ایران - مشهد مقدس
اداره کل زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق
کانه زایی مس با میزبان رسوبی در نهشتههای طبقات قرمز نئوژن منطقه چلپو شمال کاشمر، بر اساس مطالعات لیتواستراتیگرفی، لیتوژئوشیمیایی، کانی شناسی، تغییرات حجمی عنصری و پراکندگی عناصر نادر
مصطفی فیض، محمد صفری، حسین هادی زاده خادر
Sandstone-hosted copper mineralization in Neogene-red-bed strata, Chelpo (North of Kashmar, NE of Iran): Constraints from lithostratigraphy, lithogeochemistry, mineralogy, mass change technique, and REE distribution
این مقاله علمی پژوهشی در سی و هفتیمن کنفرانس بین المللی زمینشناسی IGC2024 کشور کره جنوبی شهر بورسان در سپتامبر 2024 ارائه شد.
چکیده:
منطقه مس چلپو در شمال شرقی ایران واقع شده است که بخشی از زون ساختاری ایران مرکزی و حوضه پسکمانی سبزوار محسوب میشود. این حوضه رسوبی که در رسوبات تخریبی الیگومیوسن تجمع یافته، با نام حوضه نصر-کدکن-سنگرد (NKS) شناخته میشود. لایههای رسوبی این حوضه عمدتاً از سنگهای افیولیتی کرتاسه بالایی و سنگهای آتشفشانی حد واسط تا مافیکِ پس از افیولیت تشکیل شدهاند که بهصورت ناپیوستگی برجا گذاشته شدهاند. لایههای ماسهسنگی کانهدار در منطقه چلپو شامل زونهای شستهشده (با ضخامت پنج تا هشت متر) و عدسیهای کانهدار با ضخامت 5/0 تا 7/0 متر هستند. کانیهای معدنی این منطقه شامل کانیهای سولفیدی اولیه مانند کالکوسیت، کالکوپیریت و پیریت، و همچنین کانیهای ثانویه مانند کوولیت، دیژنیت، مالاکیت و آزوریت هستند که در سه مرحله اصلی، همزمان و سوپرژن تشکیل شدهاند. مهمترین عوامل کنترلکننده کانهزایی در این منطقه عبارتند از: نفوذپذیری سنگهای میزبان، وجود زونهای گسلی بهعنوان مسیرهای انتقال محلولهای اکسیدی مس، و حضور مقادیر قابل توجهی از فسیلهای گیاهی که محیط احیایی را برای تهنشینی لایههای کانهدار ایجاد کردهاند. مطالعات آماری روی لایههای مسدار نشان میدهد که عناصر Ag، Cd، Mo و S بیشترین همبستگی مثبت را با مس دارند، درحالیکه TiO₂، Fe₂O₃، Al₂O₃، Sc، Tm، Sn و عناصر نادر خاکی (REEs) همبستگی منفی دارند. محاسبات مربوط به تغییرات جرمی در لایههای ماسهسنگی مسدار و ماسهسنگهای اولیه نشان میدهد که عناصر Pb، As، Cd، Te و Mo در مناطق کانهدار غنی شدهاند، درحالیکه SiO₂، TiO₂، Fe₂O₃، V،Sr و Ba کاهش یافتهاند. ترکیب مطالعات زمینشناسی، چینهشناسی و ژئوشیمیایی نشان میدهد که منبع اولیه مس احتمالاً لایههای قرمز زیرین بوده که حاوی هورنبلند، پلاژیوکلاز، بیوتیت، فلدسپار قلیایی و کانیهای ناپایدار بوده است. فرآیندهای دهیدراسیون و هیدرولیز این کانیها در حین دیاژنز، سبب شسته شدن مس و عناصر مرتبط با آن توسط سیالات گردشی شده و محلولی اکسیدان- هیدروترمال را ایجاد کرده است. مس و نقره در این محلول اکسیدان احتمالاً از طریق زونهای گسلی در حوضه به سمت بالا حرکت کرده و در محیطهای احیاییِ لایههای ماسهسنگی که دارای مواد آلی فراوان بودهاند، تهنشین شدهاند. به نظر میرسد که مس در این محلولها بهوسیله کمپلکسهای کلریدی حمل شده است. برخورد محلولهای اکسیدان و احیایی منجر به رسوبگذاری مس و نقره شده، درحالیکه برخی عناصر پایدار در محیطهای اکسیدان (مانند Fe₂O₃، TiO₂، SiO₂ و عناصر نادر خاکی) در شرایط احیایی ناپایدار شدهاند. بنابراین، ماسهسنگهای حاوی مس در منطقه مورد مطالعه از این عناصر تخلیه شدهاند که نتیجه فرایند شستشو است. نتایج نشان میدهد که در طی مرحله کانهزایی، عناصر نادر خاکی سبک (LREEs) و متوسط (MREEs) کاهش یافتهاند، اما عناصر Cu، Ag و S غنیشدهاند. بر اساس شواهد صحرایی، به نظر میرسد که بهترین مدل برای تهنشینی کانیهای سولفیدی مس، گردش سیالات درونزاد در لایههای قرمز بستر بوده که در اثر فرایندهای دیاژنزی تولید شدهاند. این سیالات در مواجهه با فاسیسهای احیایی که قبلاً توسط بقایای گیاهی فسیلشده در ماسهسنگها شکل گرفته بودند، شرایط مناسبی را برای رسوبگذاری ایجاد کردهاند.
