Document Type : Original Article
Authors
1 Ph.D. Student, Department of Geology, College of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Associate Professor, Department of Geology, College of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Professor, Department of Geology, College of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
4 Assistant Professor, Department of Mining Engineering, Higher Education Complex of Zarand, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
5 Superintendent of Geology and Drainage Department, Sarcheshmeh copper complex, National Iranian Copper Industries Company, Kerman, Iran
Abstract
Main Subjects
مقدمه
سرزمین ایران در بخش میانی کمربند کوهزایی و فلززایی آلپ-هیمالیا جای گرفته است. در این پهنة گسترده، کانسارهای مس پورفیری در کمانهای ماگمایی جداگانه و باریک بیشتر با پهنای چندین ده کیلومتر رخ دادهاند (Leaman and Staude, 2002). این کانسارها میتوانند از عنصرهای مولیبدن و طلا نیز سرشار باشند. کانسارهای مس پورفیری عیار بالا بیشتر بهصورت استوک در تودههای آذرین درونی کالکآلکالن با دامنة ترکیبی از دیوریت تا گرانیت پدید آمده است. در این کانسارها تودههای آذرین درونی درون سنگهای میزبان مافیک با ترکیب گابرو، دیاباز، بازالت و آندزیت پورفیری نفوذ کردهاند (Skewes et al., 2002; Sillitoe, 2010; Sillitoe and Perelló, 2023). کانسارهای مس پورفیری بیشتر در بالای پهنههای فرورانش و در کرانة صفحههای همگرا یافت میشوند.
کمان ماگمـایی ارومیـه-دختـر (UDMA) از جمله کمانهایِ درون پهنة کوهزایی آلپ-هیمالیا است که میزبان ذخایر برجسته Cu ± Mo ± Au ± Ag پورفیری و ذخایر اپیترمال Cu±Au است. این کمان ویژگیهای زمینساختی و زمینشناسی بیهمتایی دارد. به باور برخی زمینشناسان پیدایش این کمربند در ارتباط با فرورانش اقیانوس نئوتتیس به زیر صفحه ایران مرکزی است (Berberian and King, 1981; Pourhosseini, 1981; Omrani et al., 2008). در پی مراحل تکاملی بازشدن، فرورانش و بستهشدن نئوتتیس و همچنین، فرایندهای پسابرخوردی، کانسارهای فراوانی وابسته به تودههای آذرین درونی گرانیتوییدی در پهنة ماگمایی ارومیه-دختر پدید آمده است (Dargahi et al., 2010; Richards et al., 2012). از این کانسارها میتوان کانسارهای سرچشمه و میدوک در جنوبخاوری و کانسار سونگون در شمالباختری این کمربند را نام برد که کلاس جهانی دارند و پژوهشگران بسیاری به بررسی آنها پرداختهاند (Taghipour et al., 2014; Aghazadeh, 2016). بیشتر ذخایر مس پورفیری شناختهشده در ایران در این کمربند (McInnes et al., 2003; Hou et al., 2011; Richards et al., 2012) و بهویژه در بخش جنوبخاوری آن گسترده شدهاند. بخش جنوبخاوری کمان ماگمایی ارومیه- دختر با نام کمربند مس پورفیری کرمان شناخته شده است. این کمربند به تودههای آذرین درونی کالکآلکالن پهنة ماگمایی ارومیه-دختر وابسته است (Hezarkhani, 2006; Zarasvandi et al., 2007, Asadi et al., 2014). کمربند مس پورفیری کرمان از توانمندترین پهنههای مسدار ایران است که تا کنون در این کمربند بیشتر از 200 کانسار و نشانة معدنی مس در آن شناخته شده است (Ghorbani, 2013). مهمترین فعالیتهای آذرین درونی در این کمربند، گرانیتوییدهای گروه جبال بارز با سن اواسط ائوسن تا الیگوسن، سرشت کالک آلکالن و شوشونیتی با پتاسیم بالا (McInnes et al., 2003; Dargahi et al., 2010) در محیط زمینساختی پس از برخورد (Dargahi et al., 2010) هستند. بیشتر این تودهها کانیسازی مس ندارند (Dimitrijevic, 1973; McInnes et al., 2003)؛ اما تودههای آذرین درونی نیمهژرف، گرانیتوییدهای گروه کوه پنج، سن میوسن میانی- پایانی با سرشت آداکیتی کانیسازی مس پورفیری نشان میدهند (McInnes et al., 2005; Aghazadeh, 2015). کانسار مس سریدون در جنوبخاوری مجموعة ماگمایی ارومیه-دختر و در بخش میانی کمربند مس پورفیری کرمان جای دارد. منطقة سریدون به فاصلة نزدیک به 3 کیلومتری شمالخاوری کانسار مس پورفیری سرچشمه جای دارد. در سالهای اخیر با توجه به پیبردن به شواهد اکتشافی و اهمیت اقتصادی مس در منطقة سریدون، این کانسار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. با اینکه این کانسار از دیدگاههای گوناگون زمینشناسی، سنگنگاری، دگرسانی و سنجش از دور بررسی شده است (Barzegar, 2007; Kazemi Mehrnia et al., 2010; Shahriari, 2014; Abedi, 2013, 2017)؛ اما همة این بررسیها بر پایة زمینشناسی و نمونهبرداری سطحی بوده است. از آنجاییکه تودههای آذرین درونی اصلی و نیز تودة آذرین درونی مسئول کانسارسازی در منطقة سریدون برونزد سطحی ندارد و تنها از راه نمونهبرداری از گمانههای اکتشافی میتوان به آن دست یافت؛ بنابراین با اطمینان میتوان گفت تا کنون هیچگونه بررسی سنگنگاری در ارتباط با این تودهها در منطقة سریدون و بهویژه تودة آذرین درونی مسئول کانهزایی در منطقه انجام نشده است. گفتنی است در این پژوهش، تودة مسئول کانهزایی بهنام تودة آذرین درونی سریدون پورفیری نامیده شده است. با وجود بررسیهایی که در منطقة سریدون انجام شده است تا کنون هیچ پژوهش سنگشناسی در راستای شناسایی خاستگاه تودههای آذرین درونی منطقه انجام نشده است. ازاینرو، در این پژوهش تلاش شده است با بررسی نمونههای بهدستآمده از گمانههای حفاری، بررسی دقیق سنگنگاری تودههای آذرین درونی بهویژه تودة آذرین درونی مسئول کانهزایی کانسار سریدون انجام شود و نیز با ارائه زمینشیمی اکسیدهای اصلی، عنصرهای فرعی و کمیاب جایگاه زمینساختی، خاستگاه و ثأثیر آلایش پوستهای ماگمای سازندة تودههای آذرین درونی در منطقة سریدون با تاکیدی ویژه بر تودة آذرین درونی سریدون پورفیری بررسی شود.
پیشینة پژوهش
در ارتباط با پیشینة پژوهش در منطقة سریدون باید گفت نخستینبار بازین و هوبنر (Bazin and Hübner, 1969) در کتاب کانسارهای مس ایران از کانیسازی مس در این منطقه یاد کردند. بر پایة گزارشهای سازمان زمینشناسی، بازین و هوبنر نوع واحدهای سنگی کانسار سریدون را آتشفشانی-آذرآواری بههمراه تودههای آذرین درونی معرفی کردهاند. سپس اولین بررسیهای اکتشافی با نمونهبرداری از نهشتههای آبراههای در سال 1970 روی کانسار مس سریدون انجام گرفت و ناهنجاریهایی از مس و مولیبدن در منطقة سریدون آشکار شد و پس از آن زمان حفاریهای فراوانی روی این کانسار انجام شد. بهدنبال آن، کارشناسان یوگسلاو با سرپرستی دیمیتریویچ در سال (Dimitrijevic, 1973) در ناحیهای به بزرگی 400 در 800 مترمربع، نقشة زمینشناسی تهیه کردند. این بررسیها مربوط به پروژة اکتشافی کمربند کرمان بود و بخش بزرگی از کمربند مس پورفیری کرمان را دربر میگرفت. بر پایة بررسیهایی که شرکت «مهندسین مشاور کان ایران» در سال 2007 انجام داد منطقة سریدون واحدهای آتشفشانی و گاه آذرآوریها همراه با تودههایی در حد داسیت پورفیری است. در سال 1978 تعداد سه حلقه گمانه حفاری توسط شرکت آناکاندا حفاری شد که وضعیت دگرسانی و کانهزایی منطقه در سطح بسیار ضعیف شناسایی شد. در سالهای 1384 و 1385 ادامة عملیات اکتشافی کانسار برای بررسی دقیق وضعیت کانهزایی در منطقه، توسط شرکت ملی مس ایران انجام شد. ازاینرو هنگام عملیات اکتشافی جدید دادههای کل گمانهها، دگرسانی دیدهشده در منطقه و بررسیهای زمینفیزیکی، پیشنهاد حفاریهای اکتشافی در بخشهای شمالی و جنوبی منطقة سریدون را مطرح کرد. بررسیهای سنگنگاری توسط شرکت ملی مس ایران در سال 1386 ضمن تایید یافتههای پیشین به تزریق دایکهای داسیتی همراه با سنگهای آتشفشانی و تودههای آذرین درونی درون سنگهای ولکانیک و ولکانوکلاستیک نیز اشاره کرد. در سالهای اخیر کانسار سریدون از دیدگاههای گوناگون زمینشناسی، سنگنگاری، دگرسانی و سنجش از دور توسط پژوهشگران بسیاری(Barzegar, 2007; Kazemi Mehrnia et al., 2010; Shahriari, 2014; Abedi, 2013, 2017) بررسی شده است. گفتنی است در این میان، بررسیهای سنگنگاری تنها توسط برزگر (Barzegar, 2007) روی نمونههای سطحی منطقة سریدون انجام شده است. در بررسیهای ایشان منطقة سریدون دربردارنده توده و دایکهای آذرین درونی است که درون سنگهای آتشفشانی تزریق شدهاند. گفتنی است همة بررسیهای پیشین انجام شده در منطقة سریدون در حد معرفی سنگنگاری منطقه انجام شده است و تا کنون به مبحث سنگزایی منطقه پرداخته نشده است. سرانجام در سالهای 1398 تا 1402 شرکت ملی مس ایران با همکاری شرکت پارس اولنگ، شمار 90 گمانه با ژرفای 1400-700 متر را در بخش شمالی کانسار مس سریدون حفاری کردند. حفاریها و فعالیتهای پژوهشی انجام شده نشان داده است کانهزایی منطقة سریدون در ژرفای چشمگیر است. بههمینروی، بررسی بیشتر این کانسار در سالهای اخیر مورد نظر شرکت ملی مس ایران قرار گرفته است. اکنون نیز حفاری در بخشهای شمالی کانسار سریدون بهدست شرکت پارس اولنگ و در بخشهای جنوبی بهدست شرکت کان ایران در حال انجام است.
زمینشناسی منطقه
کانسار مس سریدون در بخش جنوبخاوری کمان ماگمایی ارومیه-دختر، در 160 کیلومتری جنوبباختری کرمان و 50 کیلومتری جنوب رفسنجان در نقشة زمینشناسی 1.100000 پاریز (Dimitrijevic, 1973) جای گرفته است. در شکل 1، جایگاه جغرافیایی کانسار سریدون در نقشة تهیهشدة برزگر (Barzegar, 2007) و شرکت اکتشافی کان ایران (Kan Iran exploration co. 2007) آورده شده است.
شکل 1. A) جایگاه جغرافیایی کانسار مس پورفیری سریدون همراه با کانسارهای مس پورفیری معروف در ایران؛ B) نقشة زمینشناسی سادة کانسار مس پورفیری سریدون (برگرفته از برزگر (Barzegar, 2007) و شرکت اکتشافی کان ایران (Kan Iran exploration co. 2007)).
Figure 1. A) The geographical location of the Seridune porphyry copper deposit along with some well-known porphyry copper deposits in Iran; B) Simplified geological map of the Seridune porphyry copper deposit (After Barzegar (2007) and Kan Iran Exploration Co. (2007)).
کانسار سریدون از واحدهای آتشفشانی آندزیت و داسیت، تودههای آذرین درونی گرانودیوریت، کوارتزمونزونیت و مونزونیت ساخته شده است. در منطقة سریدون ارتباط واحدهای مونزونیتی با دیگر واحدها بهصورت تزریقی است. تودههای آذرین درونی منطقه بیشتر درون سنگهای آتشفشانی و آذرآواری ائوسن تزریق شدهاند و همانگونهکه پیش از این نیز گفته شد، این تودهها برونزد سطحی ندارند و تنها از راه گمانههای اکتشافی میتوان به آنها دست یافت. در منطقة سریدون ساختار استوکورک بیشتر در گمانههای حفاری بهویژه در ژرفای بیشتر از 400 متر دیده میشود. این ساختار بیشتر با دگرسانی پتاسیک همراهی میشود. همچنین، در این منطقه مجموعهای از دایکها با روند نزدیک به شمالی-جنوبی در سنگهای آتشفشانی ائوسن نفوذ کردهاند. بیشتر دایکهای منطقه ساختاری خطی و موازی با روند N-S نسبت به یکدیگر نشان میدهند. از آنجاییکه بیشتر منطقه با خاک و واریزههای سنگی پوشیده شده است، شناسایی و ارزیابی رفتار سطحی دایکهای ناحیة سریدون بهویژه در بخشهای جنوبی دشوار است (شکل 2-A). بیشتر دایکها ترکیب داسیت و گرانودیوریت دارند. از آنجاییکه ترکیب شیمیایی دایکها به تودة آذرین درونی سریدون پورفیری بسیار نزدیک است و با توجه به بازدیدهای میدانی، چهبسا از لحاظ سنی نیز فاصلة کمی با هم دارند. ازاینرو، هنگام تزریق دایکها، دمای منطقه شاید همچنان بالا بوده است. بههمینروی، ثأثیر چشمگیری بر سنگهای اطراف نگذاشتهاند. افزونبر این، رخنمونهایی از جنس برش آتشفشانی در منطقه دیده شدند. حضور رگههای کالکوپیریت در نزدیکی برخی دایکها و تودههای آذرین درونی گویای کانهزایی در منطقه است. دیدن کربناتهای مس مانند آزوریت و مالاکیت و کانیهای سولفیدی مس مانند پیریت و کالکوپیریت بهویژه در بخشهای جنوبی منطقه شاید شاهدی بر کانهزایی مس در ناحیة سریدون باشد (شکل 2-B). گستردگی فرایندهای دگرسانی در این منطقه بهگونهای است که همة واحدهای سنگی رخدادیافته، با شدتهای متفاوت، دچار دگرسانی شدهاند. در منطقة سریدون دگرسانی پتاسیک نیز رخنمون سطحی ندارد و تنها در گمانههای اکتشافی دیده میشود؛ اما دگرسانیهای فیلیک و آرژیلیک گسترگی بالایی در سطح دارند. افزونبر دگرسانیهای یادشده، دگرسانیهای پروپیلیتیک و سیلیسیشدن از دیگر دگرسانیهای منطقه هستند.
شکل 2. نمونههایی از پدیدههای صحرایی در منطقة کانسار پورفیری سریدون A) نمایی از دایک تزریق شده در منطقة سریدون؛ B) نمایی از حضور کربناتهای مس در منطقة سریدون.
Figure 2. Examples of field phenomena in the Seridune porphyry deposit are A) Field view of injected dyke in the Seridune area; B) Field view of the presence of copper carbonates in the Seridune area.
روش انجام پژوهش
این پژوهش دربرگیرندة بررسیهای میدانی، سنگنگاری و زمینشناسی است. بازدیدهای میدانی دربردارندة شناخت پدیدههای زمینشناسی مانند سنگنگاری، دگرسانی، بررسی ساختارهایِ منطقه و نیز بررسی گمانههای حفاری هستند. برای بررسی زمینشناسی کانسار، 300 نمونه از رخنمونها و مغزههای حفاری برداشت شد. سپس انتخاب نمونه برای تهیه مقطع نازک با توجه به تنوع واحدهای سنگی، دگرسانی و پراکندگی مکانی نمونهها انجام شد. پس از بررسیهای میکروسکوپی، شمار 14 نمونه از گمانههای حفاری که از کمترین میزان دگرسانی را داشتند برای انجام بررسیهای زمینشیمیایی تودههای آذرین درونی سریدون برگزیده شدند و برای شناسایی مقدار اکسیدهای اصلی و عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب به آزمایشگاه شرکت زرآزما فرستاده شدند. در این آزمایشگاه اندازهگیری مقدار عنصرهای اصلی به روش طیفسنجی نشر اتمی- پلاسمای جفتشده القایی با دستگاه ICP-OES مدل 735، ساخت کشور استرالیا با روش ذوب قلیایی[1] انجام شد و عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب به روش طیفسنجی جرمی پلاسمای جفتشده القایی (ICP-MS) با دستگاه HP/Agilent مدل 4500، ساخت کشور آمریکا با روش انحلال چهار اسید[2] شناسایی شدند. نتایج تجزیه شیمیایی 14 نمونة سنگی برگزیده از تودههای آذرین درونی کانسار سریدون در جدول 1 آورده شده است. برای تجزیه و تحلیل دادهها، نرمافزارهای Igpet 2007 و GCDKit 3.2 به کار گرفته شدند.
جدول 1. دادههای بهدستآمده از تجزیه شیمیایی اکسیدهای اصلی (به درصدوزنی)، کمیاب و خاکی کمیاب (به ppm) در تودههای آذرین درونی کانسار سریدون (GRD= گرانودیوریت، QMZ = کوارتزمونزونیت، MZ = مونزونیت).
Table 1. Whole-rock major oxides (wt%) and trace and rare earth element (ppm) analyses of the Seridune deposit intrusive bodies (GRD= Granodiorite, QMZ= Quartz monzonite, MZ= Monzonite).
Sample No. |
SE-1 |
SE-2 |
SE-3 |
SE-4 |
SE-5 |
SE-6 |
SE-7 |
SE-8 |
SE-9 |
SE-10 |
Rock type |
QMZ |
QMZ |
QMZ |
MZ |
QMZ |
QMZ |
MZ |
QMZ |
GRD |
QMZ |
Group |
Other intrusive bodies |
Seridune porphyry intrusive body |
||||||||
SiO2 |
58.9 |
61.4 |
58.2 |
55.4 |
59.9 |
57.1 |
54.3 |
61.4 |
62.1 |
60.6 |
TiO2 |
0.47 |
0.43 |
0.44 |
0.57 |
0.43 |
0.49 |
0.61 |
0.34 |
0.36 |
0.43 |
Al2O3 |
16.1 |
17.5 |
16.1 |
16.8 |
16.7 |
16.1 |
16.5 |
15.1 |
14.5 |
14.7 |
Fe2O3 |
4.3 |
2.5 |
3.6 |
3.9 |
2.6 |
2.1 |
3.7 |
1.5 |
2.6 |
1.9 |
MnO |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
0.01 |
0.07 |
0.02 |
MgO |
1.3 |
1.3 |
1.4 |
1.9 |
1.3 |
1.6 |
2.5 |
0.9 |
0.9 |
1.3 |
CaO |
4.7 |
4.4 |
5.2 |
5.2 |
4.9 |
5.0 |
5.3 |
3.8 |
4.0 |
4.0 |
Na2O |
5.0 |
5.5 |
4.8 |
5.3 |
5.3 |
5.6 |
5.1 |
5.0 |
3.9 |
4.1 |
K2O |
2.1 |
2.3 |
2.3 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
2.4 |
3.2 |
2.6 |
3.9 |
P2O5 |
0.25 |
0.17 |
0.22 |
0.27 |
0.14 |
0.19 |
0.31 |
0.16 |
0.11 |
0.12 |
LOI |
4.3 |
2.8 |
3.9 |
4.2 |
3.7 |
5.1 |
5.5 |
4.8 |
4 |
3.4 |
Li |
10 |
10 |
10 |
13 |
11 |
11 |
14 |
7 |
6 |
5 |
Be |
1.6 |
1.4 |
1.4 |
1.3 |
1.4 |
1.3 |
1.4 |
1.1 |
1.3 |
1.1 |
Sc |
7.1 |
6.2 |
6.5 |
7.6 |
6.2 |
6.7 |
8.6 |
4.8 |
4.9 |
5.3 |
V |
98 |
72 |
83 |
113 |
84 |
101 |
123 |
58 |
64 |
63 |
Cr |
16 |
12 |
13 |
25 |
15 |
20 |
27 |
11 |
19 |
12 |
Co |
7 |
6 |
11 |
10 |
7 |
7 |
10 |
5 |
7 |
3 |
Ni |
9 |
7 |
9 |
13 |
12 |
12 |
18 |
7 |
7 |
7 |
Cu |
188 |
212 |
456 |
2124 |
486 |
2708 |
1009 |
2944 |
2125 |
2929 |
Zn |
41 |
30 |
39 |
32 |
34 |
35 |
32 |
24 |
30 |
24 |
As |
13 |
11.4 |
9.5 |
10.4 |
7.5 |
4.9 |
8.8 |
9.9 |
4.4 |
6.5 |
Rb |
49 |
47 |
51 |
63 |
47 |
63 |
68 |
52 |
50 |
66 |
Sr |
879 |
843 |
916 |
950 |
894 |
846 |
876 |
654 |
662 |
681 |
Y |
6.7 |
5.6 |
6.6 |
6.4 |
5 |
5.1 |
6.5 |
4.4 |
4.7 |
4.5 |
Nb |
5.6 |
4 |
5.1 |
5.2 |
4.7 |
4.3 |
5.3 |
3.8 |
4.2 |
5 |
Mo |
2.1 |
67 |
54 |
10 |
17 |
697 |
150 |
66 |
7 |
3 |
Ag |
0.2 |
<0.1 |
0.4 |
0.4 |
2.1 |
0.8 |
0.4 |
0.7 |
0.4 |
0.2 |
Cd |
0.1 |
<0.1 |
0.4 |
<0.1 |
<0.1 |
0.2 |
0.4 |
<0.1 |
0.4 |
<0.1 |
In |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
Sn |
1.9 |
1.3 |
1.7 |
1.7 |
1.4 |
1.8 |
2.1 |
1.6 |
1.6 |
2.6 |
Sb |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
Cs |
3 |
1.5 |
2.2 |
2.3 |
1.1 |
1.9 |
2.8 |
2 |
3.2 |
1.9 |
Ba |
599 |
561 |
606 |
398 |
616 |
392 |
425 |
523 |
514 |
434 |
La |
21 |
22 |
23 |
26 |
19 |
20 |
23 |
17 |
14 |
15 |
Ce |
33 |
37 |
40 |
44 |
32 |
33 |
39 |
26 |
19 |
23 |
Pr |
4.1 |
4.4 |
4.6 |
5.1 |
4.0 |
4.4 |
5.0 |
3.6 |
2.9 |
3.3 |
Nd |
15.5 |
16.1 |
17.8 |
18.5 |
14.9 |
16.6 |
18.9 |
13.2 |
10.7 |
12.5 |
Sm |
2.6 |
2.6 |
2.9 |
3.0 |
2.3 |
2.7 |
3.2 |
1.9 |
1.7 |
2.0 |
Eu |
0.7 |
0.6 |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
Gd |
2.4 |
2.3 |
2.5 |
2.6 |
2.1 |
2.3 |
2.6 |
1.9 |
1.7 |
1.8 |
Tb |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
0.3 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
Dy |
1.5 |
1.3 |
1.6 |
1.5 |
1.3 |
1.4 |
1.8 |
1.2 |
1.1 |
1.2 |
Er |
0.5 |
0.4 |
0.5 |
0.5 |
0.3 |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
Tm |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Yb |
0.4 |
0.4 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
Lu |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Hf |
1.5 |
1.5 |
1.6 |
1.4 |
1.5 |
1.4 |
1.4 |
1.5 |
1.4 |
1.5 |
Ta |
0.4 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.3 |
<0.1 |
0.2 |
Tl |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.2 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
0.4 |
W |
3.8 |
1.8 |
2.3 |
6.3 |
1.9 |
7.5 |
4.8 |
5.4 |
2.9 |
3.2 |
Bi |
0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
0.1 |
<0.1 |
0.8 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
Th |
4.3 |
4.3 |
3.9 |
4.5 |
4.1 |
3.8 |
4.3 |
4.1 |
3.3 |
3.9 |
U |
0.9 |
1 |
0.9 |
1 |
0.9 |
1 |
1.1 |
0.9 |
1.1 |
0.5 |
جدول 1. ادامه.
Table 1. Continued.
Sample No. |
SE-11 |
SE-12 |
SE-13 |
SE-14 |
Rock type |
GRD |
GRD |
GRD |
GRD |
Group |
Seridune porphyry intrusive body |
Other intrusive bodies |
||
SiO2 |
62.7 |
62.7 |
59.2 |
58.5 |
TiO2 |
0.41 |
0.35 |
0.43 |
0.52 |
Al2O3 |
15.4 |
15.2 |
14.4 |
15.9 |
Fe2O3 |
2.0 |
2.2 |
2.5 |
3.8 |
MnO |
0.04 |
0.02 |
0.08 |
0.02 |
MgO |
1.4 |
1.2 |
1.9 |
1.6 |
CaO |
3.2 |
3.5 |
4.2 |
5.0 |
Na2O |
4.2 |
4.7 |
4.5 |
4.3 |
K2O |
2.3 |
2.3 |
1.9 |
1.6 |
P2O5 |
0.13 |
0.12 |
0.17 |
0.18 |
LOI |
4.4 |
2.9 |
4.8 |
4.7 |
Li |
9 |
8 |
10 |
9 |
Be |
1.4 |
1.2 |
1.3 |
1.2 |
Sc |
5.8 |
4.9 |
6.4 |
7 |
V |
64 |
57 |
75 |
95 |
Cr |
14 |
16 |
29 |
13 |
Co |
5 |
7 |
5 |
9 |
Ni |
7 |
5 |
11 |
7 |
Cu |
2085 |
3531 |
3120 |
1802 |
Zn |
53 |
35 |
141 |
30 |
As |
9.6 |
6.8 |
5.7 |
7 |
Rb |
57 |
43 |
47 |
45 |
Sr |
553 |
661 |
753 |
857 |
Y |
5.2 |
4.5 |
5.2 |
5.4 |
Nb |
4.2 |
3.5 |
4.1 |
4.1 |
Mo |
13 |
45 |
56 |
4 |
Ag |
0.9 |
0.4 |
0.4 |
0.2 |
Cd |
0.3 |
<0.1 |
0.1 |
0.2 |
In |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
Sn |
4.3 |
1.2 |
1.4 |
1.4 |
Sb |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
<0.5 |
Cs |
2.2 |
0.6 |
0.8 |
3.9 |
Ba |
508 |
431 |
495 |
412 |
La |
27 |
14 |
19 |
15 |
Ce |
41 |
21 |
28 |
25 |
Pr |
4.5 |
3.0 |
3.8 |
3.5 |
Nd |
15.7 |
11.4 |
14 |
13.7 |
Sm |
2.3 |
1.7 |
2.4 |
2.3 |
Eu |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
0.6 |
Gd |
2.2 |
1.7 |
2.1 |
2.1 |
Tb |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
Dy |
1.3 |
1.1 |
1.3 |
1.4 |
Er |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
0.4 |
Tm |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Yb |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
0.4 |
Lu |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
Hf |
1.5 |
1.5 |
1.4 |
1.5 |
Ta |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
<0.1 |
Tl |
0.5 |
0.2 |
0.3 |
0.3 |
W |
8.1 |
4.1 |
5.7 |
2 |
Bi |
0.2 |
<0.1 |
<0.1 |
<0.1 |
Th |
5.2 |
3.5 |
3.2 |
2.3 |
U |
0.9 |
0.8 |
1 |
0.7 |
سنگنگاری
بر پایة بررسیهای سنگنگاریِ نمونههای گمانههای حفاری، تودههای آذرین درونی مختلف منطقه بازة ترکیبی گرانودیوریت تا کوارتزمونزونیت و مونزونیت دارند. در این میان، تودة آذرین درونی سریدون پورفیری که همان تودة مسئول کانهزایی در منطقه است ترکیب گرانودیوریت پورفیری تا کوارتزمونزونیت پورفیری دارد. این تودة آذرین درونی دربردارندة کانیهای فنوکریست و میکروفنوکریست دربردارندة پلاژیوکلاز، پتاسیمفلدسپار، کوارتز، بیوتیت و آمفیبول، کانیهای فرعی کدر، آپاتیت و زیرکن است.کانیهای ثانویه پتاسیمفلدسپار ثانویه، بیوتیت ثانویه، کلریت، انیدریت، سریسیت و مقداری رس حاصل کارکرد سیالهای گرمابی در این سنگها دیده میشوند. در این سنگها بلورهای کوارتز (10-25 درصدحجمی، بیشینة اندازة 1 میلیمتر)، پلاژیوکلاز (40-50 درصدحجمی، بیشینة اندازة 5 میلیمتر)، پتاسیمفلدسپار (15-20 درصدحجمی، بیشینة اندازة 1 میلیمتر)، بیوتیت (10-20 درصدحجمی، بیشینة اندازة 5.5 میلیمتر) و آمفیبول (5-15درصدحجمی، اندازة 5/2 میلیمتر) از سنگ را دربر گرفتهاند. بافت شاخص در این سنگها پورفیریتیک با زمینة میکروگرانولار است (شکل 3-A). درشتبلورها در زمینهای ریزبلور متشکل از پتاسیمفلدسپار، پلاژیوکلاز جای گرفتهاند. از دیگر بافتهای متداول در این سنگها میتوان گلومروپورفیریتیک و غربالی را نام برد. برخی درشت بلورهای کوارتز خوردگی خلیجی دارند که میتواند بهعلت تغییر شرایط ترمودینامیکی و فشار بخار آب در زمان تبلور باشد (Chen and Zhang, 2008).
افزونبر تودة آذرین درونی سریدون پورفیری، تودههای آذرین درونی دیگری با ترکیب سنگنگاری گرانودیوریت، کوارتز مونزونیت، مونزونیت در کانسار سریدون دیده میشود. کانیهای فنوکریست و میکروفنوکریست در این سنگها دربردارندة بلورهای پلاژیوکلاز و پتاسیمفلدسپار، بیوتیت و آمفیبول هستند. کانیهای تیره، زیرکن، آپاتیت و تیتانیت کانیهای فرعی در این واحدهای سنگی هستند. انیدریت، اپیدوت، کلسیت، کلریت، بیوتیت ثانویه و رس از کانیهای ثانویه موجود در این سنگها هستند (شکلهای 3-B و C). در این سنگها بلورهای کوارتز (3-25 درصدحجمی، بیشینة اندازة 5/1 میلیمتر)، پلاژیوکلاز (25-40 درصدحجمی، بیشینة اندازة 5/4 میلیمتر)، پتاسیمفلدسپار (12- 38 درصدحجمی، بیشینة اندازة 1 میلیمتر)، بیوتیت (10-20 درصدحجمی، بیشینة اندازة 4 میلیمتر) و آمفیبول (5-10 درصدحجمی، بیشینة اندازة 2 میلیمتر) از سنگ را دربر گرفتهاند. این سنگها با بافت پورفیریتیک با زمینة میکروکریستالین و میکرولیتی شناخته میشوند. درشتبلورها در زمینهای ریزبلور از پتاسیمفلدسپار، پلاژیوکلاز جای گرفتهاند. بافتهای غربالی در بلورهای پلاژیوکلاز و پرتیت در بلورهای پتاسیمفلدسپار از بافتهای متداول در این سنگها بهشمار میروند (شکل 3-D).
در نمونههای بررسیشده بلورهای بیوتیت و آمفیبولهای ماگمایی نخستین با بلورهای بیوتیت ثانویه و کدر جایگزین شدهاند. شدت دگرسانی در بلورهای آمفیبول تا اندازهای است که کانی اولیه را نمیتوان شناسایی کرد و تنها قالب آنها بهجای مانده است. در برخی از موارد این کانیها نیز توسط کلریت جایگزین شدهاند (شکل 3-E). در این سنگها رگههایی از کوارتز نیز دیده میشود (شکل 3-F).
|
شکل 3. تصویرهای سنگنگاری تودههای آذرین درونی کانسار سریدون A) بلورهای بیوتیت سنگهای گرانودیوریت سریدون پورفیری در کناره اپاسیته شدهاند (XPL)؛ B) بلورهای پلاژیوکلاز در سنگهای کوارتزمونزونیت به سریسیت دگرسان شدهاند (XPL)؛ C) دگرسانی پتاسیک توسعه بیوتیت ثانویه در سنگهای مونزونیت را بهدنبال داشته است (XPL)؛ D) میانبارهایی در بلورهای پلاژیوکلاز به ساختهشدن بافت غربالی سنگهای مونزونیتی انجامیده است (XPL)؛ (E) بلورهای بیوتیت ثانویه در سنگهای گرانودیویریت سریدون پورفیری با کلریت جایگزین شدهاند (PPL)؛ (F) رگههایی از کوارتز در سنگهای گرانودیوریت سریدون پورفیری (XPL).
Figure 3. Petrography images of the Seridune porphyry deposit intrusive bodies: A) Biotite crystals are opacified at the margin in granodiorite Seridune porphyry rocks (XPL); B) Plagioclase crystals have altered to sericite in quartz monzonite rocks (XPL); C) Potassic alteration has led to the development of secondary biotite in monzonite rock (XPL); D) The presence of inclusions in plagioclase crystals has led to the formation of a sieve texture in monzonitic rocks(XPL); E) Secondary biotite crystals are replaced by chlorite in granodiorite Seridune porphyry rocks (PPL); F) The presence of veins of quartz is evident in granodiorite Seridune porphyry rocks(XPL).
زمینشیمی
با توجه به کانهزایی در منطقة سریدون، در آغاز بحث زمینشیمی تلاش شد وضعیت دگرسانی نمونهها روشن شود تا از مورد اعتمادبودن تجزیههای شیمیایی اطمینان حاصل شود. دادههای بهدستآمده از تجزیههای شیمیایی نشان میدهند بیشینة میزان LOI نمونهها 5/5 درصدوزنی است. هرچند این میزان LOI کمی بالاست؛ اما نمودار شکل 4-A نشان میدهد همة نمونههای منطقة سریدون در گسترة نادگرسان جای میگیرند. نمونههای تجزیهشده، همگی از مغزههای پهنة پتاسیک برگزیده شدهاند و از آنجاییکه در دگرسانی پتاسیک، میزان افزودگی-کاهیدگی کمترین اندازه است، میتوان گفت کاربرد ترکیب شیمیایی نمونهها برای تفسیرهای زمینشیمیایی و سنگزایی کاربرد دارد؛ هر چند در تفسیر نمودارها بیشتر به نمونههای با LOI کمتر توجه شده است.
نامگذاری تودههای آذرین درونی کانسار سریدون در نمودار اکسیدهای اصلی SiO2 در برابر K2O + Na2O انجام شد. در این نمودار، تودة آذرین درونی سریدون پورفیری در گسترة گرانودیوریت، کوارتزمونزونیت و تودههای آذرین درونی دیگر در منطقة سریدون در گسترههای گرانودیوریت، کوارتز مونزونیت و مونزونیت جای میگیرند (شکل 4-B). با توجه به نمودار SiO2 در برابر K2O، ماگمای سازندة تودههای آذرین درونی کانسار سریدون سرشت کالکآلکالن تا کالکآلکالن با پتاسیم بالا بوده است (شکل 4-C) که این ویژگیها با گروه گرانودیوریتهای با بافت پورفیری K-فلدسپار (KCG) که باربارین (Barbarin, 1999) توصیف کرده است، سازگار است. گرانیتوییدهای کالکآلکالن با پتاسیم بالا شاخص فرایندهای پهنة فرورانش هستند (Pitcher, 1987; Barbarin, 1999; Bergemann et al., 2014). برای شناسایی درجة غنیشدگی آلومین در نمونههای منطقة سریدون، نمودار A/CNK در برابر A/NK بهکار برده شد (شکل 5-A). بر پایة نمودار رسمشده تودة آذرین درونی سریدون پورفیری سرشت متاآلومینوس با گرایش محدود به پرآلومینوس دارد و دیگر تودههای آذرین درونی در منطقة سریدون سرشت متاآلومینوس دارند.
شکل 4. نمودارهای ردهبندی زمینشیمیایی و سریهای ماگمایی تودههای آذرین درونی کانسار مس پورفیری سریدون A) نمودار 100*(K2O/K2O+Na2O) در برابر K2O+Na2O ((Hughes, 1972؛ B) نمودار SiO2 در برابر K2O+Na2O (Middlemost, 1994)؛ C) نمودار SiO2 در برابر K2O (برگرفته از Rickwood (1989)).
Figure 4. Geochemical classification and magmatic series diagrams for intrusive bodies in the Seridune porphyry copper deposit A) 100*(K2O/ K2O +Na2O) versus K2O+Na2O (Hughes, 1972); B) The SiO2 versus Na2O+K2O (Middlemost, 1994); C) The SiO2 versus K2O (After Rickwood, 1989).
همبستگی میان دو اکسید اصلی SiO2 و P2O5 نقش مهمی در شناسایی نوع ماگمای اصلی دارد (Qi et al., 2023). بر پایة نمودار نسبت SiO2 در برابر P2O5 (شکل 5-B) نمونههای منطقة سریدون روند کاهشی را نشان میدهند و این نشاندهندة گروه I این نمونههاست (Chappell and White, 1992; Wolf and Wyllie, 1994; Chappell, 1999; Wu et al., 2003; Qi et al., 2023). از دیدگاه زمینشیمیایی نیز تودههای آذرین درونی منطقة سریدون با سرشت متاآلومینوس تا گرایش محدود پرآلومینوس نشاندهندة گرانیتهای نوع I هستند (Chappell, 1999; Li et al., 2024). از دیدگاه سنگنگاری، نبود کانیهای شاخص سرشار از آلومینیم (مانند: مسکوویت اولیه، گارنت و کردیریت) در تودة آذرین درونی منطقة سریدون نشان میدهد هیچکدام از آنها ویژگیهای گرانیتهای گروه S را نشان نمیدهند. حضور هورنبلند و بیوتیت در سنگهای منطقة سریدون شواهد سنگشناسی قانعکنندهای برای اثبات گروه I بودن آنها ارائه میکند (Miller, 1985; Clemens et al., 2011; Chappell and White, 2001; Qi et al., 2023).
شکل 5. ترکیب تودههای آذرین درونی کانسار مس پورفیری سریدون در A) نمودار A/CNK در برابر A/NK (Shand, 1943)؛ B) نمودار SiO2 در برابر P2O5 (برگرفته از Chappell (1999)).
Figure 5. Composition of intrusive bodies in the Seridune porphyry copper deposit on A) A/CNK versus A/NK diagram (Shand, 1943); B) SiO2 versus P2O5 diagram (After Chappell, 1999).
رفتار عنصرهای کمیاب در سیستمهای ماگمایی میتواند اطلاعات بسیار ارزشمندی دربارة خاستگاه سنگها و فرایندهایی که در طول تکامل سپری کردهاند ارائه دهد (Belousova et al., 2010; Béguelin et al., 2019; Rollinson, 2021). نمودارهای بهنجارشدة REE گویای درجة جدایش هستند و بینشی دربارة غنیشدگی یا تهیشدگی سنگهای منطقة سریدون در مقایسه با استانداردهایی مانند ترکیب کندریت، مورب و گوشتة اولیه و غیره ارائه میدهند (Sun and Mc Donough, 1989; Barrat et al., 2012; Bedard, 2014; Abbasov, 2023). تغییرات عنصرهای خاکی کمیاب نمونههای آذرین درونی منطقة سریدون در نمودار بهنجارشده به ترکیب کندریت (Sun and Mc Donough, 1989) در شکل 6-A نشان شده است. الگوی همانند و یکنواخت تغییرات عنصرهای خاکی کمیاب در سنگهای منطقة سریدون نشاندهندة ساز و کار پیدایش و خاستگاه همانند آنهاست. در این نمودار غنیشدگی آشکار در عنصرهای خاکی کمیاب سبک (LREE) در مقایسه با عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREE) دیده میشود که این غنیشدگی در عنصرهای LREE بهمعنای کارکرد تبلوربخشی در نمونههای منطقة سریدون است (Rollinson et al., 2021). این الگو همانند الگوی فرورانش در کرانة فعال قاره است. در نمودار رسمشده نمونههای منطقة سریدون آنومالی قابل چشمپوشی Eu و آنومالی منفی عنصرهای Er و Yb و آنومالی مثبت Tm به روشنی دیده میشود. غنیشدگی عنصر Tm نمونههای منطقة سریدون میتواند نشاندهندة تغییر در نوسان Tm در شرایط اکسایش باشد (Tanaka et al., 1979). تهیشدگی در عنصرهای Y و Yb به تبلوربخشی هورنبلند، آپاتیت، ایلمنیت و/یا گارنت در طول تکامل ماگما پیوند داده میشود (Guo et al. 2009) که این مسئله با مطالعات سنگشناسی انجامشده در تودههای آذرین درونی سریدون و بهطور ویژه حضور کانیهای هورنبلند و آپاتیت در نمونهها همخوانی دارد. هائو و همکاران (Hao et al., 2024) نیز کاهش میزان Y در نمونههای با کانهزایی مس را به جدایش طولانی مدت ماگما و جدایش هورنبلند در سیستمهای همگرا منتسب میداند. بر پایة الگوهای رسمشده عنصرهای کمیاب بهنجارشده به گوشتة اولیه (Sun and Mc Dounogh, 1989؛ شکل 6-B)، تودههای آذرین درونی منطقة سریدون همگی غنیشدگی عنصرهای لیتوفیل بزرگ یون (LILEs؛ بهعنوان نمونه، Ba و Rb)، آنومالی منفی عنصرهای با قدرت میدان بالا (HFSEs؛ برای نمونه Nb، P و Ti) و ناهنجاریهای مثبت Sr دارند که از ویژگیهای گرانیتوییدهای وابسته به کمان آتشفشانی در پهنههای فرورانش بهشمار میروند (Wilson, 1989). با وجود این، آلایش پوستهای هم میتواند این ویژگیها را افزایش دهد (Rollinson, 1993). ناهنجاری منفی Y، Nb و Ta در تودههای گرانیتوییدی نشاندهندة پیدایش ماگما در یک محیط وابسته به فرورانش است (Mohamed and Hassanen, 1997; Li et al., 2019; Zhong et al., 2021a; Zhong et al. 2021b). افزونبر آن، کاهش Nb و Ta میتواند نشاندهندة برخاستن ماگما از پوسته و یا آلودگی شدید با مواد پوستهای باشد (Hao et al., 2023). شاید ناحیة خاستگاه ماگمای سازندة تودة آذرین درونی سریدون پورفیری در یک محیط فرورانشی با مواد پوستهای آلوده شده است (Fitton et al., 1991). غنیشدگی در عنصر بهشدت ناسازگار Rb احتمالاً نشاندهندة جدایش شدید در طول صعود ماگماست (Hao et al., 2023). در کانیهای سنگساز Sr و Ba بیشتر جایگزین بهترتیب کلسیم در پلاژیوکلازها و پتاسیم در پتاسیمفلدسپارها مانند ارتوکلاز میشوند (Norman et al., 2005, Sun et al., 2022). این موضوع نشان میدهد غنیشدگی Sr و Ba شاید به جدایش پلاژیوکلازها و پتاسیمفلدسپارها وابسته باشد. با توجه به بررسیهای سنگنگاری ناهنجاریهای منفی Eu را میتوان نادیده گرفت و میتواند نشاندهندة شرایط اکسایش ماگما هنگام تبلوربخشی باشد؛ اما کاهش چشمگیر Nb، Ti و P در نمونههای منطقة سریدون، میتواند در چارچوب تبلور آمفیبول توجیه شود (Yang et al., 2008; Yang et al., 2005; Ji et al., 2009; Hou et al., 2012).
شکل 6. نمودارهای تغییرات عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب تودههای آذرین درونی کانسار مس پورفیری سریدون A) بهنجارشده به ترکیب کندریت (Sun and Mc Donough,1989)؛ B) بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and Mc Donough,1989).
Figure 6. Trace and rare earth elements spider diagrams of the Seridune porphyry copper deposit intrusive bodies in A) normalized to chondrite (Sun and McDonough, 1989); B) normalized to the primitive mantle composition (Sun and McDonough, 1989).
سنگزایی
تودة آذرین درونی سریدون پورفیری سرشت متاآلومینوس و گرایش محدود به پرآلومینوس دارد و تودههای آذرین درونی دیگر در منطقة سریدون سرشت متاآلومینوس نشان میدهند. باور بر این است که در سنگهای با سرشت متاآلومینوس، Al در پیدایش فلدسپارها مصرف میشود و کلسیم اضافی در پیدایش فازهای بلوری کلسیمدار، مانند اوژیت و هورنبلند بهکار میرود (Frost et al. 2001; Okunola et al. 2023). در نمونههای منطقة سریدون با سرشت متاآلومینوس فلدسپار با همراهی هورنبلند متبلور میشود. حضور کانیهای فرومنیزین مانند هورنبلند و بیوتیت، کانیهای فرعی آپاتیت و زیرکن و کانیهای کدر و نبود کانیهای غنی از Al مانند کردیریت، کروندوم و توپاز در این سنگها موید سرشت متاآلومینوس سنگهای منطقة سریدون است و گرایش ضعیف به سرشت پرآلومینوس آنها میتواند به میزان آب در ناحیة ذوب (Waight, et al., 1998) و یا تبلور هورنبلند در هنگام تبلوربخشی (Zen, 1986) بستگی داشته باشد. افزونبر آن، سرشت متاآلومینوس تا گرایش ضعیف به پرآلومینوس این واحدهای سنگی میتواند بازتابی از آلودگی ماگمای مادر با بخشهای میانی تا بالایی پوستة قارهای باشد (Ayoola, 2022).
گرانیتوییدهای کالکآلکالن نوع I با پتاسیم بالا بیشتر در دو محیط زمینساختی پدید میآیند (Tang et al., 2022):
(1) محیطهای کرانة فعال قارهای همانند نوع آندی. در این شرایط گمان میرود تیغة اقیانوسی در حال فرورانش، دچار آبزدایی شده و آب آزادشده گوۀ گوشتهای را دگرنهاد و دچار ذوببخشی کرده است و ماگمای مادر را پدید آورده است؛
(2) محیطهای پس از برخورد همانند کمربند کوهزایی کالدونین. در این شرایط ماگمای مادر از افزایش ستبرایِ پوسته در هنگام برخورد و بهدنبال آن، کاهش فشار پس از برخورد ریشه میگیرد (Roberts and Clemens, 1993; Tang et al., 2022).
ازآنجاییکه نمودارهای پیشنهادی برای محیط زمینساختی احتمالی هستند، نمیتوانند تأیید قاطعی بر یک محیط خاص زمینساختی باشند. غلظت عنصرهای سازندة یک ماگما به غلظت عنصرها در ناحیة خاستگاه، میزان ذوب، فرایندهای تبلوربخشی و تأثیر آلایش پوستهای بستگی دارد. عنصرهای کمیاب نامتحرک در مقایسه با عنصرهای دیگر، سرشت ماگمای اولیه را بهتر آشکار میسازند؛ زیرا در شرایط گرمابی، هوازدگی و بالاتر از درجات دگرگونی میانگین، کمابیش پایدار خواهند بود و غلظتهای کم آنها نیز با روشهای تجزیة کمابیش ساده با دقت بالا اندازهگیری میشوند (Rollinson, 1986). در شناسایی محیط زمینساختی منطقة سریدون نمودار Yb در برابر Ta بهکار برده شد (شکل 7-A). تودة آذرین درونی منطقة سریدون بهخوبی ویژگیهای محیطهای وابسته به کمان آتشفشانی را نشان میدهد.
گرانیتوییدها کمابیش در هر محیط زمینساختی زمینشناسی قارهای یافت میشوند. خاستگاه آنها در شناخت تکامل سنگکره و فرایندهای ژئودینامیکی که در طول تاریخ زمین روی میدهند بسیار مهم است.گرانیتوییدها با حجم چشمگیری در مناطقی که پوستة قارهای بهعلت رژیم زمینساختی همگرا ضخیم شده است، چه در زمان فرورانش و یا برخورد دیده میشوند. ردهبندی ژنتیکی گرانیتوییدها بر پایة میزان مشارکت پوسته، گوشته یا اجزای مختلط درگیر هنگام سنگزایی آنها است (Altherr et al., 2000; Chen et al., 2002, Kaygusuz et al., 2014). ویژگیهای زمینشیمیایی گرانیتوییدها برای شناسایی منبع ماگما اهمیت بسیاری دارد (Sylvester, 1998; Chappell and White, 1992). بر پایة نمودارهای عنکبوتی، تودههای آذرین درونی منطقة سریدون با ترکیب سنگنگاری گرانودیوریت، کوارتزمونزونیت و مونزونیت از عنصرهای LREE و LILE نسبت به HREE و HFSE غنیشدگی نشان میدهند. غنیشدگی از عنصرهای LREE و LILE نسبت به HREE و HFSE با آنومالی منفی Nb، Hf، Zr و Ti بههمراه کانیهای آبداری مانند بیوتیت و آمفیبول نشاندهندة ماگماهای فورانیافته در محیط فرورانشی و ماگماتیسم وابسته به کمان است (Wilson, 1989; Ringwood, 1990; Xiaoming et al., 2007). تهیشدگی از عنصرهای HFSE اگرچه شاید تا اندازهای پیامد آغشتگی ماگما با مواد پوستهای تهی از این عنصرها در هنگام صعود و جایگزینی آن در پهنههای فرورانش و پس از آن باشد، اما بسیاری از پژوهشگران (Ionov and Hofman, 1995; Ayers, 1997; Stalder et al., 1998)، نامحلولبودن این عنصرها در فاز سیال آبگین دگرنهادکنندة گوشته و بهجای ماندن آنها در فازهای پسمانده دیرگداز درون تیغة اقیانوسی فرورونده (مانند روتیل، ایلمنیت، آمفیبول تیتانیمدار، اسفن، آپاتیت و زیرکن) را عامل اصلی این امر میدانند. تحرک و حلالیت بالای عنصرهای LILE در این سیالها و انتقال آنها از تیغة اقیانوسی فرورونده به درون گوۀ گوشتهای محل خاستگاه ماگما و همچنین، نامحلول و نامتحرکبودن عنصرهای HFSE در این رخداد، نقش مهمی در پراکندگی این عنصرها در سنگهای ماگمایی پهنههای کمانی دارد. آنومالی منفی عنصر Nb که ویژگی سنگهای قارهای است میتواند نشاندهندة مشارکت پوستة قارهای در فرایندهای ماگمایی باشد (Rollinson, 1993). ماکادو و همکاران (Machado et al., 2005)، تهیشدگی Nb در قیاس با عنصرهای LILE را پیامد دو فرایندِ (1) افزودهشدن یک سیال سرشار از عنصرهای LILE و تهی از Nb به گوۀ گوشتهای و یا (2) تمرکز ترجیحی Nb در آمفیبول نسبت به دیگر فازها میدانند. با در نظر گرفتن فرورانش صفحة اقیانوسی نئوتتیس به زیر صفحة ایران مرکزی، این مسئله نشان میدهد تودههای آذرین درونی منطقة سریدون باید در یک شرایط فرورانشی و وابسته به کمان پدید آمده باشند. هنگام فرورانش پوسته اقیانوسی، عنصرهای نامتحرک مانند Nb و Ti در صفحة فرورونده بهجای ماندهاند؛ اما عنصرهای متحرک Rb، K، Ba و Sr را فاز سیلیکاتی و یا سیال آبی از صفحة فرورونده جدا کرده و گوشتة سنگکرهای را از این عنصرهای متحرک غنی کرده است. ازاینرو، نمونهها ویژگیهای وابسته به کمانبودن مانند ناهنجاری منفی شدید Nb را نشان میدهند. همچنین، آلودگی ماگما با پوستة قارهای هنگام صعود گدازه نیز به تقویت ویژگیهای وابسته به کمانبودن این ماگماها کمک کرده است. این ویژگیها در ماگماهای آلایشیافته با پوسته و همچنین، ماگماهای با خاستگاه پوستهای و ماگماهای برخاسته از گوشتة سنگکرهای دگرنهادشده (توسط فرایندهای فرورانش پیشین) نیز دیده شده است (Turner et al., 1996; Pearce, 2008). گرانیتهای گروه I کانیهای اصلی هورنبلند و اسفن را دارند. ذوببخشی گوۀ گوشتهای و در پی آن سنگهای آذرین پوستهای ژرف در پهنههای فرورانش و کرانههای فعال قارهای موجب پیدایش این نوع از گرانیتها میشود (Chappell and White, 2001). در حقیقت در کمربندهای کوهزایی این نوع گرانیتها در پی برهمکنش ماگماهای مادر با پوستة قارهای از راه فرایندهای آمیزش ماگمایی و یا آلایش و هضم با تبلوربخشی (AFC) پدید میآیند (Dilek et al., 2009). همچنین، اجزای پوسته سرشار از Th (5/3 بخش در میلیون) هستند (Taylor and McLennan, 1985). مقدار Th بالا (5/3- 2/5 بخش در میلیون)، مگر در سه نمونه، در نمونههای منطقة سریدون نیز میتواند گویای اثرات آلودگی پوسته باشد (Kaygusuz et al., 2014). بر پایة نمودار SiO2 در برابر Th/La (شکل 7-B) کارکرد فرایندهای پدیدآورنده مانند آلایش و هضم با تبلوربخشی ناشی از واکنش با پوستة قارهای محتمل است. ازآنجاییکه سنگکرة قارهای میتواند منبع بزرگی برای عنصرهای ناسازگار LILE باشد (Brooks et al., 1976; Carlson, 1984)، آلایش پوستهای نیز با افزایش میزان عنصرهای ناسازگار (مانند: Ba, K و Rb) و کاهش Y ، Ti ،Zr و Nb همراه خواهد بود. بهکارگیری نمودار Th/Yb در برابر Nb/Yb برای بررسی آلایش پوستهای کارامد است ( Pearce and Peat, 1995). در این نمودار آرایة گوشتهای با میانگین دادههای N-MORB, E-MORB, OIB آشکار میشود. ماگماهای با مؤلفه فرورانش بهسوی مقدار بالای نسبت Th/Yb و بیرون آرایه گوشتهای جای میگیرند. نمونههای سریدون نیز در نمودار رسمشده در گستره بیرون از آرایه گوشتهای و در راستای مقادیر بالای نسبت Th/Nb جای دارند (شکل 7-C). این روند زمینشیمیایی در تودههای آذرین درونی سریدون بهخوبی گویای ویژگیهای ماگماهای وابسته به کمان و ثأثیر غنیشدگی با پوستة قارهای است (Pearce et al., 1984). مقدار بالای Th/Nb نیز نشاندهندة مشارکت بیشتر پوسته در ناحیة ذوب نسبت به محلولهای برآمده از تیغة اقیانوسی فرورونده است.
چندین الگو برای خاستگاه گرانیتوییدها پیشنهاد شده است: تبلوربخشی از ماگمای برخاسته از گوشته (Chappell and White, 1974)، میگماتیزاسیون ماگمایی (Jahn et al., 2000)، ذوببخشی سنگهای پوسته (Wu et al. 2000; Koepke et al., 2004) و خاستگاهگرفتن از یک نقطة داغ[3] در پوستة ژرف (Annen et al. 2006; Solano et al. 2012). در این میان، به نظریة تبلوربخشی از ماگمای برخاسته از گوشته و نیز نظریة ذوببخشی سنگهای پوسته، برای پیدایش سنگهای فلسیک پدیدآمده در پهنههای وابسته به فرورانش و کمان کرانه فعال قارهای توجه ویژهای شده است. در کمان کرانة فعال قارهای، ماگمای برخاسته از پوستة اقیانوسی فرورونده ترکیب حد واسط دارد؛ اما ماگمای جداشده از گوۀ گوشتهاى ترکیب بازی دارد (Defant and Durmmond, 1990; Peacock et al., 1994). ماگمای بازالتی برخاسته از گوشته به پوستة قارهای سرد در بالای پهنه فرورانش، مرز میان پوسته و گوشته نفوذ کرده است. در مرحله بعد این ماگمای مافیک باعث ذوب سنگهاى پوستة زیرین مى شود (Bacon and Druitt 1988; Grove and Donnelly-Nolan, 1986). آمیزش ماگمای بازیک با ماگمای حاصل از ذوب سنگهای پوستهای در این ناحیه رخ میدهد. سپس ماگمای پدیدآمده تحتثأثیر فرایند تبلور بخشى دامنة گستردهای از سنگهای گرانیتوییدى را پدید خواهد آورد.
شکل 7. نمودارهای محیط تکتونو-ماگمایی و شناسایی آلودگی پوسته تودههای آذرین درونی کانسار مس پورفیری سریدون A) Yb در برابر Ta (Pearce et al., 1984)؛ B) نمودار SiO2 در برابر Th/Nb برای شناسایی آلودگی پوسته (Chang et al., 2020)؛ C) نمودار Th/Yb در برابر Nb/Yb (Pearce and Peat, 1995) (SYN-COLG: گرانیت همزمان با برخورد؛ WPG: گرانیت درونصفحهای؛ ORG: گرانیت کافت میاناقیانوسی؛ VAG: گرانیت کمان آتشفشانی).
Figure 7. The tectono-magmatic diagrams of the Seridune porphyry copper deposit intrusive bodies in: A) Yb vs Ta (Pearce et al., 1984); B) SiO2 versus Th/Nb diagram (Chang et al., 2020) in order to determining crustal contamination; C) Th/Yb vs Nb/Yb (Pearce and Peat, 1995) (SYN-COLG: Syn Collision Granite; WPG: Within Plate Granite; ORG: Oceanic Ridge Granite; VAG: Volcanic Arc Granite).
شاید ماگماى بازالتى برخاسته از گوۀ گوشتهاى دگرنهاده (توسط سیالهای جداشده از پوسته اقیانوسی فرورونده) در مرز میان پوسته و گوشته گرمای لازم براى ذوب سنگهاى پوستة زیرین را فراهم کند. در مرحلة بعد، ماگمای پدیدآمده هنگام صعود شاید دچار فرایند آلایش شود و سنگهای فلسیک گرانیتوییدی را بسازد (Guffanti et al., 1996). ازاینرو، در این شرایط نیز ماگمای بازالتی ریشهگرفته از گوشته دگرنهاده در پوستة زیرین انباشته شده است و ذوب چنین خاستگاهی میتواند ماگماهایی با ویژگیهای ماگماهای پهنههای فرورانشی را پدید بیاورد (Richards and Kerrich, 2007; Richards, 2009). محیط زمینساختی پیدایش تودههای آذرین درونی کانسار سریدون نشان از یک محیط وابسته به کمان آتشفشان در کرانهی فعال قارهای دارد و گمان میرود در پیوند با فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس به زیر ایران مرکزی در زمان ترشیری باشد. شاید در ناحیة سریدون ماگمای بازیک پدیدآمده در پی ذوب گوۀ گوشتهای دگرنهاده در پهنه فرورانش در پی صعود، به بخشهایی قاعدهای پوستة زیرین نفوذ کرده و در این بخش انباشته شده است. با توجه غنیشدگی نمونههای منطقة سریدون در عنصرهای ناسازگار K، Th، Rb، La، Ce و Nd، و آنومالی منفی Ti، P، Nb و Eu، تودههای آذرین درونی سریدون با گدازههای برخاسته از پوستة زیرین سازگار است (Searle and Fryer 1986; Harris et al. 1986; Chappell and White 1992). چهبسا در منطقة سریدون ماگمای بازیک برخاسته از گوشته باعث ذوببخشی سنگهای متابازیک پوستة زیرین شده است و این امر شرایط گسترش ماگمای فلسیک در این منطقه را فراهم کرده است. پس تودههای آذرین درونی سریدون در یک محیط وابسته به فرورانش و در پی ذوببخشی پوستة زیرین پدید آمدهاند. در پایان، ماگمای حاصل از ذوب بخشهای زیرین پوسته با صعود به بخشهای کمژرفاتر، تحتثأثیر آلایش با پوستة بالایی قرار گرفته است.
برداشت
کانسار سریدون پورفیری دربردارندة تودههای آذرین درونی با دامنه ترکیبی گرانودیوریت، کوارتز مونزونیت و مونزونیت است. تودة سریدون پورفیری که مسئول کانهزایی در منطقه است ترکیب گرانودیوریت و کوارتز مونزونیت دارد. با توجه به بررسیهای کانیشناسی، سنگنگاری و زمینشیمیایی ماگمای سازندة تودههای آذرین درونی کانسار سریدون سرشت کالکآلکالن تا کالکآلکالن با پتاسیم بالا دارند. سنگهای پورفیری سریدون از نوع گرانیتوییدهای گروه I و از نظر درجة اشباعشدگی از آلومینیم، سرشت متاآلومینوس هستند و گرایش محدودی به پرآلومینوس دارند. تودههای آذرین درونی دیگر در منطقة سریدون سرشت متاآلومینوس نشان میدهند. گمان میرود محیط زمینساختی کانسار سریدون گویای محیط وابسته به کمان در کرانة فعال قارهای باشد که با توجه به پیشینة زمینشناسی منطقه در مقیاس ناحیهای، زمینساخت منطقه به فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس به زیر خردقارة ایران مرکزی وابسته باشد. پس پیشنهاد میشود ناحیة خاستگاه تودههای آذرین درونی کانسار سریدون، یک محیط وابسته به فرورانش بوده است. در این ناحیه ماگمای بازیک پدیدآمده در پی ذوب گوۀ گوشتهای دگرنهاده در پهنه فرورانش در پی صعود، به بخشهایی قاعدهای پوستة زیرین نفوذ کرده است و در این بخش انباشته شده است. با توجه به سازگاری ماگمای سازندة تودههای آذرین درونی کانسار سریدون با پوستة زیرین شاید ماگمای بازیک ذوببخشی سنگهای متابازیک پوستة زیرین را بهدنبال داشته است. با توجه به عیار کم Y و Yb، سنگهای متابازیک پوستة زیرین چهبسا در حد رخسارة آمفیبولیت بوده است (Martin, 1999). پوستة بالایی در سطوح کمژرفاتر نقش مهمی در آلایش تودههای فلسیک در کانسار سریدون داشته است.
سپاسگزاری
این پژوهش با حمایتهای مالی معاونت پژوهشی دانشگاه شهید باهنر کرمان و شرکت ملی صنایع مس ایران انجام شده است. ازاینرو، نگارندگان نهایت سپاس خود را از سازمانهای مربوطه اعلام میکنند. همچنین، نگارندگان از سردبیر گرامی و همچنین، داوران گرامی مجلة پترولوژی که با راهنماییهای ارزنده خود باعث بهبود کیفیت مقاله شدند سپاسگزاری میکنند.
[1] Lithium Borate Fusion
[2] Four-Acid Digestion method
[3] hotspot