Geochemistry of trace and rare earth elements of the productive intrusions in the Kuh-Kapout porphyry copper deposit, Urumieh–Dokhtar magmatic arc

Document Type : Original Article

Authors

1 Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

2 Ph.D. Student, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

3 Associate Professor, Faculty of Earth Sciences, Damghan University, Damghan, Iran

4 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran

5 Head of Mining and Geological Research, Management of Research and Technology of Golgohar Mining and Industrial Company Iran, Kerman, Iran

6 B.Sc. Student, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran

Abstract

Introduction
The Cenozoic Urumieh-Dokhtar magmatic arc has characteristics similar to those of Andean-type magmatic arcs. Various types of magmatism occurred in this arc including calc-alkaline and K-rich calc-alkaline magmatism and less of them alkaline magmatism (Shahabpour, 1982). Kerman porphyry copper belt (KPCB) in the southern part of this arc includes two types of granitoids: (1) Jebal Barez-type (late Eocene–early Miocene) associated with minor Cu-mineralization, and (2) Kuh Panj-type (middle Miocene–Pliocene), which is associated with major porphyry copper deposits (Mirzababaei et al., 2016). Kuh-kapout porphyry deposit (Eocene) in the southern part of KPCB is affected by Jebal Barez type granitoids. This deposit has been studied to determine the genesis of magmatism, mineralization and tectonic setting, by the whole rock geochemistry of quartz diorite intrusions, this evaluation is based on trace and REEs geochemistry data.
Regional Geology
This area is located in the southern part of the Urumieh–Dokhtar magmatic belt and in the Kerman porphyry copper belt. Arc-related magmatism events in this region include Paleocene to Oligocene magmatism and including andesite- dacite volcanic-sedimentary rocks with porphyry texture and quartz diorite intrusions with porphyry texture. In these rocks on the surface, there are intermediate argillic alteration events, and with increasing depth, quartz-sericite-pyrite zone and then potassic and alkali (potassium)-feldspar-sericite-chlorite-anhydrite zone are observed. Quartz diorite rocks include plagioclase and hornblende crystals (about 30 to 40 percent), biotite (10 to 15 percent), and potassium feldspar and quartz. Potassic alteration zone in depth is recognized by hydrothermal biotite, K-feldspar, magnetite and anhydrite. Mineralization in quartz diorite intrusions is more in the form of pyrite, chalcopyrite, and magnetite in association with the potassic alteration zone. Andesite-dacite volcanic-sedimentary rocks and quartz diorite rocks intruded by post-mineralized and barren micro diorite intrusion.
Analytical method
The samples were selected based on field observations and changes in mineralization-alteration rates from the weak alteration section of the quartz-sericite zone. For analyzing trace and rare earth elements, Samples were analyzed by the multi-acid method and used the Microwave Digest. Many of handpick and drill core samples were prepared to form thin sections for microscopic studies
Alteration and mineralization
In this area, different types of hydrothermal alteration events including potassic, phyllic, propylitic, argillic and K-feldspar- chlorite- sericite, occurred that was influenced by fractures and faults. Quartz diorite intrusive rocks shows intense potassic and phyllic alteration zone, the main type of hydrothermal alteration zone is potassic and contains quartz ± chalcopyrite ± pyrite ± magnetite as mineralized veins and scattered event of pyrite, chalcopyrite, and magnetite. The phyllic alteration zone includes pyrite, which increases with depth. In the quartz-sericite-pyrite alteration zone, abundant chlorite and plagioclase are observed in the groundmass along with the occurrence of pyrite and anhydrite, and Cu mineralization in the form of scattered chalcopyrite.
Whole rock chemistry
In this study, it seems that due to the presence of phases such as garnet and hornblende in the magma in the origin, a fractionation between HFSEs and LILEs has occurred (Green, 2006). Remaining of HFSEs and HREEs in the origin lead to low amounts of these elements in the resulting magma. The occurrence of negative anomalies in these elements, on the other hand, can be due to crustal contamination with mantle magmatism during their ascent to the surface. Anomaly in trace elements and ratios of REEs and trace elements, emphasizes that magmatism originated from the volcanic arc and subsequent events, according to the Th/Nb-Ba/Th diagrams and the La/Sm-Sm/Yb diagram, including the presence of lower crustal contamination and the significant role of fluid in the production of metasomatized magmatism. According to the studies on data normalized to the primary mantle, a depletion in Ba and Nb values and an enrichment in Rb and Cs have occurred.
Discussion
Studying trace and rare earth elements in porphyry copper deposits is useful for determining the mineralization and fertility of magmatism, tectonomagmatism-setting, crustal contamination, and mantle metasomatism. Th-Co diagram (Hastie et al., 2007) and Th/Yb-Ta/Yb diagram (Hastie et al., 2007) indicate that most of the samples in this study area were plotted in the calc-alkaline magma region of the diagrams. Using the Sm/Yb versus La/Sm diagram (Aldanmaz et al., 2000) in the quartz diorite rocks shows a magmatism with higher Sm/Yb ratios than what is usually found for the spinel lherzolite. The plotting of the samples on diagrams indicates that the samples are located near the spinel + garnet lherzolite trend, indicating that the early magmatism originated from the spinel + garnet lherzolite mantle. High values of Ba/Th compared to low values of Th/Nb emphasize the contamination of subducting material or lower crust with magma; the (Dy/Yb)CN-Sr/Nd (Kelemen et al., 2003) diagram indicated that the process of fractional crystallization of plagioclase was effective in the evolution of magma; and finally, the study of samples in this deposit shows the relatively high water content in the magmatism, associated with the presence of garnet in the source and magma contaminated with the lower crust (Temel et al., 1998). In order to investigate the tectonic environment of the deposit, the diagrams of Pearce et al. (1984) were used. The samples are located in the active continental margin and associated with collision magmatism.
Conclusions
analysis of the trace and REEs of the quartz diorite rocks in the region, a magmatism related to the arc with the calc-alkaline series can be recognized. In terms of the evolution of magmatism, according to the interpretation of trace element data, from the origin to the surface, it can be considered a magmatism that originated from the partial melting of magma with the metasomatized spinel + garnet lherzolite composition in the source with the presence of garnet and amphibole phases. In terms of geochemical properties magmatism is more similar to Kuh-Panj type granitoid than the Jabal Barez type; and it is placed in the category of semi-economic to economic magmatism. Based on studies of trace elements from whole rock data, the tectonomagmatism of the rocks in the region is in the range of the active continental margin to collision setting.

Keywords

Main Subjects


مقدمه

رخداد برخورد میان صفحه عربستان و ایران در ائوسن پایانی – الیگوسن (Dargahi et al., 2010; Aghazadeh et al., 2011) تجمع، دگرریختی و ضخیم‏‌شدگی پوسته در بخش‏‌هایی را به‌دنبال داشته است (Aghazadeh et al., 2011) همچنین، در این مرحله فرایندهای آتشفشانی گستردة آغاز سنوزوییک در ائوسن پسین قطع شدند و توده‌های آذرین‏‌ شوشونیتی و سنگ‏‌های آذرین درونیِ کالک‏‌آلکالن پتاسیم بالا در کمان ماگمایی ارومیه – دختر در الیگوسن جایگیری کردند (Dargahi et al., 2010; Aghazadeh et al., 2011). رخداد کمان ماگمایی ارومیه – دختر منجر به تولید ذخایر ماگمایی فراوان مانند ذخایر مس پورفیری فراوان در این کمان شده است. کانه‏‌زایی مرتبط با این کمان در ارتباط با گرانیتوییدهایی است که در اثر فرورانش نئوتتیس در ائوسن تا میوسن پدید آمده‏‌اند (McInnes et al., 2003) از آنجایی‌که فعالیت ماگمایی کمان ارومیه –دختر محدود به ائوسن نمی‌شود می‌توان بسیاری از کانه‏‌زایی‏‌های مهم را در ارتباط با توده‏‌های آذرین درونی الیگوسن دانست، این رخدادها در ارتباط با فرایندهای فرورانشی و پیدایش کافت هستند (Ramezani et al., 2019). در ایران ذخایر مس پورفیری گسترده در پهنة ماگمایی ارومیه- دختر در ارتباط مستقیم با فرورانش و بسته‌شدن اقیانوس نئوتتیس و رخداد رژیم برخوردی در ترشیری است (Zarasvandi et al., 2015). دو بخش اصلی و مهمِ کانه‏‌زایی برای ذخایر مس پورفیری در پهنة ارومیه – دختر شامل (۱) ذخایر الیگوسن تا آغاز میوسن غیر آداکیتی هستند که بیشتر آنها در هنگام بسته‏‌شدن پایانی اقیانوس نئوتتیس پدید آمده‏‌اند، و (۲) ذخایر میوسن زیرین تا میوسن پایانی که در جایگاه پس از برخورد پدید آمده‌اند و ویژگی‌های زمین‌شیمیایی شبه‏‌آداکیتی دارند. کمان ماگمایی سنوزوییک کرمان (KCMA) در بخش جنوب‌‌خاوری کمربند ماگمایی ارومیه‌- دختر که میزبان بسیاری از ذخایر مس پورفیری در ایران است، با گسترش توده‏‌های آذرین درونی کالک‏‌‌آلکالن به سن ائوسن- الیگوسن و میوسن با کانه‌سازی مس، مولیبدن و طلا به‌ویژه پورفیری همراه بوده است و به‌عنوان یک کمربند مهم کانه‏‌زایی مس پورفیری، شامل دو نوع از گرانیتوییدهای نا‏‌بارور نوع جبال بارز به سن ائوسن پایانی و میوسن آغازین و گرانیتوییدهای نوع کوه‏‌پنج و بارور به سن میوسن میانی و پالئوسن است (Mirzababaei et al., 2016) بخش شمال‌باختری کمربند مس کرمان (با نام دهج – ساردوییه) دارای ذخایر مس پورفیری بارور است (Dimitrijevic, 1973). این بخش با ماگماتیسمِ سنوزوییک، در ائوسن بیشتر دربردارندة فعالیت‏‌های آتشفشانی و در الیگوسن شامل فرایندهای ماگمایی آذرین درونی است و دربردارندة بسیاری از ذخایر مس پورفیری مانند سرچشمه، میدوک، سرکوه و آبدر است. این سامانه از مهم‌ترین سامانه‌های فلززایی است و بیشتر در ارتباط با ماگماتیسم وابسته به پهنة فرورانش و برخورد پدید آمده است (Hassanzadeh, 1993; McInnes et al., 2005; Shafiei et al., 2009). بخش جنوب‏‌خاوری کمربند مس کرمان تحت‌تأثیر توده‏‌های آذرین درونی مرتبط با پهنة جبال بارز بوده است. پهنة جبال بارز از دیدگاه کانه‏‌زایی مس پورفیری ضعیف است (Aghazadeh et al., 2015). عوامل بسیاری بر رخداد ماگماتیسم بارور مس پورفیری مؤثر است که در یک کمان، می‌توان بی‏‌آب شدن تیغة فرورونده به‌دنبال ذوب گوة گوشته‏‌ای دگرنهاد[1] را نام برد. این فرایند پیدایش ماگمای بارور سرشار از آب، مواد فرار، عنصرهای هالوژن و غنی از فلز و سولفور را در پی دارد (John et al., .2010). افزون‌‌براین، پهنه‏‌های معدنی در بسیاری از ذخایر مس پورفیری در ژرفای 1 تا 6 کیلومتری پدید آمده‌اند (Seedorff et al., 2005) نبود همه یا برخی از این عوامل رخداد ماگماتیسم نابارور را به‌دنبال دارد. با این دیدگاه، این مطالعه برای نخستین‌بار زایش و خاستگاه ماگما در کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت در ناحیة جبال بارز بخشی از کمان ماگمایی سنوزوییک کرمان را بررسی خواهد کرد و به تعیین فرایندهای دخیل در تکامل ماگماتیسم و تعیین امکان کانه‏‌زایی مس پورفیری به‌عنوان یک ذخیره اقتصادی می‌پردازد. برای این کار نمونه‏‌هایی از تودة آذرین درونی مسئول کانه‏‌زایی با کمترین دگرسانی برای بررسی فراوانی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب تجزیة شیمیایی شدند. این عنصرها به‌عنوان عنصرهای پایدار در شرایط دگرسانی شدید دیدگاه خوبی از ویژگی‏‌های زمین‌شیمیایی ماگمای خاستگاه و روند تغییر و تکامل ماگما فراهم می‌آورند (Rollinson, 1993). بررسی‌های بسیاری پیرامون کاربرد شیمی سنگ کل و عنصرهای کمیاب برای شناخت زایش، تکتونوماگماتیسم و شرایط فیزیکوشیمایی ماگمای خاستگاه که مؤثر بر پیدایش کانسارهای مس پورفیری است، در ایران و جهان انجام گرفته است (مانند:Maanijou et al., 2020; Zarasvandi et al., 2022; Goudarzi et al., 2024; Hao et al., 2024) که مبنای مطالعات در این بررسی قرار گرفته‏‌اند.

کمربند ماگمایی ارومیه-دختر و زمین‏‌شناسی منطقه

کوهزایی تتیس با بیش از 12000 کیلومتر، از کوه‌های آلپ، در سراسر جنوب اروپا، ترکیه، ایران، پاکستان، تبت، هند و چین تا جنوب‌باختری اقیانوس آرام گسترش یافته است (Richards, 2015). کمربند کوهزایی و فلززایی زاگرس یکی از این بخش‏‌هاست که در قلمرو تتیس باختری جای دارد و از سه پهنة زمین‌ساختی اصلی به نام‌های کمربند چین‌خوردگی و راندگی زاگرس (ZFTB)، منطقه سنندج-سیرجان (SSZ) و کمربند ماگمایی ارومیه- دختر (UDMB) تشکیل شده است. کمربند ماگمایی ارومیه- دختر بر کمربند کوهزایی و فلززایی آلپ- هیمالیا منطبق است و نزدیک به 2000 کیلومتر از شمال‌‌باختری تا جنوب‌خاوری ایران امتداد دارد و میان بلوک سنندج- سیرجان و بلوک‏‌های قاره‏‌ای پهنة ساختاری ایران مرکزی جای دارد (Alavi, 2007). فرورانش اقیانوس نئوتتیس در تریاس/ژوراسیک پیشین (Arvin et al., 2007) و ادامة آن تا دورة پالئوژن و در پایان بسته‌شدن آن و برخورد نهایی صفحة عربستان با ایران مرکزی در کرتاسة پسین تا میوسن پیدایش و تکامل کمان ماگمایی سنوزوییک ارومیه-دختر در ایران را به‌دنبال داشته است. این کمان ویژگی‏‌های کمان‏‌های ماگمایی نوع آند را نشان می‌دهد. بیشتر واحدهای آتشفشانی در کمان ارومیه-دختر به سن ائوسن (Verdel et al., 2011) هستند و توده‏‌های آذرین درونی آن سن میوسن نشان می‌دهند. فرایندهای ماگمایی گوناگون رخ‌داده در این کمان شامل ماگماتیسم کالک‏‌آلکالن و کالک‏‌آلکالن غنی از پتاسیم و کمتر از آن ماگماتیسم آلکالن هستند (Shahabpour, 1982). بخش جنوبی این کمان شامل توده‌های آذرین درونیِ گرانیت، گرانودیوریت، دیوریت و کوارتزدیوریت و کوارتز مونزونیت گرانولار است (Shafiei et al.,2009). از دیدگاه سنی، توده‌های آذرین درونی جبال بارز به سن 2/0±0 9/16 تا 3/7±29 میلیون سال پیش هستند (McInnes et al., 2005). از دیدگاه جایگاه جایگیری، این منطقه در کرانة جنوب‌خاوری پهنة ارومیه – دختر در پهنة جبال بارز و در شمال شهرستان بم جای دارد. گسترة مورد مطالعه در طول جغرافیایی " 06 ' 07 ° 58 تا " 38 ' 10 ° 58 خاوری و عرض جغرافیایی " 23 ' 17 °29 تا " 39 ' 20 ° 29 شمالی جای دارد (شکل 1-A).

رخدادهای ماگماتیسم مرتبط با کمان در این منطقه شامل ماگماتیسم پالئوسن تا الیگوسن است و فرایند‏‌های آذرین درونی و آتشفشانی کالک‏‌آلکالن و آلکالن را به‌دنبال داشته است. در این منطقه، توالی‌های بزرگی از این آتشفشانی‌‏‌ها رخنمون دارند که درصد بالایی از پوشش سطحی منطقه را دربر گرفته‌اند. واحدهای آتشفشانی و آذرآواری از مهم‌ترین فعالیت‌های آتشفشانی ائوسن منطقه به‌شمار می‌روند و از گدازه‌های آندزیتی و داسیت پورفیری و ریزدانه و به مقدار کمتر از آنها، تراکی‌آندزیت با بافت پورفیری را شامل می‌شوند (شکل 1-B). در بخش‌هایی این واحدهای آتشفشانی با نهشته‌های توفی و مخروط‌افکنه و خاکستر آتشفشان پوشیده شده‌اند. فاز اصلی پدیدآورندة کانه‏‌زایی در کانسار کوه‏‌کپوت استوک کالک‏‌آلکالن پورفیری کم‌ژرفا با ترکیب کوارتزدیوریتی است که در واحدهای آتشفشانی- رسوبی منطقه نفوذ کرده است و در پی آن، در حاشیه این توده‌ها رخداد دگرگونی همبری[2] (مجاورتی) رخ داده است که دگرسانی گستردة سرسیتی، آرژیلیک و پروپیلیتیک در سنگ دیواره را به‌دنبال داشته است (شکل 1-B).

 

 

شکل 1. A) جایگاه کانسار کوه‏‌کپوت روی نقشة پهنه‏‌های ساختاری ایران (Stöcklin, 1968B) نقشة زمین‏‌شناسی و دگرسانی کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت (برگرفته از مهندسین مشاور شرکت کوشا معدن (۱۳۹۹)، با تغییرات).

Figure 1. A) Location of Kuh-Kapout deposit on the map of structural zones of Iran (Stöcklin, 1968); B) Geology and alteration map of Kuh-Kapout deposit (with modification after consulting engineers of the Kusha Mining Company, 1399).

 

 

رخداد دگرسانی آرژیلیک در سطح به رنگ کرمی و صورتی تا خاکستری روشن دیده می‌شوند و پهنة دگرسانی پروپیلیتیک به رنگ قهوه‏‌ایی تا خاکستری با گسترش بسیار دیده می‌شود (شکل 2-A). در سطح، رخنمون‏‌هایی از توده‌های آذرین درونی میکرودیوریتی دایک‌مانند دیده می‌شود که بیشترشان دگرسانی پروپیلیتیک دارند.. نقش گسل‏‌های منطقه و فعالیت زمین‌ساختی روی ماگماتیسم، کانه‏‌زایی و دگرسانی گسترده چشمگیر است، رخداد رگه‏‌های کوارتز سرسیتی استوک‏‌ورک در سطح از شمار این موارد است (شکل 2-B).

 

 

شکل 2. A) نمایی کلی از دگرسانی‏‌های آرژیلیک و پروپیلیتیک در منطقة کوه کپوت در واحدهای سنگی آواری و آذرآواری ائوسن و آندزیت‏‌های پورفیری (دید رو به جنوب)؛ B) رخداد استوک‌‌‏‌ورک های پیریت- کوارتز و سرسیت در واحدهای آندزیت و داسیت‏‌های منطقة کوه کپوت.

Figure 2. A) A wide view of phyllic and argillic alterations in the Kuh Kaput area in Eocene clastic and pyroclastic rock units and porphyritic andesite (Southward view); B) Occurrence of pyrite-quartz and sericite stock works in dacite and andesite units in Kuh Kaput area.

 

زمین‏‌شناسی و دگرسانی کانسار

بیشتر سنگ‌های آذرین و آذرآواری داسیت و آندزیت ائوسن تحت‌تأثیر رخدادهای دگرسانی قرار گرفته‏‌اند. در پهنة دگرسانی پروپیلیتیک در مجاورت تودة آذرین درونی کوارتزدیوریت، کانی‏‌های کربناته، کلریت فراوان و کانی‏‌های پلاژیوکلاز در واحد آتشفشانی دیده می‌شوند که به مجموعة سرسیت، اپیدوت و کلسیت تجزیه شده‏‌اند. کانی‏‌های فرومنیزین آمفیبول و بیوتیت تا اندازه‌ای به کانی‏‌های کلریت و کربنات دگرسان شده‏‌اند (شکل 3-A). بیشترین رخدادهای کانه‏‌زایی سوپرژن اکسیدان در این ناحیه شامل کوولیت پراکنده و مالاکیت هستند (شکل 3-B). در پهنة دگرسانی آرژیلیک کانی‏‌های هورنبلند، کوارتز و بیوتیت ریزدانه در یک زمینة سرسیتی شده دیده می‌شوند و فاز سولفیدی به‏‌صورت پیریت‏‌های ریزدانه و پراکنده دیده شد. در کانسار کوه‏‌کپوت بیشتر توده‌های آذرین درونی در ارتباط با جایگیری استوک پورفیری کم ژرفا کوارتزدیوریتی هستند که تودة آذرین درونی اصلی منطقه و مسئول کانه‏‌زایی به‌شمار می‌روند. در این منطقه تودة آذرین درونی کوارتزدیوریت نشان‌‌دهندة بیشترین میزان اثرپذیری دگرسانی‌هاست که انواع اصلی آن را می‌توان دگرسانی پتاسیم و فیلیک شمرد. در طول مغزة حفاری مورد مطالعه، آثار دگرسانی به ترتیب از سطح با رخدادهای دگرسانی آرژیلیک حدواسط، پهنة کوارتز- سرسیت- پیریت (شکل‌های 3-C و 3-G) و سپس در ژرفای پهنة پتاسیک (شکل‌های 3-H و 3-K) و آلکالی ‌(پتاسیم) ‏‌فلدسپار- سرسیت - کلریت - انیدریت دیده می‌شود (شکل 3-L). در ناحیة دگرسانی کوارتز-سرسیت-پیریت با ژرفای نزدیک به 390 متر، به‌ترتیب در سطح کلریت، کوارتز فراوان و پلاژیوکلاز در زمینة سنگ به‏‌همراه رخداد پیریت و انیدریت و درجات متفاوتی از سرسیتی‌شدن (شکل 3-C) به‏‌شکل جانشینی بخشی تا کامل فلدسپار‏‌ها دیده می‌شود، با افزایش ژرفا در این ناحیه بخش بزرگی از زمینه را سرسیت فرا گرفته است و جانشینی فلدسپار وکانی‏‌های فرومنیزین با سرسیت به‌سوی ژرفای بیشتر افزایش می‌یابد. رگه‏‌های کانه‏‌زایی مگنتیت شکل‏‌دار و بی‏‌شکل همراه با کلریت و تورمالین در بخش ژرف این پهنه دیده شد (شکل 3-D). در این پهنه کانه‏‌زایی سولفید مس به‏‌صورت رگه و پراکنده است. این پهنه شامل بخش قابل توجهی از غشاء پیریتی می‌شود، به این ترتیب که با افزایش ژرفا بر میزان رخداد رگه‏‌های پیریت (شکل 3-E) افزوده شده و شاهد کاهش رخداد رگه‏‌های انیدریت هستیم. به‌طور کلی این پهنه را رگه‏‌های پیریت- کالکوپیریت و انیدریت قطع کرده‌اند (شکل‌های 3- F و 3-G). تودة آذرین درونی کوارتزدیوریتی بافت پورفیری ریز‏‌دانه دارد که شامل بلورهای پلاژیوکلاز و هورنبلند نزدیک به 30 تا 40 درصدحجمی و بیوتیت، 10 تا 15 درصدحجمی و پتاسیم‌فلدسپار و کوارتز به میزان کمتر هستند (شکل 3-H). در ژرفا، دگرسانی پتاسیک توسط رخداد بیوتیت، مگنتیت، کوارتز و انیدریت شناخته می‌شود. در این پهنه بلورهای پلاژیوکلاز با منطقه‌بندی خوب دیده می‌شوند و پلاژیوکلازها تا اندازه‌ای به سرسیت تجزیه شده‏‌اند و دچار رورشدی پتاسیم‏‌فلدسپار و بیوتیت ثانویه و نئوفرم شده‏‌اند. بیوتیت در این پهنه به‏‌صورت فنوکریست بی‏‌شکل تا گرد در زمینه و به‌صورت رگچه‏‌ای دیده می‌شود. در این پهنه، بخش‌هایی از هورنبلند و بیوتیت به‌صورت بخشی تا کامل با اکتینولیت جایگزین شده‌اند (شکل 3-H). این پهنه به‌ویژه در ارتباط با رخداد سولفیدهای مس کانه‏‌زایی رگه‏‌ایی و پراکنده است (شکل 3-I) و تحت‌تأثیر محلول‏‌های گرمابی پدید آمده است. این پهنه شامل رخداد رگه‏‌های کانه‏‌زایی کوارتز±کالکوپیریت±پیریت± مگنتیت است که با رگه‏‌های کوارتز+پیریت+ آلکالی‏‌فلدسپار قطع شده‏‌اند (شکل‌های 3- J و 3-K) و از مهم‏‌ترین رخدادهای کانه‏‌زایی به‌شمار می‌روند. با افزایش ژرفا، پهنة دگرسانی شاخص پتاسیک با فراوانی بیوتیت‏‌های گرمابی پراکنده و جانشین فرومنیزین‏‌ها، رخداد انیدریت همراه با رخداد رگچه‏‌های مگنتیتی و افزایش نرخ جانشینی پتاسیم‌فلدسپار همراه است (شکل 3-L). این پهنه به‌عنوان پهنة شاخص کانه‏‌زایی با رخداد بیشترین رگه‏‌های کانه‏‌زایی پیریت و کالکوپیریت در زمینة مگنتیت و بیوتیت پراکنده همراه است. بخش نهایی پهنة دگرسانی و رخدادهای کانه‏‌زایی، مربوط به ژرفای بیش از 800 متری در بررسی‌های گمانه‏‌های حفاری است. این پهنه با نام پهنة پتاسیم‏‌فلدسپار- سرسیت-کلریت و انیدریت دارای کانه‏‌زایی محدود به‏‌صورت مگنتیت و پیریت ریزدانه همراه با افزایش جانشینی آلکالی‏‌فلدسپار است. در این پهنه شاهد حذف بیوتیت گرمابی و افزایش جانشینی فلدسپار پتاسیم هستیم. پلاژیوکلازها در این پهنه با کلسیت و سرسیت جانشین شده است و میزان اندکی بیوتیت ثانویه و آمفیبول دیده می‌شود. در سطح، رخداد اختلاط ماگماتیسم در بخش‌هایی دیده می‌شود که شامل قطع توده‌های آذرین درونیِ کوارتزدیوریتی توسط دایک میکرودیوریتی است. توده‌های آذرین درونی دایک مانند تاخیری میکرودیوریتی (شکل 3-M) شامل بخش‌هایی از مرکز منطقه است که واحدهای سنگی دیگر را قطع می‌کند و کانه‏‌زایی ندارد. این واحد‏‌ها بافت پورفیری تا گرانولار دارند و بیشتر آنها نسبت به دیگر توده‌های آذرین درونی، دگرسانی‌های متوسط پروپیلیتیک نشان می‌دهند (شکل 3-N). از ویژگی‏‌های توده‌های آذرین درونی دایک‌مانند منطقه، وجود بافت غربالی در پلاژیوکلازهاست (شکل 3-N). این پدیده در هنگام رخداد فرایند کاهش فشار ماگما (Nelson and Montana, 1992) یا در اثر واکنش ماگما با یک مذاب داغ‏‌تر و غنی از کلسیم روی می‌دهد. در فرایند کاهش فشار، وقتی ماگمای زیراشباع از H2O با نرخ سریع صعود کند، فشار H2O سیستم ماگمایی را افزایش و پایداری پلاژیوکلاز را کاهش می‌دهد که در نتیجة آن پلاژیوکلاز دچار انحلال خواهد شد (Nelson and Montana,1992; Blundy and Cashman, 2001, 2005). رخداد بافت غربالی در پلاژیوکلاز در شرایطی که آثار اختلاط ماگمایی در منطقه دیده می‌شود می‌تواند در کنار دیگر شواهد یادشده نشان‌دهندة صعود سریع و هم دمای میکرودیوریت‏‌ها باشد.

 

 

 

شکل3. A) تصویر میکروسکوپی از پهنة دگرسانی پروپیلیتیک و سرسیتی‌شدن در آندزیت‏‌های منطقه با بافت پورفیری؛ B) کانه‏‌زایی سوپرژن مالاکیت در آندزیت؛ C) تصویر میکروسکوپی از پهنة دگرسانی فیلیک و رخداد رگه‏‌های مگنتیت (نمونة NT-3-132)؛ D) پهنة دگرسانی فیلیک و رخداد تورمالین و کلریت شعاعی (نمونة NT-3-390)؛ E) نمونه‏‌ای از رگة پیریت در پهنة دگرسانی فیلیک (نمونة NT-3-248)؛ F) رخداد رگه انیدریت و بیوتیت در پهنة دگرسانی فیلیک کم ژرفا (نمونة NT-3-195)؛ G) رخداد رگة کالکوپیریت+ پیریت+ کوارتز (±مگنتیت) در پهنة دگرسانی فیلیک ژرف (نمونة NT-3-248)؛ H) پهنة دگرسانی پتاسیک و رخداد بیوتیت اولیه و ثانویه و جانشینی کانی‏‌های فرومنیزین اولیه (هونبلند و بیوتیت) با بیوتیت ثانویه (نمونه NT-3-583)؛ I) رخداد رگة کانه‏‌دار مس در پهنة دگرسانی پتاسیک (نمونة NT-3-593)؛ J) نمونة مغزة حفاری با دگرسانی پتاسیک و رخداد رگه‏‌های کانه‏‌زایی اصلی؛ K) رخداد رگه‏‌رگچه‏‌های کانه‏‌زایی و رخداد کانه‏‌زایی کالکوپیریت و مگنتیت در پهنة پتاسیک؛ L) پهنة فلدسپار- سرسیت- کلریت- انیدریت و جایگزینی پتاسیم‌فلدسپار؛ M) رخداد انکلاو گرانولار مافیک و آثار اختلاط ماگمایی در تودة آذرین درونی کوارتزدیوریتی؛ N) تصویر میکروسکوپی از تودة آذرین درونی میکرودیوریت دایک‌مانند با پلاژیوکلاز دارای بافت غربالی (نام اختصاری کانی‏‌ها از ویتنی و اوانس (Whitney and Evans (2010)).

Figure 3. A) Microscopic image of the propylitic alteration zone and sericitization in the andesites with porphyry texture; B) Mineralization of malachite in the supergene zone in the andesite; C) Microscopic image of phyllic alteration zone and the occurrence of magnetite veins (sample NT-3-132); D) Phyllic alteration zone and the occurrence of tourmaline and radial chlorite (sample NT-3-390); E) Sample of pyrite vein in the phyllic alteration zone (sample NT-3-248); F) The occurrence of anhydrite and biotite veins in the shallow phyllic alteration zone (sample NT-3-195); G) The occurrence of chalcopyrite+pyrite+quartz (±magnetite) vein in the deep phyllic alteration zone (sample NT-3-248); H) Potassic alteration zone and the occurrence of primary and secondary biotite and substitution of primary ferromagnesian minerals (Hornblende and Biotite) with secondary biotite (sample NT-3-583); I) The Cu mineralized vein in the potassic alteration zone (sample NT-3- 593); J) Drilling core sample with potassic alteration and the occurrence of main mineralization veins; K) Examples of mineralizing veins and occurrence of chalcopyrite and magnetite mineralization in the potassic zone; L) Feldspar – sericite - chlorite – anhydrite zone and replacement of K- feldspar; M) Mafic granular enclaves and magma mixing in the quartz diorite intrusive rocks; N) Microscopic image of dyke-like microdiorite intrusive rock with sieve plagioclase texture (Abbreviations of minerals from Whitney and Evans (2010).

 

 

 

شکل3. ادامه.

Figure 3. Continued.

 

 

شکل3. ادامه.

Figure 3. Continued.

 

مواد و روش‏‌ها

در منطقة کوه کپوت گمانه‏‌های قطع‌کنندة تودة آذرین درونی نشان‌دهندة درجة بالایی از دگرسانی هستند؛ زیرا کانه‏‌زایی دارند و فرایندهای پس از جایگیری را نشان می‌دهند. ازاین‌رو، انتخاب نمونه‏‌های نادگرسان و دگرسانی خفیف یک چالش به‌شمار می‌رود. همة بخش‏‌های مغزة حفاری با دقت بررسی شد و نمونه‌ها با توجه به هرگونه پتانسیل دگرسانی گرمابی گزینش شدند. بر پایة بررسی‌های صحرایی و تغییرات نرخ کانه‏‌زایی- دگرسانی، نمونه‏‌ها از بخش دگرسانی ضعیف پهنة کوارتز-سرسیت- پیریت برای بررسی‌های زمین‌شیمیایی برگزیده شدند که نشان‏‌دهندة بیشتر از 10 درصد رخداد کانی‏‌های مرتبط با دگرسانی نباشند. پس از انجام بازدیدهای میدانی در منطقه، شمار 40 نمونه مناسب از واحدهای آتشفشانی و دارای کانه‏‌زایی و دگرسانی و رخنمون‏‌های سطحی از تودة آذرین درونی برداشت شدند. افزون‌بر آن، برای بررسی‌های سنگ‏‌نگاری و سنگ‌شناسی، در کارگاه تهیة مقطع زمین‏‌شناسی دانشگاه شهید چمران اهواز نمونه‏‌هایی از مغزه‏‌های حفاری‌شده از تودة آذرین درونی اصلی و دایک میکرودیوریت برش داده شدند تا برای تهیة مقاطع نازک صیقلی آماده‌سازی شوند. سپس به کارگاه تهیه مقطع در دانشگاه دامغان برای تهیة مقاطع نازک فرستاده شدند. بخشی از نمونه‏‌های گمانه‏‌های اکتشافی (16 نمونه) برای انجام تجزیة زمین‌شیمیایی از تودة آذرین درونی و تعیین فراوانی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب با هدف مطالعة شیمی تودة آذرین درونی و تعیین خاستگاه زمین‌ساختی توده‌های آذرین درونی آماده شدند. تجزیة نمونه‏‌ها با هدف تعیین شیمی عنصرهای کمیاب با روش آنالیز چند اسیدی و به‌کارگیری Microwave Digest انجام شد. سپس محلول نهایی نمونه‌ها با دستگاه ICP-MS در آزمایشگاه شرکت مطالعات مواد معدنی زرآزما تجزیة شیمیایی ‌شد.

بحث و بررسی

رده‌بندی زمین‌شیمیایی و کانه‏‌زایی مس پورفیری کوه‏‌کپوت

ذخایر معدنی، نقاط کانونی شار عظیمی از فلزها و انرژی هستند که توسط فرایندهای زمین که در مقیاس‌های مختلف از مقیاس منطقه‏‌‌ای تا مقیاس کراتونی عمل می‌کنند پدید می‌آیند (Wyborn et al., 1994). ذخیره‌های پورفیری Cu±Mo±Au به‌صورت تیپیکال از سیال‌های گرمابی خارج می‌شوند و از ماگما‌های کالک‌آلکالن مرتبط با فرورانش پدید می‌آیند. طیف گسترده‌ای از جایگاه‌های زمین‌ساختی طیف گسترده‌ای از شرایط بالقوه برای پیدایش ماگما و در پی آن، طیف گسترده‌ای از ذخیره‌های معدنی گوناگون مرتبط را به‌دنبال دارند. گمان می‌رود منبع نهایی توده‌های آذرین درونی کم ژرفا مسئول کانه‏‌زایی پورفیری، ماگماهای مافیک کمان باشد (Hou et al., 2011). بیشتر محدودة اکتشافی کوه‌کپوت تحت‌تأثیر توده‌های آذرین درونی‌ و آتشفشانی‏‌های ائوسن بوده است و در ارتباط با رخدادهای ماگمایی مرتبط با کمان پدید آمده است. نقش بررسی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب در کانسارهای مس پورفیری برای تعیین کانه‏‌زایی و باروری ماگماتیسم مرتبط با آنها، تکتونوماگماتیسم و تعیین خاستگاه ماگما، آلایندگی پوسته‏‌ایی یا رخدادهای آبگیری و متاسوماتیسم گوشته اهمیت دارد (Zarasvandi et al., 2005, 2015). در تعیین سری ماگمایی از داده‏‌های مربوط به تجزیة شیمی عنصرهای کمیاب بهره برده‏‌ایم. در مجموع همة این عنصرها کمابیش نامتحرک هستند و تحت‌تأثیر فرایندهای مربوط به دگرسانی گرمابی قرار نمی‌گیرند. ازاین‌رو، برای تعیین میزان تغییر و تحولات ماگمای اولیه نسبت به ماگمای مولد کانه‏‌زایی به‌کار برده می‌شوند. عنصرهای Zr، Hf، Nb، Ta، Y، Ti و Cr و عنصرهای خاکی کمیاب به‏‌جز Eu و شاید La، Th، Ga و Sc در میان کم تحرک‏‌ترین عنصرها هستند. با این حال تغییر در ترکیب سیال از غنی از H2O به سیال غنی از CO2 یا ذوب‌بخشی غنی از SiO2 و یا افزایش دما و یا توان بسیار بالای سیال ممکن است عنصرهای نامتحرک را به‌حرکت در آورد (Hill et al., 2000). در جدول 1 فراوانی عنصرهای خاکی کمیاب و کمیاب برای گزیده‌ای از نمونه‏ها آورده شده است (داده‏‌های بهنجارسازی از: Boynton, 1985). شکل 4 توزیع و فراوانی عنصرهای مس و مولیبدن در ارتباط با فراوانی روی و سرب را در طول گمانه اکتشافی حفاری‌شده در تودة آذرین درونی اصلی نشان می‌دهد. در اینجا تغییرات نسبت Cu+Mo/Pb+Zn همبستگی خوبی با تغییرات فراوانی در Cu و Mo دارد که می‌تواند نشان‌دهندة جای‌داشتن گمانة حفاری در مرکز سیستم کانه‏‌زایی باشد.

 

 

جدول 1. داده‌های عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت از تودة آذرین درونی کوارتزدیوریت (Qz dr=Quartz diorite).

Table 1. Trace elements and rare earth elements data of Kuh-Kapout Cu porphyry deposit (Qz dr=Quartz diorite).

Sample

NT-3-266

NT-3-268

NT-3-270

NT-3-272

NT-3-274

NT-3-276

NT-3-278

NT-3-280

Lithology

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Ba

160

83

75

82

152

104

88

81

Rb

70

45

35

32

51

53

70

67

Th

7.8

7.8

7.14

7.23

7.07

6.7

6.04

5.56

U

1.7

1.4

1.3

1.3

1.3

1.1

1

1

Ta

0.7

0.69

0.82

0.72

0.96

0.56

0.89

0.55

Nb

7.7

8

7.1

6.5

6.8

6.6

9.2

7.1

Sr

257.8

227

317

213.6

156

334.1

277.3

233.2

Hf

1.81

2.02

1.78

1.92

2

1.69

1.71

1.52

جدول 1. ادامه.

Table 1. Continued.

Sample

NT-3-266

NT-3-268

NT-3-270

NT-3-272

NT-3-274

NT-3-276

NT-3-278

NT-3-280

Lithology

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Y

13.2

10.8

10.7

10.8

11

11.3

13.1

12.1

Cs

1.4

1.3

1

0.9

1.7

1.4

1.5

1.4

K

15948

10694

8571

8564

14412

13096

13353

13145

Ti

3030

2171

1970

1850

1685

1613

2034

1883

Zr

66

31

35

44

53

30

25

27

P

637

516

538

597

623

536

520

481

Co

5.3

7.9

7.2

7.6

8.6

10.4

4.4

6.9

Cr

8

8

8

9

6

6

8

9

Cu

3

4

2

3

2

5

5

3

Mo

2

1

5

4

2

1

1

3

Ni

5

2

1

1

1

1

1

1

Sc

10.6

8.7

9

9.8

10.7

9

9.2

8.5

V

76

63

64

64

72

65

66

55

Zn

18

13

9

11

10

12

12

14

                 

La

25

21

23

23

25

22

15

13

Ce

51

42

45

46

49

43

31

27

Pr

5.72

5.28

5.44

5.32

6.14

5.01

3.85

3.25

Nd

22.8

20.1

23.3

21.7

23.8

20.4

16.3

14.5

Sm

2.01

3.96

4.19

4.18

4.72

4.17

3.63

3.12

Eu

0.78

0.97

0.97

0.94

1.13

1.1

0.83

0.81

Gd

2.81

3.59

3.78

3.59

3.83

3.5

3.59

3.15

Tb

0.45

0.47

0.47

0.51

0.51

0.54

0.57

0.48

Dy

2.73

2.23

2.12

2.02

2.01

2.26

2.48

2.54

Er

1.27

1.21

1.21

1.1

1.1

1.26

1.39

1.58

Yb

1.5

1.3

1.2

1.2

1.3

1.3

1.5

1.4

Lu

0.2

0.18

0.11

0.14

0.15

0.16

0.17

0.16

ƩREEs

116.27

102.29

110.79

109.7

118.69

104.7

80.31

70.99

Eu/Eu*

1.003514

0.786605

0.745244

0.741946

0.812621

0.880381

0.703003

0.790009

(Dy/Yb)CN

1.181304

1.113402

1.146687

1.092598

1.003559

1.12838

1.073126

1.177595

 

 

جدول 1. ادامه.

Table 1. Continued.

Sample

NT-3-282

NT-3-284

NT-3-286

NT-3-288

NT-3-290

NT-3-292

NT-3-294

NT-3-296

Lithology

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Qz dr

Trace Elements (ppm)

           

Ba

78

85

112

175

53

116

49

143

Rb

49

78

62

39

19

30

16

17

Th

6.4

6.65

7.71

8.03

7.3

7.66

7.91

8.34

U

1.3

1.2

1.6

2

1.6

1.7

1.6

1.9

Ta

0.67

0.95

0.88

0.63

0.65

0.91

0.45

0.9

Nb

7.8

9.7

11.1

10.2

9

9.7

6.9

9.7

Sr

282.7

177.4

222.2

169

202.8

184.4

149.3

149.6

Hf

1.79

1.72

2.19

2.25

1.88

2.01

1.67

1.84

Y

14.6

14.8

13.8

15.6

15.6

15.5

13.8

15.6

Cs

1.2

2.7

2.2

2.1

1

1.4

1.2

1.2

K

10372

19626

13947

9345

5294

7214

4311

4843

Ti

2499

2631

2850

3144

2730

3006

3119

3199

Zr

34

33

41

42

35

52

28

40

P

558

528

564

585

597

595

570

589

Co

14.8

9.7

11.1

6

7.5

9

7.7

4.7

Cr

7

8

10

11

47

13

12

11

Cu

3

4

5

3

6

2

3

2

Mo

4

3

2

1

0.1

2

0.1

1

Ni

2

1

3

1

1

1

1

2

Sc

9.7

9.6

9.6

11.4

10.4

11.8

10.9

11.9

V

71

71

72

80

72

84

76

78

Zn

15

10

14

627

19

31

46

48

La

14

16

22

22

22

22

22

25

Ce

31

34

45

45

46

46

44

50

Pr

3.65

4.23

5.52

5.73

5.57

5.42

4.85

5.85

Nd

15.2

17.6

24.4

24

22.6

21.5

20

24.6

Sm

3.67

3.57

4.45

4.46

4.34

4

3.75

4.46

Eu

0.94

1.08

1

1.2

1.09

0.96

0.96

1.17

Gd

3.22

3.53

3.84

4.06

4.4

3.89

3.83

4.23

Tb

0.55

0.57

0.65

0.61

0.67

0.62

0.54

0.59

Dy

2.83

2.76

2.99

3.39

3.36

2.75

2.47

3.15

Er

1.74

1.79

1.88

2.01

1.74

1.59

1.59

1.61

Yb

1.5

1.7

1.6

1.6

1.6

1.8

1.4

1.6

Lu

0.17

0.2

0.22

0.23

0.23

0.2

0.22

0.2

Eu/Eu*

0.836078

0.930212

0.739664

0.862245

0.762667

0.744126

0.774526

0.823622

(Dy/Yb)CN

1.224576

1.053782

1.212946

1.375214

1.363044

0.991632

1.145142

1.277853

 

 

شکل 4. سنگ‌شناسی، دگرسانی و تغییرات فراوانی مس در گمانة اکتشافی (BH-03) و تودة آذرین درونی کوارتزدیوریتی کانه‏‌زا (نمونه‏‌های تجزیه‌شده شامل گمانة اصلی با ژرفای 1100 متر و شمار 550 نمونه هستند).

Figure 4. Lithology, alteration and variations in copper abundance in the exploratory borehole (BH-03) in quartzdiorite mineralized intrusion (Analyzed samples (n=550) are from the main borehole in 1100 m depth).

 

نمودار Co در برابر Th نشان می‌دهد بیشتر نمونه‏‌ها در این پژوهش در گسترة ماگمای با سرشت کالک‏‌آلکالن جای گرفته‏‌اند (شکل 5-A). در محیط‏‌های فرورانش برخی عنصرها مانند Yb و Ta در تیغة فرورونده به‌جای می‏‌مانند و عنصرهای محافظه‏‌کار دانسته می‌شوند؛ اما دیگر عنصرها را سیال یا مذاب به گوة گوشته منتقل می‌کنند (Pearce and Peate, 1995). با فرض اینکه عنصری غیر محافظه‌کار در نمودارهای مقایسه‏‌ای Th/Yb- Ta/Yb همانند Th به‌کار برده شود، داده‏‌های کمان آتشفشانی در این نوع از سیستم‏‌ها روی مرز MORB جای می‌گیرند (شکل 5-B). در کانسار کوه کپوت، فراوانی عنصرها نشان‌دهندة رخداد ماگماتیسم کمانی از سری کالک‏‌آلکالن است و نمونه‌ها در مرز با ناحیة شوشونیتی جای می‌گیرند. الگوی استاندارد برای فرورانش در طول فانروزوییک شامل بی‌آب‌شدن سنگ‌کرة اقیانوسی فرورانده شده است که منجر به دگرنهادشدن و ذوب‌بخشی گوة گوشته‌ای سست‌کره‌ایِ پوشاننده (e.g., Delavari and Damghani, 2022)، صعود ماگمای آبدار و اکسیدشده به سنگ‌‌کرة بالایی، تفکیک و برهم‌کنش این ماگماها با سنگ‌های پوسته و جایگیری در پوستة بالایی و در پایان فرایند آتشفشانی می‌شود. خروج سیال‌های گرمابی ماگمایی در پوستة بالایی پیدایش ذخیره‌های معدنی پورفیری و اپی‌ترمال را به‌دنبال داشته باشد. متغیرهایی که بر پتانسیل فلززایی چنین سیستم‌های فرورانشی تاثیر می‌گذارند عبارت از شار ماگما (و میزان فلز) که به محیط پیدایش ذخیره در پوستة بالایی می‌رسد، میزان آب ماگمایی (میزان بالای آب برای پیدایش ذخیرة معدنی بزرگ ماگمایی (Zarasvandi et al., 2019) و حالت اکسیداسیون ماگمایی و میزان سولفور در فوگاسیتة اکسیژن معین است. پس شرایط بهینة پیداش ذخیرة معدنی در کمان‌ها با عمر دراز در جایگاهی است که یک شارة ماگمایی بزرگ به پوستة بالایی می‌رسد و ماگمای اکسیدان و آبدار غنی از سولفور تولید می‌شوند.

 

 

شکل 5. A) نمودار Co در برابر Th (Hastie et al., 2007) (داده‏‌ها از: Alavi et al., 2014; Arjmandzadeh and Santos, 2014; Febbo et al., 2014)؛ B) نمودار Ta/Yb در برابر Th/Yb (Pearce, 1983) (داده‏‌ها از Jiang et al., 2006 ; He et al., 2014; Alirezaei et al., 2017; Kamail et al., 2018; Yang et al., 2019).

Figure 5. A) Co versus Th diagram (Hastie et al., 2007) (data from: Alavi et al., 2014; Arjmandzadeh and Santos, 2014; Febbo et al., 2014; B) Ta/Yb versus Th/Yb diagram (Hastie et al., 2007) (Data from: Jiang et al., 2006; He et al., 2014; Alirezaei et al., 2017; Kamail et al., 2018; Yang et al., 2019).

 

شواهد تجربی، وضعیت اکسیداسیون بالای ماگماهای کمان مولد ذخایر پورفیری مس را نشان داده‌اند (Park et al., 2021). این ماگماها معمولاً مقدار فوگاسیتة اکسیژن (fO2) برابر یا بیشتر از بافرNi-NiO را ثبت کرده‌اند (Sun et al., 2015). علت حالت‌های اکسیداسیون کمابیش بالا در ماگماهای کمان به‌ویژه ماگماهای کمان سازندة اندوخته‌های مس پورفیری نسبت به بیشتر جایگاه‌های تکتونوماگمایی دیگر، که به‌تازگی پیشنهاد شده‌اند، شامل برجای‌ماندن گارنت در ترکیب بجا‏‌مانده مذاب است (Tang et al., 2020; Lee and Tang, 2020). ازآنجایی‌که عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREEs) در گارنت (آمفیبول) نسبت به Sr و LREEs بسیار تفکیک‌پذیر هستند، تفکیک گارنت و آمفیبول برای Sr/Y و La/Yb کمابیش بالا در ماگماهای سازندة اندوخته‌های مس پورفیری یک نشانة شیمیایی شمرده می‌شود و از ویژگی‌های آداکیت‌ها شناخته می‌شود که شاخص یک محیط اکسیدان و ماگماتیسم آبدار در خاستگاه است. افزون‌بر این، به پیشنهاد تانگ و همکاران (Tang et al., 2019)، تفکیک Fe+2 در گارنت به Fe+3 ترجیح دارد که به‌طور بالقوه افزایش fO2 ثبت‌شده در این سنگ‌ها را در پی دارد. به این ترتیب توده‌های آذرین درونی سازندة اندوخته‌های مس پورفیری بارور از نابارور توسط حالت اکسیدان بالا و مقدار بالای Sr/Y و La/Yb شناخته می‌شوند. در پهنة ماگمایی ارومیه- دختر جایگیری اندوخته‌های پورفیری با روند افزایش تکامل کمان و ضخامت پوسته و به‌دنبال آن، انتقال ماگماتیسم از کالک‏‌آلکالن نرمال آندزیتی به وابسته به ماگماتیسم شبه‏‌آداکیت و پتاسیم بالای کالک‏‌آلکالن دیده می‌شود (Zarasvandi et al., 2018). سیستم‏‌های پورفیری بزرگ در کمربند ماگمایی ارومیه-دختر به شدت به توده‌های آذرین درونی Sr/Y بالای شبه‌آداکیت میوسن که نزدیک به سی میلیون سال پیش جایگیری کرده‏‌اند مرتبط‏‌ هستند (Zarasvandi et al., 2018). برای تعیین نرخ تفکیک عنصرهای کمیاب، نمودار Y- Sr/Y به‌کار برده می‌شود (شکل 6-A) این نسبت نشان‌دهندة تفکیک پلاژیوکلاز (Sr) در برابر تفکیک HREEs-Y است. بر پایة این نمودار ویژگی آداکیت در سنگ‌های آذرین مرتبط با اندوخته‌های مس پورفیری بارور دیده می‌شود که با نسبت‌های بالا ازSr/Y سنگ آذرین درونی شناسایی می‌شوند (Richards,  2003). این ویژگی زمین‌شیمیایی پیامد نبود تفکیک پلاژیوکلاز در خاستگاه یا بقایای پلاژیوکلاز در مذاب بجامانده و یا بر پایة نمودار La/Yb در برابر Yb پیامد حضور گارنت در خاستگاه دانسته می‌شود (شکل 6-B). داده‏‌ها نشان می‌دهند ماگماتیسم مسئول کانه‏‌زایی در کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت طبیعت کالک‏‌آلکالن نرمال دارد و به ویژگی‌های شبه‏‌آداکیت گرایش اندکی نشان می‌دهد. این می‌تواند نشان‌دهندة تفکیک گارنت در نبود حضور پلاژیوکلاز بالا و اکسیدان بودن ماگماتیسم باشد. مقدارهای Eu/Eu* (Eun/(Smn × Gdn)1/2) در شرایط نبود پایداری پلاژیوکلاز در خاستگاه مقدارهای منفی در مذاب نشان نمی‌دهند که از این نظر همانند Sr عمل می‌کند و شاخص یک ماگماتیسم اکسیدان است (Richards et al., 2012). در اینجا مقدارهای Eu/Eu* از 7/0 تا 1 و میانگین 8/0 کمابیش منفی هستند که چه‌بسا گویای پیشگیری از تفکیک پلاژیوکلاز به‌دلیل تکامل ماگما به‌سوی محتوای آب و مواد فرار بالا در خاستگاه باشد (Zarasvandi et al., 2015)، در این حالت کانی هورنبلند تبلور یافته است و در هنگام تکامل ماگما به‌صورت ترجیحی Y و MREE را جذب می کند (Richards et al., 2012). آنچه در بسیاری از ذخایر ماگمایی پهنة ارومیه- دختر موجب پایداری گارنت در محل خاستگاه پیدایش ماگما و تولید ماگمای آداکیتی شده است فشارش ناشی از برخورد صفحه‌ها (Shafiei et al., 2009)، همچنین، ذوب‌بخشی پوستة قاره‏‌ای زیرین است. دیگر فرایندی که پیدایش ماگمای خاستگاه در حضور گارنت را در پی دارد، ماگماتیسم ناشی از سنگ‌کرة گوشته‏‌ای دگرنهاده و تعدیل‌یافته است (Asadi, 2018). رخداد ضخیم‌شدن پوسته در بسیاری از کانسارهای نوع کوه‌پنج در تولید ماگما دخیل بوده است. نمودار La/Sm در برابر Sm/Yb را می‌توان برای تفسیر فرایندهای افزایش ضخامت پوسته در تولید ماگمای بارور مولد کانه‏‌زایی و یا رخدادهای غنی‏‌شدگی خاستگاه به‏‌کار برد. نمونه‌های رسم‌شده در نمودار Sm/Yb در برابر La/Sm روندی از افزایش ضخامت پوسته‏‌ای را نشان می‌دهد و نشان‌دهندة مقدارهای افزایش‌یافتة La/Sm با Sm/Yb است که در نمونه‌های برخوردی گسترش یافته‌اند. این روند نشان می‌دهد ماگماتیسم، غنی‌شدگی تدریجی LREE در ناحیة خاستگاه پوستة زیرین و یا آلودگی پوسته‏‌ای در بخش‌های ژرف پوسته (MASH zone) را به‏‌همراه داشته است. از نظر نسبت عنصری یادشده در بالا، نمونه‏‌های کانسار کوه‏‌کپوت میان ناحیه جبال بارز و کوه‌پنج روی نمودار جای گرفته‏‌اند (شکل 7) که روندی مایل به رخداد ماگماتیسم مرتبط با ضخیم‌‌شدن پوسته دارد. ازآنجایی‌که سرشت ماگما بیشتر نشان‌‌دهندة رخداد ماگماتیسم کالک‏‌آلکالن (شکل 7) است، اثرات رخداد برخورد قاره‏‌ای روی ماگماتیسم کالک‏‌آلکالن کمان بالغ در منطقه مورد مطالعه را می‌توان ارزیابی کرد. برخلاف الگوهای کلاسیک مربوط به فرورانش، به‌تازگی بررسی‌ها نشان می‌دهند بیشتر پورفیری‌های بارور میوسن از ذوب‌بخشی سنگ‌های پوسته‌ای مافیک ضخیم‌شده پدید آمده‌اند که در آن فشرده‌شدن و کوتاه‌شدن زمین‌ساختی منجر به گسترش یک منطقة ذوب گارنت-آمفیبولیت در پوستة زیرین هنگام برخورد قاره-قاره می‌شود (Shafiei et al., 2009).

 

 

 

شکل 6. A) نمودار Y در برابر Sr/Y (Defant and Drummond, 1993) (داده‏‌ها از: Hassanzadeh, 1993; Shen et al., 2017; Alirezaei et al., 2017B) نمودار Yb در برابر La/Yb (Richard and Kerrich, 2007) (داده‏‌ها از:Perelló et al., 2008; Shafiei et al., 2009; Alirezaei et al., 2017).

Figure 6. Y versus Sr/Y diagram (Defant and Drummond, 1993) (Data from: Hassanzadeh, 1993; Shen et al., 2017; Alirezaei et al., 2017); B). Yb versus La/Yb diagram (Richards and Kerrich, 2007) (Data from: Perelló et al., 2008; Shafiei et al., 2009; Alirezaei et al., 2017).

 

 

 

شکل 7. نمودار Sm/Yb دربرابر La/Sm (Haschke et al., 2002) (داده‌ها از: Zarasvandi et al., 2022).

Figure 7. Sm/Yb versus La/Sm diagram (Haschke et al., 2002) (Data from: Zarasvandi et al., 2022).

ترکیب خاستگاه گوشته و درجة ذوب‌بخشی توسط فراوانی REEs و نسبت‏‌های میان آنها شناخته می‌شود. با توجه به شرایط فیزیکوشیمیایی، گوشته ترکیب متنوعی دارد. ذوب‌بخشی یک خاستگاه گوشته اسپینل لرزولیت باید کاهش‌دهندة نسبت La/Sm و محتوی Sm مذاب باشد (Aldanmaz et al., 2000). در این حال نسبت Sm/Yb را شاید تغییر ندهد؛ زیرا Sm و Yb ضریب تفکیک جزیی مشابهی دارند (Dong et al., 2007). این روند ذوب نشان‌دهندة روندهای موازی با روند گوشتة اولیه است درحالیکه ذوب‌بخشی گارنت لرزولیت روندهای ذوب شیب‌دار دارد (Zhao and Zhou, 2007). در نمودارهای Sm/Yb در برابر La/Sm و Sm/Yb در برابر Sm، تودة آذرین درونی کوه‏‌کپوت نسبت‌های Sm/Yb بالاتری نسبت به آنچه به‏‌صورت معمول برای روند ذوب اسپینل لرزولیت دیده می‌شود نشان می‌دهد (شکل‌های 8-A و 8-B). نمودار تنوع بالایی از مقدار Sm را نشان می‌دهد و همة نمونه‏‌ها در این کانسار در میان روند ذوب اسپینل‌گارنت‌لرزولیت و گارنت‌لرزولیت و در نزدیکی بردار اسپینل+گارنت لرزولیت جای گرفته‌اند. نمودار Sm/Yb در برابر La/Sm نشان‌دهندة نزدیک به 5 درصد ذوب‌بخشی ماگمای خاستگاه است. به‌طور کلی، آنچه از نمودارها برداشت می‌شود اینست که پیدایش مذاب از خاستگاه اسپینل+ گارنت لرزولیتی در پی نزدیک به 5 تا 10 درصد ذوب‌بخشی روی داده است.

 

 

 

شکل 8. A) نمودار La/Sm در برابر Sm/Yb؛ B) نمودار Sm در برابر Sm/Yb (Aldanmaz et al., 2000) و رخداد ذوب‌بخشی از خاستگاه گوشته اسپینل+ گارنت لرزولیت. اعداد روی نمودار میزان ذوب‌بخشی را نشان می‌دهند. منحنی‏‌های ذوب برای اسپینل لرزولیت (Ol53 + Opx27 + Cpx17 + Sp11) و گارنت پریدوتیت (Ol60 + Opx20 + Cpx10 + Gt10)، E-MORB, N-MORB و گوشتة اولیه (PM).

Figure 8. A) La/Sm versus Sm/Yb diagram; B) Sm versus Sm/Yb diagram (Aldanmaz et al., 2000) and the partial melting event of the spinel + garnet lherzolite mantle origin. The numbers on the graph show the degree of partial melting. Melting curves for lherzolite spinel (Ol53+Opx27+Cpx17+Sp11) and peridotite garnet (Ol60+Opx20+Cpx10+Gt10), E-MORB, N-MORB and primitive mantle (PM).

 

داده‏‌ها روی نمودار (Dy/Yb)CN در برابر Sr/Nd نشان می‌دهد تفکیک پلاژیوکلاز در سطح کم ژرفا در تکامل ماگما مؤثر بوده است (Kelemen et al., 2003). در این نمودار مقدارهای کمِ نسبت Sr/Nd (کمتر از 20) دیده می‌شوند و نمودار Sr/Nd در برابر (Dy/Yb)CN همبستگی مثبت نشان می‌دهد (شکل 9-A). به‌طور کلی نسبت‏‌های 38/14 La/Yb= و (Dy/Yb)CN معادل میانگین ppm16/1 و مقدارهای کم Yb برابر با میانگین ppm468/1 هستند. به این ترتیب مذاب سازندة پالس ماگمایی در کانسار کوه‏‌کپوت ترکیب مافیک تا حد واسط، کمابیش آبدار و غنی از سیال داشته است که با ادغام ماگما از مواد گارنت‌دار شکل گرفته است و هنگام برهمکنش ماگما با پوستة زیرین در جایگاه ژرف آشیانة ماگمایی پیش از تبلور تکامل یافته است (Kelemen et al., 2003). به‌طور کلی، به لحاظ فرایندهای مؤثر ماگماتیسم مولد کانه‏‌زایی در اینجا، ذوب‌بخشی درجه پایین و تفکیک اولیه آمفیبول در ژرفا و سپس تفکیک کم ژرفای پلاژیوکلاز از عوامل مهم تولید مذاب بارور هستند (Loucks, 2014). در روند تکامل ماگمای منطقه‏‌ کوه‏‌کپوت، فرایند تبلوربخشی مهم‏‌تر از ذوب‌بخشی رفتار کرده است. این مسئله می‌تواند در تعیین ترکیب ماگمای خاستگاه اهمیت داشته باشد. اگر آمفیبول و فلوگوپیت هنگام ذوب‌بخشی یا تفکیک از مذاب خارج شوند روی رخداد ویژگی‏‌های به‏خصوص ماگما در تفکیک عنصرهای کمیاب مؤثر خواهد بود (Green, 1994). ضرایب تفکیک منتشرشده برای عنصرهای Ti، Rb، Ba و K در کانی‏‌ آمفیبول و فلوگوپیت از کمابیش ناسازگار تا کاملاً سازگار در نوسان است و تمایل دارند تا عنصرهای REEs حد واسط (MREE) را نسبت به HREEs و LREEs تغلیظ کنند (Panter et al., 2000). آمفیبول و فلوگوپیت کانی‏‌های پایدار در شرایط P-T گوشتة بالایی هستند که با ژرفای خاستگاه بیشتر ماگماهای آلکالن همخوانی دارند (Mengel and Green, 1989). نمودار La در برابر La/Yb نشان می‌دهد هر دو فرایند ذوب‌بخشی و تبلوربخشی در پیدایش ماگمای پورفیری کوه‏‌کپوت مؤثر بوده‌اند (شکل 9-B).

 

 

 

شکل 9. A) نمودار (Dy/Yb)CN در برابر Sr/Nd (Kelemen et al., 2003) (داده از: Svetlitskaya and Nevolko, 2022B) نمودار La در برابر La/Yb (Thirlwall et al., 1994) (داده‏‌ها از: Wang et al., 2018; Svetlitskaya and Nevolko, 2022; Zarasvandi et al., 2022).

Figure 9. A) (Dy/Yb)CN versus Sr/Nd diagram (Kelemen et al., 2003) (Data from: Svetlitskaya and Nevolko, 2022); B) La versus La/Yb diagram (Thirlwall et al., 1994) (Data from Wang et al., 2018; Svetlitskaya and Nevolko, 2022; Zarasvandi et al., 2022).

 

همان‌گونه‌که گفته شد، روند ضخیم‌شدگی پوسته در نمودار La/Sm در برابر Sm/Yb می‌تواند عاملی برای رخداد آلایندگی پوسته‏‌ای پس از ذوب در این ناحیه تفسیر شود. مقدارهای Ba/Th بالا در برابر مقدارهای Th/Nb کم نشان می‌دهند آلودگی ماگما با مواد تیغة فرورونده و یا پوستة زیرین با ماگما و تأثیر بیشر روند مرتبط با غنی‏‌شدگی ناشی از سیال ماگما، نسبت به غنی‏‌شدگی مرتبط با گوشتة غنی‌شده در خاستگاه ماگما رخداد داده است (Ajalli et al., 2021) (شکل10-A) و در پایان، بررسی نمونه‏‌ها در این کانسار خاستگاه ماگمای آلوده با پوستة زیرین و یا مواد حاصل از فرورانش را نشان می‌دهد (Temel et al., 1998) بر پایة نمودار Rb/Zr در برابر Nb، گرانیتوییدهای مسئول کانه‏‌زایی اقتصادی در ذخایر مس پورفیری ایران در پهنة ارومیه –دختر به سن میوسن بالایی و میانی در محدودة کمان قاره‏‌ای نرمال جای دارند و کانسارهای نوع جبال بارز با ویژگی نیمه‌اقتصادی و به سن ائوسن و الیگوسن در محدودة جزیره‌های کمانی جای گرفته‏‌اند. نمونه‏‌های مس پورفیری کوه‏‌کپوت بیشتر روی این نمودار در ناحیه کمان قاره‏‌ای نرمال جای گرفته‌اند که مشابه با رخداد گرانیتوییدهای کانه‏‌زای مس پورفیری نوع کوه‏‌پنج است (شکل10- B) که نشان‌دهندة ماگماتیسم کمان بالغ هستند و ویژگیِ کمان‏‌های بالغ برخوردی را دارند (Richards, 2015). تغییرات زمین‌ساختی در مسیر تکامل کمان می‌تواند ضخامت پوسته‏‌ایی را افزایش دهد و تمایز طولانی مدت ماگما و تبلور غالب آمفیبول در شرایط H2O محلول بالا و تولید مذاب آبدار را به‌دنبال داشته باشد (Huang et al., 2024).

 

 

 

شکل 10. A) نمودار Ba/Th در برابر Th/Nb (Temel et al., 1998) و نقش مواد پوستة زیرین در آلایندگی مذاب اولیه (داده‏‌ها از Khosravi et al., 2019; Bao et al., 2020; Sun et al., 2022; Zarasvandi et al., 2022B) نمودار Nb در برابر Rb/Zr (Brown et al., 1984) (داده‏‌ها از: Jamali and Mehrabi, 2014; Khosravi et al., 2019).

Figure 10. A) Ba/Th versus Th/Nb diagram (Temel et al., 1998) and the role of lower crust materials in contamination of primary magma (Data from Khosravi et al., 2019; Bao et al., 2020; Sun et al., 2022; Zarasvandi et al., 2022); B) Nb versus Rb/Zr diagram (Brown et al., 1984) (Data from: Jamali and Mehrabi, 2014; Khosravi et al., 2019).

 

نمودار بهنجارشدة عنصرهای کمیاب در برابر ترکیب گوشتة اولیه و شیمی عنصرهای کمیاب

عنصرهای کمیاب با شدت میدان بالا (HFSEs) در تودة آذرین درونی کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت آنومالی منفی مشخصی را در بهنجارسازی به گوشتة اولیه نشان می‌دهند و عنصرهای لیتوفیل با شعاع یونی بالا (LILEs) به‌علت انحلال‌پذیری بیشتر نسبت به عنصرهای با شدت میدان بالا و تأثیر‏‌پذیری بالاتر نسبت به رخدادهایی مانند دگرسانی گوشته آنومالی مثبت نشان می‌دهند (Ionov and Hofmann, 1995). به‌جای‌ماندن عنصرهای با شدت میدان بالا در خاستگاه منجر به مقدارهای کم این عنصرها در ماگمای تحول یافته می‌شود، رخداد آنومالی منفی در این عنصرها از سویی می‌تواند خاستگاهی از آلایندگی پوسته‏‌ای با مواد مذاب در هنگام صعود آنها به سطح داشته باشد. آنومالی‏‌های منفی در HFSEs در پهنة فرورانش از ویژگی‏‌های ماگمای کمان است (Nicholson et al., 2004) در تودة آذرین درونی‏‌کانسار مس کوه‏‌کپوت آنومالی منفی Ba، Nb، P، Zr، Ti و Lu و آنومالی مثبت Cs، Rb، Th، U، K، Nd، Sm، Eu، Dy و Y دیده می‌شود. آنومالی مثبت Rb، Th و U از ویژگی‌های کمان آتشفشانی هستند. آنومالی منفی Nb ویژگی ماگمای ناشی از پهنة فرورانش است و آنومالی مثبت آن نشان‌دهندة رخداد آلودگی پوسته قاره‏‌ای است (Asran et al., 2012). آنومالی منفی Ti و Nb می‌تواند پیامد حضور فازهای روتیل و ایلمنیت یا دیگر اکسیدهای آهن- تیتانیم در خاستگاه باشد (Martin, 1999). وجود آنومالی منفی در Ti می‌تواند پیامد وجود شرایط با فوگاسیتة بالای اکسیژن باشد؛ زیرا نیاز به دمای بالاتر برای ذوب فازهای دارای Ti است که مانع از حضور آنها در فاز مذاب می‌شود (Rollinson, 1993). در حالت کلی آنومالی منفی در HFSEs می‌تواند پیامد حضور فازهای دیرگداز در پوستة اقیانوسی فرورونده (Tatsumi et al., 1986) یا رخداد تهی‏‌شدگی پیشین در خاستگاه گوشته باشد (Woodhead et al., 1993). در این پژوهش گمان می‌رود به‌علت حضور فازهایی مانند گارنت و هورنبلند در خاستگاه یک تفریق میان عنصرهای با شدت میدان بالا و عنصرهای با شعاع یونی بالا رخ داده باشد (Green, 2006). همچنین، آنومالی منفیSr پیامد حضور فاز پلاژیوکلاز جدایش‌یافته کم ژرفاست (Martin, 1999). وجود آنومالی کمابیش منفی Eu و Sr می‌تواند بر حضور میزانی از فازهای پلاژیوکلاز و پتاسیم‌فلدسپار در خاستگاه تاکید کند. بررسی‌های تجربی و بررسی عنصرهای کمیاب نشان داده‌اند بهنجارسازی داده‏‌های عنصرهای کمیاب به ترکیب گوشتة اولیه غلظت بالای نسبی Nb و Ta و آنومالی منفی برای K و Pb همراه با تهی‏‌شدگی مشخص Cs و Rb با هرگونه نقش مهمی از تأثیر آلودگی پوسته‏‌ای در تضاد است (Panter et al., 2000) (شکل 11). در اینجا با توجه به بررسی‌های انجام‌شده و بهنجارسازی داده‏‌ها با ترکیب گوشتة اولیه یک تهی‏‌شدگی نسبی در مقدارهای Ba و Nb و غنی‏‌شدگی نسبی در Rb و Cs به‌خوبی دیده می‌شود که بر پایة نمودارهای Th/Nb در برابر Ba/Th و La/Sm در برابر Sm/Yb وجود آلودگی پوسته‏‌ای با مذاب گوشته‏‌ای چشمگیر است.

 

 

شکل 11. نمودار بهنجارشدة عنصرهای کمیاب به ترکیب گوشتة اولیه (داده‏‌های بهنجارسازی از: Sun and McDonough, 1989).

Figure 11. Trace elements Primitive Mantle-normalized diagram (Normalization values from: Sun and McDonough, 1989).

 

 

آنومالی‏‌های مثبت Th، K و Rb و آنومالی منفی P، Ti و Sr می‌تواند نشان دهد هنگام تکامل ماگمایی، آلودگی پوسته‏‌ای رخ داده است (Pearce et al., 1984). غنی‏‌شدن از عنصر Th و در برابر آن، تهی‌شدن از P می‌تواند پیامد رخداد آلایندگی پوسته‏‌ای در مسیر تحول ماگمای اولیه باشد (Chappell and White, 2001). نسبت 5/0>Nb/La (در اینجا 41/0) نشانة خاستگاه گوشتة سنگ‌کره دگرنهاده است. تحرک بیشترِ La در سیال‏‌های دگرنهادکننده در هنگام فرورانش نسبت به Nb، این نسبت را در ماگمای محصول دگرنهاد‌شدن کاهش می‌دهد. شواهد آنومالی عنصرهای کمیاب و نسبت‏‌های عنصرهای کمیاب بر نقش یک ماگماتیسم خاستگاه یافته از کمان و رخدادهای بعدی مانند آلایندگی پوسته زیرین و سیال دگرنهادکننده تاکید میکند. از سوی دیگر، مقدارهای کمابیش بالای Ba/Nb معادل میانگین 44/12 از نشانه‏‌های رخداد ماگماتیسم مرتبط با کمان هستند (Fitton et al., 1991).

 

شیمی عنصرهای خاکی کمیاب و بهنجارسازی عنصرهای خاکی کمیاب به کندریت

نتایج داده‏‌های عنصرهای خاکی کمیاب یک غنی‏‌شدن نسبی در LREEs نسبت به HREEs نشان می‌دهند. شیب نمودار عنصرهای نشان می‌دهد در بخش عنصرهای خاکی کمیاب سبک به‌سوی عنصرهای خاکی کمیاب سنگین، یک شیب کاهندة شدید و در بخش عنصرهای خاکی کمیاب حد واسط تا عنصرهای خاکی کمیاب سنگین یک شیب کمابیش ملایم‏‌تر دیده می‌شود که نشان‌دهندة رخداد تهی‏‌شدگی شدید در عنصرهای خاکی کمیاب حد واسط است (شکل 12). همان‌گونه‌که پیشتر نیز گفته شد، نبود آنومالی منفی شدید Eu/Eu* (Eun/(SmGdn)0.5) می‌تواند دلیل دیگری بر نبود رخداد تبلور پلاژیوکلاز در ماگما در خاستگاه به‌علت محتوی بالای آب ماگمایی و یا شرایط اکسیداسیون در خاستگاه باشد (Richards et al., 2012) که می‌تواند نقش مؤثر هورنبلند در جذب عنصرهای خاکی کمیاب متوسط را نشان دهد.

 

 

شکل 12. نمودار بهنجارشدة عنصرهای خاکی کمیاب در برابر ترکیب کندریت (داده‏‌های بهنجارسازی از: McDonough and Sun, 1995).

Figure 12. Rare earth elements chondrite-normalized diagram (Normalization values from: McDonough and Sun, 1995).

 

 

غنی‏‌شدگی از LREEs و تهی‏‌شدگی از HREEs نشان‌دهندة بجاماندن گارنت در خاستگاه و نرخ کم ذوب‌بخشی و یا فوگاسیتة بالای CO2/H2O و یا ژرفای بالا برای پیدایش ماگمای مادر است (Panter et al., 2000). نسبت‏‌های (La/Sm)CN با مقدار 452/3 و (La/Yb)CN معادل 697/9 (> 20) نشان‌دهندة غنی‏‌شدگی LREE نسبت به HREE و خاستگاه گارنت لرزولیت برای ماگمای مادر است(Panter et al., 2000). در اینجا می‌توان الگوهای REEs کمابیش شیب‌دار را برای استنباط بجاماندن گارنت در مذاب بجا‏‌مانده به‌کار برد. رخدادهای ماگماتیسم با ویژگی‌های کمان (تهی‏‌شدگی HREEs در برابر LREEs) افزون‌بر محیط فرورانش می‌تواند در ارتباط با رخداد ذوب‌بخشی پوستة زیرین جوان‌ و یا پیامد ذوب‌بخشی گوشتة سنگ‌کره‌ای تعدیل‌یافته حاصل از فرورانش باشد (Asadi, 2018).

تکتونوماگماتیسم و خاستگاه تودة آذرین درونی

در تعیین شکل‌های گوناگون ذخایر معدنی در موقعیت مکانی و زمانی به‏ویژه، جایگاه زمین‌ساختی صفحه‌ها نقش مهمی را بازی می‌کند. ارتباط ذخایر مس پورفیری با حاشیه‏‌های صفحه‌های همگرا و در کوهزایی‏‌های برخوردی روشن است (Shafiei et al., 2009; Khademian et al., 2022). به‌طور کلی ذخایر پورفیری در مراحل پایانی از تکامل مراکز ماگمایی (John et al., 2010)، تغییرات زمین‌ساختی (Sillitoe, 1997) یا برخی از آشفتگی‏‌های رژیم زمین‌ساختی غالب، به‌عنوان محرکی برای صعود ماگما و تشکیل ذخایر پورفیری پدید می‌آیند (Cooke et al., 2005; Richards et al., 2001; Tosdal and Richards, 2001) این ذخایر به‌طور معمول با سیستم‏‌های ماگمایی- گرمابی دما بالای خاستگاه‌گرفته از ماگماتیسم اکسیدان غنی از فلز که در ژرفای کم جایگیری کرده‏‌اند در ارتباط هستند و از دیدگاه زمین‌ساختی در جایگاه فرورانش و یا برخورد صفحه و همچنین، در جایگاه زمین‌ساختی پسابرخوردی جای دارند (Agard et al., 2011).

افزون‌بر ماگماتیسم حاصل از ذوب‌بخشی ناشی از گوة گوشته‏‌ای دگرنهاده در جایگاه کمان نرمال، امروزه روشن شده است ماگماتیسم کانه‏‌زای نوع ذخیره پورفیری می‌تواند مرتبط با مذاب ناشی از فرورانش تعدیل‌یافته از گوة گوشته‏‌ای سنگ‌کره‌ای زیرقاره‏‌ای و ذوب پوستة قاره‏‌ای زیرینِ ضخیم‌شده (Cai et al., 2023) و حتی از ماگماتیسم ناشی از بالاآمدن سست‌کره، به‏‌ویژه در حاشیه صفحه‌های کوهزایی و برخوردی پدید آید و جایگیری کند (Richards, 2011; 2013; 2015). بررسی‌های سن‏‌سنجی با بررسی روی کمربند کرمان، زمان برخورد صفحه-ی عربستان با ایران مرکزی را ائوسن پایانی نشان می‌دهند (Dargahi et al., 2010). داده‏‌های جدید از سن‏‌سنجی توده‌های آذرین درونی نوع جبال بارز و کوه‌پنج نشان‌دهندة رخداد‏‌های فعال از03/23تا 9 /33 (الیگوسن پیشین تا الیگوسن پسین) و17 تا 6/3 میلیون سال پیش (میوسن پیشین تا پلیوسن پیشین) در کمان ماگمایی سنوزوییک کرمان هستند (Asadi, 2018). با توجه به اینکه توده‌های آذرین درونی منطقه، واحدهای سنگی آتشفشانی منطقه با سن ائوسن میانی تا پایانی را قطع کرده‏‌اند گمان می‌رود توده‌های آذرین درونی خاستگاه ماگماتیسم همزمان تا پس از برخورد داشته باشند. برای بررسی محیط زمین‌ساختی کانسار از نمودارهای مرتبط پیشنهادی پیرس و همکاران (Pearce et al., 1984) بهره گرفته شد. از نمودارهای فراوانی عنصرهای کمیاب در بسیاری از مطالعات (e.g., Najmi et al., 2023) برای تعیین خاستگاه توده‌های آذرین درونی در مناطق با جایگاه زمین‌ساختی مشابه و در کمان ماگمایی سنوزوییک کرمان استفاده شده است (Mohammaddoost et al., 2023). نمونه‏‌ها در ناحیة حاشیه فعال قاره‏‌ای و مرتبط با ماگماتیسم پس از برخوردی جای می‌گیرند (شکل‌های 13-A تا 13-D). الگوی نمایشی از زمین‌ساخت منطقه و الگوی سنگ‏‌شناسی و دگرسانی کانسار در شکل 14 آورده شده است.

 

 

 

شکل 13. جایگیری نمونه‏‌ها روی نمودارهای تشخیص محیط زمین‌ساختی (Pearce et al., 1984) (داده‏‌ها از:
; Yang et al., 2019; Zarasvandi et al., 2022) Maanijou et al., 2020

Figure 13. Composition of Kuh-Kapout samples on the tectonic environment discrimination diagrams (Pearce et al., 1984) (Data from: Maanijou et al., 2020; Yang et al., 2019; Zarasvandi et al., 2022).

 

 

برداشت

  • بر اساس داده‏‌های عنصرهای کمیاب برای تودة آذرین درونی کوارتزدیوریتی منطقه، ماگماتیسم مرتبط با کمان با سری کالک‏‌آلکالن شناسایی شد. کاربرد نسبت میان عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب نشان‌دهندة ماگماتیسم کمابیش اکسیدان و غنی از سیال- آبدار است که در خاستگاه با حضور فازهای گارنت و آمفیبول همراه بوده است. نبود آنومالی منفی شدید Sr و Eu/Eu* با مقدار میانگین 8/0 نشان‌دهندة شرایط پیشگیرانه برای تبلور پلاژیوکلاز در خاستگاه است.
  • بررسی‌ها روی چگونگی رفتار عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب در نمودارهای بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه و کندریت گویای تهی‏‌شدگی HFSEs و HREEs به‌ترتیب نسبت به LILEs و LREEs است که از ویژگی‏‌های ماگماتیسم مرتبط با کمان است.
  • از دیدگاه سیر تحول ماگماتیسم با توجه به تفسیر داده‌های عنصرهای کمیاب از خاستگاه به سطح، می‌توان یک ماگماتیسم ناشی از ذوب‌بخشی از ماگمای اولیه با ترکیب اسپینل+گارنت لرزولیت دگرنهاده در حضور فاز فلوگوپیت و آمفیبول را در نظر گرفت که هنگام صعود، ماگما دچار تبلور پلاژیوکلاز کم‌ژرفا شده است و بیشتر مراحل تکامل تحت‌تأثیر فرایند تبلوربخشی بوده است.

 

 

 

 

شکل 14. A) مدل تفهیمی از تکامل ماگماتیسم مرتبط با کمان در کانسار مس پورفیری کوه‏‌کپوت؛ B) الگوی سنگ‏‌شناسی و دگرسانی- کانه‏‌زایی (دو بعدی) در کانسار مس پورفیری کوه‏‌ کپوت.

Figure 14. A) Conceptual model of the evolution of arc-related magmatism in Kuh-Kaput porphyry copper deposit; B) lithology and alteration-mineralization pattern in Kuh-Kapout porphyry copper deposit

 

  • همچنین ماگماتیسم به میزانی آلودگی با پوستة زیرینِ ضخیم‏‌شده پیدا کرده است که از نشانه‌های آن فراوانی K و تهی‏‌شدگی نسبی Nb، Zr و Ti را می‌توان نام برد. این رخداد هنگام فرایند همزمان با فرورانش و برخورد به‏‌شکل ضخیم‌شدن پوستة زیرین روی ماگماتیسم در حال صعود اثرگذار بوده است.
  • از دیدگاه ویژگی‌های زمین‌شیمیایی و باروری ماگماتیسم، کانسار کوه‏‌کپوت به کانسارهای نوع کوه‏‌پنج بیش از نوع جبال بارز شباهت دارد و سرشت کالک‏‌آلکالن ناشی از کمان بالغ نشان می‌دهد و با توجه به سرشت آن، در دستة ذخایر نیمه‏‌اقتصادی تا اقتصادی جای می‌گیرد.
  • تکتونوماگماتیسم منطقه بر پایه بررسی عنصرهای کمیاب از داده‏‌های سنگ کل، در محدودة حاشیه فعال قاره‏‌ای و همزمان با برخورد است.

سپاس‌گزاری

این مقاله بخشی از پروژه تحقیقاتی با شماره قرارداد 4304/00 با بخش تحقیقات و فناوری شرکت معدنی و صنعتی گل‏‌گهر است. بدین‌گونه از آقای رحیم ستوه‌بحرینی مدیر تحقیقات و فناوری شرکت معدنی و صنعتی گل‏‌گهر سپاس‌گزاری می‌شود.

 

[1] Metasomatized mantle wedge

[2] Contact metamorphism

Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L., Whitechurch, H., Vrielynck, B., Spakman, W., and Wortel, R. (2011) Zagros orogeny: a subduction-dominated process. Geological Magazine, 148(5-6), 692-725. https://doi.org/10.1017/S001675681100046X
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, 148(5-6), 980-1008. https://doi.org/10.1017/S0016756811000380
Aghazadeh, M., Hou, Z., Badrzadeh, Z., and Zhou, L. (2015) Temporal–spatial distribution and tectonic setting of porphyry copper deposits in Iran: constraints from zircon U–Pb and molybdenite Re–Os geochronology. Ore Geology Reviews, 70, 385-406. http://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.03.003
Ajalli, N., Torkian, A., and Tale Fazel, E. (2021) Geochemistry of basaltic rocks of Meshkin- Rasht Abad area (North of Zanjan). Petrological Journal, 45, 1-18 (in Persian). http://doi.org/10.22108/ijp.2020.120869.1158
Alavi, M. (2007) Structures of the Zagros fold-thrust belt in Iran. American Journal of Science, 307(9), 1064-1095. http://doi.org/10.2475/09.2007.02
Alavi, S.G., Hosseinzadeh, M.R., and Moayyed, M. (2014) Petrography and petrology of the Sungun porphyry copper deposit and post mineralization dykes with a view to Skarn mineralization (north of Varzeghan, East Azarbaijan). Petrological Journal, 5(17), 2228-5210.
Aldanmaz, E.R.C.A.N., Pearce, J.A., Thirlwall, M.F., and Mitchell, J.G. (2000) Petrogenetic evolution of late Cenozoic, post-collision volcanism in western Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 102(1-2), 67-95. http://doi.org/10.1016/S0377-0273(00)00182-7
Alirezaei, A., Arvin, M., and Dargahi, S. (2017) Adakite-like signature of porphyry granitoid stocks in the Meiduk and Parkam porphyry copper deposits, NE of Shahr-e-Babak, Kerman, Iran: Constrains on geochemistry. Ore Geology Reviews, 88, 370-383. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2017.04.023
Arjmandzadeh, R., and Santos, J.F. (2014) Sr–Nd isotope geochemistry and tectonomagmatic setting of the Dehsalm Cu–Mo porphyry mineralizing intrusives from Lut Block, eastern Iran. International Journal of Earth Sciences, 103, 123-140. https://doi.org/10.1007/s00531-013-0959-4
Arvin, M., Pan, Y., Dargahi, S., Malekizadeh, A., and Babaei, A. (2007) Petrochemistry of the Siah-Kuh granitoid stock southwest of Kerman, Iran: Implications for initiation of Neotethys subduction. Journal of Asian Earth Sciences, 30(3-4), 474-489. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2007.01.001
Asadi, S. (2018) Triggers for the generation of post–collisional porphyry Cu systems in the Kerman magmatic copper belt, Iran: New constraints from elemental and isotopic (Sr–Nd–Hf–O) data. Gondwana Research, 64, 97-121. http://doi.org/10.1016/j.gr.2018.06.008
Asadi, S., Moore, F., and Zarasvandi, A. (2014) Discriminating productive and barren porphyry copper deposits in the southeastern part of the central Iranian volcano-plutonic belt, Kerman region, Iran: A review. Earth-Science Reviews, 138, 25-46. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2014.08.001
Asran, M., Ezzat, M., and Rahman, A. (2012) The Pan-African calck-alkaline granitoids and the associated mafic microgranular enclaves (MME) around Wadi Abu Zawal area, North Eastern desert, Egypt: geology, geochemistry and petrogenesis. Journal of Biology and Earth Sciences, 2(1), 1-16.
Bao, X.S., Yang, L. Q., Gao, X., Groves, D., He, W.Y., and Li, M.M. (2020) Geochemical discrimination between fertile and barren Eocene potassic porphyries in the Jinshajiang Cu–Au–Mo metallogenic belt, SW China: Implications for petrogenesis and metallogeny. Ore Geology Reviews, 116, 103258. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.103258
Barber, N.D., Edmonds, M., Jenner, F., Audétat, A., and Williams, H. (2021) Amphibole control on copper systematics in arcs: Insights from the analysis of global datasets. Geochimica et Cosmochimica Acta, 307, 192-211. 192-211. http://doi.org/10.31223/X5NK52
Blundy, J and Cashman, K. (2001) Ascent-driven crystallization of dacite magmas at Mount St Helens, 1980–1986. Contributions to Mineralogy and Petrology, 140, 631-650. http://doi.org/10.1007/s004100000219
Blundy, J., and Cashman, K. (2005) Rapid decompression-driven crystallization recorded by melt inclusions from Mount St. Helens volcano. Geology, 33(10), 793-796. https://doi.org/10.1130/G21668.1
Boynton, W.V. (1984) Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In Developments in geochemistry (Vol. 2, pp. 63-114). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-42148-7.50008-3
Brown, G. C., Thorpe, R. S., and Webb, P. C. (1984) The geochemical characteristics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources. Journal of the Geological Society, 141(3), 413-426. https://doi.org/10.1144/gsjgs.141.3.0413
Cai, Y., Ni, P., Wang, G., and Chen, H. (2023) Geochemical Characteristics of the Granodiorite Porphyry in Dongxiang W-Cu Deposit, SE China. Minerals, 13(3), 380. https://doi.org/10.3390/min13030380
Chappell, B.W., and White, A. J. (2001) Two contrasting granite types: 25 years later. Australian journal of earth sciences, 48(4), 489-499. https://doi.org/10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x
Cooke, D.R., Hollings, P and Walshe, J. L. (2005) Giant porphyry deposits: characteristics, distribution, and tectonic controls. Economic Geology, 100(5), 801-818. http://doi.org/10.2113/gsecongeo.100.5.801
Dargahi, S., Arvin, M., Pan, Y., and Babaei, A. (2010) Petrogenesis of post-collisional A-type granitoids from the Urumieh–Dokhtar magmatic assemblage, Southwestern Kerman, Iran: constraints on the Arabian–Eurasian continental collision. Lithos, 115(1-4), 190-204. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2009.12.002
Defant, M.J., and Drummond, M.S. (1993) Mount St. Helens: potential example of the partial melting of the subducted lithosphere in a volcanic arc. Geology, 21(6), 547-550. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1993)021%3C0547:MSHPEO%3E2.3.CO;2
Delavari, M., and Damghani, A. (2022) Geochemical variations of the Eocene volcanic rocks from Kahak area (south of Qom): Evidence for different conditions of mantle melting in the Urumieh-Dokhtar magmatic arc. Petrological Journal, 13(2), 91-120. https://doi.org/10.22108/ijp.2022.132106.1261
Dimitrijevic, M.D. (1973) Geology of Kerman Region. Geology Survey of Iran, Report No. 52, 334 p.
Dong, C., Liu, D., Li, J., Wang, Y., Zhou, H., Li, C., and Xie, L. (2007) Palaeoproterozoic Khondalite Belt in the western North China Craton: New evidence from SHRIMP dating and Hf isotope composition of zircons from metamorphic rocks in the Bayan Ul-Helan Mountains area. Chinese Science Bulletin, 52, 2984-2994. http://doi.org/10.1007/s11434-007-0404-9
Febbo, G.E., Kennedy, L.A., Savell, M., Creaser, R.A., and Friedman, R.M. (2014) Geology of the Mitchell Au-Cu-Ag-Mo porphyry deposit, northwestern British Columbia, Canada. Geological Fieldwork, (2015-1), 59-86. http://doi.org/10.5382/econgeo.2019.4632
Fitton, J. G., James, D and Leeman, W. P. (1991) Basic magmatism associated with late Cenozoic extension in the western United States: Compositional variations in space and time. Journal of geophysical Research: Solid earth, 96(B8), 13693-13711. http://doi.org/10.1029/91JB00372  
Goudarzi, M., Zamanian, H., and Klötzli, U. (2024) Geochemistry, petrography and tectono-magmatic setting of Eocene volcanic lavas in the south of Mamoniyeh, Urumieh-Dokhtar magmatic arc, Markazi Province, Iran. Petrological Journal, 15(1). http://doi.org/10.22108/ijp.2024.139861.1315
Green, N.L. (2006) Influence of slab thermal structure on basalt source regions and melting conditions: REE and HFSE constraints from the Garibaldi volcanic belt, northern Cascadia subduction system. Lithos, 87(1-2), 23-49. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2005.05.003
Green, T.H. (1994) Experimental studies of trace-element partitioning applicable to igneous petrogenesis—Sedona 16 years later. Chemical Geology, 117(1-4), 1-36. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)90119-8
Hao, H., Campbell, I.H and Park, J.W. (2024) Critical differences between typical arc magmas and giant porphyry Cu±Au systems: Implications for exploration. Journal of Petrology, egae058. http://doi.org/10.1093/petrology/egae058
Haschke, M., Siebel, W., Günther, A., Scheuber, E. (2002) Repeated crustal thickening and recycling during the Andean orogeny in north Chile (21–26_S). Journal of Geophysical Research, 107, 1–18. https://doi.org/10.1029/2001JB000328
Hassanzadeh, J. (1993) Metallogenic and Tectonomagmatic Events in the SE Sector of the Cenozoic Active Continental Margin of Central Iran, 204 p. Unpublished Ph.D. Thesis, University of California, Los Angeles.
Hastie, A.R., Kerr, A.C., Pearce, J.A., and Mitchell, S.F. (2007) Classification of altered volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th–Co discrimination diagram. Journal of petrology, 48(12), 2341-2357. https://doi.org/10.1093/petrology/egm062
He, W.Y., Mo, X.X., Yu, X.H., Dong, G.C., He, Z.H., Huang, X.F., Li, X.W., Jiang, L.L. (2014) Genesis and geodynamic settings of lamprophyres from Beiya, western Yunnan: Constraints from geochemistry, geochronology and Sr–Nd–Pb–Hf Isotopes. Acta Petrol. Sin, 30 (11), 3287–3300 (in Chinese with English abstract).
Hill, I.G., Worden, R.H., and Meighan, I.G. (2000) Yttrium: the immobility-mobility transition during basaltic weathering. Geology, 28(10), 923-926. http://doi.org/10.1130/0091-7613(2000)28<923:YTITDB>2.0.CO;2
Hou, Z., Zhang, H., Pan, X., and Yang, Z. (2011) Porphyry Cu (–Mo–Au) deposits related to melting of thickened mafic lower crust: examples from the eastern Tethyan metallogenic domain. Ore Geology Reviews, 39(1-2), 21-45. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2010.09.002
Huang, M.L., Bi, X.W., Hu, R.Z., Chiaradia, M., Zhu, J.J., Xu, L.L and Yang, Z.Y. (2024) Linking Porphyry Cu Formation to Tectonic Change in Postsubduction Settings: A Case Study from the Giant Yulong Belt, Eastern Tibet. Economic Geology, 119(2), 279-304. https://doi.org/10.5382/econgeo.5052
Ionov, D.A., and Hofmann, A.W. (1995) Nb-Ta-rich mantle amphiboles and micas: Implications for subduction-related metasomatic trace element fractionations. Earth and Planetary Science Letters, 131(3-4), 341-356. https://doi.org/10.1016/0012-821X(95)00037-D
Jamali, H., Dilek, Y., Daliran, F., Yaghubpur, A., and Mehrabi, B. (2010) Metallogeny and tectonic evolution of the Cenozoic Ahar–Arasbaran volcanic belt, northern Iran. International Geology Review, 52(4-6), 608-630. http://doi.org/10.1080/00206810903416323
Jiang, Y.H., Jiang, S.Y., Ling, H.F., and Dai, B.Z. (2006) Low-degree melting of a metasomatized lithospheric mantle for the origin of Cenozoic Yulong monzogranite-porphyry, east Tibet: geochemical and Sr–Nd–Pb–Hf isotopic constraints. Earth and Planetary Science Letters, 241(3-4), 617-633. http://doi.org/10.1016/j.epsl.2005.11.023
John, D.A., Ayuso, R.A., Barton, M.D., Blakely, R.J., Bodnar, R.J., Dilles, J.H and Vikre, P.G. (2010) Porphyry copper deposit model. Chapter B of Mineral deposit models for resource assessment: US Geological Survey Scientific Investigations Report, 169.
Kamali, A.A., Moayyed, M., Amel, N., Hosseinzadeh, M.R., Mohammadiha, K., Santos, J.F., and Brenna, M. (2018) Post-mineralization, cogenetic magmatism at the Sungun Cu-Mo porphyry deposit (Northwest Iran): Protracted melting and extraction in an arc system. Minerals, 8(12), 588. https://doi.org/10.3390/min8120588
Kelemen, P.B., Hanghøj, K., and Greene, A.R. (2003) One view of the geochemistry of subduction-related magmatic arcs, with an emphasis on primitive andesite and lower crust. Treatise on geochemistry, 3, 659. http://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/03035-8
Khademian, F., Alaminia, Z., Ghasemi, A and Nadimi, A. (2022) Petrology, trace and rare earth elements geochemistry, and tectonic setting of basic-intermediate volcanic rocks from northwest of Nain, Isfahan. Petrological Journal, 13(4), 1-34. https://doi.org/10.22108/ijp.2023.134625.1285
Khosravi, M., Rajabzadeh, M.A., Qin, K., and Asadi, H.H. (2019) Tectonic setting and mineralization potential of the Zefreh porphyry Cu-Mo deposit, central Iran: Constraints from petrographic and geochemical data. Journal of Geochemical Exploration, 199, 1-15. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2019.01.001
Kusha Madan Consulting Engineers. (2019) Carrying out prospecting, general exploration, and monitoring operations in the northern and southern areas of the Bam area, 337 p.
Lee, C.T.A., and Tang, M. (2020) How to make porphyry copper deposits. Earth and Planetary Science Letters, 529. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.115868
Loucks, R.R. (2014) Distinctive composition of copper-ore-forming arc magmas. Australian Journal of Earth Sciences, 61(1), 5-16. https://doi.org/10.1080/08120099.2013.865676
Maanijou, M., Mostaghimi, M., Abdollahy Riseh, M., and Sepahi, A.A. (2020) Petrology and tectonic settings of the Sarcheshmeh porphyry copper deposit with emphasis on granodiorite and quartz eye porphyry. Journal of Economic Geology, 12(3), 269-297. https://doi.org/10.22067/econg.v12i3.80951
Martin, H. (1999) Adakitic magmas: modern analogues of Archaean granitoids. Lithos, 46(3), 411-429. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(98)00076-0
McDonough W.F. and Sun S.S. (1995) The composition of the Earth. Chemical Geology, 120: 223-253. https://doi.org/10.1016/0009-2541(94)00140-4
McInnes, B.I., Evans, N.J., Fu, F.Q., and Garwin, S. (2005) Application of thermochronology to hydrothermal ore deposits. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 58(1), 467-498. http:// doi.org/10.2138/rmg.2005.58.18
McInnes, B.I.A., Evans, N.J., Belousova, E., Griffin, W.T., and Andrew, R.L. (2003) Timing of mineralization and exhumation processes at the Sar Cheshmeh and Meiduk porphyry Cu deposits, Kerman belt, Iran. In Mineral Exploration and Sustainable Development (7th Biennial SGA Meeting, Athens (August 24–28). Millpress, Rotterdam (pp. 1197-1200).
Mengel, K., and Green, D.H. (1989) Stability of amphibole and phlogopite in metasomatized peridotite under water-saturated and water-under- saturated conditions. In: Kimberlites and related rocks. Geological Society of Australia Special Publication 14, 571–581.
Mirzababaei, G., Shahabpour, J., Zarasvandi, A., and Hayatolgheyb, S.M. (2016) Structural controls on Cu metallogenesis in the dehaj area, kerman porphyry copper belt, Iran: a remote sensing perspective. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 27(3), 253-267. https://doi.org/10.22059/JSCIENCES.2016.57657
Mohammaddoost, H., Ghaderi, M., Kumar, T.V., Hassanzadeh, J., Alirezaei, S., and Babu, E.V.S.S.K. (2023) Geology, mineralization, zircon U-Pb geochronology and Hf isotopes of Serenu porphyry copper prospect, Kerman Cenozoic magmatic arc, southeastern Iran. Ore Geology Reviews, 105540. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105540
Najmi, F., Malekzadeh Shafaroudi, A., and Karimpour, M.H. (2023) Geology, mineralization, and geochemistry of ore and intrusive rocks in the North of Bahariyeh area, East of Kashmar, NE Iran. Petrological Journal, 14(1), 109-138. http://doi.org/10.22108/ijp.2022.132381.1266
Nelson, S.T and Montana, A. (1992) Sieve-textured plagioclase in volcanic rocks produced by rapid decompression. American Mineralogist, 77(11-12), 1242-1249.
Nicholson, K.N., Black, P.M., Hoskin, P.W.O., and Smith, I.E.M. (2004) Silicic volcanism and back-arc extension related to migration of the Late Cainozoic Australian–Pacific plate boundary. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 131(3-4), 295-306. https://doi.org/10.1016/S0377-0273(03)00382-2
Panter, K.S., Hart, S.R., Kyle, P., Blusztanjn, J., and Wilch, T. (2000) Geochemistry of Late Cenozoic basalts from the Crary Mountains: characterization of mantle sources in Marie Byrd Land, Antarctica. Chemical Geology, 165, 215–241. http://doi.org/10.1016/S0009-2541(99)00171-0
Park, J.W., Campbell, I.H., Chiaradia, M., Hao, H., and Lee, C.T. (2021) Crustal magmatic controls on the formation of porphyry copper deposits. Nature Reviews Earth and Environment, 2(8), 542-557. http://doi.org/10.1038/s43017-021-00182-8
Pearce, J.A and Peate, D.W. (1995) Tectonic implications of the composition of volcanic arc magmas. Annual review of Earth and Planetary Sciences, 23(1), 251-285. http://doi.org/10.1146/annurev.ea.23.050195.001343
Pearce, J.A. (1983) Role of the sub-continental lithosphere in magma genesis at active continental margins. Continental basalts and mantle xenoliths, 230-249.
Pearce, J.A., Harris, N.B., and Tindle, A.G. (1984) Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25(4), 956-983. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956
Perelló, J., Razique, A., and Schloderer, J. (2008) The Chagai porphyry copper belt, Baluchistan province, Pakistan. Economic Geology, 103(8), 1583-1612. http://doi.org/10.2113/gsecongeo.103.8.1583
Ramezani, T., Maanijou, M., Asadi, S., Lentz, D., and Pirouznia, N. (2019) Comparison of mineralization of the Sungun and Kighal porphyry copper deposits, NW Iran: with an emphasis on fluid inclusion studies. Journal of Economic Geology, 10(2), 403-424. https://doi.org/10.22067/econg.v10i2.61340
Richards, J. P., Boyce, A.J., and Pringle, M.S. (2001) Geologic evolution of the Escondida area, northern Chile: A model for spatial and temporal localization of porphyry Cu mineralization. Economic Geology, 96(2), 271-305. http://doi.org/10.2113/96.2.271
Richards, J.P and Kerrich, R. (2007) Special paper: adakite-like rocks: their diverse origins and questionable role in metallogenesis. Economic Geology, 102(4), 537-576. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.102.4.537
Richards, J.P. (2003) Tectono-magmatic precursors for porphyry Cu-(Mo-Au) deposit formation. Economic Geology, 98(8), 1515-1533. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.98.8.1515
Richards, J.P. (2011) Magmatic to hydrothermal metal fluxes in convergent and collided margins. Ore Geology Reviews, 40(1), 1-26. http://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2011.05.006
Richards, J.P. (2013) Giant ore deposits formed by optimal alignments and combinations of geological processes. Nature Geoscience, 6(11), 911-916. http://doi.org/10.1038/ngeo1920
Richards, J.P. (2015) Tectonic, magmatic, and metallogenic evolution of the Tethyan orogen: From subduction to collision. Ore Geology Reviews, 70, 323-345. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.11.009
Richards, J.P., Spell, T., Rameh, E., 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(2), 295-332. https://doi.org/10.2113/econgeo.107.2.295
Rollinson, H.R. (1993) Using geochemical data: Evaluation, presentation, interpretation. Longman Scientific and Technical, Wiley, New York, 352. http://doi.org/10.4236/ijg.2016.712101
Seedorff, E., Dilles, J.H., Proffett, J.M., Einaudi, M.T., Zurcher, L., Stavast, W.J and Barton, M.D. (2005) Porphyry deposits: Characteristics and origin of hypogene features. In Hedenquist, J.W., Thompson, J.F.H., Goldfarb, R.J., Richards, J.P. (Eds), One Hundredth Anniversary Volume, Society of Economic Geologists. https://doi.org/10.5382/AV100.10
Shafiei, B., Haschke, M., and Shahabpour, J. (2009) Recycling of orogenic arc crust triggers porphyry Cu mineralization in Kerman Cenozoic arc rocks, southeastern Iran. Mineralium Deposita, 44, 265-283. http://doi.org/10.1007/s00126-008-0216-0
Shahabpour, J. (1982) Aspects of Alteration and Mineralization at the Sar-Cheshmeh Copper-Molybdenum Deposit, Kerman, Iran, 342 p. Unpublished Ph.D. Thesis, University of Leeds, Leeds.
Shen, P., Pan, H., and Seitmuratova, E. (2017) Petrogenesis of the mineralized granitoids from the Kounrad and Borly porphyry Cu deposits and the East Kounrad porphyry Mo deposit in Kazakhstan: Implication for tectonic evolution and mineralization of the western part of the Central Asian Orogenic Belt. Lithos, 286, 53-74. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2017.06.006
Sillitoe, R.H. (1997) Characteristics and controls of the largest porphyry copper‐gold and epithermal gold deposits in the circum‐Pacific region. Australian Journal of Earth Sciences, 44(3), 373-388. https://doi.org/10.1080/08120099708728318
Stocklin, J. (1968) Structural history and tectonics of Iran: A review. AAPG bulletin, 52(7), 1229-1258. https://doi.org/10.1306/5D25C4A5-16C1-11D7-8645000102C1865D
Sun, S.S., and McDonough, W.F. (1989) Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Journal of the Geological Society, London, Special Publications, 42(1), 313-345. http://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
Sun, W., Huang, R.F., Li, H., Hu, Y.B., Zhang, C.C., Sun, S.J., and Ling, M.X. (2015) Porphyry deposits and oxidized magmas. Ore Geology Reviews, 65, 97-131. http:// doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.09.004
Sun, Y.G., Zhao, Z.H., Sun, F.Y., Ding, Q.F., Chen, X.S., Li, J.B., and Li, Y.J. (2022) Age and petrogenesis of late Mesozoic intrusions in the Huoluotai porphyry Cu-(Mo) deposit, northeast China: Implications for regional tectonic evolution. Geoscience Frontiers, 13(2), 101344. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2021.101344
Svetlitskaya, T.V., and Nevolko, P.A. (2022) New whole-rock skarn and porphyry fertility indicators: Insights from Cu-Au-Fe skarn and Cu-Mo-Au porphyry deposits in Eastern Transbaikalia, Russia. Ore Geology Reviews, 149, 105108. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105108
Tang, M., Lee, C.T.A., Costin, G., and Höfer, H.E. (2019) Recycling reduced iron at the base of magmatic orogens. Earth and Planetary Science Letters, 528, 115827. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.115827
Tang, M., Lee, C.T.A., Ji, W.Q., Wang, R., and Costin, G. (2020) Crustal thickening and endogenic oxidation of magmatic sulfur. Science Advances, 6(31), eaba6342. http://doi.org/10.1016/0377-0273(86)90049-1
Tatsumi, Y., Hamilton, D.L., and Nesbitt, R.W. (1986) Chemical characteristics of fluid phase released from a subducted lithosphere and origin of arc magmas: evidence from high-pressure experiments and natural rocks. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 29(1-4), 293-309. http://doi.org/10.1016/0377-0273(86)90049-1
Temel, A., Gündoğdu, M.N., and Gourgaud, A. (1998) Petrological and geochemical characteristics of Cenozoic high-K calc-alkaline volcanism in Konya, Central Anatolia, Turkey. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85(1-4), 327-354. http://doi.org/10.1016/S0377-0273(98)00062-6
Thirlwall, M.F., Smith, T.E., Graham, A.M., Theodorou, N., Hollings, P., Davidson, J.P., and Arculus, R.J. (1994) High field strength element anomalies in arc lavas: source or process? Journal of petrology, 35(3), 819-838. https://doi.org/10.1093/petrology/35.3.819
Tosdal, R.M., and Richards, J.P. (2001) Magmatic and structural controls on the development of porphyry Cu±Mo±Au deposits. Structural Controls on Ore Genesis, Reviews in Economic Geology, Society of Economic Geologists. https://doi.org/10.5382/Rev.14.06
Tsuchiyama, A. (1985) Dissolution kinetics of plagioclase in the melt of the system diopside-albite-anorthite, and origin of dusty plagioclase in andesites. Contributions to Mineralogy and Petrology, 89(1), 1-16. https://doi.org/10.1007/BF01177585
Verdel, C., Wernicke, B.P., Hassanzadeh, J., and Guest, B. (2011) A Paleogene extensional arc flare‐up in Iran. Tectonics, 30(3). https://doi.org/10.1029/2010TC002809
Wang, Y., Chen, H., Han, J., Chen, S., Huang, B., Li, C., and Chen, M. (2018) Paleozoic tectonic evolution of the Dananhu-Tousuquan island arc belt, Eastern Tianshan: Constraints from the magmatism of the Yuhai porphyry Cu deposit, Xinjiang, NW China. Journal of Asian Earth Sciences, 153, 282-306. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2017.05.022
Whitney, D.L and Evans, B.W. (2010) Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95(1), 185-187. http://doi.org/10.2138/am.2010.3371
Woodhead, J., Eggins, S., and Gamble, J. (1993) High field strength and transition element systematics in island arc and back-arc basin basalts: evidence for multi-phase melt extraction and a depleted mantle wedge. Earth and Planetary Science Letters, 114(4), 491-504. https://doi.org/10.1016/0012-821X%2893%2990078-N
Wyborn, L.A.I., Heinrich, C.A., and Jaques, A.L. (1994) Australian Proterozoic mineral systems: essential ingredients and mappable criteria. In The AusIMM Annual Conference, p. 109-115. AusIMM Darwin.
Yang, Q., Ren, Y.S., Chen, S.B., Zhang, G.L., Zeng, Q.H., Hao, Y.J., and Sun, Z.M. (2019) Geological, geochronological, and geochemical insights into the formation of the Giant Pulang porphyry Cu (–Mo–Au) deposit in northwestern Yunnan Province, SW China. Minerals, 9(3), 191. https://doi.org/10.3390/min9030191
Zarasvandi, A., Liaghat, S., Zentilli, K., and Porter, T.M. (2005) Porphyry copper deposits of the Urumieh-Dokhtar magmatic arc, Iran. Super porphyry copper and gold deposits: A global Perspective, 2, 441-452.
Zarasvandi, A., Rezaei, M., Raith, J.G., Asadi, S., and Lentz, D. (2019) Hydrothermal fluid evolution in collisional Miocene porphyry copper deposits in Iran: Insights into factors controlling metal fertility. Ore Geology Reviews, 105, 183-200. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2018.12.027
Zarasvandi, A., Rezaei, M., Raith, J.G., Pourkaseb, H., Asadi, S., Saed, M., and Lentz, D.R. (2018) Metal endowment reflected in chemical composition of silicates and sulfides of mineralized porphyry copper systems, Urumieh-Dokhtar magmatic arc, Iran. Geochimica et Cosmochimica Acta, 223, 36-59. http://doi.org/10.1016/j.gca.2017.11.012
Zarasvandi, A., Rezaei, M., Sadeghi, M., Lentz, D., Adelpour, M., and Pourkaseb, H. (2015) Rare earth element signatures of economic and sub-economic porphyry copper systems in Urumieh–Dokhtar Magmatic Arc (UDMA), Iran. Ore Geology Reviews, 70, 407-423. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2015.01.010
Zarasvandi, A., Taheri, M., Rezaei, M., and Raith, J. (2022) Investigation of the behavior of rare earth elements and trace elements in Sarkuh porphyry copper deposit, Kerman, Iran. Advanced Applied Geology, 11(4), 690-709. https://doi.org/10.22055/aag.2021.35086.2166
Zhao, J.H., and Zhou, M.F. (2007) Geochemistry of Neoproterozoic mafic intrusions in the Panzhihua district (Sichuan Province, SW China): Implications for subduction-related metasomatism in the upper mantle. Precambrian Research, 152(1-2), 27-47. http://doi.org/10.1016/j.precamres.2006.09.002
Zheng, H., Huang, Q. T., Kapsiotis, A., Xia, B., Yin, Z. X., Zhong, Y., and Shi, X. L. (2017) Early Cretaceous ophiolites of the Yarlung Zangbo suture zone: Insights from dolerites and peridotites from the Baer upper mantle suite, SW Tibet (China). International Geology Review, 59(11), 1471-1489. http://doi.org/10.1080/00206814.2016.1276867
Volume 15, Issue 2 - Serial Number 58
Petrological Journal, 15th Year, No. 58, Summer 2024
June 2024
Pages 21-54
  • Receive Date: 12 May 2024
  • Revise Date: 08 July 2024
  • Accept Date: 17 July 2024