Document Type : Original Article
Authors
1 Department of geology, Faculty of earth science, University of shahid Beheshty, Tehran, Iran
2 استان تهران-شهر تهران- بزرگراه شهید چمران - خیابان اتابک - میدان شهید شهریاری - دانشگاه شهید بهشتی - دانشکده علوم زمین
3 Graduate University in Basic Sciences Zanjan
Abstract
Keywords
Main Subjects
کمابیش پیدایش همة نهشتههای Mo، Sn و W، بیشتر از 60 درصد نهشتههای Cu، بیشتر از 10 درصد از نهشتههای Fe، Au، Pb، Zn، Ag و U و بسیاری از فلزهای کمیاب (مانند: Ta، Nb، Li، Be، Zr، Ga، Bi، Cd، Sb، Te، Re، In، Sc و REE) در ارتباط با سنگهای گرانیتوییدی هستند (Sillito, 1996). برپایة ویژگیهای زمینشیمیایی، گرانیتوییدهای گوناگون به چهار دستة I، S، M و A (Barbarin, 1999) یا دو دستة مگنتیتی و ایلمنیتی (Ishihara, 1977) دستهبندی می شوند. ماگماهای گرانیتوییدی با سرشت کالکآلکالن، اکسیدی و از نوع I توانایی (پتانسیل) بالایی در حمل و تمرکز فلزهای پایه (مانند: Fe، Cu، Mo و Au) نشان میدهند؛ اما ماگماهای گرانیتوییدی احیایی و از نوع S توانایی تمرکز فلزاهایی مانند Sn، W و فلزهای پایه را دارند. گرانیتوییدهای نوع A نیز توان پیدایش نهشتههای گوناگون REE (Rare earth elements)، U، IOCG (Iron oxide copper gold ore) و Mo را دارند (Pirajno, 2009). در کل، بررسی توان کانهزایی یک تودة آذرین درونی با بررسی هالههای دگرسانی بههمراه ویژگیهای صحرایی شدنی است. با وجود این، توان کانهزایی یک تودة آذرین درونی را با بررسی سنگشناسی و زمینشیمیایی آن نیز میتوان ارزیابی کرد (Govet and Atherden, 1988; Ruiz et al., 2008; Bahajroy and Taki, 2015). نهشتههای فلزی در یک محدودة جغرافیایی خاص معمولأ به دورههای زمانی خاص تعلق دارند و با تودههای آذرین درونی با سرشت و ترکیب زمینشیمیایی خاص همراهی میشوند (Eugster, 1985; Sillito, 1996). شناسایی دورههای زمانی و نیز سرشت زمینشیمیایی تودههای آذرین درونی با توان کانهزایی خاص، کلید اکتشافی برای اکتشافات نخستینِ کانسارهای فلزی گوناگون در یک محدوده است. برای نخستینبار، Omidianfar و همکاران (2018) به بررسی سنگشناسی و سنگزایی تودة آذرین درونی حنار پرداختهاند که بخشی از ماگماتیسم ترشیر در خاور بلوک لوت بهشمار میرود. همچنین، برخی دیگر از تودههای آذرین درونی در بلوک لوت (ائوسن- الیگوسن) (مانند: تودههای آذرین درونی دهسلم، ماهور، چاهشلغمی، بیشه و خونیک) را نیز پژوهشگران دیگری از دیدگاه زمینشیمیایی بررسی کردهاند (Arjmandzadeh and Santos, 2014; Miri Beydokhti et al., 2015; Arjmandzadeh et al 2011a, b; Nakhaie et al., 2015; Samiee et al., 2016). کاربرد دادههای زمینشیمیایی برای تمایز تودههای آذرین درونی بارور از نابارور در بلوک لوت عاملی مهم و کمابیش کمهزینه در شناسایی اولیه تودههای آذرین درونی با توان کانهزایی بالا برای تمرکز فعالیتهای اکتشافی است؛ هرچند متأسفانه تاکنون چنین بررسیهایی روی تودههای آذرین درونیِ در بلوک لوت انجام نشدهاند. در این نوشتار، برای نخستینبار، با بهکارگیری دادههای زمینشیمیایی، توان کانهزایی تودة آذرین درونی حنار (که بخشی از پلوتونیسم ترشیری در بلوک لوت است) ارزیابی شده است.
جایگاه زمینشناسی
منطقة بررسیشدة حنار (تودة آذرین درونی حنار) در میان طولهای جغرافیایی خاوری ″40'57º58 تا ″00'03º59 و عرضهای جغرافیایی شمالی ″40'26º31 تا ″00'30º31، در 155 کیلومتری جنوب بیرجند و 33 کیلومتری جنوب معدن قلعهزری (شهرستان خوسف) جای گرفته است. همچنین، از دیدگاه پهنهبندی ساختاری ایران، تودة آذرین درونی حنار در خاور بلوک لوت جای گرفته است. بلوک لوت روند شمالی– جنوبی دارد و با توسط گسل نهبندان در خاور، گسل درونه در شمال، گسل نایبند در باختر و گسل جازموریان در جنوب فراگرفته شده است (Berberian and King, 1981). اگرچه در محدودة بلوک لوت فعالیتهای ماگمایی از زمان ژوراسیک میانی (سیمیرین میانی)، بهویژه در بخشهای دهسلم و چهارفرسخ، روی دادهاند (Aghanabati, 2004)، اما حجم بزرگی از ماگماتیسم در بلوک لوت (که تودة آذرین درونی حنار نیز بخشی از آن بهشمار میرود) به سن ائوسن (تا الیگوسن) است و نزدیکی زمینشیمیایی فراوانی به ماگماتیسمهای رویداده در بالای پهنة فرورانش نشان میدهد (Arjmandzadeh et al., 2011a, b; Samiee et al., 2016; Sepidbar et al., 2018) (شکل 1- A). به باور Pang و همکاران (2013)، پیدایش ماگماتیسم زمان ائوسن در بلوک لوت پیامد زایش بزرگ مقیاس ماگما در پی کششهایی است که در مرحله پسابرخوردی (برخورد بلوک های لوت و افغان و در پی بستهشدن اقیانوس سیستان در زمان کرتاسه بالایی) در پوستة قارهای این بلوک روی دادهاند. کانهزایی گوناگونی مانند نهشتههای پورفیری Cu-Au-Mo، Cu-Au-Ag، رگههای Cu، ماسیوسولفیدهای Cu-Au و نهشتههای اسکارنی Sn بیشتر در پی فرایند ماگماتیسمِ زمان ترشیری در گسترة بلوک لوت پدید آمدهاند (Malekzadeh Shafaroudi, 2009). در شکل 1- B، کانهزاییهای گوناگون در بلوک لوت که بیشترشان در ارتباط با تودههای آذرین درونی به سن ترشیری هستند به نمایش درآمده است. در نقشة زمینشناسی محدودة حنار، تونالیت (To)، گرانودیوریت (Gd)، کوارتزدیوریت (Qd)، دیوریت (Di) و میکرودیوریت (Micro Di) به سن ائوسن تا الیگوسن از واحدهای آذرین درونی هستند. همچنین، بازالت (Ba)، آندزیت بازالتی (AB)، آندزیت (An) و سنگهای آذرآواری (Py) به سن ائوسن- الیگوسن از واحدهای آذرین بیرونی بهشمار میروند. آبرفتهای قدیمی و جدید (Q) به سن کواترنر تنها واحد رسوبی هستند. در این نقشه، جایگاه نقاط نمونهبرداری نیز آورده شده است (شکل 1- C).
روش انجام پژوهش
هنگام انجام بررسیهای صحرایی در محدودة تودة آذرین درونی حنار، از همة واحدهای آذرین درونی و آتشفشانی، شمار 92 نمونه برداشت و از آنها مقطع نازک تهیه شد. مقطعهای نازک یادشده با میکروسکوپ پلاریزان بررسی شدند. با توجه به تنوع سنگی نمونهها، از میان نمونههای با کمترین دگرسانی، شمار 13 نمونه برای تجزیة اکسیدهای عنصرهای اصلی با روش XRF (دستگاه Philips، مدل PW 2404) در مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران برگزیده شدند. همچنین، تجزیة عنصرهای فرعی، کمیاب و خاکی کمیاب این نمونهها با روش ICP-MS (دستگاه Agilent، مدل Agilent series 4500) در شرکت زرآزمای تهران انجام شد. دقت تجزیه برای عنصرهای اصلی نزدیک به 1± درصد و برای عنصرهای کمیاب برای غلظتهای بالای ppm100 برابر 5± و برای غلظتهای کمتر از ppm100، 10± درصد است. گفتنی است هرچند شمار 12 داده از دادههای زمینشیمیایی آوردهشده در این نوشتار پیش از این در مقالهای با موضوع «بررسی سنگنگاری، زمینشیمی و جایگاه زمینساختی گرانیتوییدهای منطقه حنار» (Omidianfar et al., 2018) نیز بهکار برده شدهاند، اما ارائه و بهکارگیری دوباره از آنها در پژوهش پیش رو با رویکرد و موضوع تازهای است.
شکل 1- A) واحدهای ساختاری در ایران (برگرفته از Sengör، 1990؛ Alavi، 1996؛ Bagheri و Stampfli، 2008) و جایگاه تودة آذرین درونی حنار در گسترة بلوک لوت؛ B) کانهزاییهای گوناگون در در بلوک لوت که بیشترشان در ارتباط با تودههای آذرین درونی به سن ترشیری هستند (برگرفته از Karimpour و همکاران (2011)، با تغییرات)؛ C) نقشة زمینشناسی و جایگاه نقاط نمونهبرداری در محدودة بررسیشده (برگرفته از Griffis و همکاران (1992)، با تغییرات)
شکل 1- ادامه
مشاهدات صحرایی
در محدودة حنار، سنگهای آذرین درونی با ترکیب حدواسط تا فلسیک بهصورت استوک و دایک درون واحدهای آتشفشانی (با ترکیب بازالت، آندزیت بازالتی، آندزیت) و سنگهای آذرآواری همارز آنها نفوذ کردهاند؛ اما رخداد دگرگونی مجاورتی در مرز واحدهای آذرین درونی با واحدهای میزبان (سنگهای آتشفشانی) بهعلت پوشیدگی گسترده با رسوبهای آبرفتی بهخوبی شناسایی نمیشود (شکلهای 1- C و 2- A).
واحدهای گوناگون این تودة آذرین درونی ظاهری خاکستری مایل به سبز تا خاکستری روشن (با میزان متفاوتی از کانیهای تیره) دارند و بیشتر ساخت گرانولار تا پورفیریتیک نشان میدهند. میان گروههای سنگی گوناگون آذرین درونی مرز مشخصی دیده نمیشود و گروههای سنگی گوناگون بهطور تدریجی به همدیگر تبدیل میشوند. سنگهای تیرهتر (دیوریت و میکرودیوریت) در حواشی و واحدهای فلسیکتر (تونالیت و گرانودیوریت) بیشتر در بخشهای میانی این تودة آذرین درونی رخنمون دارند. واحد میکرودیوریتی نشاندهندة حاشیة توده و محل سردشدگی کمابیش سریعتر ماگما در همبری با سنگهای آتشفشانی دربرگیرنده است. دگرسانی در واحدهای گوناگون این تودة آذرین درونی به میزان محدودی دیده میشود. در محدودة بررسیشده تنها نشانة کانهزایی موجود بهصورت رگهای از آهن به ستبرای نزدیک به 3 متر دیده میشود که بهصورت منقطع، بیشتر درون واحدهای آتشفشانی مجاور این تودة آذرین درونی رخنمون دارد (شکلهای 1- C، 2- B، 2- C و 2- D).
شکل 2- A) نمای بخشی از تودة آذرین درونی در محدودة حنار و واحدهای آتشفشانی دربرگیرنده آن؛ B) نمای بخشی از رگه آهن در واحدهای آتشفشانی میزبان تودة آذرین درونی محدودة حنار؛ C، D) نمونههایی از رگه آهن در ارتباط با تودة آذرین درونی حنار در واحدهای آتشفشانی مجاور این تودة آذرین درونی
سنگنگاری
دیوریت و کوارتزدیوریت: بلورهای پلاژیوکلاز با ترکیب الیگوکلاز تا آندزین (برگرفته از روش Wright (1951)) و آمفیبول با ترکیب هورنبلند (به رنگ سبز روشن تا سبز تیره) از کانیهای اصلی سازندة این دسته از سنگها هستند. بلورهای کوارتز، بیوتیت، کلینوپیروکسن و کانی کدر (مگنتیت) نیز از کانیهای فرعی هستند. بیشتر این سنگها بافت گرانولار، پورفیریتیک و بهطور محدودتر بافتهای پوییکیلیتیک و میرمکیتی دارند و دگرسانی کمابیش بالایی نشان میدهند (شکلهای 3- A تا 3- C). بلورهای پلاژیوکلاز و پیروکسن بهترتیب نسبتهای گوناگونی از دگرسانی سوسوریتیشدن و اورالیتیشدن از خود نشان میدهند. در برخی نمونهها، بلورهای آمفیبول در پی دگرسانی با کلریت+بیوتیت جایگزین شدهاند و برخی بلورهای نخستینِ بیوتیت نیز در پی دگرسانی با کلریت جایگزین شدهاند.
میکرودیوریت: کانیشناسی این سنگها همانند سنگهای دیوریتی و بافت غالب در آنها بافت پورفیریتیک است که در آن نزدیک به 50 درصد از سنگ را زمینهای میکروکریستالین فرا گرفته است (شکل 3- D).
گرانودیوریت: در این سنگها، کانیهای پلاژیوکلاز با ترکیب الیگوکلاز تا آندزین، آلکالیفلدسپار با ترکیب ارتوز تا میکروکلین، کوارتز و آمفیبول بهصورت بلورهای هورنبلند (با رنگ سبز روشن) از کانیهای اصلی بهشمار میروند. کانیهای کدر، بیوتیت و کلینوپیروکسن نیز از شمار کانی فرعی این سنگها هستند. بیشتر سنگهای گرانودیوریتی بافت گرانولار دارند؛ اما بافتهای پورفیریتیک، پوییکیلیتیک، میرمکیتی نیز بهصورت محدود در آنها دیده میشوند (شکل 3- E). در پی دگرسانی، بلورهای پلاژیوکلاز و آلکالیفلدسپار بهترتیب تا اندازهای سوسوریتیو کائولینیتی شدهاند. دگرسانی در بلورهای مافیک این دسته از سنگها (کلینوپیروکسن، آمفیبول و بیوتیت) نیز همانگونه است که پیشتر دربارة سنگهای دیوریتی و کوارتزدیوریتی گفته شد.
تونالیت: دراین سنگها، کانیهای پلاژیوکلاز با ترکیب آلبیت تا الیگوکلاز، کوارتز و آمفیبول از کانیهای اصلی و کانیهای بیوتیت و کدر نیز از کانی فرعی هستند. بافت بیشتر این سنگها پورفیریتیک است؛ اما بافت پوییکیلیتیک نیز در آن دیده میشود. این دسته از سنگها در برابر دیگر دستههای سنگی یادشده در این مبحث، دگرسانی کمتری به نمایش میگذارند (شکل 3- F).
شکل 3- A) سنگهای دیوریتی با بافت گرانولار و برخی از کانیهای اصلی و فرعی گوناگونِ آنها؛ B) سنگهای دیوریتی با بافت پورفیریتیک و میرمکیتی (بافت میرمکیتی با دایرههای سرخرنگ نشان داده شده است) و کانیهای سازندة این دسته از سنگها؛ C) سنگهای کوارتز دیوریتی با بافت گرانولار و برخی کانیهایِ سازندة این دسته از سنگها؛ D) سنگهای میکرودیوریتی با بافت پورفیریتیک و برخی کانیهایِ آنها؛ E) سنگهای گرانودیوریتی با بافت گرانولار و برخی از کانیهای گوناگونِ این دسته از سنگها؛ F) سنگهای تونالیتی با فنوکریستهای پلاژیوکلاز و آمفیبول و زمینهای با بافت میکروکریستالین (نام اختصاری کانیها برگرفته از Whitney و Evans (2010): Qz: کوارتز؛ Pl: پلاژیوکلاز؛ Afs: آلکالیفلدسپار؛ Amp: آمفیبول؛ Bt: بیوتیت؛ Cpx: کلینوپیروکسن؛ Opq: کانیهای کدر)
زمینشیمی
دادههای بهدستآمده از تجزیة زمینشیمیایی عنصرهای اصلی ، فرعی، کمیاب و خاکی کمیاب برای شمار 13 نمونة برداشتشده از تودة آذرین درونی منطقة حنار در جدول 1 آورده شدهاند.
میزان اکسید عنصرهای اصلی (برپایة درصدوزنی) با روش XRF و میزان عنصرهای فرعی، کمیاب و همچنین، عنصرهای خاکی کمیاب (برپایة ppm) با روش ICM-MS اندازهگیری شدهاند.
جدول 1- دادههای بهدستآمده از تجزیه سنگهای آذرین درونی منطقه حنار (خاور بلوک لوت). جدایش آهن دوظرفیتی از آهن سه ظرفیتی با بهکارگیری روش Le Maitre (1976) انجام شده است (Di: دیوریت؛ Qd: کوارتزدیوریت؛ Gd: گرانودیوریت؛ To: تونالیت؛ LOI: میزان مواد فرار برپایة درصدوزنی)
Sample No: |
HZ-263 |
HZ-264 |
HZ-330 |
HZ-277 |
HZ-290 |
HZ-293 |
HZ-331 |
HZ-322 |
HZ-265 |
HZ-289 |
HZ-334 |
HZ-312 |
HZ-297 |
Petrography |
Di |
Di |
Di |
Di |
Di |
Di |
Di |
Di |
Qd- Gd |
Qd- Gd |
Qd- Gd |
To |
To |
SiO2 |
55.45 |
60.62 |
61.55 |
59.35 |
61.43 |
58.31 |
61.39 |
62.40 |
68.20 |
64.28 |
64.27 |
80.29 |
70.7 |
TiO2 |
1.07 |
0.91 |
0.91 |
0.88 |
1.11 |
1.16 |
0.96 |
0.93 |
0.60 |
0.79 |
0.84 |
0.46 |
0.47 |
Al2O3 |
17.18 |
16.30 |
16.08 |
16.76 |
17.22 |
17.39 |
17.11 |
16.34 |
14.64 |
15.27 |
15.44 |
7.20 |
14.05 |
FeOt |
6.99 |
5.01 |
5.33 |
5.59 |
4.57 |
6.14 |
5.28 |
5.01 |
4.05 |
4.64 |
4.56 |
2.83 |
1.22 |
FeO |
4.03 |
2.59 |
3.02 |
3.05 |
2.50 |
3.35 |
2.83 |
2.69 |
2.09 |
2.40 |
2.35 |
1.74 |
0.64 |
Fe2O3 |
3.29 |
2.69 |
2.57 |
2.82 |
2.30 |
3.10 |
2.72 |
2.58 |
2.18 |
2.49 |
2.46 |
1.21 |
0.64 |
MnO |
0.18 |
0.09 |
0.12 |
0.11 |
0.07 |
0.14 |
0.13 |
0.08 |
0.04 |
0.07 |
0.07 |
0.06 |
0.03 |
MgO |
4.11 |
3.15 |
2.73 |
3.03 |
2.21 |
3.20 |
3.05 |
2.80 |
1.85 |
2.20 |
2.38 |
0.72 |
1.02 |
CaO |
7.37 |
5.61 |
5.70 |
5.98 |
7.94 |
6.10 |
5.96 |
4.99 |
3.41 |
4.48 |
4.67 |
0.33 |
5.17 |
Na2O |
3.53 |
3.56 |
2.97 |
3.29 |
3.14 |
3.76 |
3.37 |
3.21 |
3.15 |
3.21 |
3.45 |
1.61 |
5.32 |
K2O |
1.14 |
3.00 |
1.96 |
2.19 |
2.54 |
2.06 |
2.64 |
2.61 |
3.53 |
3.39 |
2.95 |
0.82 |
0.53 |
P2O5 |
0.14 |
0.12 |
0.14 |
0.14 |
0.15 |
0.18 |
0.14 |
0.14 |
0.12 |
0.12 |
0.14 |
0.08 |
0.10 |
LOI |
2.60 |
1.95 |
2.04 |
2.36 |
2.05 |
2.52 |
1.84 |
2.95 |
1.87 |
1.95 |
2.12 |
2.03 |
1.25 |
Total |
98.25 |
99.11 |
98.24 |
98.22 |
101.55 |
99.42 |
101.20 |
99.76 |
100.45 |
99.25 |
99.65 |
102.6 |
98.85 |
Ba |
257 |
379 |
318 |
343 |
353 |
274 |
398 |
366 |
491 |
440 |
475 |
126 |
266 |
Co |
56.2 |
13.9 |
15.9 |
32.9 |
13.1 |
20.6 |
35.6 |
47.0 |
11.1 |
13.5 |
11.6 |
9.8 |
3.2 |
Cs |
2.2 |
1.0 |
2.0 |
1.8 |
5.1 |
1.9 |
2.2 |
1.6 |
5.5 |
2.6 |
3.0 |
2.4 |
0.5 |
Nb |
6.6 |
6.7 |
8.2 |
6.3 |
7.7 |
7.6 |
7.6 |
7.9 |
8.0 |
8.4 |
8.2 |
8.0 |
9.3 |
Rb |
33 |
81 |
54 |
67 |
44 |
58 |
83 |
70 |
111 |
111 |
80 |
38 |
7 |
Sc |
27.3 |
24.0 |
17.6 |
17.5 |
17.3 |
19.5 |
18.0 |
17.3 |
13.0 |
14.0 |
13.7 |
6.0 |
7.5 |
Sr |
421.7 |
323.2 |
257.7 |
306.3 |
262.6 |
358.4 |
272.1 |
258.5 |
201.9 |
261.5 |
296.1 |
110.1 |
374.6 |
Ta |
1.23 |
0.72 |
0.87 |
0.81 |
0.72 |
0.71 |
1.09 |
1.28 |
0.82 |
0.83 |
0.77 |
0.80 |
0.89 |
Th |
4.97 |
6.77 |
8.05 |
5.45 |
5.98 |
5.99 |
7.01 |
7.92 |
6.76 |
10.57 |
9.15 |
5.83 |
14.13 |
U |
0.7 |
0.8 |
1.4 |
0.7 |
0.7 |
1.1 |
1.2 |
1.1 |
1.3 |
1.9 |
1.5 |
1.3 |
2.3 |
V |
211 |
156 |
144 |
150 |
143 |
174 |
145 |
134 |
90 |
112 |
116 |
54 |
60 |
Pb |
13 |
9 |
14 |
12 |
5 |
10 |
8 |
14 |
8 |
6 |
10 |
17 |
<1 |
Zn |
57 |
31 |
74 |
54 |
32 |
78 |
58 |
39 |
31 |
36 |
33 |
45 |
21 |
Zr |
18 |
17 |
38 |
31 |
12 |
118 |
36 |
25 |
13 |
17 |
25 |
54 |
19 |
Y |
21.6 |
24.5 |
23.1 |
20.4 |
20.7 |
22.9 |
21.5 |
21.7 |
18.9 |
21.6 |
20.9 |
10.8 |
19.6 |
La |
17 |
11 |
18 |
14 |
17 |
15 |
16 |
19 |
13 |
22 |
14 |
15 |
25 |
Ce |
41 |
23 |
43 |
31 |
37 |
37 |
40 |
43 |
31 |
52 |
33 |
33 |
57 |
Pr |
3.60 |
2.37 |
4.12 |
3.21 |
3.59 |
3.65 |
3.76 |
4.14 |
2.84 |
4.63 |
2.93 |
3.35 |
5.09 |
Nd |
17.4 |
13.6 |
19.4 |
15.9 |
17.4 |
18.0 |
18.0 |
19.3 |
14.3 |
20.2 |
15.3 |
15.6 |
21.3 |
Sm |
3.62 |
3.53 |
4.14 |
3.39 |
3.75 |
3.93 |
3.89 |
3.97 |
3.32 |
4.14 |
3.45 |
2.85 |
3.9 |
Eu |
0.87 |
0.86 |
0.94 |
0.87 |
0.99 |
1.08 |
0.97 |
0.95 |
0.8 |
0.91 |
0.93 |
0.58 |
0.94 |
Gd |
3.14 |
3.08 |
3.54 |
2.88 |
3.07 |
3.28 |
3.35 |
3.4 |
2.79 |
3.34 |
2.94 |
2.43 |
3.24 |
Tb |
0.62 |
0.66 |
0.69 |
0.55 |
0.61 |
0.66 |
0.64 |
0.64 |
0.56 |
0.63 |
0.57 |
0.42 |
0.59 |
Dy |
3.90 |
3.97 |
4.17 |
3.47 |
3.76 |
4.13 |
3.87 |
3.87 |
3.42 |
3.91 |
3.48 |
2.26 |
3.59 |
Er |
2.39 |
2.57 |
2.51 |
2.16 |
2.35 |
2.58 |
2.35 |
2.34 |
2.00 |
2.45 |
2.17 |
1.29 |
2.31 |
Tm |
0.34 |
0.36 |
0.35 |
0.31 |
0.33 |
0.39 |
0.35 |
0.32 |
0.29 |
0.34 |
0.33 |
0.20 |
0.34 |
Yb |
2.6 |
2.7 |
2.5 |
2.2 |
2.2 |
2.8 |
2.4 |
2.3 |
1.8 |
2.3 |
2.2 |
1.1 |
1.9 |
Lu |
0.29 |
0.31 |
0.29 |
0.27 |
0.26 |
0.34 |
0.28 |
0.27 |
0.23 |
0.29 |
0.27 |
0.18 |
0.28 |
YbN |
5.27 |
5.47 |
5.07 |
4.46 |
4.46 |
5.68 |
4.87 |
4.67 |
3.65 |
4.67 |
4.46 |
2.23 |
3.85 |
Na2O/K2O |
3.09 |
1.18 |
1.51 |
1.50 |
1.23 |
1.83 |
1.28 |
1.23 |
0.89 |
0.94 |
1.17 |
1.98 |
9.96 |
K/Rb |
277.6 |
303.7 |
298.3 |
263.2 |
430.4 |
284.9 |
243.1 |
288.2 |
247.2 |
244.9 |
290.3 |
183.1 |
633 |
Sr/Y |
19.52 |
13.19 |
11.16 |
15.01 |
12.69 |
15.65 |
12.66 |
11.91 |
10.68 |
12.11 |
14.17 |
10.19 |
19.11 |
V/Sc |
7.73 |
6.50 |
8.18 |
8.57 |
8.27 |
8.92 |
8.06 |
7.75 |
6.92 |
8.00 |
8.47 |
9.00 |
8.00 |
(La/Yb)N |
4.70 |
2.92 |
5.17 |
4.57 |
5.55 |
3.84 |
4.78 |
5.92 |
5.18 |
6.86 |
4.67 |
9.79 |
9.45 |
Eu/Eu* |
0.79 |
0.80 |
0.75 |
0.85 |
0.89 |
0.92 |
0.82 |
0.79 |
0.80 |
0.75 |
0.89 |
0.67 |
0.81 |
در ترکیب زمینشیمیایی سنگهای گرانیتوییدی محدودة حنار، میزان SiO2 برابربا 45/55 تا 29/80 درصدوزنی است و در نمودار پیشنهادیِ Cox و همکاران (1979) بازة ترکیبی از دیوریت تا گرانیت (نمونههای با ویژگیهای سنگنگاری سنگهای تونالیتی) نشان میدهند (شکل 4- A).برپایة نمودار A/CNK = Al2O3 / (CaO+Na2O+K2O دربرابر A/NK = Al2O3 / (Na2O+K2O) (شکل 4- B)، همة نمونهها (مگر نمونة HZ312) در محدودة متاآلومین جای گرفتهاند.
شکل 4- A) نامگذاری زمینشیمیایی سنگهای آذرین درونی حنار با بهکارگیری نمودار مجموع عنصرهای آلکالن (Na2O+K2O) دربرابر SiO2 (Cox et al., 1979)؛ B) تعیین وضعیت اشباعشدگی از آلومین در سنگهای آذرین درونی حنار در نمودار A/NK دربرابر A/CNK (Shand, 1943) (محدودههای مربوط به تودههای آذرین درونی با کانسارهای فلزی گوناگون در این نمودار از Meinert (1995) برگرفته شدهاند)
Chappell و White (1992) اکسیدهای Na2O و K2O را برای جدایش انواع گرانیتوییدهای نوع S از نوع I بهکار بردهاند. در این نمودار همة نمونههای بررسیشده در محدوده گرانیتوییدهای نوع I جای گرفتهاند (شکل 5- A). همچنین، با افزایش میزان SiO2 بهعنوان شاخص جدایش بلوری در نمونههای بررسیشده، میزان P2O5 در آنها کاهش مییابد و این ویژگی شاخص گرانیتوییدهای نوع I است (Eastoe, 1978; Mason and McDonald, 1978; Eastoe and Eadington, 1986; Dilles, 1987) (شکل 5- B).
در نمودار SiO2 دربرابر FeOt/(FeOt+MgO) (شکل 5- C)، نمونههای محدودة حنار در محدودة گرانیتوییدهای نوع I و اکسیدی (همانند گرانیتوییدهای نوع کردیلرین) جای گرفتهاند. همچنین، همة نمونههای بررسیشده در نمودار SiO2 دربرابر Na2O+K2O (شکل 6- A) در محدوده سابآلکالن و در نمودار AFM (شکل 6- B) در محدودة کالکآلکالن جای گرفتهاند. گفتنی است رفتار تااندازهای متفاوت نمونة HZ312 در نمودارهای یادشده (و همچنین، در برخی نمودارهای مربوط به مبحث توان کانهزایی در این نوشتار) شاید بهعلت تفاوت در خاستگاه و یا تفاوت در فرایندهای گوناگون درگیر در تکامل ماگما باشد.
شکل 5- ترکیب سنگهای آذرین درونی حنار در: A) نمودار K2O دربرابر Na2O برگرفته از Chappell و White (1992) برای شناسایی گرانیتهای نوع S از نوع I؛ B) نمودار نمایش روند کاهشی میزان P2O5 دربرابر افزایش SiO2؛ C) نمودار SiO2 دربرابر FeOt/(FeOt+MgO) (Frost et al., 2001)
شکل 6- ترکیب سنگهای آذرین درونی حنار در: A) نمودار درصدوزنی SiO2 دربرابر مجموع عنصرهای آلکالن (Na2O+K2O) برای شناخت ماگماهای آلکالن از سابآلکالن (Rickwood, 1989)؛ B) نمودار AFM (Na2O+K2O- FeO- MgO) برای شناخت ماگماهای کالکآلکالن از تولهایتی (Irvine and Baragar, 1971) (محدودههای مربوط به تودههای آذرین درونی با کانسارهای فلزی گوناگون در این نمودارها از Meinert (1995) برگرفته شدهاند)
Pearce و همکاران (1984) از میزان Nb دربرابر Y و نیز میزان Rb دربرابر Y+Nb برای شناخت پهنة زمینساختی پیدایش گرانیتهای گوناگون بهره گرفتهاند. در نمودارهای یادشده، همة نمونههای بررسیشده در محدودة پهنههای آتشفشانی فرورانشی جایابی شدهاند (شکلهای 7- A و 7- B).
شکل 7- شناخت پهنة زمینساختی پیدایش تودة آذرین درونی حنار در: A) نمودار Y دربرابر Nb (برپایة ppm) (Pearce et al., 1984)؛ B) نمودار Y+Nb دربرابر Rb (برپایة ppm) (Pearce et al., 1984)
بحث
برپایة نمودارهای یادشده در بخش زمینشیمی، تودة آذرین درونی حنار از گرانیتوییدهای نوع I و اکسیدی بهشمار میرود (شکلهای 5- A تا 5- C). برپایة یافتههای پژوهشگران (Govett and Atherden, 1988; Ishihara, 1981; Blevin and Chappell, 1995)، این ویژگی گویای ناتوانایی زایش کانسارهای گوناگونِ مرتبط با تودههای آذرین درونی نوع S و احیایی (مانند کانهزاییهای Sn و W) در تودة آذرین درونی حنار است.
ازآنجاییکه در بررسیهای اکتشافی Koreii و Roushanravan (2012)، محدودة تودة آذرین درونی حنار (و نیز دیگر تودههای آذرین درونی مجاور آن) محدوده امیدبخش از دیدگاه کانهزایی Cu و Fe دانسته شدهاند، در ادامه این نوشتار با بهکارگیری فاکتورهای زمینشیمیایی به بررسی توان زایش کانسارهای Cu و Fe در ارتباط با تودة آذرین درونی حنار پرداخته شده است.
کاربرد فاکتورهای زمینشیمیایی در ارزیابی توان کانهزایی Cu در تودة آذرین درونی محدودة حنار
نهشتههای پورفیری مس تنها همراه با گرانیتوییدهای نوع I (Baker et al., 2005) و اکسیدی (Ishihara, 1981) یافت میشوند و وابسته به گرانیتوییدهای کمتر جدایشیافته هستند (Blevin and Chappell, 1995). همچنین، تودههای آذرین درونی همراه با این نهشتهها نسبتهای بالایی از Sr/Y، V/Sc و Eu/Eu* دارند (Loucks and Ballard, 2002). Loucks (2014) میزان Sr/Y بیشتر از 35 و میزان V/Sc بیشتر از 5/32 را برای ماگماهای پدیدآمده در پهنههای با ویژگیهای کمانی و زایا برای پیدایش کانسارهای پورفیری مس پیشنهاد کرده است. با اینکه نمونههای بررسیشده از گرانیتوییدهای نوع I هستند، اما حالت اکسیدی ماگما (جایگرفتن در محدودة Magnesian دربرابر محدودة Ferroan در شکل 5- C) و نیز تکاملیافتگی متوسط تا کم ماگما برپایة میزان K/Rb (میزان K/Rb در نمونههای بررسیشده برابربا 1/183 تا 633 است (میانگین: 8/306 ؛ جدول 1) و گویای جدایشیافتگی کم تا متوسط آنهاست (Blevin, 2003))، میزان نسبت Sr/Y برابربا 68/10 تا 52/19 و میزان نسبت V/Sc برابربا 8/6 تا 9 نشاندهندة نازایابودن این تودة آذرین درونی از دیدگاه زایش کانسار پورفیری مس هستند.
افزونبراین، در نمودارهای SiO2 دربرابر Sr/Y و نیز دربرابر Al2O3/TiO2 (شکلهای 8- A و 8- B)، همة نمونههای تودة آذرین درونی حنار در محدودة عقیم برای زایش کانسارهای پورفیری مس جای گرفتهاند. Baldwin و همکاران (1982) نیز با بهکارگیری نمودار MnO دربرابر Y گرانیتوییدهای زایا، نیمهزایا و عقیم برای پیدایش کانسارهای پورفیری مس را از یکدیگر جدا کرده است. همانگونه در شکل 8- C دیده میشود، همة نمونههای برداشتشده از محدودة حنار در محدودة عقیم جای گرفتهاند و تنها نمونة HZ312 ویژگیهای گرانیتوییدهای نیمهزایا را نشان میدهد.
شکل 8- بررسی توان کانهزایی Cu در تودة آذرین درونی حنار در: A) نمودار SiO2 دربرابر Sr/Y (Loucks, 2014)؛ B) نمودار SiO2 دربرابر Al2O3/TiO2(Loucks, 2014)؛ C) نمودار MnO دربرابر Y (Baldwin, 1982)
همچنین، در بلوک لوت بیشتر تودههای آذرین درونی به سن ترشیری و با کانسارهای (Cu-Au) ترکیب پتاسیک دارند؛ اما تودههای آذرین درونی به سن ترشیاری و بدون کانسارهای یادشده ترکیب سدیک هستند (Karimpour et al., 2011). همانگونهکه در جدول 1 نیز پیداست، میزان Na2O/K2O در تودة آذرین درونی محدودة حنار برابربا 9/0 تا 1/3 (میانگین: 14/2) متغیر است که نشاندهندة سرشت سدیک آن است.
افزونبراین، همانگونهکه در نمودار YbN دربرابر (La/Yb)N (شکل 9) نیز دیده میشود، کمابیش همة نمونههای بررسیشده از تودههای آذرین درونی با کانهزاییهای فلزی (Cu- Au) در گسترة بلوک لوت در قلمرو مشترک آداکیتی و جزیرههای کمانی معمول هستند و نمونههای تودههای آذرین درونی بدون کانهزایی فلزی (Cu- Au) در قلمرو آداکیتی و یا محدودة جزیرههای کمانی نرمال جای گرفتهاند (Karimpour et al., 2012). همانگونهکه در این شکل دیده میشود، همة نمونههای تودة آذرین درونی حنار در محدودة آداکیتی و بدون توان کانهزایی فلزی (Cu- Au) جای گرفتهاند (شکل 9). همة نسبتهای عنصری و نیز نمودارهای یادشده گویای عقیمبودن گرانیتوییدهای محدودة حنار برای پیدایش کانسارهای مس پورفیری هستند.
شکل 9- جایگاه نمونههای تودة آذرین درونی حنار در نمودار YbN دربرابر (La/Yb)(برگرفته ازMartin (1994) برای شناسایی سنگهای با سرشت آداکیتی از غیرآداکیتی) و همچنین، مقایسه نمونهها با تودههای آذرین درونی گوناگون (به سن ترشیری) در ارتباط با کانهزاییهای Cu-Au در بلوک لوت (محدودة مربوط به تودههای آذرین درونی (به سن ترشیری) و با توان زایش کانسارهای پورفیری Cu-Au در این نمودار از Karimpour و همکاران (2011) برگرفته شده است) |
کاربرد فاکتورهای زمینشیمیایی در ارزیابی توان کانهزایی Fe در تودة آذرین درونی محدودة حنار
در کل، نهشتههای Fe همراه با تودههای آذرین درونی با ویژگی گرانیتوییدهای نوع I، متاآلومین، میزان SiO2 کم، سرشار از Fe و کمابیش اولیه و جدایشنیافته پدید میآیند (Meinert, 1993). در نمودار A/CNK دربرابر A/NK (شکل 4- B)، نمودار SiO2 دربرابر مجموع عنصرهای آلکالن (شکل 6- A) و نیز نمودار AFM (شکل 6- B)، جایگیری نمونههای بررسیشده در محدودة تودههای آذرین درونی همراه با کانهزایی Fe چشمگیر است.
Meinert (1995) در نمودارهای جداگانه SiO2 دربرابر MgO و نیز نمودار SiO2 دربرابر K2O (که در آنها ترکیبهای معمول تودههای آذرین درونی با کانسارهای فلزی گوناگون نمایش داده شدهاند)، تودههای آذرین درونی گوناگون را از دیدگاه توان کانهزایی فلزهای گوناگون جدا کرده است. همانگونهکه در شکلهای 10- A و 10- B دیده میشود، بخش دیوریتی گرانیتوییدهای محدودة حنار در قلمرو با توان کانهزایی Fe جای گرفته است. در نمودارهای SiO2 دربرابر Fe2O3/Fe2O3+FeO (شکل 10- C) و SiO2 دربرابر FeO+Fe2O3+CaO+Na2O (شکل 10- D) نیز توان کانهزایی بخش دیوریتی تودة آذرین درونی حنار از دیدگاه زایش کانسارهای آهن آشکار شده است.
شکل 10- بررسی توان کانهزایی Fe در سنگهای آذرین درونی حنار در نمودارهای درصدوزنی SiO2 دربرابر MgO، K2O، Fe2O3/Fe2O3+FeO و FeO+Fe2O3+CaO+Na2O/K2O (Meinert, 1985)
برداشت
گرانیتوییدهای محدودة حنار با ترکیب تونالیت، گرانودیوریت، کوارتزدیوریت و دیوریت، از گرانیتوییدهای نوع I، سرشت کالکآلکالن دارند و گویای یک پهنة زمینساختی مرتبط با پهنة فرورانش هستند.
کاربرد فاکتورهای زمینشیمیایی حاکی از نبود توان لازم برای پیدایش کانسارهای Sn، W و Cu، اما داشتن توان لازم برای پیدایش کانسارهای Fe در این تودة آذرین درونی هستند. ویژگی یادشده برپایة بررسیهای صحرایی (دربارة بررسی دگرسانی تودة آذرین درونی حنار) و نیز رخداد کانهزایی آهن (بهصورت رگهای) در ارتباط با این تودة آذرین درونی تأیید میشود. نتایج این بررسی نشان میدهند کاربرد دادههای زمینشیمیایی روشی کارا برای برآورد اولیة توان کانهزایی یک تودة آذرین درونی است.
سپاسگزاری
نگارندگان از آقای مهندس مقدمعلی و مهندس ادیب (بهترتیب مدیر و کارشناس گرامی بخش اکتشاف شرکت تهیه و تولید مواد معدنی ایران) برای فراهمآوردن امکان بازدید میدانی و نیز تجزیة زمینشیمیایی نمونهها صمیمانه سپاسگزاری میکنند. همچنین، از داوران گرامی و نیز سردبیر گرامی مجلة پترولوژی که با راهنماییهای ارزندة خود موجب تکمیل این نوشتار شدهاند، سپاسگزاری میشود.