ژئوترموبارومتری ساب ولکانها در محدوده اندیس مس – طلا ی دالی

دسته پترولوژی
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و پنجمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده فضه آیتی
تاريخ برگزاری ۳۰ بهمن ۱۳۸۵

 

مقدمه و بحث :

 

اندیس معدنی دالی در ۲۰۰کیلومتری جنوب غرب تهران و ۶۰ کیلومترى شمال شرق شهرستان اراک و ازنظرژئودینامیکی در نوار ماگمایی ارومیه- دختر واقع شده است. مطالعات اولیه (شامل مشاهدات صحرایی و نمونه برداری ژئوشیمیایی) بر روى این اندیس نشان داد که  سیستم کانى سازى آن احتمالا از نوع مس- طلای پرفیرى و با روند NE- SW میباشد که قبلاً معادل آن در نوار ارومیه- دختر گزارش نشده است. این محدوده اکتشافى عمدتاً از سنگهاى آتشفشانی و ساب ولکانیکهای با ترکیب حدواسط تا اسیدی (دیوریت پورفیری، کوارتزدیوریت پورفیری و تونالیت پورفیری) به سن نئوژن تشکیل شده است که تحت تأثیر محلولهاى هیدروترمال درآنها آلتراسیون  و کانى سازى مشاهده می شود. این نفوذیها با توجه به تصویرماهواره ای منطقه، در یک امتداد ۵۵ درجه NE و به طول ۳ تا ۴ کیلومتردر داخل یک زون گسله به عرض ۲-۱ کیلومتر و به مرکزیک استراتوولکان(میوسن – پلیوسن) نفوذ کرده اند. رخنمون­هاى اطراف ، همگى سنگ­هاى آذرآوارى و گدازه­هاى هورنبلند آندزیت با آلتراسیون پروپیلیتیک می باشند. وجود نفوذیهاى پورفیریتیک فلسیک، تکتونتیک شدید، آلتراسیون­هاى هیدروترمال از نوع پتاسیک(بیوتیت ثانویه +مگنتیت بدون حضورارتوزثانویه)، فیلیک (سرسیت، کوارتز،پیریت)  و پروپیلیتیک،  حضور اکسید­هاى آهن و رگه­ها و استوک ورک­هاى با چگالى بسیار بالاى کوارتز-مگنتیت از جمله شواهد تشخیص سیستم کانى سازى تیپ مس-طلای پرفیرى میباشند. ۳۰ نمونه سنگی مورد آنالیز شیمیایی (ICP-Ms - آزمایشگاه Amdel استرالیا) قرارگرفتند. نتایج تجزیه شیمیائى در بیشتر نمونه­ها با توجه به کانى سازى ظاهرى مس، تمرکز بالائى تا حد بیش از ۱ درصد مس وحدود ppm ۱ طلا را نشان می دهد. با توجه به آنالیز ها، محدوده عیار طلا در نمونه­هاى کانى سازى شده ppm ۰۴/۲- ۲۴/۰، محدوده مس کمتر از ۲/۰ تا ۳۱/۳ درصد و در مورد نقره ppm ۷۳/۲-۱۹/۰ می­باشد. نسبت طلا به نقره از ۲۵/۱ تا ۲۵/۲ متغیر است. مقدار مولیبدن کم است و بطور کلى کمتر از ppm ۱۰ می­باشد. مقادیر سرب، روى، ارسنیک، آنتیموان، جیوه و بیسموت کم مى باشد که این مورد ایده آل کانسارهاى پورفیرى است. اکثر کانى سازى مس وطلا در زون پتاسیک صورت گرفته است. با توجه به حضور طلا در مرز  زون پتاسیک و پروپیلیتیک این احتمال مى رود که کانى سازى طلا حتى در زون پروپیلیتیک نیز وجود داشته باشد. وسعت زون آلتراسیون دراین منطقه حدود ۳ کیلومتر در ۵/۶ کیلومتر می باشد. زون کانى سازى شده اصلى که توده جنوبی نام دارد ازجنس هورنبلند دیوریت و به شکل توده مخروطى بر روى سطح زمین مشاهده میشود. ابعاد این توده در حدود NS ۱۹۰مترX EW ۲۲۵مترX height ۵۰متر است و بوسیله آلتراسیون پتاسیک (کوارتز- بیوتیت ثانویه- مگنتیت) و آلتراسیون فیلیک (کواتز- سرسیت- اسپیکولاریت± کلریت) به همراه رگه­ها و استوک ورک­هاى سیلیسی قوى که توسط آلتراسیون پروپیلیتیک (اپیدوت، کلریت، کلسیت ، ...) احاطه شده است، مشخص می­شود. در حدود ۷/۱ کیلومتر به سمت شمال شرق، توده نفوذى دیگری با ابعاد ۴۰۰ متر در ۲۰۰< متر قرار دارد که "پورفیرى مرکزى" نامیده می شود. این توده نفوذى هسته­اى از هورنبلند بیوتیت تونالیت دارد که به داخل اندزیت های میزبان نفوذ کرده است. در حدود ۲/۱ کیلومتر به سمت شمال شرق ، منطقه کانی سازی شمالی با آلتراسیون فیلیک در حدود ۱۰۰ متر در ۵۰ مترقابل مشاهده است.

 پتروگرافی وشیمی کانی ها:

با توجه به مطالعات میکروسکوپی، سنگ ها در مجموع دارای بافت پورفیروئید می باشند. کانی های    موجود درنمونه های مورد مطالعه اکثرا شامل پلاژیوکلازهای با ترکیب اسیدی تا حدواسط،         

 هورنبلندهای کلسیک، بیوتیت و کوارتز می باشد. رخداد آلتراسیون پتاسیک(بیوتیت ثانویه + مگنتیت      بدون حضور ارتوز ثانویه)، فیلیک(سرسیت، کوارتز، پیریت)، آرژیلیک حدواسط ، آلتراسیون پروپیلتیک   

و اکسیدهای آهن به صورت گسترده حضور محلولهای هیدروترمالی را درمنطقه نشان می دهد. مطالعات پتروگرافی و آنالیز SEM نشان داد که طلا به صورت دانه های آزاد درزمینه سیلیسی پدید آمده است.چندین نسل بیوتیت دراین مقاطع به چشم می خورد: بیوتیت های اولیه( ماگمایی) و بیوتیت های ثانویه. بیوتیت های ثانویه خود شامل بیوتیتهای هیدروترمالی بی شکل و آمیبی به صورت پراکنده درمقاطع (اگرگات های دانه ریز درزمینه) و فلس های کوچک وریز بیوتیت  که اصولا جایگزین هورنبلندها شده اند، می باشد . پدیده سریسیتی و کلریتی شدن دربیوتیتها مشهود است. هورنبلندها کلریتی شده اند و درامتداد کلیواژهای انها اپاک ها به چشم می خورند. هورنبلند به آلتراسیون پتاسیک بسیار حساس است و توسط بیوتیت جایگزین می شود واین قبیل پزودومورف های بیوتیت ثانویه به جای فنوکریست هورنبلند، درزون پتاسیک معمول است.

فرمول عمومی آمفیبول ها براساس ترکیب شیمیایی آنها به صورت A۰-۱B۲C۴T۸O۲۲(OH)۲ می باشد. آمفیبول ها را براساس مکان B درفرمول ساختاری به چهاردسته Fe-Mg-Mn-Li دار، آمفیبول های کلسیک، کلسیک - سدیک و سدیک تقسیم می کنند. چندین نمونه  آمفیبول درسنگ های آتشفشانی منطقه مورد مطالعه مورد آنالیز مایکروپروب قرار گرفت(دردانشگاه اکلاهما سیتی آمریکا). آنالیزها نشان می دهد که آمفیبولها تقریبا دارای محدوده ترکیبی مشابهی بوده و درقلمرو آمفیبول های کلسیک قرار میگیرند که دراین دسته آمفیبولها مجموع کاتیونهای Ca و Na درمکان B بیشتر یا مساوی یک بوده و سدیم درمکان B کمتراز۵/۰ می باشد. دراین گروه معمولا کلسیم مکان B بیش از۵/۱ است(دیاگرام۱). تقسیم بندی جزئی آمفیبول های کلسیک دردیاگرام ۲ نشان داده شده است. همانگونه که مشاهده می شود آمفیبولهای مورد آنالیز درمحدوده منیزو هورنبلند و چرماکیت  قرار می گیرند.

ژئوترمومتری: همانگونه که ذکر شد سنگهای آتشفشانی منطقه مورد مطالعه دارای بافت پورفیری می باشند. بافت پورفیری دو مرحله مختلف تبلور درشرایط متفاوت را نشان می دهد: تشکیل فنوکریست ها درشرایط عمیق تر و تبلور مایع باقی مانده درسطح یا محیطی نزدیک به سطح. برمبنای شواهد پتروگرافی زوج فنوکریست های آمفیبول و پلاژیوکلاز درتعادل بوده و دارای مرزهای دانه ای عادی با هم می باشند و فاقد حاشیه واکنشی می باشند. به همین لحاظ برای تخمین شرایط درجه حرارت تشکیل سنگ درعمق ازاین زوج کانی استفاده شد. مهمترین کالیبراسیون ژئوترمومتری Amph – Pl برمبنای روش ارائه شده توسط Blundy & Holland ۱۹۹۴  بوده که این روش ژئوترمومتری یک ژئوترمومترتبادلی است که برمبنای واکنش های زیر میباشد:

A)           edenite+ ۴quartz = tremolite + albite

B)           edenite + albite = richeterite + anorthite

 واکنش اول مربوط به شرایطی است که کوارتز درسنگ حضور دارد و واکنش دوم درشرایطی است که درسنگ کوارتز دیده نمی شود. تخمین درجه حرارت به این روش نشان می دهد که درمحدوده فشارهای متعارف بین ۱ تا ۱۰ کیلوبار به طورمتوسط برای زوج های Amph – Pl ، درجه حرارت تشکیل فنوکریست های سنگ بین حداقل ۷۷۰ تا حداکثر۸۲۵ درجه سانتیگراد است که این نتایج درجدول ۱ آورده شده است  ( حرارت تشکیل فنوکریست های انکلاو* بین حداقل ۹۷۲ تا حداکثر ۱۰۰۵ درجه سانتی گراد می باشد).

 ژئوبارومتری: مقدارAl درهورنبلند به عنوان یک بارومتر جهت تعیین فشاردرزمان تبلور می تواند مورد  استفاده قرارگیرد(Hammarston, ۱۹۸۶). دراینجا ازمحتوای آلومینیوم درفنوکریست های آمفیبول جهت    

انجام محاسبه فشارحاکم درزمان تبلور آنها استفاده شد. جهت انجام محاسبات بارومتری ازکالیبراسیون Schmidt(۱۹۹۲) استفاده شده است. محاسبه فشار دراین کالیبراسیون با استفاده از رابطه زیر انجام می شود:                                                                        ۰.۶ kbr) = -۳.۰۱ + ۴.۷۶ Al tot

) PS

نتایج بارومتری  آمفیبول ها درجدول ۲ آورده شده است. نتایج نشان می دهد که فنوکریست های آمفیبول درسنگ های آتشفشانی اندیس مس – طلای دالی درمحدوده فشار ۷/۳ تا ۲/۸ کیلوبارمتبلورشده اند.

برای تخمین درجه حرارت و فشارحاکم درزمان تبلور فنوکریست های آمفیبول و پلاژیوکلازکافی است نقطه تلاقی بارومتری و ترمومتری محاسبه شده  درفوق به دست آید. براساس دیاگرام۳ می توان گفت که تبلور این فنوکریستها دردمای حدود ۷۹۵ درجه سانتی گراد  و درفشار حدود ۹۵/۵ کیلوبار صورت گرفته است.

براساس فشارمحاسبه شده، می توان عمق جایگیری ماگما قبل ازصعود را تخمین زد. فرض ما برای محاسبه عمق جایگیری ماگما درپوسته  این است که تبلور آمفیبول ها، که دراینجا مبنای بارومتری هستند درزمان اقامت ماگما  دراتاق ماگمایی صورت گرفته است( یا حداقل بخشی ازآنها درزمان اقامت ماگما متبلورشده اند). با این فرض که فشارحاکم درزمان تبلورفنوکریستها ی آمفیبول، فشارهمه جانبه لیتواستاتیک ناشی ازوزن سنگ های فوقانی بوده است، با استفاده ازرابطه .g.h  P= می توان عمق (h) را محاسبه کرد. البته فشارهای تکتونیکی نیز درمنطقه بی تاثیرنبوده اند ولی ازآنجا که اهمیت آنها درقیاس با فشارلیتواستاتیک ناچیز است می توان ازآن صرف نظرکرد. چگالی سنگ های تشکیل دهنده پوسته قاره ای درحدود  g/cm۳۷/۲ است. اگرازافزایش چگالی سنگ ها نسبت به عمق و همچنین کاهش شتاب گرانشی با افزایش عمق صرف نظرشود و باتقریب مناسبی، چگالی سنگ های پوسته و شتاب گرانشی زمین را ثابت فرض کنیم(m/s۲۸/۹)، عمق اتاق ماگمایی مولد این سنگ ها ی آتشفشانی درحدود ۲۲ کیلومتر است.

براساس مطالعات گرانسنجی که توسط Dehghani & Makris(۱۹۸۳) انجام گرفت، میانگین ضخامت پوسته قاره ای درایران، حدود ۴۰ کیلومتراست( تصویر۱). با توجه به این تصویر ضخامت پوسته درمنطقه مورد مطالعه درحدود ۴۲ کیلومتر است. براساس این مطالب میتوان نتیجه گرفت که موقعیت احتمالی اتاق ماگمایی درپوسته زیرین بوده و ماگمای به سطح رسیده ، مسافت طولانی را طی کرده است.

 

◊◊◊◊

 

 

 

 

p(kbr)

۱

۲

۳

۴

۵

۶

۷

۸

۹

۱۰

IE-c۵

۸۳۴

۸۲۵

۸۱۵

۸۰۶

۷۹۶

۷۸۷

۷۷۶

۷۶۸

۷۵۸

۷۴۹

۸۱۸

۸۱۱

۸۰۳

۷۹۶

۷۸۸

۷۸۱

۷۷۳

۷۶۶

۷۵۸

۷۶۸

۵--۱۱

۷۸۰

۷۶۸

۷۵۶

۷۴۴

۷۳۱

۷۱۹

۷۰۷

۶۹۵

۶۸۳

۶۷۱

۵E-c۲

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

۸۴۴

فضه آیتی، دانشجوی مقطع دکتری گرایش پترولوژی، گروه زمین شناسی، دانشگاه اصفهان
موسی نقره ئیان، عضو هیئت علمی گروه زمین شناسی، دانشگاه اصفهان
هوشنگ اسدی هارونی، عضو هیئت علمی، دانشکده معدن، دانشگاه صنعتی اصفهان
محمود خلیلی، عضو هیئت علمی گروه زمین شناسی، دانشگاه اصفهان
قدرت ترابی، عضو هیئت علمی گروه زمین شناسی، دانشگاه اصفهان
 
 
 
چکیده:
 
اندیس معدنی  دالی که درسال 1383 با استفاده ازداده های ماهواره ای کشف گردید در200 کیلومتری جنوب غرب تهران و 60 کیلومتری شمال شرق شهرستان اراک و از لحاظ ژئودینامیکی درنوار ماگمایی ارومیه – دختر واقع شده است. مطالعات اولیه برروی این اندیس نشان داد که سیستم کانی سازی آن ازنوع مس – طلای پورفیری می باشد که قبلا معادل آن در نوار ارومیه دختر گزارش نشده است. عمده کانی های تشکیل دهنده سنگ های آتشفشانی دراین منطقه شامل پلاژیوکلاز با ترکیب اکثرا اسیدی تا حدواسط، آمفیبول های کلسیک، بیوتیت و کوارتز می باشد. براساس مطالعات ژئوترموبارومتری برروی زوج فنوکریست های آمفیبول - پلاژیوکلاز، محدوده حرارتی درزمان تبلور فنوکریست ها در حدود 795 درجه سانتی گراد و محدوده فشار 95/5 کیلوبار می باشد. بر اساس فشار محاسبه شده، عمق جایگیری ماگما قبل ازصعود حدود 22 کیلومتر تخمین زده می شود که موقعیت احتمالی  اتاق ماگمایی را درپوسته زیرین نشان می دهد.
 
 
 
Geothermobarometry of subvolcanics at Dalli Index
Abstract:
Dalli area is located in Markazi province about 200 km SW of Tehran. It lies in the west of Urumieh – Dokhtar volcanic arc. This area is mineralized. The type of mineralization is porphyry copper which is enriched in Au and unique  rare in Urumieh – Dokhtar, where most of the porphyries are copper and molybdene. Plagioclase, amphibole, biotite and quartz are major minerals in volcanic rocks at this area. On the basis of geothermobarometry study, temperature and pressure have estimated about 795 c° and 5.95 kbr respectively. On the basis of estimated pressure, the depth of magma chamber is about 22 km, likely in lower crust.

کلید واژه ها: سایر موارد