نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه زمینشناسی اقتصادی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 استاد، گروه زمینشناسی اقتصادی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 استادیار، گروه زمینشناسی اقتصادی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران،
چکیده
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction
The Central Iran zone represents one of the most significant geological domains of Iran, characterized by a wide diversity of igneous, metamorphic, and sedimentary rocks formed through prolonged tectonic and magmatic processes. In the southeastern part of this zone, the Talahoueieh area, located north of Bam, occupies a structurally central Iranian position but is geodynamically situated along the active margin of the Urumieh–Dokhtar magmatic arc (UDMA). The development of this magmatic arc is attributed to the subduction of the Neo-Tethyan oceanic lithosphere beneath the Central Iran plate during the Cenozoic, making it one of the most important volcanic–plutonic and metallogenic belts in Iran (Berberian and King, 1981; Shahabpour, 2005).
The Talahoueieh area comprises a suite of Eocene volcanic and volcaniclastic rocks, andesitic–dacitic dykes, and shallow to semi-deep intrusive bodies of granodioritic and monzonitic composition. These lithological assemblages clearly reflect multiple pulses of magmatic activity within an active tectonic setting. In several parts of the area, the igneous units are affected by widespread hydrothermal alteration, including silicic, argillic, chloritic, and carbonate assemblages. Field observations, petrographic characteristics, and preliminary geochemical data suggest a close genetic relationship between magmatism and base- and precious-metal mineralization
The presence of extensive alteration zones, quartz vein–veinlet systems, and sulfide minerals such as pyrite, sphalerite, galena, and chalcopyrite indicates a strong potential for intermediate-sulfidation epithermal mineralization. Such deposits are commonly associated with calc-alkaline subvolcanic intrusions emplaced along active fault zones and are characterized by intense hydrothermal alteration. Accordingly, the Talahoueieh area represents a promising exploration target in the southeastern part of the Central Iran zone.
In this study, whole-rock geochemical data obtained by ICP-MS and XRF analyses, together with detailed petrographic and ore microscopic studies, are used to constrain the petrogenesis, magma evolution, crystallization and differentiation processes, and their genetic links to alteration and mineralization. The ultimate goal is to develop a comprehensive model for the origin, evolution, and metallogenic role of igneous rocks in the Talahoueieh area.
Research Method
The study was conducted through fieldwork and laboratory analyses. A 1:10,000 geological map of the area was prepared, and 62 rock samples were collected. Of these, 35 were used for petrographic studies, while 19 representative samples (5 intrusive and 14 volcanic) were analyzed by XRF and ICP-MS at the Zarazma Laboratory (Kerman, Iran). The geochemical data were processed using Excel and GCDkit software to evaluate the geochemical and tectonic characteristics of the studied rocks.
Regional Geology
Magmatic activity in the UDMA lasted from the Eocene to the Quaternary, peaking in the Eocene. A shift from calc-alkaline to adakitic magmas in the early Miocene enhanced magma fertility, promoting porphyry mineralization. In the southeastern UDMA (Kerman copper belt), mineralization occurred mainly during the late Oligocene to Miocene. Key volcanic complexes include Bahr Aseman (Middle Eocene), Razak (Late Eocene), and Hazar (Middle Oligocene), showing a near-complete Cenozoic volcanic–sedimentary succession, with Eocene units being the most significant. In the Talahoueieh area, exposed rocks are dominated by volcano-sedimentary units (tuffaceous shale, conglomerate, and limestone), with central volcanic tuffs and dacitic–andesitic rocks forming elevated areas. Intrusive bodies are limited but locally associated with skarn-type mineralization.
Alteration and Mineralization
In the Talahoueieh deposit, hydrothermal alteration is widespread and, dominated by argillic, silicic, chloritic, and advanced argillic types, with argillic alteration being the most extensive and closely linked to mineralized zones. This reflects mid- to late-stage acidic hydrothermal activity. Potassic and phyllic alterations were not observed. Polymetallic vein-type mineralization (Cu, Pb, Zn, Ag) mainly occurs in Eocene volcanic units, especially pyroclastic tuffs and andesites, in the form of veins, veinlets, replacement, and open-space fillings, and is structurally controlled by structural features. Key minerals include chalcopyrite, bornite, malachite, azurite, chrysocolla, galena, cerussite, sphalerite, and hemimorphite. Copper mineralization shows oxidized zones at the surface and sulfide zones at depth, while Pb and Zn occurrences are sporadic. Mineralization is controlled by a combination of structural, lithological, and hydrothermal factors, emphasizing its economic potential and guiding future exploration.
Discussion
Calc-alkaline magmas typically form in subduction-related volcanic arcs and are characterized by high SiO₂, low Fe/Mg ratios, and mineral assemblages including plagioclase, hornblende, and biotite. These magmas are commonly associated with porphyry Cu–Au systems. In contrast, shoshonitic magmas have higher K₂O and K₂O/Na₂O ratios, are enriched in LILE and LREE, and are often linked to epithermal Au mineralization. The intrusive and volcanic rocks of the Talahoueieh area (granite, granodiorite, rhyolite, dacite, and andesite) exhibit high Al₂O₃ and K₂O contents, reflecting partial melting of a metasomatized mantle source and subduction-related arc magmatism. The coexistence of calc-alkaline and shoshonitic compositions indicates an active arc environment and late-stage magmatic evolution, providing favorable conditions for widespread alteration zones and hydrothermal systems. These geochemical characteristics highlight the economic potential of the area, particularly for porphyry Cu–Au and epithermal Au–Ag mineralization.
Conclusion
In the Talahoueieh polymetallic deposit, the exposed rock units mainly consist of Eocene volcano-sedimentary rocks, particularly tuffs, along with minor Quaternary deposits, while volcanic (andesite, rhyolite, dacite) and intrusive (granite, granodiorite) bodies are limited and scattered. The area is dominated by pyroclastic units, with intrusive and volcanic rocks playing a marginal tectonic role. Extensive hydrothermal activity has produced argillic, advanced argillic, propylitic, and silicic alterations, primarily hosted in pyroclastic units and structurally aligned along a NW–SE trend. This indicates strong structural control by faults and fractures that served as fluid pathways. Geochemical features, including low Nb/Ti ratios, negative Ti anomalies, and high K₂O, Al₂O₃, and LILE/HFSE ratios, suggest a continental arc volcanic environment with a close genetic link to calc-alkaline and shoshonitic magmas. Magmatic evolution in the area, driven by subduction-related processes and arc volcanism, created favorable conditions for the development of hydrothermal systems and polymetallic mineralization.
کلیدواژهها [English]
مقدمه
پهنة ایران مرکزی از اصلیترین واحدهای زمینشناسی ایران و شامل تنوعی از سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی است که در پی فرایندهای زمینساختی و ماگمایی گوناگون در گذر زمان پدید آمدهاند. در جنوبخاوری این پهنه، محدودة تلاهوییه در شمال بم جای گرفته است؛ محدودهای که از نظر ساختاری به ایران مرکزی تعلق دارد؛ اما از دیدگاه زمینپویایی[1] در حاشیة فعال کمان ماگمایی ارومیه- دختر (UDMA [2]) شمرده میشود. پیدایش این کمان پیامد فرورانش پوستة اقیانوسی نئوتتیس به زیر صفحة ایران مرکزی در دوران سنوزوییک است و از مهمترین پهنههای آذرین آتشفشانی- درونی و کانهزایی ایران بهشمار میرود (Berberian and King, 1981; Shahabpour, 2005).
محدودة تلاهوییه شامل مجموعهای از سنگهای آذرآواری، دایکهای آندزیتی و داسیتی با سن ائوسن و تودههای آذرین درونی نیمهژرف (از نوع گرانودیوریتی و مونزونیتی) است که آشکارا نشاندهندة چندین مرحله فعالیت ماگمایی در یک محیط زمینساختی فعال هستند. این سنگها در برخی مناطق با دگرسانیهای گسترده از نوع سیلیسی، آرژیلیک، کلریتی و کربناتی، همراه هستند. ویژگیهای صحرایی، میکروسکوپی و دادههای زمینشیمیایی اولیه، گویای ارتباط واحدهای آذرین با فرایندهای کانهزایی فلزات پایه و گرانبهاست. پهنههای دگرسانی گسترده، رگه- رگچههای سیلیسی، و حضور کانیهایی مانند پیریت، اسفالریت، گالن و کالکوپیریت، نشانههایی از پتانسیل کانهزایی از نوع اپیترمال حد واسط در محدوده هستند.
کانسارهای اپیترمال حد واسط[3] معمولاً در ارتباط با سنگهای آذرین کالکآلکالن نیمهژرف و در پهنههای گسلی فعال پدید میآیند و با دگرسانیهای شدید همراه هستند (Sillitoe, 2010). وجود این نوع کانهزایی در محدودة تلاهوییه، در کنار شواهد ماگمایی و ساختاری، آن را هدف اکتشافی بالقوهای در جنوبخاوری ایران مرکزی ساخته است.
در این پژوهش، با بهرهگیری از دادههای زمینشیمیایی سنگهای آتشفشانی- درونی محدودة تلاهوییه به روشهای ICP-MS و XRF و همچنین، بررسیهای سنگنگاری[4] و کانهنگاریِ مقاطع نازک و نازک- صیقلی، ویژگیهای سنگزایی، ترکیب ماگما، فرایندهای تبلور و جدایش بلوری، و وابستگی آنها با کانهزایی در محدودة تلاهوییه بررسی میشود. هدف این بررسی، ارائه الگوی جامعی از خاستگاه، تکامل و نقش سنگهای آذرین در فرایندهای دگرسانی و کانهزایی محدودة تلاهوییه است.
روش انجام پژوهش
این پژوهش در دو بخش میدانی و آزمایشگاهی انجام شد. در بخش میدانی، نقشة زمینشناسی محدوده در مقیاس 1:10000 تهیه شد که شامل تفکیک واحدهای سنگی و شناسایی ساختارهای اصلی بود. در این بررسیها، شمار ۶۲ نمونة سنگی از واحدهای گوناگون برداشت شد. از میان آنها، ۳۵ نمونه برای تهیه مقاطع نازک برای بررسیهای سنگنگاری و بررسی ویژگیهای کانیشناسی و بافتی برگزیده شدند. بر پایة نتایج این بررسیها و برای بررسیهای زمینشیمیایی سنگهای آتشفشانی و ماگمایی، ۱۹ نمونه معرف برای انجام تجزیة شیمیایی به روش XRF و ICP-MS به آزمایشگاه شرکت بررسیهای مواد معدنی زرآزما در کرمان فرستاده شدند (جدولهای 1 و 2). این مجموعه شامل ۵ نمونه از سنگهای آذرین درونی و ۱۴ نمونه از سنگهای آتشفشانی محدوده بوده است. دادههای بهدستآمده از تجزیهها با نرمافزارهای Excel و GCDkit پردازش و تفسیر شدند تا ویژگیهای زمینشیمیایی و زمینساختی سنگها ارزیابی شوند. همچنین، برای بررسیهای تکمیلی کانیشناسی، شمار ۳۰ نمونه برای تجزیه به روش XRD به آزمایشگاه زرآزما کرمان فرستاده شد (جدول 3). نام اختصاری بهکاررفته برای کانیها در تصویرهای میکروسکوپی از وار (Warr, 2021) برگرفته شده است.
جدول 1. دادههای عنصرهای اصلی (بر پایة wt%) سنگ کل برای محدودة تلاهوییه.
Table 2. Major element data (in wt%) of whole-rock samples from the Talahoueieh area.
|
Sample No. |
Andesite |
Andesite |
Andesite |
Granodiorite |
Granite |
Granite |
Granite |
Granite |
Rhyolite |
|
SiO2 |
51.86 |
56.37 |
62.35 |
64.12 |
69.08 |
69.16 |
69.92 |
70.88 |
73.86 |
|
Al2O3 |
17.47 |
16.5 |
15.5 |
14.56 |
14.06 |
13.39 |
13.64 |
13.78 |
12.09 |
|
TiO2 |
0.89 |
0.53 |
0.81 |
0.75 |
0.22 |
0.23 |
0.22 |
0.23 |
0.16 |
|
Fe2O3 |
8.61 |
7.06 |
5.37 |
5.24 |
2.59 |
2.11 |
2.36 |
1.06 |
1.41 |
|
MnO |
0.12 |
0.14 |
0.07 |
0.12 |
0.05 |
0.13 |
0.05 |
0.1 |
0.07 |
|
MgO |
3.82 |
2.13 |
1.8 |
1.75 |
0.66 |
0.23 |
0.68 |
0.08 |
0.33 |
|
CaO |
7.52 |
6.58 |
3.34 |
2.98 |
1.67 |
3.75 |
1.9 |
3.24 |
2.18 |
|
K2O |
2.58 |
2.6 |
3.21 |
3.31 |
5.46 |
1.55 |
5.47 |
0.54 |
6.29 |
|
Na2O |
2.16 |
2.95 |
3.7 |
3.89 |
3.7 |
5.11 |
3.32 |
6.98 |
0.18 |
|
P2O5 |
0.18 |
0.14 |
0.21 |
0.17 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.08 |
0.06 |
|
BaO |
0.04 |
0.03 |
0.05 |
0.04 |
0.07 |
<0.01 |
0.09 |
<0.01 |
0.1 |
|
LOI |
4.75 |
4.24 |
3.5 |
3.03 |
1.92 |
4.2 |
2.24 |
2.91 |
3.25 |
جدول 2. دادههای عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب (بر پایة ppm) سنگ کل برای محدودة تلاهوییه.
Table 3. Trace and rare earth elements (REE) data (in ppm) of whole-rock samples from the Talahoueieh area.
|
Sample No. |
Dolerite |
Dolerite |
Andesite |
Granite |
Granite |
Andesite |
Granodiorite |
Andesite |
|
Ba |
427 |
974 |
517 |
847 |
296 |
361 |
490 |
509 |
|
Rb |
60 |
173 |
82 |
121 |
96 |
81 |
73 |
100 |
|
Sr |
450.3 |
64.5 |
338.5 |
120.6 |
102.7 |
315.1 |
203.6 |
313.2 |
|
Cs |
3 |
4.2 |
4.4 |
2.2 |
3.4 |
2.3 |
2.2 |
4.2 |
|
Ta |
0.5 |
1 |
0.5 |
0.8 |
0.8 |
1.1 |
1.1 |
0.8 |
|
Nb |
11.4 |
11.6 |
9.1 |
12.8 |
12.6 |
15.1 |
15.8 |
12.4 |
|
Hf |
2.4 |
2.5 |
3.1 |
1.7 |
2.1 |
2.9 |
3 |
4.4 |
|
Zr |
73 |
45 |
102 |
34 |
40 |
81 |
84 |
123 |
|
Y |
18.4 |
15 |
21.8 |
17.6 |
16.4 |
36.7 |
29.9 |
24.1 |
|
Th |
4.3 |
13.8 |
3.8 |
12.1 |
11.5 |
9.9 |
9.5 |
12.1 |
|
U |
1.3 |
3.7 |
1.1 |
2.4 |
2.4 |
2.6 |
2.5 |
3.1 |
|
Cr |
230 |
12 |
67 |
21 |
12 |
38 |
18 |
33 |
|
Ni |
69 |
6 |
15 |
10 |
6 |
12 |
5 |
10 |
|
Co |
24.4 |
2 |
21.5 |
3.8 |
2.4 |
13.9 |
8 |
10.7 |
|
V |
202 |
9 |
242 |
37 |
33 |
158 |
76 |
139 |
|
Pb |
6 |
7 |
13 |
5 |
6 |
10 |
6 |
18 |
|
Zn |
65 |
19 |
127 |
75 |
69 |
147 |
51 |
86 |
|
Ag |
<0.1 |
<0.1 |
0.2 |
0.1 |
0.2 |
<0.1 |
<0.1 |
0.3 |
|
As |
8.3 |
13.5 |
12.1 |
14.3 |
13.8 |
10.3 |
11.5 |
15.1 |
|
Be |
1.3 |
1.5 |
1.2 |
1.5 |
1.5 |
1.9 |
1.8 |
1.4 |
|
Cu |
43 |
7 |
22 |
6 |
10 |
12 |
7 |
50 |
|
Li |
52 |
17 |
43 |
13 |
10 |
47 |
43 |
29 |
|
Mo |
1.5 |
2 |
1.4 |
2.3 |
1.6 |
2.1 |
2.5 |
1.7 |
|
Sc |
33.3 |
<0.5 |
38.9 |
5.2 |
4.9 |
23.3 |
15 |
20.5 |
|
Sn |
0.6 |
1.4 |
1.2 |
1.4 |
1.5 |
2.4 |
2.3 |
1.6 |
|
Tl |
0.6 |
1.4 |
0.6 |
1.1 |
0.6 |
0.4 |
0.5 |
0.8 |
|
La |
23 |
30 |
18 |
34 |
32 |
30 |
30 |
26 |
|
Ce |
38 |
47 |
28 |
54 |
53 |
52 |
51 |
46 |
|
Pr |
5.34 |
5.41 |
4.03 |
6.4 |
6.6 |
7.59 |
6.98 |
6.47 |
|
Nd |
19.3 |
16.9 |
16.1 |
21.4 |
23 |
28.1 |
26 |
22.8 |
|
Sm |
4.3 |
3.2 |
4.1 |
4.3 |
4.4 |
6.4 |
5.6 |
5.1 |
|
Eu |
1.5 |
0.66 |
1.25 |
0.8 |
0.83 |
1.5 |
1.65 |
1.27 |
|
Gd |
3.78 |
2.51 |
3.45 |
3.54 |
3.28 |
6.19 |
5 |
4.71 |
|
Tb |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
|
Dy |
3.4 |
2.4 |
3.6 |
3.1 |
3 |
7 |
5.3 |
4.5 |
|
Er |
2.2 |
1.6 |
2.4 |
1.7 |
2.3 |
4.3 |
3.4 |
2.9 |
|
Tm |
0.3 |
0.4 |
0.4 |
0.3 |
0.4 |
0.7 |
0.6 |
0.4 |
|
Yb |
1.74 |
2.05 |
2.45 |
1.8 |
1.84 |
3.89 |
3.64 |
2.87 |
|
Lu |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
0.3 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
جدول 3. نتایج آنالیز XRD انجام شده روی پهنههای دگرسانی مختلف.
Table 1. Results of XRD analysis performed on different alteration zones.
|
Sample No. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Alteration |
Argillic |
Argillic |
Advanced argillic |
Advanced argillic |
Propylitic |
Silicic |
|
Major phase(s) |
Muscovite - illite, albite, gypsum, quartz |
Quartz, muscovite - illite, |
Quartz, kaolinite, pyrophyllite, muscovite - illite |
Quartz, kaolinite |
Albite, quartz |
Quartz |
|
Minor phase(s) |
Natroalunite |
Goethite, hematite |
diaspore, albite |
Pyrophyllite, diaspore |
Chlorite, epidote, calcite |
Fluorite, goethite |
|
Trace phase(s) |
Potassium feldspar |
Gypsum |
* |
Muscovite - illite, rutile |
Potassium feldspar |
* |
زمینشناسی عمومی
فعالیت ماگمایی در پهنة UDMA از زمان ائوسن تا کواترنری ادامه داشته است (Ayati et al., 2013)؛ اما بیشترین شدت این فعالیتها در دورة ائوسن بوده است (Alavi, 1994, 2007). به باور رئیسی و همکاران (Raeisi et al., 2021)، در این بازة زمانی، ترکیب ماگما از نوع کالکآلکالن در ائوسن جای خود را به آداکیتی در آغاز میوسن داده است. این تغییر به افزایش توان ماگما در کانهزایی و بهدنبال آن، پیدایش کانسارهای پورفیری انجامیده است. شفیعی و همکاران (Shafiei et al., 2009) این تغییر ترکیب ماگما را پیامد تغییر شرایط زمینساختی از فرورانش به برخورد میدانند. در بخش جنوبخاوری پهنة UDMA که به کمربند مس کرمان معروف است (شکل ۱)، کانهزایی بیشتر در پایان الیگوسن تا میوسن رخ داده است. در ائوسن میانی، فعالیتهای آتشفشانی پیدایش مجموعة بحرآسمان را در پی داشته است که شامل جریانهای گدازه، توفها، برشهای آتشفشانی و دیگر مواد آذرآواری با ترکیب تراکیآندزیتی تا تراکیبازالتی است. این فعالیتها در ائوسن بالایی نیز ادامه یافته است و به پیدایش مجموعة آتشفشانی رازک انجامیده است که شامل تناوب سنگهای بازالتی تا ریولیتی و واحدهای آتشفشانی- آواری است (McInnes et al., 2003). در الیگوسن میانی، فعالیتهای آتشفشانی مجموعة آتشفشانی هزار را پدید میآورد که دربردارندة تناوبی از سنگهای تراکیبازالت و تراکیآندزیت است و بهطور ناپیوسته با سنگهای آهکی و سازند سرخِ الیگوسن بالایی تا میوسن میانی پوشیده شده است (Yousefi et al., 2018). شکل ۱ مهمترین واحدهای سنگی محدوده را نشان میدهد. از ویژگیهای این محدوده، وجود توالی کمابیش کاملی از سنگهای آتشفشانی- رسوبی و آذرین درونی در بازة سنی سنوزوییک است. بر پایة این نقشه، گسترة محدوده بررسیشده با سنگهای آتشفشانی- رسوبیِ ائوسن- الیگوسن (همارز سازندهای هزار و رازک) پوشیده شده است.
زمینشناسی محدودة تلاهوییه
بر پایة نقشة زمینشناسی ۱:۱۰.۰۰۰ محدودة تلاهوییه (شکل ۲)، واحدهای سنگی رخنمونیافته دربردارندة سنگهای آتشفشانی- رسوبی، آتشفشانی و درونی هستند که واحدهای آتشفشانی- رسوبی در این محدوده گسترش چشمگیری دارند. واحدهای رسوبی محدوده که قدیمیترین سنگهای این محدوده هستند در زیر واحدهای آتشفشانی جای دارند و دربردارندة شیل توفی، کنگلومرا و سنگ آهک هستند. در بخشهای مرکزی این محدوده، سنگهای آذرآواری توف گسترش یافتهاند و افزونبر این سنگها، سنگهای آتشفشانی داسیت تا آندزیت که بیشترشان به رنگ ارغوانی تا خاکستری تیره هستند نیز در محدوده برونزد دارند و بالاترین بلندیهای این محدوده را پوشش دادهاند. تودههای آذرین درونی (گرانیت) بهصورت تودة کوچک در جنوب و جنوبخاوری محدوده برونزد دارند و در برخی بخشها به رخداد کانهزایی از نوع اسکارن انجامیدهاند. در ادامه به شرح هر یک از آنها پرداخته شده است.
شکل ۱. A) نقشة زمینشناسی- ساختاری ایران (برگرفته از Stöcklin (1968) و Alavi (1991) با تغییرات) که کمربند مس کرمان (KCMA) روی آن نمایش داده شده است؛ B) نقشة زمینشناسی ساده شده از کمربند مس کرمان که محدودة تلاهوییه روی آن مشخص شده است.
Figure 1. A) Geological-structural map of Iran (adapted from Stöcklin (1968) and Alavi (1991), with modifications), showing the Kerman Cenozoic magmatic arc (KCMA); B) Simplified geological map of Kerman Copper Belt, indicating the location of the Talahoueieh area.
واحد توف (ELi)
واحدهای توفی بخش بزرگی از نواحی مرکزی و شمالی محدودة تلاهوییه را پوشش میدهند و در بیشتر بخشهای محدوده برونزد دارند (شکل ۳). این توفها در بیشتر بخشها سنگ میزبان کانهزایی دانسته میشوند و از این رو، گاه با دگرسانیهای شدید ناشی از محلولهای گرمابی همراه هستند. دگرسانیهای دیدهشده بیشتر از نوع آرژیلیک، پروپیلیتی و کلریتی هستند که نشاندهندة شدت بالای فرایندهای گرمابی در این واحد هستند. بهدلیل شدت دگرسانی، بافت نخستین سنگ در سطح تقریباً از میان رفته است و شناسایی نوع و ترکیب توفها تنها از راه بررسی مغزههای حفاری امکانپذیر است. این توفها بهصورت لایههای متناوب با ترکیبهای گوناگونی شامل قطعات داسیتی، آندزیتی، ریولیتی و لیتیک دیده میشوند.
شکل ۲. نقشة زمینشناسی- ساختاری ۱:۱۰.۰۰۰ بههمراه مقطع زمینشناسی تهیهشده از محدودة تلاهوییه.
Figure 2. 1:10,000 geological–structural map of the Talahoueieh area, along with a geological cross-section.
همانگونهکه در شکل ۳ نشان داده شده است، اندازة قطعات لیتیک از چند میلیمتر تا چندین سانتیمتر متغیر است. در شکلهای ۳-A و ۳-B نمای دور و نزدیک از واحد لیتیکتوف با ترکیب داسیتی نشان داده شده است که در آن قطعات سنگی درونزمینهای سیلیسی هستند. شکلهای ۳-C و ۳-D نیز مربوط به لاپیلیتوفهایی با رنگ روشن هستند. نمونههای دستی در شکلهای ۳-E و ۳-F بهترتیب از واحدهای کریستاللیتیکتوف و لیتیکتوف با ترکیب داسیتی برداشت شدهاند. بررسیهای سنگنگاری روی این واحد، حضور قطعات سنگی و بلورهای منفرد مانند کوارتز را در زمینهای با بافت جریانی و ریزدانه نشان میدهند (شکلهای۳-G، ۳- H و ۳-I). این ویژگیها گویای خاستگاه آتشفشانی و شرایط نهشت متفاوت این واحد هستند که نقش مهمی در کانهزایی محدوده داشته است.
شکل ۳. A) دورنمای نمونهای از واحد توف آذرآواری در محدودة تلاهوییه (دید رو به شمالخاوری)؛ B) رخنمونی از واحد لیتیک توف با ترکیب داسیتی؛ C، D) نمای دور و نزدیک از واحد لاپیلی توف؛ E، F) نمونة دستی از واحد کریستاللیتیکتوف و لیتیکتوف داسیتی (بهترتیب)؛ G، H، I) مقاطع میکروسکوپی (نور عبوری با نیکولهای متقاطع یا XPL) از واحد توفی با ترکیب داسیت، لیتیکتوف و کریستاللیتیکتوف.
Figure 3. A) Outcrop view of a pyroclastic tuff sample in the Talahoueieh area (view towards NE); B) Exposure of a lithic tuff unit with dacitic composition; C, D) Far and close-up views of the lapilli tuff unit; E, F) Hand specimens of crystal-lithic tuff and dacitic lithic tuff units, respectively; G, H, I) Photomicrographs under cross-polarized light (XPL) of dacitic tuff, lithic tuff, and crystal-lithic tuff units.
شکل ۳. ادامه.
Figure 3. Continued.
واحد آگلومرا (EAg)
واحدهای آگلومرایی که بخشهایی از توالیهای آتشفشانی در بخش مرکزی محدوده را دربر میگیرند بیشتر شامل قطعات سنگی با ترکیب داسیتی و ایگنمبریتی هستند. این واحد در بخشهای مرکزی محدودة تلاهوییه بهصورت میانلایههایی درون لیتیکتوفها شناسایی شده است (شکلهای ۴-A و ۴-B). حضور این میانلایهها در میان واحدهای توفی نشاندهندة دورههایی از فعالیت آتشفشانی انفجاری با شدت بالاتر است که به پیدایش نهشتههای آگلومرایی انجامیده است. در مناطق مرتفعتر محدوده، واحد آگلومرا با ویژگیهای خاصی مانند وجود خردهسنگهای گردشده با ابعاد متغیر از چند میلیمتر تا چندین سانتیمتر شناخته میشود. این خردهسنگها در زمینهای از مواد آتشفشانی ریزدانه جای دارند که نشاندهندة یک زمینة آتشفشانی خمیریشکل است (شکلهای ۴-C و ۴-D).
ترکیب سنگی قطعات در این بخش بیشتر آندزیتی تا داسیتی است و گردشدگی آنها چهبسا پیامد غلتش و سایش مکانیکی در هنگام نهشتهگذاری یا حمل و نقل کوتاهمدت در جریانهای آذرآواری است (Fisher and Schmincke, 1984). از دیدگاه دگرسانی، این واحد شواهد روشنی از تأثیر سیالات گرمابی دارد که بهصورت رگه- رگچههایی دارای اکسیدهای آهن پدیدار شدهاند. این ساختارها احتمالاً در اثر فعالیتهای گرمابی ثانویه، پس از نهشتهگذاری، در راستای شکستگیها یا مرزهای لایهای پدید آمدهاند و میتوانند نشاندهندة مهاجرت محلولهای گرمابی و احتمال رخداد کانهزایی در این واحد باشند.
واحد آندزیت (EAn)
این واحد سنگی در بخشهای شمالخاوری، مرکزی و جنوبی محدودة تلاهوییه رخنمون دارد و پیامد فعالیتهای آتشفشانی دوران ائوسن دانسته میشود (شکل ۵). رنگ این واحد از ارغوانی تا خاکستری تیره متغیر است و گویای ترکیب کانیشناسی و شرایط اکسیداسیون حاکم بر زمان تبلور است. در بخشهای خاوری محدوده، این واحد نقش بزرگی در پیدایش ریختشناسی محدوده دارد و ارتفاعات را تشکیل میدهد. شکستگیهای کمابیش منظم و موازی درون واحد آندزیتی که در پی انجماد سریع ماگما و تنشهای پس از آن پدیدار شدهاند، ساختاری مشخص به سنگ دادهاند (شکلهای ۵-A، ۵-B و ۵-C). این ویژگیها چهبسا نشاندهندة انجماد در شرایط نزدیک به سطح و یا تغییرات سریع دمایی هنگام سردشدن ماگما هستند.
در بخشهای جنوبی محدوده، تغییرات ترکیب شیمیایی ماگما به پیدایش سنگهایی با ترکیب آندزیت تا آندزیت- بازالت انجامیده است که معمولاً با بافت پورفیری شناخته میشوند (شکل ۵-D). این بافت نشاندهندة دو مرحله سردشدن ماگماست؛ بهگونهایکه نخست ماگما در ژرفا و بهآرامی سرد شده است و بلورهای درشت پدید آمدهاند. سپس با صعود ماگما به سطوح بالاتر یا فوران، سردشدن سریعتر رخ داده و زمینة ریزدانه پدید آمده است. بافت پورفیری که معمولاً نشاندهندة شرایط متغیر دما و فشار در مسیر صعود ماگماست بهطور گسترده در سنگهای آتشفشانی و نیمهژرف دیده میشود (Winter, 2010). مقاطع نازک تهیهشده از این سنگها، حضور همزمان بافت پورفیری و جریانی را در زمینهای میکروکریستالین تأیید میکنند. کانیهای اصلی سازنده این سنگها شامل پلاژیوکلاز (با منطقهبندی مشخص)، کوارتز در مقادیر فرعی، هورنبلند و بیوتیت هستند. اپاکی شدن در برخی از بلورهای هورنبلند و بیوتیت، دلالت بر دگرسانی حرارتی- شیمیایی آنها دارد. شواهد سنگنگاری همچنین، گویای دگرسانیهای ثانویه از نوع سریسیتیشدن (جانشینی پلاژیوکلاز با سریسیت) و سوسوریتیشدن هستند که بهویژه در بلورهای فلدسپار دیده میشوند (شکلهای ۵-E، ۵-F و ۵-G). این دگرسانیها میتوانند با فرایندهای گرمابی رخداده در مراحل پایانی فعالیت ماگمایی یا مهاجرت محلولهای داغ در شکستگیهای موجود مرتبط باشند.
شکل ۴. A، B، C، D) رخنمونهایی از واحد آگلومرا (EAg) با سن ائوسن در بخش مرکزی محدودة تلاهوییه که از قطعات سنگی با جنس و اندازههای گوناگون ساخته شدهاند.
Figure 4. A, B, C, D) Outcrops of the agglomerate unit of Eocene age in the central part of the Talahoueieh area, composed of rock fragments of varying lithology and size.
شکل ۵. A) نمایی از واحد آندزیتی ائوسن (Ean) در محدودة تلاهوییه (دید رو به شمالخاوری)؛ B) نمای نزدیک از واحد آندزیتی؛ C، D) نمونه دستی از واحد آندزیت؛ E، F، G) مقاطع میکروسکوپی (نور عبوری با نیکولهای متقاطع یا XPL) از واحد آندزیت.
Figure 5. A) A view of Eocene andesitic unit in Talahoueieh area (View towards the NE); B) close-up view of the andesitic unit; C, D) hand specimens of the andesitic unit; E, F, G) photomicrographs under cross-polarized light (XPL) of the andesitic unit.
واحد ایگنمبریت (EAg-Ig):
واحدهای ایگنمبریتی سطح بزرگی از بخش مرکزی محدودة تلاهوییه را پوشش داده است و در ارتفاعات محدوده نیز دیده میشوند (شکل ۶-A). این سنگها بهصورت لایههای متناوب با ترکیب یکسان و بافتهای متفاوت نهشته شدهاند. در رخنمونهای سطحی، این واحد بیشتر بر پایة بافت یوتاکسیتیک[5] مشخص آن شناسایی میشود (شکل ۶-B). در بخشهایی از محدوده که بهصورت تپهماهور هستند، این واحد شاردهای آتشفشانی[6] دارد که جهتگیری و آرایش آنها نیز بافت یوتاکسیتیک را بهخوبی نمایش میدهد (شکل ۶-C). این ویژگیها نشاندهندة نهشتهشدن سریع مواد آتشفشانی در پی جریانهای آذرآواری با دمای بالا هستند. بررسیهای سنگنگاری روی این واحد سنگی، دو نوع بافت متفاوت را نشان میدهد: نخست، ایگنمبریتهای لایهلایه با بافت یوتاکسیتیک مشخص که لایههای آن بیشتر از کوارتز ساخته شدهاند (شکل ۶-D). دوم، ایگنمبریتهایی با ساختار فیامی[7] چشمیشکل که از جوشخوردگی خردههای آتشفشانی پدید آمدهاند (شکل ۶-E). این تنوع بافتی نشاندهندة تفاوت در میزان جوشخوردگی و ترکیب مواد آتشفشانی در هنگام نهشت این واحد است.
شکل ۵. ادامه.
Figure 5. Continued.
دایکها
در محدودة تلاهوییه، مجموعهای از دایکهای آذرین دیده میشود که بیشتر واحدهای آذرآواری را در راستای گسلها قطع کردهاند. این دایکها با رنگ تیره و رخنمونهایی به درازای بیش از ۳۰ متر، از ویژگیهای بارز ساختاری محدوده بهشمار میروند. روند بیشتر آنها شمالی- جنوبی است و ستبرای آنها از ۳۰ سانتیمتر تا ۳ متر در نوسان است. این ویژگی نشاندهندة فعالیت زمینساختی کنترلکننده در جایگیری آنهاست. از دیدگاه ترکیب سنگشناسی، این دایکها محدودهای از سنگهای نیمهژرف با ترکیب دولریتی تا سنگهای آتشفشانی آندزیتی را دربر میگیرند و در برخی رخنمونها ترکیب ریولیتی دارند. این تنوع ترکیبی میتواند پیامد تداوم فعالیت ماگمایی با خاستگاههای متفاوت یا تبلور بخشی در شرایط مختلف باشد. بررسیهای سنگنگاری نشان میدهد این دایکها بیشتر بافت دولریتی دارند که در آن بلورهای تیغهای شکل پلاژیوکلاز در زمینهای ریزدانه جای گرفتهاند و کانیهای مافیک مانند بیوتیت و گاه مقدار اندکی آلکالیفلدسپار (ارتوز) نیز میتوانند یافت شوند که نشاندهندة سردشدن کمابیش آهسته ماگما در محیطهای نیمهژرف است (Winter, 2010) (شکل ۷). در بسیاری از نمونهها، کانیهای مافیک بهطور گستردهای دچار فرایند دگرسانی شدهاند و با کانیهای ثانویهای مانند کلریت و اپیدوت جایگزین شدهاند. این نوع دگرسانی احتمالاً در پی نفوذ محلولهای گرمابی پس از جایگیری دایکها رخ داده است. در بخشهایی، این دایکها در همبری مستقیم با تودههای آهکی هستند و این همبریها دگرگونی همبری ضعیف در واحد سنگآهکی کنارشان را بهدنبال داشته است.
شکل ۶. A) دورنمایی از واحد ایگنمبریت ائوسن (EAg-Ig) در محدودة تلاهوییه (دید رو به شمالخاوری)؛ B، C) نمای نزدیک از واحد ایگنمبریت با بافت جریانی؛ D، E) تصویرهای میکروسکوپی (نور عبوری با نیکولهای متقاطع یا XPL) از واحد ایگنمبریت بهترتیب، بافت جریانی از لامینههای کوارتز و شاردهای آتشفشانی.
Figure 6. A) Field view of Eocene ignimbrite unit (EAg-Ig) in Talahoueieh area (View towards NE); B, C) Close-up views of the ignimbrite unit showing flow texture; D, E) Photomicrographs under cross-polarized light (XPL) of ignimbrite unit, highlighting flow textures with quartz laminae and volcanic shards.
تودههای آذرین درونی (Gr)
در بخشهای خاوری و جنوبخاوری محدودة تلاهوییه، رخنمونهایی از تودههای آذرین درونی با ترکیب گرانیتی دیده میشوند (شکل ۸). افزونبر رخنمونهای سطحی، شواهد این تودهها در تعدادی از گمانههای حفاری نیز بهدست آمده که نشاندهندة گسترش زیرسطحی آنها در محدوده است. این تودهها بیشتر دارای بافت گرانولار بوده و از کانیهای اصلی کوارتز، فلدسپار (پلاژیوکلاز و ارتوکلاز) و بیوتیت تشکیل شدهاند. در بسیاری از نمونهها، شواهدی از دگرسانی گرمابی دیده میشود که بیشتر بهصورت سریسیتی شدن فلدسپارها و کلریتی شدن کانیهای مافیک است. این دگرسانیها میتوانند ناشی از نفوذ سیالات گرمابی وابسته به فعالیت ماگمایی پس از جایگیری توده باشند و احتمالاً در مهاجرت فلزات و پیدایش کانهزایی نقش داشتهاند. در برخی از گمانههای اکتشافی، تماس مستقیم میان این تودههای آذرین درونی و واحدهای آهکی مجاور منجر به پیدایش پهنههای اسکارنی شده است. این پهنهها که در اثر واکنش متقابل میان سیالات ماگمایی و سنگهای کربناته ایجاد شدهاند، دارای نشانههایی از کانیسازی آهن، بهویژه بهصورت مگنتیت و هماتیت هستند.
شکل ۶. ادامه.
Figure 6. Continued.
دگرسانی و کانیسازی
یکی از گامهای کلیدی در ارزیابی ویژگیهای کانهزایی در کانسار تلاهوییه، بررسی و شناسایی کانیهای پدیدآمده در پی رخداد دگرسانی است. برای این کار، ترکیبی از بررسیهای میدانی، بررسیهای سنگنگاری و تجزیه به روش پراش پرتوی ایکس (XRD) بهکار گرفته شد تا نوع و گسترة دگرسانیها بهطور دقیق ارزیابی شود. این بررسیها نشان میدهند دگرسانی در محدودة تلاهوییه گسترش چشمگیری دارد و بیشتر شامل پهنههای دگرسانی آرژیلیک، سیلیسی، کلریتی و آرژیلیک پیشرفته است. برای نمونه، شماری از دادههای تجزیة شیمیایی انجام شده در جدول 3 آورده شدهاند. در میان این انواع، دگرسانی آرژیلیک بیشترین گسترش را در سطح محدوده دارد و دگرسانی غالب دانسته میشود (شکل ۹). حضور گسترده این نوع دگرسانی، بیشتر با پهنههای کانهزایی همراه است و میتواند نشانهای از تأثیر سیالات گرمابی اسیدی در مراحل میانی تا پایانی سامانه کانهزایی باشد. در برابر آن، دگرسانیهای پتاسیک و فیلیک در این محدوده شناسایی نشدهاند.
کانهزایی رگهای چندفلزی (Cu-Pb-Zn-Ag) در محدودة تلاهوییه
در محدودة تلاهوییه، کانهزایی رگهای چندفلزی شامل مس، سرب، روی و نقره بیشتر در واحدهای آتشفشانی ائوسن رخ داده است و بیشترین تمرکز آن در توفهای آذرآواری (واحد ELi) و گدازههای آندزیتی (واحد EAn) دیده میشود. این کانهزایی بهصورت رگهای، رگه- رگچهای، جانشینی و پرکنندة فضاهای خالی[8] در سنگهای توف، ایگنمبریت و گاه داسیت رخداد دارد که نشاندهندة کنترل ساختاری و تأثیر فازهای تبلوری در تعیین مسیر سیالات معدنی است.
شکل ۷. A) رخنمونی از دایکهایی با ترکیب دولریت؛ B) رخنمونی از دایک با ترکیب آندزیت؛ C) رخنمونی از دایک با ترکیب ریولیت؛ D) نمونة دستی از دایک با ترکیب دولریت؛ E) نمونة دستی از دایک با ترکیب آندزیت؛ F) نمونة دستی از دایک با ترکیب ریولیت در محدودة تلاهوییه؛ G، H) تصویرهای میکروسکوپی (نور عبوری XPL (شکلهای G و I) و PPL (شکل H) از دایکها با ترکیب دولریت)؛ I) دایک ریولیتی.
Figure 7. A) Outcrop of doleritic dikes; B) outcrop of an andesitic dike; C) outcrop of a rhyolitic dike; D) hand specimen of a doleritic dike; E) hand specimen of an andesitic dike; F) hand specimen of a rhyolitic dike from the Talahoueieh area; G, H) photomicrographs (transmitted XPL (Figs. G and I) and PPL (Fig. H) of doleritic dikes; I) rhyolitic dike.
شکل 8. A) دورنمای تودة آذرین درونی که در بخش خاوری محدودة تلاهوییه رخنمون کوچکی دارد و در نزدیکی تودة آهکی به کانیسازی اسکارن آهن انجامیده است (دید رو به جنوبخاوری)؛ B) نمای نزدیکی از رخنمون تودة آذرین درونی؛ C) نمونة دستی از تودة آذرین درونی گرانیتی؛ D) تصویر میکروسکوپی از تودة آذرین درونی گرانیتی (نور عبوری با نیکولهای متقاطع یا XPL).
Figure 8. A) Field view of an intrusive body in the eastern part of the Talahoueieh area, locally associated with limestone and causing iron skarn mineralization (View towards SE); B) Close-up view of the intrusive body; C) Hand specimen of the granitic intrusive; D) Photomicrograph of the granitic intrusive (in XPL).
مهمترین کانههای شناساییشده شامل کانیهای درونزاد کالکوپیریت، بورنیت، گالن و اسفالریت و کانیهای برونزاد مالاکیت و آزوریت، کریزوکولا، سروزیت و همیمورفیت هستند (شکل ۱۰). این ترکیب کانیشناسی، نشاندهندة یک سامانه چندفلزی پیچیده است که دچار فرایندهای گرمابی با دمای متوسط تا کم شده است. کانهزایی بیشتر با دگرسانیهای گرمابی از نوع آرژیلیک و سیلیسی همراه است که خود نشانهای از فعالیتهای سیال غنی از سیلیکات و یونهای فلزی در دورة کانهزایی است. در بخش شمالباختری این محدوده، رگههای کانهدار آشکارا با گسلهای راستالغز[9] راستگرد در همبری واحدهای ریولیتی (ERhy) و لیتیک توف (ELi) کنترل میشوند که اهمیت ساختارهای زمینساختی در تمرکز و هدایت سیالات معدنی را نشان میدهد.
شکل ۹. گسترش دگرسانیهای گرمابی آرژیلیک و پروپیلیتیک در واحدهای آتشفشانی ائوسن در محدودة تلاهوییه.
Figure 9. Distribution of argillic and propylitic hydrothermal alterations in the Eocene pyroclastic units of the Talahoueieh area.
نشانههایی از معدنکاری تاریخی در این بخش از محدوده نیز گویای ارزش اقتصادی بالقوه این کانهزایی است و تأکید میکند کانسارهای رگهای این محدوده برای بررسیهای اکتشافی مدرن مناسب هستند. در بخشهای جنوبی و جنوبخاوری، کانهزایی مس بیشتر در سطح بهصورت فازهای اکسیدی (مالاکیت و آزوریت) و در ژرفا بهصورت سولفیدی (کالکوپیریت و بورنیت) دیده میشود. این الگوی عمقی، نشاندهندة تکامل سیالات گرمابی و تغییرات شیمیایی در طول مسیر نفوذ آنهاست. همچنین، بیشتر رگههای کربناتی و سیلیسی با کانهزایی ژرف و سطحی همراه هستند که نشاندهندة واکنشهای میان سیال و میزبان سنگ و اهمیت دگرسانی (گرمابی و هوازدگی) در کنترل غلظت عنصرهای فلزی است. کانهزایی سرب و روی نیز بهصورت رگهای و پراکنده در واحدهای آتشفشانی و در مناطقِ با دگرسانی شدید دیده میشود که تأکید بر توزیع نامتوازن این فلزات در سطح و ژرفا دارد (شکل ۱۰). این ویژگیها نشان میدهد کانهزایی رگهای چندفلزی تلاهوییه دچار ترکیبی از عوامل ساختاری، سنگشناسی و گرمابی- هوازدگی شده است و بررسی دقیق آن میتواند در ارزیابی پتانسیل اقتصادی و تعیین مناطق هدف برای اکتشافات آینده نقش مهمی داشته باشد.
ردهبندی شیمیایی
نقشه زمینشناسی با مقیاس ۱:۱۰.۰۰۰ از محدودة تلاهوییه (شکل ۲) نشان میدهد بخش عمدهای از سنگهای سطحی محدوده از نوع آذرآواری هستند. بهدلیل ترکیب ناهمگن و آمیختگی ذرهها با خاستگاه گوناگون در این سنگها، آنها نمایندة خوبی برای تحلیلهای سنگشناسی و زمینشیمیایی نیستند و نمیتوانند بهعنوان نمونههای شاخص در بررسیهای سنگزایی[10] بهکار برده شوند. ازاینرو، نمونهبرداری بیشتر روی واحدهای گدازهای و تودههای آذرین درونی انجام شد تا اطلاعات قابل اتکایی دربارة فرایندهای ماگمایی و تکاملی محدوده بهدست آورده شود (جدولهای 1 و 2).
شکل ۱۰. کانهزایی فلزی در محدودة تلاهوییه. A) نمای دور از زمینشناسی و جایگاه ترانشههای اکتشافی حفرشده روی پهنههای دگرسانی میزبان کانیسازیهای مس، سرب، روی و باریت در محدوده؛ B، C) رخنمونهایی از کانهزایی مس، سرب، روی و آثار معدنکاری قدیمی حفرشده برای برداشت مادة معدنی؛ D، E، F) نمونههای دستی از کانسنگهای مس، سرب، روی و باریت؛ G، H، I) تصویرهای میکروسکوپی (نور بازتابی) از کانهزایی مس، سرب، روی و باریت.
Figure 10. Mineralization in the Talahoueieh area. A) Distant view of copper, lead, zinc, and barite mineralization; B, C) Outcrops of copper, lead, zinc mineralization, and old mining activities carried out for ore extraction; D, E, F) Hand specimens of copper, lead, zinc, and barite mineralization; G, H, I) Photomicrographs of copper, lead, zinc, and barite mineralization.
شکل ۱۰. ادامه.
Figure 10. Continued.
بر پایة نمودار Ta/Yb در برابر Th/Yb، نمودار Ta در برابر Th، نمودار Ta/Hf در برابر Th/Hf و نمودار Yb در برابر Th/Ta (شکل ۱۱)، ویژگیهای زمینشیمیایی نیز گویای آن هستند که ماگمای سازندة سنگهای آتشفشانی محدودة تلاهوییه در چارچوب محیط زمینساختی فرورانش پوستة اقیانوسی و پیدایش کمان ماگمایی حاشیة فعال قارهای پدید آمده است.
ترکیب سنگهای آتشفشانی در محدودة تلاهوییه آندزیت بازالتی تا داسیت، ریولیت و تراکیبازالت است و بر پایة نمودار های Co در برابر Th و K2O در برابر SiO2، ویژگیهای سری ماگمایی کالکآلکالن با پتاسیم متوسط تا بالا را نشان میدهد (Peccerillo and Taylor, 1976; Middlemost, 1994; Hastie et al., 2007) (شکلهای ۱۲-A، ۱۲-B، ۱۲- C و ۱۲-D). تودههای آذرین درونی بیشتر در محدوده گرانیت تا گرانودیوریت قرار دارند. تحلیلهای زمینشیمیایی، بهویژه جایگاه نمونهها در نمودارهای K2O–SiO2 و Co-Th و دیگر نمودارهای چندعنصری نشان میدهند سنگها به سری ماگمایی کالکآلکالن با پتاسیم بالا و غنی از سیلیس تعلق دارند. توالی تکاملی ماگمایی شامل آندزیتهای بازالتی اولیه، آندزیت و داسیتهای میانی و در پایان ریولیتهای پیامد تفریق پیشرفته است. این روند با ترکیب پتاسیم متوسط تا بالا، حضور کانیهای فرومنیزین و نسبتهای عنصرهای خاکی کمیاب (REE) سازگار است و نشاندهندة فرایندهای پیچیده ماگمایی شامل تبلور بخشی، جدایش کانیهای فرومنیزین و آلایش اندک پوستهای است. تحلیل همزمان ترکیب شیمیایی، نوع کانیها و ویژگیهای بافتی این سنگها، امکان بازسازی روند تکاملی ماگمایی، شرایط فیزیکوشیمیایی ماگما و فرایندهای مرتبط با کانهزایی را فراهم میکند. این یافتهها، پایهای قوی برای بررسیهای آینده در زمینة اکتشاف و ارزیابی منابع معدنی محدوده ارائه میدهند و ارتباط مستقیم میان فعالیت ماگمایی و پیدایش کانیهای اقتصادی را روشن میکنند.
زمینشیمی عنصرهای اصلی
برای بررسی روند تکاملی و خاستگاه سنگهای آذرین محدودة تلاهوییه، نمودارهای تغییرات اکسیدهای اصلی در برابر SiO2 بهکار برده شد (جدول 1؛ شکل ۱۳). این نمودارها، ابزار خوبی برای ارزیابی فرایندهای تفریق ماگمایی و نقش کانیهای اصلی و فرعی در کنترل ترکیب شیمیایی سنگها فراهم میکنند.
آندزیت
ترکیب شیمیایی سنگهای آندزیتی در محدودة حد واسط جای دارد و رفتار اکسیدها در آنها گویای مراحل میانی تکامل ماگما است. MgO در این سنگها کاهش نشان میدهد که این ویژگی نشاندهندة ادامة فرایند جدایش بلوری و کاهش تدریجی سهم کانیهای فرومنیزین در ترکیب مذاب است (Carn and Pyle, 2001). CaO نیز روند کاهشی نشان میدهد که نشاندهندة تغییر ترکیب پلاژیوکلاز از آنورتیتی به ترکیبهای سدیکتر در هنگام رخداد جدایش بلوری ماگماست (Wilson, 1989). Al2O3 در آندزیتها همچنان مقدارهای کمابیش بالایی دارد که نشان میدهد پلاژیوکلاز در این مرحله نقش مهمی در کنترل ترکیب شیمیایی سنگ داشته است. Fe2O3 کاهش نشان میدهد که این ویژگی بازتابی از جدایش تدریجی آهن در قالب کانیهای فرومنیزین و اکسیدهای آهن است. TiO2 در آندزیتها مقادیر کمتری دارد که میتواند پیامد تمرکز تیتانیم در کانیهایی مانند اسفن و تیتانومگنتیت باشد. P2O5 در این سنگها کاهش نشان میدهد که نشاندهندة آغاز تبلور آپاتیت در مراحل میانی جدایش بلورین ماگماست. Na2O در آندزیتها افزایش نسبی دارد که با پیدایش پلاژیوکلازهای سدیکتر سازگار است. در برابر، K2O روند مشخصی را نشان نمیدهد که میتواند تحتتأثیر شرایط پتروژنتیکی و احتمال آلایش پوستهای باشد.
شکل ۱۱. جایگاه زمینساختی سنگهای آتشفشانی محدودة تلاهوییه (Schandl and Gorton, 2002).
Figure 11. Tectonic setting of the volcanic rocks in the Talahoueieh area (Schandl and Gorton, 2002).
شکل ۱۲. ترکیب سنگهای آذرین درونی و بیرونی محدودة تلاهوییه روی نمودارهای ردهبندیِ: A، B) میدلموست (Middlemost, 1994)؛ C، D) پسریلو و تیلور (Peccerillo and Taylor, 1976) و هستی و همکاران (Hastie et al., 2007).
Figure 12. The chemical composition of intrusive and extrusive rocks of the Talahoueieh area on the classification diagrams by: A, B) Middlemost (1994); C, D) Peccerillo and Taylor (1976) and Hastie et al. (2007).
گرانیت
گرانیتها بیشترین مقادیر SiO2 را دارند و معرف بالاترین درجة تکامل ماگمایی هستند. MgO در این سنگها به کمترین میزان خود میرسد که نشاندهندة حذف کامل فازهای فرومنیزین است. CaO نیز بسیار کم است و این ویژگی نشاندهندة فراوانی پلاژیوکلازهای سدیک و فلدسپارهای پتاسیمی در ترکیب سنگ است. Al2O3 در گرانیتها نسبت به سنگهای بازیک و حد واسط کمتر است که با تکامل شدید ماگما سازگار است. Fe2O3 در این سنگها کمترین مقدار را نشان میدهد که نشاندهندة جدایش گستردة آهن در مراحل پیشین تبلور ماگماست. TiO2 و P2O5 در گرانیتها به کمترین مقدار خود میرسند که بازتابی از تبلور کامل فازهای تیتانیمدار و آپاتیت در مراحل میانی تا پایانی جدایش بلوری ماگماست. Na2O در این سنگها مقدار بالایی دارد که نشاندهندة تمرکز سدیم در فلدسپارهای سدیک است؛ اما رفتار K2O همچنان پیچیده است و میتواند تحتتأثیر شرایط فشار- دما و میزان مشارکت پوستهای در ماگما باشد.
ریولیت
ریولیتها با مقادیر بالای SiO2 شناخته میشوند و نمایندة مذابهای اسیدی و تکاملیافته هستند. MgO در این سنگها به کمترین مقدار خود میرسد که نشاندهندة حذف تقریباً کامل کانیهای فرومنیزین در مراحل آغازین تبلور ماگماست (Carn and Pyle, 2001). CaO در ریولیتها بسیار کم است که نشاندهندة حذف پلاژیوکلازهای کلسیک و تمرکز مذاب بر ترکیبهای فلسیک است (Morata and Aguirre, 2003). Al2O3 نیز در این سنگها کاهش نشان میدهد که میتواند پیامد تبلور گستردة پلاژیوکلاز در مراحل آغازین جدایش بلورین باشد. Fe2O3 در ریولیتها مقدار کمی دارد که بازتاب جدایش مؤثر آهن در قالب کانیهای فرومنیزین، بیوتیت و اکسیدهای آهن است. TiO2 در این سنگها مقدارهای کمی نشان میدهد که نشاندهندة خروج تیتانیم از مذاب در قالب فازهای فرعی است. P2O5 نیز کاهش چشمگیری دارد که با تبلور گسترده آپاتیت در طی تفریق ماگما سازگار است. Na2O در ریولیتها افزایش مییابد که پیامد تمرکز سدیم در پلاژیوکلازهای سدیک، بهویژه آلبیت، در مراحل پایانی تبلور است. رفتار K2O در این سنگها متغیر است و بازتابی از پیچیدگی رفتار پتاسیم هنگام رخداد فرایندهای ماگمایی است.
روند تغییرات اکسیدهای اصلی در نمودارهای هارکر، با تکامل ماگمایی از ترکیب بازیک به ترکیب اسیدی (ریولیت و گرانیت) سازگاری کامل دارد. این روند بیشتر تحت کنترل جدایش بلوری ماگمایی متوالی کانیهای فرومنیزین، پلاژیوکلاز و فازهای فرعی بوده است (Wilson, 1989; Carn and Pyle, 2001; Morata and Aguirre, 2003; Prabhakar et al., 2009)؛ هرچند از احتمال تأثیر فرایندهای ثانویه مانند آلایش پوستهای نیز نمیتوان چشمپوشی کرد.
شکل ۱۳. نمودار تغییرات SiO2 در برابر اکسید عنصرهای اصلی برای سنگهای محدودة تلاهوییه.
Figure 13. Variation diagram of SiO2 versus major element oxides for rocks from the Talahoueieh area.
زمینشیمی عنصرهای خاکی کمیاب
الگوی عنصرهای خاکی کمیاب نمونههای محدودة تلاهوییه، نرمالشده به گوشتة اولیه، غنیشدگی چشمگیر عنصرهای خاکی کمیاب سبک (LREE) نسبت به عنصرهای خاکی کمیاب سنگین (HREE) را همراه با آنومالی منفی یوروپیم (Eu) نشان میدهد (جدول 2؛ شکل ۱۴). این الگو نشاندهندة تفکیک رفتاری مشخص میان LREE و HREE در هنگام فرایندهای خاستگاه و تکامل ماگماست. سنگهای آندزیتی با غنیشدگی بارز LREE نسبت به HREE و حضور آنومالی منفی ضعیف Eu شناخته میشوند. این ویژگیها میتواند بازتاب ذوب بخشی یک منبع گوشتهای غنیشده باشد که در آن عنصرهای ناسازگار، بهویژه LREE، بهطور ترجیحی وارد فاز مذاب شدهاند؛ اما HREEها بیشتر در فازهای بجاماندة منبع حفظ شدهاند.
مقدار کم آنومالی منفی Eu در این سنگها نشاندهندة نقش اندک جدایش پلاژیوکلاز در مراحل آغازین تکامل ماگماست. سنگهای دولریتی، الگوی عنصرهای خاکی کمیاب مشابهی با آندزیتها نشان میدهند که این ویژگی نشاندهندة خویشاوندی زایشی و احتمال خاستگاه ماگمایی یکسان برای این دو واحد سنگی است.
شکل ۱۴. نمودار عنکبوتی عنصرهای کمیاب بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989).
Figure 14. Primitive mantle–normalized spider diagram of trace elements (normalization values are from Sun and McDonough, 1989).
شباهت شیب منحنیها و نسبت LREE/HREE در این سنگها نشان میدهد تفاوت چشمگیری در منبع یا شرایط ذوب بخشی اولیه میان آنها وجود نداشته است. در سنگهای گرانیتی و گرانودیوریتی، الگوی REE همچنان با غنیشدگی LREE نسبت به HREE همراه است، اما آنومالی منفی Eu در آنها آشکارتر است. این ویژگی نشاندهندة نقش مؤثرتر فرایندهای تبلور بخشی، بهویژه جدایش پلاژیوکلاز، در هنگام تکامل ماگماهای اسیدیتر است. افزونبر این، غنیشدگی ناچیز در عنصر Tm میتواند پیامد تغییر در فازهای کنترلکننده عنصرهای خاکی کمیاب سنگین در مراحل پایانی تبلور دانسته شود. ریولیتها الگویی مشابه سنگهای گرانیتی نشان میدهند که این ویژگی نشاندهندة ارتباط زایشی نزدیک و تکامل آنها از ماگماهای اسیدی همخانواده یا حاصل از جدایش بلوری شدید ماگماهای حد واسط است. تداوم غنیشدگی LREE و تشدید آنومالی منفی Eu در این سنگها با پیشرفت فرایندهای جدایش بلوری سازگار است. در مجموع، الگوی عنصرهای خاکی کمیاب نمونههای بررسیشده، شامل غنیشدگی LREE، تهیشدگی نسبی HREE و آنومالی منفی Eu، بازتابدهندة تأثیر همزمان ویژگیهای منبع ماگمایی و فرایندهای تکامل ماگما بر ترکیب نهایی سنگهاست و نقش مهمی در تفسیر خاستگاه و سیر تحول ماگمایی این واحدهای سنگی بازی میکند (Sun and McDonough, 1989).
بحث
ماگماهای کالکآلکالن عموماً در پهنههای فرورانش و کمانهای آتشفشانی پدید میآیند و ویژگی اصلی آنها محتوای کمابیش بالای SiO2 همراه با مقادیر متوسط Na2O و K2O است. این ماگماها در روند تکاملی خود، کاهش آهن را نشان میدهند و نسبت Fe/Mg آنها کم است (Irvine and Baragar, 1971). از دیدگاه کانیشناسی، حضور پلاژیوکلاز، هورنبلند و بیوتیت شاخص است و در ترکیبهای اسیدیتر کوارتز و پتاسیمفلدسپار فراوان دیده میشود (Gill, 1981). این سری ماگمایی بهطور گسترده با پهنههای فرورانش اقیانوس- قاره و اقیانوس- اقیانوس ارتباط دارد و معمولاً با سامانههای کانهزایی پورفیری مس و طلا همراه است (Pearce, 1982; Richards, 2003). تحلیل دادههای زمینشناسی و زمینشیمی محدودة تلاهوییه نشان میدهد این سامانه یک ماگماتیسم کالکآلکالن تکاملیافته را نمایندگی میکند که در چارچوب کمان ماگمایی مرتبط با فرورانش پوستة اقیانوسی و حاشیة فعال قارهای پدید آمده است (Schandl and Gorton, 2002). با وجود گستردگی واحدهای آذرآواری در سطح، تمرکز بررسیها بر واحدهای گدازهای و تودههای آذرین درونی، امکان بازسازی دقیقتر فرایندهای ماگمایی را فراهم کرده است. روند تغییرات اکسیدهای اصلی از دولریت بازیک به آندزیت و داسیت حد واسط و در پایان گرانیت و ریولیت اسیدی نشاندهندة یک تکامل ماگمایی سامانمند تحت کنترل جدایش بلوری اندک کانیهاست. کاهش منظم MgO و Fe2O3 با افزایش SiO2 نشاندهندة حذف تدریجی کانیهای فرومنیزین، پیروکسن و مگنتیت از مذاب و تمرکز این عنصرها در سنگهای حد واسط و بازیک است (Carn and Pyle, 2001; Prabhakar et al., 2009). روند کاهشی CaO و TiO2 نشاندهندة حذف پلاژیوکلازهای کلسیک و تمرکز فازهای Ti دار در مراحل آغازین تبلور است؛ اما کاهش P2O5 با تبلور آپاتیت در مراحل میانی و پایانی جدایش بلورین سازگار است (Morata and Aguirre, 2003). رفتار Na2O و K2O در هنگام تکامل ماگمایی پیچیده است و افزونبر جدایش بلوری ماگمایی، چهبسا بازتابی از شرایط فشار- دما و احتمال آمیختگی با پوستههای سدیک است. افزایش Na2O در سنگهای اسیدیتر (گرانیت و ریولیت) نشان میدهد پلاژیوکلازهای سدیک و پتاسیمفلدسپارها نقش مهمی در کنترل ترکیب نهایی دارند و تکامل ماگما از حالت حد واسط به اسیدی، تحت تأثیر همزمان جدایش پلاژیوکلاز و تمرکز فلدسپارها رخ داده است (Wilson, 1989; Middlemost, 1994). بهنجارسازی REEها نسبت به گوشتة اولیه، یک الگوی شاخص غنیشدگی LREE نسبت به HREE را در همة واحدهای سنگی نشان میدهد که نشاندهندة یک خاستگاه گوشتهای غنیشده با عنصرهای ناسازگار است (Sun and McDonough, 1989). نسبت بالای LREE/HREE در دولریتها و آندزیتها نشاندهندة تبلور بخشی و ترجیحی LREEها در مرحلة آغازین ماگماتیسم است؛ اما HREEها بیشتر در بقایای منبع بهجای ماندهاند. الگوی مشابه REE در دولریتها و آندزیتها، همراه با شیب منحنیهای REE نزدیک بههم، نشاندهندة خویشاوندی زایشی و خاستگاه ماگمایی مشترک است. در سنگهای اسیدیتر (گرانیت، گرانودیوریت و ریولیت)، تشدید آنومالی منفی Eu²⁺ نشاندهندة نقش تعیینکننده تبلور بخشی پلاژیوکلاز در حذف Eu²⁺ از مذاب است؛ اما غنیشدگی اندک Tm چهبسا پیامد کنترل فازهای سنگینتر REE در مراحل پایانی تبلور است. این الگوهای REE بهصورت مستقیم با سازوکارهای تبلور بخشی، آلایش پوستهای محدود و تبلور کانیهای کنترلکنندة REE مرتبط هستند. افزونبر آن، غنیشدگی LREE و تهیشدگی نسبی HREE، در کنار آنومالی Eu²⁺، یک سیر تحول ماگمایی مشخص از بازیک به اسیدی را نشان میدهد که برای درک خاستگاه و شرایط تکاملی ماگما و تحلیل کانهزایی اهمیت دارد.
سیر تکاملی ماگمایی و ویژگیهای زمینشیمیایی عنصرهای اصلی و REE، زمینة خوبی را برای پیدایش سامانههای گرمابی و کانهزایی رگهای چندفلزی فراهم کرده است. تمرکز کانهزایی Cu-Pb-Zn-Ag در واحدهای توف و آندزیت، همراه با گسترش دگرسانیهای آرژیلیک و سیلیسی، نشاندهندة نفوذ سیالات گرمابی غنی از فلزات و سیلیس در طول مسیر زمینساختی است. ساختارهای راستالغز راستگرد، مسیرهای اصلی صعود و تمرکز سیالات را کنترل کردهاند و الگوی عمقی کانهزایی (سولفیدی در ژرفا، اکسیدی در سطح) بازتاب تکامل شیمیایی سیالات گرمابی و تأثیر دگرسانی- هوازدگی است. در مجموع، شواهد زمینشیمی، دگرسانی و کانهزایی نشان میدهد محدودة تلاهوییه نمونهای از یک سامانه ماگمایی- گرمابی تکاملیافته با کنترل ساختاری و لیتولوژیک است که ترکیب زمینشیمیایی دقیق عنصرهای اصلی و REE در آن، نقش کلیدی در درک خاستگاه ماگما، مسیر تکاملی و تمرکز عنصرهای فلزی دارد و راهبرد علمی محکمی را برای اکتشافات معدنی آینده ارائه میدهد.
برداشت
بر پایة نقشههای زمینشناسی موجود، واحدهای سنگی برونزدیافته در محدودة کانسار چندفلزی تلاهوییه بیشتر شامل سنگهای رسوبی- آتشفشانی ائوسن، بهویژه توفهایی با ترکیبهای متنوع و نهشتههای جوان کواترنری هستند. در میان این واحدها، سنگهای آتشفشانی مانند آندزیت، ریولیت و داسیت و همچنین تودههای آذرین درونی شامل گرانیت و گرانودیوریت بهصورت پراکنده و با گسترش بسیار اندک حضور دارند. این موضوع نشان میدهد بخش بزرگی از ساختارهای سنگی محدوده متشکل از واحدهای آذرآواری هستند و سنگهای آذرین درونی و آتشفشانی، تنها نقش حاشیهای در چارچوب زمینساختی محدوده بازی کردهاند. فعالیتهای گرمابی گسترده در این کانسار، به پیدایش و توسعه انواع دگرسانیهای شاخص مانند آرژیلیک، آرژیلیک پیشرفته، پروپیلیتیک و سیلیسیشدن انجامیده است. بیشتر این دگرسانیها در واحدهای آذرآواری رخ دادهاند که سنگ میزبان اصلی کانهزایی هستند و از دیدگاه ساختاری، روندی کلی در راستای شمالباختری- جنوبخاوری را دنبال میکنند. چنین الگویی نشاندهندة کنترل ساختاری فرایندهای گرمابی و ارتباط مستقیم آنها با گسلها و شکستگیهای محدوده است که بهعنوان مسیرهای اصلی صعود محلولهای کانهدار رفتار کردهاند. از دیدگاه زمینشیمیایی، سنگهای محدودة تلاهوییه ویژگیهای درخور بررسی دارند که نقش مهمی در تفسیر محیط زمینساختی کانسار بازی میکنند. تحلیل عنصرهای اصلی نشان میدهد تکامل ماگما از ترکیب بازیک (دولریت) به حد واسط (آندزیت و داسیت) و در پایان اسیدی (گرانیت و ریولیت) تحتتأثیر تبلور بخشی کانیهای فرومنیزین و پلاژیوکلاز و تا اندازهای آلایش پوستهای محدود رخ داده است. روند تغییر MgO، Fe2O3، CaO، TiO2 و P2O5 با افزایش SiO2، نقش فرایندهای تکاملی ماگما و تمرکز عنصرهای اصلی را در کنترل ترکیب نهایی سنگها نشان میدهد. تحلیل عنصرهای خاکی کمیاب نیز نشان داد همة واحدهای سنگی از منبع گوشتهای غنیشده با LREE خاستگاه گرفتهاند و همانگونهکه یافتههای پیشین نشان دادهاند (Sun and McDonough, 1989)، تداوم تهیشدگی نسبی HREE و آنومالی منفی Eu در سنگهای اسیدیتر، نقش تبلور بخشی پلاژیوکلاز و مراحل پیشرفته تکامل ماگما را نشان میدهد. در پایان، دادههای زمینشیمیایی و کانهزایی نشان میدهند محدودة تلاهوییه یک سامانه ماگمایی- گرمابی فعال و تکاملیافته است که میتواند هدف خوبی برای اکتشافات معدنی آینده، بهویژه کانسارهای رگهای چندفلزی باشد.
[1] geodynamic
[2] Urumieh-Dokhtar magmatic arc
[3] Intermediate-sulfidation epithermal deposits
[4] petrography
[5] Eutaxitic Texture
[6] volcanic shards
[7] fiamme
[8] vein, stockwork, replacement, and open space filling
[9] strike-slip
[10] petrogenetic
)