Document Type : Original Article
Authors
1 M.Sc., Department of Geology, University of Isfahan, Isfahan, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, University of Isfahan, Isfahan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, Bu- Ali Sina University, Hamedan, Iran
4 Assistant Professor, Department of Mining Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
تورمالین به‌علت پایداری در بازة گستردهای از دما با بیشینة 700 تا 900 درجة سانتیگراد و فشار با بیشینة 4 تا 6 گیگاپاسکال (Krosse, 1995; Ota et al., 2008; van Hinsberg et al., 2011) در محیطهای گوناگون زمین‌شناسی دیده می‌شود. با توجه به واکنشهای جانشینی متفاوت، تنوع ترکیب شیمیایی و ماهیت ساختاری منحصر به‌فرد تورمالین سبب شده است که این کانی به‌عنوان شاخص سنگشناسی و فلززایی اهمیت یابد (Slack et al., 1984). شیمی این کانی سیلیکاته بُردار پیچیده و فرمول پایة آن XY3Z6(T6O18)(BO3)3V3W است (Hawthorne and Henry, 1999) (جدول 1). در این میان، سه عضو پایانی اصلی با نامهای شورل غنی از آهن، دراویت غنی از منیزیم و البایت غنی از لیتیم وجود دارد (Henry et al., 2011). بیشتر تورمالینها در سنگهای آذرین فلسیک و اسیدی غنی از سدیم با مقدار متوسطی از آهن و منیزیم و از نوع دراویت و شورل هستند. تورمالین‌های درون سنگهای دگرگونه و دگرنهاد معمولاً منطقهبندی نوسانی و ترکیب هیبریدی دارند که نشان‌دهندة سنگ میزبان و فاز سیال بوردار آنهاست (Van Hinsberg et al., 2011)؛ اما تورمالین‌های ماگمایی به‌علت پیدایش در سیستمی بسته معمولاً بافتی یکنواخت و بدون منطقهبندی دارند (London and Manning, 1995). بیشتر رگههای تورمالین با انواع فرایندهای گرمابی همراه هستند. این فرایندها شامل انواع رگههای مرتبط با سنگهای گرانیتوییدی، گرایزن، جانشینی، اسکارن، تنورههای برشی و ذخیره‌های مس- مولیبدن- طلای پورفیری که خاستگاه عنصرهای اقتصادی Cu، Mo، Au، W و فلزات پایه هستند (Raith et al., 2004). ازاین‌رو، شناسایی تورمالین‌های گوناگون اطلاعات ارزشمندی دربارة خاستگاه، ماهیت و تکامل سیال گرمابی کانهساز ارائه می‌دهد (Slack and Trumbull, 2011).
جدول 1. برخی گونههای تورمالین برای شناسایی ویژگی‌های سیال (Dutrow and Henry, 2018).
Table 1. Some tourmaline species for determining fluid characteristics (Dutrow and Henry, 2018).
|
(W) |
(V)3 |
(BO3)3 |
T6O18 |
(Z6) |
(Y3) |
(X) |
Species |
|
|
|
|
|
|
|
|
Alkali group |
|
OH |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al6 |
Fe2+ |
Na |
Schorl |
|
OH |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al6 |
Mg3 |
Na |
Dravite |
|
O |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al5Mg |
Al2Mg |
Na |
Oxy- dravite |
|
OH |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al6 |
Li1.5Al1.5 |
Na |
Elbaite |
|
O |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Fe3+3 |
Fe3+ |
Na |
Povondraite |
|
|
(OH)3 |
(BO3)3 |
|
|
|
|
Calcic group |
|
OH |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al6 |
Li2Al |
Ca |
Liddicoatite |
|
|
(OH)3 |
(BO3)3 |
|
|
|
|
X- site vacant group |
|
OH |
(OH)3 |
(BO3)3 |
Si6O18 |
Al6 |
Mg2Al |
□* |
Magnesio- foitite |
* X- site vacancy (□)
کانسارهای پورفیری با سامانههای اپیترمال که در نزدیکی یا بخش بالای ذخایر پورفیری جای گرفتهاند می‌توانند ارتباط ژنتیکی نزدیکی داشته باشند (Sillitoe, 2010; Waters et al., 2011). از کانسارهای پورفیری- اپیترمال در جهان می‌توان کانسارهای مس- طلا- مولیبدن جیانگچی شرق چین (Mao et al., 2011)، پلیمتال آکوآریکای آرژانتین (Franchini et al., 2011)، مس- طلای التر آرژانتین (Maydagán et al., 2013)، طلای کوپلر ترکیه (Imer et al., 2016)، و در ایران کانسارهای طلای داشکسن (ساریگونای) (Richards et al., 2006) و مس- طلای چوران (Zarasvandi et al., 2021) را نام برد. کانسار طلای داشکسن در شمالباختر ایران، شمالخاوری شهرستان قروه در استان کردستان، در فاصلة پهنههای ساختاری ارومیه- دختر و سنندج- سیرجان جای دارد (شکل 1- A).
شکل 1. A) نقشة ساختاری شمالباختری ایران و جایگاه کانسار داشکسن میان پهنة ماگمایی ارومیه- دختر و پهنة سنندج- سیرجان (اصلاح شده پس از محجل و همکاران (Mohajjel et al., 2003))؛ B) نقشة زمین‌شناسی کانسار طلای داشکسن (اصلاح شده از شرکت معدنی زرکوه (Richards et al., 2006)).
Figure 1. A) Structural map of northwest Iran and position of Dashkasan deposit between UDMA and Sanandaj- Sirjan zone (modified after Mohajjel et al. (2003)); B) Geologic map of the Dashkasan gold deposit (modified after Zarkuh mining company (Richards et al., 2006)).
پهنة طلادار با درازای میانگینِ 1200 متر و پهنای میانگینِ 350 متر با راستای شمالخاوری- جنوبباختری (N33E)، ذخیرة اکسیدی بالغ بر 52 میلیون تن با عیار میانگینِ 77/1 گرم بر تن طلاست (Richards et al., 2006). کانسار طلای داشکسن گذری از سامانة پورفیری به گرمابی است (Richards et al., 2006; Alaminia et al., 2018) و در آن کانی تورمالین بهفراوانی در دگرسانیهای فیلیک و سیلیسی سامانة پورفیری و همراه با رگههای طلادار سامانه اپیترمال یافت می‌شود. این کانسار به‌علت ویژگی‌های زمین‌شناسی و کانیزایی همواره مورد توجه زمینشناسان بوده است و تا کنون بررسی‌های گوناگونی روی آن انجام شده است. از میان این بررسی‌ها می‌توان بررسی کانیشناسی و خاستگاه ذخیره (Rastad et al., 2000)، تیپ کانه‌زایی و سنسنجی (Richards et al., 2006)، دورسنجی (Felegari, 2014; Maanijou et al., 2014)، زمین‌شیمی سنگ کل (Granian et al., 2016) و تعیین خاستگاه و بررسی کانسنگهای سولفیدی و اکسیدی (Moradi, 2018; Moradi et al., 2019) را نام برد.
در ایران پژوهشهای بسیاری روی کانی تورمالینبا طیفهای مختلف سنگی انجام شده است (Esmaeily et al., 2009; Karimpour and Stern, 2010; Mirsepahvand et al., 2012; Mansouri Esfahani and Khalili, 2014; Rasekh et al., 2016; Ahmadi Khalaji et al., 2016; Moazzen et al., 2017; Mansouri Esfahani and Bakhshi, 2018; Zall et al., 2019; Jamshidibadr et al., 2021)، اما تا کنون بررسی‌های دقیقی روی ویژگی‌های تورمالینها در کانسارهای پورفیری- اپیترمال انجام نشده است. در این پژوهش تلاش شد ویژگی‌های کانیشناسی و ترکیب شیمیایی تورمالین‌های مرتبط با کانسار پورفیری- اپیترمال داشکسن، با به‌کارگیری تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و فناوری ریزکاو الکترونی، بررسی و مقایسه شود. پس از انجام نسلبندی رگههای مختلف کانهدار، از بررسی‌های سیال‌های درگیر کوارتز رگههای تورمالیندار، برای تعیین شرایط PTX (فشار- دما- ترکیب) سیال کانهساز طلا استفاده شد.
روش انجام پژوهش
پس از بررسی‌های صحرایی و انتخاب محلهای مناسب، شمار 15 نمونة سنگی برای بررسی‌های میکروسکوپی و بررسی شیمی تورمالین و خاستگاه آن برداشت شد. مقاطع با میکروسکوپ نوری دومنظورة Olympus مدل BX60F5 بررسی شدند. سه نوع کانی تورمالین در بررسی‌های سنگ‌نگاری مقاطع نازک- صیقلی شناسایی شدند. شمار 25 نقطه از تورمالین‌های مرتبط با دگرسانیهای سامانة پورفیری و شمار 11 نقطه از تورمالین‌های رگههای برشی مرتبط با سامانة گرمابی، روی شش نمونه مقطع نازک- صیقلی انتخاب و نشانهگذاری شدند.
بررسی شیمی تورمالینها با فناوری تجزیة ریزکاو الکترونی (EPMA[1]) مدل SX100 ساخت شرکت Cameca فرانسه، ولتاژ شتابدهندة kv15 و شدت جریانnA 20 در آزمایشگاه کانیشناسی مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران (کرج) انجام شد. در آزمایشگاه، پیش از تابش الکترونی، مقاطع با لایة نازکی از کربن به ضخـامت تقریبی 50 آنگسـتروم پوشش داده شدند. قطر پرتوی تابشی بین 2 تا 5 میکرون و آستانة آشکارسازی دستگاه برای عنصرهای مختلف از 100 پیپیام کمتر بود. داده‌های به‌دست‌آمده از این تجزیه با نرم‌افزار Cameca PAP تصحیح شدند. محاسبة فرمول ساختاری کانی تورمالین برپایة 31 آنیون (OH، O) با Wintourclass به روش استوکیومتری انجام شده است. برپایة روش پیشنهادیِ یاووز و همکاران (Yavuz et al., 2014)، میزان بور 3 اتم در هر واحد فرمولی فرض شد.
همچنین، شمار 4 مقطع دوبر صیقل با ضخامت متوسط 130 میکرون، برای بررسی میانبارهای سیال در کانی کوارتز همراه با رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت، تهیه شد. میانبارهای سیال با دستگاه لینکام مدل THM600 دارای کنترلکنندة حرارتی TMS92 و سردکنندة LNP در آزمایشگاه سیال‌های درگیر دانشگاه اصفهان بررسی شدند. بازة دمایی 170- تا 600+ درجة سانتیگراد و دقت دستگاه 1/0± درجة سانتیگراد است.
نام اختصاری کانیها از ویتنی و اوانس (Whitney and Evans, 2010) برگرفته شده است.
زمین‌شناسی کانسار
از دید برخی زمینشناسان کانسار طلای داشکسن در پهنة دگرگونی- ماگمایی سنندج- سیرجان (Rastad et al., 2000; Maanijou et al., 2013) و به باور ریچاردز و همکاران (Richards et al., 2006) و ریچاردز (Richards, 2015) در پهنة ماگمایی ارومیه- دختر جای گرفته است. محدودة بررسی‌شده در فاصلة میان سه روستای داشکسن، نیبند و بهارلو جای دارد. آهکهای تریاس، اسلیت، فیلیت، کوارتزیت و دولومیتهای ژوراسیک کهنترین واحدهای سنگی هستند که برونزدهای محدودی از آنها در میان مناطق نیبند و بهارلو دیده می‌شوند (Rastad et al., 2000; Khan Nazer et al., 2015). کوههای گنبدی ساریداغ و آقداغ دو مخروط آتشفشانی با ترکیب داسیت- آندزیت و سن میوسن میانی هستند که مورفولوژی اصلی منطقه را شکل دادهاند. کانسار طلای داشکسن در گنبد ساریداغ (ساریگونای) جای گرفته است و برپایة بازدید صحرایی، گستردهترین واحدهای سنگی در منطقة معدنی به‌ترتیب شامل داسیت/ریوداسیتهای پورفیری با سن 11 میلیون سال پیش که از شمالخاوری تا مرکز پیشکار استخراجی را دربرگرفتهاند، برشهای گرمابی که بیشتر در بخشهای جنوب و جنوبخاوری دیده می‌شوند و واحد آندزیت که بیشتر در بخش جنوبباختری دیده می‌شوند (Richards et al., 2006; Moradi et al., 2019) (شکل 1- B).
داسیت و ریوداسیت که فراوان‌ترین واحدهای سنگی در محدودة معدنی داشکسن هستند، سنگ میزبان اصلی طلا به‌شمار می‌روند. برپایة ویژگی‌های میکروسکوپی، بافت پورفیری و کمتر گلومروپورفیری دارند و کانیهای سازندة این سنگها شامل کوارتز، پلاژیوکلاز، سانیدین و کانیهای فرعی آمفیبول و بیوتیت هستند. پهنة بِرش گرمابی با جنس داسیت میزبان اصلی تورمالینها به‌شمار می‌رود. این پهنه ابعادی نزدیک به 50 در 90 متر با روند شمالخاوری- جنوبباختری دارد و قطعات خردشدة آن کمتر از 1 سانتیمتر تا نزدیک به 25 سانتیمتر دیده می‌شود. سنگهای آندزیتی با رنگ تیره، بافت پورفیری و بیشتر از بلورهای پلاژیوکلاز، هورنبلند سبز، بیوتیت و کمی کلینوپیروکسن، کوارتز، همراه با مقادیر ناچیزی آپاتیت، تیتانیت و زیرکن ساخته شده‌اند.
بررسی‌های پیشین گویای عملکرد دو گسل اصلی با روند NE-SW با مولفة بُرشی راستگرد در منطقه است که شواهد آن با بررسی روند گسلها و درزهها (اغلب NE-SW) تایید شده است (Moradi et al., 2019). جابجایی دو گسل یادشده موجب پیدایش پهنة بُرشی در منطقه شده است که میزبان کانهسازی طلا است (Moradi et al., 2019).
دگرسانی و کانه‌زایی
دگرسانی درونزاد در کانسار داشکسن گسترش بالایی دارد و برپایة بررسی‌های میکروسکوپی، به دو صورت جانشینی کانیهای اولیه سنگ و نهشت در فضاهای خالی و شکستگیها رخ داده است. پهنههای فیلیک (مجموعة سریسیت- کوارتز- پیریت)، سیلیسی (مجموعة کوارتز±پیریت) و تورمالینی (مجموعة تورمالین±کوارتز) مهم‌ترین دگرسانیهایی هستند که تورمالین در آنها یافت می‌شود. کوارتز فراوان‌ترین کانی دگرسانی در سنگ دیواره است که در زمینه و یا به‌صورت رگچه دیده می‌شود و گاه تا بیش از 50 درصدحجمی کانسنگ طلا را دربر گرفته است. سریسیتها نیز فراوان هستند و به سه صورت ریزبلور در زمینه، درشت بلور و شعاعی یافت می‌شوند (Moradi et al., 2019). دگرسانیهای فیلیک و سیلیسی در واحد داسیت/ریوداسیت پورفیری و دگرسانیهای فیلیک و تورمالینی با گسترش کمتر در واحد برشی رخ دادهاند. درون قطعات داسیتی بِرش گرمابی، کانیهای سریسیت، کوارتز، پیریتهای دودهای و مواد آلی (Richards et al., 2006) که بیشتر به صورت پراکنده هستند دیده می‌شوند. دگرسانی پروپیلیتیک (مجموعة کلریت ± اپیدوت ± کلسیت) در واحد آندزیتی کمترین شدت دگرسانی را نشان می‌دهد. پهنة آرژیلیک رخنمونهای فراوان و پراکندهای دارد. بررسی پراش پرتوی ایکس نشان‌دهندة حضور کانیهای ایلیت، کائولینیت، مونتموریونیت، مسکوویت (از نوع سریسیت)، آلونیت، زئولیت (هیولاندیت، لامونتیت)، کوارتز، ژاروسیت، و گوتیت در این پهنه است (Rastad et al., 2000; Maanijou et al., 2014; Moradi, 2018). همراهی لامونتیت و هیولاندیت با رسها، بیشتر در سامانههای زمین‌گرمایی دما بالا دیده می‌شود؛ اما حضور اکسیدهای آهن پیامد تأثیر دگرسانی برونزاد دانسته می‌شود (Richards et al., 2006).
در معدن داشکسن، ذرات نامریی طلا به‌صورت محلول جامد در شبکه سولفید (پیریتهای آرسنیکدار ریزدانه و کمتر آرسنوپیریت) و بهندرت دانههای مریی طلا در کوارتز حفرهدار تأخیری در همراهی با کانیهای آنتیموان و آرسنیکدار دیده می‌شوند (Richards et al., 2006). برپایة شواهد صحرایی و میکروسکوپی، کانیسازی سولفیدی و طلا با دماسنجیهای افشان (20 درصد حجم ذخیره)، برشی (30 درصد حجم ذخیره)، و رگه- رگچهای یا فضا پرکن (50 درصد حجم ذخیره)، در میزبان سنگهای داسیت/ریوداسیت پورفیری پدید آمده است. کانههای پهنة طلادار به‌ترتیب فراوانی شامل استیبنیت (گاه تا 60 درصدحجمی رگه)، رآلگار و اورپیمنت (10 درصدحجمی رگه)، پیریت (5 تا 20 درصدحجمی سنگ)، مارکاسیت (2- 1 درصدحجمی)، گالن (5 درصدحجمی)، آرسنوپیریت (4- 1 درصدحجمی)، کالکوپیریت (2- 1 درصدحجمی)، اسفالریت (کمتر از 5/0 درصدحجمی) و بورنیت (کمتر از 5/0 درصدحجمی) است. دگرسانی پیریت به اکسید و هیدروکسیدهای آهن تا ژرفای 20 تا 150 متر را می‌توان در گمانههای اکتشافی ردیابی کرد.
کانه‌زایی افشان: این کانه‌زایی بیشتر با حضور کانیهای سولفیدی پیریت، کالکوپیریت و بورنیت با حجم کمتر از 5 درصد نمونه در زمینة داسیت دگرسان‌شده دیده می‌شود و میانگین عیار طلای کمتر از ppm 2/0 دارد.
کانه‌زایی برشی گرمابی: پس از کانه‌زایی افشان، مهم‌ترین بخش کانهدار و پرعیار کانسار داشکسن، برشهای گرمابی هستند. قطعات خردشده برش، از جنس سنگ دیواره و به شکل زاویهدار تا نیمهزاویهدار و با اندازه متغییر دیده می‌شوند. تورمالین که مهم‌ترین کانی باطله همراه کانه‌زایی طلا به‌شمار می‌رود در این بخش از کانسنگ حضور چشمگیری دارد؛ بهگونهایکه گاه تا بیش از 50 درصدحجمی سنگ را دربر می‌گیرد.
کانه‌زایی رگه- رگچهای یا شکافه پرکن: این کانه‌زایی فراوان‌ترین و پرعیارترین بخش ذخیره است و در پنج گروه رگة پرشیب با روند غالب NNE-SSW دیده می‌شود که به‌ترتیب زمانی از قدیم به جدید شامل:
1) رگة کوارتز- تورمالین- پیریت (عیار طلا کمتر از 1 گرم در تن) (شکل 2- A)؛
2) رگة کوارتز- استیبنیت- پیریت (عیار طلا کمتر از 6/3 گرم در تن) (شکل 2- B)؛
3) رگة کوارتز- پیریت شکل‌دار (عیار طلا 7/0 گرم در تن)؛
4) رگة کوارتز- پیریت دانهریز (عیار طلا کمتر از 7/0 گرم در تن) (شکل 2- A)؛
5) رگة کوارتز- گالن- اسفالریت (عیار طلا کمتر از 7/6 گرم در تن) است (شکل 2- C؛ Richards et al., 2006; Moradi, 2018).
شکل 2. تصویرهای میکروسکوپی نور بازتابی از کانههای مختلف در کانسار داشکسن. A) رگة کوارتز- تورمالین- پیریت که با رگچه کوارتز- پیریت دانهریز (گوشه پایین راست) قطع شده است؛ B) همرشدی استیبنیت و پیریت با کوارتز در میزبان داسیت، C) کانی گالن از اطراف با سروزیت جایگزین شده است.
Figure 2. Reflected- light photomicrographs of various ore mineral from the Dashkasan deposit. A) Quartz- tourmaline- pyrite vein has been cut off by fine- grained pyrite- quartz veinlet (Bottom right corner); B) Intergrowth of stibnite and pyrite with quartz in dacite host- rock, C) Around of the galena mineral changed to the cerussite.
تورمالین
با توجه به ویژگی‌های صحرایی، تورمالینها به سه شکل مختلف دیده می‌شوند:
1) به‌صورت رگههای نزدیک به چند متر با ضخامت متغییر 10 تا 50 سانتیمتر در میزبان داسیت پورفیری (شکل 3- A)؛
2) به‌صورت استوکورک در میزبان داسیت تا آندزیت پورفیری دگرسان (شکل 3- B)؛
3) به‌صورت سیمان پرکنندة قطعات داسیت برشی (شکل‌های 3- C و 3- D).
شکل 3. تصویر نمونة دستی و صحرایی از ساختهای مختلف تورمالین در کانسار طلای داشکسن. A) رگة تورمالین در میزبان داسیت پورفیری؛ B) ساخت استوکورک تورمالین در میزبان داسیت پورفیری دگرسان؛ C) قطعات داسیت پورفیری در فرم برش با زمینة تورمالین؛ D) تورمالین در زمینة دارای قطعات درشت و ریز داسیت پورفیری (ماتریکس پشتیبان) (رگه- رگچههای تورمالین در A و B، و قطعات داسیت در C، با پیکان سرخ‌رنگ نشان داده شده‌اند).
Figure 4. Photographs of hand-specimen and field samples of various tourmaline structures in the Dashkasan gold deposit. A) Tourmaline vein in the hosted by dacite porphyry; B) Tourmaline stockwork structure in the altered host dacite porphyry; C) Brecciated dacite porphyry clasts in the tourmaline groundmass; D) Tourmaline in the groundmass of coarse and fine dacite porphyry (matrix supported). The tourmaline vein/veinlets in A, B photos, and dacite clasts are marked with red arrows.
برپایة بررسی‌های میکروسکوپی، سه نوع تورمالین در کانسار طلای داشکسن شناسایی شد. تورمالین‌های سوزنی نوع اول به‌صورت ریز تا متوسط بلور (کمتر از 1/0 تا 3/0 میلیمتر) و به‌صورت اجتماعات بلوری و پراکنده در دگرسانی فیلیک حضور دارند و کانیهای همراه آن شامل کوارتز درشت بلور، سریسیت و پیریت هستند (شکل‌های 4- A و 5- A و 5- D). تورمالین‌های شعاعی یا خورشیدی نوع دوم با ابعاد 2/0 تا 3/0 میلیمتر، همراه با کوارتزهای دانه متوسط و بیشتر به‌صورت بافت پرکننده و اغلب همراه با دگرسانی سیلیسی دیده می‌شوند (شکل‌های 4- B و 5- B و 5- E). تورمالین‌های تیغهای در فرم دسته جارویی نوع سوم با ابعاد 2/0 تا 6/0 میلیمتر، با منطقهبندی ضعیف، در کانسنگ برش گرمابی شناسایی شدند (شکل 5- F). نوع اخیر از تورمالینها به‌صورت رگه- رگچهای در میزبان دگرسانی فیلیک همراه کانیهای کوارتز و پیریت دیده شد (شکل 4- C و 4- D).
شکل 4. تصویرهای میکروسکوپی نور عبوری متقاطع (XPL[2]) از تورمالین‌های گوناگون در کانسار داشکسن. A) تورمالین‌های سوزنی نوع اول در دگرسانی فیلیک؛ B) تورمالین‌های شعاعی نوع دوم در دگرسانی سیلیسی؛ C) تورمالین تیغهای کشیده نوع سوم در رگة کوارتز- پیریت در میزبان داسیت دگرسان؛ D) رگه تورمالین- پیریت در زمینه دگرسانی فیلیک.
Figure 4. Cross-polarized light (XPL) photomicrographs of various tourmaline types in the Dashkasan deposit. A) First-type of needle tourmalines in the phyllic alteration; B) Second-type of radial tourmalines in the silicification alteration; C) Third-type bladed tourmaline within a quartz-pyrite vein in the altered host dacite; D) Tourmaline- pyrite vein in the phyllic alteration groundmass.
شکل 5. تصویرهای میکروسکوپی در نوری عبوری (PPL[3]) و الکترونی روبشی (BSE[4]) از انواع مختلف تورمالین در کانسار طلای داشکسن. A، D) تورمالین سوزنی نوع اول؛ B، E) تورمالین شعاعی نوع دوم؛ C، F) منطقهبندی در تورمالین تیغهای نوع سوم.
Figure 5. Polarized light (PPL) and back-scattered electron microscopy (BSE) images of different types of tourmaline in the Dashkasan gold deposit. A, D) First type of the needle tourmaline; B, E) Second type of the radial tourmaline; C, F) Zoning in the third type of the bladed tourmaline.
الف- شیمی کانی تورمالین
تنوع ترکیبی بالا در تورمالینها به‌علت تغییرات عنصرهای Ca و Na و فضای خالی در سایت X و تغییرات عنصرهای Fe، Mg و Al در سایت Y است (Yavuz et al., 2008). در تورمالین‌های منطقة داشکسن، عنصرهای اصلی SiO2، Al2O3، FeO، MgO، CaO و Na2O تغییرات گستردهای نشان می‌دهند. میانگین این اکسیدها به‌ترتیب در تورمالین‌های نوع اول برابربا 73/37، 36/32، 35/8، 88/6، 44/1 و 54/1 درصدوزنی (جدول 2)، در نوع دوم برابربا 23/38، 35/30، 12/10، 87/6، 82/1 و 56/1 درصدوزنی (جدول 3) و در نوع سوم برابربا 34/40، 64/32، 36/4، 92/7، 13/0 و 37/2 درصدوزنی (جدول 4) است. میانگین Ʃ(Fe+Mg) در تورمالین‌های نوع اول، دوم و سوم به‌ترتیب 74/2، 38/2 و 99/2 درصدوزنی است. میانگین نسبت Fe/(Fe+Mg) در تورمالین‌های نوع اول، دوم و سوم به‌ترتیب برابربا 40/0، 45/0 و 23/0 و نیز میانگین Na/(Na+Ca) به‌ترتیب برابربا 66/0، 61/0 و 97/0 است. مقایسة نسبتهای یادشده نشان می‌دهد تورمالین‌های نوع سوم که با کانه‌زایی طلا مرتبط هستند بیشترین مقدار نسبت Na/(Na+Ca) و کمترین میزان نسبت Fe/(Fe+Mg) را نشان می‌دهند.
جدول 2. داده‌های ریزکاو الکترونی مربوط به بلورهای تورمالین نوع اول از سامانة پورفیری به‌همراه فرمول تجربی (apfu) برپایة 31 آنیون (O، OH) و آهن کل دوظرفیتی.
Table 2. Microprobe electron data of the first type tourmaline crystals of porphyry system with empirical formula (atoms per formula unit, apfu) based upon a 31 anion (O, OH) and total Fe+2.
|
Point No. |
Sp1 |
Sp2 |
Sp3 |
Sp4 |
Sp5 |
Sp6 |
Sp7 |
Sp8 |
Sp9 |
Sp10 |
Sp11 |
Sp12 |
|
SiO2 |
39.1 |
37.9 |
39.6 |
38.6 |
38.1 |
38.6 |
36.1 |
37.9 |
35.9 |
38.6 |
36.6 |
37.8 |
|
TiO2 |
0.42 |
0.51 |
0.39 |
0.61 |
0.53 |
1.00 |
0.39 |
0.49 |
0.40 |
0.59 |
0.32 |
0.61 |
جدول 2. ادامه.
Table 2. Continued.
|
Point No. |
Sp1 |
Sp2 |
Sp3 |
Sp4 |
Sp5 |
Sp6 |
Sp7 |
Sp8 |
Sp9 |
Sp10 |
Sp11 |
Sp12 |
||||||||||||
|
Al2O3 |
32.30 |
31.80 |
33.20 |
32.00 |
31.90 |
32.20 |
32.00 |
33.00 |
33.30 |
31.20 |
32.60 |
33.80 |
||||||||||||
|
FeO |
7.90 |
8.70 |
7.70 |
8.00 |
8.10 |
7.60 |
8.70 |
8.30 |
9.10 |
8.90 |
8.60 |
8.00 |
||||||||||||
|
MnO |
0.10 |
0.09 |
0.11 |
0.09 |
0.08 |
0.08 |
0.12 |
0.12 |
0.11 |
0.06 |
0.03 |
0.08 |
||||||||||||
|
MgO |
6.70 |
6.90 |
6.90 |
7.00 |
6.90 |
6.80 |
6.80 |
7.30 |
6.60 |
6.90 |
6.60 |
7.10 |
||||||||||||
|
CaO |
0.90 |
1.70 |
1.10 |
1.30 |
1.40 |
1.10 |
1.70 |
1.60 |
1.90 |
1.50 |
1.70 |
1.40 |
||||||||||||
|
Na2O |
1.70 |
1.60 |
1.40 |
1.60 |
1.60 |
1.60 |
1.50 |
1.50 |
1.50 |
1.60 |
1.40 |
1.50 |
||||||||||||
|
K2O |
0.04 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.05 |
0.04 |
bdl |
bdl |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
||||||||||||
|
BaO |
0.03 |
0.01 |
bdl |
bdl |
0.02 |
0.07 |
0.05 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
||||||||||||
|
B2O3 |
11.41 |
10.91 |
11.20 |
10.71 |
10.90 |
10.99 |
10.79 |
11.07 |
10.81 |
10.94 |
10.50 |
11.10 |
||||||||||||
|
Total |
100.57 |
100.13 |
101.60 |
99.40 |
99.56 |
100.01 |
99.16 |
100.32 |
99.64 |
100.29 |
98.36 |
100.40 |
||||||||||||
|
Si |
6.16 |
6.03 |
6.13 |
6.10 |
6.07 |
6.10 |
5.88 |
5.95 |
5.76 |
6.13 |
5.81 |
5.91 |
||||||||||||
|
Ti |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.07 |
0.06 |
0.12 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.07 |
0.04 |
0.07 |
||||||||||||
|
Al |
6.00 |
5.96 |
6.06 |
5.97 |
5.99 |
5.99 |
6.14 |
6.10 |
6.30 |
5.84 |
6.25 |
6.23 |
||||||||||||
|
Fe2+ |
1.04 |
1.16 |
1.00 |
1.06 |
1.08 |
1.00 |
1.19 |
1.09 |
1.22 |
1.18 |
1.21 |
1.05 |
||||||||||||
|
Mn |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
||||||||||||
|
Mg |
1.57 |
1.64 |
1.59 |
1.65 |
1.64 |
1.60 |
1.65 |
1.71 |
1.58 |
1.63 |
1.65 |
1.65 |
||||||||||||
|
Ca |
0.15 |
0.29 |
0.18 |
0.22 |
0.24 |
0.19 |
0.30 |
0.27 |
0.33 |
0.26 |
0.31 |
0.23 |
||||||||||||
|
Na |
0.52 |
0.49 |
0.42 |
0.49 |
0.49 |
0.49 |
0.47 |
0.46 |
0.47 |
0.49 |
0.46 |
0.46 |
||||||||||||
|
K |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
||||||||||||
|
B |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
||||||||||||
|
Al (T) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.12 |
0.05 |
0.24 |
0.00 |
0.19 |
0.09 |
||||||||||||
|
Al (Z) |
6.00 |
5.96 |
6.0 |
5.96 |
5.99 |
5.99 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
5.84 |
6.00 |
6.00 |
||||||||||||
|
Al (Y) |
0.00 |
0.00 |
0.06 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.02 |
0.05 |
0.07 |
0.00 |
0.06 |
0.13 |
||||||||||||
|
Mg(Y) |
1.57 |
1.60 |
1.59 |
1.61 |
1.62 |
1.59 |
1.65 |
1.71 |
1.58 |
1.47 |
1.65 |
1.65 |
||||||||||||
|
Mg (Z) |
0.00 |
0.04 |
0.00 |
0.04 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.17 |
0.00 |
0.00 |
||||||||||||
|
Mg/Mg+Fe |
0.60 |
0.59 |
0.62 |
0.61 |
0.60 |
0.61 |
0.58 |
0.61 |
0.56 |
0.58 |
0.58 |
0.61 |
||||||||||||
|
Xvacancy |
0.32 |
0.22 |
0.40 |
0.28 |
0.26 |
0.31 |
0.23 |
0.27 |
0.20 |
0.25 |
0.23 |
0.31 |
||||||||||||
|
Xvacancy+Na |
0.84 |
0.71 |
0.82 |
0.77 |
0.75 |
0.80 |
0.70 |
0.73 |
0.67 |
0.74 |
0.69 |
0.76 |
||||||||||||
|
R1 |
0.67 |
0.78 |
0.60 |
0.71 |
0.73 |
0.68 |
0.77 |
0.73 |
0.79 |
0.75 |
0.76 |
0.69 |
||||||||||||
|
R2 |
2.63 |
2.81 |
2.60 |
2.72 |
2.73 |
2.62 |
2.85 |
2.81 |
2.82 |
2.82 |
2.86 |
2.71 |
||||||||||||
|
R3 |
6.06 |
6.05 |
6.12 |
6.06 |
6.07 |
6.15 |
6.21 |
6.18 |
6.37 |
5.93 |
6.31 |
6.32 |
||||||||||||
|
R1+R2 |
3.30 |
3.59 |
3.21 |
3.43 |
3.46 |
3.29 |
3.62 |
3.54 |
3.61 |
3.57 |
3.63 |
3.40 |
||||||||||||
|
Xvacancy/(Xvacancy+Na) |
0.38 |
0.31 |
0.49 |
0.36 |
0.35 |
0.39 |
0.33 |
0.37 |
0.30 |
0.34 |
0.33 |
0.41 |
||||||||||||
|
Mg* |
2.58 |
2.75 |
2.56 |
2.65 |
2.66 |
2.50 |
2.81 |
2.76 |
2.77 |
2.75 |
2.82 |
2.64 |
||||||||||||
|
Al* |
6.10 |
6.09 |
6.15 |
6.10 |
6.11 |
6.23 |
6.24 |
6.22 |
6.40 |
5.98 |
6.33 |
6.37 |
||||||||||||
|
Na* |
0.53 |
0.50 |
0.42 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.47 |
0.46 |
0.50 |
0.50 |
0.46 |
0.46 |
||||||||||||
|
Na*+Al* |
6.63 |
6.58 |
6.57 |
6.60 |
6.62 |
6.73 |
6.71 |
6.68 |
6.87 |
6.47 |
6.80 |
6.83 |
||||||||||||
|
Mg*+Ca |
2.73 |
3.04 |
2.74 |
2.87 |
2.90 |
2.68 |
3.10 |
3.02 |
3.10 |
3.01 |
3.13 |
2.87 |
||||||||||||
|
FeO/FeO + MgO |
0.54 |
0.56 |
0.53 |
0.53 |
0.54 |
0.53 |
0.56 |
0.53 |
0.58 |
0.56 |
0.57 |
0.53 |
||||||||||||
|
Fe/(Fe + Mg) |
0.51 |
0.54 |
0.50 |
0.50 |
0.53 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.50 |
0.51 |
0.45 |
0.51 |
||||||||||||
|
Fe/Mg |
0.66 |
0.71 |
0.63 |
0.64 |
0.66 |
0.62 |
0.72 |
0.64 |
0.77 |
0.72 |
0.73 |
0.63 |
||||||||||||
|
Na/(Na + Ca) |
0.77 |
0.63 |
0.70 |
0.69 |
0.67 |
0.73 |
0.62 |
0.63 |
0.59 |
0.66 |
0.60 |
0.66 |
||||||||||||
|
Fe + Mg |
2.62 |
2.80 |
2.59 |
2.71 |
2.72 |
2.61 |
2.84 |
2.80 |
2.80 |
2.81 |
2.9 |
2.7 |
||||||||||||
جدول 3. داده‌های ریزکاو الکترونی مربوط به بلورهای تورمالین نوع دوم از سامانة پورفیری (برپایة درصدوزنی) به‌همراه فرمول تجربی (برپایة apfu) برپایة 31 آنیون (O، OH) و آهن کل دو ظرفیتی.
Table 3. Microprobe electron data of the second type tourmaline crystals of porphyry system (at. %) with empirical formula (apfu) based upon a 31 anion (O, OH) and total Fe+2.
|
Sample No. |
Sp1 |
Sp2 |
Sp3 |
Sp4 |
Sp5 |
Sp6 |
Sp7 |
Sp8 |
Sp9 |
Sp10 |
Sp11 |
Sp12 |
Sp13 |
|
SiO2 |
38.3 |
38.1 |
38.1 |
37.9 |
37.9 |
37.7 |
38.8 |
38.1 |
37.4 |
38.9 |
37.9 |
39.2 |
38.70 |
|
TiO2 |
0.60 |
0.65 |
0.76 |
0.77 |
0.48 |
0.43 |
0.60 |
0.30 |
0.85 |
0.47 |
0.47 |
0.37 |
0.70 |
|
Al2O3 |
29.7 |
30.2 |
31.0 |
30.2 |
27.8 |
29.8 |
31.3 |
31.9 |
30.5 |
31.0 |
31.5 |
31.8 |
27.9 |
|
FeO |
12.00 |
9.70 |
9.30 |
11.2 |
14.00 |
11.90 |
8.70 |
7.90 |
10.50 |
9.20 |
9.30 |
7.50 |
10.30 |
|
MnO |
0.07 |
0.06 |
0.05 |
0.08 |
0.07 |
0.07 |
0.02 |
0.06 |
0.09 |
0.06 |
0.07 |
0.06 |
0.18 |
|
MgO |
6.10 |
7.40 |
6.70 |
6.60 |
6.60 |
6.30 |
6.80 |
6.80 |
6.40 |
6.90 |
7.00 |
7.20 |
8.56 |
|
CaO |
2.00 |
1.90 |
1.90 |
2.00 |
1.70 |
1.90 |
1.80 |
1.60 |
2.10 |
1.80 |
2.10 |
1.40 |
1.51 |
|
Na2O |
1.47 |
1.78 |
1.35 |
1.36 |
1.58 |
1.70 |
1.46 |
1.67 |
1.30 |
1.41 |
1.47 |
1.64 |
2.07 |
|
K2O |
0.04 |
0.09 |
0.05 |
0.04 |
0.04 |
0.04 |
0.08 |
0.01 |
0.05 |
0.06 |
0.05 |
0.04 |
0.05 |
|
BaO |
0.02 |
0.01 |
0.06 |
0.02 |
0.02 |
0.04 |
0.01 |
0.02 |
bdl |
0.02 |
0.02 |
bdl |
bdl |
|
B2O3 |
10.84 |
10.89 |
10.87 |
10.87 |
10.69 |
10.77 |
10.97 |
10.87 |
10.78 |
10.97 |
10.94 |
11.02 |
10.85 |
|
Total |
101.12 |
100.57 |
100.08 |
101.25 |
100.86 |
100.61 |
100.53 |
99.21 |
99.97 |
100.77 |
100.80 |
100.23 |
100.82 |
|
Si (apfu) |
6.14 |
6.07 |
6.08 |
6.05 |
6.16 |
6.07 |
6.14 |
6.09 |
6.03 |
6.15 |
6.02 |
6.18 |
6.20 |
|
Ti |
0.07 |
0.08 |
0.09 |
0.09 |
0.06 |
0.05 |
0.07 |
0.04 |
0.10 |
0.06 |
0.06 |
0.04 |
0.08 |
|
Al |
5.61 |
5.67 |
5.84 |
5.69 |
5.32 |
5.66 |
5.84 |
6.01 |
5.79 |
5.78 |
5.10 |
5.91 |
5.27 |
|
Fe2+ |
1.61 |
1.29 |
1.24 |
1.50 |
1.90 |
1.60 |
1.15 |
1.06 |
1.42 |
1.22 |
1.24 |
0.99 |
1.38 |
|
Mn |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
|
Mg |
1.46 |
1.76 |
1.60 |
1.57 |
1.60 |
1.51 |
1.61 |
1.62 |
1.54 |
1.63 |
1.66 |
1.70 |
2.04 |
|
Ca |
0.34 |
0.32 |
0.33 |
0.34 |
0.30 |
0.33 |
0.31 |
0.28 |
0.36 |
0.31 |
0.36 |
0.24 |
0.26 |
|
Na |
0.46 |
0.55 |
0.42 |
0.42 |
0.50 |
0.53 |
0.45 |
0.52 |
0.41 |
0.43 |
0.45 |
0.50 |
0.64 |
|
K |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
|
B |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
|
Al (T) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al (Z) |
5.61 |
5.67 |
5.84 |
5.69 |
5.32 |
5.66 |
5.84 |
6.00 |
5.79 |
5.78 |
5.90 |
5.91 |
5.27 |
|
Al (Y) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg(Y) |
1.06 |
1.46 |
1.43 |
1.26 |
0.92 |
1.17 |
1.44 |
1.62 |
1.33 |
1.41 |
1.56 |
1.60 |
1.31 |
|
Mg (Z) |
0.39 |
0.33 |
0.17 |
0.31 |
0.68 |
0.34 |
0.16 |
0.00 |
0.21 |
0.22 |
0.10 |
0.09 |
0.74 |
|
Mg/Mg+Fe |
0.48 |
0.58 |
0.56 |
0.51 |
0.46 |
0.49 |
0.58 |
0.61 |
0.52 |
0.57 |
0.57 |
0.63 |
0.60 |
|
X- vacancy |
0.19 |
0.11 |
0.15 |
0.23 |
0.2 |
0.13 |
0.23 |
0.21 |
0.22 |
0.25 |
0.18 |
0.25 |
0.8 |
|
X- vacancy+Na |
0.65 |
0.66 |
0.57 |
0.65 |
0.70 |
0.66 |
0.68 |
0.73 |
0.63 |
0.68 |
0.63 |
0.75 |
1.44 |
|
R1 |
0.80 |
0.87 |
0.74 |
0.76 |
0.794 |
0.86 |
0.75 |
0.79 |
0.77 |
0.74 |
0.81 |
0.74 |
0.91 |
|
R2 |
3.07 |
3.06 |
2.84 |
3.08 |
3.51 |
3.13 |
2.76 |
2.68 |
2.97 |
2.85 |
2.90 |
2.69 |
3.45 |
|
R3 |
5.70 |
5.77 |
5.96 |
5.81 |
5.40 |
5.73 |
5.93 |
6.05 |
5.93 |
5.85 |
5.97 |
5.96 |
5.38 |
|
R1+R2 |
3.87 |
3.93 |
3.59 |
3.84 |
4.30 |
3.98 |
3.51 |
3.47 |
3.73 |
3.59 |
3.71 |
3.43 |
4.35 |
|
Xvacancy/(Xvacancy+Na) |
0.29 |
0.17 |
0.26 |
0.35 |
0.29 |
0.20 |
0.34 |
0.29 |
0.35 |
0.37 |
0.28 |
0.33 |
0.55 |
|
Mg* |
3.00 |
2.98 |
2.75 |
2.99 |
3.45 |
3.04 |
2.69 |
2.65 |
2.86 |
2.80 |
2.85 |
2.64 |
2.36 |
|
Al* |
5.75 |
5.83 |
6.01 |
5.87 |
5.44 |
5.76 |
5.98 |
6.08 |
6.00 |
5.89 |
6.01 |
5.99 |
6.43 |
|
Na* |
0.47 |
0.57 |
0.43 |
0.43 |
0.51 |
0.54 |
0.46 |
0.52 |
0.42 |
0.44 |
0.46 |
0.51 |
0.65 |
|
Na*+Al* |
6.22 |
6.39 |
6.45 |
6.30 |
5.95 |
6.30 |
6.45 |
6.60 |
6.42 |
6.33 |
6.47 |
6.50 |
6.09 |
|
Mg*+Ca |
3.34 |
3.30 |
3.08 |
3.33 |
3.75 |
3.40 |
2.99 |
2.92 |
3.23 |
3.10 |
3.20 |
2.88 |
3.62 |
|
FeO/FeO + MgO |
0.66 |
0.57 |
0.58 |
0.63 |
0.68 |
0.65 |
0.56 |
0.54 |
0.62 |
0.57 |
0.57 |
0.51 |
0.55 |
|
Fe/(Fe + Mg) |
0.15 |
0.70 |
0.16 |
0.92 |
0.99 |
0.23 |
0.34 |
0.46 |
0.58 |
0.50 |
0.98 |
0.50 |
0.50 |
|
Fe/Mg |
3.06 |
3.05 |
2.84 |
3.7 |
3.50 |
3.12 |
2.76 |
2.67 |
2.95 |
2.84 |
2.89 |
2.68 |
0.64 |
|
Na/(Na + Ca) |
0.57 |
0.63 |
0.56 |
0.55 |
0.63 |
0.62 |
0.54 |
0.65 |
0.53 |
0.59 |
0.56 |
0.68 |
0.71 |
|
Fe + Mg |
3.06 |
3.05 |
2.84 |
3.07 |
3.50 |
3.12 |
2.76 |
2.67 |
2.95 |
2.84 |
2.89 |
2.68 |
3.42 |
جدول 4. داده‌های ریزکاو الکترونی مربوط به بلورهای تورمالین نوع سوم از سامانة برشی گرمابی به‌همراه فرمول تجربی (برپایة apfu) برپایة 31 آنیون (O، OH) و آهن کل دو ظرفیتی.
Table 4. Microprobe electron data of the third type tourmaline crystals of epithermal system with empirical formula (apfu) based upon a 31 anion (O, OH) and total Fe+2.
|
Point No. |
Sp1 |
Sp2 |
Sp3 |
Sp4 |
Sp5 |
Sp6 |
Sp7 |
Sp8 |
Sp10 |
Sp10 |
Sp11 |
|
SiO2 |
40.10 |
39.2 |
39.8 |
39.20 |
40.30 |
40.30 |
40.40 |
40.60 |
40.70 |
41.10 |
41.00 |
|
TiO2 |
0.47 |
0.98 |
0.32 |
0.63 |
1.10 |
0.37 |
0.77 |
0.67 |
0.47 |
0.31 |
0.29 |
|
Al2O3 |
35.00 |
31.0 |
35.8 |
32.6 |
31.5 |
34.9 |
32.5 |
33.5 |
33.8 |
34.6 |
35.2 |
|
FeO |
3.23 |
5.58 |
2.80 |
5.57 |
5.18 |
3.49 |
5.08 |
5.27 |
4.58 |
3.74 |
3.46 |
|
MnO |
0.19 |
0.11 |
0.15 |
0.18 |
0.10 |
0.15 |
0.17 |
0.12 |
0.20 |
0.27 |
0.13 |
|
MgO |
8.07 |
8.52 |
7.69 |
7.85 |
9.01 |
7.74 |
7.75 |
7.04 |
7.42 |
7.47 |
7.53 |
|
CaO |
0.04 |
0.32 |
0.06 |
0.16 |
0.30 |
0.08 |
0.17 |
0.11 |
0.11 |
0.05 |
0.01 |
|
Na2O |
2.26 |
2.66 |
2.22 |
2.60 |
2.49 |
2.45 |
2.45 |
2.60 |
2.32 |
2.11 |
1.88 |
|
K2O |
0.03 |
0.11 |
0.03 |
0.05 |
0.05 |
0.03 |
0.06 |
0.08 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
|
BaO |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.01 |
0.05 |
0.01 |
0.01 |
bdl |
0.02 |
0.03 |
|
B2O3 |
11.35 |
11.01 |
11.32 |
11.08 |
11.25 |
11.35 |
11.21 |
11.30 |
11.30 |
11.38 |
11.40 |
|
Total |
100.74 |
99.45 |
100.19 |
99.92 |
101.28 |
100.86 |
100.56 |
101.36 |
100.93 |
101.05 |
100.93 |
|
Si (apfu) |
6.14 |
6.19 |
6.10 |
6.14 |
6.22 |
6.16 |
6.26 |
6.26 |
6.25 |
6.27 |
6.25 |
|
Ti |
0.05 |
0.12 |
0.04 |
0.07 |
0.13 |
0.04 |
0.09 |
0.08 |
0.05 |
0.04 |
0.03 |
|
Al |
6.31 |
5.77 |
6.47 |
6.01 |
5.73 |
6.29 |
5.93 |
5.94 |
6.12 |
6.22 |
6.32 |
|
Fe2+ |
0.41 |
0.74 |
0.36 |
0.73 |
0.67 |
0.45 |
0.66 |
0.66 |
0.59 |
0.48 |
0.44 |
|
Mn |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.03 |
0.04 |
0.02 |
|
Mg |
1.84 |
2.00 |
1.76 |
1.83 |
2.08 |
1.77 |
1.79 |
1.80 |
1.70 |
1.70 |
1.71 |
|
Ca |
0.01 |
0.05 |
0.01 |
0.03 |
0.05 |
0.01 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
|
Na |
0.67 |
0.81 |
0.66 |
0.79 |
0.75 |
0.73 |
0.74 |
0.76 |
0.69 |
0.62 |
0.56 |
|
K |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
|
B |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
|
Al (T) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Al (Z) |
6.00 |
5.77 |
6.00 |
6.00 |
5.73 |
6.00 |
5.93 |
5.94 |
6.00 |
6.00 |
6.00 |
|
Al (Y) |
0.31 |
0.00 |
0.47 |
0.01 |
0.00 |
0.29 |
0.00 |
0.00 |
0.12 |
0.22 |
0.32 |
|
Mg(Y) |
1.84 |
1.77 |
1.76 |
1.83 |
1.80 |
1.77 |
1.72 |
1.70 |
1.70 |
1.70 |
1.71 |
|
Mg (Z) |
0.00 |
0.24 |
0.00 |
0.00 |
0.28 |
0.00 |
0.07 |
0.06 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
Mg/Mg+Fe |
0.82 |
0.73 |
0.83 |
0.72 |
0.76 |
0.80 |
0.73 |
0.73 |
0.74 |
0.78 |
0.79 |
|
X vacancy |
0.31 |
0.11 |
0.32 |
0.17 |
0.19 |
0.25 |
0.21 |
0.20 |
0.28 |
0.36 |
0.44 |
|
Xvacancy+Na |
0.98 |
0.92 |
0.98 |
0.96 |
0.94 |
0.98 |
0.95 |
0.96 |
0.97 |
0.98 |
0.99 |
|
R1 |
0.68 |
0.89 |
0.68 |
0.83 |
0.81 |
0.75 |
0.78 |
0.79 |
0.72 |
0.64 |
0.56 |
|
R2 |
2.28 |
2.76 |
2.14 |
2.58 |
2.75 |
2.23 |
2.47 |
2.48 |
2.31 |
2.21 |
2.17 |
|
R3 |
6.39 |
5.92 |
6.52 |
6.11 |
5.90 |
6.34 |
6.05 |
6.04 |
6.19 |
6.27 |
6.36 |
|
R1+R2 |
2.96 |
3.63 |
2.81 |
3.40 |
3.55 |
2.97 |
3.23 |
3.26 |
3.02 |
2.84 |
2.72 |
|
Xvacancy/(Xvacancy+Na) |
0.32 |
0.12 |
0.33 |
0.18 |
0.20 |
0.26 |
0.22 |
0.21 |
0.29 |
0.37 |
0.44 |
|
Mg* |
2.23 |
2.64 |
2.10 |
2.50 |
2.62 |
2.19 |
2.38 |
2.40 |
2.26 |
2.18 |
2.14 |
|
Al* |
6.42 |
6.00 |
6.54 |
6.16 |
5.98 |
6.37 |
6.11 |
6.09 |
6.23 |
6.29 |
6.39 |
|
Na* |
0.68 |
0.84 |
0.67 |
0.80 |
0.76 |
0.73 |
0.74 |
0.77 |
0.70 |
0.63 |
0.56 |
|
Na*+Al* |
7.10 |
6.83 |
7.21 |
6.96 |
6.74 |
7.11 |
6.86 |
6.86 |
6.92 |
6.92 |
6.95 |
|
Mg*+Ca |
2.23 |
2.69 |
2.11 |
2.54 |
2.67 |
2.20 |
2.41 |
2.42 |
2.28 |
2.18 |
2.14 |
|
FeO/FeO + MgO |
0.29 |
0.40 |
0.27 |
0.42 |
0.37 |
0.31 |
0.40 |
0.40 |
0.38 |
0.33 |
0.31 |
|
Fe/(Fe + Mg) |
0.47 |
0.40 |
0.48 |
0.44 |
0.47 |
0.44 |
0.44 |
0.46 |
0.53 |
0.44 |
0.52 |
|
Fe/Mg |
0.22 |
0.38 |
0.20 |
0.40 |
0.32 |
0.25 |
0.37 |
0.37 |
0.35 |
0.28 |
0.26 |
|
Na/(Na + Ca) |
0.99 |
0.94 |
0.99 |
0.97 |
0.94 |
0.98 |
0.96 |
0.98 |
0.97 |
0.99 |
0.99 |
|
Fe + Mg |
2.25 |
2.74 |
2.12 |
2.56 |
2.74 |
2.21 |
2.45 |
2.47 |
2.29 |
2.18 |
2.15 |
bdl: below detection limit
R1=Na+K+Ca
R2=Mg+Fe+2+Mn+Fe+3+Cr+V+Ti+Al
R3=Al+Fe3++Mg+1.33Ti
ب- تغییرات ترکیب شیمیایی در تورمالینها
برای بررسی تغییرات ترکیبی در عنصرهای Fe، Mg، Na و Ca و شناسایی نوع تورمالینها، نمودار دوتایی نسبت Mg/(Mg+Fe) دربرابر X-vacancy/(X-vacancy+Na) به‌کار برده شد (Henry and Dutrow, 2001). در این نمودار تورمالین‌های نوع اول و سوم در محدودة دراویت، و نوع دوم در قلمروی دراویت تا شورل جای گرفتند. همچنین، یک نمونه از نوع اخیر در محدوده فوییتیت منیزیم دار جانمایی شده است (شکل 6- A). نمودار دوتایی نسبت Fe/(Fe+Mg) دربرابر Na/(Na+Ca) (Jiang et al., 2002) نیز ترکیب تورمالینها را تأیید می‌کند (شکل 6- B). در این نمودار، تورمالین‌های نوع اول و دوم در مقایسه با نمونههای تورمالینی نوع سوم میزان Fe بالاتری دارند.
در محاسبات داده‌های ریزکاو الکترونی، Fetot به‌صورت Fe2+ در نظر گرفته می‌شود؛ اما Fe3+ چه‌بسا در جایگاههای Z و Y تورمالین نیز وجود داشته باشد (Yavuz et al., 2008). برای بررسی وضعیت جانشینی در جایگاه Y، نمودار تغییرات Fetot دربرابر Mg (شکل 6- C) به‌کار برده شد. در این نمودار، تورمالین با ترکیب شورل- دراویت روی خط 3Ʃ(Fe+Mg)= جای می‌گیرد و در زیر خط 3 پدیدة جانشینی Al در مکان اکتاهدرال Y رخ می‌دهد، یا به گفتة دیگر، میزان Al در R2 افزایش مییابد. هرچه مقدار Ʃ(Fe+Mg) کمتر باشد، جانشینی Al در جایگاه Y بیشتر می‌شود (London and Manning, 1995). برپایة این نمودار، همة تورمالین‌های نوع اول و سوم داشکسن در زیر خط ترکیبی شورل- دراویت جای گرفتند و تورمالین‌های نوع دوم همراستایی با بردار MgFe-1 نشان می‌دهند. پراکندگی داده‌های تورمالین‌های نوع دوم نشان می‌دهند جایگزینیهای □Al(NaMg)-1 و □Al(NaFe)-1 در نمونههای نوع دوم دیده می‌شوند (شکل 6- C). آنچه از این نمودار بر میآید اینست که میزان جانشینی Al در جایگاه Y نمونههای نوع دوم که کمترین مقدار Ʃ(Fe+Mg) را نسبت به دو نوع دیگر دارند، بیشتر است. این نکته خود گویای نقش آشکار Al در هنگام رشد گونة دوم تورمالینهاست. شاید بتوان گفت تورمالین‌های نوع اول و سوم با جانشینی Al در جایگاه Y و حضور عنصرهای Na و Mg، ترکیب دراویت دارند؛ اما ترکیب تورمالین‌های نوع دوم با جانشینی Mg بیشتر نسبت به میزان Fe، از دراویت به شورل گرایش پیدا کرده است. ازاین‌رو، با توجه به واکنشهای جانشینی، تورمالین‌های داشکسن روند تهیشدگی از آهن و غنیشدگی منیزیم نشان می‌دهند. نمودار سه‌تایی برپایة میزان K، Na، Ca و فضای خالی X-site vacancy، نشان‌دهندة ردهبندی سه نوع تورمالین‌های قلیایی، کلسیک و تورمالینهایی با جایگاه X خالی، است (Hawthorne and Henry, 1999). برپایة آن، تورمالین‌های کانسار داشکسن در قلمروی تورمالین‌های قلیایی جای می‌گیرند (شکل 6- D)؛ هرچند دو نوع اول و دوم اندکی به قطب گروه کلسیک گرایش دارند. این نکته نشان‌دهندة بالا‌بودن مقدار سدیم و پتاسیم در مقایسه با میزان کلسیم موجود در جایگاه X برای تورمالین‌های نوع سوم است. بر خلاف تورمالین‌های نوع اول و دوم، تفاوت چشمگیری در مقدار کمبود در جایگاه X نمونههای تورمالین نوع سوم دیده می‌شود (شکل 6- B).
در نمودار سه‌تایی Mg-Ca-Fetot، ترکیب و خاستگاه تورمالین‌های داشکسن از دیدگاه سنگشناسی و غنیشدگی یا تهیشدگی از عنصرهای فرومنیزین بررسی شد (Henry and Guidotti, 1985). تصویرکردن دادهها روی این نمودار نشان می‌دهد تورمالین‌های بررسی‌شده، در میان دو قطب غنی از آهن و منیزیم و در گسترة ترکیبی متاپسامیت و متاپلیتهای فقیر از کلسیم و سنگهای کوارتز- تورمالیندار جای می‌گیرند (شکل 7- A). در این میان، تورمالین‌های نوع سه، تمرکز بیشتری در نیمة وابسته به دراویت در نمودار سه‌تایی دارند.
شکل 6. ترکیب تورمالین‌های کانسار طلای داشکسن در نمودارهای ردهبندی. A) نمودار Mg/(Mg+Fe) دربرابر X-vacancy/(X-vacancy+Na) (Henry and Dutrow, 2001)؛ B) نمودار Fe/(Fe+Mg) دربرابر Na/(Na+Ca) (Jiang et al., 2002)؛ C) نمودار Mg دربرابر Fetot (Medaris et al., 2003)؛ D) نمودار سه‌تایی برپایة تهیشدگی X-site (Henry et al., 2011).
Figure 6. Composition of tourmalines from Dashkasan gold deposit in the classification diagrams. A) Variation of Mg/(Mg+Fe) versus X-vacancy/(X-vacancy+Na) (Henry and Dutrow, 2001); B) Fe/(Fe+Mg) versus Na/(Na+Ca) plot (Jiang et al., 2002); C) Mg versus Fetot diagram (Medaris et al., 2003); D) ternary diagram based on empty space (X-site vacancy) (Henry et al., 2011).
بهطور کلی، تورمالینها می‌توانند سه روند مایل به سمت یووایت، یعنی جانشینی Ca (Fe, Mg) (Na, Al)-1، نقص آلکالی (تهیشدگی قلیایی)، یعنی گرایش به جانشینی R1(Al)(Na(Fe, Mg)-1 و نقص پروتونی (پروتون‌زدایی)، یعنی گرایش به جانشینی (R3)O(R2)OH)-1 را نشان دهند یا اینکه در فاصلة میان این روندها جای گیرند (Manning, 1982). جایگاه تورمالین‌های داشکسن روی نمودار R3 دربرابر R1+R2 (شکل 7- B) نشان می‌دهد ترکیب شیمیایی تورمالینها از شورل به سوی دراویت، تهیشدگی قلیاییها افزایش مییابد و جانشینی Al با نقص آلکالی همراه است.
در ترکیب شیمیایی تورمالین، واکنشهای تبادلی میان ظرفیتهای همانند یا متغیر (مانند جانشینی YMg2+↔YFe2+ در جایگاه Y) دیده می‌شود (شکل 7). رسم نمونههای تورمالین داشکسن در نمودار Fe نسبت به Al، یک برازش خطی وارون را نشان می‌دهد و این آرایه بیشترین سازگاری را با جانشینی Fe3+Al-1 دارد (شکل 7- C) و نشان‌دهندة درجة کم جانشینی و حضور Al است. در نمودار Ca دربرابر X-vacancy، دو روند متفاوت دیده می‌شود. تورمالین‌های مربوط به سامانة پورفیری (نوع اول و دوم) جانشینی عنصرهای آلومینیم و منیزیم را با کلسیم نشان می‌دهند؛ اما تورمالین‌های نوع سوم که مربوط به پهنة برش گرمابی هستند، کمترین میزان کلسیم را دارند و جانشینی Al، Na و Mg را در موقعیت خالی X نشان می‌دهند (شکل 7- D).
شکل 7. ترکیب تورمالین‌های کانسار داشکسن در: A) نمودار سه‌تایی برپایه Mg-Ca-Fetot (Henry and Guidotti, 1985)؛ B) نمودار دوتایی برای R1+R2 دربرابر R3 (Manning, 1982). در این نمودار R1=Na+Ca، R2=Fetot+Mg+Mn2+ و R3=Al+1.33Ti هستند؛ C) نمودار Al دربرابر Fe؛ D) نمودار Ca دربرابر X-vacancy؛ E) نمودار Ca دربرابر Na؛ F) نمودار Al دربرابر Na (بردارهای تبادلی از مداریس و همکاران (Medaris et al., 2003)).
Figure 7. Representative of the Dashkasan deposit tourmalines. A) On the ternary diagram of Mg–Ca- Fetot (Henry and Guidotti, 1985); B) Binary diagram for R1+R2 versus R3 (Manning, 1982). In this diagram, R1=Na+Ca, R2=Fetot+Mg+Mn2+, and R3=Al+1.33Ti; C) Al versus Fe diagram; D) Ca versus X- vacancy diagram; E) Ca versus Na diagram; F) Al versus Na diagram (exchange vectors from Medaris et al. (2003))
در نمودار تغییرات کلسیم دربرابر سدیم (شکل 7- E)، تورمالین‌های نوع اول و دوم تا اندازه‌ای غنیشدگی سدیم و کلسیم (apfu 36/0- 15/0Ca~) نشان می‌دهند؛ اما تورمالین‌های نوع سوم کلسیم کمتری (apfu 1/ Ca<) دارند. روند افزایشی در تورمالین‌های نوع سوم نشان‌دهندة نبود جانشینی Ca و Na در این نمونههاست (شکل 7- E). توزیع نقاط تورمالین نوع سوم در نمودار Al دربرابر Na نشان می‌دهد جانشینی □Al3O2Na-1R2+(OH)-2 مهم است و نشان‌دهندة پیدایش فضای تهی در جایگاه X است (شکل 7- F)؛ اما جایگزینیها در دو نوع دیگر متفاوت است. این بدان معناست که جانشینیها در تورمالین‌های نوع اول به موازات بردار AlOR2+(OH)-1 و در تورمالین‌های نوع دوم با روند Al2ONa-1R2+(OH)-1 روی می‌دهند (شکل 7- F).
ترکیب تورمالین‌های نوع اول در فاصلة میان دو بردار تهیشدگی قلیایی و پروتون‌زدایی جای گرفته است که چه‌بسا گویای سرشت ماگمایی آنهاست؛ اما تورمالین‌های نوع دوم و سوم به‌سوی بخش بیرونی بردارها کشیده شده‌اند که این ویژگی از ویژگی‌های تورمالین‌های گرمابی است. تورمالین‌های داشکسن محتوای قلیایی بالایی دارند. برپایة جانشینیهای کاتیونی، تورمالین‌های نوع سوم بر خلاف دو نوع اول و دوم که به تورمالین‌های کلسیکی گرایش دارند در جایگاه X آنها، مقدار سدیم و پتاسیم نسبت به مقدار کلسیم بیشتر است. چنین تورمالین‌های قلیایی عموماً در شرایط اسیدی و دمای کم پدید میآیند (Rosenberg and Foit, 1979; Collines, 2010). نسبت Ʃ(Fe/Mg) در تورمالین‌های نوع اول و دوم به‌ترتیب برابربا 68/0 و 82/2 است و میزان Al آنها در جایگاه اکتاهدری Y بالاست. نسبت Ʃ(Fe/Mg) نوع سوم به میزان 30/0 و مقدار Al در آنها کمتر است و کاستی کمتری در جایگاه X نشان می‌دهند. مقدار Mg و نسبت Fe/(Fe+Mg) در تورمالین نوع سوم کمتر از دو نوع دیگر است. ناهمخوانی میان Fe+2 و Mg نشان‌دهندة تأثیر شارههای ماگمایی در پیدایش تورمالین‌های نوع اول و دوم است. همچنین، کمبودن مقدار Al در تورمالین‌های نوع سوم ویژگی گرمابی را نشان می‌دهد؛ اما کمتر‌بودن مقدار Fe+2 نسبت به Mg در هر سه نوع گویای نقش سیال‌های گرمابی در پیدایش تورمالینهاست (Cavarretta and Puxeddu, 1990). در نمودار سه‌تایی Al-Fe-Mg (Henry and Dutrow, 2012)، تورمالین‌های داشکسن از روند O-T (اکسیدراویت- پروندرایت) پیروی می‌کنند (شکل 8- A). چنین تورمالینهایی همراستای بردار FeAl-1 هستند. جانشینی کاتیونی Fe3+ بجای Al نشان‌دهندة شرایط اکسیدی در زمان پیدایش این نوع تورمالینهاست (Henry and Dutrow, 2012). به باور دوترو و هنری (Dutrow and Henry, 2018)، تورمالینهایی که در مناطق برشی پدید میآیند افزایش نفوذپذیری، با نفوذ سیال‌های سدیم و بوردار همراه بوده است. مقدار بالای سدیم تورمالین‌های نوع سوم که در پهنة گسلی پدید آمده‌اند نیز آن را تایید می‌کند. نسبت بالای FeO/(FeO+MgO) در تورمالینها (از 8/0 تا 1) نشان‌دهندة بسته‌بودن سامانة ماگمایی، درون گرانیتویید، نبود دخالت سیال خارجی و نبود آلایش آنها با رسوب‌های غنی از آلومینیم است. چنانچه این نسبت برابربا 6/0 تا 8/0 باشد نشان‌دهندة تورمالینهایی است که در نزدیکیِ تودة نیمه‌ژرف آذرین هستند و اختلاط سیال ماگمایی و گرمابی را نشان می‌دهند. اگر این نسبت از 6/0 کمتر باشد نشان‌دهندة تورمالین‌های دور از تودة نیمه‌ژرف است و گواهی بر خاستگاه خارجی بور و وجود سامانة گرمابی است (Pirajno and Smithies, 1992). این نسبت در تورمالین‌های نوع اول و دوم بهطور میانگین، نزدیک به 6/0 است و نشان‌دهندة پیدایش این تورمالینها هنگام رخداد اختلاط سیال ماگمایی و گرمابی است. در تورمالین‌های نوع سوم این نسبت برابربا 4/0 است و ازاین‌رو، نشانة دخالت حجم بالایی از آبهای جوی هنگام پیدایش آنها در سامانة گرمابی است (شکل 8- B).
شکل 8. نمایش ترکیب تورمالین‌های کانسار طلای داشکسن در: A) نمودار سه‌تایی Fe- Mg- Al. تورمالینهایی با ترکیب اکسیدراویت تا پووندرایت (روند O-P) نشان داده شده‌اند؛ B) نمودار MgO دربرابر FeO/FeO+MgO (Pirajno and Smithies, 1992).
Figure 8. Tourmaline composition from the Dashkasan deposit in A) ternary diagram of Al-Fe-Mg. Tourmalines with oxy-dravite to povondraite compositions are shown (O-P direction); B) Distribution of the Dashkasan tourmalines in the diagram of MgO versus FeO/FeO+MgO (Pirajno and Smithies, 1992).
بررسی سیال‌های درگیر
الف- سنگ‌نگاری سیال‌های درگیر
برای تعیین دما، سیال‌های درگیر در کانی کوارتز درون رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت (نسل اول رگهها) بررسی شدند. سنگ‌نگاری سیال‌های درگیر اولیه نشان می‌دهد این میانبارها به‌صورت جداگانه[5] و گاه خوشهای[6] به شکل‌های چندضلعی، سهگوش، بیضوی، کشیده، میلهای، نامنظم و بیشکل دیده می‌شوند و اندازة آنها از 5 تا 40 میکرون در تغییر است. هرچند سیال‌های درگیر با شکل منفی‌بلور در کوارتزهای همراه با تورمالین نیز بهندرت دیده می‌شوند. برپایة شمار فازهای موجود در دمای اتاق، چهار گروه سیال درگیر در کانی کوارتز شناسایی شدند که شامل سیال‌های درگیر دوفازیِ مایع+گاز (L+V)، سهفازیِ مایع + گاز + هالیت (L+V+S) و تک فازِ مایع (L) و تک فازِ گاز (V) هستند. از آنجایی که افزون‌بر پراکندگی سیال‌های درگیر سه فازی، شمار آنها اندک بود و احتمال داشت ثانویه باشند، از بررسی ریزدماسنجی آنها چشم‌پوشی شد. برپایة سنگ‌نگاری و از دیدگاه اجتماع سیال‌های درگیر[7]، بیشتر سیال‌های درگیر دوفازیِ L+V همراه سیال‌های درگیر تک فازِ مایع (L) و گاز (V) و بهندرت همراه سیال‌های درگیر سهفازیِ L+V+S دیده شدند. تصویرهایی از سیال‌های درگیر در شکل 9 آورده شده‌اند.
ب- ریزدماسنجی
برای تعیین شرایط فیزیکوشیمیایی سیال کانهساز، بررسی سیال‌های درگیر روی کانیهای کوارتز همزاد با تورمالین در رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت انجام شد. از این‌رو، بررسی روی پانزده سیال درگیر اولیه (P) با موقعیت منفرد و دروندانهای که همگی از نوع دوفازی (L+V) بودند، متمرکز بوده است. همة سیال‌ها در زمان دماسنجی به فاز مایع همگن شدند (جدول 5). دمای ذوب نخستین یخ یا دمای یوتکتیک (Tfm) برای این نوع سیال‌های درگیر از 6/52- تا 6/53- درجة سانتیگراد متغیر است. این مقادیر دمایی، با حضور نمکهای H2O–MgCl2·CaCl2 در ترکیب سیال گرمابی سازندة کانسار داشکسن همخوانی دارد (Van den Kerkhof and Hein, 2001). همچنین، مقدار دمای ذوب نهایی یخ (Tmice) در این سیال‌های درگیر از 12- تا 9/12- درجة سانتیگراد متغیر است که با شوری از 9/15 تا 8/16 درصدوزنی (میانگین: 5/16) (معادل نمک طعام (wt% NaCleq) معادل است. دمای همگن‌شدن در این سیال‌های درگیر از 185 تا 254 درجة سانتیگراد (میانگین: 225 درجة سانتیگراد) در تغییر است (شکل 10- A). گفتنی است در شمار کمی از سیال‌های درگیر نوع L+V، فاز CO2 تشخیص داده شد که در دمای نزدیک به 8/58- درجة سانتیگراد ذوب شد. از آنجایی‌که دی‌اکسید‌کربن خالص نقطة ذوب کمی (6/56- درجة سانتیگراد) دارد (Burruss, 1981)؛ این دمای ذوب در سیال‌های درگیر کانسار داشکسن احتمالاً نشان‌دهندة حضور ترکیب‌های گازی دیگر مانند CH4، H2S یا N2 است.
شکل 9. A، B) تصویرهای میکروسکوپی از سیال‌های درگیر دوفازی (مایع+گاز)؛ C) سه فازی (مایع+گاز+جامد)، در میزبان بلورهای کوارتز در رگة کوارتز- تورمالین- پیریت کانسار داشکسن.
Figure 9. A, B) Microscopic photographs of two phases of fluids inclusions (liquid+ gas); C) Three phases (liquid+ gas+ solid) in the host of quartz crystals in the quartz-tourmaline-pyrite vein of the Dashkasan deposit.
جدول 5. داده‌های ریزسنجی سیال‌های درگیر اولیه در کانی کوارتز از رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت کانسار داشکسن.
Table 5. Microthermometric results of primary fluid inclusions in quartz mineral of quartz- tourmaline- pyrite veins from the Dashkasan deposit.
|
Density (g/cm3) |
Salinity (wt.% NaCl eq.) |
Th (°C) |
Te (°C) |
Tmice(°C) |
F.I type |
|
0.95 |
16.24 |
238 |
- 53.6 |
- 12.3 |
L+V |
|
0.96 |
16.33 |
225 |
- 52.7 |
- 12.4 |
L+V |
|
0.95 |
16.05 |
242 |
- 52.9 |
- 12.1 |
L+V |
|
0.94 |
16.61 |
250 |
- 53.4 |
- 12.7 |
L+V |
|
0.97 |
16.42 |
218 |
- 53.0 |
- 12.5 |
L+V |
|
0.96 |
16.33 |
226 |
- 53.6 |
- 12.4 |
L+V |
|
0.95 |
15.95 |
230 |
- 53.5 |
- 12.0 |
L+V |
|
0.96 |
16.42 |
225 |
- 53.4 |
- 12.5 |
L+V |
|
0.97 |
16.40 |
218 |
- 53.3 |
- 12.8 |
L+V |
|
1.00 |
16.79 |
189 |
- 53.4 |
- 12.9 |
L+V |
|
0.98 |
16.70 |
208 |
- 52.9 |
- 12.8 |
L+V |
|
0.96 |
16.61 |
230 |
- 52.6 |
- 12.7 |
L+V |
|
0.97 |
16.51 |
221 |
- 53.1 |
- 12.6 |
L+V |
|
0.96 |
16.14 |
224 |
- 53.0 |
- 12.2 |
L+V |
|
0.95 |
15.95 |
235 |
- 53.4 |
- 12.0 |
L+V |
پ- تعیین چگالی و تخمین شرایط فشار سیال
چگالی سیال‌های دوفازی موجود در کوارتز با برنامة فلینکور[8] و همچنین، با به‌کارگیری نمودار شوری دربرابر دمای همگن‌شدن (Bodnar, 1983) به‌دست آورده شد (شکل 10- A). چگالی به‌دست‌آورده‌شده در سیال‌های درگیر از 94/0 تا 1 گرم بر سانتیمتر مکعب، در تغییر است. به طور کلی، میانگین چگالی در سیال‌های درگیر برابربا g/cm3 97/0 به‌دست آمد. کاهش دمای همگن‌شدن سیال‌های درگیر همزمان با ثابت‌ماندن مقدار شوری یک روند خطی نشان می‌دهد (شکل 10- A). پدیدة افزایش چگالی با کاهش دما تحت‌تأثیر پدیده جوشش سیالی با چگالی بیشتر را پدید می‌آورد. در نمودار دما دربرابر شوری سیال‌های درگیر (Shepherd et al., 1985)، روند خطی به‌سوی کاهش دما چه‌بسا به سرد‌شدن سیال با شوری ثابت در بازة زمانی کوتاه اشاره می‌کند (شکل 10- A). همزیستی سیال‌های درگیر غنی از فاز مایع و غنی از گاز، حضور کلسدونی، کوارتز ریز بلور، کلسیت تیغهای، بافت کلوفرم و برشیشدن از نشانههای رخداد فرایند جوشش در سیال‌های درگیر است (White and Hedenquist, 1995; Hedenquist et al., 2000). اگر در سیال‌های درگیر جوشش رخ داده باشد نیازی به تصحیح فشار نیست و دمای همگن‌شدن با دمای پیدایش کانسار برابر است (Roedder and Bodnar, 1980). همراه‌بودن برش داسیتی با واحد داسیت پورفیری چه‌بسا نشان‌دهندة پیدایش برش گرمابی در ژرفای کم است. در کانسار طلای داشکسن وجود حجم بزرگی از کانسنگ برشی گرمابی و همچنین، همزادی سیال‌های درگیر غنی از بخار و غنی از مایع، از شواهد مهم رخداد جوشش هستند که برای اثبات آنها به شمار نقاط اندازهگیری بیشتری نیاز است. در این پژوهش، نمودار پیشنهادیِ بودنار (Bodnar, 1983) برای سنجش فشار برپایة مقادیر شوری و دمای همگن‌شدن نهایی به‌کار برده شد. برپایة نمودار دمای همگن‌شدن (برپایة ℃) دربرابر فشار (برپایة بار) و تصویرکردن مقدار سیال‌های درگیر روی آن، سیال کانهساز از 20 تا 45 بار (معادلِ ژرفای کمتر از 1 کیلومتر) پدید آمده است که این ویژگی با شرایط پیدایش کانسارهای اپیترمال طلا سازگار است (شکل 10- B).
شکل 10. A) جایگاه سیال‌های درگیر دوفازی اولیه روی نمودار شوری دربرابر دمای همگن‌شدن و نمایش منحنیهای چگالی (برپایة گرم بر سانتیمتر مکعب) در آن (Wilkinson, 2001)؛ B) نمودار دوتایی فشار- دما (Bodnar, 1983) و جایگاه میانبارهای سیال کانسار داشکسن در منحنیهای هم فشار (ایزوبار) کمتر از 50 بار.
Figure 10. A) Situation of the primary fluid inclusions (two phases) in the diagram of salinity versus homogenization temperature and presentation density curves (based on gr/Cm3) in it (Wilkinson, 2001); B) Binary diagram of temperature- pressure (Bodnar, 1983) and position of fluid inclusions in the Dashkasan deposit in the isobar curves lower than 50 bar.
خاستگاه و تحول سیال کانهساز
دست کم چهار خاستگاه برای سیال‌های گرمابی کانهدار در محیطهای مختلف زمین‌شناسی در نظر گرفته می‌شود:
1) سیال‌های گرمابی خاستگاه‌گرفته از تودههای آذرین درونی ژرف (Bodnar, 1995)؛
2) سیال‌های گرمابی خاستگاه‌گرفته از آبهای دریایی شور (Hanor, 1994)؛
3) انحلال هالیت و سیال‌های به‌دام‌افتاده در افقهای سنگ بستر منطقه (Fontes and Matray, 1993)؛
4) سیال‌های گرمابی ناشی از آبزدایی کانیها هنگام رخداد واکنشهای دگرگونی (Svensen et al., 1999; Markl et al., 1998).
رخداد فرایندهای اختلاط[9] و کاهش دما در پی رقیقشدگی سطحی سیال[10]، کاهش ناگهانی فشار[11] و رخداد جوشش[12]، شرایط خوبی را برای ناپایداری کمپلکسهای فلزی به‌ویژه بیسولفیدهای طلا و نقره و کلریدهای سرب، مس و اورانیم فراهم می‌کنند. با وجود این، تهنشینی عنصرهای فلزی مختلف به محتوای فلزی و غلظت کمپلکسهای کلروری و سولفوری در محیط بستگی دارد (Boiron et al., 2010). در نمودار دمای همگن‌شدن نهایی دربرابر شوری (شکل 10- A) و مقایسة آن با روندهای مختلف تحول سیال (مانند جوشش، اختلاط با آبهای رقیق، فشارزدایی و مانند آن) پیشنهادیِ ویلکینسون (Wilkinson, 2001)، گمان می‌رود رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت کانسار داشکسن در پی فشارزدایی ناگهانی محیط هنگام ورود سیال به فضایی ناپیوسته و کاهش دما با شوری ثابت پدید آمده‌اند (شکل 10). پدیدة فشارزدایی هنگامی روی می‌دهد که سیال گرمابی کانهدار در پی رخداد شکستگی/گسلش ناگهانی یا کاهش وزن طبقات بالایی، به‌یکباره از شرایط لیتواستاتیک (با گرادیان 27 مگاپاسکال در کیلومتر) وارد شرایط هیدرواستاتیک (با گرادیان 10 مگاپاسکال در کیلومتر) شود (Driesner and Heinrich, 2007). در این شرایط بسیاری از سنگهای میزبان آتشفشانی در پی این کاهش ناگهانی فشار شکسته می‌شوند و به‌صورت قطعات برشی زاویهدار متشکل از داسیت و ریوداسیت در یک سیمان غنی از تورمالین، پیریت، کوارتز و کانیهای سولفیدی دیگر، جای می‌گیرند. با توجه به این پدیده، رخداد فرایند فیزیکوشیمیایی فشارزدایی ناگهانی و رخداد کانه‌زایی در محیط برشی شکنا، دور از انتظار نیست (Moradi et al., 2019). همچنین، برپایة بررسی‌های بارنز (Barnes, 1997)، به دنبال عملکرد سیال گرمابی و تبادلات سیال- سنگ در تعادل با سنگهای آتشفشانی میزبان، مجموعه واکنشهای شیمیایی زنجیرهای مانند آبکافت (افزودهشدن یون H+) و آبپوشی (ترکیب با H2O) در دما و شوریهای متوسط تا کم رخ می‌دهند. این فرایند باعث دگرسانی کانیهای اولیه سنگ آذرین مانند پتاسیم‌فلدسپار می‌شود و در پی آن، بخش بزرگی از کانیهای رسی مانند کائولینیت پدید میآیند و مقادیر بالای کاتیونهای فلزی در محیط آزاد می‌شوند. به‌دنبال آن، به‌علت وجود فضاهای شکستگی و مجراهای مناسب، این عنصرها به بخشهای بالایی کانسار راه می‌یابند و تحت‌تأثیر فرایندهای فیزیکوشیمیایی تله- خاستگاه[13] (Barnes, 1997)، مانند فشارزدایی و ترکیب با آبهای جوی کم دما، pH سیستم بهطور ناگهانی تغییر می‌کنند و فلزات مختلف مانند طلا بهتدریج نهشته می‌شوند. فراوانی کریستوبالیت و کوارتز در پهنة سیلیسیِ کوه آقداغ (در مغزههای حفاری)، به سیلیکای اپالی نسبت داده می‌شود که برخورد فعالیتهای نیمه‌ژرف دما بالا با سطح آب دیرینه را نشان می‌دهد (Richards et al., 2006). در منطقة طلای داشکسن گمان می‌رود در مراحل پایانی کانه‌زایی، بخشهایی از ذخیره احتمالاً تحت‌تأثیر آبهای جوی کم دما بوده است. روند سیال‌های درگیر بررسی‌شده در نمودار دوتایی شوری- دمای همگن‌شدن در شکل 10- B که بادنار (Bodnar, 1983) پیشنهاد کرده است، این موضوع را تأیید می‌کند.
برداشت
با توجه به توضیحات ارائه‌شده، شواهد صحرایی و سنگ‌نگاری تورمالین‌های بررسی‌شدة داشکسن سه نوع هستند. ترکیب تورمالین‌های نوع اول و دوم که از سامانة پورفیری برداشت شده‌اند دراویت مایل به شورل است؛ اما تورمالین نوع سوم که از سامانه برش گرمابی گرفته شده‌اند ترکیب دراویت دارند. این تورمالینها در سنگ میزبان داسیتپورفیری و برشی یافت می‌شوند. این بازة کمابیش گستردة تغییرات عنصرهای اصلی به تجزیة کانیهایی مانند بیوتیت، پلاژیوکلاز و آمفیبول نسبت داده می‌شود که در هنگام تبلور تورمالین نسبت آب/سنگ افزایش مییابد (Baksheev et al., 2016). همچنین، اجزای مورد نیاز کلسیم، منیزیم و آلومینیم از کانیهای سیلیکاتة سنگ میزبان فراهم آورده می‌شوند و محلولهای غنی از بور (B) سبب تبلور گسترده تورمالین می‌شوند. غنی‌بودن تورمالین‌های داشکسن از Mg به خاستگاه آنها از سنگهای دگرگونی متاپسامیت و متاپلیتهای فقیر از کلسیم و سنگهای کوارتز- تورمالینی و ورود Mg از آنها به ساختار تورمالین نسبت داده می‌شود. سیال‌های سازندة تورمالین‌های قلیایی داشکسن، اسیدی و دمای کمی داشتهاند. بررسی جانشینیهای کاتیونی نشان می‌دهد تورمالین‌های نوع اول و دوم ویژگی دوگانه دارند و به شرایط ماگمایی- گرمابی نزدیک می‌شوند؛ اما تورمالین‌های نوع سوم به شرایط گرمابی وابسته هستند. این موضوع با محاسبة نسبت FeO/(FeO+MgO) نیز تایید می‌شود.
جدول 6. ویژگی‌های تورمالینها در کانسار طلای داشکسن.
Table 6. Characteristics of tourmalines from the Dashkasan gold deposit.
|
Related To |
FeO/(FeO+MgO) |
Ʃ(Fe+Mg) |
Size (mm) |
Style |
Alteration |
Host- Rock |
Type |
|
porphyry |
0.6⁓ |
0.6 ⁓ |
0.1- 0.3 |
needle |
phyllic |
dacite |
Turmaline- 1 |
|
porphyry |
0.6⁓ |
2.82 ⁓ |
0.2- 0.3 |
radial |
silicification |
dacite, andesite |
Turmaline- 2 |
|
hydrothermal |
0.4⁓ |
0.3 ⁓ |
0.2- 0.6 |
bladed |
phyllic |
dacite, breccia |
Turmaline- 3 |
بررسی‌ها روی شیمی تورمالین نشان می‌دهند کانه‌زایی تورمالین در کانسار داشکسن تغییراتی از طیف ماگمایی- گرمابی به گرمابی دارد. بررسی سیال‌های درگیر نیز این نکته را تایید می‌کند. وجود کانی هالیت به‌عنوان فاز جامد چه‌بسا مشارکت سیالی ماگمایی- گرمابی در پیدایش رگهها را نشان می‌دهد. بررسی ریزدماسنجی نیز نشان می‌دهد رگههای کوارتز- تورمالین- پیریت در کانسار داشکسن (دمای 185 تا 254 درجة سانتیگراد و متوسط شوری 5/16 درصدوزنی نمک طعام) در پی عملکرد فیزیکوشیمیایی سیال کانهساز در شرایط فشارزدایی ناگهانی و احتمالاً اختلاط تدریجی با آبهای جوی کم ژرفا پدید آمده‌اند. ازاین‌رو، یافته‌های این پژوهش با بررسی‌های پیشین (Richards et al., 2006; Alaminia et al., 2018; Moradi et al., 2019) سازگاری دارد.
بنابراین دو گروه تورمالین نوع اول و دوم شناسایی‌شده که از دگرسانیهای فیلیک و سیلیسی پدید آمده‌اند، ارتباط نزدیکتری با فرایندهای ماگمایی دارند. نوع سوم تورمالین که به‌صورت بافت پرکنندة حفره‌ها همراه با رگههای کواتز دیده می‌شود، پس از فروکش‌کردن فعالیتهای ماگمایی، در پی ورود شارههای گرمابی بور دار پدید آمده است. در تازه‌ترین پژوهش روی منطقة داشکسن، دلیل این تغییرات مرتبط با یک زمین‌لرزه یا انفجار بزرگ در دیوارة دهانة اصلی آتشفشان دانسته شده است (Moradi et al., 2019).
سپاسگزاری
این پژوهش بخشی از پایان‌نامة کارشناسی‌ارشد نگارندة نخست است. از آقای دکتر کاظم قلیزاده و خانم دکتر ناهید شبانیان به‌ترتیب برای همکاری در انجام تجزیههای کانیشناسی و محاسبات نرمافزاری سپاسگزاری می‌شود. در پایان از داوران و سردبیر محترم مجلة پترولوژی که با حوصله و توجه فراوان به افزایش کیفیت کار پژوهشی کمک کردهاند سپاسگزاری می‌شود.
[1] Electron Probe Micro Analyzer
[2] Cross Polarized Light
[3] Plane Polarized Light
[4] Back-scattered electrons
[5] Isolate
[6] Cluster
[7] Fluid Inclusion Assemblage
[8] Flincor
[9] fluid mixing
[10] surface fluid dilution
[11] depressurization
[12] boiling
[13] source- trapping
)
