کانی¬شناسی، ژئوشیمی، میانبار سیال و ژنز کانه¬زایی مگنتیت-آپاتیت در جنوب¬غرب جزیره هرمز، ایران
محورهای موضوعی :
مسعود علی‌پوراصل
1
( دانشگاه صنعتی شاهرود)
عاطفه فخری دودوئی
2
(دانشگاه شاهرود)
کلید واژه: مگنتیت, آپاتیت, عناصر کمیاب خاکی, ماگمائی-هیدروترمال, جزیره هرمز,
چکیده مقاله :
منطقه مورد مطالعه در استان هرمزگان و در فاصله هشت کیلومتری جنوب بندرعباس واقع شده است. این منطقه در قسمت جنوبی پهنه زاگرس چینخورده و بخشی از سری هرمز میباشد. سنگ¬های پرکامبرین پسین-کامبرین پیشین تناوبی از گدازه و توف¬ریولیتی تا ریوداسیتی، کریستال¬توف، شیل¬توفی، ماسهسنگ و لایه¬های تبخیری را دربرمی‌گیرد. کانه¬زایی آهن به همراه آپاتیت به‌صورت¬های دایک، تودهای، رگه-رگچه¬ای و دانه‌پراکنده در سنگ¬های شیل توفی و کریستال توف مشاهده میشود. بر پایه مقادیر اکسید¬های آهن و آپاتیت می¬توان کانهزایی را به انواع اکسید آهن (بیشتر مگنتیت)، اکسید آهن-آپاتیت و آپاتیت تقسیم کرد. کانیهای اصلی سازنده¬ی کانسار شامل مگنتیت، اولیژیست، هماتیت، گوتیت و لیمونیت، آپاتیت و کانیهای باطله کلسیت، کوارتز و کانی¬های رسی میباشد. کانسنگ‌های جزیره هرمز دارای تمرکز بالایی از عناصر کمیاب خاکی (REE) است و عیار مجموع REE در کانسنگ‌های غنی از آپاتیت تا سه درصد می¬رسد. مطالعات ژئو-شیمیایی نشان از همبستگی مثبت قویP با REE است. مقایسه الگوی توزیع REE در کانسنگ‌های مگنتیت-آپاتیت جزیره هرمز که به کندریت به‌هنجار شده است با آنهایی از کانسارهای بلوک بافق-پشت بادام و کانسارهای آهن تیپ کایرونا، مشابهت زایشی این کانسارها با یکدیگر نشان می‌دهد. دمای همگن¬شدن در میانبارهای دو فازی مایع و بخار ((L+V در کانی آپاتیت بین 309 تا 565 (میانگین 388) درجه سانتی¬گراد و درجه شوری بین 16/14تا 87/33 (میانگین 80/20) درصد وزنی معادل نمک طعام در تغییر است. در نهایت، با توجه به شواهد زمینشناسی صحرایی، کانیشناسی، ژئوشیمیایی و میانبار سیال، کانه¬زایی جزیره هرمز در گروه کانسارهای مگنتیت-آپاتیت نوع کایرونا و با منشاء ماگمائی-گرمابی قرار میگیرد.
The study area is located about 8 km south of Bandar Abbas in Hormozgan Province. This area is in the south of the Zagros folded zone and part of the Hormuz series. The late Precambrian-early Cambrian rocks comprise intercalations of rhyolite-rhyodacite lava and tuff, crystal ¬tuff, tuffaceous ¬shale, sandstone and evaporite layers. Iron mineralization along with apatite are found as dike, massive, vein-veinlets and disseminated forms in tuffaceous shale and crystalline tuff rock units. Based on iron oxides and apatite contents, mineralization can be divided into iron-oxides (mainly magnetite), iron oxides- apatite and apatite types. The main ore-forming minerals include magnetite, oligist, hematite, goethite and limonite, apatite, and gangue minerals are calcite, quartz and clay minerals. The Hormuz Island ores have a high concentration of rare earth elements (REE) and the total amount of REE in apatite-rich ores is up to 3%. The geochemical studies show that a strong positive correlation between P and REE. Comparison of the chondrite-normalized REE pattern of the Hormuz magnetite-apatite ores with those from the Bafq-Posht-e-Badam block and the Kiruna type iron ore deposits represent genetic similarity of mineralization. The homogenization temperature in the two-phased liquid and vapor (L+V) fluids in apatite minerals vary from 309 to 565°C (average 388°C), and salinity varies between 14.16 to 33.87 (20/80) wt.% NaCl. Finally, based on the field geology, mineralogy, geochemistry and fluid inclusion features, the Hormuz magnetite-apatite mineralization is classified in the Kiruna-type magnetite-apatite deposits group with magmatic-hydrothermal origin.
احمدزاده هروی، م.، هوشمند زاده، ع. و نبوی، م.ح.، 1369. مفاهیم جدیدی از چینه¬شناسی سازند هرمز و مسئله دیاپیریزم در گنبدهای نمکی جنوب ایران. مجموعه مقالات سمپوزیوم دیاپیریسم با نگرش ویژه به ایران، وزارت معادن و فلزات، جلد اول،1–22.
- احمدی مقدم، پ.، مرتضوی، م.، پوستی، م. و احمدی پور، ح.، 1397. زمینشناسی و سنگ‌زائی سنگهای دیابازی سازند هرمز، واقع در استان هرمزگان (جنوب ایران). مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 26، 3، 651-664.
- افضلي، س.، نظافتي، ن.، قادری، م.، قلمقاش، ج.، قاسمی، م.ر. و كريمي باوندپور، ع.، 1393. سنگ‌زايي و كانه‌زايي در کانسار اكسيد آهن آپاتيت‌دار گزستان، خاور بافق، ايران مركزي. فصلنامه علوم زمین، سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور، 24، 93، 77-84.
- آقانباتی، ع.، 1385. زمین¬شناسی ایران، سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 586.
- بهزادی، م.، 1385. کانی¬شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن آنومالی شمالی واقع در منطقه بافق یزد. رساله دکتری، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، 211.
- بیابانگرد، ح.، عالیان، ف. و بازآمد، م.، 1397. کانی¬شناسی، ژئوشیمی و منشاً کانه¬زایی آهن و مس در توالی آتشفشانی-رسوبی هرمز. مجله زمینشناسی اقتصادی، 10، 1، 195-216.
- رجب‌زاده، م.ع.، حسینی، ک. و موسوی نسب، ز.، 1393. مطالعات کانیشناسی و ژئوشیمیایی عناصر کمیاب خاکی بر روی آپاتیت کانسار اکسید آهن-آپاتیت اسفوردی بافق-یزد. اولین همایش زمین¬شناسی فلات ایران، 11.
- رستمی، ع.، بازآمد، م.، حاج علیلو، ب. و مؤذن، م.، 1393. بررسی رفتار ژئوشیمیایی عناصر نادر خاکی در آپاتیت های جزیره¬ی هرمز، استان هرمزگان. مجله زمینشناسی اقتصادی، 6، 1، 71 تا 85.
- سپهری¬راد، ر.، 1379. زمین¬شناسی اقتصادی کانسار آهن آنومالی شمالی، چغارت، پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت‌معلم، 158.
- فخری دودوئی، ع.، 1397. زمینشناسی اقتصادی و ژئوشیمی واحد H4 سری هرمز، جزیره هرمز. پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، 172.
- کارگران بافقی ف.، 1380. مطالعه زون¬های فسفات دار در کانسار آهن چغارت و ارتباط احتمالی آنها با زون¬های فسفات‌دار اسفوردی. پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت‌معلم، 111.
- لاسمی، ی.، 1379. رخساره‌ها، محیط‌های رسوبی و چینه نگاری سکانسی نهشته سنگهای پرکامبرین بالایی و پالئوزوئیک ایران، انتشارات سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور، 180.
- Aftabi, A., Mohseni, S., Babeki, A. and Azaraien, H., 2009. Fluid inclusion and stable isotope study of the Esfordi apatite–magnetite deposit, central Iran—a discussion. Economic Geology, 104, 137–139.
- Atapour, H. and Aftabi, A., 2017. Comments on Geochronology and geochemistry of rhyolites from Hormuz Island, southern Iran: A new Cadomian arc magmatism in the Hormuz Formation, Lithos, 2015, 236–237, 203–211: A missing link of Ediacaran A-type rhyolitic volcanism associated with glaciogenic banded iron salt formation (BISF). Lithos, 284-285, 779-782.
- Bilenker, L.D., Simon, A.C., Reich, M., Lundstrom, C.C., Gajos, N., Bindeman, I., Barra, F. and Munizaga R., 2016. Fe-O stable isotope pairs elucidate a high-temperature origin of Chilean iron oxide-apatite deposits. Geochimica Cosmochimica Acta, 177, 94–104.
- Bonyadi, Z., Davidson, G.J., Mehrabi, B., Meffre, S. and Ghazban, F., 2011. Significance of apatite REE depletion and monazite inclusions in the brecciated Se Chahun iron oxide–apatite deposit, Bafq district, Iran: Insights from paragenesis and geochemistry, Chemical Geology, 281, 253-269.
- Daliran, F., 2002. Kiruna type iron oxide-apatite ores and apatitites of the Bafq district, Iran, with an emphasis on the REE geochemistry of their apatites; in Porter, Hydrothermal iron oxide copper gold and related deposits: A global perspective, PGC Publishing, Adelaide, 2, 303-320.
- Daliran, F., Stosch, H.G. and Williams, P., 2007. Multistage metasomatism and mineralization at hydrothermal Fe oxide-REE-apatite deposits and apatitites of the Bafq District, Central-East Iran, in: Andrew, C.J. et al., eds, Digging Deeper, Proceedings of the 9th Biennial Meeting of the Society for Geology Applied to Mineral Deposits, Dublin, 1501-1504.
- Daliran, F., Stosch, H.G. and Williams, P., 2010. Early Cambrian iron oxide-apatite-REE (U) deposits of the Bafq district, east-central Iran, in: Corriveau, L., Mumin, H., eds., Exploring for iron oxide copper-gold deposits: Canada and global analogues: Geological Association of Canada, Short Course Notes, 20, 143-155.
- Dare, S.A.S., Barnes, S.J. and Beaudoin, G., 2014. Did the massive magnetite lava flows of El Laco (Chile) form by magmatic or hydrothermal processes? New constraints from magnetite composition by LA-ICP-MS. Mineralium Deposita, 50, 607–617.
- Dill, H.G., 2010. The chessboard classification scheme of mineral deposits: Mineralogy and geology from aluminum to zirconium. Earth Science Reviews, 100, 1-420.
- Eslamizadeh, A., 2017. Petrology and geochemistry of early Cambrian volcanic rocks hosting the Kiruna-type iron ore in Anomaly 10 of Sechahun, Central Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, 28, 1, 21-35.
- Driesner, T. and Heinrich, C.A., 2007. The system H2O-NaCl. Part I. Correlation formulae for phase relations in temperature-pressure-composition space from 0 to 1000 °C, 0 to 5000 bar, and 0 to 1 XNaCl. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71, 4880-4901.
- Frietsch, R. and Perdahl, J.A., 1995. Rare earth elements in apatite and magnetite in Kiruna- type iron ores and some other iron ore type. Ore Geology Review, 9, 489-510.
- Geijer, P., 1910. Igneous rocks and iron ores of Kiirunavaara, Luossavaara and Tuollavaara. Scientific and practical researches in Lapland arranged by the Luossavaara-Kiirunavaara Aktiebolag, Geology of the Kiruna district 2, Stockholm, 278.
- Goldstein, S.B. and Francis, D., 2008, The petrogenesis and mantle source of Archaean ferropicrites from the Western Superior Province, Ontario, Canada. Journal of Petrology, 49, 1729–1753.
- Haas, J.L. 1976. Thermodynamic properties of the coexisting phases and thermodynamic properties of the NaCl component in boiling NaCl solutions, United States Geological Survey Bulletine, 1421-B, 71.
- Haas, J.L. 1971. The effect of salinity on the maximum thermal gradient of a hydrothermal system at hydrostatic pressure, Economic Geology, 66, 940-946.
- Hastie, A.R., Kerr, A.C., Pearce, J.A. and Mitchell, S.F., 2007. Classification of ltered volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th–Co discrimination diagram. Journal of Petrology, 48, 2341–2357.
- He, X.F., Santosh, M., Tsunogae, T. and Malaviarachchi, S.P.K., 2018. Magnetiteapatite deposit from Sri Lanka: implications on Kiruna-type mineralization associated with ultramafic intrusion and mantle metasomatism. American Mineralogist, 103, 26–38.
- Hitzman, M.W., Oreskes, N. and Einaudi, M.T., 1992. Geological characteristics and tectonic setting of proterozoic iron-oxide (Cu-U-Au-Ree) deposits. Precambrian Research, 58, 241–287.
- Jami, M., 2006. Geology, geochemistry and evolution of the Esfordi phosphate iron deposit, Bafq area, Central Iran, Unpublished Ph.D. thesis, University of New South Wales, 355.
- Jami, M., Dunlop, A.C. and Cohen, D.R., 2007. Fluid inclusion and stable isotope study of the Esfordi apatite-magnetite deposit, Central Iran, Economic Geology, 102, 1111-1128.
- Jonsson, E., Troll, V., Hogdahl, K., Harris, C., Weis, F., Nilsson, K.P. and Skelton, A., 2013. Magmatic origin of giant Kiruna-type apatite-iron-oxide ores in Central Sweden. Scientific Reports, 3, 1644.
- Kesler, S.E., 2005. Ore-forming fluids. Elements, 1, 13–18.
- Knipping, J.L., Bilenker, L., Simon, A. and Reich, M., 2015. Giant Kiruna-type deposits form by efficient flotation of magmatic magnetite suspensions. Geology, 43, 591–594.
- Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A. and Zanettin, B., 1986. A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram, Journal of Petrology, 27, 745-750.
- Lester, G.W., Clark, A.H., Kyser, T.K. and Naslund, H.R., 2013. Experiments on liquid immiscibility in silicate melts with H2O, P, S, F, and Cl: Implications for natural magmas. Contributions to Mineralogy and Petrology,166, 329–349.
- Martel, C., Pichavent, M., Holtz, F. and Scaillet, B., 1999. Effects of ƒO2 and H2O on andesite phase relations between 2 and 4 kbar. Journal of Geophysical Research, 104, 29453–29470.
- Mohammad-Torab, F. and Lehmann, B., 2008. Magnetite-apatite deposits of the Bafq district, Central Iran: apatite geochemistry and monazite geochronology. Mineralogical Magazine, 71, 347–363.
- Mohseni, S. and Aftabi, A., 2015. Structural, textural, geochemical and isotopic signatures of synglaciogenic Neoproterozoic banded iron formations (BIFs) at Bafq mining district (BMD), Central Iran: The possible Ediacaran missing link of BIFs in Tethyan metallogeny, Lithos, 71, 215-236.
- Mokhtari, M.A.A., Emami, M.H. and Hosseinzadeh, G., 2013. Genesis of iron-apatite ores in Posht-e-Badam Block (Central Iran) using REE geochemistry. Journal of Earth System Sciences, 122, 795- 803.
- Mokhtari, M.A.A. and Ebrahimi, M., 2015. Geology and geochemistry of Homeijan magnetite- apatite deposit (SW Behabad, Yazd province). Geochemistry Journal, 2, 2, 20-27.
- Moor, F. and Modabberi, S., 2003. Origin of choghart iron oxide deposite Bafq minig district, centeral iran: new isotopic and geochemical evidences, 14, 259-269.
- Nakamura, N., 1974. Determination of REE, Ba, Fe, Mg, Na and K in carbonaceous and ordinary chondrites. Geochimica et Cosmochimica Acta, 38, 757-775.
- Nystrom, J.O., Billstrom, K., Henríquez, F., Fallick, A.E. and Naslund, H.R., 2010. Oxygen isotope composition of magnetite in iron ores of the Kiruna type in Chile and Sweden. Global Financing Facility (GFF), 130, 4, 177–188.
- Rahimi, E., Maghsoudi, A. and Hezarkhani, A., 2016. Geochemical investigation and statistical analysis on rare earth elements in Lakehsiyah deposit, Bafq district. Journal of African Earth Sciences, 124, 139-150.
- Rhodes, A.L. and Oreskes, N., 1999. Oxygen isotope composition of magnetite depositsat El Laco, Chile: Evidence of formation from isotopically heavy fluids. In: Geology and Ore Deposits of the Central Andes, Brian, J. Skinner, ed., Society of Economic Geologists Special Publication 7, 333–351.
- Samani, B.A., 1988. Metallogeny of the Precamberian in Iran, Precambrian Research, 39, 85-106.
- Schandl, E.S. and Gorton, M.P., 2002. Application of high field strength elements to discriminate tectonic settings in VMS environments. Economic Geology, 97, 629–642.
- Sillitoe, R.H. and Burrows, D.R., 2002. New field evidence bearing on the origin of the El Laco magnetite deposit, Northern Chile. Economic Geology, 97, 1101–1109.
- Smith, M.P., Storey, C.D., Jeffries, T.E. and Ryan, C., 2009. In situ U-Pb and trace element analysis of accessory minerals in the Kiruna District, Norrbotten, Sweden: New constraints on the timing and origin of mineralization. Journal of Petrology, 50, 2063–2094.
- Smith, M.P., Gleeson, S.A. and Yardley, B.W.D., 2013. Hydrothermal fluid evolution and metal transport in the Kiruna District, Sweden: contrasting metal behaviour in aqueous and aqueous-carbonic brines. Geochimica Cosmochimica Acta, 102, 89–112.
- Sourirajan, S. and Kennedy, G.C., 1962. The system H2O-NaCl at elevated temperatures and pressures, American Journal of Sciences, 260, 115-141.
- Sun, S.S. and McDonough, W.F., 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geological Society, London, Special Publications, 42,1, 313-345.
- Tornos, F., Velasco, F. and Hanchar, J.M. 2017. The magmatic to magmatic hydrothermal evolution of the El Laco Deposit (Chile) and its implications for the genesis of magnetite-apatite deposits. Economic Geology, 112, 1595–1628.
- Troll, V.R., Weis, F.A., Jonsson, E., Andersson, U.B., Majidi, S.A., Hogdahl, K., Harris, C., Millet, M.A., Chinnasamy, S.S., Kooijman, E. and Nilsson, K.P., 2019. Global Fe–O isotope correlation reveals magmatic origin of Kiruna-type apatite-iron-oxide ores. Nature Communications, 10, 1, 1712.
- Westhues, A., Hanchar, J.M., Whitehouse, M.J. and Martinsson, O., 2016. New constraints on the timing of host-rock emplacement, hydrothermal alteration, and iron oxide-apatite mineralization in the Kiruna District, Norrbotten, Sweden. Economic Geology, 111, 1595–1618.
- Westhues, A., Hanchar, J.M., LeMessurier, M.J. and Whitehouse, M.J., 2017. Evidence for hydrothermal alteration and source regions for the Kiruna iron oxide-apatite ore (northern Sweden) from zircon Hf and O isotopes. Geology 45, 571–574.
- Whitney, D.L. and Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95, 185-187.
- Wilkinson, J.J., 2001. Fluid inclusion in hydrothermal ore deposits, Lithos, 55, 229-272.
- Xie, Q., Zhang, Z., Hou, T., Cheng, Z., Campos, E., Wang, Z. and Fei1, X., 2019. New Insights for the Formation of Kiruna-Type Iron Deposits by Immiscible Hydrous Fe-P Melt and High-Temperature Hydrothermal Processes: Evidence from El Laco Deposit. Economic Geology, 114, 1, 35–46.
کانیشناسی، ژئوشیمی، میانبار سیال و ژنز کانهزایی مگنتیت-آپاتیت در جنوبغرب جزیره هرمز، ایران
عاطفه فخری دودوئی1 و مسعود علی‌پوراصل(2و1)
1. دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه پترولوژی و زمینشناسی اقتصادی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود
2. استادیار، گروه پترولوژی و زمینشناسی اقتصادی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده
منطقه مورد مطالعه در استان هرمزگان و در فاصله هشت کیلومتری جنوب بندرعباس واقع شده است. این منطقه در قسمت جنوبی پهنه زاگرس چینخورده و بخشی از سری هرمز میباشد. سنگهای پرکامبرین پسین-کامبرین پیشین تناوبی از گدازه و توفریولیتی تا ریوداسیتی، کریستالتوف، شیلتوفی، ماسهسنگ و لایههای تبخیری را دربرمی‌گیرد. کانهزایی آهن به همراه آپاتیت به‌صورتهای دایک، تودهای، رگه-رگچهای و دانه‌پراکنده در سنگهای شیل توفی و کریستال توف مشاهده میشود. بر پایه مقادیر اکسیدهای آهن و آپاتیت میتوان کانهزایی را به انواع اکسید آهن (بیشتر مگنتیت)، اکسید آهن-آپاتیت و آپاتیت تقسیم کرد. کانیهای اصلی سازندهی کانسار شامل مگنتیت، اولیژیست، هماتیت، گوتیت و لیمونیت، آپاتیت و کانیهای باطله کلسیت، کوارتز و کانیهای رسی میباشد. کانسنگ‌های جزیره هرمز دارای تمرکز بالایی از عناصر کمیاب خاکی2 (REE) است و عیار مجموع REE در کانسنگ‌های غنی از آپاتیت تا سه درصد میرسد. مطالعات ژئوشیمیایی نشان از همبستگی مثبت قویP با REE است. مقایسه الگوی توزیع REE در کانسنگ‌های مگنتیت-آپاتیت جزیره هرمز که به کندریت به‌هنجار شده است با آنهایی از کانسارهای بلوک بافق-پشت بادام و کانسارهای آهن تیپ کایرونا، مشابهت زایشی این کانسارها با یکدیگر نشان می‌دهد. دمای همگنشدن در میانبارهای دو فازی مایع و بخار ((L+V در کانی آپاتیت بین 309 تا 565 (میانگین 388) درجه سانتیگراد و درجه شوری بین 16/14تا 87/33 (میانگین 80/20) درصد وزنی معادل نمک طعام در تغییر است. در نهایت، با توجه به شواهد زمینشناسی صحرایی، کانیشناسی، ژئوشیمیایی و میانبار سیال، کانهزایی جزیره هرمز در گروه کانسارهای مگنتیت-آپاتیت نوع کایرونا و با منشاء ماگمائی-گرمابی قرار میگیرد.
واژههای کلیدی: مگنتیت، آپاتیت، عناصر کمیاب خاکی، ماگمائی-هیدروترمال، جزیره هرمز.
Mineralogy, geochemistry, fluid inclusion and genesis of magnetite-apatite mineralization in the southwest of Hormuz Island, Iran
Fakhri-Doodoui, F. 1 and Alipour-Asll, M. 2
1. M.Sc. Graduate, Department of Petrology and Economic Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology
2. Assistant Professor, Department of Petrology and Economic Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology
Abstract
The study area is located in Hormozgan Province and 8 km south of Bandar Abbas. This area is in the south of the folded Zagros zone and part of the Hormuz series. The late Precambrian-early Cambrian rocks consist intercalations of rhyolite-rhyodacite lava and tuff, crystal tuff, tuffaceous shale, sandstone and evaporite layers. Iron mineralization along with apatite are found as dike, massive, vein-veinlets and disseminated forms in tuffaceous shale and crystalline tuff rock units. Based on iron oxides and apatite contents, mineralization can be divided into the iron-oxides (mainly magnetite), iron oxides- apatite and apatite types. The main ore-forming minerals include magnetite, oligiste, hematite, goethite and limonite, apatite, and gangue minerals are calcite, quartz and clay minerals. The Hormuz Island ores have a high concentration of rare earth elements (REE) and the total amount of REE in apatite-rich ores is up to 3%. The geochemical studies show that a strong positive correlation between P and REE. Comparison of the chondrite-normalized REE pattern of the Hormuz magnetite-apatite ores with those of from the Bafq-Posht-e-Badam block and the Kiruna type iron ore deposits shows that genetic similarity of mineralization. The homogenization temperature in the two-phase liquid and vapor (L+V) fluids in apatite minerals vary from 309 to 565°C (388°C), and salinity of 14.16 to 33.87 (20/80) wt.% NaCl. Finally, based on the field geology, mineralogy, geochemistry and fluid inclusion features, the Hormuz magnetite-apatite mineralization classified into the Kiruna-type magnetite-apatite deposits group with magmatic-hydrothermal origin.
Keywords: Magnetite, Apatite, Rare earth elements, Magmatic-hydrothermal, Hormuz Island.
مقدمه
اگرچه تحقیقات زیادی درباره کانسارهای اکسید آهن-آپاتیت نوع کایرونا در سرتاسر جهان انجام شده است، با این وجود منشاء این کانسارها بحث‌برانگیز است و نظریه‌های مختلفی در ارتباط با منشاء آنها مطرح است. امروزه دو نظریه در ارتباط با منشاء این کانسارها غالب است، این کانسارها به‌طور مستقیم از تبلور و تفکیک ماگما ناشی شده‌اند، یا محصول فرایندهای جانشینی گرمابی هستند (Geijer, 1910, Hitzman et al., 1992; Sillitoe and Burrows, 2002; Smith et al, 2009; Smith et al., 2013; Dare et al., 2014; Bilenker, 2016; Tornos et al., 2017; Westhues et al., 2017, He et al., 2018). در این میان، بحث‌ها بیشتر درباره منشا ماگمایی مستقیم (ارتوماگمایی) می‌چرخد و کانسنگ‌های اکسید آهن - آپاتیت از ماگمای غنی از مواد فرار، آهن و فسفر یا سیالات ماگمایی دمای بالا ناشی می‌شوند (Nystrom et al., 2010; Jonsson et al., 2013; Knipping et al., 2015; Tornos et al., 2017) و نظریه گرمابی کمرنگ است. در فرضیه اخیر سیالات گرمابی غنی از فلز حین چرخش جایگزین کانیهای اولیه سنگ میزبان میشود (Hitzman et al., 1992; Rhodes and Oreskes, 1999; Smith et al., 2009; Smith et al., 2013; Dare et al., 2014; Westhues, et al., 2016). بر اساس مطالعهTroll et al. (2019) کانسارهای نوع کایرونا بیشتر منشاء ماگمائی دارند، اما ممکن است دارای کانیهای مگنتیت و آپاتیت گرمابی مرحله تاخیری باشند که می‌تواند به‌طور محلی بر روی کانیهای ماگمایی حرارت بالا تشکیل شوند. Xie et al. (2019) نیز مدل زایشی دو مرحله‌ای را برای کانسار اکسید آهن-آپاتیت نوع کایرونا El Laco در شیلی معتقد هستند، به‌طوری‌که کانسنگ‌های تودهای از فرآیندهای ماگمائی حاصل شده‌اند که به‌وسیله دگرسانی ماگمایی – گرمابی مرحله بعدی تحت تاثیر قرار گرفته و کانسنگ‌های رگه-رگچهای و برشی به وجود آمده است. این مدل می‌تواند برای فلززائی بسیاری از کانسارهای نوع کایرونا به‌کاربرده شود.
منطقه مورد مطالعه در استان هرمزگان، فاصله هشت کیلومتری جنوب بندرعباس و در جنوبغرب جزیره هرمز واقع شده است (شکل 1- الف، ب). در زمان پرکامبرین پسین-کامبرین پیشین در ایران، کانسارهای بی‌شماری از اکسیدهای آهن-آپاتیت کشف و شناسایی شده است. در منطقه فلززائی بافق-پشت بادام، این کانسارها با توالی آتشفشانی-رسوبی سری ریزو میزبانی می‌شوند. کانسارهای آهن چغارت (کارگران بافقی، 1380; Moore and Modabberi, 2003; Daliran et al., 2007; Mohammad-Torab and Lehmann, 2008; Daliran et al., 2010; Mokhtari et al., 2013; Mokhtari and Ebrahimi, 2015 )، آهن چادرملو (Samani, 1988; Mokhtari et al., 2013; Mokhtari and Ebrahimi, 2015)، آهن-آپاتیت اسفوردی (رجب‌زاده و همکاران، 1393; Jami, 2006; Jami et al., 2007; Mohammad Torab and Lehmann, 2008; Aftabi et al., 2009; Mokhtari et al., 2013)، گزستان و لکهسیاه (افضلی و همکاران، 1393Daliran et al., 2007; Mokhtari, 2015; Rahimi et al., 2016)، میشدوان (Daliran, 2002)، آهن سه‌چاهون (Bonyadi et al., 2011; Eslamizadeh, 2017)، آنومالی شمالی (سپهریراد، 1379؛ بهزادی، 1385)، کانه‌زائی‌های آهن نواری در منطقه فلززائی بافق (Mohseni and Aftabi, 2015) از مهمترین آنها هستند. علاوه بر این، گنبدهای نمکی جنوب کشور نیز مستعد پیجویی و اکتشاف کانسارهای آهن-آپاتیت می‌باشند، به‌طوری‌که از مجموع 114 گنبد نمکی واقع در جنوب کشور، همگی دارای آنومالیهای آهن هستند و کانه‌زائی آهن به صورت‌های خاکسرخ، نواری، تودهای، رگه-رگچهای و دانه‌پراکنده در سری هرمز مشاهده میشود. پژوهش‌های مرتبط با فلززائی در سری هرمز به گستردگی منطقه فلززائی بافق نمی‌باشد. با وجود این، از این مطالعات میتوان به ژئوشیمی و سنگ‌زایی سنگهای دیابازی سازند هرمز (احمدی مقدم و همکاران، 1397)، کانهزایی آهن و مس در توالی آتشفشانی-رسوبی هرمز، گنبد نمکی زندان (بیابانگرد و همکاران، 1397)، سازندهای آهن و نمک نواری در جزیره هرمز به عنوان سبک جدیدی از سیستم آهن-نمک گرمابی بروندمی (Atapour and Aftabi, 2017)، و بررسی رفتار ژئوشیمی عناصر نادر خاکی در آپاتیت‌های جزیره هرمز (رستمی و همکاران، 1393) اشاره کرد. مطالعات زمینشناسی و اکتشافی در جزیره هرمز منجر به شناسایی اندیس معدنی جدیدی از آهن-آپاتیت در جنوبغرب این جزیره شده است (رستمی و همکاران، 1393). در این پژوهش، کانهزایی آهن-آپاتیت جنوبغرب جزیره هرمز از نظر زمینشناسی، کانیشناسی، ژئوشیمی و میانبار سیال مطالعه شده است و در نهایت بر پایه شواهد به‌دست‌آمده مدلی برای تشکیل کانه‌زائی در این منطقه ارائه شده است.
شکل 1. الف) موقعیت جغرافیایی جزیره هرمز در استان هرمزگان و دریای خلیج فارس، ب) موقعیت منطقه مورد مطالعه در جنوبغرب جزیره هرمز
روش مطالعه
این پژوهش با انجام بازدیدهای صحرایی طی نوبتهای متوالی و متناسب با هدف، پژوهش شروع شد و در طی آن شواهد صحرایی زمینشناسی و کانهزایی ثبت شد. برای بررسی‌های سنگشناسی، کانیشناسی و ژئوشیمی ماده معدنی و سنگ میزبان، از کانسنگ‌ها و سنگهای میزبان مواد معدنی نمونه‌برداری صورت گرفت. تعداد ده مقطع نازک، پنج مقطع صیقلی و ده مقطع نازک–صیقلی تهیه شده و مطالعات میکروسکوپی سنگشناسی، کانیشناسی و ساخت و بافت ماده معدنی روی آنها انجام گرفت. تعداد شش نمونه از سنگهای آتشفشانی برای مطالعات ژئوشیمیایی برداشت شد. نمونه‌ها از مکان‌هایی انتخاب شدند که سالم، غیردگرسان شده و عاری از رگه-رگچه بودند. سنگهای آذرین دارای بافت متوسط تا درشت‌دانه بوده و نمونه‌برداری از آنها به روش لبپری انجام شده است، بدین‌ترتیب که در هر ایستگاه تعدادی قطعه کوچک سنگ با مقطع عرضی سه تا چهار سانتی‌متر مربع برداشت شده است. نمونه‌های سنگ به ترتیب مراحل خردایش و آسیاب را پشت سر گذاشته و برای تعیین مقادیر غلظت اکسید عناصر اصلی، عناصر کمیاب و کمیاب خاکی به روش ذوب قلیایی با روش‌هایICP-OES/MS در آزمایشگاه مطالعات مواد معدنی زرآزما در تهران تجزیه شده‌اند. برای دست‌یابی به نمونه معرف از مناطق کانهزایی، تعداد سه نمونه به روش لبپری از کانسنگ‌های آهن-آپاتیت برداشت شده است. این نمونه‌ها به ترتیب مراحل خردایش و آسیاب را پشت‌سر گذاشته و برای تعیین عیار عناصر اصلی، کمیاب و کمیاب خاکی به روش ذوب قلیایی با روش‌های ICP-OES/MS در آزمایشگاه زرآزما تجزیه شده‌اند. در این تحقیق، برای ارزیابی میزان دقت تجزیه‌های شیمیایی از نمونه‌های تکراری استفاده شده است. بدین ترتیب یکی از نمونه‌ها دو مرتبه تجزیه شد و میزان خطای آنالیز برای عناصر مختلف در روش‌های دستگاهی مذکور کمتر از 15درصد برآورد شده است. برای اندازه‌گیری ریزدماسنجی میانبارهای سیال نمونه دوبرصیقلی از کانسنگ‌های آهن-آپاتیت تهیه شده است. مطالعه میانبارهای سیال بر روی کانی آپاتیت با استفاده از یک دستگاه میکروسکوپ Ceti Magtex و به‌وسیله دستگاه Linkam مدلTHMSG600 در آزمایشگاه شرکت مطالعات و پژوهش آذین زمین پویا به تعداد ده نقطه انجام پذیرفته است.
بحث و بررسی
زمینشناسی
جزیره هرمز در تقسیمبندی زمین‌شناختی ایران (آقانباتی، 1385)، در منتهی‌الیه جنوب‌شرق پهنه زاگرس چینخورده و در ورقه زمینشناسی 250000/1 بندرعباس واقع شده است. از نظر چینهشناسی، این منطقه بخشی از سری هرمز محسوب میشود. احمدزاده هروی و همکاران (1369)، سری هرمز را از پایین به بالا به‌ترتیب به چهار واحدH1 ،H2 ،H3 و H4 تقسیم کرده‌اند:
واحد هرمز 1 (H1) يا واحد نمکى سازند هرمز، قاعده اين واحد معلوم نيست و در هيچ جا به تمامى ظاهر نشده است. بيشتر حجم اين واحد را طبقات و لايه‌هاى نمک تشکيل مى‌دهند که با ميان‌لايه‌هاى نازکى از توف، مارن، سنگ آهک، اکسيد‌ها و سولفیدهای آهن و به‌ندرت سولفید مس همراه است. ميان‌لايه‌هاى ياد شده، واحد نمکى هرمز را به‌صورت نوارهايى با ضخامت‌هاى گوناگون و رنگارنگ درآورده است.
واحد هرمز 2(H2) ، اين واحد تناوبى از مارن‌هاى سفيد تا زرد کمرنگ، انيدريت، توف، ايگنمبريت، سنگ‌هاى آهکى نازک‌لايه سياه‌رنگ و سنگ آهن به‌صورت نوارهاى نازک ميلي‌مترى آهن‌دار، اکسيد‌هاى بى‌آب و آبدار آهن میباشد. اين واحد با رنگ قرمز مشخص میشود.
واحد هرمز 3 (H3) يا واحد سنگ آهک سياه‌رنگ جلبکى، اين واحد که در همه جا از ويژگى ثابتى برخوردار است از نوع سنگ آهک‌هاى نازک‌لايه، بودار و سياه‌رنگ است و به‌طور عام سرشار از جلبک‌هاى گوناگون میباشد.
واحد هرمز 4 (H4) یا واحد آوارى-آتشفشانى، بيشتر حجم اين واحد را ماسه‌سنگ‌هاى قرمز، خاکسترى و سبز رنگى تشکيل مى‌دهد که داراى موج نقش‌هاى چشم‌گير است. اين طبقات دسي‌مترى با لايه‌هايى از توفيت‌هاى سبزرنگ سانتى‌مترى در تناوب است. در بعضى از گنبدها وفور سنگ‌هاى آتشفشانى (توفيت‌هاى سفيد) چنان است که اين واحد را بيشتر به يک واحد آتشفشانی شبیه میسازد که با طبقات آوارى در تناوب است. این واحد با کانه‌زایی‌های آهن و فسفر همراه است.
منطقه مورد مطالعه واحد H4 و بخش‌هایی از واحد H2 سری هرمز را در بر میگیرد. واحدهای سنگی در این منطقه مربوط به پرکامبرین، پالئوزوئیک، سنوزوئیک و کواترنری است. واحدهای مربوط به پرکامبرین پسین-پالئوزوئیک پیشین شامل توالی از واحدهای تبخیری، آتشفشانی، آذرآواری و رسوبی است، که وسیع‌ترین رخنمون سنگی منطقه را تشکیل میدهند. در این بین واحد شیلتوفی و کریستالتوف میزبان کانهزایی آهن-آپاتیت هستند. مجموعه رسوبی سنوزوئیک (میوسن) دامنهای از ماسهسنگ، مارن، مارنماسهای، سنگ‌آهکماسهای با میان‌لایههایی از کنگلومرایچرتیقهوهای (سازند آقاجاری) را شامل میشود. کواترنری شامل رسوبات بادی است (شکل 2).