تکوین ژئوشیمیایی و فلززایی سنگهای آذرین پتاسیم دار در ارتباط با کانسار سازی مس ـ مولیبدن پورفیری در کمربند دهج ـ ساردوئیه،استان کرمان

تکوین ژئوشیمیایی و فلززایی سنگهای آذرین پتاسیم دار در ارتباط با کانسار سازی مس ـ مولیبدن پورفیری در کمربند دهج ـ ساردوئیه،استان کرمان

حبیبه عطاپور¹ ، علیجان آفتابی²

چکیده :

کمربند آتشفشانی ـ نفوذی دهج ـ ساردوئیه بخشی از زون سهند ـ بزمان در استان کرمان است که از سنگهای آذرین بیرونی ( بازالت ، تراکی بازالت ، تراکی آندزیت، داسیت و ریولیت ) ، درونی ( دیوریت ، گرانودیوریت ، کوارتز مونزونیت و گرانیت )متعلق به ائوسن تا نئوژن تشکیل شده است. کلیه واحدهای سنگی، دگرسانیهای پتاسیک و سریسیتیک، پروپیلیتیک و آرژیلیک را متحمل شده اند. دگرسانیهای شدید در سنگهای ولکانیکی میزبان نشان دهنده حضور توده های گرانیتوئیدی کانسارساز در عمق می باشد. غالب بودن دگرسانیهای پتاسیک و سریسیتیک نمایانگر غنی بودن ماگمای اولیه و سیالات گرمابی از پتاسیم وآب است. بررسی های ژئوشیمیایی بر روی200 نمونه وجود دگرسانی های پتاسیک وسریسیتیک که ارتباط معنی داری با مقادیر مس و مولیبدن دارند را نشان میدهد. بالابودن پتاسیم ماگمای اولیه بیانگر ذوب پوسته اکلوژیتی فلوگوپیت داردراعماق زیادست که با مقادیربالایK₂O در سنگها ومحلول های گرمابی تایید می گردد. نمودارهای ژئوشیمیایی موقعیت ژئودینامیکی منطقه را درمحدوده قوس های حاشیه قاره ای نشان میدهد.

Geochemical evolution and metallogeny of potassic igneous rocks associated with porphyry Cu – Mo mineralization of Dehaj- Sarduiyeh belt in Kerman province.

Abstract :

The Dehaj –Sarduiyeh volcano – plutonic belt is part of central Iranian Sahand  Bazman belt in Kerman province. This belt is dominated by Eocene extrusive rocks of trachybasalt, trachyandesite, dacite, rhyolite composition intruded by Oligo- Miocene plutonic association of diorite, quartz diorite, granodiorite, quartz monzonite and granite. Hydrothermal alteration is extensive and includes potassic, sericitic, propylitic and argillic halos. The extensive alteration haloes in volcanic rocks may indicate blind porphyry copper ores in deeper part of the belt. The presence of frequent potassic and sericitic alteration halos indicates that hydrothermal fluid were rich in water , potassium and many other mineralizing elements. Geochemistry of  about 200 samples represent positive correlation between K₂O, L.O.I, SiO₂, Cu and Mo.The potassic nature of plutonic and volcanic rocks in retaled to a potassic – rich parental magma generated by melting of phlogopite – bearing eclogitic oceanic crust in a continental arc setting .

1-               سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور ، مدیریت کرمان

2-               دانشگاه شهید باهنر کرمان ، بخش زمین شناسی

مقدمه :

توزیع کانسارها و نشانه های مس ـ مولیبدن پورفیری و پلی متالیک در منطقه دهج – ساردوئیه (دیمیتریویچ ، 1973 ) که بخشی از کمربند آتشفشانی ـ نفوذی ارومیه ـ دختر در استان کرمان می باشد از بسیاری جهات مورد توجه قرار گرفته است . مطالعات متعدد ( کازمین ، 1986 ، عطاپور ، 1373 و آفتابی و عطاپور  ، 2000 ) بسیاری از سنگهای ولکانیکی و پلوتونیکی این منطقه را غنی از پتاسیم یاشوشونیتی توصیف کرده اند ، در حالیکه سنگهای پتاسیک مزبور میزبان کانسارها و اندیس های معدنی مس ـ مولیبدن می باشند . بررسی ارتباط اساسی بین کانی سازی مس ـ مولیبدن پورفیری با غنی شدگی سنگهای میزبان از پتاسیم هدف اساسی این مقاله است . مطالعات فوق در محدوده بیش از 8 ورقه یکصدهزارم زمین شناسی بر روی اندیس های شناخته شده ( ندیموویک ، 1973 وسریک و همکار ، 1973 ) صورت گرفته است . نمونه برداری از سنگهای آذرین بیرونی و درونی نزدیک کانسارها و اندیس ها تا شعاع 3 کیلومتری صورت گرفته به صورتی که از غالب واحدهای مذکور تعداد 200 نمونه برداشت شده است . نمونه های مذکور عموماً از بخش های غیر دگرسان ، دگرسان ، مرتبط با کانی سازی برداشت گردیده و بررسی های کانی شناسی ، سنگ شناسی و ژئوشیمی بر  روی  تمام نمونه ها صورت گرفته است .

بحث :

کمربند دهج ـ ساردوئیه با وسعت تقریبی 850 کیلومتر مربع از شمال غرب تا جنوب شرقی استان کرمان قرار گرفته  و عموما واجد واحدهای ولکانیکی و گرانیتوئیدی بازیک تا اسیدی است . سنگهای آذرین بیرونی شامل بازالت ـ تراکی بازالت ، آندزیت ـ تراکی آندزیت ، داسیت ، ریولیت و ریوداسیت مربوط به ائوسن است که توسط توده های گرانیتوئیدی با تراکیب دیوریت ، کوارتز دیوریت ، گرانودیوریت ، کوارتز مونزونیت و گرانیت الیگومیوسن قطع می شود . گرانیتوئیدها عموما واجد دگرسانی های پتاسیک ، سریسیتی و پروپیلیتی است . تورمالینی شدن نیز در بسیاری از نمونه ها دیده می شود . فراوانی فلدسپارهای قلیایی در مشاهدات صحرایی و میکروسکپی نشان دهنده غنی بودن این سنگها از پتاسیم است . در میان سنگهای آتشفشانی موجود در زون دهج ـ ساردوئیه نیز تراکی بازالت ها و داسیت ها فراوانی بیشتری داشته و حضور فلدسپارهای قلیایی ( آنورتوز و سانیدین ) و بافت تراکیتی از ویژگی های اصلی این سنگهاست . دگرسانی در این گروه نیز گسترش وسیعی داشته و بیشتر سریسیتی ، رسی و اپیدوتی شدن می باشد . در مقیاس میکروسکپی دگرسانیهای زیر مشاهده شده است .

-            دگرسانی بیوتیت ـ پتاسیک که با تشکیل بیوتیت گرمابی ( ثانویه ) ظاهر می شود .

-     دگرسانی سریستی که حاصل جانشینی بیوتیت و فلدسپار توسط سریسیت است که حضور رگچه های کوارتز سریسیت از نشانه های بارز آن است .

نکته حائز اهمیت در این مناطق حضور گوسان های هماتیتی ،گئوتیتی و  ژاروسیتی و .... ) در بسیاری از اندیس هاست که سنگهای نفوذی و ولکانیکی مذکور را به صورت بافت های استوک ورکی زیبا نشان می دهد . گوسان ها نیز با توجه به انواع مختلف آنها شواهد بسیار جالبی از کانی سازی را نشان می د هند که در اینجا مجال پرداختن به آنها نیست .

ژئوشیمی مناطق کانسار ساز بیش از هر چیز تابع نوع سنگهای همبر و گسترش دگرسانیهاست لذا می تواند راهی برای تشخیص انواع دگرسانیها نیز بگشاید تا تائیدی بر مطالعات صحرایی و میکروسکپی باشد . بر طبق مطالعات مک لمور ( 1999 ) نمودارهای ژئوشیمیایی متعددی می تواند این ویژگی رانشان دهد . نمودارهای ACNK ، اندیس دگرسانی  × 100 ،   اندیس پتاسیم و اندیس سدیم  در مقابل SiO2 ( اشکال 1 تا 4 ) به خوبی سنگهای دگرسان شده و غیر دگرسان را از یکدیگر تفکیک می نماید ، در حالیکه نمودار L.O.I در مقابل SiO₂ نیز مقادیر L.O.I بالاتر از 5/2 را بر طبق شکل 5 ، دگرسان نشان     میدهد . بخش زیادی از سنگهای منطقه مورد مطالعه غنی از پتاسیم بوده و در گروه کالکو آلکالن   پتاسیم دار و شوشونیتی قرار می گیرند . هم چنین نمودار شکل 3 و4 ، تعداد نمونه هایی که تحت تاثیر دگرسانی پتاسیک با افزایش پتاسیم روبرو  شده اند را نشان می دهد . از طرف دیگر نمودار تغییرات L.O.I و K₂O در مقابل Cu و نورماتیو ارتوز با مس نیز به خوبی همبستگی بارز مس با مقادیر پتاسیم و آب را نشان می دهد و گویای غنی بودن ماگمای اولیه از مس ، آب و عناصر کانی زا می باشد . این ویژگی در دگرسانیهای غنی از پتاسیم ( پتاسیک و سریستک ) انعکاس یافته است . شکل 9 ، 10 نشان میدهد بیشتر نمونه هایی که غنی از مس می باشند دارای L.O.I  بالاتر از 5/2 درصد بوده و K₂O بالایی دارند و جالب توجه است که کانسار سازی مس ـ مولیبدن پورفیری بر طبق تعریف در ارتباط مستقیم با توده های نفوذی گرانیتوئیدی است اما در بعضی از کانسارهای مهم از جمله سرچشمه حدود 50% کانسار سازی در تراکی بازالت ، تراکی آندزیت و .... ، همراه با دگرسانی پتاسیک و سریستیک متمرکز شده است . با توجه به اینکه تعداد زیادی از توده های کانسارساز در عمق پنهان بوده وفقط ادامه اثرات کانی زایی آنها در سنگهای آذرین بیرونی نفوذ نموده است ، نمونه برداری از دگرسانیهای موجود در سنگهای آذرین بیرونی می تواند راهگشایی در اکتشاف آنها باشد . این ویژگی در شکل 11  که در آن ارتباط خوبی بین عیار مس و نورماتیوارتوز وجود دارد نشان داده شده است . مقدار بالای نورماتیو آنورتیت و آلبیت با حضور کانیهای غنی از سدیم و کلسیم ( اپیدوت ـ آلبیت ) در دگرسانی پروپیلیتیک منطقی به نظر می رسد. از طرفی بالا بودن مقدار نورماتیو ارتوز بیانگر دگرسانیهای سریستی و بیوتیتی می باشد که در سنگهای آذرین بیرونی و درونی گزارش شده است .

مقادیر مولیبدن ، مس و قلع در مقابل تغییرات SiO₂ سنگهای منطقه ارتباط مستقیم و همبستگی مثبتی را نشان میدهد. این همبستگی مثبت بیانگر تفریق بخشی شدید است که منجر به تولید ماگمای غنی از مس ـ مولیبدن و پتاسیم می شود. بالا بودن مقادیر پتاسیم نیازمندمنبع غنی از یک کانی پتاسیم دار در پوسته اقیانوسی در حال فرورانش است که احتمالاً می تواند پوسته اکلوژیتی فلوگوپیت دار باشد که در طی ذوب بخشی ماگمای اولیه پتاسیم دار را به وجود می آورد. نمودارهای ژئوشیمیایی علاوه براینکه سری ماگمایی و تمایلات پتاسیک و شوشونیتی سنگهای آذرین نفوذی و خروجی را نشان میدهند بیانگر افزایش عمق فرورانش و تشکیل ماگمای غنی از پتاسیم می باشد.

نمودارهای تکتونو ماگمایی و ژئوشیمیایی مانند TiO₂ –Al₂O₃ ,Y-Zr و Rb – Nb +Y و ... نشان میدهند که بیشتر نمونه ها در محدوده قوس های ماگمایی حواشی قاره ای قرار می گیرند. این ویژگی تکتونوماگمایی با حضور طیف وسیع تفریق بخشی سنگهای آذرین بیرونی ( تراکی بازالت ، تراکی آندزیت ، آندزیت ، ریوداسیت و ریولیت ) و درونی ( دیوریت ، کوارتز دیوریت ، گرانودیوریت ، کوارتز مونزونیت و گرانیت ) و هم چنین هاله های وسیع دگرسانی پتاسیک و سریستیک و پروپیلیتک و رسی که خاص کانسارهای پورفیری حواشی قاره ای است مطابقت دارد ( مولر و گرو ، 1997 ).

نتیجه گیری :

1ـ منطقه آتشفشانی ـ نفوذی دهج ـ ساردوئیه در استان کرمان شامل طیف وسیعی از سنگهای بیرونی ودرونی است.

2- سنگهای نفوذی بیشتر دگرسانیهای پتاسیک ، سریستیک و پروپیلیتیک را متحمل شده و خروجی ها بیشتر تحت تاثیر آرژیلی شدن و اپیدوتی شدن قرار گرفته اند.

3- مطالعات سنگ شناسی و نمودارهای ژئوشیمیایی بیانگر دگرسانی های وسیع گرمابی در منطقه است که ناشی از بالا بودن مقادیر بالای آب ، پتاسیم و عناصر کانسار ساز در ماگمای اولیه است.

4- دگرسانی شدید سنگهای ولکانیکی نشان دهنده حضور توده های گرانیتوئیدی کانسار ساز درعمق است که محلولهای گرمابی ناشی از آن به قدری وسیع بوده که کانی سازی را در سنگهای میزبان ولکانیکی گسترش داده است.

نمودارهای ژئوشیمیایی نورماتیو ارتوز ، آلبیت و آنورتیت ، ارتباط معنی داری را با دگرسانیها نشان میدهند. بسیاری ازنمودارهای ژئوشیمیایی موقعیت ژئودینامیکی منطقه را در محدوده قوس های حاشیه قاره ای نشان میدهند که با وضعیت خاص کانسارهای مس پورفیری در ایران و دنیا مطابقت دارد.

منابع :

- عطاپور ، 1373 ، زمین شناسی ،سنگ شناسی و ژئوشیمی سنگهای شوشونیتی ایران زمین ، سازمان زمین شناسی کشور ، 141 صفحه.

- Aftabi, A., Atapour, H., 2000, Regional aspects of shoshonitic  volcanism in  Iran. Episodes , vol. 23, No.2, pp: 119 -125.

- Dimitrijevic, M.D., 1973, Geology of Kerman region, Geol. Surv. Iran. Rep.  No.Yu/52, 334p.

- Kazmin, V.G., et al, 1986, Structure and evolution of the passive margin of  the Earstern Tethys . Tectonophysics vol.123, pp: 153 -179.

- Mc Lemore, V.T., Munroe, E.A., Heizler, M.T., Mckee, ch., 1999, Geochemistry of copper flat  porphyry and associated deposits in the  Hillsboro mining district, sierra county, New Mexico, USA, J.Geochemical  exploration, vol.67, pp:167-189

- Muller, D., Groves, D., 1997, Potassic igneous rocks and associated gold-  copper mineralization, springer, 238p.

- Nedimovic, R., 1973, Exploration for ore deposits in Kerman region, Geological sarvey of Iran, Rep.No.Yu/53, 265 p.

-            Saric, V., Mijalkovic, N., 1973, Metallogenic map of Kerman region. Scale:  1:500000, Geol. Surv.Iran.