Kuroko-type Pb-Zn sulfide deposit at Chah Gaz region, Sanandaj-Sirjan Zone, Kerman Province

Document Type : Original Article

Authors

1 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Gonabad, Gonabad, Iran

2 Assistant Professor, Department of Geology, Islamic Azad University Shiraz Branch, Shiraz, Iran

10.22108/ijp.2025.146146.1368

Abstract

Introduction
The Chah Gaz Pb-Zn ore deposit is an inactive mineralization located approximately 70 km southwest of Shahr-e Babak in Kerman Province, Iran. It lies within the geologically significant Sanandaj-Sirjan zone, a region renowned for its massive sulfide deposits and thus the focus of extensive previous research (Mousivand et al., 2007; Badrzadeh, 2009; Mousivand, 2011). Numerous consulting engineering companies have studied the Chah Gaz deposit in the past, primarily with an exploratory focus (Sabzehei and Afrooz, 1989; Kavoshgaran Co., 1990; Tehran Padir Co., 1991; Minook Co., 1993; Sabzehei et al., 1993). The most recent scientific research by Mousivand (2011) indicated that, based on a brine pool model, the Chah Gaz deposit closely resembles the siliciclastic felsic type or Bathurst-type deposits, such as those in the Bathurst mining district in Canada and the Iberian Pyrite Belt in Spain and Portugal. The deposit also shows strong geological similarities to volcano-sedimentary volcanogenic Kuroko deposits (Soleimani Alh-Dadi, 2017). Kuroko-type volcanogenic massive sulfide (VMS) deposits are significant submarine hydrothermal mineralizations formed in back-arc basins, associated with bimodal volcanic activity. They are key sources of base metals such as copper and zinc, characterized by low- to medium-temperature hydrothermal fluids and bimodal magmatism. These genetic features are essential for identifying exploration targets and understanding metallogenic processes in extensional tectonic settings (Ohmoto, 1996). 
The principal objectives of this study were to investigate the genesis of the deposit through an integrated approach, including geochemistry, petrography, trace element distribution, and fluid inclusion studies. Additionally, the Chah Gaz deposit is compared to global massive sulfide analogues based on key characteristics such as host rock sequences, mineral paragenesis, and tectono-magmatic setting.
Method
The concentrations of 23 trace elements and 14 rare earth elements were determined in the ore and metamorphic host rocks using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), conducted by ZarAzma Mineral Studies. Six ore samples were analyzed for gold content using Fire Assay and ICP methods. Eleven samples of ore and associated alteration rocks were examined via X-ray Diffraction (XRD) to identify major and minor minerals. Temperature-pressure measurements of fluid inclusions were carried out using a Linkam heating-cooling stage model THMSG600, TMS94, with a temperature range of -196 to +600 °C, equipped with a computer-linked simultaneous imaging system for video and slide recording.
Results and Discussion
Regional Geology
The Chah Gaz Pb-Zn ore deposit is situated southwest of Shahr-e Babak, within the southern Sanandaj-Sirjan structural zone. This area comprises metamorphosed rocks such as slate, schist, metarhyolite, metabasalt, and gneiss. The gneisses are likely metamorphosed Cambrian granites transformed into orthogneisses. These rocks are metamorphosed to the greenschist facies and display diverse structures including boudinage, foliation, and mylonitization. The studied host rocks are mainly weakly to moderately metamorphosed and include semi-gneiss, schist, mineralized mylonite, quartzite, metarhyolite, and metabasalt. The schists exhibit chloritic and sericitic alteration, with chlorite contributing to preferred foliation. Black slates contain mica and quartz minerals with relatively weak foliation. Rhyolites in the area have been tectonically transformed into mylonites, showing secondary mineralization such as sericite and goethite veinlets, identified by XRD due to their fine grain size.
Mineralization
Both hypogene and supergene mineralization are present. Hypogene minerals include sphalerite, galena, pyrite, and chalcopyrite, while supergene minerals comprise covellite, chalcocite, smithsonite, cerussite, malachite, and iron oxides, especially in the oxidized zone. The gangue minerals mainly consist of sericite, quartz, chlorite, feldspar, siderite, ankerite, dolomite, and barite. Pyrite is the most abundant primary sulfide in the hypogene zone, occurring as euhedral, vein, and cataclastic forms, indicating intense deformation and metamorphic processes. Secondary pyrite appears rregular and veinlet-like, with iron oxide inclusions reflecting asynchronous sulfide and oxide phases. Chalcopyrite forms after pyrite as fracture-fillings, while sphalerite is a secondary sulfide enriched in zinc. Covellite is the dominant supergene oxidation mineral, formed by the alteration of chalcopyrite along its fractures. Azurite and malachite are observed in oxidized zones alongside goethite and limonite.
Geochemistry
The highest concentrations of major elements in the host rocks are silica, aluminum, iron, potassium, and magnesium. The elevated Al₂O₃ and LOI values in the host rocks are attributed to clay alteration, resulting from the formation of minerals rich in volatile components such as illite, halloysite, montmorillonite, and other hydrated minerals, consistent with XRD results. The highest average concentrations of minor elements include zinc (5.2 wt%), lead (4.1 wt%), copper (1.9 wt%), sulfur (9.5 wt%), calcium (0.06 wt%), and barium (3.6 wt%), indicating the abundance of sulfide minerals such as galena, sphalerite, chalcopyrite, and barite. The anomalous arsenic content in most ore samples suggests the presence of gold in the area. Fire assay analysis of six sulfide ore samples revealed an average gold content of 8 ppm, exceeding the economic threshold. In contrast, the silver content in the sulfide ore is significantly below the economic grade, with an average concentration of 0.003574 wt%, compared to the economic grade of 0.01 wt%. The absence of silver in this deposit may serve as an important indicator for determining the ore deposit type (Santagulda and Hannington, 1996;  Tajeddin et al., 2019).
Conclusion
The Chah Gaz deposit represents a typical Kuroko-type volcanogenic massive sulfide system formed in a back-arc basin setting, characterized by acidic volcanic host rocks, stratiform to semi-massive sulfide mineralization, and a paragenetic sequence dominated by chalcopyrite, sphalerite, galena, and abundant barite. It contains economically significant lead, zinc, and copper, with gold concentrations reaching up to 8 ppm. The mineralizing fluids exhibit moderate salinities of 10–15 wt% NaCl and are associated with intense sericitic alteration. Unlike previous classifications as Bathurst-type, Chah Gaz differs by its higher gold -to -silver ratio (~1.4), moderate fluid salinity (vs. >25 wt% NaCl in Bathurst), dominance of sulfide minerals over sulfosalts, and a distinctive abundance of barite. These geological, geochemical, and mineralogical features support the reclassification of Chah Gaz as a Kuroko-type massive sulfide deposit.

Keywords

Main Subjects

Full Text

مقدمه

کانسار سرب و روی چاه‏‌گز در استان کرمان در 70 کیلومتری جنوب‌باختری شهرستان شهربابک و در جنوب‌خاوری چاه‏‌گز و در پهنة ساختاری سنندج- سیرجان جای دارد که در زمان صفویان فعال بوده است و سرب استخراجی این منطقه به‌شمار می‌رفته است (Sabzehei and Afrooz, 1989). پهنة ساختاری سنندج- سیرجان و به‏‌ویژه بخش جنوبی آن به‌علت داشتن کانسارهای سولفید توده‏‌ای آتشفشان‌زاد گوناگون اهمیت ویژه‏‌ای دارد؛ به‌گونه‌ای‌که این تیپ کانسارها را افراد بسیار بررسی کرده‌اند؛ مانند کانسار غنی از طلای تیپ کوروکو[1] باریکا (Yarmohammadi et al., 2008)، کانسار مس-روی- نقره تیپ بشی بوانات (Mousivand et al., 2007)، کانسار مس- روی تیپ نوراندا سرگز (Badrzadeh, 2009). شرکت‌های مهندسین مشاور بسیاری در گذشته به بررسی کانسار چاه‏‌گز به‌ویژه از دیدگاه اکتشافی پرداخته‌‏‌اند (Sabzehei and Afrooz, 1989; Kavoshgaran Co., 1990; Tehran Padir Co., 1991; Minook Co., 1993; Sabzehei et al., 1993). بررسی‏‌های آنها نشان داد سیالات مرتبط با توده‏‌های نفوذی جوان به سن سنوزوییک عامل اصلی رخداد کانه‏‌زایی بوده‌اند که به کانه‏‌زایی در راستای گسل‏‌های اصلی در سنگ‏‌های دگرگونی پالئوزوییک بالایی انجامیده‌اند. تازه‌ترین بررسی‏‌های علمی روی کانسار چاه‏‌گز (Mousivand, 2011) نشان داد کانسار چاه‏‌گز بر پایة مدل استخر شورابه‏‌ای بیشترین شباهت را به نهشته‏‌های تیپ سیلیسی کلاستیک فلسیک یا تیپ باتورست کانسارهای معدنی باتورست کانادا، و کمربند پیریتی ایبریا اسپانیا و پرتغال نشان می‏‌دهد. کانسارهای سولفیدی تیپ کوروکو نمونة برجسته‌ای از ذخیره‏‌های سولفیدی توده‏‌ای آتشفشانی (VMS [2]) هستند که نقش مهمی در تأمین فلزات پایه، به‏‌ویژه مس و روی بازی می‌کنند ویژگی‌های ژنتیکی این کانسارها، در شناسایی پهنه‌های مستعد اکتشافی اهمیت فراوان دارد. در این مقاله زایش کانسار بررسی‏‌شده با استفاده از بررسی‏‌های زمین‏‌شیمیایی، سنگ‏‌نگاری و میان‏‌بارهای سیال شناخته می‏‌شود و با دیگر کانسارهای سولفید توده‏‌ای آتشفشان‌زاد جهانی مقایسه می‏‌شود.

روش انجام پژوهش

برای پی‌بردن به ویژگی‏‌های زمین‏‌شیمیایی کانسار و سنگ میزبان همراه آن، تجزیه‏‌های زمین شیمیایی متفاوتی برای عنصرهای مختلف انجام شد. مقدار 23 عنصر کمیاب و 14 عنصر کمیاب درون کانسنگ و سنگ خاستگاه دگرگونی با روش طیف‌سنجی پلاسمای جفتیدة القایی (ICP-MS) در شرکت دانش‌بنیان مطالعات مواد معدنی زرآزما به‌دست آورده شد (جدول 1). برای اندازه‌گیری فراوانی عنصرهای اصلی و شماری از عنصرهای کمیاب کانسنگ‏‌ها و سنگ‏‌های میزبان، 10 نمونه با دستگاه فلورسانس پرتوی X (XRF) تجزیه شدند (جدول 2). برای بررسی میزان فراوانی طلا، 6 نمونه کانسنگ سولفیدی به روش Fire assay در آزمایشگاه زرآزما در تهران تجزیه شدند (جدول 3). برای ارزیابی کانی‏‌شناسی کیفی و شناسایی فازهای اصلی و فرعی در کانسنگ و سنگ‏‌های دگرسان همراه آن، شمار 11 نمونه به روش XRD بررسی شدند (جدول 4). برای شناسایی خاستگاه سیال گرمابی در کانسار چاه‌گز، ریزدماسنجی میانبارهای سیال روی کانی کوارتز ‏انجام شد. اندازه‌گیری‏‌های دما-فشارسنجی با صفحه گرمایش- سرمایش مدل THMSG600, TMS94 ساخت شرکت Linkam با تغییرات دمایی600+196- درجة سانتیگراد و سامانة نمایش همزمان متصل به رایانه با تهیه فیلم و اسلاید انجام شد (جدول 5).

زمین‏‌شناسی منطقه

کانسار چاه‏‌گز در نقشة زمین‏‌شناسی 1:100000 زردو جای گرفته است (شکل 1) (Sabzehei, 1994). این محدوده با رویدادهای زمین‌ساختاری فراوانی روبرو بوده است. به باور سرکاری‌نژاد و عزیزی (Sarkarinejad and Azizi, 2008)، بخش جنوبی پهنة سنندج- سیرجان از سنگ‏‌های دگرگون و دگرریخت‌شده در تریاس‏‌ میانی تا پسین و همزمان با فاز کوهزایی سیمرین پیشین ساخته است. کانسار چاه‏‌گز روی واحدهای دگرگونی مانند اسلیت، شیست، متاریولیت و متابازالت جای گرفته است (شکل 1-B).

جدول 1. مقادیر عنصرهای اصلی، کمیاب و کمیاب خاکی (بر پایة ppm) در کانسنگ و سنگ میزبان دگرسان وابسته به آن در کانسار چاه‏‌گز.

Table 1. Major, trace, and rare earth element contents (in ppm) in the ore and associated altered host rock from the Chah-Gaz deposit.

Sample No.

CH-29

CH-26

CH-23

CH-17

CH-16

CH-15

CH-3

CH-1

 

Pb-Zn Ore

Chy Ore

Meta Basalt

Py-Chy-host

Py-Pb-Zn Ore

Shale

Green Schist

Schist

Nb

3.7

<1

<1

9.2

1.1

10.5

3.2

2.7

Nd

13.5

<0.5

1.4

24.4

2.6

28.2

14.5

19.6

Ni

22

4

12

14

12

52

36

17

P

191

268

77

357

71

443

1044

425

Pb

20896

>3%

>3%

170

>3%

83

66

192

Pr

4.48

0.34

0.66

7.72

1.12

7.96

3.43

5.46

Rb

34

<1

7

54

15

86

19

36

S

2914

>3%

>3%

>3%

>3%

11446

83

139

Sb

23.3

33.2

41.8

4.1

25.7

5.9

2.1

1.4

Sc

0.9

<0.5

<0.5

6

<0.5

14.1

31.8

6.9

Se

1.48

3.98

9.79

0.85

7.62

<0.5

<0.5

<0.5

Sm

2.82

0.17

0.29

4.09

0.41

5.19

3.45

3.75

Sn

1.7

1.5

0.7

1.7

1

2.3

0.7

1.5

Sr

854

3

10

29

5

74

409

37

Ta

0.18

<0.1

<0.1

0.78

<0.1

0.7

0.22

0.12

Tb

0.29

<0.1

<0.1

0.32

<0.1

0.36

0.39

0.32

Te

<0.1

<0.1

0.35

0.31

0.22

<0.1

<0.1

<0.1

Th

14.46

0.98

2.07

15.71

1.85

11.14

1.78

6.53

Ti

256

<10

<10

1406

<10

4463

5000

4247

Tl

2.01

1.1

1.85

1.2

1.4

2.11

0.13

0.28

Tm

0.11

<0.1

<0.1

0.1

<0.1

<0.1

0.14

<0.1

U

5.7

1.1

1.5

3.5

0.7

2.9

<0.5

1

V

21

8

33

48

32

164

235

85

W

1.8

1.6

1.2

6.4

1.1

3.7

0.6

0.7

Y

7.1

<0.5

0.6

6.9

0.8

4

10.8

5.6

Yb

1.2

<0.05

0.1

0.8

0.1

0.6

0.9

0.7

Zn

>3%

>3%

>3%

10245

>3%

352

117

117

Zr

52

7

15

79

15

45

31

41

Ag

4.7

26.4

76.3

0.1

66.5

<0.1

<0.1

<0.1

Al

47988

1746

8601

65774

17257

91119

77832

54929

As

34.2

40.8

0.1

9.9

1.6

69.3

7.1

21.5

Ba

5028

19

21

465

200

1300

190

393

Be

1.3

0.4

0.4

1.5

0.6

2.8

0.8

1.5

Bi

3.5

20.6

169.8

3.1

165.4

0.4

<0.1

0.1

Ca

1790

132

365

1102

191

2738

85424

27878

Cd

6.2

399.5

677.4

0.7

566.7

4.1

0.4

0.2

Ce

49

3

5

76

9

77

29

51

Co

9.5

2.2

3.2

15.6

4.1

17.6

33.3

5

جدول 1. ادامه.

Table 1. Continued.

 Sample No.

CH-29

CH-26

CH-23

CH-17

CH-16

CH-15

CH-3

CH-1

 

Pb-Zn Ore

Chy Ore

Meta Basalt

Py-Chy-host

Py-Pb-Zn Ore

Shale

Green Schist

Schist

Cr

12

12

8

54

9

134

159

64

Cs

4.4

<0.5

<0.5

2.2

0.7

3.2

1.5

2.2

Cu

1784

36627

1919

44

812

90

170

23

Dy

1.69

0.12

0.17

1.68

0.22

1.54

2.43

1.62

Er

0.97

0.06

0.11

0.92

0.12

0.61

1.33

0.82

Eu

0.9

<0.1

<0.1

0.69

<0.1

1.25

1.12

0.84

Fe

46965.2

51794

66293.6

47923.5

>10%

42401.3

46972.4

24275.7

Gd

2.38

0.17

0.24

3.25

0.35

3.82

3.35

3.17

Hf

1.25

<0.5

<0.5

1.64

<0.5

1

<0.5

0.53

In

<0.5

0.86

0.77

<0.5

4.56

<0.5

<0.5

<0.5

K

10878

<100

2639

20496

5363

36437

14637

18579

La

31

1

3

47

6

39

13

26

Li

41

<1

3

49

6

32

43

20

Lu

0.13

<0.1

<0.1

0.13

<0.1

0.1

0.12

0.11

Mg

13727

137

2132

>2%

3508

11004

>2%

5989

Mn

2110

68

289

914

295

286

2088

468

Mo

13.2

40.2

78.7

7.5

63.1

1.2

0.7

1.2

Na

1753

300

586

1354

378

2660

17828

12754

جدول 2. داده‌های اکسید عنصرهای اصلی (بر پایة درصدوزنی) و فرعی (بر پایة ppm) به روش XRF در کانسنگ و سنگ میزبان دگرسان وابسته به آن در کانسار چاه‏‌گز.

Table 2. XRF data for major element oxides (in wt%) and minor elements (in ppm) in the ore and associated altered host rock from the Chah-Gaz deposit.

Sample No.

CH-4

CH-5

CH-6

CH-9

CH-10

CH-12

CH-24

CH-26

CH-29

CH-30

Average

SiO2

22.63

42.96

25.74

36.52

23.21

45.63

56.03

32.12

30.52

24.96

34.032

Al2O3

4.45

37.34

1.56

35.86

7.32

26.03

24.52

0.86

18.15

6.98

16.307

Fe2O3

2.65

0.92

0.87

2.66

9.68

1.52

4.56

8.84

11.02

12.32

5.504

CaO

0.15

0.32

0.24

0.07

0.21

0.01

0.08

0.03

0.13

0.12

0.136

Na2O

0.08

0.06

0.03

0.26

0.05

0.56

0.62

0.07

0.05

0.03

0.181

K2O

0.75

0.05

0.16

0.83

1.86

6.53

6.59

0.03

0.96

0.31

1.807

MgO

0.29

0.26

0.27

1.25

0.39

0.9

1.32

0.02

17.88

0.08

2.266

TiO2

0.073

0.183

0.048

0.41

0.06

0.31

0.274

0.017

0.271

0.051

0.1697

MnO

0.008

0.006

0.123

0.014

0.007

0.005

0.009

0.006

0.315

0.006

0.0499

P2O5

0.008

0.005

0.004

0.006

0.005

0.009

0.004

0.008

0.006

0.005

0.006

L.O.I

10.69

17.25

16.05

7.51

9.62

14.26

4.91

2.62

10.72

10.48

10.411

جدول 2. ادامه.

Table 2. Continued.

Sample No.

CH-1

CH-3

CH-15

CH-17

CH-4

CH-16

CH-23

CH-26

CH-29

Average

Zn

117

117

352

1024

103300

55458

51045

198670

54805

51654

Pb

192

66

83

170

73100

46450

122003

105900

20896

40984

Cu

23

170

90

44

44900

812

1919

48300

1784

10893

Ba

393

190

1300

465

168700

200

21

100

13000

20485

S

139

83

11446

32000

46100

30000

189000

190432

20896

57788

Ca

27878

85424

2738

1102

1000

191

365

132

1790

13402

Fe

24276

46972

42401

47923

18500

100000

66294

51794

46965

494581

Ni

17

36

52

14

34

12

12

4

22

22.6

Cr

64

159

134

54

5

9

8

12

12

50.8

Ag

0.1

0.1

0.1

0.1

8

66.5

76.3

26.4

4.7

22.46

Ti

4247

5000

4463

1406

400

10

10

10

256

1756

As

21.5

7.1

69

9.9

18

1.6

0.1

40.8

34.2

18.9

Rb

36

19

86

54

39

15

7

1

34

32

Co

5

33

18

16

18

4.1

3.2

2.2

9.5

12

U

1

0.5

2.9

3.5

1

0.7

1.5

1.1

5.7

1.98

Th

6.53

1.78

11

16

9

1.85

2.07

0.98

14.5

7.07

جدول 3. مقدار طلا در کانسنگ سولفیدی چاه‏‌گز (به روش Fire assay).

Table 3. Gold contents in Chah Gaz sulfide ore (determined by Fire Assay method).

Sample %

CH-19

CH-26

CH-6

CH-18

CH-23

CH-28

Average

Clark (ppm)

0.003

0.003

0.003

0.003

0.003

0.003

0.003

Economic grade (ppm)

1-10

1-10

1-10

1-10

1-10

1-10

5.5

Sample grade (ppm)

3.86

0.107

4.61

0.05

3.95

0.098

7.99

جدول 4. داده‌های کانی‏‌شناسی کیفی (XRD) در کانسنگ و سنگ میزبان دگرسان وابسته به آن در کانسار چاه‏‌گز.

Table 4. Qualitative mineralogical (XRD) results in the ore and associated altered host rock from the Chah-Gaz deposit.

Sample No.

CH-30

CH-26

CH-24

CH-12

CH-11

Main Mineral

Cerussite, Quartz

Quartz, Sphalerite, Galena, Chalcopyrite

Quartz, Muscovite

Quartz, Muscovite

Cerussite, Quartz, Muscovite, Goethite

Secondary Mineral

Barite, Muscovite, Goethite

Pyrite

Pyrite, Chlorite

Cerussite, Jarosite

Montmorillonite, Barite

Name Alteration

 Phyllic to Oxidation alteration

Phyllic alteration, Propylitic alteration, Silicification

Phyllic alteration, Propylitic alteration

Phyllic alteration, Oxidation alteration

Phyllic alteration, oxidation alteration, Argillic alteration

جدول 4. ادامه.

Table 4. Continued.

Sample No.

Main Mineral

Secondary Mineral

Name Alteration

CH-10

Cerussite, Quartz, Muscovite

Montmorillonite, Barite, Azurite, Malachite

Phyllic, Oxidation alteration

CH-9

Natroalunite, Chlorite, Quartz, Halloysite

Muscovite

Advanced Argillic

CH-8

Cerussite, Goethite

Quartz, Chlorite, Hematite

High oxidation alteration, Propylitic alteration

CH-6

Cerussite, Quartz

Azurite, Malachite

Oxidation alteration

CH-5

Halloysite

-

Advanced Argillic alteration

CH-4

Cerussite, Quartz, Barite, Smithsonite

Muscovite, Chlorite, Malachite, Azurite

Phyllic alteration, Propylitic alteration, Supergene oxide alteration

جدول 5. نتایج بررسی میانبارهای سیال در کوارتزهای کانسار چاه‏‌گز.

Table 5. Fluid inclusion results in quartz from the Chah Gaz deposit.

Sample No.

Size

 (μm)

Filling degree (%)

T (°C)

Tmi (°C)

 

Salinity (wt.% NaCl)

 Pressure (bar)

CH-31

8

20

450

-5.6

 

8.649

6208

12

85

294.4

-8.8

 

12.63

6268

12

90

213.1

-8.6

 

12.402

6264

9

90

252.9

-7.5

 

11.101

6244

8

85

243.2

-4.3

 

6.815

6183

9

90

308.1

-7.4

 

10.978

6242

8

85

229.8

-8.3

 

12.055

6259

11

90

272.3

-12.4

 

16.333

6328

16

85

283.4

-7.9

 

11.583

6251

15

95

302.1

-9.5

 

13.408

6280

11

15

210.5

-14.3

 

18.03

6357

8

95

279.2

-13.6

 

17.423

6346

11

70

321.3

-10.9

 

14.876

6303

8

90

358.8

-4.2

 

6.669

6181

11

25

345.4

-7.3

 

10.855

6241

CH-25

13

90

188.7

-5.2

 

8.098

6201

11

95

139.5

-4.1

 

6.522

6179

10

15

384.8

-6.3

 

9.583

6222

17

95

279.8

-9.1

 

12.967

6273

10

5

393.7

-12.3

 

16.24

6326

9

85

280.4

-7.9

 

11.583

6251

6

85

223.5

-5.9

 

9.054

6214

CH-14

14

10

218.9

-3.1

 

5.012

6159

13

90

265.5

-7.1

 

10.606

6237

15

90

422.8

-4.8

 

7.536

6193

11

90

236.9

-6.7

 

10.101

6229

11

10

289.6

-11

 

14.977

6305

12

90

166.0

-6.2

 

9.452

6220

15

20

225.4

-4.2

 

6.669

6181

17

80

278.6

-8.8

 

12.63

6268

18

70

386.9

-9.7

 

13.624

6283

14

30

423.2

-12.2

 

16.145

6324

17

90

232.2

-5.7

 

8.785

6210

16

85

210.0

-5.9

 

9.054

6214

Average

-

68.7

282.7

-7.85

 

11.25

6248.35

شکل 1. A) جایگاه منطقة بررسی‏‌شده در بخش جنوبی پهنة ساختاری سنندج- سیرجان؛ B) نقشة زمین‏‌شناسی ناحیه‏‌ای ساده‌شده منطقة چاه‏‌گز، در جنوب شهربابک، استان کرمان (برگرفته از نقشة زمین‏‌شناسی 100000/1 زردو با تغییرات (Sabzehei, 1994).

Figure 1. A) The location of the studied area in the southern part of the Sanandaj–Sirjan structural zone; B) Simplified regional geological map of the Chah Gaz area, south of Shahr-e Babak, Kerman Province (adapted from the 1:100,000 Zardou geological map, with modifications (Sabzehei, 1994)).

 

رخنمون مادة معدنی به‏‌صورت توده‏‌های عدسی شکل در مجاورت ریولیت‌های دگرگون‏‌شده دیده می‏‌شود (شکل 2B). شواهد صحرایی در منطقة چاه‏‌گز نشان داده است شرایط دگرگونی در محدودة گسترده‌ای، سنگ‏‌شناسی منطقه را تحت‌تأثیر قرار داده است. ساخت گنیسی، شبه گنیسی، بودیناژ، رگه‏‌ای و رگچه‏‌ای از مهم‏‌ترین ساخت‌های دیده شده در سنگ میزبان و کانسنگ هستند. گنیس‏‌های دیده‌شده چه‌بسا گرانیت‌های دگرگون‏‌شدة کامبرین هستند که تحت‏‌تأثیر فازهای دگرگونی بعدی به ارتوگنیس تبدیل شده‏‌اند (شکل 2-C).

شکل 2. تصویرهای صحرایی از سنگ میزبان و کانسنگ در منطقة چاه‏‌گز. A) توالی سنگ‏‌شناسی محدودة معدنی به‌گونه‌ای‌که روراندگی باعث برون‌زدگی آهک‏‌های کرتاسه از درون واحدهای قدیمی سنگ‏‌های آذرین شده است؛ B) همبری تدریجی مادة معدنی در کنار سنگ میزبان در محل حفرة معدن؛ C) فابریک شبه‌گنیسی در سنگ میزبان؛ D) ساخت برگوارگی در شیست‌های منطقة بررسی‏‌شده؛ E) ساخت چین‌خورده در شیست‌های سبز؛ F) ساخت بودیناژ حاصل از کوارتز مقاوم درون سنگ میزبان با مقاومت کمتر؛ G) پیدایش کربنات و سولفات مس به‏‌صورت رگه‏‌ای در سنگ میزبان؛ H) متاریولیت‌های دارای کانی‏‌های سرب و روی.

Figure 2. Field photographs of the host rock and ore from the Chah-Gaz area. A) Lithological sequence of the mineralized zone, showing that overthrusting has caused Cretaceous limestones to outcrop within older igneous units; B) Gradual contact between the ore material and the host rock at the mine pit; C) Gneissic-like fabric in the host rock; D) Foliation structure in the schists of the studied area; E) Folded structure in the green schists; F) Boudinage structure formed by resistant quartz within the less competent host rock; G) Occurrence of copper carbonates and sulfates as veins and veinlets within the host rock; H) Metarhyolites containing lead- and zinc-bearing minerals.

فرایندهای زمین‏‌ساختی فراوانی در پهنة سنندج- سیرجان به برگوارگی و چین‏‌خوردگی در سنگ‏‌های دگرگونی منطقه به‏‌ویژه شیست‌های سبز انجامیده است (شکل‌های 2-D و 2-E). در منطقة بررسی‏‌شده قطعات کوارتزی مقاوم در میان شیست‌های نامقاوم تحت‏‌تأثیر شرایط زمین‏‌ساختی حاکم بر منطقه پیدایش ساخت بودیناژ داده‏‌اند (شکل 2-F). ساخت‌های رگه‏‌ای و رگچه‏‌ای فراوان در سنگ میزبان با حضور سولفات‏‌ها و کربنات‌های مس و اکسیدهای آهن روی داده‌اند (شکل 2-G). مشاهدات صحرایی نشان می‏‌دهند سنگ‏‌های منطقه بررسی‏‌شده تا حد رخسارة شیست سبز دگرگون‏‌شده‏‌اند و بیشتر شامل مسکوویت شیست، اسلیت و میلونیت هستند. کانی‏‌های سرب و روی در متاریولیت‌های منطقه دیده می‏‌شوند (شکل 2-H).

سنگ‏‌نگاری

سنگ‏‌های میزبان بررسی‏‌شده بیشتر سنگ‏‌های دگرگونی درجات ضعیف تا متوسط هستند که شامل شیست، اسلیت و میلونیت‌های کانه‏‌دار هستند. شیست‌های منطقه دگرسانی کلریتی و سریستی را نشان می‏‌دهند و به‌علت وجود کلریت در سنگ جهت‏‌یافتگی ترجیحی را نشان می‏‌دهد (شکل 3-A). اسلیت‌های سیاه رنگ در منطقه کانی‏‌های میکایی و کوارتز دارند که جهت‌یافتگی نسبتاً ضعیفی را نشان می‏‌دهد. بلورهای پیریت در اسلیت‏‌ها تقریباً به‏‌صورت شکل‏‌دار تا نیمه‌شکل‏‌دار هستند (شکل3- B). ریولیت‌های منطقه تحت‏‌تأثیر فشارهای زمین‏‌ساختی میلونیتی شده‌‏‌اند که کانه‏‌زایی ثانویه مانند سروزیت و گوتیت به‏‌صورت رگچه‏‌ای در آن دیده شده است و به‌علت ریزدانه‏‌بودن شناسایی آنها با روش XRD میسر شده است (شکل 3-C). باریت نیز به‏‌صورت بی‏‌شکل در میلونیت‏‌ها به‌همراه کوارتز، سریسیت و کلسیت حضور دارد (شکل 3-D).

کانه‏‌زایی

مادة معدنی در کانسار چاه‌گز به‏‌صورت پیکره‏‌های لایه‌ای و عدسی‌مانند رخنمون یافته است که با ساختار لایه‌بندی سنگ‌های درونگیر همخوانی دارد. این پیکره‏‌ها که ضخامت متغیری از چندین سانتیمتر تا 4 متر و طولی تا 50 متر دارند، دچار چین خوردگی، گسل‏‌خوردگی و ساخت بودیناژ شده‏‌اند. شکل کانه‏‌زایی در کانسار چاه‏‌گز به‏‌صورت عدسی و استراتیفرم است. مادة معدنی بافت توده‏‌ای، نیمه‌توده‏‌ای، نواری، لامینه، افشان و رگه-رگچه‏‌ای دارد. کانه‏‌زایی در کانسار چاه‏‌گز به دو صورت هیپوژن و سوپرژن دیده می‏‌شود. کانه‌زایی هیپوژن در کانسار چاه‏‌گز شامل اسفالریت، گالن، پیریت، کالکوپیریت است و کانه‏‌زایی سوپرژن شامل کوولیت، کالکوسیت، اسمیت‏‌زونیت، سروزیت، مالاکیت و اکسیدهای آهن نیز به‏‌ویژه در پهنه اکسیدان دیده می‏‌شوند. کانی‏‌های باطله بیشتر شامل سریسیت، کوارتز، کلریت، فلدسپار، سیدریت، آنکریت، دولومیت و باریت هستند.

پیریت فراوان‏‌ترین کانی سولفیدی اولیه در پهنة هیپوژن است که به دو صورت شکل‌دار (پیریت اولیه)، رگه‏‌ای و کاتاکلاستی (پیریت ثانویه) دیده می‏‌شود. پیریت‌های کاتاکلاستی نشان‏‌دهندة شدت فرایندهای دگرگونی در منطقه است که در پی رویدادهای دینامیکی تشکیل شده است و خرد‏‌شدگی شدید را نشان می‏‌دهد (شکل 4- A). پیریت‌های ثانویه به‏‌صورت بی‏‌شکل و رگچه‌ای دیده می‏‌شوند که به اکسیدهای آهن تجزیه شده‏‌اند. کالکوپیریت به‏‌همراه پیریت اولیه، کوولیت، گالن و اسفالریت دیده شده است و به‏‌صورت شکافه‏‌پرکن پس از پیدایش پیریت اولیه پدید آمده است (شکل 4-B). اسفالریت در فاز سولفیدی ثانویه پس از پیدایش پیریت‏‌ها پدید آمده است و غنی‏‌سازی عنصر روی در فاز کانه‏‌زایی ثانویه انجام شده است.

شکل 3. تصویرهای میکروسکوپی (در XPL) از سنگ‏‌های میزبان بررسی‌شده A) شیست‌های دگرسان شده به کلریت و سریسیت B) اسلیت‏‌هایی که دارای کانه‏‌زایی پیریت به‏‌صورت پراکنده هستند؛ C) ریولیت میلونیتی شده دارای کانی‏‌های فلزی در زمینه‏‌ای از کوارتز، فلدسپار؛ D) حضور باریت بی‏‌شکل در میلونیت‏‌ها در همراهی با کانی‏‌های کوارتز، سریسیت و کلسیت که دچار دگرریختی شده‏‌اند (Mosivand et al., 2011) (نام اختصاری کانی‏‌ها از وار (Warr, 2021) برگرفته شده است).

Figure 3. Photomcrographs (in XPL) of the host rocks A) Schists altered to chlorite and sericite;s B) Slates with scattered pyrite mineralization; C) Mylonitized rhyolite containing metallic minerals in a matrix of quartz, feldspar; D) The presence of Anhedral barite in mylonites accompanies deformed minerals such as quartz, sericite, and calcite (Mosivand et al., 2011) (Mineral abbreviations are adapted from Warr (2021)).

بافت پرکنندة فضای خالی و حضور میانبار‏‌های اسفالریت و گالن در پیریت نشان‏‌دهندة تأخیر زمانی غنی‏‌سازی کانسار است (شکل 4- C). گالن به‏‌صورت شکل‌دار و بیشتر همراه اسفالریت دیده شده است. درهم‌رشدی گالن در اسفالریت نشان‏‌دهندة تأخیر زمانی پیدایش گالن نسبت به اسفالریت و دیگر سولفیدهای فلزی است. کشیدگی رخ سه‌‌گوش‌شکل گالن نشان‏‌دهندة فرایندهای زمین‏‌ساخت اثرگذار در منطقه است (شکل 4- D). کوولیت فراوان‏‌ترین کانی منطقه اکسیداسیون در پهنة سوپرژن است و در پی دگرسانی سوپرژن کالکوپیریت پدید آمده است و در راستای شکستگی‏‌های کالکوپیریت جانشین شده است (شکل 4- E).

شکل 4- تصویرهای میکروسکوپی از کانسنگ بررسی‏‌شده. A) پیریت‌های ثانویه و کاتاکلاستیک که نشان‏‌دهندة فرایند دگرگونی هستند؛ B) پیدایش کالکوپیریت به‏‌صورت شکافه‏‌پرکن که بعد ازپیدایش پیریت ایجاد شده است؛ C) پیدایش اسفالریت به‏‌صورت شکافه پرکن که نشان دهنده تأخیر زمانی در پیدایش این کانی پس از کانه‏‌زایی پیریت و کالکوپیریت است؛ D) درهم رشدی گالن در اسفالریت و رخ تیغه‌ای (سه‌گوش) منحصر به فرد در گالن و طویل شدگی آن در اثر فرایند‏‌های زمین‏‌ساختی؛ E) درهم رشدی کوولیت و کالکوپیریت؛ F) پیدایش هماتیت پفکی در فرایند مارتیتی‏‌شدن در نواحی اکسیدان با شدت هوازدگی بالا را نشان می‏‌دهد که منجر به پیدایش بافت حفره‏‌ای در درون اکسید‏‌های اولیه آهن شده است؛ G) حضور هماتیت با بافت جارویی یا بادبزنی (اسپکیولاریت) که نشان دهنده ی شرایط اکسیدان بالا است؛ H) ایجاد ساختار جعبه‏‌ای در اثر آبشویی ثانویه سولفیدهای آهن و تبدیل آن به گوتیت و لیمونیت؛ I) مالاکیت‌های دیده شده بافت کلوفرمی (گل کلمی) دارند (نام اختصاری کانی‏‌ها از وار (Warr, 2021) برگرفته شده است).

Figure 4. Microscopic images of the studied ore. A) Secondary and cataclastic pyrites indicating metamorphic processes; B) Chalcopyrite formed as fracture fillings after pyrite formation; C) Sphalerite formed as fracture fillings, indicating a time delay in its formation after pyrite and chalcopyrite mineralization; D) Intergrowth of galena in sphalerite and a unique blade-like (triangular) habit in galena, elongated due to tectonic processes; E) Intergrowth of covellite and chalcopyrite; F) Formation of spongy hematite during martitization in oxidizing zones with intense weathering, leading to porous texture within primary iron oxides; G) Presence of hematite with broom or fan-shaped (specularite) texture indicating highly oxidizing conditions; H) Formation of boxwork structure due to secondary leaching of iron sulfides and their transformation into goethite and limonite; I) Visible malachite occurrences exhibiting colloform (cauliflower-like) textue (Mineral abbreviations are adapted from Warr (2021)).

مگنتیت در کانسنگ اولیه در اثر فرایند سوپرژن که در دمای پایین و عمق کم‏‌تر از 50 متر رخ می دهد تبدیل به هماتیت شده است. گاهی شدت هوازدگی به اندازه‌ای بوده است که تنها قطعات کوچکی از مگنتیت اولیه باقی مانده است و بافت حفره‌ای به سنگ می‏‌دهد که به این بافت مارتیت-هماتیت پفکی (هماتیت حفره ای) گفته می‏‌شود (Cook., 1998) (شکل 4-F). اسپیکولاریت به‏‌همراهی کالکوپیریت، ارسنوپیریت و گالن در کانسار چاه‏‌گز تشکیل شده است (شکل 4-G) که می‏‌تواند پیامد سیالات حاصل از نفوذی‏‌های کلسیمی-قلیایی باشد (Chen et al., 2023 and Fan et al., 2021). گوتیت در دگرسانی سوپرژن به‏‌همراه دیگر اکسیدهای آهن پیدایش بافت جعبه‏‌ای را داده است (شکل 4-H). این بافت در نتیجه آبشویی ثانویه سولفیدهای آهن و تبدیل آن به گوتیت و لیمونیت تشکیل شده است. آزوریت و مالاکیت کانی‏‌های کربناتی مس در پهنة اکسیدان هستند که به‏‌همراه گوتیت و لیمونیت دیده می‏‌شوند. مالاکیت‌های دیده‌شده بافت کلوفرمی (گل کلمی) دارند (شکل 4-I). این بافت در اثر حضور محلول‏‌های سطحی که باعث آبشویی کربنات‌های موجود در پهنة سطحی شده است باعث پیدایش مالاکیت به‏‌صورت دوایر متحدالمرکز شده است (Barrie et al., 2009).

توالی پاراژنزی

توالی پاراژنزی محتمل با توجه به شواهد صحرایی و بررسی‏‌های کانه‏‌نگاری به‏‌صورت سه مرحله 1) رسوب‏‌گذاری اولیه رسوبات آتشفشانی زیردریایی، 2) دگرگونی ناحیه‌ای منطقه و اکسایش و 3) غنی‏‌شدگی سوپرژن تشریح می‏‌شود. در مرحله اولیه، اجزای تخریبی شامل کوارتز، فلدسپار و کانی‏‌های رسی به‏‌همراه فرایند‏‌های آتشفشانی زیردریایی اجزای معدنی اولیه را به‏‌صورت سولفیدی در حوضه نشست داده‏‌اند و دیاژنز اولیه انجام شده که در این مرحله احتمالا کانی‏‌های اولیه شامل پیریت‌های اولیه، کالکوپیریت، گالن، اسفالریت، مگنتیت، ته نشست داشته‏‌اند و پاراژنز اولیه را تشکیل داده‏‌اند. بیشتر ساختارهای توده‌ای و نواری در این گونه کانه‏‌ها دیده می‏‌شود. در مرحله دوم فرایند‏‌های دگرگونی در حد رخسارة شیست‏‌سبز بیشتر سنگ‏‌های منطقه را تحت‏‌تأثیر خود قرار داده و باعث کانه‏‌زایی مجدد شده است. شواهد آن تبلور مجدد و رشد پورفیروبلاست‌های نسل دوم است به طوری که پورفیروبلاست‌های نسل دوم گاهی بقایای اولیه کانسار را در خود احاطه کرده‏‌اند مانند در هم رشدی پیریت‏‌ها و کالکوپیریت و یا رشد دوباره کالکوپیریت در شکاف‏‌های کاتاکلاستی پیریت‏‌ها که پیامد شکستگی زمین‏‌ساختی پیریت‌های اولیه در فرایندهای دگرگونی بوده است (شکل 4). در نهایت پس از فرایند دگرگونی در اثر فرایندهای سوپرژن و آبشویی یک غنی‏‌سازی ثانویه در پهنه‏‌های سطحی به وقوع پیوسته است که نتایج آن در کانسار چاه‏‌گز در میکاشسیت‌های هوازده به‏‌صورت کانی‏‌های رسی و افق اکسیدان دیده می‏‌شود که در نتیجه این فرایند مجموعه کانی‏‌های مالاکیت، اسمیت‏‌زونیت، سروزیت شکل گرفته‏‌اند.

دگرسانی

مشاهدات صحرایی، سنگ‏‌نگاری و نتایج XRD (جدول 4) از سنگ میزبان و کانسنگ سولفیدی نشان داد مهم ‏‌ترین دگرسانی‏‌های دیده شده در منطقه شامل دگرسانی سریسیت، آرژیلیک و کلریتی هستند. در یال شمال‌باختری معدن شواهد صحرایی نشان‏‌دهندة حضور دگرسانی رسی در شیست‌های منطقه است که بررسی‏‌های سنگ‏‌نگاری و نتایج XRD حضور کانی ‏‌های مونت‏‌مریلونیت، هالوینریت و سریسیت را تایید می‏‌کند (جدول 4). حضور کانی‏‌های میکایی نشان‏‌دهندة دگرسانی سریسیتیک در شیست‌های منطقه است (شکل 3-A). دگرسانی کلریتی در متاریولیت‌های منطقه بررسی‏‌شده، در بیوتیت‏‌ها و آمفیبول‏‌ها دیده شده است که در نتایج XRD حضور کلریت‏‌ها تایید شده است. به طور کلی نتایج کانی‏‌شناسی کیفی (XRD) روی نمونه‏‌های بررسی‏‌شده به دو فاز اصلی و فرعی تقسیم شده است (جدول 4). کانی‏‌های اصلی شناخته شده در این تجزیه به چهار گروه سیلیکاتی، کربناتی، سولفیدی و اکسیدی دسته‌بندی‏‌ می‌شود (جدول 4). در گروه سیلیکات‏‌ها، بیشترین مقدار به کوارتز، مسکوویت، کلریت، هالوینریت و مونت موریلونیت اختصاص داده می‏‌شود. کربنات‌های شناسایی شده در پهنة اکسیدان شامل سروزیت، اسمیت‏‌زونیت، مالاکیت و آزوریت است که بیشترین کانی کربناتی مربوط به سروزیت است. مهم‏‌ترین کانی‏‌های سولفیدی و سولفاتی دیده‌شده ‌به‌ترتیب شامل پیریت، اسفالریت، گالن، کالکوپیریت، باریت و جاروسیت هستند. بیشترین میزان اکسیدها و هیدروکسیدها مربوط به کانی‏‌های گوتیت و هماتیت است.

زمین‏‌شیمی

مقادیر عنصرهای اصلی، فرعی و کمیاب در کانسنگ و سنگ میزبان دگرسان‌شده در جدول‌های 1، 2 و 3 آورده شده است. بیشترین درصد عنصرهای اصلی در سنگ میزبان دگرسان شده به سیلیسیم، آلومینیم، آهن، پتاسیم و منیزیم تعلق دارد. مقادیر بالای Al2O3 و LOI در سنگ میزبان می‏‌تواند پیامد دگرسانی رسی در نتیجه پیدایش کانی‏‌های غنی از مواد فرار مانند ایلیت، هلوییزیت، مونت مریلونیت و دیگر کانی‏‌های آبدار است که منطبق با نتایج XRD در سنگ‏‌های میزبان است (جدول 4). بیشترین عنصرهای فرعی در کانسنگ مربوط به عنصرهای روی (wt%2/5)، سرب (wt%1/4)، مس (wt%1/1)، گوگرد (wt%8/5)، آهن (wt%5) و باریم (wt%1/2) است (جدول‌های 1 و 2). همبستگی مثبت عنصرهای سرب و روی نشان‌دهندة خاستگاه مشترک این دو عنصر با یکدیگر است (شکل 5).

شکل 5. نمودار همبستگی عنصرهای Pb، Ag، Ba، Cu و Fe با عنصر Zn.

Figure 5. Correlation diagram of Pb, Ag, Ba, Cu, and Fe elements with Zn.

همبستگی مثبت روی و سرب با گوگرد نشان‏‌دهندة حضور کانی‏‌های گالن و اسفالریت در کانسنگ سولفیدی است (شکل 5). همبستگی مثبت روی با عنصرهای نقره، مس آهن و سرب نشان‏‌دهندة شباهت گرایش زمین‏‌شیمیایی این عنصرها و تحرک همزمان آن با فلزات پایه در شرایط فیزیکوشیمیایی محیط است که با همراهی کانی‏‌های گالن و اسفالریت با پیریت و کالکوپیریت اثبات می‌شود (شکل 5). مقدار کم عنصرهای نیکل، کبالت و کروم در کانسار چاه‏‌گز ارتباط کانه زایی سرب و روی در سنگ‏‌های حد واسط و اسیدی را در منطقه توجیه می‏‌کند. وجود مقدارهای غیرعادی آرسنیک در بیشتر کانسنگ‏‌ها نشان‌دهندة حضور طلا در منطقه است (جدول 3). ازاین‌رو، تجزیة 6 نمونه کانسنگ سولفیدی به روش Fire assay نشان داد میانگین میزان طلا در کانسنگ سولفیدی برابر ppm8 است که این میزان طلا از عیار اقتصادی طلا فراتر است (Ahmadi, 2019) (جدول 3)؛ اما میزان نقره در کانسنگ سولفیدی تفاوت بسیاری با عیار اقتصادی آن دارد (Dergacheva and Eremin, 2018)؛ به‌گونه‌ای‌که میانگین نقره در کانسنگ سولفیدی برابر wt%003574/0 است که تفاوت بسیاری با عیار اقتصادی نقره (wt%01/0) دارد. نبود نقره در این کانسار خود چه‌بسا از شواهد مهم در تعیین تیپ کانسار باشد (Santagulda and Hannington, 1996; Tajeddin et al., 2019).

زمین‏‌دماسنجی میان‏‌بارهای سیال

آزمایش‏‌های سرمایش و گرمایش در تعیین دمای همگن‏‌شدگی (Th) و دمای ذوب نهایی یخ (Tm) در میان‏‌بارهای سیال دو فازی اولیه در رگه‏‌های کوارتزی در ریولیت‏‌های دگرگون‏‌شده انجام شد که نتایج آن در جدول 5 آورده شده‌اند. درجة شوری میان‏‌بارهای سیال دو فازی بدون نمک‌طعام، بر پایة دمای ذوب نهایی یخ از طریق معادلات بودنار (Bodnar and Sterner, 1985) با فرض سیستم NaCl-H2O به‌دست آورده شده است ( جدول 5). بیشتر میانبارهای سیال در کانسار چاه‏‌گز، دو فاز فراوان گازی و مایع-گاز هستند (شکل 6). دامنة تغییرات دمای ذوب آخرین قطعة یخ (Tm) در میانبارهای سیال دو فازی از 1/3- تا 3/14- درجة سانتیگراد تغییر می‌کند (جدول 5). این دماها به‌ترتیب نشان‌دهندة شوری کم تا متوسط معادل 1/5 تا 03/18 درصدوزنی معادل نمک طعام هستند. بر پایة نمودار شکل 7 می‏‌توان چنین نتیجه‏‌ گرفت کانه‏‌زایی در ژرفای بالای 1600 متر در بازة دمایی 450 درجة سانتیگراد آغاز شده است و با کم‌شدن دما، کانه‏‌زایی کم‌کم در دمای نزدیک به 217 تا 295 درجة سانتیگراد و در ژرفای 650 تا 300 متر روی داده است. در پایان تا دمای 136 درجة سانتیگراد کانه‌زایی در ژرفای کم به پایان رسیده است. در نمودار دوتایی میزان شوری در برابر دمای همگن‏‌شدگی (‏Kesler, 2005‎‏) خاستگاه سیالات گرمابی را می‏‌توان پیش‏‌بینی کرد (شکل 8). همان‏گونه‌که در ‏شکل 8 دیده می‏‌شود، بیشتر میانبارهای سیال کانسار چاه‏‌گز در محدودة آب‏‌های اقیانوسی و دگرگونی جای می‏‌گیرند.

بررسی زایش کانسار چاه‏‌گز

کانسارهای سولفید توده‌ای به‏‌ویژه نوع سولفید توده‌ای میزبان آتشفشانی (VMS)، بر پایة ویژگی‌هایی مانند توالی سنگ‌های میزبان، کانی‌های همایند و فرایندهای تکتونوماگمایی با کانسارهای سولفید توده‌ای جهانی مقایسه می‌شوند (Xu et al., 2024). کانسار چاه‏‌گز بر پایة ویژگی‏‌های یادشده همانند دو نوع از کانسارهای سولفید توده‏‌ای نوع کوروکو و نوع باتورست است (جدول 6).

شکل 6. تصویرهای میکروسکوپی از میان‏‌بارهای سیال در رگة کوارتزی در کانسار چاه‏‌گز (V: بخار؛ L: مایع).

Figure 6. Photomicrographs of fluid inclusions in quartz veins of the Chah Gaz deposit (Abbreviations: L: liquid; V: vapor).

شکل 7. برآورد ژرفای جوشش با کمک منحنی‏‌های جوشـش H2O-NaCl در برابر ژرفا (Hass, 1971) در کوارتزهای کانسار چاه‏‌گز.

Figure 7. Determination of boiling depth using depth versus H2O-NaCl boiling curves plot (Hass, 1971) in the quartz from the Chah Gaz deposit.

شکل 8. برآورد نوع سیال کانسنگ‏‌ساز با کمک نمودار دمای همگن‏‌شدگی در برابر میزان شوری (برگرفته از ‏Kesler, ‎‎2005‎‏).

Figure 8. Determination of ore-forming fluid type using homogenization temperature versus salinity plot (adapted from Kesler, 2005).

کانسار چاه‏‌گز با توجه به جای‌گرفتن در پهنة پشت‌کمانی (Soleimani Alh-Dadi, 2017; Mousivand, 2010)، میزبان‌های آتشفشانی اسیدی، الگوی کانه‌زایی استراتیفرم و عدسی‌شکل، و توالی پاراژنتیکی غالب شامل کالکوپیریت، اسفالریت، گالن و باریت فراوان ویژگی‌های شاخصی از کانسارهای سولفیدی توده‏‌ای نوع کوروکو را نشان می‌دهد. این کانسار عیارهای اقتصادی چشمگیری از سرب، روی و مس را دارد و مقدار طلای آن تا ppm8 می‏‌رسد. همچنین، شوری سیال‌های کانه‏‌زا در بازة ۱۰ تا ۱۵ درصدوزنی NaCl جای دارد و سنگ‏‌های میزبان دچار دگرسانی سریسیتیک شدید شده‏‌اند. بررسی‏‌های پیشین (Mousivand, 2010) این کانسار را از شمار ذخیره‏‌های نوع باتورست رده‌بندی کرده‌اند؛ اما یافته‌های پژوهش کنونی نشان‌دهندة تفاوت‌های چشمگیر با این رده‌بندی است. نسبت طلا به نقره در کانسار چاه‌گز نزدیک به ppm4/1 است؛ اما در ذخیره‏‌های باتورست نسبت نقره به طلا بیشتر است. افزون‌بر این، بر پایة الگوی استخر نمکی که موسیوند (Mousivand, 2010) پیشنهاد کرده است، در بیشتر موارد، شوری سیال‌های باتورست از ۲۵ درصدوزنی NaCl بیشتر است؛ اما کانسار چاه‏‌گز شوری ۱۰ تا ۱۵ درصدوزنی NaCl نشان می‌دهد.

جدول 6. مقایسه کانسار چاه‏‌گز با کانسارهای سولفید توده‌ای تیپ کوروکو در ژاپن و کانسارهای منطقه معدنی تیپ باتورست در کانادا (Ohmoto, 1996; Goodfellow et al., 2003; Mercier-Langevin et al., 2011; Tajeddin et al., 2019; Xu et al., 2024).

Table 6. Comparison of the Chah-Gaz ore deposit with the typical Kuroko-type massive sulfide deposits in Japan and Batorst-type mining district deposits in Canada (Ohmoto, 1996; Goodfellow et al., 2003; Mercier-Langevin et al., 2011; Tajeddin et al., 2019; Xu et al., 2024).

Chah-Gaz deposit

Bathurst-type

Kuroko-type

Feature

back-arc basins

Rifted continental margins and back-arc basins with mixed felsic volcanic and sedimentary rocks (felsic > mafic)

Submarine volcanic

arcs, predominantly felsic volcanic rocks (felsic > mafic) in back-arc basins

Formation Environment

Rhyolite, Metamorphic rock

Mixed volcanic and sedimentary rocks, with significant felsic volcanic dominance and sedimentary intercalations

Dominantly felsic volcanic rocks with subordinate mafic

Host Rock Composition

Stratiform massive sulfide lenses

Stratiform massive sulfide lenses with stockwork and disseminated sulfides; abundant barite

Stratiform massive sulfide lenses with barite-rich caps; underlying stockwork zones; slumped/redeposited ore

Deposit Structure

Pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, barite, Au

Pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, barite, Ag

Pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, barite, Au

Main Mineralization

Cu-rich base, Zn-Pb-rich top; Au and Ag present

Pb-Zn rich, Zn/Pb >1; Cu moderate; Ag elevated

Strong vertical zoning: Cu-rich base, Zn-Pb-rich top; Au and Ag present

Metal Zoning and Ratios

Silicification, sericitization, chloritization

Sericitization, silicification; chlorite alteration; abundant barite

Silicification, sericitization, chloritization; zeolites, montmorillonite

Alteration

low to medium salinities

Moderate salinity

low to medium salinities

Salinity of Ore Fluids

 

Bathurst Mining Camp (Canada), Buchans (Canada)

Hokuroko (Japan), Kidd Creek (Canada), Penn (USA)

Global Examples

از نظر توالی کانی‌زایی، ذخیره‏‌های باتورست با حضور غالب سولفوسالت‏‌ها شناخته می‌شوند؛ اما توالی پاراژنتیک در کانسار چاه‏‌گز بیشتر شامل کانی‌های سولفیدی است. افزون‌بر این، فراوانی بالای باریت در چاه‏‌گز ویژگی متمایزی است که با ویژگی‌های ذخیره‏‌های نوع کوروکو همخوانی دارد. مجموع شواهد زمین‌شناسی، زمین‏‌شیمیایی و کانی‌شناسی، نشان‌دهندة رده‌بندی کانسار چاه‏‌گز به‌عنوان یک ذخیره سولفیدی توده‌ای نوع کوروکو به جای نوع باتورست است.

برداشت

با توجه به شواهد زمین‌شناسی و زمین‏‌شیمیایی، مانند جایگاه زمین‏‌ساختی کانسار که شباهت بسیاری به حوضه‌های پشت‌کمانی دارد، میزان شوری متوسط سیالات معدنی و نسبت بالای طلا به نقره که ویژگی مهمی در تمایز ذخیره‏‌های سولفیدی است، کانسار چاه‏‌گز را می‌توان یک نمونه بارز از ذخیره‏‌های سولفیدی توده‌ای آتشفشان‌زاد (VMS) نوع کوروکو طلادار دانست. همچنین، بازة دمای پیدایش کانسار که ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجة سانتیگراد است و وجود دگرسانی‌های سریسیتیک گسترده در میزبان‌های سنگی از ویژگی‌های متمایز این نوع ذخیره است.

توالی پاراژنتیک غالب کانی‌های کالکوپیریت، اسفالریت و گالن همراه با باریت فراوان نشان‌دهندة شرایط خاص کانه‌زایی در این کانسار است. همة این عوامل در کنار هم، به نزدیکی چاه‏‌گز و ذخیره‏‌های کوروکو انجامیده‌اند و نشان می‌دهند این کانسار نمونه‌ای از ذخیره‏‌های سولفیدی آتشفشان‌زاد با پتانسیل اقتصادی بالاست و می‌تواند راهنمای ارزشمندی برای بررسی‏‌های اکتشافی و ارزیابی کانسارها در پهنه‌های مشابه باشد.

 

[1] Kuroko-type

[2] volcanogenic massive sulfide

References

Ahmadi, M.R. (2019) Cutoff grades optimization in open pit gold mines. Journal of Mining Science, 55, 123-135. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2018.12.001  
Badrzadeh, Z. (2009) Petrology and geochemistry of pillow basaltic lavas in northwest Jiroft with special attention to Cu-Zn (VMS) mineralization associated. 350 p. PhD thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran (In Persian).
Barrie, C. D., Boyce, A. J., Boyle, A. P., Williams, P. J., Blake, K., Wilkinson, J. J., Lowther, M., McDermott, P., and Prior, D. J. (2009) On the growth of colloform textures: a case study of sphalerite from the Galmoy ore body, Ireland. Journal of the Geological Society, 166(3), 563-582. https://doi.org/10.1144/0016-76492008-080
Bodnar, R.J., and Sterner, S.M. (1985) Synthetic fluid inclusions in natural quartz. II. Application to PVT studies. Geochimica et Cosmochimica Acta, 49(9), 1855–1859. https://doi.org/10.1016/0016-7037(85)90080-8
Chen, G., Yang, X., Ke, C., Tang, Y., and Chen, M. (2023) The shallow marine VMS copper deposit of Yushui, Eastern Guangdong, South China: Evidence from geology, geochronology and geochemistry. Research Square, https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3501335/v1
Cook, N.J. (1998) Transformation of magnetite to hematite and its influence on the geochemistry of iron formations. Economic Geology, 93 (3), 405-420. https://doi.org/10.1111/j.1525-1314.1998.00144.x
Dergacheva, A. L., and Eremin, N. I. (2018) Volcanogenic Massive Sulfide Deposits Enriched in Gold. Geologiya, 2018(3), 3–11, https://doi.org/10.3103/S014587521804005
Fan, X., Sun, F., Xu, C., Xin, W., Wang, Y., and Zhang, Y. (2021) Genesis of Harizha Ag–Pb–Zn deposit in the eastern Kunlun Orogen, NW China: Evidence of fluid inclusions and C–H–O–S–Pb isotopes. Resource Geology, 71(1), 51–70, https://doi.org/10.1111/rge.12256
Goodfellow, W. D., McCutcheon, S. R., and Peter, J.M. (2003) Massive sulfide deposits of the Bathurst mining camp, New Brunswick and northern Maine. Society of Economic Geologists. Economic Geology Monograph 11, 930 p.  https://doi.org/10.5382/Mono.11  
Hass, J.L. (1971) The effect of salinity on the maximum thermal gradient of a hydrothermal system at hydrostatic pressure. Economic Geology, 66, 940-946. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.66.6.940
Kavoshgaran Consulting Engineers Co (1990) Introduction to geology and mineralogy of Pb–Zn at Chah Gaz and preparation of 1:5000 map, 210 p. Tehran, Iran (In Persian).
Kesler, E.S (2005) Ore-Forming Fluids. Elements., 1, 13-18, https://doi.org/10.2113/gselements.1.1.13
Mercier-Langevin, P., Hannington, M. D., Dubé, B., and Bécu, V. (2011) The gold content of volcanogenic massive sulfide deposits. Mineralium Deposita, 46, 509–539. https://doi.org/10.1007/s00126-010-0300-0
Minook Consulting Engineers Co. (1993) Final report on processing and analysis of geochemical data in the Chah Gaz area, 1:5000 geochemical survey, detailed Pb–Zn exploration project, Ministry of Mines and Metals, 150 p (In Persian).
Mosivand, F., Rastad, E., Emami, M. H., Peter, J., and Solomon, M. (2011) Volcanogenic massive sulfide (VMS) Zn–Pb–Cu mineralization of Bathurst type in the Chah Gaz area, south of Shahrbabak, Sanandaj-South Sirjan Zone. Earth Sciences, 21(82), 151–164. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran (In Persian).
Mousivand, F. (2003) Mineralogy, geochemistry and genesis of copper mineralization in the volcanic-sedimentary complex of Sourian in Bavanat area, Fars Province. 300 p. MSc thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran (In Persian).
Mousivand, F. (2010) Geology, geochemistry and formation model of Zn-Pb-Cu deposit of Chah-Gaz and comparison with volcanogenic massive sulfide Cu-Zn-Ag deposit of Bavanat in Sanandaj-Sirjan zone. 505 p. Ph.D. thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran, (In Persian).
Mousivand, F., Rastad, E., Hoshino, K., Watanabe, M. (2007) The Bavanat Cu-Zn-Ag orebody: First recognition of a Besshi-type VMS deposit in Iran. Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen, 183, 297–315. https://doi.org/10.1127/0077-7757/2007/0075
Ohmoto, H. (1996) Formation of volcanogenic massive sulfide deposits: The Kuroko perspective. Ore Geology Reviews, 10, 135- 177. https://doi.org/10.1016/0169-1368(95)00021-6
Sabzehei, M. (1994) Geological map of the Zardu area, scale 1:100,000, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran.
Sabzehei, M. and Afrooz, A. (1989) Geological framework report of the Chah Gaz Pb–Zn deposit and proposed semi-detailed and detailed exploration program. 70 p. Geological Survey of Iran, Tehran, Iran (In Persian).
Sabzehei, M., Eshraghi, S., and Roshanravan, J. (1993) 1:100000 Zardo map. Geological Survey and Mineral Exploration of Iran (In Persian).
Santagulda, F., and Hannington, M. D. (1996) Characteristics of gold mineralization in volcanogenic massive sulphide deposits of the Notre Dame Bay area, central Newfoundland. Canadian Journal of Earth Sciences, 33(2), 286–302. https://doi.org/10.1139/e96-024
Sarkarinejad, K. and Azizi, A. (2008) Slip partitioning and inclined dextral transpression along the Zagros Thrust System, Iran. Journal of Structural Geology, 30, 116-136. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2007.06.008
Soleimani Alh-Dadi, S. (2017) Geochemical study and genesis of the polymetallic Chah-Gaz ore deposit, Sanandaj–Sirjan structural zone. 200 p. M.Sc. thesis, Islamic Azad University, Shiraz Branch, Shiraz, Iran (In Persian).
Tajeddin, H. A., Rastad, E., Yaghoubpour, A., Maghfouri, S., Peter, J. M., Goldfarb, R. J., and Mohajjel, M. (2019) The Barika gold-bearing Kuroko-type volcanogenic massive sulfide (VMS) deposit, Sanandaj-Sirjan zone, Iran. Ore Geology Reviews, 113, 103081. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.103081
Tajedin, H.A., Rastad, E., Yaghoubpour, A., Maghfouri, S., Goldfarb, R., and Mohajjel, M. (2019) The Barika gold-bearing Kuroko-type volcanogenic massive sulfide (VMS) deposit, Sanandaj-Sirjan zone, Iran. Ore Geology Review, 113, 103081. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.103081
Tehran Padir Consulting Engineers Co. (1991) Geophysical exploration using IP and RS methods at Chah Gaz mine, northwest Sirjan. 100 p. Ministry of Industry, Mine and Trade, Tehran, Iran (In Persian).
Warr L.N. (2021) IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine, 85, 291–320. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.43
Xu, H., Yang, Y., Ding, H., and Jiang, S. (2024) Classification of volcanogenic massive sulfide deposits in North Qilian, China: Evidenced from lithostratigraphy and geodynamic setting. Ore Geology Reviews, 173, 106228.  https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106228
Xu, Z., Wang, Y., Zhang, Q., and Li, H. (2024) Classification of volcanogenic massive sulfide deposits in North Qilian Orogenic Belt, NW China. Ore Geology Reviews, 173, 103228, https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106228  
Yarmohammadi, A., Rastad, E., Mousivand, F. and Watanabe, M. (2008) Barika Au-Ag- ( Zn-Pb-Cu ) deposit: First recognition of gold-rich Kuroko-type VMS mineralization in Iran. 33rd International Geology Congress, Oslo, Norway.
Petrological Journal
Volume 16, Issue 3 - Serial Number 63
Petrological Journal, 16th Year, No. 63 2025
October 2025
Pages 101-120

Files

History

  • Receive Date: 28 July 2025
  • Revise Date: 22 September 2025
  • Accept Date: 22 September 2025

Share

How to cite

Statistics