Manuscript ID : 13990317237626 Visit : 6676 Page: 75 - 86

Article Type: Original Research

Geology, alteration and mineralization studies of the Barmolk porphyry copper deposit (North of Varzeghan – East Azarbaijan Province)

Subject Areas :

علیرضا روان¬خواه ^{1
*} , Mohsen Moayyed ² , علی لطفی¬بخش ³

1 -
2 -
3 -

Received: 2021-02-24 Accepted : 2021-02-24 Published : 2021-02-24

Keywords: Subvolcanic domes, Barmolk porphyry body, Supergene enrichment, Epithermal, Varzeghan.,

Abstract :

Exploration area of Barmolk is located in the northwest of the country, East Azarbaijan province and northeast of the Varzeghan county. Northern outcrops of the area consist of Eocene volcanic and volcanoclastic rocks and Oligocene porphyry quartzmonzonite intrusion bodies, which are cut off by first and second generation non-mineralized dikes. Towards to the north, this mass is in contact with upper Cretaceous-Paleocene carbonate-flysch deposits. In addition, Plio-Quaternary injection of dacite subvolcanic domes and eruption of alkaline basalt in the studied area have taken place. Kighal porphyry extends to the southwest of Barmolk area. Phyllic, propylitic and argillic hydrothermal alterations were identified in this mass, but potassic alteration was not observed. This indicates that the Barmolk porphyry is not an independent mass and is the margin of Kighal porphyry mass. The main texture in this mass is porphyritic with fine-graind matrix. Mineralization appears to be disseminated, vein-veinlet and fracture surface filling including chalcopyrite, galena, sphalerite and pyrite. Pyrite content in this mass is low, and this is one of the reasons for the lack of supergene enrichment zone. Due to the presence of lead and zinc mineralization mostly in the form of vein-veinlet in the first-generation quartzdiorite dikes (DK1) and with regards to the injection of these dikes into Sungun after supergene zone formation, the mineralization of lead and zinc can be attributed to the epithermal processes, related to the Barmolk intrusive mass. Consequently, the latter mineralization occurred after the injection of first-generation quartzdiorite dikes.

References:

بابائی، ع. علوی تهرانی، م. و نوگل¬سادات، ج.،1375. نقشه توپوگرافی اهر با مقیاس 1:250000. سازمان زمین¬شناسی و اکتشافات معدنی کشور
حیدری، م. مؤید، م. و طالبی¬راد، ف.، 1386. ماگماتیسم پلیوکواترنری در محدوده معدن مس سونگون. هفتمین همایش سالانه انجمن زمین¬شناسی ایران، دانشگاه اصفهان، 447-438.
سیمونز، و. کلاگری، ع.ا. مؤید، م. و جهانگیری، ا.، 1390. بررسی زونهای دگرسانی نوع پورفیری و رفتار ژئوشیمیائی عناصر کمیاب و نادر خاکی در آنها در منطقه کیقال (شمال ورزقان، آذربایجان¬شرقی). مجله بلورشناسی و کانی¬شناسی ایران، 19، 4، 578-565.
سیمونز، و. کلاگری، ع.ا. مؤید، م. و جهانگیری، ا.، 1389. بررسی سنگ¬شناسی و سنگ¬زائی استوک کوارتزمونزونیت پورفیری کیقال (شمال ورزقان، آذربایجان¬شرقی). فصلنامه زمین¬شناسی ایران، 4، 13، 60-47.
شرکت مهندسی زرناب، 1387. گزارش زمین¬شناسی محدوده بارملک، 152.
شرکت مهندسی و مشاوره¬ای پارس¬اولنگ، 1388. گزارش زمین-شناسی محدوده بارملک، 166.
Ayati, F., Yavuz, F., Noghreyan, M., Haroni, H.A. and Yavuz, R., 2008. Chemical characteristics and composition of hydrothermal biotite from the Dalli porphyry copper prospect, Arka, central province of Iran. Mineralogy and Petrology, 94, 1, 107-122.
Chen, J.L., Xu, J.F., Wang, B.D., Yang, Z.Y., Ren, J.B., Yu, H.X., Liu, H. and Feng, Y., 2015. Geochemical differences between subduction and collision-related copper bearing porphyries and implications for metallogenesis. Ore Geology Reviews, 70,1, 424-437.
Guilbert, J.m. and Park, C.F., Jr., 1986. The Geology of Ore Deposits. Freeman and Company, New York, 985.
Hassanpour, Sh., Alirezaei, S., Selby, D. and Sergeev, S., 2015. SHRIMP zircon U-Pb and biotite and hornblende Ar-Ar geochronology of Sungun, Haftcheshmeh, Kighal and Niaz porphyry Cu-Mo systems: evidence for an early Miocene porphyry-style mineralization in northwest Iran. International Journal of Earth Sciences, 104,1, 45-59.
Moayyed, M., 2004. Reporting of geological studies and drilling cores of logging in Barmolk limit. Pars olang Engineering and Consulting Co, Tehran, 170.
Richards, J.P., 2005. Cumulative factors in the generation of giant calc-alkaline porphyry Cu deposits, in Porter, T.M., (ed.), Super porphyry copper and gold deposits. A Global Perspective, PGC Publishing, Adelide, 1, 7-25.
Richards, J.P., Boyce, A.J. and pringle, M.S., 2001. Geological evolution of the Escondida area, northern Chile: A model for spatial and temporal localization of porphyry Cu mineralization. Economic Geology, 96, 271-305.
Shahabpour, J., 1999. The role of deep structures in the distribution of some major ore deposits in Iran, NE of Zagros thrust zone. Journal of Geodynamics, 28, 237-250.
Sillitoe, R.H., 1989. Gold deposits in western Pasific island arcs: the magmatic connection, in: Keays, R.R., Ramsay, W.R.H., and Groves, D.I. (eds.), The geology of gold deposits: the perspective in 1988. Economic Geology Monograph, 6, 274-291.
Sillitoe, R.H., 1993. Gold-rich porphyry copper deposits: Geological model and exploration implications. Geological Association of Canada Special Paper, 40, 465-478.
Sillitoe, R.H., 1994. Erosion and collapse of volcanoes: Causes of telescoping in intrusion-centered ore deposits. Geology, 22, 945-948.
Sillitoe, R.H., 1998. Major regional factors favoring large size, high hypogene grade elevated gold content and supergene oxidation and enrichment of porphyry copper deposits, in: Porter, T.M., (ed.), Porphyry and Hydrothermal copper and gold deposits. A Global Perspective: PGC Publishing, Adelide, 21-34.
Sillitoe, R.H., 2000. Gold-rich porphyry deposits: Descriptive and genetic models and their role in exploration and discovery. SEG Reviews, 13, 315-345.
Titley, S.R. and Hicks, C.L., 1966. Geology of the porphyry copper deposits, Southwestern North America. Tuoson: Univ, Ariz Press, 287.
Waterman, G.C. and Hamilton, R.L., 1975. The Sar Cheshmeh porphyry copper deposit. Economic Geology, 70, 568-576.
Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M., 2005. Geology of the Darreh-Zerreshk and Ali-Abad porphyry copper deposites, central Iran. International Geology Review, 47,6, 620-646.

Full-Text:

مطالعات زمینشناسی، دگرسانی و کانیسازی کانسار مس پورفیری بارملک (شمال ورزقان- استان آذربایجانشرقی)

علیرضا روانخواه *¹، محسن مؤید2 و علی لطفیبخش3

1.استادیار، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه محقق اردبیلی

2.استاد، گروه علوم زمین، دانشکده علوم طبیعی، دانشگاه تبریز

3.استادیار، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

گستره اکتشافی بارملک در شمالغرب کشور، استان آذربایجانشرقی و شمال‌شرق شهرستان ورزقان قرار دارد. رخنمون‌های شمالی منطقه شامل سنگ‌های ولکانیک و ولکانو ـ کلاستیک ائوسن و توده‌های نفوذی کوارتز مونزونیت پورفیری الیگوسن می‌باشند که خود توسط دایکهای نسل اول و دوم غیر مینرالیزه قطع می شوند. در ادامه به سمت شمال، توده نفوذی با نهشته‌های کربناته - فیلیشی کرتاسه فوقانی ـ پالئوسن همبری دارد. علاوه بر این تزریق دم‌های ساب‌ولکانیک داسیتی و فوران‌های بازالتی آلکالن پلیو ـ کواترنر نیز در منطقه انجام شده است. توده پورفیری کیقال در ادامه به سمت جنوب‌غرب به منطقه بارملک می‌رسد. دگرسانی‌های گرمابی فیلیک، پروپیلیتیک و آرژیلیک در این توده شناسایی شده‌اند ولی به دگرسانی پتاسیک برخورد نشده است و این مسئله نشان می‌دهد که توده بارملک پورفیری، توده مستقلی نبوده و حاشیه توده پورفیری کیقال محسوب می‌شود. بافت‌ غالب در توده پورفیری، پورفیریک با خمیره ریز بلور است و کانی‌سازی بفرم افشان، رگه ـ رگچه‌ای و پرکننده سطوح درزه و شامل کالکوپیریت، گالن، اسفالریت و پیریت رخ داده است. میزان پیریت در این توده کم بوده و یکی از دلایل عدم غنی‌شدگی زون سوپرژن همین مسئله است. با توجه به مشاهده کانی‌سازی سرب و روی اغلب بفرم رگه-رگچهای در دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول (DK1) و با عنایت به اینکه تزریق این دایک‌ها در سونگون بعد کانی سازی بوده است، می‌توان کانی‌سازی سرب و روی را به فرآیندهای اپی‌ترمالی توده نفوذی بارملک نسبت داد که بعد از تزریق دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول رخ داده است.

واژههای کلیدی: دمهای سابولکانیک، توده پورفیری بارملک، غنیشدگی زون سوپرژن، اپیترمال، ورزقان

Geology, alteration and mineralization studies of the Barmolk porphyry copper deposit (North of Varzeghan – East Azarbaijan Province)

Alireza ravankhah1*, Mohsen moayyed2 and Ali lotfibakhsh3

1.Assistant professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Mohaghegh Ardabili

2.Professor, Department of Earth Sciences, Faculty of Natural Sciences, Tabriz University

3. Assistant professor, Department of Geology, Faculty of Sciences, University of Mohaghegh Ardabili

Abstract

exploration area of Barmolk is located in the northwest of the country, East Azarbaijan province and northeast of the Varzeghan county. Northern outcrops of the area comprises Eocene volcanic and volcanoclastic rocks and Oligocene porphyry quartzmonzonite intrusion bodies, Which are cut off by first and second generation non-mineralized dikes. Toward to the north, this mass have contact with upper Cretaceous-Paleocene carbonate-flysch deposits. In addition, Plio-Quaternary injection of dacite subvolcanic domes and eruption of alkaline basalt in the studied area have taken place. Kighal porphyry extends to the southwest of Barmolk area. Phyllic, propylitic and argillic hydrothermal alterations have been identified in this mass but potassic alteration has not been observed, which indicates that the Barmolk porphyry is not an independent mass and is the margin of Kighal porphyry mass. The main texture in this mass, is porphyritic with fine-graind matrix, and mineralization appearance is disseminated, vein-veinlet and fracture surface filling and occurred including chalcopyrite, galena, sphalerite and pyrite. Amount of pyrite in this mass is low, and this is one of the reasons for the lack of supergene enrichment zone. Due to the presence of lead and zinc mineralization often in the form of vein-veinlet in the first-generation quartzdiorite dikes (DK1) and with regard to the injection of these dikes into Sungun after supergene zone formation, it can be attributed to the mineralization of lead and zinc by the epithermal processes, related to the Barmolk intrusive mass, which occurred after the injection of first-generation quartzdiorite dikes.

Keywords: Subvolcanic domes, Barmolk porphyry body, Supergene enrichment, Epithermal, Varzeghan

مقدمه

گستره اكتشافي بارملک در شمال‌غرب کشور، استان آذربايجان شرقي و به‌ فاصله 18 کیلومتری شمال‌شرق شهرستان ورزقان قرار دارد و در شمال‌غرب روستای کیقال واقع شده است. بدلیل نزدیکی این منطقه به بخش معدنی سونگون و گسترش دگرسانی گرمابی در مناطق کیقال و بارملک، این مناطق از دیرباز مورد توجه زمین‌شناسان بوده و کارهای اکتشافی سطحی متعددی در این مناطق انجام شده است. پژوهش حاضر نتیجه بررسی‌های زمین‌شناسی سطحی و مطالعه مغزه‌های حاصل از حفاری‌های اکتشافی در این گستره و به تعداد پنج حلقه می‌باشد. راه‌های دسترسی به منطقه اکتشافی در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1- راه‌های دسترسی به گستره اکتشافی بارملک براساس نقشه توپوگرافی 1:250000 اهر

کانسارهای پورفیری از مهمترین منابع مس و مولیبدن در دنیا میباشند که حدود 50 تا 60 درصد از تولیدات مس دنیا و بیش از 95 درصد از تولیدات مولیبدن دنیا را بر عهده دارند. کانسارهای مس پورفیری اغلب تناژ بالا، عیار پایین، غیر همزاد و درونزاد بوده (Titley and Hicks, 1966) و از نظر زمانی و مکانی در ارتباط با نفوذیهای نیمه عمیق پورفیری کالکآلکالن میباشند. کانسارهای مس پورفیری را میتوان محصول سرد شدن سیستمهای گرمابی مرتبط با نفوذیهای کم عمق جایگیر شده در کمانهای ماگمائی مرتبط با فرورانش پوسته اقیانوسی دانست (Zarasvandi et al., 2005). کانسارهای مس پورفیری در ایران منطبق بر نوارهای ولکانو-پلوتونیک ترشیری بوده و در داخل کمربند تتیس قرار دارند (Waterman and Hamilton, 1975). در ایران سنگهای ولکانوپلوتونیک کالکآلکالن در کمان ماگمائی ارومیه-دختر، توانائی بالائی در اکتشاف کانسارهای Cu±Mo±Au دارند، بطوریکه بسیاری از مهمترین کانسارهای مس پورفیری ایران در شمالغرب تا جنوبشرق ارومیه-دختر واقع شدهاند (Hassanpour et al., 2015; Ayati et al., 2008; Shahabpour, 1999). از نظر جایگاه تکتونیکی بخش عمدهای از کانسارهای مس پورفیری در حاشیه صفحات همگرا (حواشی فعال قارهای و جزایر قوسی) تشکیل میگردند. سامانههای پورفیری مس بصورت بارز در نواحی فرورانش مرتبط با قارهها و جزایر کمانی گسیل میشوند (Chen et al., 2015). فرورانش مشخصه این مناطق میباشد، با این حال فاکتورهای متالوژنیک دیگری نیز تشکیل این کانسارها را کنترل مینمایند (Sillitoe, 1998). ثابت شده است که تشکیل کانسارهای مس پورفیری نه تنها توسط فرآیندهای گرمابی و ماگمایی کنترل میشود، بلکه تکتونیک ناحیهای نیز در زمان تشکیل این کانسارها تأثیر گذار است (Sillitoe, 1994, Richards et al., 2001). تشکیل کانسارهای مس پورفیری در قوسهای ماگمایی کالکآلکالن محصولی از یک سری فرآیندهای گسترده آبگیری صفحه اقیانوسی فرورانده و فرآیندهای (MASH) بعدی در پوسته تحتانی است (Richards, 2005). در مناطق حاشیه فعال قارهای، با توجه به اندرکنش پوستهای قابل توجه، نفوذیهای آلکالن (شوشونیتی) نیز مشاهده میشوند (Sillitoe, 1989, 1993, , 2000, Richards, 2005). اکثر کانسارها در این مناطق در طول گسلی قدیمی قرار گرفتهاند که تراوائی پوستهای را ایجاد مینماید (Richards et al., 2001). Richards (2005) معتقد است که ترکیب سیستمهای ماگمایی میزبان این کانسارها، فلسیک تا حدواسط کالکآلکالن میباشد که از یک ماگمای مافیکتر گوشتهای مشتق شده است. همچنین در نفوذیهای شوشونیتی میزان Au بالا میباشد (Sillitoe, 2000). نفوذیهای میزبان مس پورفیری در شرایط حرارتی c°850-750، فشار یک تا دو کیلوبار و عمق معادل 5/1 تا چهار کیلومتر جایگیری میکنند (Guilbert and Park, 1986).

روش مطالعه: در این پژوهش ابتدا از نمونههای سطحی و نیز از مغزههای گمانههای حفاری شده توسط شرکت ملی صنایع مس ایران، 100 مقطع نازک، 40 مقطع صیقلی و 15 مقطع نازک-صیقلی تهیه و مورد بررسی قرار گرفتند. در راستای مطالعات مغزه‌های حفاری علاوه بر لاگینگ نمونه‌های دستی و تعیین زون‌های دگرسانی و مینرالیزه و شکل و فراوانی کانی‌سازی در نمونه‌ها، مبادرت به برداشت‌های ساختاری از این مغزه‌ها شده است و نمونه‌های مناسب برای تهیه مقاطع میکروسکوپی و صیقلی انتخاب شده‌اند که نتایج این مطالعات در پژوهش حاضر منعکس شده است. علاوه بر این نتایج آنالیز پنج حلقه گمانه اکتشافی از سوی شرکت پارس اولنگ مورد استناد قرار گرفتند.

زمینشناسی منطقه مورد مطالعه

در بخش جنوب منطقه مورد مطالعه، سنگ‌هاي ولكانيك و ولكانو ـ كلاستيك ائوسن سنگ‌های درونگیر توده‌ بارملک پورفیری را تشکیل می‌دهند و سنگ‌هاي ولكانيك و ولكانو ـ كلاستيك پلیو ـ کواترنر با دگرشيبي آذرين‌پي بر روي اين مجموعه‌ها قرار گرفته‌اند (شکل 2). در شمال کیقال و شمال‌شرق بارملک همبري اين توده‌ها با ماسه‌سنگ‌های نومولیت‌دار ائوسن گزارش شده است. همچنین گدازه‌هایی با ترکیب ریولیتی و متعلق به الیگوسن در شمال‌شرق بارملک و شمال‌غرب آن گزارش شده‌اند که ارتباط سنی آن با بقیه واحدها مشخص نبوده و دلیل انتساب این گدازه‌ها به الیگوسن نیز مشخص نمی‌باشد. توده‌هاي ساب‌ولكانيك پليوسن با تركيب داسيتي، تراكي‌آندزيتي و ریوداسيتي در شمال بارملک گزارش شده‌اند كه هم‌سن با توده چال‌داغی در کانسار مس پورفیری سونگون بوده و ریولیت‌های الیگوسن و توده مونزونیتی را قطع کرده‌اند (گزارش زمینشناسی محدوده بارملک شرکت پارس اولنگ، 1383). جوان‌ترين فعاليت ماگمايي در منطقه بارملک مربوط به گدازه‌هاي بازالتي تا آندزيت بازالتی به سن كواترنر است كه در شمال روستای بارملك رخنمون دارند. این بازالت‌ها با بازالت‌های آلکالن مسیر جاده اهر ـ ورزقان هم‌سن بوده و تا حدودی می‌توان آن‌ها را با گدازه‌های تراکی‌آندزیت بازالتی داش‌دیبی (Heydari et al., 2003) در سونگون مقایسه کرد. بررسی‌های سطحی نشان می‌دهد که توده کوارتزمونزونیتی کیقال که شباهت زیادی به توده کوارتزمونزونیتی سونگون دارد در ادامه به سمت غرب به منطقه بارملک کشیده شده و از پهنای آن به میزان قابل ملاحظه‌ای کاسته می‌شود و در نهایت بفرم زبانه مانند به دره قیه‌قشلاق (دوغوز دره سی) با راستای تقریبی N-S کشیده می‌شود. در این محل توده با توف‌ها و سنگ‌های ولکانیک ائوسن دارای همبری مشخصی است و باعث توسعه کانی‌سازی سرب و روی در سنگ‌های درونگیر شده است. استوک کوارتزمونزونیت پورفیری کیقال طی فعالیتهای ماگمائی نفوذی فاز پیرنه به درون واحدهای آتشفشانی قدیمیتر نفوذ کرده و موجب کانیسازی مس - مولیبدن پورفیری و گسترش زونهای دگرسانی گرمابی در منطقه شده است. پس از جایگیری این توده، دایکهای تأخیری متعددی با ترکیب عمده دیوریتی-کوارتزدیوریتی در این منطقه به داخل استوک کوارتزمونزونیتی نفوذ کردهاند. رخداد شکستگیهای هیدرولیکی موجب ایجاد زونهای خرد شدهی نفوذپذیر در داخل استوک پورفیری و سنگهای پیرامونی و تسهیل گردش سیالات گرمابی شده که منجر به گسترش زونهای دگرسانی پتاسیک، فیلیک، آرژیلیک پیشرفته و پروپیلیتیک در گستره کیقال شده است. تجزیه شیمیایی نمونههای استوک کوارتزمونزونیتی و دایکهای تأخیری نشان میدهد که آنها سرشت کالکآلکالن غنی از پتاسیم و شوشونیتی دارند. این نفوذیها از نظر زمینشناسی ساختمانی در قوس آتشفشانی پس برخوردی و حواشی فعال قارهای شکل گرفتهاند (Simons et al., 2010, 2011). توده کوارتزمونزونیت پورفیری در صحرا با دگرسانی شدید نسبت به سنگ‌های درونگیر و دایک‌های نفوذی و با رنگ روشن مشخص می‌شود (شکل A-3). دایکهای کوارتزدیوریتی نسل دوم با برجستگی مشخص و مقاومت فرسایشی بالا نسبت به توده پورفیری مشاهده می‌شوند (شکل B-3). سنگ‌های ولکانیک و ولکانو ـ کلاستیک ائوسن شامل تناوبی از گدازه‌های آندزیتی تا آندزیت بازالتی و توف‌های وابسته می‌باشند که در شکلهای C-3 و D-3 نمایی از این سنگها مشاهده میشوند.

'30 °38

شكل 2. نقشه زمين‌شناسي محدوده اكتشافي بارملک (مقیاس 1:5000) (شرکت مهندسین زرناب)

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\4B.jpg$ $C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6A.jpg$

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\4C.jpg$ $C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\4D.jpg$

شکل 3. (A نمایی از توده بارملک پورفیری (دید به سمت شرق)، (B کنتاکت دایک کوارتز دیوریتی نسل دوم با توده پورفیری (دید به سمت شمال‌شرق)، (C تناوب توف و گدازه (دید به سمت شرق) و (D سنگ‌های آندزیت و آندزی بازالت (دید به سمت شرق)

بحث

سنگنگاری

با توجه به نمونه‌های سنگی اخذ شده از مغزه‌های حفاری و نمونه‌های سطحی منطقه اکتشافی، توده نفوذی این منطقه ترکیبی در حد کوارتزمونزونیت دارد که مشابه توده کیقال پورفیری بوده و در حقیقت ادامه آن به سمت غرب و جنوب‌غرب می‌باشد. دایک‌های تأخیری شامل دایک کوارتزدیوریتی نسل اول و دایک کوارتزدیوریتی نسل دوم و سنگ‌های درونگیر این مجموعه‌ها که شامل سنگ‌های ولکانیک با ترکیب آندزیت تا آندزیت بازالتی و توف‌های متنوع می‌باشند.

توده کوارتزمونزونیت پورفیری شامل فنوکریستال‌های نیمهشکل‌دار پلاژیوکلاز است که در خمیره ریز تا درشت بلوری از کوارتز و فلدسپار آلکالن قرار دارند. کانی‌های فرومنیزین این توده شامل بلورهای نیمهشکل‌دار تا بی‌شکل آمفیبول و بیوتیت است و کانی‌های متفرقه شامل آپاتیت و زیرکن می‌باشند. بافت این توده از پورفیریک با خمیره ریزبلور تا پورفیریک با خمیره درشت بلور در نوسان است (شکل 4-A).

کانی‌های اصلی تشکیل‌دهنده دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول شامل بلورهای نیمه شکل‌دار پلاژیوکلاز که در خمیره ریز تا درشت بلوری از کوارتز و پلاژیوکلاز و مقادیر جزئی فلدسپار آلکالن قرار دارند. کانی فرومنیزین این دایک‌ها شامل فنوکریستال‌های نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار بیوتیت است که به کلریت، مسکوویت و کربنات تجزیه شده‌اند. زینوکریستال‌های گرد شده کوارتز که گاهی دارای خوردگی خلیجی شکل میباشند (شکل 4-B)، بوفور در آن‌ها دیده می‌شود و از ویژگی‌های بارز این دایک‌ها است. در برخی از نمونه‌ها، کوارتز بصورت بلورهای نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار با حاشیه واکنشی مشاهده می‌شود. از مشخصات بارز این دایک‌ها وجود بلورهای شکل‌دار بیوتیت و آپاتیت در این سنگ‌ها است و زیرکن نیز گاهی به همراه آپاتیت مشاهده می‌شود. بافت این دایک‌ها از پورفیریک با خمیره ریز بلور تا درشت بلور در نوسان است.

کانی‌های اصلی تشکیل دهنده دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل دوم شامل فنوکریستال‌های پلاژیوکلاز با زونینگ نوسانی است (شکل 4-C) که در حواشی، اندکی به سریسیت تجزیه شدهاند و در خمیره ریز تا درشت بلوری از کوارتز و پلاژیوکلاز قرار دارند. کانی فرومنیزین اصلی آن‌ها آمفیبول است که اغلب به مجموعه کلریت، کربنات و گاهی اپیدوت تجزیه شده است و بلورهای نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار بیوتیت نیز به کلریت و کربنات تجزیه گشته‌اند. کانی عارضه‌ای غالب در این دایک‌ها آپاتیت است. این دایک‌ها فاقد کانه‌زایی‌اند و بافت غالب در آن‌ها پورفیریک با خمیره ریز تا درشت بلور است.

سنگ‌های ولکانیک و ولکانو ـ کلاستیک ائوسن شامل تناوبی از گدازه‌های آندزیتی تا آندزیت بازالتی و توف‌های وابسته (کریستال توف تا لیتیک توف) می‌باشند و در بخش جنوب منطقه با شیب متوسط به سمت جنوب جنوب‌غربی رخنمون دارند.

کانی‌های اصلی تشکیل‌دهنده آندزیت‌ها شامل فنوکریستال‌های نیمه شکل‌دار پلاژیوکلاز و مقادیری آمفیبول نیمه شکل‌دار می‌باشد که در خمیره شیشه‌ای و میکرولیتی قرار دارند. بافت این سنگ‌ها هیالومیکرولیتی پورفیریک بوده (شکل 4-D) و کانی عارضه‌ای در آن‌ها اغلب آپاتیت می‌باشد. در برخی از نمونه‌ها پلاژیوکلازها به مجموعه سریسیت، کلسیت و کانی رسی تجزیه شده‌اند.

کانی‌های اصلی تشکیل‌دهنده آندزیت‌های بازالتی شامل میکروکریستال‌های پلاژیوکلاز و کلینوپیروکسن است و مقادیری آمفیبول نیز در آن‌ها دیده می‌شود. کانی عارضه‌ای در این سنگ‌ها آپاتیت است. کلینوپیروکسن و آمفیبول اغلب به کلریت نوع پنین تجزیه شده‌اند و تجمعاتی از کلریت در خمیره این سنگ‌ها دیده می‌شود. بافت این سنگ‌ها میکرولیتیک است.

توف‌های مشاهده شده در مغزه‌های حفاری شده به‌ دو دسته کریستال توف و لیتیک‌توف تقسیم می‌شوند. کریستال توف‌ها شامل بلورهای ریز و شکسته شده و زاویه‌دار پلاژیوکلاز، مقادیر جزئی کوارتز و کانی‌های فرومنیزین که به میزان جزئی سریسیته هستند و اغلب بافت کریستالوکلاستیک دارند. لیتیک توف‌ها از قطعات سنگ‌های آتشفشانی با ترکیب آندزیتی تشکیل شده‌اند و توسط رگه‌های کربناته قطع شده و واجد پیریت می‌باشند. در برخی از نمونه‌ها، رگچه‌های سیلیسی و کربناته سنگ را قطع کرده‌اند و پیریت‌های شکل‌دار در متن آن‌ها مشاهده می‌شود. ترکیب کلی این توف‌ها آندزیتی می‌باشد و وابسته به ولکانیزم آندزیتی ائوسن می‌باشند. این سنگ‌ها در حاشیه توده پورفیری میزبان کانی‌سازی سرب و روی می‌باشند.

شکل 4. A) بافت پورفیریک با خمیره متوسط بلور در توده کوارتزمونزونیت پورفیری، (XPL,×25)، B) زینوکریستال‌های کوارتز با خوردگی خلیجی شکل در دایک کوارتزدیوریتی نسل اول، (XPL,×25)، C) زونینگ نوسانی در فنوکریستال‌های پلاژیوکلاز در دایک کوارتزدیوریتی نسل دوم که در حواشی به سریسیت تجزیه شده‌اند، (XPL,×25) و D) بافت هیالو میکرولیتی پورفیریک در آندزیت، (XPL,×25)

دگرسانی

بررسی نمونه‌های سطحی و مغزه‌های حاصل از گمانه‌های اکتشافی در منطقه بارملک نشان می‌دهد که توده کوارتزمونزونیتی بارملک که ادامه توده کیقال پورفیری به سمت جنوب‌غرب می‌باشد، بخش حاشیه‌ای این توده بوده و فاقد دگرسانی پتاسیک می‌باشد. دگرسانی‌های مشاهده شده در این توده و در منطقه بارملک شامل دگرسانی‌های فیلیک متوسط تا شدید می‌باشد که توسط دگرسانی‌های پروپیلیتیک ضعیف تا متوسط و آرژیلیک ضعیف تا متوسط همراهی می‌شود (شکل 5 و شکلهای 6-A B,). در دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول فنوکریستال‌های نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار بیوتیت به کلریت، مسکوویت و کربنات و در دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل دوم بلورهای نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار بیوتیت به کلریت و کربنات تجزیه شده‌اند (شکل 6-D, C). بخشی از دگرسانی پروپلیتیک در سنگ‌های درونگیر این توده توسعه یافته است و نمونه‌های آندزیتی و توف‌های وابسته این ویژگی را بخوبی نشان می‌دهند (شکل 6-E).

کانیسازی

با توجه به عمق فرسایش بالا در این منطقه و قرار گرفتن گستره اکتشافی بارملک در حاشیه توده مذکور، کانی‌سازی مس‌ در این منطقه قابل توجه نیست ولی کانی‌سازی سرب و روی که خاص زون‌های حاشیه‌ای سیستم‌های پورفیری است، در این منطقه بخوبی گسترش دارد. کانی‌سازی مس در توده بارملک پورفیری بصورت افشان، رگه ـ رگچه‌ای و پرکننده سطوح درزه می‌باشد. در زون‌های فروشست هماتیت، لیمونیت و جاروسیت در نمونه‌ها مشاهده می‌شود. کانی‌های سولفیدی مس در این منطقه از تنوع بسیار کمتری برخوردار بوده و بیشتر شامل کالکوپیریت است. کانی‌های سولفیدی سرب و روی شامل گالن و اسفالریت در این منطقه به وفور دیده می‌شوند. این کانی‌سازی اغلب بفرم رگه ـ رگچه‌ای در توده کوارتزمونزونیت پورفیری و سنگ‌های درونگیر توده توسعه یافته است و در تمامی گمانه‌های اکتشافی کمابیش مشاهده شده است. پیریت بفرم افشان، رگه ـ رگچه‌ای و پر‌کننده سطوح درزه در تمامی سنگ‌های این منطقه مشاهده شده است. از کانی‌های اکسیدی می‌توان به مگنتیت و هماتیت اشاره کرد. مگنتیت در توده کوارتزمونزونیت پورفیری به مارتیت تجزیه شده است (شکل 7-B).

پیریت بفرم افشان و بصورت بلورهای شکل‌دار تا نیمه شکل‌دار (شکل 7-A) و همچنین بفرم رگه ـ رگچه‌ای و افشان در توده کوارتزمونزونیت پورفیری دیده می‌شود. اصولاً میزان پیریت در این توده کم است و شاید یکی از دلایل عدم غنی‌شدگی زون سوپرژن همین مسئله باشد. با عنایت به اینکه زون سوپرژن در اثر سطح فرسایش و عمق فرسایش بالا از بین رفته است، اظهار نظر قطعی در این خصوص منطقی بنظر نمی‌رسد. پیریت در برخی از نمونه‌ها توسط گوتیت جانشین شده است. همچنین پیریت توسط کالکوپیریت و اسفالریت جانشین شده است (شکل 7-C). در نمونه‌های واجد گالن و اسفالریت اکسولوشن بین کالکوپیریت و اسفالریت قابل مشاهده است و پاراژنز شامل پیریت، کالکوپیریت، گالن و اسفالریت است (شکل 7-D). پیریت در برخی از نمونه‌ها توسط گالن و اسفالریت جانشین شده است. در این نمونه اکسولوشن کالکوپیریت و اسفالریت قابل روئیت است. در نمونه‌های با کانی‌سازی گالن، پیت‌های آن بخوبی قابل مشاهده است (شکل 7-E). همان‌طوری‌که اشاره شد کانی‌سازی علاوه بر توده نفوذی کوارتزمونزونیتی در سنگ‌های درونگیر ولکانیک و ولکانو ـ کلاستیک نیز انجام شده است. پیریت در نمونه‌های آندزیتی بفرم افشان حضور دارد و در هم‌رشدی پیریت و کالکوپیریت نیز در آن‌ها قابل روئیت است (شکل 7-F). در نمونه‌های آذرآواری نیز پیریت‌های شکل‌دار بهمراه هم‌رشدی پیریت و کالکوپیریت مشاهده می‌شود. همچنین پیریت در این نمونه‌ها توسط اسفالریت جانشین شده و جدایش کالکوپیریت و اسفالریت نیز در این سنگ‌ها مشاهده می‌شود (شکل 7-G).

شکل 5. نقشه دگرسانی محدوده اکتشافی بارملک (مقیاس 1:5000) (شرکت مهندسین زرناب)

شکل 6. (A بافت پورفیریک با خمیره متوسط بلور و دگرسانی فیلیک ضعیف تا متوسط ـ آرژیلیک، پروپیلیتیک ضعیف تا متوسط در توده پورفیری، (B بافت پورفیریک با خمیره ریز بلور و دگرسانی فیلیک ضعیف ـ پروپیلیتیک ضعیف تا متوسط در توده پورفیری، (C تجزیه بیوتیت به کلریت، موسکویت و کربنات در دایک کوارتزدیوریتی نسل اول، (D تجزیه بلورهای نیمه شکل‌دار تا شکل‌دار بیوتیت به کلریت و کربنات در دایک کوارتزدیوریتی نسل دوم و (E بافت پورفیریک با خمیره درشت بلور و دگرسانی فیلیک ضعیف ـ پروپلیتیک ضعیف در آندزیت

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6B.jpg$ $C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6AA.jpg$

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6D.jpg$ $C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6C.jpg$

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6F.jpg$ $C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6E.jpg$

$C:\Users\AHAR\Desktop\ArtEco\6G.jpg$

شکل 7. (A پیریت‌های بفرم افشان و بصورت بلورهای بی‌شکل در توده کوارتزمونزونیت پورفیری، (B تجزیه مگنتیت به مارتیت در توده کوارتزمونزونیت پورفیری، (C جانشینی کالکوپیریت و اسفالریت بجای پیریت در توده کوارتزمونزونیت پورفیری، (D پیریت، گالن، اسفالریت و اکسولوشن بین کالکوپیریت و اسفالریت در توده کوارتز مونزونیت پورفیری، (E گالن بفرم افشان با پیت‌های قابل مشاهده در توده کوارتزمونزونیت پورفیری، (F درهم‌رشدی پیریت و کالکوپیریت در نمونه‌های آندزیتی و (G جانشینی پیریت توسط اسفالریت با اکسولوشن کالکوپیریت و اسفالریت در توف‌ها. حروف اختصاری (Ccp:Chalcopyrite, Py:Pyrite, Sp:Sphalerite)

با توجه به اینکه در منطقه اکتشافی سونگون دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول بعد کانی‌سازی و حتی بعد از تشکیل زون سوپرژن به ‌درون توده پورفیری سونگون تزریق شده‌اند (Moayyed, 1383)، لذا می‌توان کانی‌سازی گالن و اسفالریت در این توده را به فرآیندهای تاخیری اپی ترمالی نسبت داد که حتی توانسته است دایک‌های بعد کانی‌سازی را نیز تحت تأثیر قرار دهد. در مجموع بررسی عیار و گسترش کانی‌سازی مس در توده بارملک نشان می‌دهد که این محدوده از پتانسیل مناسبی برای پی‌جویی ذخائر مس پورفیری برخوردار نیست. جدول 1 وضعيت كاني‌سازي‌ مس در پنج گمانه اکتشافی را مشخص مي‌كند.

جدول 1. پارامتر‌های آماری عیار مس مغزه‌های حفاری

BH No	Depth	Total sample	%Cu Ave	%CuMax	%Cu≤0.15		%Cu>0.15
BH No	Depth	Total sample	%Cu Ave	%CuMax	Ave	Num of sam	Ave	Num of sam
BAM_01	360.50	162	0.025	0.26	0.014	154	8	0.23
BAM_02	316.30	83	0.01	0.17	0.008	82	1	0.17
BAM_03	319.00	33	0.016	0.16	0.011	32	1	0.16
BAM_04	352.20	35	0.012	0.08	0.012	35	0	0
BAM_05	300.60	27	0.042	0.51	0.016	25	2	0.38
TOTAL	1648.60	340	0.02	0.51	0.012	328	12	0.25

در شکل‌ 8 پلان و مقاطع پنج گمانه‌ اکتشافی که براساس شواهد سطحي كانيسازي و مطالعات ژئوشيميايي ارائه گردیده، دیده می‌شود. عمق حفاریها از 60/300 متر تا 50/360 متر متغیر است و مجموع متراژ حفاریها 6/1648 متر میباشد. اطلاعات سنگ‌شناسی، مینرال زون، آلتراسیون و عیار گمانه‌ها در شکل ‌9 آمده است.

بررسیهای صحرائی و لاگینگ گمانههای حفاری شده در منطقه بارملک نشان میدهد که دگرسانی غالب در توده کوارتزمونزونیت پورفیری فیلیک همراه با پروپیلیتیک و آرژیلیک، در دایکهای کوارتزدیوریتی نسل اول و دوم پروپیلیتیک همراه با سریسیت و آرژیلیک ضعیف و در سنگهای ولکانیک و ولکانو-کلاستیک ائوسن پروپیلیتیک ضعیف میباشد.

$G:\barmolk\Final Barmolk-117eII.jpg$

شکل 8. پلان گمانههای اکتشافی در محدوده بارملک

$G:\مقالات\Barmolkend\barmolk11\c\Final Barmolk-123c.jpg$ $G:\مقالات\Barmolkend\barmolk11\c\Final Barmolk-121c.jpg$ $G:\مقالات\Barmolkend\barmolk11\c\Final Barmolk-119c.jpg$

$G:\مقالات\Barmolkend\barmolk11\c\Final Barmolk-127c.jpg$ $G:\مقالات\Barmolkend\barmolk11\c\Final Barmolk-125c.jpg$

شکل 9. نمایش لیتولوژی، دگرسانی و عیار در گمانههای اکتشافی محدوده بارملک

نتیجه‌گیری

نتایج حاصل از بررسی‌های زمین‌شناسی سطحی و اطلاعات گمانه‌های اکتشافی در منطقه بارملک را می‌توان به صورت زیر جمع‌بندی کرد:

عمق زون‌های سولفوره در منطقه آنومال بارملک 60 تا 100 متر بوده و در کل کمتر از 100 متر برآورد شده است. تنوعهای لیتولوژیک در این منطقه به ترتیب رخداد سنی شامل سنگ‌های ولکانیک و ولکانو ـ کلاستیک ائوسن، توده کوارتزمونزونیت پورفیری و دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول و دوم است. دگرسانی‌های غالب در توده کوارتزمونزونیت پورفیری که در واقع ادامه توده کیقال پورفیری به سمت جنوب‌غرب است شامل دگرسانی‌های فیلیک، پروپلیتیک و آرژیلیک بوده و بعلت حاشیه‌ای بودن، دگرسانی پتاسیک در این منطقه دیده نمی‌شود. میزان پیریت این توده کم است و شاید یکی از دلایل عدم تشکیل زون غنی شده سوپرژن همین مسئله باشد. کانی‌سازی مشاهده شده در توده پورفیری بارملک شامل کالکوپیریت، گالن، اسفالریت و پیریت بفرم افشان، رگه ـ رگچه‌ای و پرکننده سطوح درزه می‌باشد و گسترش کانی‌سازی سرب و روی در این منطقه دلالت بر قرار داشتن این منطقه در بخش حاشیه‌ای یک توده پورفیری است. کانی‌سازی سرب و روی علاوه بر توده پورفیری، در دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول و سنگ‌های درونگیر نیز توسعه یافته است. مشاهده کانی‌سازی سرب و روی در دایک‌های کوارتزدیوریتی نسل اول بعد کانی‌سازی سوپرژن نشان می دهد که تزریق این دایک‌ها قبل از رخداد فاز اپی‌ترمالی توده پورفیری انجام شده است.

منابع

بابائی، ع. علوی تهرانی، م. و نوگلسادات، ج.،1375. نقشه توپوگرافی اهر با مقیاس 1:250000. سازمان زمینشناسی و اکتشافات معدنی کشور##حیدری، م. مؤید، م. و طالبیراد، ف.، 1386. ماگماتیسم پلیوکواترنری در محدوده معدن مس سونگون. هفتمین همایش سالانه انجمن زمینشناسی ایران، دانشگاه اصفهان، 447-438. ##سیمونز، و. کلاگری، ع.ا. مؤید، م. و جهانگیری، ا.، 1390. بررسی زونهای دگرسانی نوع پورفیری و رفتار ژئوشیمیائی عناصر کمیاب و نادر خاکی در آنها در منطقه کیقال (شمال ورزقان، آذربایجانشرقی). مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 19، 4، 578-565. ##سیمونز، و. کلاگری، ع.ا. مؤید، م. و جهانگیری، ا.، 1389. بررسی سنگشناسی و سنگزائی استوک کوارتزمونزونیت پورفیری کیقال (شمال ورزقان، آذربایجانشرقی). فصلنامه زمینشناسی ایران، 4، 13، 60-47. ##شرکت مهندسی زرناب، 1387. گزارش زمینشناسی محدوده بارملک، 152. ##شرکت مهندسی و مشاورهای پارساولنگ، 1388. گزارش زمینشناسی محدوده بارملک، 166. ##Ayati, F., Yavuz, F., Noghreyan, M., Haroni, H.A. and Yavuz, R., 2008. Chemical characteristics and composition of hydrothermal biotite from the Dalli porphyry copper prospect, Arka, central province of Iran. Mineralogy and Petrology, 94, 1, 107-122. ##Chen, J.L., Xu, J.F., Wang, B.D., Yang, Z.Y., Ren, J.B., Yu, H.X., Liu, H. and Feng, Y., 2015. Geochemical differences between subduction and collision-related copper bearing porphyries and implications for metallogenesis. Ore Geology Reviews, 70,1, 424-437. ##Guilbert, J.m. and Park, C.F., Jr., 1986. The Geology of Ore Deposits. Freeman and Company, New York, 985. ##Hassanpour, Sh., Alirezaei, S., Selby, D. and Sergeev, S., 2015. SHRIMP zircon U-Pb and biotite and hornblende Ar-Ar geochronology of Sungun, Haftcheshmeh, Kighal and Niaz porphyry Cu-Mo systems: evidence for an early Miocene porphyry-style mineralization in northwest Iran. International Journal of Earth Sciences, 104,1, 45-59. ##Moayyed, M., 2004. Reporting of geological studies and drilling cores of logging in Barmolk limit. Pars olang Engineering and Consulting Co, Tehran, 170. ##Richards, J.P., 2005. Cumulative factors in the generation of giant calc-alkaline porphyry Cu deposits, in Porter, T.M., (ed.), Super porphyry copper and gold deposits. A Global Perspective, PGC Publishing, Adelide, 1, 7-25. ##Richards, J.P., Boyce, A.J. and pringle, M.S., 2001. Geological evolution of the Escondida area, northern Chile: A model for spatial and temporal localization of porphyry Cu mineralization. Economic Geology, 96, 271-305. ##Shahabpour, J., 1999. The role of deep structures in the distribution of some major ore deposits in Iran, NE of Zagros thrust zone. Journal of Geodynamics, 28, 237-250. ##Sillitoe, R.H., 1989. Gold deposits in western Pasific island arcs: the magmatic connection, in: Keays, R.R., Ramsay, W.R.H., and Groves, D.I. (eds.), The geology of gold deposits: the perspective in 1988. Economic Geology Monograph, 6, 274-291. ##Sillitoe, R.H., 1993. Gold-rich porphyry copper deposits: Geological model and exploration implications. Geological Association of Canada Special Paper, 40, 465-478. ##Sillitoe, R.H., 1994. Erosion and collapse of volcanoes: Causes of telescoping in intrusion-centered ore deposits. Geology, 22, 945-948. ##Sillitoe, R.H., 1998. Major regional factors favoring large size, high hypogene grade elevated gold content and supergene oxidation and enrichment of porphyry copper deposits, in: Porter, T.M., (ed.), Porphyry and Hydrothermal copper and gold deposits. A Global Perspective: PGC Publishing, Adelide, 21-34. ##Sillitoe, R.H., 2000. Gold-rich porphyry deposits: Descriptive and genetic models and their role in exploration and discovery. SEG Reviews, 13, 315-345. ##Titley, S.R. and Hicks, C.L., 1966. Geology of the porphyry copper deposits, Southwestern North America. Tuoson: Univ, Ariz Press, 287. ##Waterman, G.C. and Hamilton, R.L., 1975. The Sar Cheshmeh porphyry copper deposit. Economic Geology, 70, 568-576. ##Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M., 2005. Geology of the Darreh-Zerreshk and Ali-Abad porphyry copper deposites, central Iran. International Geology Review, 47,6, 620-646.##

[1] * Corosponding:aravankhah@gmail.com

Share To

Article Url

Geology, alteration and mineralization studies of the Barmolk porphyry copper deposit (North of Varzeghan – East Azarbaijan Province)