناته‏‌های (Kul) کرتاسة بالایی که دایک کوارتزمونزونیتی (Dy) به خود آن نفوذ کرده‌اند (منطقة آغ‏‌دره، نگاه رو به شمال)؛ B) نفوذ تودة گرانیتی (Gr) درون گابرودیوریت (Gb) (جنوب چوپانلر)؛ C) نفوذ کوارتزمونزونیت (QzMz) در گرانودیوریت (شمال‏‌باختری چوپانلر)؛ D) پتاسیم‌فلدسپارهای گوشتی‌رنگ (K.fs) و درشت‌بلور در زمینة متوسط بلور (متشکل از پلاژیوکلاز، کوارتز، آمفیبول) در سینوگرانیت‏‌های جنوب آغ‏‌دره؛ E) درشت‌بلورهای آمفیبول (Amp) ± بیوتیت در زمینة ریز بلور (متشکل از پلاژیوکلاز، پتاسیم‌فلدسپار و اندکی کوارتز) در کوارتزمونزونیت‏‌های مزرعه (نام اختصاری کانی‏‌ها برگرفته از Whitney و Evans (2010))

 

 

برپایة بررسی‌های بافتی و تجزیة شیمیایی کانی‏‌ها (EPMA)، Aghazadeh و همکاران (2011) ژرفای جایگزینی گرانودیوریت‏‌ها را بیشتر از 4 کیلومتر به‌دست آورده‌اند. از ویژگی‏‌ این توده‏‌ها، حضور بلورهای درشت آلکالی‌فلدسپار و پلاژیوکلاز در آنهاست (شکل 3- D) که چه‌بسا نشان‌دهندة محتوای کمِ آب در ماگمای سازندة آنها باشد؛ اما توده‏‌های کوارتزمونزودیوریتی- کوارتزمونزونیتی با بافت پورفیری و ریزبلور که ‌به‌صورت استوک و آپوفیزهای کوچک درون گرانودیوریت‏‌ها و مونزوسینیت‏‌ها تزریق شده‏‌اند (شکل 3- C)، درشت‌بلورهایی از آمفیبول و بیوتیت دارند (شکل 3- E). این ویژگی نشانة آبدار‌بودن (H2O>4%) ماگمای سازندة آنهاست (Richards et al., 2012). در بیشتر استوک‏‌های کوارتزمونزودیوریتی- کوارتزمونزونیتی جوان کانی‏‌سازی‏‌های ضعیفی از مس (± طلا ± تنگستن) به شکل رگچه‏‌ای و انتشاری همراه با دگرسانی‏‌های ضعیف پتاسیک- فیلیک در مناطقی مانند مزرعه، انجرد، آغ‏‌دره، چوپانلر و قره‏‌نیق‌دره رخ داده‌اند که چه‌بسا تأیید دیگری بر آب‏‌داربودن و بارور‌بودن آنها هستند (Hassanpour, 2013; Jamali, 2012; Asgharzadeh-Asl et al., 2018).

برای بررسی زمین‌شیمی و سنگ‌زایی سنگ‏‌های سازندة کمپلکس شیورداغ، شمار 12 نمونه از فازهای آذرین درونی گوناگون تجزیة شیمیایی شدند. در نمودار Zr/TiO2 دربرابر SiO2، ترکیب سنگ‏‌ها در محدوده دیوریت، سینودیوریت، مونزونیت و گرانودیوریت جای گرفته است (شکل 4- A).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y+Nb

شکل 4- نمودارهای سنگ‌شناسی برای سنگ‏‌های کمپلکس شیورداغ برای بررسی: A) ترکیب شیمیایی (Winchester and Floyd, 1977)؛ B) سری ماگمایی (Peccerillo and Taylor, 1976)؛ C، D، E) جایگاه زمین‌ساختی (Pearce, 1996, Pearce et al., 1984)؛ F) شناسایی آداکیت‏‌ها از کالک‏‌آلکالن‏‌ها (Defant and Drummond, 1990) (مقدار K2O، SiO2 و TiO2 به درصدوزنی و عنصرهای کمیاب به ppm است)

 

 


 

 

در نمودار SiO2 دربرابر K2O بیشتر نمونه‏‌ها در محدودة شوشونیتی و شماری نیز در محدودة کالک‏‌آلکالن پتاسیم بالا جای گرفته‌اند (شکل 4- B). نمودار Zr دربرابر Zr/Y نیز محیط‏‌های مربوط به فرورانش قاره‏‌ای را برای نمونه‏‌های شیورداغ نشان می‏‌دهد (شکل 4- C). در نمودار Y دربرابر Nb و Y+Nb دربرابر Rb (Pearce, 1996) که محیط‏‌های مختلف فروررانشی را از هم جدا می‏‌کند، بیشتر نمونه‏‌های شیورداغ در محل برخورد سه پهنة زمین‌ساختی (که از ویژگی‏‌های محیط‏‌های پسابرخوردی است) جای گرفته‌اند (شکل‌های 4- D و 4- E). در نمودار Y دربرابر Sr/Y که برای تفکیک سنگ‏‌های کالک‏‌آلکالن نرمال از سنگ‏‌های آداکیتی به‌کار می‌رود، نمونه‏‌های میوسن که با کانه‏‌زایی همراه هستند در محدودة آداکیتی و گرانودیوریت‏‌ها و سینودیوریت‏‌های الیگوسن در محدودة کالک‌آلکالن نرمال جای گرفته‏‌اند (شکل 4- F).

 

کانه‏‌زایی مس (آهن± طلا) مزرعه

کانسار مزرعه در 20 کیلومتری شمال اهر و 5 کیلومتری شمال روستای مزرعه (به مختصات ׳47°4 طول جغرافیایی خاوری و ׳38°39 عرض جغرافیایی شمالی) و در بخش میانی کمپلکس شیورداغ جای دارد (شکل 1). کانه‌زایی در منطقة مزرعه به دو صورت اسکارنی در واحدهای کربناته کرتاسه و رگچه ای- انتشاری در توده‏‌های آذرین درونی رخ داده است. نوع دوم این کانی‌سازی برای نخستین بار در این پژوهش معرفی می‏‌شود.

نخستین عملیات اکتشافی در بخش اسکارنی کانسار مزرعه را شرکت سهامی کل معادن در سال 1335 آغاز کرد و از سال 1369 بازسازی و آماده‏‌سازی معدن آغاز و کارخانه تغلیظ در سال 1375 راه اندازی شد. میانگین عیار این کانسار نزدیک به 7/1 درصد مس است. ذخیرة قطعی به‌دست‌آمده نزدیک به 730000 تن است که نزدیک به 200000 تن آن تا کنون استخراج شده است. استخراج به روش زیرزمینی انجام می‏‌شود. عیار طلا در کنسانتره کارخانه (با عیار 33 درصد مس) به 18 گرم در تن می‏‌رسد. این عیار نشانة بالا‌بودن مقدار طلا در این کانسار است. نمونه‏‌های تجزیه‌شده از رگه‏‌های مگنتیتی و پهنه‌های اسکارنی شمال معدن مزرعه نیز عیار بالایی از طلا (تا 2 گرم در تن) را نشان می‌دهند (Jamali, 2009). افزون‌بر این، در بخش‏‌هایی از کانسار عیار آهن (بیشتر مگنتیتی) بالاست و می‏‌تواند ‌به‌عنوان فراورده جانبی دانسته شود.

کانی‏‌سازی در منطقة مزرعه از دیدگاه نوع کانی‏‌ها، شکل کانه‏‌زایی، نوع سنگ میزبان و چگونگی پیدایش به دو نوع اسکارنی و مرتبط با تودة آذرین درونی تفکیک می‌شود. در ادامه به بررسی آنها پرداخته می‌شود.

 

کانی‌سازی اسکارنی

اسکارن‌ها بیشتر از دگرنهادی سنگ‏‌های کربناته در همبری توده‏‌های آذرین پدید می‏‌آیند. در منطقة مزرعه، کانی‏‌سازی اسکارنی در محل برخورد باتولیت شیورداغ با سنگ آهک‏‌های کرتاسة بالایی با روند تقریبی خاوری- باختری رخ داده است (شکل‌های 2، 5- A و 5- B). پهنة اگزواسکارن ستبرایی نزدیک به 25 متر دارد و گاه ستبرای آن تا 50 متر نیز می‌رسد؛ اما بخش‌های کانی‌سازی‌شده درون آن پیوسته نیستند. گرچه کانی‏‌سازی پهنة اسکارنی در نزدیکی تودة گرانودیوریتی روی داده است؛ اما همان‌گونه‌‏‌که در شکل‌های 5- A و 5- B دیده می‌شود، مرز تودة گرانودیوریتی با پهنة اسکارنی تیز (sharp)، ناگهانی و چه‌بسا گسله است. کانی‏‌سازی در پهنة اسکارنی بیشتر ‌به‌صورت توده‏‌ای است؛ اما گاه ‌به‌صورت رگچه‏‌ای نیز دیده می‏‌شود (شکل 5- D). گارنت، پیروکسن، اپیدوت، آمفیبول، کلسیت و کوارتز از کانی‌های اسکارنی هستند. در میان آنها اپیدوت فراوانی بیشتری دارد. فراوان‏‌ترین کانه مگنتیت است که ‌به‌صورت توده‏‌ای، رگچه‏‌ای و شکل‌های نامنظم دیده می‏‌شود. در برخی بخش‏‌ها، بیشتر از 90 درصدحجم پهنة اسکارنی از مگنتیت ساخته شده است. پیریت و کالکوپیریت نیز فراوان‏‌ترین کانی سولفیدی در پهنة اسکارنی هستند که ‌به‌صورت لکه‏‌ای، پراکنده و رگچه‏‌ای دیده می‏‌شوند (شکل‌های 5- C و 5- D).

 

 

 

شکل 5- تصویرهایی از کانی‏‌سازی اسکارنی در معدن مزرعه. A، B) نمایی از کانی‏‌سازی اسکارن با روند خاوری- باختری در فاصلة میان تودة گرانودیوریتی و مرمرهای کرتاسة بالایی؛ C) نمایی نزدیک از کانی‏‌سازی مس- آهن در پهنة اسکارنی؛ D) رگچه‌های کانه‏‌دار در تودة گرانودیوریتی (Ccp: کالکوپیریت؛ Mag: مگنتیت؛ Cal: کلسیت)

 

 

پیروکسن نخستین کانی پدیدآمده در مرحلة پیشرونده اسکارن است که با گارنت و کانی‏‌های آبدار جانشین شده است. دو نوع گارنت یکی قهوه‏‌ای مایل به قرمز (آندرادیت) و دیگری سبز مایل به زرد (گروسولار) شناسایی شدند که ‌به‌صورت رگچه‏‌ای، توده‏‌ای و نواری دیده می‏‌شوند. گارنت‏‌های رگچه‏‌ای خاستگاه گرمابی دارند و هم در مرمرها و هم در تودة گرانودیوریتی دیده می‏‌شوند (Karimzadeh Somarin and Moayyed, 2002). در برخی بخش‏‌ها، گارنت‏‌ها در پهنة اگزواسکارن ‌به‌صورت میان‏‌لایه با مرمرها دیده می‏‌شوند. این پدیده شاید پیامد وجود ناخالصی در ترکیب سنگ مادر آنها باشد. منطقه‏‌بندی در بلورهای گارنت چه‌بسا پیامد تغییر ترکیب سیال‌های پدیدآورنده آنها باشد (شکل‌های 6- A و 6- B). در توالی پاراژنتیک، کانی‌های گارنت و پیروکسن نخستین کانی‌های پدیدآمده در مرحلة پیشروندة اسکارن‏‌زایی هستند. در هنگام دگرسانی پسرونده، این کانی‌ها به کانی‌هایی مانند اپیدوت، ترمولیت- اکتینولیت، کلریت، کوارتز و کلسیت دگرسان شده‏‌اند (شکل‌های 6- C و 6- D).

 

 

 

شکل 6- کانی‌های پهنة اسکارنی. A, B) پهنه‌‌بندی نوسانی در گارنت (Grt) و قطع‌شدن آن با مگنتیت (Mag)؛ C، D) جایگزینی گارنت و پیروکسن (Px) با اپیدوت (Ep)، اکتینولیت (Act) و کلریت (Chl) در مرحلة پسرونده (عکس‌ها از Karimzadeh Somarin و Moayyed (2002) برگرفته شد‌ه‌اند. تصویر A در PPL و دیگر تصویرها در XPL گرفته شده‌‌اند)

 

 

هرسینیت (FeAl2O4) از کانی‏‌های معمول در پهنة اسکارنی است که برای نخستین‌بار در این پژ<هش در کانسار مزرعه گزارش شده است. این کانی در نخستین مرحله‌های دگرگونی همبری پدید آمده است (شکل‌های 7- A و 7- B).

مگنتیت نخستین کانه فلزی است که پدید آمده است. مگنتیت یا با هماتیت همرشدی نشان می‏‌دهد و یا مارتیتی شده است و در حال جایگزینی با هماتیت است (شکل 7- B). این ویژگی نشان‌دهندة افزایش فوگاسیتة اکسیژن تا بافر هماتیت- مگنتیت (HM buffer) است (Sun et al., 2015). به‌دنبال کانی‏‌های اکسیدی، پیدایش کانی‏‌های سولفیدی آغاز شده است. از کانی‏‌های سولفیدی می‏‌توان پیریت، کالکوپیریت، بورنیت، تترائدریت، اسفالریت و پیروتیت (اندک) را نام برد. پیروتیت نخستین کانی سولفیدی است که پدید آمده است. پیریت‌ها معمولاً با کانی‌های دیگر جایگزین شده است و در لای شکستگی‌های آنها، رگچه‌های کالکوپیریت و بورنیت دیده می‏‌شوند. این پدیده نشان‌دهندة تأخیری‌بودن کانی‌های تازه‌پدیدآمده نسبت به پیریت است. کالکوپیریت و بورنیت همزمان پدیدار شده‏‌اند (شکل‌های 7- C و 7- D) و کوولیت، کالکوسیت و دیژنیت از هوازدگی برون‏‌زاد آنها پدید آمده‌اند. اسفالریت نیز نسبت به پیریت و کالکوپیریت تأخیری‏‌تر است و ‌به‌صورت زمینه آنها را دربر می‏‌گیرد.

 

 

 

شکل 7- تصویرهای میکروسکوپی انعکاسی از بخش اسکارنی کانه‏‌دار معدن مزرعه. A) پر‌شدن شکستگی‏‌های هرسینیت با کالکوپیریت که نشانة تأخیری‌بودن آن نسبت به هرسینیت است؛ B) کانی‏‌های اکسیدی شامل مگنتیت مارتیتی شده، ایلمنیت و هرسینیت؛ C) اسفالریت تأخیری دانه‏‌های پیریت و کالکوپیریت را فراگرفته است؛ D) پرشدگی فضای میان دانه‏‌های مگنتیت توسط کالکوپیریت و پیروتیت درون کالکوپیریت (همه تصویرها در PPL گرفته شده‌اند)

 

 

آلتاییت (PbTe) که با کالکوپیریت و بورنیت دیده می‏‌شود برای نخستین‌بار در این پژوهش شناسایی شده است (شکل‌های 8- A و 8- B). بیسموت طبیعی از دیگر کانی هایی است که Mollai (2009) آن را گزارش کرده است. کربنات‏‌ها و اکسیدهای مس و هیدروکسیدهای آهن نیز از هوازدگی اکسیدهای آهن و سولفیدها در مرحلة برون‏‌زاد پدید آمده‏‌اند.

برپایة بررسی سیال‌های درگیر، کانی‌سازی اسکارن در فشار نزدیک به 5/0 کیلوبار (ژرفای نزدیک به 6/1 کیلومتر) و دمای 300 تا 500 درجة سانتیگراد، از سیال‌های ماگمایی روی داده است. در مرحلة پیدایش اکسیدها دما بالا بوده است؛ اما در مرحلة سولفیدزایی دما کاهش یافته است (Mollai et al., 2009). تغییرات دمایی به‌دست‌آمده از بررسی سیال‌های درگیر با توالی پاراژنزی یادشده همخوانی دارد. نتیجة بررسی‌های کانی‏‌شناسی (سکانس پاراژنتیک) و سیال‌های درگیر را می‏‌توان با تغییرات فوگاسیتة اکسیژن و pH، ‌به‌صورت زیر همخوانی داد. کانی‏‌سازی در مرحله‌های نخستین با احیاء سولفات کنترل می‏‌شده است و با تبلور مگنتیت آغاز شده است و با کاهش pH و افزایش پتانسیل اکسایشی سولفات همراه بوده است.

 

شکل 8- همرشدی مگنتیت با هماتیت و بورنیت با کالکوپیریت. یک بلور کوچک آلتاییت میان کالکوپیریت و بورنیت دیده می‌شود. A) عکس با میکروسکوپ انعکاسی (PPL)؛ B) عکس میکروسکوپ الکترونی (BSE)

 

پیدایش هماتیت (مارتیتی‌شدن مگنتیت) هنگامی رخ داده است که احیاء سولفات، pH را به اندازة کافی پایین آورده است. افزون‌بر اکسیداسیون آهن فرو هنگام تبلور مگنتیت و هماتیت، سنگ دیوارة احیاء نیز شاید احیاءشدن سولفات و کانه‏‌زایی سولفیدی را به‌دنبال داشته است. فرار گازهای اکسیدان نیز چه‌بسا فرایند بنیادی دیگر برای احیاء سولفات باشد (Sun et al., 2015). سولفیدها هنگامی پدید می‏‌آیند که احیاء سولفات در محلول‏‌های آبگین رخ دهد و فلزها به ژرفای کمتر (برای نمونه، بالای تودة آذرین درونی و نزدیک سنگ‏‌های دربرگیرنده) برسند.

کانی‌سازی مس ± طلای مرتبط با تودة آذرین درونی (Intrusion- Related Cu±Au Mineralization):

در حاشیة شمال‌خاوری معدن مزرعه، یک استوک کوچک کوارتزمونزونیتی به سن میوسن درون تودة درشت‌بلور گرانودیوریتی و سنگ‏‌های رسوبی- آتشفشانی کرتاسه نفوذ کرده است (شکل 9- A). دایک‏‌هایی با ترکیب مشابه نیز در جنوب معدن دیده می‏‌شوند. این استوک بافت پورفیری دارد و از درشت‌بلورهای آمفیبول± بیوتیت ساخته شده است. همچنین، ویژگی آداکیتی (نسبت بالای Sr/Y) نشان می‏‌دهد (شکل‌های 3- E و 4- F) که نشانة آبدار‌بودن ماگمای سازندة آنهاست (Richards et al., 2012). افزون‌بر رخداد کانه‏‌زایی در استوک کوارتزمونزونیتی، در گرانودیوریت میزبان آن نیز کانه‏‌زایی مشابهی رخ داده است (شکل‌های 2 و 9- A).

برپایة روابط صحرایی، استوک‏‌های کوارتز‏‌مونزونیتی آداکیتی، جوان‏‌ترین فاز آذرین درونی در کمپلکس شیورداغ هستند که در برخی جاها (مانند شمال‌خاوری روستای حاج‏‌علی‏‌بیگ، آغ‏‌دره و چوپانلر) با کانه‏‌زایی مس± تنگستن± طلا همراه هستند (Jamali, 2010; Asgharzadeh-Asl et al., 2017; Asgharzadeh-Asl et al., 2018). Hassanpour (2013) نیز کانی‏‌سازی اسکارنی در منطقة انجرد را به توده‏‌های میوسن بالایی (با سن نزدیک به 10 میلیون سال پیش) نسبت داده است. کانی‏‌سازی در تودة کوارتزمونزونیتی مزرعه و گرانودیوریت میزبان ‌به‌صورت رگچه‏‌های سیلیسی سولفید- مگنتیت‏‌دار و سولفیدهای پراکنده است و با دگرسانی پتاسیک ضعیف - فیلیک - آرژیلیک همراه است. فلدسپار‌ها به سریسیت و کانی‏‌های رسی تجزیه شده‌اند و گاه از حاشیه‌ها با آلکالی‌فلدسپار جانشین شده‌اند. بیوتیت‏‌ها نیز در حال جایگزینی با کلریت و اکسیدهای آهن هستند. گاهی رگچه‏‌ها و تجمعاتی از بیوتیت ثانویه، کوارتز و کلریت در زمینة سنگ دیده می‏‌شوند. کالکوپیریت، پیریت، بورنیت و مگنتیت از شمار کانه‏‌هایی هستند که ‌به‌صورت پراکنده و نیز در رگچه‏‌های سیلیسی دیده می‌شوند (شکل‌های 9 و 10).

 

 

شکل 9- تصویرهای ماکروسکوپی و میکروسکوپی از استوک کوارتزمونزونیتی و کانه‏‌زایی رگچه‏‌ای در آن. A) رخنمونی از استوک کوارتزمونزونیتی در فاصلة میان تودة گرانودیوریتی و پهنة اسکارنی در شمال معدن مزرعه (نگاه به شمال‌خاوری)؛ B) رگچه‏‌های سیلیسی نیمه‏‌موازی کانه‏‌دار در استوک کوارتزمونزونیتی؛ C) کانه‏‌سازی رگچه‏‌ای در تودة گرانودیوریتی درشت‌بلور میزبان استوک پورفیری؛ D) تصویر میکروسکوپ انعکاسی (PPL) از همان نمونه (شکل B) که کالکوپیریت و مگنتیت‏‌ دارد.

 

شکل 10- کانی‌سازی پراکنده در تودة گرانودیوریتی جنوب مزرعه. A، B) عکس میکروسکوپ الکترونی (BSE) از رخداد کالکوپیریت (Ccp)، پیریت (Py)، بیوتیت (Bt) و اکتینولیت (Act)؛ C) تصویر انعکاسی (PPL) از مگنتیت (Mag)، ایلمنیت (Il) و بیوتیت

 

شکل اصلی کانه‏‌زایی به‌صورت رگچه‏‌های میلیمتری کوارتز- سولفید و کوارتز- مگنتیت صفحه‏‌ای نیمه‏‌موازی (sheeted veins) است (شکل‌های 9- B تا 9- D و 11) و استوک‏‌ورک تیپیک که در کانسارهای پورفیری معمول است در آنها دیده نمی‏‌شود. دگرسانی ضعیف و محدوده به پهنة کانه‏‌دار است و در بیرون از پهنة کانه‏‌دار ناپدید می‏‌شود. رگچه‏‌های کانه‏‌دار با درزه‏‌های درون توده‏‌های گرانودیوریتی میزبان هم‌روند هستند (شکل 11).

 

 

 

شکل 11- تودة گرانودیوریتی و دایک مونزونیتی تزریق‌شده در آن، در جنوب معدن مزرعه (نگاه به شمال) (به رگچه‏‌های صفحه‏‌ای (sheeted veins) کوارتز- سولفید در دایک و تودة گرانودیوریتی (که به موازات دایک است) توجه شود)

 

 

کانی‏‌سازی مشابهی در 7 کیلومتری جنوب و جنوب‌باختری معدن مزرعه (منطقه جنگرلو) در توده‏‌های درشت‌بلور گرانیتی- گرانودیوریتی رخ داده است. کانه‏‌زایی از رگچه‏‌های موازی تا نیمه‏‌موازی کوارتز- سولفید± مگنتیت و سولفیدهای پراکنده ساخته شده است و از درزه‏‌های موجود در سنگ میزبان پیروی می‏‌کند. در جنوب معدن مزرعه، دایک مونزونیتی درون تودة گرانودیوریتی دیده می‏‌شود که رگچه‏‌های کانه‏‌دار همراه با دگرسانی سریسیتی دارد. همراستا‌بودن دایک و رگچه‏‌های کانه‏‌دار با شکستگی‏‌های گرانودیوریت شاید نشان‌دهندة همزمان و یا تأخیری‌بودن کانه‏‌زایی نسبت به دایک مونزونیتی و جوان‏‌تر‌بودن هر دوی آنها نسبت به تودة گرانودیوریتی باشد (شکل 11). به‌گفتة دیگر، کانه‏‌زایی همزمان و یا پس از تزریق دایک و پس از سرد‌شدن تودة گرانودیوریتی رخ داده است. عیار کانه‏‌زایی مرتبط با تودة آذرین درونی کمابیش پایین است (مس کمتر از 2/0درصد)؛ اما گسترش سطحی آن در برخی بخش‌ها به یک تا دو هکتار می‏‌رسد. مگنتیت، ایلمنیت، پیریت و کالکوپیریت که از شمار کانه‏‌ها هستند، ‌به‌صورت پراکنده و رگچه‏‌های نیمه‏‌موازی دیده می‏‌شوند. از دیدگاه توالی تبلور، تبلور مگنتیت و ایلمنیت نسبت به سولفیدها پیشدستی نشان می‌دهد و نشانه‌هایی از مارتیتی‌شدن مگنتیت‏‌ها نیز دیده می‏‌شوند. پیریت و کالکوپیریت که سولفیدهای اصلی هستند، بیشتر بی‌شکل و ‌به‌صورت پرکننده و یا ‌به‌صورت جانشین‌شده در ساختار بلوری برخی کانی‏‌ها (مانند: آمفیبول و بیوتیت) دیده می‌شوند (شکل 12). بیوتیت، اکتینولیت، سریسیت و کمی کانی‏‌های رسی از کانی‏‌های دگرسانی همراه با این کانه‏‌زایی به شمار می‌روند که محدود به حاشیه رگچه‏‌ها هستند و در بیرون از پهنة کانه‏‌دار گسترش ندارند.

 

 

 

شکل 12- بافت جانشینی در کانی‏‌سازی نوع پراکنده در گرانودیوریت. A، B) جانشینی بلور بیوتیت از حاشیه با کالکوپیریت؛ (C جایگزینی بیوتیت با کالکوپیریت در امتداد رخ‏‌ها (تصویرهای A و C با میکروسکوپ انعکاسی و در PPL و B با میکروسکوپ الکترونی (BSE) گرفته شده‌اند. محدوده‏‌های خط‏‌چین مرز بلورهای بیوتیت را نشان می‌دهند که با سولفیدها به‌طور بخشی جایگزین شده است)

 

 

بحث و برداشت

باتولیت شیورداغ یک کمپلکس چند فازی است که پیدایش آن بیشتر از 23 میلیون سال به درازا کشیده است. بخش بزرگی از باتولیت را سنگ‏‌های گرانیتی، گرانودیوریتی و سینیتی به سن الیگوسن (23 تا 33 میلیون سال پیش) ساخته‌اند که بیشتر درشت‌بلورهای آنها پتاسیم‌فلدسپار و پلاژیوکلاز هستند و ماگمای سازندة آنها محتوای آب کمتری داشته است. این سنگ‏‌ها درشت‌بلور هستند و در ژرفای بسیار (بیشتر از 4 کیلومتر) جایگزین شده‏‌اند (Aghazadeh et al., 2011) و در بیشتر رخنمون‏‌ها درزه‏‌های سیستماتیک دارند. بسیاری از رخنمون‏‌های آن کانه‏‌زایی ندارند؛ به‌گونه‌ای‌که حتی در کنار پهنة اسکارنی نشانه‌ای از کانه‏‌زایی چشمگیر دیده نمی‏‌شود و مرز آن با اسکارن تیز است. همچنین، در محل همبری آنها با سنگ‏‌های دربرگیرنده (کرتاسة بالایی و ائوسن) نشانه‌های آشکار و چشمگیری از دگرسانی و کانه‏‌زایی دیده نمی‏‌شوند. این در حالیست که استوک‏‌های کوچک کوارتزمونزونیتی میوسن که درون واحدهای کهن‏‌تر نفوذ کرده‏‌اند بافت پورفیری دارند و در ژرفاهای کمتر (5/1 کیلومتر) جایگزین شده (Mollai et al., 2009). همچنین، درشت‌بلورهایی از آمفیبول و بیوتیت دارند که نشانة آب‏‌دار‌بودن ماگمای سازندة آنها هستند (Richards et al., 2012). این استوک‏‌ها افزون‌بر اینکه با کانسارهای اسکارنی رابطة مکانی نزدیکی دارند، خودشان نیز بیشتر کانه‏‌دار هستند و در جاهایی که درون توده‏‌های الیگوسن نفوذ کرده‏‌اند کانه‏‌زایی و دگرسانی را به‌دنبال داشته‏‌اند. همة اینها نشان‌دهندة آنست که در منطقة مزرعه و شاید در مناطق مشابه مانند انجرد، گاودل و جوان شیخ، کانه‏‌زایی در ارتباط با استوک‏‌های کوارتزمونزونیتی جوان (میوسن بالایی) باشد. این نکته کلید اکتشافی است که می‌تواند در منطقة شیورداغ به‌کار برده شود. Richards و همکاران (2012) در بررسی‌هایی که در مناطق کرمان، خاور ایران و باختر پاکستان انجام داده‏‌اند نیز به نتایج مشابهی دست یافته‏‌اند. به باور آنها، در پهنه‌های فرورانشی که فعالیت ماگمایی درازمدتی داشته باشند، فازهای تأخیری آب بیشتر و توان بیشتری برای کانه‏‌زایی دارد. بدین‌گونه، کانه‏‌زایی‏‌هایی که در برخی جاها در نزدیکی پهنة اسکارنی در تودة گرانودیوریتی دیده می‏‌شوند و در بررسی‌های پیشین اندواسکارن دانسته شده‌اند (Mollai, 1993; Moayyed et al., 2001; Karimzadeh Somarin and Moayyed, 2002; Mollai, 2009; Mollai and Sharifian, 2007) چه‌بسا پیامد تزریق توده‏‌های جوان‏‌تر باشند. برپایة بررسی‌های Reich و همکاران (2003)، نسبت Sr/Y در استوک‏‌های مرتبط با کانه‏‌زایی در شیلی مرکزی از سنگ‏‌های گرانیتی نابارور، بالاتر است. ماگماهای با مقادیر بالای Sr/Y شاید پیامد بجاماندن یا جدایش‌یافتن هورنبلند (گارنت و تیتانیت) در پوستة زیرین باشند (Richards, 2009). به باور Paterno و Castillo (2006) نیز مذاب‏‌های آداکیتی در جایی از ذوب‌بخشی پوستة زیرین بازالتی پدید می‏‌آیند که فشار بسیار بالا باشد و گارنت در سنگ نخستین پایدار بجامانده باشد (ژرفای بیشتر از 40 کیلومتر). این بدان معناست که ماگماهای آداکیتی جوان‏‌تر، در شرایطی از ذوب پوستة زیرین پدید آمده‌اند که در پی افزایش ستبرای پوسته، فشار بالا بوده است و گارنت و هورنبلند در سنگ خاستگاه بجای مانده‌اند. افزایش ستبرای پوسته نیز پیامد فرایند برخورد قاره- قاره (صفحة ایران با اوراسیا) بوده است. ویژگی آداکیتی ماگماتیسم میوسن و بالا‌بودن نسبت Sr/Y در آنها، در ارتباط با افزایش ستبرای پوسته در دوره نئوژن است که با داده‏‌های زمین‌فیزیکی به‌دست‌آمده نیز همخوانی دارد (Jamali, 2012).

کانی‏‌سازی رگچه‏‌ای- پراکنده در هر دوی تودة گرانودیوریتی الیگوسن و کوارتزمونزونیتی میوسن ویژگی‌های یکسانی دارد. رگچه‏‌ها بیشتر ‌به‌صورت موازی تا نیمه‌موازی هستند و با شکستگی‏‌هایی در تودة گرانودیوریتی هم‌راستا هستند. دگرسانی همراه با آنها از نوع فیلیک و پتاسیک ضعیف و محدود به پهنة کانه‏‌دار است و دگرسانی آرژیلیک بسیار ضعیف و محدود است. شکل کانه‏‌زایی (رگچه‏‌های صفحه‏‌ای)، نوع کانی‏‌ها (مگنتیت- پیریت- کالکوپیریت- بورنیت)، نوع دگرسانی (پتاسیک ضعیف و فیلیک)، بافت کانی‏‌ها (پراکنده، پرکننده و جانشینی)، کنترل ساختاری و نیز نوع سنگ میزبان (توده‏‌های آذرین درونی) با ویژگی‏‌های «کانسارهای مس- طلای مرتبط با تودة آذرین درونی» بیشترین همخوانی را نشان می‌دهند. گسترش بسیارِ کانه‏‌زایی، فاصلة بسیار از بخش اسکارنی و نیز ندیدن کانی‏‌های تیپیک اسکارنی (گارنت و پیروکسن) تفاوت‏‌هایی هستند که این نوع کانه‏‌زایی را از اندواسکارن متمایز می‏کنند. برپایه داده‏‌های ارائه‌شده، مانند داده‏‌های صحرایی، داده‏‌های زمین‌شیمیایی، سن‌سنجی، کانی‏‌شناسی و دگرسانی، مرحله‌های زیر برای پیدایش و تکامل زمین‏‌شناسی و کانه‏‌زایی منطقة مزرعه و مناطق پیرامون آن در نظر گرفته می‌شود (شکل 13).

 

 

 

شکل 13- مراحل پیدایش و تکامل زمین‏‌شناسی و فلززایی منطقة شیورداغ. A) در دوره کرتاسه و ائوسن منطقه بیشتر زیر آب بوده است و واحدهای رسوبی- آتشفشانی پدید آمده‌اند؛ B) از ائوسن پایانی تا میوسن آغازین، توده‏‌های آذرین درونی درشت‌بلور شیورداغ (Gd) در واحدهای کرتاسة بالایی و ائوسن تزریق شده‌اند و بالاآمدگی و فرسایش را به‌دنبال داشته‌اند. از سوی دیگر، ستبرای پوسته افزایش پیدا کرده است؛ C) در میوسن ماگماتیسم آداکیتی کوارتزمونزونیتی (QzMz) رخ داده است و کانه‏‌زایی اسکارنی و مرتبط با تودة آذرین درونی را به‌دنبال داشته‌ است.

 

 

در مرحلة نخست (A) واحدهای رسوبی- آتشفشانی کرتاسه و ائوسن پدید آمده‌اند و در پی بسته‌شدن نئوتتیس و افزایش فشار همگرایی صفحة ایران و اوراسیا، واحدهای سنگی منطقه چین خورده و از آب بیرون آمد‌ه‌اند. در دورة الیگوسن، توده‏‌های آذرین درونی گرانودیوریتی، گرانیتی و سینیتی کم آب ‌به‌صورت باتولیت درشت‌بلور در ژرفای بسیار (4- 5 کیلومتر) جایگزین شده‌اند (مرحلة B). با افزایش همگرایی دو صفحة ایران و اوراسیا، از یک سو، بالاآمدگی و فرسایش و از سوی دیگر، ضخیم‌شدگی پوسته رخ داده‌اند. در پی آن، ماگماهای آداکیتی آب‏‌دار خاستگاه‌گرفته از ژرفای بسیار ‌به‌صورت توده‏‌های استوک‌مانند در ژرفای کم (نزدیک به 1- 2 کیلومتر) جایگزین شده‏‌اند. در پی جدایش بلورین و جدایش سیال‌های فلزدار، کانه‏‌زایی هم در استوک‏‌های میوسن و هم در سنگ‏‌های دربرگیرندة آنها رخ داده است. در محل برخود استوک‏‌های میوسن با سنگ‌آهک‏‌های کرتاسة بالایی، کانی‏‌سازی اسکارنی مانند مزرعه، گاودل و انجرد روی داده‌اند؛‌ اما در استوک‏‌های میوسن و سنگ‏‌های آذرین درونی الیگوسن، کانه‏‌زایی ‌به‌صورت رگچه‏‌ای و انتشاری رخ داده است.

سپاس‌گزاری

نگارنده از سرکار خانم دکتر فرحناز دلیران برای انجام آزمایش‌های SEM در دانشگاه Karlsruhe سپاس‌گزاری می‌کند.

 

 

Aghazadeh, M. (2009) Petrology and geochemistry of the Anzan- Khan Kandi and Sheivar Dagh granitoids (north and east of Ahar, East of Azerbaijan). Ph.D. thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran (in Persian).
Aghazadeh, M., Castro, A., Badrzadeh, Z. and Vogt, K. (2011) Post- collisional polycyclic plutonism from the Zagros hinterland: the Shaivar Dagh plutonic complex, Alborz belt, Iran. Geological Magazine, Cambridge University Press, 1-29. DOI: 10.1017/S0016756811000380
Asgharzadeh-Asl, H., Mehrabi, B. and Tale Fazel, E. (2017) Mineralogy, occurrence of mineralization and temperature- pressure conditions of the Agh- Daragh polymetallic deposit in the Ahar- Arasbaran metallogenic area. Journal of Economic Geology 9(1): 1-23 (in Persian). DOI: 10.22067/econg.v9i1.44244
Asgharzadeh-Asl, H., Tale Fazel, E., Mehrabi, B. and Masoudi, F. (2018) Geochemical- metallogenic evolution of Agh- Daragh igneous rocks (north of Ahar) links to Cu- Au±W occurrences. Iranian Journal of Petrology 32: 21-44 (in Persian). DOI: 10.22108/ijp.2017.100426.0
Blourian, G. H. (1994) Petrology of the tertiary volcanic rocks in the northern of Tehran. M.Sc. thesis, Tarbiat Moallem University, Tehran, Iran (in Persian).
Defant, M. J. and Drummond, M. S. (1990) Derivation of some modern arc magmas by melting of young subducted lithosphere. Nature 347: 662-665. DOI: 10.1038/347662a0
Gharesi, M., Yazdi, M. and Rasa, I. (2020) Study of the origin and evolution of mineralizing fluid using geochemical analysis of rare earth elements and sulfur stable isotopes in Mazraeh Cu- Fe- Au skarn deposit, north of Ahar. Journal of Economic Geology 12: 1- 21 (in Persian). DOI: 10.22067/econg.v12i1.73242
Hajalilou, B. and Aghazadeh, M. (2016) Geological, alteration and mineralization characteristics of Ali Javad porphyry Cu- Au deposit, Arasbaran Zone, NW Iran. Open Journal of Geology 6: 859- 874. DOI: 10.4236/ojg.2016.68066
Hassanpour, S. (2010) Metallogeny and mineralization of copper and gold in Arasbaran Zone (Eastern Azerbaijan). Ph.D. Thesis, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran (in Persian).
Hassanpour, S. (2013) The alteration, mineralogy and geochronology (SHRIMP U–Pb and 40Ar/39Ar) of copper- bearing Anjerd skarn, north of the Shayvar Mountain, NW Iran. International Journal of Earth Sciences 102: 687–699. DOI: 10.1007/s00531-012-0819-7
Jamali, H. (2009) Report on economic geology and detection of promising area in the limit of Kalybar 1:100,000 geological map. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran (in Persian).
Jamali, H. (2012) Metallogenic zoning and tectonomagmatic controls in Ahar- Arasbaran magmatic belt, northwest of Iran. Ph.D. thesis, Kharazmi University, Tehran, Iran (in Persian).
Jamali, H. and Mehrabi, B. (2015) Relationships between arc maturity and Cu–Mo–Au porphyry and related epithermal mineralization at the Cenozoic Arasbaran magmatic belt. Ore Geology Reviews 65: 487–501. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.06.017
Jamali, H., Yaghubpur, A., Mehrabi, B., Dilek, Y., Daliran, F. and Meshkani, S. A. (2012) Petrogenesis and tectono- magmatic setting of Meso- Cenozoic magmatism in Azerbaijan province, Northwestern Iran. In: Petrology, New Perspectives and Applications (Ed. Al-Aljabori, A. I.) IntechOpen Pub, Croatia. DOI: 10.5772/24782
Karimzadeh Somarin, A. and Moayyed, M. (2002) Granite- and gabbrodiorite- associated skarn deposits of NW Iran. Ore Geology Reviews 20: 127–138. DOI: 10.1016/S0169-1368(02)00068-9
Mehrpartou, M. and Nazer, K. N. (1999) Geological Quadrangle Map 1: 100000 of Kalaybar. No. 5467, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
Mehrpartou, M., Aminifazl, A. and Radfar, J. (1992) Geological quadrangle map 1: 100000 of Varzaghan. No. 5367, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
Moayyed, M. (2001) Geochemistry and petrology of volcano- plutonic bodies in Tarum area. Ph.D. Thesis, Tabriz University, Tabriz, Iran (in Persian).
Moazzen, M., Salimi, Z., Rolland, Y., Broker, M. and Hajialioghli, R. (2020) Protolith nature and P- T evolution of Variscan metamorphic rocks from the Allahyarlu complex, NW Iran. Geological Magazine DOI: 10.1017/S0016756820000102
Mobashergermi, M., Aghazadeh, M., Kheirkhah, M. and Ahmadzadeh, G. R. (2018) Geochemistry and petrogenesis of Cretaceous volcanic rocks from the south and southwest of Germi city (Northwest of Iran). Iranian Journal of Petrology 33: 91- 110 (in Persian). DOI: 10.22108/ijp.2017.101362.1004
Mollai, H. (1993) Petrochemistry and genesis of granodiorite and associated Iron- Copper skarn deposit of Mazraeh, Ahar, east Azerbaijan, Iran. Ph.D. thesis, Roorkee University, India.
Mollai, H. (2009) Primary report on evidence for a porphyry copper deposit in the Gharanigh area, on the northern slope of the Ahar batholith. Proceedings volume 33, the 12th Symposium of the Geological Society of Iran, National Iranian South Oil Company (in Persian).
Mollai, H. and Sharifian, R. A. (2007) Petrography of fluid inclusions of iron–copper skarn deposit, Ahar, southeast of Tabriz, Eastern Azarbaijan. Proceedings Volume of the First Applied Geological Congress, Islamic Azad University, Mashhad Branch, Iran (in Persian).
Mollai, H., Sharma, R. and Pe-Piperc, G. (2009) Copper mineralization around the Ahar batholith, north of Ahar (NW Iran): Evidence for fluid evolution and the origin of the skarn ore deposit. Ore Geology Reviews 35(4): 401- 414. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2009.02.005
Parsa, M., Maghsoudi, A. and Yousefi, M. (2018) Spatial analyses of exploration evidence data to model skarn- type copper prospectivity in the Varzaghan district, NW Iran. Ore Geology Reviews 92: 97- 112. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.11.013
Paterno R. and Castillo P. (2006) An overview of adakite petrogenesis, Chinese Science Bulletin 51(3): 257-268. DOI: 10.1007/s11434-006-0257-7
Pearce, J. A. (1996) Sources and settings of granitic rocks. Episodes 19: 120–125. DOI: 10.18814/epiiugs/1996/v19i4/005
Pearce, J. A., Harris, N. B. W. and Tindle, A. G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology 25: 956–983. DOI: 10.1093/petrology/25.4.956
Peccerillo, A. and Taylor, S. R. (1976) Geochemistry of Eocene Calc Alkaline Volcanic Rocks from Kastamonu Area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology 58: 63- 81. DOI: 10.1007/BF00384745
Reich, M., Parada, M. A., Palacios, C., Dietrich, A., Schultz, F. and Lehman, B. (2003) Adakite- like signature of Late Miocene intrusions at the Los Pelambres giant porphyry copper deposit in the Andes of Central Chile—Metallogenic implications. Mineralium Deposita 38: 876–885. DOI: 10.1007/s00126-003-0369-9
Richards J. P. (2009) Postsubduction porphyry Cu-Au and epithermal Au deposits: Products of remelting of subduction-modified lithosphere. Geology 37(3): 247-250. DOI: 10.1130/G25451A.1
Richards, J. P., Terry Spell, T., Rameh, E., Abdul Razique, A. and Fletcher, T. (2012) High Sr/Y magmas reflect arc maturity, high magmatic water content and porphyry Cu ± Mo ± Au potential: examples from the Tethyan arcs of central and eastern Iran and western Pakistan. Economic Geology 107: 295–332. DOI: 10.2113/econgeo.107.2.295
Sudi Ajirlu, M. and Moazzen, M. (2014) Role of the Allahyarlu ophiolite in the tectonic evolution of NW Iran and adjacent areas (Late Carboniferous – Recent). Central European Geology 57(4): 363–383. DOI: 10.1556/CEuGeol.57.2014.4.3
Sun, W., Huang, R. F., Li, H., Hu, Y. B., Zhang, C. C., Sun, S. J., Zhang, L. P., Ding, X., Li, C. Y., Zartmana, R. E. and Ling, M. X. (2015) Porphyry deposits and oxidized magmas. Ore Geology Reviews 65: 97–131. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.09.004
Whitney, D. and Evans, B. (2010) Abbreviations for names of rock- forming minerals. American Mineralogist 95: 185–187. DOI: 10.2138/am.2010.3371
Winchester, J. A. and Floyd, P. A. (1977) Geochemical discrimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology 20: 325–343. DOI: 10.1016/0009-2541(77)90057-2