مطالعات ژئوشیمیایی و سیالات درگیر در اثر معدنی طلای طرقبه خراسان- ایران

اثر معدنی طلای طرقبه با مختصات جغرافیایی 59 درجه و 25 دقیقه طول شرقی و 36 درجه و 20 دقیقه عرض شمالی در استخراج روباز و حفر تونل مورد بهره برداری قرار گرفته است. کانی سازی از نوع رگه ای بوده و طلا همراه کوارتز در سنگهای دگرگونی شیستی جای گرفته است. سنگهای دگرگونی کانه دار، خود بصورت خط واره هایی در زمینه سنگهای آذرین اسیدی- حد واسط با ترکیب گرانودیوریت تا تونالیت قرار دارد.
در این مقاله جهت شناخت نحوه کانی سازی طلا در رگه های کوارتز، مطالعات ژئوشیمیایی، پتروگرافی و کانی شناسی بر روی کانسنگ و سنگ میزبان صورت گرفته است. دگرسانی مرتبط با کانه زایی نیز مورد بررسی قرار گرفته و جهت تعیین شرایط دمای تشکیل کانسنگ طلا، سیالات درگیر در رگه های کوارتز مورد مطالعه ژئوترمومتری واقع شده است. بر اساس این مطالعات مدلی برای کانه زایی طلا در این معدن ارائه می گردد.
مطالعات ژئوشیمیایی، (بطور مثال فراوانی نسبت K/Na+K، نفوذ پذیری مغناطیسی و میزان Al2O3)، پتروگرافی، (نمودار QAP و خاستگاه تکتونیکی سنگها) و مطالعات صحرایی (توالی میگماتیتی و ویژگیهای ساختاری مجموعه سنگهای منطقه) بر روی توده های آذرین منطقه نشان می دهد که توده های گرانودیوریت و تونالیت از نوع S بوده و در نتیجه دگرگونی و ذوب بخشی رسوبات کهن بوجود آمده است. در میان این توده ها، طبقات دگرگونی شیستی بصورت همخواب دیده می شوند که به علت ترکیب کانی شناسی اولیه آنها از گرانیتی شدن محفوظ مانده و تنها تغییرات حرارتی و فشاری را متحمل شده اند. سیلیس موجود در این سنگها، در خلال فرایندهای دگرگونی همراه مواد محلول بصورت سیال درآمده و با انتقال و تمرکز آنها، رگچه های سیلیس در امتداد شیستوزیته سنگهای دگرگونی تشکیل شده است. ضخامت این رگچه ها به طرف کانسار افزوده شده و با اتصال آنها رگه های کوارتز ایجاد می گردد. ضخامت رگه های کوارتز در کانسار طرقبه تا 0/7 متر می رسد. این رگه ها به رنگ شیری بوده و در امتداد N-305 درجه کشیده شده اند، به تدریج به طرفین کانسار از ضخامت آنها کاسته می شود. علاوه بر این رگه های معدنی، رگه های کوارتز دیگری نیز در منطقه به وفور و بطور پراکنده در سنگهای دگرگونی و آذرین وجود دارند. این رگه ها گاهی بصورت قطع کننده لایه های دگرگونی بوده و برخی به موازات شیستوزیته سنگهای دگرگونی قرار گرفته اند. رگه های کوارتز مورد مطالعه در این تحقیق رگه هایی هستند که در امتداد لایه بندی سنگهای دگرگونی و در زمنیه توده گرانودیوریت قرار دارند. این رگه ها و شیست های سیلیسی میزبان آنها در محدوده اثر معدنی به منظور استخراج کانسنگ طلا حفاری و استخراج شده اند.
بر اساس مطالعات میکروسکوپی (نوری و الکترونی) مشخص گردید که طلا در رگه های کوارتز همراه کانی های سولفیدی پیریت و آرسنوپیریت وجود دارد. تجزیه میکروپروب در این کانیها میزان طلا را بین 0/4 تا 0/6 درصد نشان می دهد. کانی های سولفیدی طلادار در سطح زمین اکسید شده و طلا بصورت ذرات آزاد از شبکه کانی های سولفیدی خارج شده و درکانی کوارتز قرار گرفته است. طلا در این بخش بصورت ذرات قابل رویت بوده و ذراتی تا اندازه 30میکرون مشاهده گردیده است. ذرات طلا در کانسار طرقبه بصورت آلیاژ طلا و نقره، با ترکیب کانی شناسی Au60 Ag40 به نام الکتروم می باشد.نسبت طلا به نقره در بخشهای مختلف معدن اندازه گیری شده و نسبت های 3:2 و 2:1 را نشان می دهد. در سنگ میزبان کانسنگ طلا، انواع دگرسانی پروپیلیتیک سریسیتیک، آرژیلیک، سیلیسی و کربناتی مشاهده گردید. دگرسانی سیلیسی عامل اصلی در تشکیل رگه های کوارتز بوده و نقش مهمی در انتقال و تمرکز طلا، سولفور و عناصر همراه داشته است. مطالعات کانی شناسی در رگه های کوارتز طلادار، دلالت به توالی پاراژنتیکی حضور کانیها در مراحل آغازین، اصلی و پایانی دارد، بطوریکه در مرحله آغازین، رگه کوارتز با ورود محلولهای سیلیس شکل می گیرد. در مرحله اصلی کانه زایی، کانی های سولفیدی طلادار، همراه محلولهای سیلیسی تاخیری وارد محیط می گردد و در مرحله پایانی، کانیهای سولفیدی طلادار اکسیده شده و طلا بصورت ذرات طلای آزاد شکل می گیرد.
در مطالعات ژئوشیمیایی که توسط روش فعال سازی نوترونی NAA بر روی نمونه های کانسنگ و سنگ میزبان انجام گرفته، فراوانی عناصر Mo, Zn, Cu, Sb, As, Ag, Au و تعدادی از عناصر نادر خاکی شامل Yb, Sm, Ce, La مورد بررسی قرار گرفت. عیار طلا در رگه های کوارتز سولفیددار تا 11ppm اندازه گیری شد. بررسی پروفیل های ژئو شیمیایی از سنگ میزبان به سمت رگه های طلادار نشانگر روند غنی شدگی طلا در رگه های کوارتز است، بطوریکه به طرف بخش های کانی سازی شده، میزان طلای موجود در این رگه ها نیز افزایش یافته است. همچنین عناصر W, Zn, Sb, As, Ag همراه طلا غنی شدگی نشان می دهد. درجه حرارت و شوری سیالات کانه ساز در اثر معدنی طلای طرقبه با استفاده از روش ژئوترمومتری بر روی سیالات درگیر انجام گرفت . به این منظور تعداد 20 نمونه مقطع نازک دو بر صیقل تهیه شده و مطالعات میکروترمومتری بوسیله صفحه سرد و گرم کننده لینکام مدل HFS91 در آزمایشگاه فلوید اینکلوژن دانشگاه شیراز انجام گردید. سیالات درگیر مورد مطالعه غالباٌ دو فازی بوده (مایع و گاز) و کانی نوزاد در آنها مشاهده نشد. برای تعیین دمای کانه زایی، مطالعات دماسنجی بر روی سیالات درگیر در رگه های کوارتز (کانه دار و بدون کانه) انجام گرفت که حاکی از دامنه وسیع به دام افتادگی سیالات دارد و از 120 درجه سانتیگراد تا 310 درجه سانتیگراد تغییر می کند. درصورتیکه رگه های کوارتز کانه دار، دمای یکنواخت شدگی بین 190 درجه سانتیگراد تا 310 درجه سانتیگراد را نشان می دهد. در این محدوده دمایی دو تجمع داده Data Population در دماهای 260 درجه سانتیگراد و 290 درجه سانتیگراد دیده می شود. دمای همگن شدن پایین مربوط به رگچه های کوارتز فاقد کانه زایی است. این رگچه ها غالباٌ بصورت قطع کننده شیستوزیته بوده و از لحاظ ژنتیکی با رگه های کوارتز طلادار متفاوت است. مطالعات سرمایش انجام شده بر روی سیالات درگیر نشان می دهد که دمای ذوب نهایی یخ سیالات بین 0/5- درجه سانتیگراد و 6/5- درجه سانتیگراد تغییر می کند، چنین دمایی غلظت و درجه شوری 3/5 تا 8/5 درصد وزنی معادل NaCl را برای این سیالات مشخص می کند که در این میان دو درجه شوری 4 و 8/5 برای سیالات درگیر فراوان تر است. درجه شوری پایین 1 تا 3 مربوط به رگچه های کوارتز فاقد کانه زایی است. تجزیه شیمیایی بر روی فاز مایع خارج شده از سیالات درگیر نشان میدهد که در این سیالات کاتیون +NA و آنیونهای سولفات غالب می باشد که با توجه به وفور کانیهای سولفیدی در رگه های کوارتز، معرف نقش کمپلکس های سولفیدی در انتقال طلا است.
مجموعه اطلاعات حاصل نشان می دهد، کانی سازی طلای طرقبه از لحاظ ژنتیکی از نوع رگه ای بوده و توسط محلولهای گرمابی- دگرگونی، بصورت رگه های کوارتز نهشته شده است. این کانی سازی از لحاظ تقسیمات دمایی جزو کانسارهای مزوترمال قرار می گیرد. محلولهای گرمابی غنی از سیلیس، که در حین دگرگونی ایجادشده اند طلا و عناصر همراه را بصورت کمپلکس های سولفیدی از سنگهای رسوبی اولیه جدا نموده و با کاهش دمای دگرگونی، طلا و کانی های سولفیدی در رگه های کوارتز نهشته شده است. کانی های سولفیدی در سطح زمین اکسیده شده و طلا از شبکه آنها خارج گشته و ذرات طلای آزاد را در رگه های کوارتز تشکیل داده است.