کانه زایی مس و آهن رگه ای در گنبد آتشفشانی پناه کوه یزد
| دسته | زمین شناسی اقتصادی واکتشاف |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۴ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
فرید مر ، استاد بخش علوم زمین دانشگاه شیراز
رضا شریفی ، دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی اقتصادی دانشگاه شیراز
مقدمه :
منطقه جنوب غرب یزد (چهارگوش خضرآباد) از دیدگاه زمین شناختی و کانه زایی از مناطقی محسوب می گردد که همواره در اولویت کارهای اکتشافی قرار داشته است.وجود باتولیت گرانیتوئیدی شیرکوه، توده های گرانیتوئیدی الیگومیوسن (30-16 میلیون سال؛ زراسوندی و همکاران،2005)و گنبدهای آتشفشانی نئوژن (حاج ملاعلی،1368)بر اهمیت این موضوع افزوده است به طوری که چندین ذخیره مس و آهن به صورت اسکارن-پورفیری ، پورفیری و رگه ای چند فلزی در منطقه گزارش شده اند. یکی از شواهد و راهنماهای مفید برای رسیدن به نقاط امیدبخش معدنی وجود کارهای قدیمی و معادن متروکه در یک ناحیه است، با توجه به این اصل پذیرفته شده که اغلب معادن نه به صورت توده های منفرد بلکه به صورت مجموعه ای از رخدادهای کانه زایی در یک منطقه یافت می شوند،این احتمال که کانسارهایی مشابه در نزدیکی انواع قدیمی ممکن است یافت شوند را چندان دور از انتظار نمی کند.با این دیدگاه منطقه پناه کوه که در آن شواهدکانه زایی، عملیات شدادی و مطالعات پی جویی و اکتشافی صورت گرفته و حتی مستنداتی مبنی بر حضور بی هنجاری مس، آهن و طلا وجود دارد مورد توجه قرار گرفت .
بحث :
1- زمین شناسی منطقه :
منطقه پناه کوه در 65کیلومتری جنوب غرب یزد با طول جغرافیایی´43/ ْْ53 تا ´47/ ْْ53و عرض جغرافیایی ´54/ ْْ31 تا ´57/ ْْ31 قرار دارد.این منطقه به لحاظ جایگاه ساختاری در زون ایران مرکزی و کمربند آتشفشانی ارومیه – دختر قرار دارد (شکل 1). بخش وسیعی از منطقه توسط رسوبات پرکامبرین و پالئوزوئیک پوشیده شده است.واحد پیش زیستی کهر ، متشکل از شیل و ماسه سنگ می باشد که در نواحی جنوبی منطقه قابل مشاهده است . سازند سلطانیه به صورت دولومیت هایی با نوارها و گرهک های چرت که گهگاه شیل ارغوانی میکاسه آنرا همراهی می نماید، در بخش جنوبی منطقه با یک همبری نسبت به سازند کهر قرار گرفته است.سنگهای آتشفشانی نیمه عمیق به صورت گنبدهای داسیتی مربوط به دوران نئوژن عموماً در قسمت های مرکزی منطقه مورد مطالعه ، در واحد کهر و سلطانیه نفوذ کرده اند . در اطراف این گنبد داسیتی ، سنگهای آذراواری با ترکیب داسیت به رنگ سبز روشن ملاحظه می گردد. این سنگها عمدتاً به صورت لایه بندی ظریف ریز دانه وجود دارند که شکستگیهای ثانویه ناشی از فرایند های تکتونیکی و هوازدگی در جهت آن گسترش یافته است . در اواخر ترشیاری با عملکرد فاز کوهزایی پاسادنین ، کنگلومرای پلیوسن که به صورت دگرشیب بر روی رسوبات میوسن قرار می گیرد، دچار چین خوردگی آرامی شده است. گسل های فرعی و اصلی منطقه مجدداً فعال گردیده و چشمه های تراورتن ساز نیز فعال شده اند. گسل میل سفید که احتمالاً یکی از شاخه های فرعی گسل دهشیر – بافت می باشد، این واحد ها را تحت تاثیر قرار داده و سبب جابجایی و ایجاد درزه و شکاف در این سازند ها گشته است . درزه و شکاف های اخیر و شکستگی های ناشی از جایگیری گنبد ولکانیکی داسیتی – ریوداسیتی ، مکانی مناسب برای عبور سیالات کانه دار و رسوب گذاری آنها در سنگ های میزبان ، فراهم آورده است که پیامد آن تشکیل رگه های سیلیسی چند فلزی در منطقه پناه کوه می باشد .در امتداد رگه های سیلیسی فوق، تعدادی کار قدیمی معدنی به صورت حفر ترانشه و دخمه در محدوده ای به طول 70 متر و پهنای 10 متر وجود دارد که احتمالاً برای استخراج مس حفر گردیده بودند.
- ساختار :
کانسار پناه کوه یک سامانه رگه ای مس –آهن دار شکافه پرکن می باشد که توسط چرخش سیالات گرمابی در طول صفحات گسلی و زونهای برشی شکل گرفته است . کانه زایی در منطقه پناه کوه در طول شکستگیهایی با روند ، رخ داده است . بر اساس روابط صحرایی و مطالعات زمین شیمیایی و پترولوژیکی ، توده آتشفشانی پناه کوه دارای ترکیب داسیت – ریوداسیت(شکل 2b,2a) با جایگاه زمین ساختی گرانیتوئید های قوس آتشفشانی (VAG) (شکل 2d,2c) می باشد .
3- دگرسانی گرمابی و کانه زایی :
3-1 دگرسانی :
تاثیر دگرسانی گرمابی در توده آتشفشانی پناه کوه و دولومیت های میزبان به صورت زیر روی داده است :
الف) جانشینی فلدسپار توسط سرسیت و رس ( شکل d3).
ب) جانشینی بیوتیت ، هورنبلند توسط اکسید Fe(به طور اصلی هماتیت ) در سنگهای ولکانیکی ( شکل F3).
ج) انحلال کربناتها در ماسه سنگهای کربناته و ته نشینی مجدد به صورت کلسیت در رگه های کلسیت – هماتیت
د) رو رشدی دانه های کوارتز در ماسه سنگ
برخی رگه ها از سیلیس توده ای تشکیل شده اند ، رگچه ها بافت موزائیکی و حفره ها ساختار تاج خروسی از خود نشان می دهند . تاثیرات سوپرژن ، با نفوذ آبهای سطحی در طول گسلها و شکستگیها منجر به اکسایش و آبشوئی سنگهای میزبان و غنی شدگی مس شده است و در برخی رگه ها کانیهای اکسیدی به عنوان مثال : هیدروکسید های آهن ( لیمونیت ) ، آزوریت ، مالاکیت و مس طبیعی از سطح به طرف عمق ملاحظه می شوند .
3-2 کانه زایی :
کانه زایی گرمابی به صورت شکافه پر کن در طول صفحات گسلی و شکستگیها و به صورت استوک ورک در سنگهای میزبان رخ داده است ( شکلE 3 و C 3). رگه های سیلیسی در محل گسترش کارهای قدیمی ضخامت30 سانتیمتر تا 1 متر را دارا بوده و با شیب ْ 25 به طرف شمال غرب در داخل واحد دولومیتی زرد رنگ سلطانیه، که رخنمون وسیعی در منطقه دارد، قرار می گیرند.این رگه های سیلیسی بسیاری از بافتهای پرکننده حفرات مثل نواربندی متقارن و ساختار های تاج خروسی را از خود نشان می دهند ( شکل C 3) . کانه ها و کانیهای باطله شامل : کانیهای اکسیدی ( هماتیت و لیمونیت ) ، سولفیدی ( کالکوپیریت و پیریت )، کربناتی (کلسیت و دولومیت ) ،سولفاتی (باریت) و سیلیکاتی ( کوارتز و کلریت). مهمترین کانه، کالکوپیریت می باشد که به طور عمده توسط هماتیت جانشین شده است و بافت جزیره ای از خود به نمایش گذاشته است(شکل E 3) .پیریت در مقاطع بررسی شده توسط هماتیت جانشین شده است که نشان از اکسایش بالا در منطقه می باشد ( شکل H 3) . مالاکیت و آزوریت به طور وسیع در سطح رگه های سیلیسی قابل مشاهده می باشند . رگه های سیلیسی حاوی Cu - Feدارای یک همبری واضح با سنگ های دیواره دولومیتی می باشند . کاهش دما و احتمالاً کاهش در فشار ، ممکن است نقش مهمی در رسوبگذاری هماتیت و کالکوپیریت در این رگه ها بازی کند. همچنین آمیخته شدن یک محلول حاوی آهن فرو کاهیده با یک سیال اکسیژنی شده ، می تواند عاملی برای ته نشینی هماتیت و کاهش PH که خود علت جانشینی فلدسپار توسط سرسیت ( شکل D3) و انحلال کلسیت است ، باشد. واکنش احتمالی به صورت زیر می باشد :
2 Fe 2+ + 0.5 O2 + 2 H2O = Fe2O3 + 4 H+ :1 واکنش
مطالعات بیشتر (وبستر و هولوای ،1990 ؛ کندل و پیکویل ، 1995 ؛ سیوارد و بارنز ، 1997) نشان دهنده تاثیر زیاد Clدر انتقالFe است. همچنین نشان داده شده است که در دماهای حدود 250 درجه سانتیگراد ، FeCl+، کلریت آهن غالب است ( سیوارد و بارنز ، 1997) . بنابر این واکنش بالا می تواند به صورت زیر نوشته شود
واکنش2 :4 FeCl+ +2 o2 +2 H2O = 2 Fe2O3 + 4 HCl
در رگه های سیلیسی، همچنین پیریت و کالکوپیریت به همراه کانه زایی Fe وجود دارد. پیریت به صورت ذرات بی شکل در اندازه حدوداً 5/0 سانتیمتر تشکیل شده است که به طور گسترده طبق واکنش زیر توسط هماتیت جانشین شده است
2 Fes2 + 7 O4 + 4 H2O = Fe2O3 + 4 H2SO4 (Lq) 3:اکنشو
این رویداد نشان دهنده سن پاراژنزی جوانتر برای کانه زایی اکسیدی است . به طور مشابه ،کالکوپیریت توسط هماتیت ، مالاکیت و آزوریت جایگزین شده است . تشکیل هماتیت ، جایگزینی پیریت ، کالکوپیریت و کربناتهای مس ، اشاره به اکسایش در شرایط سوپرژن دارد . احتمالاً دمای پایین و جایگیری کم عمق گنبد ولکانیکی ، مانع از کانه زایی اسکارن در پناه کوه شده است . جانشینی فلدسپار در سنگهای داسیتی پناه کوه و در سنگ دیواره ، توسط سرسیت و کائولینیت و غیاب آلونیت پیشنهاد کننده as2<10 -9.5 (شکلa 4) است. این جانشینی ها نشان دهنده یک 5/5 PH< ( شکل b 4) برای سیال گرمابی در طی دگرسانی فلدسپار و سولفید در پناه کوه است.
4- منبع فلزات :
کانسار رگه ای پناه کوه حاصل فعالیت گرمابی مرتبط با جایگیری گنبد داسیتی – ریوداسیتی ( نئوژن ) در سازند های سلطانیه ( کامبرین پیشین ) و سازند کهر ( پرکامبرین ) می باشد . کانه زایی Fe-Cuبه صورت جانشینی ، پر کننده فضا های خالی و شکستگیهایی که در نتیجه فعالیت گسل میل سفید و جایگیری گنبد آتشفشانی در سنگهای میزبان ایجاد شده است ، دیده می شود. دو منبع احتمالی برای آهن و مس وجود دارد :
4-1 ماگما :
حضور بیوتیت غنی از آهن قهوه ای و هورنبلند در سنگهای آتشفشانی ( شکل a 3 و b 3) همراه با کانه زایی در پناه کوه و جانشینی این کانی ها توسط اکسید های آهن ، پیشنهاد کننده این مطلب است که ماگما دارای یک محتوی Fe بالا بوده است. گسترش ماگماتیسم و ولکانیسم در طول ترشیاری عاملی مهم جهت تشکیل بسیاری از کانسارها ،در سنگهای میزبان مختلف، در ایران بوده است .( به طور ویژه کانسارهای Cu – Fe ؛ واترمن و هامیلتون ، 1975 ، و مولایی ،1993 ، مظاهری و همکاران ،1994 ؛ هزارخانی و ویلیام جون ،1998 ،کریم زاده و مویدی ، 2002) . بنابر این با توجه به اینکه کانسار رگه ای پناه کوه با دیگر کانسار های گرمابی اپی ترمال،مشابه است می توان گفت که ماگما مهمترین عامل تامین کننده فلزات مس و آهن در این رگه ها می باشد.
4-2 سنگ دیواره :
آبشوئی کانیهای آهن و مس تشکیل شده توسط محلولهای گرمابی باعث افزایش محتوی Cu - Fe در سیالات کانه زا می شود. همچنین نبود کانیهای Cu-Fe در سنگهای دیواره منبع احتمالی آهن و مس از سنگ دیواره را رد می کند .اگرچه ماگمای پناه کوه دارای Fe بالایی است ،اما سنگهای آتشفشانی پناه کوه یک بی هنجاری بالای غلظت Fe را از خود نشان نمی دهند . این رویداد نشان می دهد که Fe در مذاب غنی شده است ( و سرانجام در سیال گرمابی ) و به مقدار کمتر در کانیهای بلورنده ( و سر انجام در سنگهای آتشفشانی ) غنی شدگی از خود نشان می دهند. غنی شدگی آهن می تواند در اثر
1) محتوی بالای سدیم ( جدول 1) منجر به تشکیل یونهای کمپلکس سدیم – آهن – اکسیژن شده و هم باعث افزایش محتوی آهن مذاب، و گداز آوری آن در سطوح کم عمق شده باشد.
2) پایین بودن fo2که فعالیت Fe3+ را در مذابهای اولیه محدود می کند و مانع از استخراج فزاینده آهن توسط جداسازی مگنتیت پایدار می شود .
3) محتوی بالای Cl در ماگما و تشکیل کمپلکس های کلریدی آهن ( گیلبرت و پارک ، 1968 ؛ وبستر و هولوای ،1990؛ کندل و پیکویل ، 1995 ؛ سیوارد و بارنز ، 1997) .
نتیجه گیری :
1- جایگیری گنبد آتشفشانی نئوژن در داخل سازندهای میزبان رسوبی و عبور گسل میل سفید ( یکی از شاخه های فرعی گسل دهشیر – بافت ) از این سازندها ، باعث ایجاد گسلش و شکستگی در سنگهای مزبور شده ، که این محل ها ، محیطی مناسب برای عبور سیالات گرمابی کانه زا و ته نشینی کانه های همراه خود ، می باشد.
2- کانه زایی گرمابی به صورت شکافه پرکن ، در طول صفحات گسلی و شکستگیها ، در اثر کاهش دما ( تماس با سنگ دیواره سرد)و فشار اتفاق افتاده است کانه های اصلی در رگه های سیلیسی در پناه کوه شامل کالکوپیریت ، پیریت ، هماتیت ، مالاکیت و آزوریت می باشد. اکثر کانه های مس یاد شده توسط هماتیت جایگزین شده اند که حاکی از وجود شرایط اکسایش بالا در منطقه می باشد.
3- با توجه به نتایج و داده های زمین شیمی موجود ،ماگما به عنوان منبع اصلی احتمالی آهن و مس در رگه های سیلیسی پناه کوه شناخته می شود.
4- اگرچه هاله های دگرسانی و تبلور مجدد ناشی از جایگیری گنبد آتشفشانی،در اطراف گنبد و سنگهای در بر گیرنده آن ملاحظه می شود ،اما احتمالاً دمای پایین و جایگیری کم عمق گنبد آتشفشانی ، مانع از کانه زایی اسکارن در منطقه پناه کوه شده است.
5- با توجه به حضور کالکوپیریت و پیریت در رگه ها و همراهی این عناصر با طلا و همچنین بالا بودن میزان آرسنیک در منطقه ، احتمال حضور طلا در این رگه ها دور از انتظار نیست . بنابراین آنالیز ICP-MS این رگه ها برای شناسایی طلا پیشنهاد می گردد .
منابع فارسی :
1- تاج الدین،حسنعلی-راستاد،ابراهیم-رشید نژاد عمران،نعمت ا...(1384):زمین شناسی ،پاراژنز،آلتراسیون و چگونگی گسترش کانه زایی طلا در رگه های سیلیسی سولفید دارسنگهای ولکانو-پیروکلاستیک ائوسن میانی (جنوب دامغان )،نخستین همایش علمی سالانه انجمن زمین شناسی ایران
2- حسینی،محبوبه(1383):بررسی خصوصیات ژئوشیمیایی توده های اسکارنی جنوب غرب یزدبا تاکید بر پتانسیل کانه زایی،رساله کارشناسی ارشد دانشگاه شیراز
3- حاج آقا محسنی،جاویدان(1384):مطالعه ژئوشیمیایی و ژنز کانسار اسکارن خوت در جنوب غربی یزد،رساله کارشناسی ارشد دانشگاه شیراز
4- زرراسوندی،علیرضا-لیاقت،ساسان(1384):تفکیک توده های پورفیری عقیم و کانه دار در جنوب چهارگوش خضرآبادیزد،نهمین همایش انجمن زمین شناسی ایران