زمین¬شناسی، ساخت و بافت، میانبارهای سیال و الگوی تشکیل کانه¬زایی مس طبیعی تیپ میشیگان در کانسار سه¬بندون، شمال شرق ایران
محورهای موضوعی :بهزاد حمامی پور بارنجی 1 , حسینعلی تاج الدین 2 * , مهدی موحدنیا 3
1 - دانشگاه تربیت مدرس
2 - علوم پایه
3 - دانشگاه تربیت مدرس
کلید واژه: تیپ میشیگان# سه¬بندون# زیرپهنه سبزوار# مس طبیعی# میانبارهای سیال#,
چکیده مقاله :
کانه زایی مس سه بندون در بخش شمال شرقی زیرپهنه سبزوار واقع شده است. سنگ های دارای رخنمون در منطقه سه بندون، مجموعه ای از سنگ های آتشفشانی-رسوبی بخش فوقانی سری افیولیتی با سن کرتاسه بالایی شامل تراکیت، تراکی آندزیت، بازالت، اسپلیت، شیل، داسیت و ماسه سنگ هستند. کانه زایی مس طبیعی در کانسار سه بندون به شکل چینه کران و محدود به واحد سنگی بازالت اسپلیتی رخ داده و بهصورت دانه پراکنده، رگچه ای، پرکننده فضاهای خالی و جانشینی قابل مشاهده می باشد. کانی شناسی ماده معدنی شامل مس طبیعی، کوپریت و مالاکیت بوده و کانی های باطله بیشتر شامل زئولیت، کلسیت، کوارتز، کلریت و اپیدوت است. مطالعات میان بارهای سیال بر روی زئولیت های کانسنگ مس دار، نشانگر آن است که میان بارهای اولیه بیش تر از نوع دو فازی غنی از مایع هستند. دمای همگن شدگی سیالات کانه ساز در بازه 228 تا 340 درجه سانتی گراد و شوری آنها از 6/0 تا 7/5 درصد وزني معادل نمک طعام اندازه گیری شده است. با توجه به ویژگی های اساسی کانه زایی مس در منطقه سه بندون، از جمله سنگ میزبان، کانی شناسی، دگرسانی، سیالات درگیر و محیط ژئودینامیکی، این کانسار را می توان در رده کانسارهای مس تیپ میشیگان طبقه بندی کرد که در طی دگرگونی تدفینی مس از سنگ های بازالتی شسته و با صعود به بخش های فوقانی، در اثر کاهش فشار و اختلاط با سیالات جوی، به دلیل کمبود گوگرد در محیط، مس به صورت طبیعی ته نشست یافته است.
The Sebandoon copper deposit is located in the northern part of the Sabzevar subzone. The rock units exposed in the area consist of upper Cretaceous volcano-sedimentary sequences of trachyte, trachyandesite, basalt, split, shale, dacite and sandstone. The Sebandoon native copper deposit comprises stratabound mineralization which is hosted in split basalt. The main ore structures and textures in the deposit include disseminate, veinlets, open space filling and replacement forms. The ore mineral assemblages are simple and consist of native copper, coprite and malachite and main gang minerals are zeolite, calcite, quartz, chlorite and epidote. Fluid inclusion studies on ore-bearing zeolite reveal that majority of primary inclusions are liquid-rich two-phase (LV) ones. The studies indicate homogenization temperatures were between 228 and 340°C and salinity varied between 0.6 to 5.7 wt% NaCl eq. Based on the evidence from geology, mineralogy, alteration, fluid inclusion, and geodynamic environment, the Sebandoon copper deposit is similar to Michigan copper type deposits, in which copper was leached from the basaltic rocks during burial metamorphism and the ore-forming fluids moved upwards and subsequently deposited as native copper due to low pressure and mixing with meteoric fluids.
آقانباتی، ع.، 1383. زمینشناسی ایران؛ وزارت صنایع و معادن، سازمان زمینشناسی و اکتشافات مواد معدنی کشور، 586.
پناهی¬شهری، م.، کریم¬پور، م.ح. و شبانی، ف.، 1389. کانی¬سازی و اکتشافات ژئوشیمیایی در کمربند ولکانیکی-پلوتونیکی هلاک¬آباد (جنوب سبزوار) با نگرشی بر اکتشافات مس پورفیری؛ مجله زمین¬شناسی اقتصادی، 1، 2، 38-21.
حمامی¬پور بارنجی، ب.، 1394. زمین¬شناسی، کانیشناسی، ژئوشیمی و زایش کانسار طلای سه بندون، شمال بردسکن؛ پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 225.
حمامی¬پور بارنجی، ب.، تاج¬الدین، ح.ع. و برهمند، ل.، 1397. زمین¬شناسی و کانه¬زایی کانسار طلای اپی¬ترمال سه¬بندون، شمال بردسکن، خراسان رضوی؛ فصلنامه علوم زمین، 27، 108، 168-155.
روحبخش، پ.، ابراهیمی، خ.، همام، م. و عباس¬نیا، ح.، 1389. بررسی زمین¬شناسی، دگرسانی، کانی¬سازی و ژئوشیمی در گستره پی¬جویی دهن قلعه، شمال¬غربی بردسکن؛ مجله بلورشناسی و کانی¬شناسی ایران، 4، 581-600.
روزبه¬کارگر، س. و قمیان، ی.، 1377. طرح اکتشاف مواد معدنی با استفاده از داده¬های ماهواره¬ای و ژئوفیزیک هوایی (پروژه سبزوار)، گزارش اکتشافات چکسی ورقه یکصد هزارم باشتین؛ سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
سپهری¬راد، ر.، 1388. گزارش پیجویی مس رسوبی در محور کدکن-ششتمد (شمال تربت حیدریه)؛ سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
طاشی، م.، موسیوند، ف. و قاسمی، ح.، 1395. الگوی رخداد کانه¬زایی مس طبیعی در سنگ¬های آتشفشانی میزبان کانسار سولفید توده¬ای آتشفشان-زاد مس- نقره گرماب پایین، جنوب شرق شاهرود؛ فصلنامه زمین¬شناسی ایران، 10، 40، 105-89.
عشق¬آبادی، م.، 1377. طرح اکتشاف مواد معدنی با استفاده از داده¬های ماهواره¬ای و ژئوفیزیک هوایی (پروژه سبزوار)، گزارش اکتشافات چکشی ورقه یک صد هزارم سلطان¬آباد؛ سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
محمدی، م.، نباتیان، ق.، هنرمند، م. و ابراهیمی، م.، 1398. زمین¬شناسی و خاستگاه کانه¬زایی مس در کانسار دهنه، شمال خاور زنجان؛ فصلنامه زمین¬شناسی اقتصادی، 11، 3، 524-497.
مرادی، م.، 1390. ژنز کانی¬زایی مس و سرب در کانسار عباس‌آباد، طارم سفلی، استان قزوین؛ پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان.
مغفوری، س.، 1391. زمین¬شناسی، کانی¬شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانه¬زایی مس در توالی آتش¬فشانی-رسوبی کرتاسه پسین در جنوب غرب سبزوار، با تأکید بر کانسار نوده؛ پایان¬نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.
نادری میقان، ن.، 1377. نقشه زمین¬شناسی 1:100000 ورقه شامکان؛ سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
نظافتی، ن.، 1379. زمین¬شناسی اقتصادی پتانسیل¬های فلزی منطقه نطنز؛ پایان¬نامه کارشناسی ارشد، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L. and Mouthereau, F., 2005. Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation. International Journal of Earth Sciences, 94, 401–419.
Alavi, M., 1994. Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran: New data and interpretations. Tectonophysics, 229, 211-238.
Baronz, F. and Macaudiere, J., 1984. La serie volcanosedimentaire du chainon ophiolitique de Sabzevar (Iran). Ofioliti, 9, 3–26.
Bornhorst, T.J. and Mathur, R., 2017. Copper Isotope Constraints on the Genesis of the Keweenaw Peninsula Native Copper District, Michigan, USA. Minerals, 7,10, 185.
Bornhorst, T.J. and Woodruff, L.G., 1997. Native copper precipitation by fluid-mixing Keweenaw Peninsula, Michigan. Institute on Lake Superior Geology Proceedings and Abstracts, 43, 1, 9–10.
Bornhorst, T.J., Paces, J.B., Grant, N.K., Obradovich, J.D. and Huber, N.K., 1988. Age of native copper mineralization, Keweenaw Peninsula, Michigan. Economic Geology, 83, 619–625.
Brown, A.C., 2006. Genesis of native copper lodes in the Keweenaw Peninsula, Norther Michigan: A hybrid evolved meteoric and metamorphogenic model. Economic Geology, 101, 1437–1444.
Butler, B.S. and Burbank, W.S., 1929. The copper deposits of Michigan. U.S. Geological Survey of Professional Paper, 144, 1–238.
Campus, F., 1980. Distroto Minero Punta del cobre, modelo interpretative. Revista Geológica de Chile, 11, 51–76.
Cannon, W.F., 1992. The Midcontinent Rift in the Lake Superior region with emphasis on its geodynamic evolution; Tectonophysics, 213, 41–48.
Cho, M., Maruyama, S. and Liou, J.G., 1985. Phase equilibria and mineral parageneses of metabasites in low-grade metamorphism. Mineralogical Magazine, 49,3, 321–333.
Coombs, D.S., Ellis, A.D., Fyfe, W.S. and Taylor, A.M., 1959. The zeolite facies with comments on the interpretation of hydrothermal syntheses. Geochimca et Cosmochimca Acta, 17,1–2, 53–107.
Cornwall, H.R., 1956. A summary of ideas on the origin of native copper deposits. Economic Geology, 51, 615–631.
D’ujykov, O. A., Distler, V. V., Arhipova, A. I., Natorhin, I. A. and Fedorenko, V. A., 1977. Structure and forming conditions of the Cu-bearing horizons of the tuff-lava strata (Siberian platform). Doklady ANSSSR, Seriya geologicheskaya, 5, 105– 120 (in Russian).
Davis, D.W. and Paces, J.B. 1990. Time resolution of geologic events on the Keweenaw Peninsula and implications for development of the Midcontinent rift system. Earth and Planetary Science Letters, 97, 54–64.
Ghasemi, A. and Talbot, C.J., 2006. A new tectonic scenario for the Sanandaj– Sirjan Zone (Iran). Journal of Asian Earth Science, 26, 683–693.
Grant, N. K., Obradovich, J. D. and King Huber, N., 1988. Age of native copper mineralization, Keweenaw Peninsula, Michigan. Economic Geology, 71, 619–625.
Guilbert, J.M. and Park, C.F., 2007. The Geology of Ore Deposits. Waveland Press, Long Grove, United State of America, 985.
Guilbert, J.M. and Park, J.C.F., 1986. The Geology of Ore Deposits. Freeman, New york, 985.
Hall, D.L., Sterner, S.M. and Bodnar, R.J., 1988. Freezing point depression of NaCl-KClH2O solutions. Economic Geology. 83, 197-20.
Heaman, L.M., Easton, R.M., Hart, T.M., MacDonald, C.A., Hollings, P. and Smyk, M., 2007. Further refinement to the timing of Mesoproterozoic magmatism, Lake Nipigon region, Ontario. Canadian Journal of Earth Sciences, 44, 1055–1086.
Hedenquist, J.W., Izawa, E., Arribas, A. and White, N.C., 1996. Hydrothermal system in volcanic arcs, origin of the exploration for epithermal gold deposits: a short course at Mineral Resource Department. Geological Survey of Japan, Higashi 1-1-3, Tsukuba 305, Japan, 139 p.
Jiangxi Exploration Co. China, 1994. Explanatory text of geochemical map of Shamkan (7760), Stream sediment survey 1:100000. No 22.
Jolly, W.T., 1974. Behavior of Cu, Zn, and Ni during prehnite-pumpellyite rank metamorphism of the Keweenawan basalts, northern Michigan. Economic Geology, 69, 1118–1125.
Kirkham, R. V., 1996. Volcanic redbed copper. In: Geology of Canadian Mineral Deposit Types, Ed: O.R., Eskstrand, O.R., Sinclair, W.D. and Thorpe, R.I. Geological Survey of Canada, 8, 241–252.
Kojima, S., Trista, D., Guilera, A. and Ken-ichiro ayashi, H., 2009. Genetic aspects of the mantotype copper deposits based on geochemical studies of north Chilean deposits. Resource Geology, 59, 1, 87–98.
Phillipotts, A. R., 1986. Facies classification of metamorphic rocks. In: Principles of igneous and metamorphic petrology. Publishing [Co.] Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 326–328.
Püeschner, U.R., 2001. Very low-grade metamorphism in the Portage Lake Volcanics on the Keweenaw Peninsula, Michigan, USA. Ph.D. Dissertation, University of Basel, Basel, Switzerland, 1–81.
Roedder, E., 1984. Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy, 12, 664 p.
Ruiz, C., Aguilar, A., Egert, E., Espinosa, W., Peebles, F., Quezada, R. and Serrano, M., 1971. Stratabound copper sulphide deposits of Chile. The Society of Mining Geologists of Japan, 3, 252–260.
Shafaii Moghadam, H., 2009. The Nain–Baft Ophiolites (Central Iran): Age, Structure and Origin. Ph.D. thesis Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, 532 p.
Shafaii Moghadam, H., Stern, R.J Corfu, F., Chiaradia, M. and Ghorbani, G., 2014. Sabzevar Ophiolite, NE Iran: Progress from embryonic oceanic lithosphere into magmatic arc constrained by new isotopic and geochemical data. Lithos, 224–241.
Shafaii Moghadam, H. and Stern, R.J., 2014. Ophiolites of Iran: keys to understanding the tectonic evolution of SW Asia: (I) Paleozoic ophiolites. Journal of Asian Earth Science, 91, 19–38.
Shafaii Moghadam, H. and Stern, R.J., 2015. Ophiolites of Iran: Keys to understanding the tectonic evolution of SW Asia: (II) Mesozoic ophiolites. Journal of Asian Earth Science, 100, 31–59.
Shepherd, T.J., Rankin, A.H. and Alderton, D.H.M., 1985. A practical guide to fluid inclusion studies. Blackie, Glasgow, 223.
Shojaat, B., Hassanipak, A.A., Mobasher, K. and Ghazi, A.M., 2003. Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, north central Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 21, 1053–1067.
Sims, P. K., 1976. Precambrian tectonics and mineral deposits, Lake Superior region. Economic Geology, 71, 1092–1127.
Sterner, S.M., Hall, D.L. and Bodnar, R.J., 1988, Synthetic fluid inclusions V: solubility relations in the system NaCl-KCl-H2O under vaporsaturated conditions. Geochemica et Cosmochemica Acta, Vol: 52(5), p: 989-1005.
Weege, R.J. and Pollock, J.P., 1971. The Calumet Division Geological Staff. The geology of two new mines in the native copper district. Economic Geology, 67, 622–633.
White, W.S., 1968. The native-copper deposits of northern Michigan; In Ore Deposits of the United States, 1933–1967 (Graton Sales Volume); Ridge, J.D., Ed. American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers: New York, NY, USA, 303–325.
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 Inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos, 55, 229-279.
Wilson, N.S.F. and Zentilli, M., 1999. The role of organic matter in the genesis of the El Soldado volcanic-hosted manto-type Cu deposit, Chile. Economic Geology, 94, 1115–1136.
Woodruff, L.G., Daines, M.J., Cannon, W.F. and Nicholson, S.W., 1995. The Thermal History of the Midcontinent Rift in the Lake Superior Region: Implications for Mineralization and Partial Melting. In Proceedings of the International Geological Correlation Program Field Conference and Symposium on the Petrology and Metallogeny of Volcanic and Intrusive Rocks of the Midcontinent Rift System, Duluth, MN, USA, 19 August–1 September. Volume 336, 213–214.
Zhu, B. and Zhang, Z., 2003. Discovery of the copper deposits with features of the Keweenawan type in the border area of Yunnan and Guizhou provinces. Science in China, D, 46, 60–72.
زمینشناسی، ساخت و بافت، میانبارهای سیال و الگوی تشکیل کانهزایی مس طبیعی تیپ میشیگان در کانسار سهبندون، شمال شرق ایران
بهزاد حمامیپور بارنجی1، حسینعلی تاجالدین2و*و مهدی موحدنیا3
1) کارشناس ارشد زمینشناسی اقتصادی، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
2) استادیار گروه زمینشناسی اقتصادی، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
3) دانشجوی دکتری زمینشناسی اقتصادی، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران
چکیده
کانهزایی مس سهبندون در بخش شمالشرقی زیرپهنه سبزوار واقع شده است. سنگهای دارای رخنمون در منطقه سهبندون، مجموعهای از سنگهای آتشفشانی-رسوبی بخش فوقانی سری افیولیتی با سن کرتاسه بالایی شامل تراکیت، تراکیآندزیت، بازالت، اسپلیت، شیل، داسیت و ماسهسنگ هستند. کانهزایی مس طبیعی در کانسار سهبندون به شکل چینهکران و محدود به واحد سنگی بازالت اسپلیتی رخ داده و بهصورت دانه پراکنده، رگچهای، پرکننده فضاهای خالی و جانشینی قابل مشاهده میباشد. کانیشناسی ماده معدنی شامل مس طبیعی، کوپریت و مالاکیت بوده و کانیهای باطله بیشتر شامل زئولیت، کلسیت، کوارتز، کلریت و اپیدوت است. مطالعات میانبارهای سیال بر روی زئولیتهای کانسنگ مسدار، نشانگر آن است که میانبارهای اولیه بیشتر از نوع دو فازی غنی از مایع هستند. دمای همگنشدگی سیالات کانهساز در بازه 228 تا 340 درجه سانتیگراد و شوری آنها از 6/0 تا 7/5 درصد وزني معادل نمک طعام اندازهگیری شده است. با توجه به ویژگیهای اساسی کانهزایی مس در منطقه سهبندون، از جمله سنگ میزبان، کانیشناسی، دگرسانی، سیالات درگیر و محیط ژئودینامیکی، این کانسار را میتوان در رده کانسارهای مس تیپ میشیگان طبقهبندی کرد که در طی دگرگونی تدفینی مس از سنگهای بازالتی شسته و با صعود به بخشهای فوقانی، در اثر کاهش فشار و اختلاط با سیالات جوی، به دلیل کمبود گوگرد در محیط، مس بهصورت طبیعی تهنشست یافته است.
واژههای کليدی: تیپ میشیگان، سهبندون، زیرپهنه سبزوار، مس طبیعی، میانبارهای سیال.
*نویسنده مرتبط: h.tajeddin@modares.ac.ir
مقدمه
کانسار مس سهبندون در 40 کیلومتری شمال شهر بردسکن و در بخش شمالشرقی زیرپهنه سبزوار قرار گرفته است (شکل1). این زیرپهنه، بخشی از خرد قاره ایران مرکزی میباشد. زیرپهنه سبزوار بهعنوان بخشی از کمربند نئوتتیس (Shafaii Moghadam and Stern, 2015;Shafaii Moghadam and Stern., 2014; Shafaii Moghadam et al., 2014; Shojaat et al., 2003;)، از لحاظ توان معدنی و رخداد تیپهای مختلف کانساری بسیار قابل توجه است؛ به‌گونه‌ای که انواع کانسارهای: سولفید تودهای آتشفشانزاد تیپ بشی (کانسارهای نوده، چون و لالا (مغفوری، 1391))، سولفید تودهای آتشفشانزاد تیپ قبرسی (کانسارهای گود ایثاق، سوزنده و اولنگ (روزبهکارگر و قمیان، 1377؛ عشقآبادی، 1377))، تیپ پورفیری (کانسارهای هلاکآباد (پناهیشهری و همکاران، 1389) و دهنقلعه (روحبخش و همکاران، 1389))، طلای اپیترمال (کانسار سهبندون (حمامیپور بارنجی و همکاران، 1397))، مس رسوبی (کانسارهای رودخانه، کدکن، اسفیز (سپهریراد، 1388))، کانسارهای منگنز تیپ کوبا (کانسارهای نوده، گفت و بنسبرد (مغفوری، 1391)) و کرومیت تیپ پادیفرم (کانسارهای گودایثاق، تندک و اولنگ (روزبهکارگر و قمیان، 1377؛ عشقآبادی، 1377))، در این گستره گزارش شدهاند. مطالعات صورت گرفته در زیرپهنه سبزوار، توسط سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور و شرکت چینی جیانگزی (Jiangxi Exploration Co, 1994) منجر به شناسایی و معرفی تعدادی محدوده ناهنجاری برای عناصر مختلف شد. محدوده معدنی سهبندون بهعنوان یکی از مناطق ناهنجاری طلا معرفی و در پی آن به لحاظ کانهزایی احتمالی طلا مورد توجه قرار گرفت. زمینشناسی، ژئوشیمی و الگوی تشکیل کانهزایی طلا توسط حمامیپور بارنجی و همکاران (1397) و حمامیپور بارنجی (1394) مورد بررسی قرار گرفت و این محدوده بهعنوان یک کانسار طلای اپیترمال تیپ سولفیداسیون متوسط مورد توجه میباشد و تاکنون مطالعهای در ارتباط با کانهزایی مس در آن انجام نشده است. در مطالعات اخیر مشخص شد که در بخش جنوبی محدوده معدنی سهبندون، کانهزایی مس طبیعی در بازالتهای اسپلیتی کرتاسه فوقانی رخ داده که در این پژوهش ضمن بیان ویژگیهای زمینشناسی، دگرسانی، ساخت، بافت و پاراژنز کانیها، میانبارهای سیال نیز مطالعه شده و با توجه به ویژگیهای فیزیکوشیمیایی سیال کانهزا، چگونگی نهشت کانسنگ و تیپ کانهزایی مس طبیعی انجام شده است.
روش مطالعه
اين پژوهش شامل دو بخش مطالعات صحرايي و آزمايشگاهي است. مطالعات صحرايي شامل تهیه نقشه زمینشناسی با مقیاس 1:5000، مطالعات سنگشناسی و پتروگرافی، ساخت و بافت کانسنگها میباشد. در این مرحله بالغ بر 40 نمونه سنگی از رخنمونها برداشت و به آزمایشگاههای مربوطه ارسال شد. در مرحله مطالعات آزمایشگاهی، پس از بررسیهای مقدماتی، از میان نمونههای برداشت شده تعداد20 مقطع نازک، هشت مقطع نازک- صیقلی و دو مقطع دو بر صیقل تهیه و بهمنظور مطالعات سنگشناسی، کانهنگاری، ساخت، بافت و ترسیم توالی پاراژنزی کانه‌ها و میانبارهای سیال بررسی شدند. مطالعات میانبارهای سیال بر روي چهار نمونه کانسنگ مس (کانیهای کلسیت و زئولیت) انجام شده است. اندازهگیریهای ریزدماسنجی با استفاده از دستگاه میانبار سیال مدل Linkam THMSG600 متصل به میکروسکوپZEISS و مجهز به كنترل‌كننده حرارتي TMS94 و سردکنندهLNP در مركز تحقيقات فرآوری مواد معدنی ايران انجام شده است. دامنه حرارتی دستگاه، 196- تا 600+ درجه سانتیگراد میباشد. کالیبراسیون دستگاه در مرحله گرمایش با دقت 6/0± درجه است که با نیترات سزیم با نقطه ذوب 414 درجه سانتیگراد و در مرحله سرمایش با دقت 2/0± درجه سانتیگراد و با ماده استاندارد ان هگزان (n-Hexane) با نقطه ذوب 3/94- درجه سانتیگراد انجام شد. میزان شوری بهصورت معادل درصد وزنی نمک طعام (wt. % NaCl) و از طریق دمای ذوب آخرین قطعه یخ (Tm-ice) با استفاده از فرمول ارائهشده توسط (1988) Hall et al., و مقایسه با روش (1988) Sterner et al.,محاسبه شده است.
شکل1. الف) نقشه پهنههای رسوبی-ساختاری ایران (آقانباتی، 1383 و Alavi, 1994) و موقعیت محدوده مورد مطالعه در زیرپهنه سبزوار، که با چهارگوش سیاه رنگ نشان داده شده است، ب) نقشه زمینشناسی 1:5000 محدوده معدنی سهبندون (حمامیپور بارنجی، 1394)
زمینشناسی
کانسار مس سهبندون، در بخش شمالی زون ایران مرکزی و زیر پهنه سبزوار (Alavi,1994) قرار دارد (شکل1-الف). بر اساس نقشه زمینشناسی یکصدهزارم ورقه شامکان (نادریمیقان، 1377)، این محدوده، بخشی از افیولیتهای سبزوار میباشد. افیولیتهای سبزوار، مجموعه افیولیتی به‌شدت هوازده شده و سرپانتینیزه شدهای هستند که در امتداد حاشیه شمالی خرد قاره ایران مرکزی گسترش داشته و جزء افیولیتها و آمیزههای رنگین کمربند داخلی به حساب میآید. سنگهای آذرین این مجموعه شامل پریدوتیت، سرپانتینیت، مقدار کمی پیروکسنیت و گابرو میباشند (Shafaii Moghadam et al., 2014). همچنین این مجموعه شامل یک توالی آتشفشانی-رسوبی است که سنگهای آتشفشانی آن دارای ترکیبات متنوعی از بازالت، آندزی بازالت تا ریوداسیت- داسیت، ریولیت و بازانیت هستند و سنگهای رسوبی موجود در این توالی نیز گسترهای از سنگهای دریایی کم‌عمق تا عمیق را شامل میشوند که با توجه به سنگوارههای موجود در آهکهای گلوبوترونکانادار سن آنها کرتاسه بالایی تعیین شده است (شکل2).
شکل2. ستون چینهشناسی مجموعه آتشفشانی-رسوبی کرتاسه بالایی در محدوده کانسار سهبندون
سنگهای رخنمون یافته در محدوده معدنی سهبندون، سنگهای آتشفشانی-رسوبی بخش فوقانی سری افیولیتی با سن کرتاسه بالایی (واحد K2v) و با ماهیت آلکالن تا کالکآلکالن (Baronz and Macaudiere, 1984) را شامل میشوند و بر اساس مطالعات صحرایی، از قدیم به جدید شامل مجموعهای از گدازههای با ترکیب غالب تراکیت تا تراکیآندزیت، شیلهای کربناتی و نهشتههای آذرآواری از جنس ویتریک کریستال توف همراه با میان لایههایی از گدازههای ریولیتی تا داسیتی هستند (شکل2 و شکل3-الف). فعالیتهای ماگمایی پس از ائوسن با نفوذ تودههای نیمهعمیق با ترکیب سینیت تا کوارتز مونزونیت در سنگهای آتشفشانی- رسوبی کرتاسه بالایی مشخص میشود. بهطور خلاصه زمینشناسی واحدهای سنگی در محدوده کانسار مورد مطالعه به شرح زیر میباشد:
واحد K2v: این واحد بیشتر از گدازههای با ترکیب تراکیت، تراکی آندزیت و آندزیبازالت با رنگ رخنمون سبز تا سیاه تشکیل شده است (شکل3-ب). بافت گدازهها پیلوتاکسیتیک (تراکیتی)، میکرولیت- پورفیری و گلومروپورفیری میباشد (شکل4-الف،ب). پلاژیوکلاز و آلکالیفلدسپارها کانیهای اصلی تشکیل‌دهنده این سنگها بوده و همراه با آنها مقادیر فرعی آمفیبول و پیروکسن نیز دیده میشود (شکل4-الف،ب).
شکل3. الف) نمایی از واحدهای سنگی و موقعیت کانهزایی مس و طلا در محدوده معدنی سهبندون؛ دید بهسوی شمالشرق، ب) نمایی نزدیک از رخنمون گدازه تراکیآندزیتی (واحد K2v)، که تحت تأثیر دگرسانی پروپیلیتی شده است، پ) نمایی از واحد شیل کربناتی (واحد K2sh)، که با نوارهای چرتی همراه است، ت) رخنمونی از میان لایههای گدازهای ریوداسیتی در داخل توفیتها (واحد K2tf)
بخش فوقانی واحد K2V، که میزبان اصلی کانهزایی مس در کانسار سهبندون است، از سنگهای بازالت اسپلیت تا آندزیت بازالتی برونزد دارند که بهصورت ناپیوسته و در راستای شمال شرقی-جنوب غربی گسترش دارند (شکل3-الف). ضخامت این میان لایه، در بخشهای مختلف متفاوت بوده و از 5/0 تا شش متر در تغییر است. بر اساس مطالعات میکروسکوپی مقاطع نازک مطالعه شده از این میان لایه، زمینهی سنگ شیشهای تا بسیار دانه‌ریز با بافت ویتروفیریک بوده و فنوکریستها و میکرولیتها در زمینهای از شیشه قرار دارند که در بخشهایی بافت هیالوپلیتیک از خود نشان میدهد. کانیهای اصلی تشکیل‌دهنده شامل فلدسپات و پیروکسن میباشند، که با اندازههای 80 تا 500 میکرون حدود 10 درصد از سطح مقطع را تشکیل دادهاند (شکل4-الف،ب). فنوکریستهای ذکر شده تحت تأثیر سیالات دگرسان کننده به کانیهای ثانویه مانند کلسیت، زئولیت و کلریت تبدیل شدهاند (شکل4-پ،ت).
واحد K2sh: این واحد که از لایههای شیل کربناتی قرمز رنگ با میان لایههای چرتی تشکیل شده است. واحد K2sh گسترش محدودی داشته و بهصورت هم‌شیب بر روی واحد K2v قرار دارد (شکل3-پ). شیلهای مذکور از بلورهای کوچک و شکسته کوارتز و فلدسپات تشکیل شدهاند که در زمینه بسیار ریز از رس آهندار قرار دارند. علاوه بر کانیهای ذکر شده آثار فسیلهای کروی شکل رادیولاریت در زمینه سنگ قابل مشاهده است (شکل4-ث).
شکل4. تصاویر میکروسکوپی (نور عبوری پلاریزه متقاطع، XPL) از واحدهای سنگی محدوده سهبندون. الف) تراکیت، ب) آندزیبازالت مربوط به واحد K2v. فنوکریستها شامل پلاژیوکلاز و پیروکسن میباشند، پ) هورنبلند بهطور کامل و زمینه سنگ تا حد زیادی به کلریت دگرسان شدهاند، ت) گدازه تراکیتی زئولیتی و کلریتی شده، ث) شیل کربناتی (واحد K2sh)، حاوی فسیلهای رادیولاریت و خُردهسنگ در زمینهای از رس غنی از اکسیدهای آهن، ج) ویتریک کریستال توف (واحد K2tf)، خُردهکانیهای کوارتز، فلدسپار، پلاژیوکلاز و هورنبلند در زمینهای از خاکستر، چ) کوارتز مونزونیت شامل پورفیرهای کوارتز و پلاژیوکلاز در زمینهای میکروگرانولار، ح) دایکهای دیابازی حاوی پورفیرهای پیروکسن و پلاژیوکلاز. حروف اختصاری کانیها از (Whitney and Evans, 2010) اقتباس شده است. (Chl: کلریت، ep: اپیدوت، fsp: فلدسپار، hbl: هورنبلند،opq : کانی کدر، pl: پلاژیوکلاز، px: پیروکسن و qz: کوارتز، zeo: زئولیت)
واحد K2tf: این واحد سبز رنگ، که از ویتریک کریستال توف همراه با میان لایههایی از گدازه اسیدی (ریولیت تا داسیت) و سیلت تشکیل یافته، بهصورت هم‌شیب بر روی شیلهای کربناتی قرار گرفته و گسترش قابل توجهی در بخش شمالی محدوده معدنی سهبندون دارد (شکل3-ت). بخش غالب ویتریک کریستال توفهای مورد مطالعه را زمینه بسیار دانه ریز و شیشهای تشکیل داده است که بلورهای شکسته و ریز کوارتز و فلدسپار بهصورت دانه پراکنده در آن قرار دارند (شکل4-ج).
تودههای نفوذی: فعالیتهای ماگمایی پس از ائوسن در محدودۀ معدنی سه بندون، با نفوذ تودههای نیمه عمیق و دایکها در سنگهای آتشفشانی-رسوبی کرتاسه مشخص میشود. در جنوب محدوده مورد مطالعه، تودهای با ترکیب سینیت و کوارتز مونزونیت برونزد دارد و به لحاظ سنگشناسی، بافت پورفیروئیدی تا گرانولار داشته و فلدسپات (اُرتوکلاز)، کوارتز و پلازیوکلاز کانیهای اصلی آن را تشکیل میدهند (شکل4-چ). توده ذکر شده توسط دایکهای دیابازی قطع شدهاند. در مقاطع میکروسکوپی بلورهای پلاژیوکلاز، آمفیبول و پیروکسن با بافت اینترسرتال کانیهای اصلی میباشند که در زمینهای فانریتیک پراکندهاند (شکل4-ح).
بحث
کانهزایی، ساخت و بافت و توالی پاراژنتیکی
کانهزایی مس طبیعی در کانسار سهبندون به شکل چینهکران و محدود به واحد سنگی بازالت اسپلیتی رخ داده و مس طبیعی، در اندازههای چند ده میکرون تا سه میلیمتر، بهصورت دانه پراکنده، رگچهای، پرکننده فضاهای خالی و جانشینی قابل مشاهده میباشد (شکل5). ضخامت زون‌های کانهدار در بخشهای مختلف متفاوت و بین 20 سانتیمتر تا 5/1 متر بوده و عیار مس در آنها از 1/0 تا دو درصد در تغییر است. ماده معدنی مس دانهپراکنده بهصورت تقریباً یکنواخت در تمام بخشهای واحد بازالت اسپلیتی رخ داده است (شکل5-الف). چنان که گفته شد تودههای نفوذی در جنوب شرق منطقه مورد مطالعه وجود دارند (حمامیپور بارنجی و همکاران، 1397) که با توجه به بررسیهای انجام شده، میتوان اظهار داشت که این تودهها در کانهزایی مس منطقه سهبندون نقشی نداشتهاند.
کانیشناسی ماده معدنی در رخداد مس سهبندون بسیار ساده بوده و شامل مس طبیعی، کوپریت و مالاکیت میباشد. کانیهای باطله بیشتر شامل زئولیت، کلسیت، کوارتز، کلریت و اپیدوت است. بافت رایج ماده معدنی در کانسار مس طبیعی سهبندون، پرکننده حفرات میباشد که ماده معدنی مس طبیعی بهصورت اولیه همراه با زئولیت و کلسیت (شکل6-الف،ب،پ،ت) تشکیل شده است؛ بافت رگه-رگچهای شامل رگچههایی با ضخامت کمتر از یک سانتیمتر بوده و دربرگیرنده مس طبیعی، زئولیت و کلسیت میباشد (شکل5-پ و شکل6-ث،ح). کانیهای ثانویه مسدار شامل کوپریت و مالاکیت هستند که کوپریت بیشتر در اطراف ماده معدنی اولیه (شکل6-پ،ت) و مالاکیت بهصورت مجتمع در شکستگیها، قطع کننده زئولیت و مس طبیعی (شکل8-پ،ت) شکل گرفته است.
شکل5. الف، ب و پ) تصاویر نمونه دستی از گدازه تراکیآندزیت، که فضاهای حفرات و شکستگیهای موجود در آن با زئولیت، کلسیت و مس طبیعی پر شده است. در شکل پ موقعیت کانههای مس طبیعی با نقطهچین سفید رنگ مشخص شده است
توالی پاراژنتیکی منطقه مورد مطالعه در شکل 7 نشان داده شده است؛ بر اساس بررسیهای صحرایی، نمونههای دستی و میکروسکوپی، توالی پاراژنتیکی کانیهای موجود در محدوده معدنی سهبندون را میتوان به دو مرحله دگرگونی دفنی و سوپرژن تقسیم کرد (شکل7). در اواخر مرحله دیاژنز تأخیری، دگرگونی تدفینی در منطقه آغاز شده است. مشخصه اصلی این مرحله، تشکیل کانی زئولیت در سنگهای بازالتی منطقه میباشد. کانهزایی مس در این مرحله رخ داده و مس بهصورت رگه-رگچهای و دانهپراکنده در متن سنگ میزبان دیده میشود. در ضمن زئولیت، کلسیت و به مقدار کمتر کلریت و اپیدوت نیز در این مرحله تشکیل شدهاند. مرحله دوم کانهزایی مربوط به فرآیندهای سوپرژن و هوازدگی بوده که کانیهای ثانویه از جمله کوپریت و مالاکیت با بافتهای جانشینی و رگچهای در این مرحله تشکیل شدهاند.
شکل6. تصاویر میکروسکوپی از کانیشناسی و روابط بافتی کانههای مس در کانسنگهای مسدار سهبندون. الف) هم رشدی کانههای مس طبیعی با زئولیت و کلسیت؛ نور عبوری با نیکولهای متقاطع (XPL)، ب) تصویر "الف" در نور انعکاسی، پ) هم‌رشدی مس طبیعی و زئولیت در فضای خالی (حفره)، ت) تصویر "پ" در نور انعکاسی، ث) تصویر دیگری از هم رشدی مس طبیعی با زئولیت و کلسیت در فضای رگچه، ج) تصویر "ث" در نور انعکاسی. حروف اختصاری کانیها از (Whitney and Evans, 2010) اقتباس شده است. cal: کلسیت، cpr: کوپریت و zeo: زئولیت
شکل7. نمودار توالی پاراژنزی در کانسنگهای مسدار محدوده سهبندون
دگرسانی
دگرسانی در منطقه سهبندون به دو گروه قابل تقسیم میباشد؛ گروه اول در ارتباط با کانهزایی طلای تیپ اپیترمال سولفیداسیون متوسط بوده (حمامیپور بارنجی و همکاران، 1397) و دگرسانی هیدروترمال در منطقه طلا دار با وسعت قابل توجهی رخ داده است. دگرسانیهای گرمابی در این کانسار در محدودهای با وسعت حدود دو کیلومتر مربع گسترش داشته و به واسطۀ رنگ ظاهري قهوهای روشن تا آجری، بهراحتی از سنگهاي آتشفشانی میزبان قابل تمایزند (شکل3-الف). دگرسانيها بيشتر در واحد گدازه تراکیت – تراکی آندزیت (واحد K2v) و بهطور محدود در واحد شیل کربناتی (K2sh) رخ دادهاند. شدت و نوع دگرسانيها، با توجه به جنس سنگ میزبان و فاصله از مرکز دگرسانی متفاوت بوده و شامل انواع سیلیسی، سولفیدی و پروپیلیتیک است. امّا گروه دیگر دگرسانی شامل دگرسانیهای زئولیتی، کلریتی و تشکیل کلسیت میباشد که با توجه به محدود بودن آن به واحد چینهای خاص و روابط بافتی، بهنظر میرسد در ارتباط با فعالیتهای آتشفشانی زیردریایی در زمان کرتاسه بالایی بوده و همچنین مراحل تدفین و دگرگونی خفیف در دما و فشار پایین میباشد؛ ظهور رخساره دگرگونی زئولیتی معرف پایان دیاژنز و آغاز دگرگونی بوده و حاکی از دمای 200 تا 350 درجه سانتیگراد و فشار هیدرواستاتیک 5/2 تا هشت کیلو بار میباشد (Coombs et al., 1959; Cho and Maruyama, 1985). جانشینی فنوکریستهای پلاژیوکلاز و هورنبلند توسط کلسیت، زئولیت و مس طبیعی در برخی از مقاطع نازک-صیقلی مشهود است (شکل8). روابط ساخت و بافتی ماده معدنی مس طبیعی با زئولیت و کلسیت، حاکی از ارتباط مستقیم و هم‌زمانی تشکیل آنها است.
شکل8. الف) جانشینی مس طبیعی، زئولیت و کلسیت بهجای پلاژیوکلاز؛ نور عبوری با نیکولهای متقاطع (XPL)، ب) تصویر "الف" در نور انعکاسی، پ) مس طبیعی با زئولیت و کلسیت هم رشد بوده و جانشین کانی هورنبلند شدهاند، ت) تصویر "پ" در نور انعکاسی. حروف اختصاری کانیها از (Whitney and Evans, 2010) اقتباس شده است. cal: کلسیت، mlc: مالاکیت و zeo: زئولیت
مطالعات میانبارهای سیال
در این مطالعه، خصوصیات 40 سیال درگیر اولیه موجود در کانیهای کلسیت و زئولیت که بهصورت هم‌زمان با مس طبیعی تشکیل شده، مورد بررسی قرار گرفت. خلاصهای از خصوصیات سیالات درگیر مورد مطالعه در جدول 1 ذکر شده است. از لحاظ شکل ظاهری و با توجه به پارامترهای (1984) Roedder و (1985) Shepherd et al., میانبارهای سیال در نمونههای مورد مطالعه را میتوان بهترتیب فراوانی به شکلهای نامنظم، کروی و کشیده تقسیمبندی کرد. میانبارهای سیال مطالعه شده، از نوع اولیه و دو فازی غنی از مایع (L+V) هستند. هیچگونه شاهدی از حضور فاز نوزاد (S) یا CO2 مایع در میانبارها مشاهده نشده است. میانبارهای سیال دو فازی مورد مطالعه، ریز تا بسیار ریز بوده و اندازه آنها از پنج تا 12 میکرون متغیر است. در این نوع از میانبارها، فاز مایع 60 تا 80 درصد و فاز بخار 20 تا 40 درصد حجم کل سیال را تشکیل داده است. این نوع از میانبارها اغلب با شکلهای نامنظم و کمتر کروی در زئولیت میزبان پراکندهاند (شکل9). محدوده دمای همگن شدن برای میانبارهای سیال اولیه دو فازی مورد مطالعه از 228 تا 340 درجه سانتیگراد (میانگين 9/272) اندازهگیری شده است (جدول1 و شکل10). در تمامی نمونهها همگن شدن به فاز مایع صورت گرفته است. محدوده اولین نقطه ذوب یخ (Te) در نمونههای زئولیتی، 21- تا 30- درجه سانتیگراد اندازهگیری شد. محدوده آخرین نقطه ذوب یخ (Tmice) در نمونههای ذکر شده، از 5/0- تا 4/3- درجه سانتیگراد ثبت شد که بهترتیب معادل شوریهای 6/0 تا 7/5 معادل درصد وزنی NaCl (با میانگین 28/3 معادل درصد وزنی نمک طعام) میباشند (جدول1 و شکل10).
شکل9. تصاویر میکروسکوپی (دمای اتاق و نور عبوری صفحهای) از میانبارهای سیال اولیه دو فازی غنی از مایع (LV) موجود در زئولیتهای همراه با کانسنگهای مس در محدوده سهبندون، L=Liquid, V=Vapor
جدول 1. خلاصه دادههای مطالعات ریزدماسنجی میانبارهای سیال اولیه دو فازی (L+V) در کانی زئولیت موجود در کانسنگ مس
Incl. type | Size (µm) | Te (°C) | Tm-ice (°C) |
| Th (°C) | Salinity (wt. % NaCl equiv.) | ρ (g/cm3) | |
LV (n=40) | 12-5 | 30- تا 21- | 5/0- تا 4/3- |
| 228تا 340 (93/272) | 6/0–7/5 (28/3) | 95/0-84/0 | |
اعداد داخل پرانتز نشاندهنده میانگین دادهها است. (Te = دمای اولین نقطه ذوب یخ، Tm-ice = دمای ذوب آخرین قطعه یخ، Th= دمای همگنشدن)
شکل10. الف) نمودار ستونی دماهای همگن شدن به فراوانی میانبارهای سیال، ب) نمودار درجه شوری به فراوانی میانبارهای سیال در کانی زئولیت همراه با کانسنگ مس طبیعی
تیپ کانهزایی
با توجه به ویژگیهای بیان شده از کانهزایی مس در منطقه سهبندون، ویژگیهای اصلی کانهزایی در منطقه سهبندون با انواع کانسارهای مس با سنگ میزبان سنگهای آتشفشانی در جهان مورد مقایسه قرار گرفت. خصوصیات این کانسار با کانسارهای مس نوع مانتو و میشیگان در جدول 2 مقایسه شده است. کانسار سهبندون، از لحاظ موقعیت ژئودینامیکی، سنگ میزبان، کانیشناسی ماده معدنی، ساخت و بافت ماده معدنی و دگرسانی، دارای اختلافات زیادی با کانسارهای مس تیپ مانتو میباشد (Campus, 1980; Wilson and Zentilli, 1999; Kojima et al., 2009). شواهد موجود در کانسار مس طبیعی سهبندون، همانند سنگ میزبان، ساخت و بافت ماده معدنی، کانیشناسی ماده معدنی و باطلهها، دگرسانی، محیط زمینساختی و ژئومتری چینهکران ماده معدنی، نشانگر شباهت این کانسار با ذخائر مس تیپ میشیگان است. معروفترین کانهزاییهای مس طبیعی در سنگهای بازالتی، در منطقه مسدار میشیگان (کویناوی) در بازالتهای پروتروزوئیک میانی واقع شده و در ارتباط با سیستم شکاف میان قارهای آمریکای شمالی رخ دادهاند (Sims, 1976; Grant et al., 1988). ذخائر مس طبیعی مشابهی نیز در کانادا و ایالات متحده آمریکا (Kirkham, 1996)، شیلی (Ruiz et al., 1971)، چین (Zhu and Zhang, 2003)، روسیه (D’ujykov et al., 1977) و ایران (نظافتی، 1379؛ مرادی، 1390؛ طاشی و همکاران، 1395؛ محمدی و همکاران، 1398) گزارش شدهاند.
جدول2. مقایسه ویژگیهای اصلی کانسار مس سهبندون با کانسارهای تیپ مانتو و تیپ میشیگان
| تیپ مانتو | تیپ میشیگان | کانسار سهبندون |
موقعیت ژئودینامیکی | کمان ماگمایی | ریفتهای قارهای | حوضه ریفتی پشت قوس |
سنگ میزبان | گدازههای آندزیتی و بازالتی | بازالت آمیگدوئیدال و کنگلومرا | بازالت |
کانیشناسی | کالکوسیت، بورنیت، کالکوپیریت، مس طبیعی، مالاکیت | مس طبیعی، کوپریت، مالاکیت، کریزوکولا، نقره طبیعی، کالکوسیت | مس طبیعی، کوپریت، مالاکیت |
ساخت و بافت | رگه-رگچهای، پرکننده فضای خالی | دانهپراکنده، رگه-رگچهای | دانهپراکنده، رگه-رگچهای |
کانیهای دگرسانی | کلریت، آلبیت، کوارتز، زئولیت، کلسیت، اپیدوت | کلسیت، زئولیت، کلریت، اپیدوت، پومپئلیت، کوارتز | کلسیت، زئولیت |
سن کانهزایی | ژوراسیک-کرتاسه | پالئوزوئیک | کرتاسه فوقانی |
منبع | Campus, 1980; Wilson and Zentilli, 1999; Kojima et al., 2009 | White, 1968; Bornhorst et al., 1988; Bornhorst and Mathur, 2017 | پژوهش حاضر |
طی کرتاسه پایانی، فرورانش درون اقیانوسی در داخل نئوتتیس توسعه پیدا نموده و باعث تشکیل حوضههای کششی پشت قوسی سبزوار- نائین در صفحه بالای فرورانش شده (Agard et al., 2005; Ghasemi and Talbot, 2006 ;Shafaii Moghadam, 2009) و سنگ میزبان بازالتی کانهزایی مس طبیعی در کانسار سهبندون در این حوضه کششی پشت قوسی تشکیل شده است.
کانهزایی مس در کانسارهای میشیگان در سنگهایی با ترکیب بازالت تولئیتی حفرهدار و کنگلومرا رخ داده است (Guilbert and Park, 1986, 2007). در کانسار مس سهبندون نیز میزبان کانهزایی شامل بازالت و اسپلیت بازالت میباشد. ماده معدنی مس طبیعی در کانسارهای تیپ میشیگان، بهصورت چینهکران و محدود به واحد بازالتی و با بافتهای دانهپراکنده و رگه-رگچهای تشکیل شده و کانیشناسی ماده معدنی بیشتر ساده و شامل مس طبیعی، کوپریت، مالاکیت، کریزوکولا، نقره طبیعی و به مقدار کمتر، کالکوسیت است؛ کانیشناسی ماده معدنی کانسار سهبندون نیز مشابه کانسارهای تیپ میشیگان میباشد. کانسارهای مس تیپ میشیگان دارای تجمعات کانیایی رخساره دگرگونی پرهنیت-پومپئلیت (Phillipotts, 1986) شامل کوارتز، آلبیت، پرهنیت، پومپئلیت، اپیدوت، کلریت و رخساره زئولیت (کوارتز، آنالیسم و لومونتیت) هستند؛ در منطقه مورد مطالعه، همانند کانسارهای تیپ میشیگان، دگرسانیهای زئولیتی دارای بیشترین گسترش بوده و دگرسانی کربناتی (کلسیت) نیز بههمراه کانهزایی مس در این منطقه مشاهده میشود.
الگوی تشکیل
بر اساس مطالعات صورت گرفته در این تحقیق و مقایسه آن با سایر کانسارهای تیپ میشیگان در جهان، مدل شماتیک تشکیل کانسار مس سهبندون در شکل 12 نشان داده شده است. مدلها و فرضیههای مختلفی برای تشکیل کانسارهای مس طبیعی تیپ میشیگان توسط پژوهشگران ارائه شده است (Butler and Burbank, 1929; Weege and Pollock, 1971; Cornwall, 1956; White, 1968; Cannon, 1992; Davis and Paces, 1990; Heaman et al., 2007; Bornhorst et al., 1988; Bornhorst and Mathur, 2017). (1968) White دو منبع احتمالی مس از سنگهای کمرپایین ماده معدنی، در این تیپ کانسارها را مورد بحث قرار داده که شامل شستشوی مس از سنگهای بازالتی پرکننده ریفت به‌وسیله سیالات هیدروترمال دگرگونزاد یا توسط سیالات هیدروترمال مشتق شده از ماگما (تودههای نفوذی پنهان) است. طبق چندین استدلال، (1968) White نتیجه گرفت که سیالات هیدروترمال منشاء گرفته از ماگما، به احتمال کمتر عامل کانهزایی در کانسارهای تیپ میشیگان بودهاند؛ دادههای سنسنجی ایزوتوپی سنگهای ماگمایی و کانهزایی مس، حاکی از اختلاف زمانی بیش از 10 میلیون ساله بین کانهزایی و پایان ماگماتیسم میباشد (Bornhorst et al., 1988). مدلهای بازسازی شده دمایی برای کانسارهای تیپ میشیگان، نشان میدهند که اوج دگرگونی در عمق واحدهای آتشفشانی-رسوبی پرکننده ریفت، میلیونها سال پس از پایان فعالیت ماگمایی مرتبط با ریفتزایی صورت گرفته است؛ همچنین بررسی فراوانی مس در بازالتها و پارامترهای شستشوی مس از آنها، نشان میدهد که بازالت یک سنگ مناسب میباشد (White, 1968; Jolly, 1974). (2008) Brown نوع دیگری از مدل ژنتیکی دگرگونزاد، که در آن کانهزایی مس طبیعی تحت تأثیر ترکیبی از سیالات جوی و دگرگونی شکل گرفته است، را پیشنهاد کرد.
پس از تهنشست سنگهای آتشفشانی-رسوبی کرتاسه فوقانی در منطقه سهبندون (شکل12-الف)، با افزایش ضخامت رسوبات، رخداد دیاژنز تأخیری و دگرگونی تدفینی رخ داده است. بر اساس مدلسازی حرارتی (1995) Woodruff et al,. برای کانسارهای مس میشیگان، دمای شکلگیری سیالات کانهزا در ناحیه منشاء، بیش از 300 و کمتر از 500 درجه سانتیگراد بوده و مس در سیالات گرمابی با pH اندکی قلیایی بهصورت کمپلکس کلریدی (CuCl2− (Cu1+)) حمل شده است. سیالات هیدروترمال دگرگونزاد از سنگهای منشاء در امتداد لایهبندی بهسمت بالا صعود کرده و این بار سنگهای بازالتی، بهعنوان سنگ میزبان عمل کرده و مس در آنها تهنشست مییابد. بر اساس مطالعه پهنههای دگرسانی و کانیهای باطله (زئولیت و کلسیت) در کانسار سهبندون، بهنظر میرسد طی مراحل پایانی دیاژنز و دگرگونی تدفینی، سیالات کانهزا و شورابههای داغ (340-228 درجه سانتیگراد) شکل گرفته و طی چرخش آنها، مس از ساختمان کانیهای سیلیکاته سنگ میزبان شسته شده و بهبخشهای فوقانی صعود کرده است (شکل12-ب).
فرآیندهای احتمالی برای تهنشست کانسنگ در کانسارهای تیپ میشیگان شامل سه فرآیند: الف) اختلاط سیالات کانه دار با سیالات ساکن سرد، اکسیدی و بسیار رقیق؛ ب) واکنش سیالات کانهدار با سنگهای دربرگیرنده و پ) کاهش فشار و دما (سرد شدن سیالات کانهدار) است (Brown, 2006; Bornhorst and woodruff, 1997; Jolly, 1974; White, 1968). مطالعات سیالات درگیر کانسار سهبندون و بررسی نمودار شوری-دمای همگن شدن و روند تحول سیال کانهساز در کانسار مس سهبندون (شکل11)، حاکی از رقیقشدگی سیال کانهدار، کاهش فشار و اختلاط یک سیال با شوری و دمای بالاتر با سیالی با دما و شوری پایینتر، است (Hedenquist et al., 1996; Wilkinson., 2001). سیال رقیقکننده میتواند آبهای با منشاء جوی بوده باشد؛ بر اساس این نتایج، سیالات دگرگونی با دما و شوری بالا و حاوی مس در امتداد لایهبندی به سمت بالا حرکت کرده و در اثر کاهش فشار و اختلاط با سیالات جوی، مس در سنگ میزبان بازالتی تهنشست یافته است (شکل12-ب).
شکل11. نمودار دوتایی دمای همگنشدن نهایی در مقابل شوری برای دادههای میانبارهای سیال در کانسنگهای مس محدوده سهبندون. نمودار شماتيک داخلی بیانگر روندهای معمول میانبارهای سیال در فضای شوری- دمای همگنشدن ناشی از فرآيندهای مختلف تحول سيال (Wilkinson, 2001) میباشد
مس طبیعی بهعنوان تنها ماده معدنی مس در کانسار سهبندون، نشانگری بسیار واضح بر کمبود گوگرد بوده است.در نتیجه کمبود گوگرد در سنگهای منشاء، مسیر صعود سیال و در سنگ میزبان بازالتی وجود دارد. فقدان گوگرد در این مجموعههای بازالتی را میتوان با کمبود گوگرد در ماگمای مادر قبل از فوران و یا جدایش گوگرد به فاز گازی در حین تشکیل گدازههای زیردریایی توجیه کرد (White, 1968; Jolly, 1974; Brown, 2006). کاهش یون Cu1+ از سیالات دگرگونزاد کانهزا، منجر به رسوب مس طبیعی بهصورت Cu0 میشود. مطالعه ژئوشیمی ایزوتوپهای پایدار اکسیژن و هیدروژن در کانیهای مرتبط با تهنشست مس طبیعی در کانسارهای تیپ میشیگان (Püeschner, 2001)، نشاندهنده اختلاط سیالات هیدروترمال دگرگونزاد با سیالات جوی حین تهنشست مس بوده و آب دریا در شکلگیری کانهزایی نقشی ندارد. در این کانسارها شاید واکنشهای مابین سنگ و سیال و اختلاط سیالات، تهنشست مس طبیعی را تسهیل میکند (Jolly, 1974; Bornhorst et al., 1988; Bornhorst and Woodruff, 1997; Püeschner, 2001; Brown, 2006).
شکل12. مدل شماتیک مراحل تشکیل کانهزایی مس طبیعی در کانسار سهبندون. الف) تهنشست واحدهای سنگی آتشفشانی-رسوبی کرتاسه فوقانی، ب) افزایش ضخامت رسوبات، دیاژنز تأخیری و رخداد دگرگونی تدفینی که موجب آزاد شدن شورابهها و شستشوی مس از ساختمان سیلیکاتها شده و سیال غنی از مس با حرکت به بخشهای کم فشار در اثر افت فشار و اختلاط با سیالات جوی، عنصر مس بهصورت طبیعی در فضاهای خالی و شکستگیها، تهنشست مییابد، پ) پس از تشکیل کانسنگ مس طبیعی، در اثر عوامل تکتونیکی و بالاآمدگی و فرسایش، کانیهای ثانویه همانند مالاکیت و کوپریت تشکیل شدهاند
باتوجه به مطالب بیان شده، کانیهای ثانویه مس همچون کوپریت و مالاکیت نیز در کانسار سهبندون مشاهده میشود که تشکیل آنها در ارتباط با مراحل ثانویه و بالاآمدگی و نفوذ سیالات جوی میباشد (شکل12-پ).
نتیجهگیری
بر اساس مطالعات و بررسیهای صحرایی و آزمایشگاهی انجام شده و بررسی ویژگیهای کانسار مس سهبندون از جمله کانیشناسی، ساخت و بافت، دگرسانی، سنگ میزبان، محیط زمینساختی و مقایسه این کانسار با کانسارهای مس مانتو و میشیگان در جهان، میتوان اظهار داشت که این کانسار بیشترین شباهت را با کانسارهای مس میشیگان دارد؛ البته بررسیهای بیشتر ژئوشیمی سنگ میزبان و ژئوشیمی ایزوتوپی کانیهای باطله (کلسیت و زئولیت) در تعیین دقیقتر تیپ کانهزایی میتواند مثمر ثمر باشد. کانهزایی در منطقه سهبندون بهصورت چینهکران و محدود به واحد سنگی بازالت اسپلیتی بوده و اغلب بهصورت دانهپراکنده، پرکننده حفرات و رگه-رگچهای در داخل سنگ میزبان رخ داده است. کانیشناسی ماده معدنی در کانسار مورد مطالعه ساده بوده و شامل مس طبیعی، کوپریت و مالاکیت میباشد. عمدهترین دگرسانیهای رخ داده شامل کلسیتی، زئولیتی، کلریتی و بهمقدار کمتر اپیدوتی است که بهصورت هم‌زمان با کانهزایی مس رخ داده است. بر اساس مطالعه سیالات درگیر کانی زئولیت، که هم‌زمان با کانسنگ مس تشکیل شده، گستره دمای همگن شدن برای میانبارهای سیال اولیه، بهطور میانگین 9/272 درجه سانتیگراد بوده و شوری آنها بهطور میانگین 28/3 درصد وزنی نمک طعام میباشد. بر اساس بررسیهای صورت گرفته، در طی مراحل دیاژنز تأخیری و دگرگونی تدفینی، سیالات کانهزایی و شورابههای داغ حاصل از دگرگونی، مس را از ساختمان کانیهای سیلیکاته شسته و با صعود به بخشهای کم‌عمق و اختلاط با سیالات جوی، مس طبیعی و کانیهای باطله زئولیت و کلسیت در حفرات و شکستگیهای سنگ میزبان تشکیل شده است. علت تشکیل نشدن کانیهای سولفیدی را میتوان به پایین بودن فشار بخشی گوگرد در سنگ میزبان نسبت داد. در مراحل پایانی و طی بالاآمدگی و تأثیر فرآیندهای هوازدگی، کانیهای ثانویه مس از جمله کوپریت و مالاکیت تشکیل شدهاند.
سپاسگزاری
نویسندگان بر خود لازم میدانند از دانشگاه تربیت مدرس به خاطر حمایتهای مالی، از مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران برای انجام مطالعات میانبارهای سیال و همچنین از جناب آقای دکتر عقیل اجاقی (مدیر عامل محترم شرکت پارس آسیا پی‌جو) و سرکار خانم دکتر لیلا برهمند، که در طول انجام این تحقیق همکاری صمیمانهای داشتهاند، تشکر نمایند. همچنین از سردبیر، دستاندرکاران و داوران محترم فصلنامه زمینشناسی ایران، به خاطر راهنماییهای ارزنده علمی که منجر به غنای بیشتر مقاله حاضر شده است، تشکر و قدردانی مینماییم.
منابع:
آقانباتی، ع.، 1383. زمینشناسی ایران؛ وزارت صنایع و معادن، سازمان زمینشناسی و اکتشافات مواد معدنی کشور، 586. ##پناهیشهری، م.، کریمپور، م.ح. و شبانی، ف.، 1389. کانیسازی و اکتشافات ژئوشیمیایی در کمربند ولکانیکی-پلوتونیکی هلاکآباد (جنوب سبزوار) با نگرشی بر اکتشافات مس پورفیری؛ مجله زمینشناسی اقتصادی، 1، 2، 38-21. ##حمامیپور بارنجی، ب.، 1394. زمینشناسی، کانیشناسی، ژئوشیمی و زایش کانسار طلای سه بندون، شمال بردسکن؛ پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 225. ##حمامیپور بارنجی، ب.، تاجالدین، ح.ع. و برهمند، ل.، 1397. زمینشناسی و کانهزایی کانسار طلای اپیترمال سهبندون، شمال بردسکن، خراسان رضوی؛ فصلنامه علوم زمین، 27، 108، 168-155. ##روحبخش، پ.، ابراهیمی، خ.، همام، م. و عباسنیا، ح.، 1389. بررسی زمینشناسی، دگرسانی، کانیسازی و ژئوشیمی در گستره پیجویی دهن قلعه، شمالغربی بردسکن؛ مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 4، 581-600. ##روزبهکارگر، س. و قمیان، ی.، 1377. طرح اکتشاف مواد معدنی با استفاده از دادههای ماهوارهای و ژئوفیزیک هوایی (پروژه سبزوار)، گزارش اکتشافات چکسی ورقه یکصد هزارم باشتین؛ سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. ##سپهریراد، ر.، 1388. گزارش پیجویی مس رسوبی در محور کدکن-ششتمد (شمال تربت حیدریه)؛ سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. ##طاشی، م.، موسیوند، ف. و قاسمی، ح.، 1395. الگوی رخداد کانهزایی مس طبیعی در سنگهای آتشفشانی میزبان کانسار سولفید تودهای آتشفشانزاد مس- نقره گرماب پایین، جنوب شرق شاهرود؛ فصلنامه زمینشناسی ایران، 10، 40، 105-89. ##عشقآبادی، م.، 1377. طرح اکتشاف مواد معدنی با استفاده از دادههای ماهوارهای و ژئوفیزیک هوایی (پروژه سبزوار)، گزارش اکتشافات چکشی ورقه یک صد هزارم سلطانآباد؛ سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. ##محمدی، م.، نباتیان، ق.، هنرمند، م. و ابراهیمی، م.، 1398. زمینشناسی و خاستگاه کانهزایی مس در کانسار دهنه، شمال خاور زنجان؛ فصلنامه زمینشناسی اقتصادی، 11، 3، 524-497. ##مرادی، م.، 1390. ژنز کانیزایی مس و سرب در کانسار عباس‌آباد، طارم سفلی، استان قزوین؛ پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان. ##مغفوری، س.، 1391. زمینشناسی، کانیشناسی، ژئوشیمی و ژنز کانهزایی مس در توالی آتشفشانی-رسوبی کرتاسه پسین در جنوب غرب سبزوار، با تأکید بر کانسار نوده؛ پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس. ##نادری میقان، ن.، 1377. نقشه زمینشناسی 1:100000 ورقه شامکان؛ سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. ##نظافتی، ن.، 1379. زمینشناسی اقتصادی پتانسیلهای فلزی منطقه نطنز؛ پایاننامه کارشناسی ارشد، پژوهشکده علوم زمین، سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور. ##Agard, P., Omrani, J., Jolivet, L. and Mouthereau, F., 2005. Convergence history across Zagros (Iran): constraints from collisional and earlier deformation. International Journal of Earth Sciences, 94, 401–419. ##Alavi, M., 1994. Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran: New data and interpretations. Tectonophysics, 229, 211-238. ##Baronz, F. and Macaudiere, J., 1984. La serie volcanosedimentaire du chainon ophiolitique de Sabzevar (Iran). Ofioliti, 9, 3–26. ##Bornhorst, T.J. and Mathur, R., 2017. Copper Isotope Constraints on the Genesis of the Keweenaw Peninsula Native Copper District, Michigan, USA. Minerals, 7,10, 185. ##Bornhorst, T.J. and Woodruff, L.G., 1997. Native copper precipitation by fluid-mixing Keweenaw Peninsula, Michigan. Institute on Lake Superior Geology Proceedings and Abstracts, 43, 1, 9–10. ##Bornhorst, T.J., Paces, J.B., Grant, N.K., Obradovich, J.D. and Huber, N.K., 1988. Age of native copper mineralization, Keweenaw Peninsula, Michigan. Economic Geology, 83, 619–625. ##Brown, A.C., 2006. Genesis of native copper lodes in the Keweenaw Peninsula, Norther Michigan: A hybrid evolved meteoric and metamorphogenic model. Economic Geology, 101, 1437–1444. ##Butler, B.S. and Burbank, W.S., 1929. The copper deposits of Michigan. U.S. Geological Survey of Professional Paper, 144, 1–238. ##Campus, F., 1980. Distroto Minero Punta del cobre, modelo interpretative. Revista Geológica de Chile, 11, 51–76. ##Cannon, W.F., 1992. The Midcontinent Rift in the Lake Superior region with emphasis on its geodynamic evolution; Tectonophysics, 213, 41–48. ##Cho, M., Maruyama, S. and Liou, J.G., 1985. Phase equilibria and mineral parageneses of metabasites in low-grade metamorphism. Mineralogical Magazine, 49,3, 321–333. ##Coombs, D.S., Ellis, A.D., Fyfe, W.S. and Taylor, A.M., 1959. The zeolite facies with comments on the interpretation of hydrothermal syntheses. Geochimca et Cosmochimca Acta, 17,1–2, 53–107. ##Cornwall, H.R., 1956. A summary of ideas on the origin of native copper deposits. Economic Geology, 51, 615–631. ##D’ujykov, O. A., Distler, V. V., Arhipova, A. I., Natorhin, I. A. and Fedorenko, V. A., 1977. Structure and forming conditions of the Cu-bearing horizons of the tuff-lava strata (Siberian platform). Doklady ANSSSR, Seriya geologicheskaya, 5, 105– 120 (in Russian). ##Davis, D.W. and Paces, J.B. 1990. Time resolution of geologic events on the Keweenaw Peninsula and implications for development of the Midcontinent rift system. Earth and Planetary Science Letters, 97, 54–64. ##Ghasemi, A. and Talbot, C.J., 2006. A new tectonic scenario for the Sanandaj– Sirjan Zone (Iran). Journal of Asian Earth Science, 26, 683–693. ##Grant, N. K., Obradovich, J. D. and King Huber, N., 1988. Age of native copper mineralization, Keweenaw Peninsula, Michigan. Economic Geology, 71, 619–625. ##Guilbert, J.M. and Park, C.F., 2007. The Geology of Ore Deposits. Waveland Press, Long Grove, United State of America, 985. ##Guilbert, J.M. and Park, J.C.F., 1986. The Geology of Ore Deposits. Freeman, New york, 985. ##Hall, D.L., Sterner, S.M. and Bodnar, R.J., 1988. Freezing point depression of NaCl-KClH2O solutions. Economic Geology. 83, 197-20. ##Heaman, L.M., Easton, R.M., Hart, T.M., MacDonald, C.A., Hollings, P. and Smyk, M., 2007. Further refinement to the timing of Mesoproterozoic magmatism, Lake Nipigon region, Ontario. Canadian Journal of Earth Sciences, 44, 1055–1086. ##Hedenquist, J.W., Izawa, E., Arribas, A. and White, N.C., 1996. Hydrothermal system in volcanic arcs, origin of the exploration for epithermal gold deposits: a short course at Mineral Resource Department. Geological Survey of Japan, Higashi 1-1-3, Tsukuba 305, Japan, 139 p. ##Jiangxi Exploration Co. China, 1994. Explanatory text of geochemical map of Shamkan (7760), Stream sediment survey 1:100000. No 22. ##Jolly, W.T., 1974. Behavior of Cu, Zn, and Ni during prehnite-pumpellyite rank metamorphism of the Keweenawan basalts, northern Michigan. Economic Geology, 69, 1118–1125. ##Kirkham, R. V., 1996. Volcanic redbed copper. In: Geology of Canadian Mineral Deposit Types, Ed: O.R., Eskstrand, O.R., Sinclair, W.D. and Thorpe, R.I. Geological Survey of Canada, 8, 241–252. ##Kojima, S., Trista, D., Guilera, A. and Ken-ichiro ayashi, H., 2009. Genetic aspects of the mantotype copper deposits based on geochemical studies of north Chilean deposits. Resource Geology, 59, 1, 87–98. ##Phillipotts, A. R., 1986. Facies classification of metamorphic rocks. In: Principles of igneous and metamorphic petrology. Publishing [Co.] Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 326–328. ##Püeschner, U.R., 2001. Very low-grade metamorphism in the Portage Lake Volcanics on the Keweenaw Peninsula, Michigan, USA. Ph.D. Dissertation, University of Basel, Basel, Switzerland, 1–81. ##Roedder, E., 1984. Fluid inclusions. Reviews in Mineralogy, 12, 664 p. ##Ruiz, C., Aguilar, A., Egert, E., Espinosa, W., Peebles, F., Quezada, R. and Serrano, M., 1971. Stratabound copper sulphide deposits of Chile. The Society of Mining Geologists of Japan, 3, 252–260. ##Shafaii Moghadam, H., 2009. The Nain–Baft Ophiolites (Central Iran): Age, Structure and Origin. Ph.D. thesis Shahid Beheshti University, Tehran, Iran, 532 p. ##Shafaii Moghadam, H., Stern, R.J Corfu, F., Chiaradia, M. and Ghorbani, G., 2014. Sabzevar Ophiolite, NE Iran: Progress from embryonic oceanic lithosphere into magmatic arc constrained by new isotopic and geochemical data. Lithos, 224–241. ##Shafaii Moghadam, H. and Stern, R.J., 2014. Ophiolites of Iran: keys to understanding the tectonic evolution of SW Asia: (I) Paleozoic ophiolites. Journal of Asian Earth Science, 91, 19–38. ##Shafaii Moghadam, H. and Stern, R.J., 2015. Ophiolites of Iran: Keys to understanding the tectonic evolution of SW Asia: (II) Mesozoic ophiolites. Journal of Asian Earth Science, 100, 31–59. ##Shepherd, T.J., Rankin, A.H. and Alderton, D.H.M., 1985. A practical guide to fluid inclusion studies. Blackie, Glasgow, 223. ##Shojaat, B., Hassanipak, A.A., Mobasher, K. and Ghazi, A.M., 2003. Petrology, geochemistry and tectonics of the Sabzevar ophiolite, north central Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 21, 1053–1067. ##Sims, P. K., 1976. Precambrian tectonics and mineral deposits, Lake Superior region. Economic Geology, 71, 1092–1127. ##Sterner, S.M., Hall, D.L. and Bodnar, R.J., 1988, Synthetic fluid inclusions V: solubility relations in the system NaCl-KCl-H2O under vaporsaturated conditions. Geochemica et Cosmochemica Acta, Vol: 52(5), p: 989-1005. ##Weege, R.J. and Pollock, J.P., 1971. The Calumet Division Geological Staff. The geology of two new mines in the native copper district. Economic Geology, 67, 622–633. ##White, W.S., 1968. The native-copper deposits of northern Michigan; In Ore Deposits of the United States, 1933–1967 (Graton Sales Volume); Ridge, J.D., Ed. American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers: New York, NY, USA, 303–325. ##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 Inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos, 55, 229-279. ##Wilson, N.S.F. and Zentilli, M., 1999. The role of organic matter in the genesis of the El Soldado volcanic-hosted manto-type Cu deposit, Chile. Economic Geology, 94, 1115–1136. ##Woodruff, L.G., Daines, M.J., Cannon, W.F. and Nicholson, S.W., 1995. The Thermal History of the Midcontinent Rift in the Lake Superior Region: Implications for Mineralization and Partial Melting. In Proceedings of the International Geological Correlation Program Field Conference and Symposium on the Petrology and Metallogeny of Volcanic and Intrusive Rocks of the Midcontinent Rift System, Duluth, MN, USA, 19 August–1 September. Volume 336, 213–214. ##Zhu, B. and Zhang, Z., 2003. Discovery of the copper deposits with features of the Keweenawan type in the border area of Yunnan and Guizhou provinces. Science in China, D, 46, 60–72.##
Geology, structure, texture, fluid inclusion and formation model of Michigan type copper mineralization in the Sebandoon deposit, Northeast of Iran
Hammamipour-Baranji, B.1, Tajeddin, H. A.2 and Movahednia, M.3
1. M.Sc. Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran.
2. Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran.
3. M.Sc. Department of Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran.
Abstract
The Sebandoon copper deposit is located in the northern part of the Sabzevar subzone. The rock units exposed in the area consist of upper Cretaceous volcano-sedimentary sequences of trachyte, trachyandesite, basalt, split, shale, dacite and sandstone. The Sebandoon native copper deposit is comprised of stratabound mineralization and that is hosted in split basalt. The main ore structures and textures in the deposit are disseminate, veinlets, open space filling and replacement. The ore mineral assemblages are simple and consist of native copper, coprite and malachite and gang minerals mainly consist of zeolite, calcite, quartz, chlorite and epidote. Fluid inclusion studies on ore-bearing zeolite reveal that majority of primary inclusions are liquid-rich two-phase (LV). The studies indicate homogenization temperatures between 228 and 340°C and salinity between 0.6 to 5.7 wt% NaCl eq. Based on the evidence from geology, mineralogy, alteration, fluid inclusion, and geodynamic environment, the Sebandoon copper deposit is similar to Michigan copper type deposits, which copper was leached from the basaltic rocks during burial metamorphism and the ore-forming fluids moved upwards and subsequently deposited as native copper due to low pressure and mixing with meteoric fluids.
Keywords: Michigan type, Sebandoon, Sabzevar subzone, Native copper, Fluid inclusion