Akhtarchi deposit with carbonated host: geology, mineralography and electron microprobe (EPMA) studies
Subject Areas :
Mohammadamin
Naziri
1
Iraj
Rassa
2
Mohammad
yazdi
3
Keywords: Akhtarchi, Sanandaj-Sirjan zone, Carlin type, Carbonated host rock, Gold,
Abstract :
The Akhtarchi gold deposit with carbonate host is located in southeast Mahallat, Markazi province, and Sanandaj-Sirjan structural zone. Host rock includes impure carbonated rocks with Permian age which is affected by dissolution (decarbonatization) and brecciation in mineralized zones. Mineralization is controlled structurally and there is spatial relation between faults and mineralization. The most important alterations include silicification, hematization, dolomitization, decarbonatization and argillic. Gold occurrence is seen as three forms, associated with iron oxides, siliceous (jasperoid) and placer. There are five types of mineralized veins in the area including gold bearing iron oxide, gold bearing siliceous -iron oxide, copper bearing siliceous-iron oxide, siliceous-pyritic and milky quartz veins. Microscopic studies and microprobe analyses show that gold exists in this deposit as microscopic grains inside iron oxides and as submicroscopic in iron oxides, iron-manganese oxides, carbonates, copper bearing secondary minerals and sulfides. Based on geological, structural, alteration, mineralography and microprobe studies, properties of Akhtarchi deposit have the most similarity with Carlin type gold deposit.
آقانباتی، ع.، 1383. زمینشناسی ایران، سازمان زمینشناسی ایران، تهران. 586.
ثابتور نامخواستی، ح.، میرنژاد، ح.، احمدی، ا. و سجادی آلهاشم، س.ف.، 1392. چگونگی شکلگیری کانسار منگنز بزنین، اردستان (اصفهان) براساس بررسیهای میکروسکوپی و دادههای ریزکاوش الکترونی. مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 21، 537-548.
جزیی، م.ا.، کریمپور، م.ح. و ملکزاده شفارودی، ا.، 1395. بلورشناسی، کانیشناسی و ژئوشیمی گالن، کانسار سرب نخلک (اصفهان). مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 24، 4-18.
رحمانی جوانمرد، س.، طهماسبی، ز.، دینگ، ز. و احمدی خلجی، ا.، 1399. بررسی رفتار زمینشیمیایی عناصر اصلی و کمیاب خاکی در گارنتهای موجود در سنگهای دگرگونی منطقه بروجرد (پهنه سنندج-سیرجان). فصلنامه زمینشناسی ایران، 53، 87-107.
سخدری، م.، یزدی، م. و بهزادی، م.، 1390. ژئوشيمي، دگرساني و کانيزايي طلا در منطقه شانق، دليجان (اصفهان). مجله علوم زمین، 81، 75-80.
شرکت مشاور پارسی کان کاو، 1393. گزارش پایان اکتشاف منطقه اخترچی، 393.
طورچی، م. و نصراصفهانی، ع.، 1376. بررسی زمینشناسی کانسارهای انجیره اصفهان. مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 5، 83-96.
مهرابی، ب. و طالعفاضل، ا.، 1395. کانیشناسی و پاراژنز کانسنگ Cu-Au-Bi منطقهی پیجویی کوهدم (شمالشرق اردستان)، مجموعهی فلززایی انارک. مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 24، 635-646.
مهوری، ر.، نقرهییان، م.، مکیزاده، م.ا. و پورنقشبند، غ.ر.، 1390. بررسی کانیشناسی و ژئوشیمیایی کانسار بنتونیت مهرآباد (شرق اصفهان). مجله بلورشناسی و کانیشناسی ایران، 19، 3-14.
نظیری، م.ا.، 1390. اکتشافات لیتوشیمیایی طلا در آنومالی شماره 3 کانسار کوه دم، اردستان، اصفهان. پایان-نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه پیام نور، تهران، 186
نوریان رامشه، ز.، یزدی، م.، رسا، ا. و مسعودی، ف.، 1395. توزيع طلا و عناصر فرعي در پيريت کانسار سنجده، منطقه معدني موته، بر اساس نتايج آناليز الکترون مايکروپروب. مجله زمینشناسی ایران، 10، 59-70.
Arehart, G.B., 1996. Characteristic and origin of sediment-hosted disseminated gold deposits: a review. Ore Geology Reviews, 11, 383-403.
Arehart, G.B., Chryssoulis, S.L. and Kesler, S.E., 1993. Gold and arsenic in iron sulfides from sediment-hosted disseminated gold deposits: Implications for depositional processes. Economic Geology, 88, 171-185.
Cabri, L.J., Chryssoulis, S.L., DE Villiers, J. P.R., Laflamme, J.H.G. and Buseck, R., 1989. The nature of “invisible” gold in arsenopyrite. The Canadian Mineralogist, 27, 353-362.
Christensen, O.D., 1996. Carlin Trend Geologic Overview, in Field Trip Guide Book Compendium, Geology and Ore Deposits of the American Cordillera, S.M. Green and E. Struhsacker, Editors, Geological Society of Nevada, 147-156.
Christensen, O.D., 1993. Carlin Trend Geologic Overview; in Gold Deposits of the Carlin Trend, Nevada, O.D. Christensen, Editor, Society of Economic Geologists. Guide book Series, 18, 12-26.
Clark Maroun, L.R., Cline, J., Simon, A., Anderson, P. and Muntean, J.L., 2017. High-Grade Gold Deposition and Collapse Breccia Formation, Cortez Hills Carlin-Type Gold Deposit, Nevada, USA. Economic Geology, 4, 112, 707-740.
Essman, J., 2010. Rain revisited: New structural and stratigraphic insights and their implications for Carlin-type deposits, In Steininger, R., Pennell, B. (Eds.), Great Basin Evolution and Metallogeny. Geological Society of Nevada. Symposium Proceeding, 511-535.
Evans, J.G., 1980. Geology of the rodeo Creek NE and Welches Canyon quadrangles, Eureka County, Nevada, US geology survey bulletin, 1473, 81.Gondwana Research, 40, 43-57.
Fergusson, C.L., Nutman, A. P., Mohajjel, M. and Bennett, V., 2016. The Sanandaj–Sirjan zone in the Neo-Tethyan suture, western Iran: Zircon U–Pb evidence of late Palaeozoic rifting of northern Gondwana and mid-Jurassic orogenesis. Gondwana Research, 40, 3-57.
Hausen, D.M., Ahlrichs, J.W., Mueller, W. and Park, W.C., 1986. Particulate gold occurrences in three Carlin carbonaceous ores, In Process Mineralogy VI , ed. D. Hagni, TMS, Warrendale, PA, 193-214.
Hausen, D.M., 1981. Process mineralogy of auriferous pyritic ores at Carlin, Nevada, In Hausen, D.M. and Park, W.C., eds. Process Mineralogy, TMS, Warrendale, PA, 271-289.
Heitt, D.G., Dunbar, W.W., Thompson, T.B. and Jackson, R.G., 2003. Geology and geochemistry of the Deep Star gold deposit, Carlin Trend, Nevada. Economic Geology, 95, 1107-1135.
Hickey, K.A., Ahmed, A.D., Barker, S. and Leonardson, R., 2014. Fault-Controlled Lateral Fluid Flow Underneath and Into a Carlin-Type Gold Deposit: Isotopic and Geochemical Footprints. Economic Geology, 109, 1431-1460.
Hofstra, A.H. and Cline, J.S., 2000. Characteristic and models for Carlin-type gold deposits. Economic Geology Reviews, 13, 163-220.
Leonardson, R.W., 2010. Barrick Cortez Gold Acres structure: in Steininger, R.C. and Pennell, B., eds., Geological Society of Nevada Symposium 2010: Great Basin Evolution and Metallogeny, Reno, Nevada, 2010, 17-29.
Moritz, R., Ghazban, F. and Singe, B.S., 2006. Eocene Gold Ore Formation at Muteh, Sanandaj-Sirjan Tectonic Zone, Western Iran: A Result of Late-Stage Extension and Exhumation of Metamorphic Basement Rocks within the Zagros Orogen. Economic Geology, 10, 8, 1497-1524.
Muntean, J.L., 2018. The Carlin gold system: Applications to exploration in Nevada and elsewhere: in Muntean, J.L. (ed.), Diversity of Carlin-Style Gold Deposits, Society of Economic Geologists Reviews in Economic Geology, 19, 39-88.
Muntean, J.L. and Cline, J., 2018. Introduction: Diversity of Carlin-Style Gold Deposits: in Muntean, J.L. (ed.), Diversity of Carlin-Style Gold Deposits, Society of Economic Geologists Reviews in Economic Geology, 19, 1-5.
Palmer, J.C. and Kuiper, Y.D., 2017. Structural geology of the eastern Nadaleen trend, Yukon Territory, Canada: Implications for recently discovered sedimentary rock-hosted gold. Ore Geology Reviews, 80, 48-60.
Pinet, N., Sack, P.J., Mercier-Langevin, P., Lavoie, D., Dubé, B., Lane, J. and Brake, V., 2018. Breccia styles and controls on carbonate replacement-type (‘Carlin-type’) gold zones, Rackla belt, east-central Yukon: in Targeted Geosciences Initiative – 2017 Report of Activities: Volume 1, (ed.) N. Rogers; Geological Survey of Canada, 136-168.
Radtke, A.S., 1985. Geology of the Carlin gold deposit, Nevada. U.S. Geological Survey Professional Paper, 124.
Rhys, D., Valli, F., Burgess, R., Heit, T.D., Griesel, G. and Hart, K., 2015. Controls of fault and fold geometry on the distribution of gold mineralization on the Carlin Trend: in Pennell, W.M. and Garside, L.J., eds., New concepts and discoveries. Geological Society of Nevada 2015 Symposium, 333-389.
Teal, L. and Jackson, M., 2002. Geologic overview of the Carlin Trend gold deposits; in Gold deposits of the Carlin Trend, Nevada. Bureau of Mines and Geology, Bulletin, 111, 9-19.
Vaughan, J., Hickey, K.A. and Barker S., 2016. Isotopic, Chemical, and Textural Evidence for Pervasive Calcite Dissolution and Precipitation Accompanying Hydrothermal Fluid Flow in Low-Temperature, Carbonate-Hosted, Gold Systems. Economic Geology, 5, 111, 1127-1157.
Wang, K.R., Zhou, Y.Q., Sun, L.G. and Ren, C.G., 1994. Study on the gold occurrence from several typical Carlin-type gold deposits in China. Publishing House of University of Science and Technology of China, Hefei, 112
Wang, K.R., Zhou, Y.Q., Li, F., Sun, L., Wang, J., Ren, C.G., Zhou, S.J., Tang, J.Y. and Yang, F.J., 1992. SPM and SEM study on the occurrence of micrograined gold in the Jinya gold deposit, Guangxi. Chinese Science Bulletin, 37, 1906-1910.
Wells, J.D. and Mullens, T.E., 1973. Gold-bearing arsenian pyrite determined by microprobe analysis, Cortez and Carlin gold mines, Nevada. Economic Geology, 68, 187-201.
Whitney D.L. and Evans B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95, 185-187.
Yigit, O., Nelson, E.P., Hitzman, M. and Hofstra, A.H., 2003. Structural Controls on Carlin-Type Gold Mineralization in the Gold Bar District, Eureka County, Nevada. Economic Geology, 6, 98, 1173-1188.
کانسار طلای اخترچی با میزبان کربناته؛ زمینشناسی، مینرالوگرافی و مطالعات الکترونمایکروپروب (EPMA)
محمدامین نظیری1و* ، ایرج رسا2و محمد یزدی3
1. دانشجوی دکتری زمینشناسی اقتصادی، گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران
2. استاد گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران
3. استاد گروه زمینشناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی تهران
چکیده
کانسار طلای اخترچی با میزبان کربناته در جنوبشرق محلات، استان مرکزی و در پهنه ساختاری سنندج-سیرجان قرار دارد. سنگ میزبان شامل سنگهای کربناته ناخالص پرمین میباشد و در پهنههای کانهزایی تحت تأثیر انحلال (کربناتزدایی) و برشی شدن قرار دارد. کانهزایی بهصورت ساختاری کنترل شده است و ارتباط مکانی بین گسلها و کانهزایی وجود دارد. مهمترین دگرسانیها شامل سیلیسی،هماتیتی، دولومیتی، کربناتزدایی و رسی میباشند. کانهزایی طلا به سه صورت همراه با اکسیدهای آهن، نوع سیلیسی (ژاسپروئیدی) و نوع پلاسری ایجاد شده است. پنج نوع رگه کانهدار در منطقه شناسایی شدهاند که عبارتند از رگههای اکسیدآهن طلادار، سیلیسی-اکسیدآهنی طلادار، سیلیسی-اکسیدآهنی مسدار، سیلیسی پیریتی و کوارتزی شیری رنگ میباشد. بر اساس مطالعات مایکروپروب طلا بهصورت ذرات میکروسکوپی درون اکسیدهای آهن و بهصورت نامرئی درون اکسیدهای آهن، آهن-منگنز، کربناتها، کانیهای ثانویه مسدار و سولفیدها وجود دارد. براساس مطالعات زمینشناسی، ساختاری، دگرسانی، مینرالوگرافی و مایکروپروب ویژگیهای کانسار اخترچی بیشترین شباهت را با کانسارهای طلای کارلین دارد.
واژههای کلیدی: اخترچی، پهنه سنندج-سیرجان ،تیپ کارلین، سنگ میزبان کربناته ، طلا.
* نویسنده مرتبط: naziri.ma@gmail.com
مقدمه
کانسار طلای اخترچی با میزبان کربناته، در 20 کیلومتری جنوب شرق محلات، استان مرکزی و پهنه ساختاری سنندج –سیرجان قرار دارد. پهنه سنندج-سیرجان یک زون دگرگونی در کوهزایی زاگرس از منشاء گندوانایی است (Fergusson et al.,2016). در اين پهنه، پديدههاي دگرگوني، ماگماتيسم و زمينساخت پیدرپی و هماهنگ با فازهاي زمينساختي شناخته شده در مقياس جهاني در بيشترين مقدار رخ داده است. از همينرو، اين پهنه ناآرامترين و بهعبارتي پوياترين پهنه زمينساختي ايران است (آقانباتی، 1383). بر اساس دادههای شیمیایی عناصر اصلی، کمیاب و کمیاب خاکی سنگ کل، سنگهای دگرگون در پهنه سنندج-سیرجان به محیط زمینساختی فرورانش و کمانهای آتشفشانی قارهای تعلق دارند (رحمانی جوانمرد و همکاران، 1399). ناحیه اخترچی از نظر تنوع مواد معدنی قابل توجه است، بهطوریکه کانهزاییهای مختلفی از قبیل طلا، مس، روی، آهن، منگنز، فلوریت، و باریت در این منطقه گزارش شده است. این منطقه در محل برخورد پهنه سنندج-سیرجان و کمان ماگمایی ارومیه- دختر واقع شده است؛ بنابراین علاوه بر تنوع مواد معدنی، تیپهای مختلفی از کانسارها همانند کانسارهای مس- طلای پورفیری دالی و طلای کوهزایی در سنگهای پالئوزوئیک میانی تا بالائی موته در این منطقه تشکیل شده است (جزیی و همکاران، 1395؛ مهرابی و طالع فاضل، 1395؛ نوریان رامشه و همکاران، 1395؛ ثابتور نامخواستی و همکاران، 1392؛ سخدری و همکاران، 1390؛ مهوری و همکاران، 1390؛ نظیری، 1390؛ طورچی و نصراصفهانی، 1376). ازآنجاییکه اغلب کانسارهای طلا با میزبان رسوبی بسیار ریزدانه هستند (Arehart, 1996; Arehart et al., 1993; Wells and Mullens, 1973) و در مقیاس کانسار بهصورت دانه پراکنده وجود دارند (Christensen, 1996; Christensen, 1993)، تشخیص و اکتشاف این کانسارها مشکل است. بهجز کانسار طلای اخترچی، تاکنون کانسار طلای دیگری با میزبان کربناته در این منطقه گزارش نشده است. دولومیت ضخیم لایه تا تودهای، مهمترین سنگ میزبان این کانسار است. سنگآهک با تبلور مجدد در اغلب محلهای کانهزایی طلا بهصورت کمر پایین حضور دارد. از ویژگیهای سنگ میزبان، وجود حفرات انحلالی حاصل از شستشوی اسیدی آبهای فرورو میباشد. کلسیت و آراگونیت در این حفرات تشکیل شدهاند. کانهزایی، ترکیب کانیشناسی سادهای دارد و ترکیبات پیچیده عناصر همراه طلا، همچون آنتیموان، آرسنیک و جیوه گسترش چندانی ندارند و یا در مقادیر بالا حضور ندارند. طی مطالعات زمینشناسی، منطقه اخترچی از نظر ساختاری به سه بخش سهغار، پشتتکغار و تکغار تقسیم شد (شکل 1). ازآنجاییکه کانسارهای طلا با میزبان رسوبی، منابع مهم طلا در مقیاس جهانی میباشند (Hofstra and Cline, 2000; Arehart, 1996). از اینرو از اهداف اکتشافی مهم بهحساب میآیند و مطالعات زیادی بر روی این کانسارها صورت پذیرفته است (Muntean, 2018 Muntean and Cline, 2018; Clark Maroun et al., 2017; Vaughan et al., 2016; Hickey et al, 2014;). برای افزودن بر دانش ما از نوع کانهزایی، ژنز و کنترلکنندگان کانهزایی در کانسار اخترچی، در این مقاله زمینشناسی، دگرسانی، تکتونیک، مینرالوگرافی و در نهایت ویژگیهای ژئوشیمیایی کانیها و کانههای میزبان طلا با استفاده از ترکیب مطالعات میکروسکوپی و نتایج الکترونمایکروپروب1 بررسی شد.
شکل 1. نقشه زمینشناسی گستره مورد مطالعه اخترچی در مقياس 1:5000 که بر روی آن واحدهای سنگی، دگرسانیهای گرمابی، انواع گسلهای رخ داده، کانهزاییها و ارتباط بین پدیدههای مختلف در سه بلوک شمالی، مرکزی و جنوبی نشان داده شده است (برگرفته از شرکت مشاور پارسی کانی کاو، 1393 با تغییرات)
روش مطالعه
بعد از پیمایشهای زمینشناسی از پهنه، نمونهبرداری از سنگهای میزبان دگرسان و غیر دگرسان و نیز بخشهای مختلف کانسنگهای گستره اخترچی صورت پذیرفت. بعد از بررسی نمونههای دستی، نمونههای مناسب برای تهیه مقاطع نازک (56 عدد)، نازک-صیقلی (14 عدد) و صیقلی (12 عدد) انتخاب شد. بعد از تهیه مقاطع، مطالعه پتروگرافی و مینرالوگرافی مقاطع با استفاده از میکروسکوپ نوری در دانشگاه شهید بهشتی صورت پذیرفت. تجزیه الکترونمایکروپروب شامل تصویربرداری بکاسکتر2 و تجزیه نقطهای کانیها و کانههای میزبان طلا برای تایید ماهیت کانهها و تعیین مقدار طلا و دیگر عناصر در مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی ایران انجام شد. برای مطالعات مایکروپروب، ابتدا مقاطع صیقلی تهیه شده از نمونههای منتخب با کربن مورد پوشش قرار گرفت و سپس بهوسیله دستگاه مایکروپروب مدل CAMECAX100 با شرایط 20 کیلو الکترونولت (Kev) و 20 نانوآمپر (nA) و با پرتو به قطر یک تا پنج میکرون مورد مطالعه قرار گرفت. کانههای کالکوپیریت، گالن، اسفالریت، کالکوسیت و ذرات طلا به همراه سیلیکات مس، اکسیدهای آهن و آهن-منگنز، کوارتز، باریت و کربناتها، مواردی بودند که بر روی آنها تجزیه صورت گرفت (137 نقطه).
بحث
زمینشناسی منطقه اخترچی
واحدهای منطقه از قدیم به جدید عبارتند از (شکل 1، شرکت مشاور پارسی کانی کاو، 1393 با تغییرات):
1) واحد شيست و فيليتهاي سبز تا خاكستري متمايل به سبز كربونيفر (Csh). از ويژگيهاي اين واحد تزريق رگههاي كوارتز و كوارتز- اكسيدآهن شيري رنگ به درون لایهبندی اين واحد میباشد. به نظر ميرسد واحد شيست و فيليت كربونيفر تحت تاثير دو نسل فشارش قرار دارد كه حاصل آن وجود دو جهت برگوارگي، به اصطلاح برگوارگي كنگرهاي، میباشد (شکل 2-الف)؛
2) مهمترين واحد ميزبان كانهزایی طلا در گستره اخترچي، مجموعه واحدهاي پرمين ميباشد. این مجموعه متشکل از الف- سنگآهک دولوميتي قهوهاي روشن (pgdl)، ب- سنگآهک رسي نازك تا ضخيم لايه چرتي خاكستري با میان لايههاي شيل و ماسهسنگ (Plc) (شکل 2-ب)، پ- سنگآهك نواري سفيد تا شيري با تبلور مجدد (Pl) میباشد. از ويژگيهاي اين واحد، ساخت نواري است كه در اثر تبلور مجدد تغيير يافته است
(شکل 2-پ) و در تمامی رخنمونها همراه با کانهزایی است و ت- سنگآهک دولوميتي قهوهاي تا خاكستري تيره (Pdl). سطوح چروكيده حاصل از دولوميتي شدن، از ويژگيهاي اين واحد ميباشد؛
3) واحد شيل سبز تا خاكستري تيرهبا میان لايههاي سيلتستون ژوراسيك (Jsh) (شکل 2-ت)؛
4) مجموعه واحدهاي كرتاسه در گستره اخترچي به دو واحد و چهار زير واحد تقسيم شده است. الف- واحد سنگآهک تخريبي، سنگآهک مارني و سنگآهک ماسهاي خاكستري روشن (Klms)، ب- زیر واحد سنگآهک دولوميتي با قطعات فسيلي خاكستري متمايل به سبز تا قهوهاي (Kdl)، پ- ماسهسنگ آهكي و سنگآهک قهوهاي (Kls). وجود ريپل مارك در این زیر واحد (شکل 2-ت) نشاندهنده عمق کم محيط تشكيل آن ميباشد، ت- زیر واحد ماسهسنگ آهكي نازك لايه قهوهاي تيره (Ks)، ث- واحد مارن و سنگآهک مارني كرم تا خاكستري روشن (Kml). در اين واحد قطعات فسيلي نیز حضور دارند (شکل 2-ث) و ج- زير واحد سنگآهک مارني و سنگآهک خاكستري تيره با قطعات فسيلي (Kml2)؛
5) تنها واحد مربوط به زمان ائوسن، واحد ميكروكنگلومرا تا ماسهسنگ قرمز (Ecs) میباشد. این واحد متشکل از ميكروكنگلومرای پليژنتيك با قطعات آتشفشاني، آهكي و ماسهسنگي و نیز ماسهسنگ درشتدانه ميباشد؛
6) واحدهاي كواترنري به سه بخش تقسيم شدهاند. الف- نهشتههاي پادگانهاي جوان (Qt)، ب- نهشتههاي پادگانه آبرفتي (Qf) و پ- نهشتههاي آبرفتي كانال رودخانه (Qal). با توجه به كانهزایی طلا در ارتفاعات و فرسايش و حمل سنگها به داخل مسيل رودخانهها امكان تشكيل ذخاير پلاسر طلا در اين نهشتهها وجود دارد؛
7) دايكهاي ديابازي خاكستري تيره تا سبز تيره با روند شمالغربي- جنوبشرقي بیشتر در جنوبغرب گستره که مجموعه كربونيفر- پرمين را قطع كردهاند. اين دايكها اغلب ابعاد كوچكي دارند (شکل 2-ج).