نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران

3 گروه زمین‌شناسی اقتصادی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 گروه زمین‌شناسی، داشکده علوم، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

5 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

6 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

چکیده

حوضه رسوبی ژوراسیک-کرتاسه در ناحیه آغل مسی را لایه‌های قرمز رنگ سازند گره دو تشکیل می‌دهد که شامل توالی ماسه سنگ دانه ریز، ماسه سنگ دانه متوسط تا درشت و در نهایت کنگلومرا سرخ اکسیدان (هماتیت‌دار) می‌باشد که در بخش‌هایی احیایی شده‌اند. کانه‌زایی در افق‌های احیایی و در ارتباط با کانال‌های دیرینه رخداده است. در محدوده رخداد مس - اورانیوم آغل‌مسی، دو افق اصلی احیایی و چهار زیر افق قابل تشخیص است که هریک، از سه پهنه قرمز اکسیدان، پهنه شسته شده و پهنه احیایی کانه‌زایی تشکیل شده‌اند. با توجه به ویژگی-های سنگ‌شناسی، ژئومتری عدسی وابسته به لایه، گسترش ناحیه‌ای، ساخت و بافت جانشینی و دانه پراکنده، کانی شناسی ساده، وجود آثار و بقایای گیاهی و تمرکز کانه‌زایی مس در ارتباط با آن، رخداد مس آغل‌ مسی را می‌توان تیپ رسوبی لایه‌ای قرمز با میزبان نهشته‌های رسوبی1 در نظر گرفت. برای ارزیابی کانی‌شناسی و نحوه تشکیل رخداد مس- اورانیوم در منطقه، مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی نظیر تهیه مقاطع نازک و صیقلی و مطالعات ژئوشیمیایی نظیر XRF، XRD و ICP-MS انجام شده است. ماسه سنگ‌های میزبان اورانیوم طبق نمودار فولک از نوع لیت آرنایت بوده و حداکثر میزان اورانیوم در ماسه‌سنگ‌ها ppm 96 می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The mineralogy, geochemistry and genesis of Aghol-Messi sedimentary copper - uranium deposit, Tabas block, Central Iran

نویسندگان [English]

  • Reza Arjmandzadeh 1
  • Ebrahim Sharifi Teshnizi 2
  • Ali Akbar Ahmadi 3
  • amir mahdavi 4
  • Sima Tavsoli 5
  • Rahim Dabiri 6

1 Department of Geology, Faculty of Science, Payame Noor University (PNU), Iran

2 Young Researchers and Elite Club, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran

3 Department of Economic Geology, Faculty of Sciences, Urmia University, Urmia, Iran

4 Department of Geology, Faculty of Science, University of Birjand, Birjand, Iran

5 Department of Physical Geography, Faculty of Letters and Humanities, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

6 Department of Geology, Islamic Azad University, Mashhad Branch, Mashhad, Iran

چکیده [English]

IntroductionSediment-hosted copper deposits are the 2nd most important copper deposits after porphyry type deposits in the world. They supply more than 23% of world copper production (Brown, 2003). These types of deposits have been considered in Iran in recent years. In this regard, numerous copper deposits have been identified such as Markasheh and Tesuj (Mahdavi, 1387; Taghizadeh et al., 1386). The purpose of this article is to investigate the mineralogical, geochemical characteristics and genesis of Aghol-mesi sedimentary Copper-Uranium deposit in the vicinity of the Markasheh copper deposit.Materials and methodsAfter field studies and picking the right samples, 30 thin sections and 30 thin-polished sections were prepared and studied. Afterwards, geological, alteration and mineralization maps were prepared on a scale of 1: 5000 within an area of about 10 km2. 62 samples were analyzed by XRF and 17 samples by ICP-MS in Atomic Energy Organization. In order to accurately identify minerals, 10 rock samples were taken from the area for the XRD analysis. DiscussionAghol-mesi Cu deposit is located northwest of Ravar, in southwest of Tabas block. Host rocks of Aghol-mesi deposit in this part of central Iran subcontinent, include redbed sediments (Garadu redbeds) of Jurassic-Cretaceous age that extend in large areas between Ravar to Tabas, in a distance of more than 400 km. These sediments overprint salts of central Iran with upper Jurassic age and are overlaid with Cretaceous evaporite-carbonate units.Gradu redbeds include alternates of red oxidized sandstone, conglomerate and siltstone that partly change to light grey in color. In the Aghol-mesi area, two main reducing horizons are obvious within these grey parts that each of these horizons include three zones:Red oxidized zone: oxidized zones include main parts of Garadu redbeds that encompass reduced horizons from top and bottom. Neotocite is the only copper bearing mineral in this zone.Bleached zone: This zone is the altered part of Garadu Redbed sequences. Under influence of reduced fluid, color of red-orange sandstones convert to white, yellowish brown, grey or green color. Neotocite is the only copper bearing mineral in this zone that is very abundant as red zone.Reduced mineralized zone: In Aghol-mesi deposit, ore bearing zones formed non-continuous bleached reduced zones as lentiform. Abundance of plant fossil fragments as reductant and permeability of rocks in bleached zone is a principle factor in formation of this zone. Principle ore minerals in this deposit are chalchosite, bornite, covellite, chalcopyrite, pyrite, argentite and copper carbonates such as malachite. Chrysocholla, neotocite and atacamite are the other ore minerals at Aghol-mesi Cu deposit. Principle ore texture is replaced, disseminated, framboidal pyrite and solutioned seams.ConclusionExistence of upward coarse grain sedimentary cycles with woody fragments and plant fossils, sedimentary structures including ripple mark and cross bedding, rich paleochannel organic matter, biogenic sedimentary structures and caliche reveal that depositional environment of these sediments was a tidal-delta retrograde, marine environment. Considering the sedimentary sequences in the area, and paleotectonics of this part of central Iran in Jurassic-Cretaceous, Aghol-mesi copper deposit was formed in an extensional environment of the continental margin. Based on characteristics of Aghol-mesi Cu deposit such as lithology, lenses and layered shape (in geometry), regional extent, lamination, dissemination, vein and veinlets and replacement textures, mineralogy, presence of plant fossils and concentration of copper mineralization relative to these fossils, the copper mineralization in Aghol-mesi Cu deposit is a red bed type sediment-hosted copper that was formed soon after early diagenesis and before deep burial.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Uranium
  • reduction and oxidation
  • Garedo Formation
  • Red Sandstone
  • Aghol-Messi

-آدابی، م.ح.، 1383. ژئوشیمی رسوبی، تهران، نشر آرین زمین، 350 ص.

-آدابی، م.ح. و کریم پور، م.ح.، 1383. نام‌گذاری و طبقه‌بندی جامع سنگ‌های رسوبی، آذرین و دگرگونی، مشهد، دانشگاه فردوسی، 200 ص.

-اسپهبد، م.ر. و سید اصفهانی، م.، 1360. بررسی-های زمین‌شناسی و متالوژنی اورانیوم در معادن طالمسی و مس کنی انارک، سازمان انرژی اتمی، 400 ص.

-اسپهبد، م.ر.، 1385. مطالعه تئوریک تعادل رادیو اکتیو در کانی‌های اورانیوم و مواردی چند از نتایج آن در ایران، گزارش داخلی سازمان انرژی اتمی ایران، شماره 36 ، 200 ص.

-اسپهبد، م.ر.، 1356. کانی‌سازی و اختصاصات زمین‌شناسی، ژئوشیمی و متالوژنی اورانیوم با مس و مولیبدن در معدن فیروزه نیشابور، رساله دکترای مهندسی دانشگاه نانسی فرانسه، 240 ص.

-پناه زاده، م.، 1389. بررسی زمین‌شناسی اقتصادی لایه‌های رسوبی مس‌دار در روستای چهرگان، تسوج، استان آذربایجان خاوری، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد دانشگاه تبریز، 225 ص.

-تاکر، م.ای.، 1373. سنگ‌شناسی رسوبی، ترجمه موسوی حرمی، ر. و محبوبی، ا.، مشهد، انتشارات جهاد دانشگاهی، 420 ص.

-جوانشیر، ع.ر.، 1388. گزارش اکتشافی شماره 0753-87، گزارش فاز پی جویی ناحیه امید بخش راور، سازمان انرژی اتمی ، 230 ص.

-جوانشیر، ع.ر. و خسروی، م.، 1388. گزارش اکتشافی شماره 0772-88، گزارش مرحله دوم فاز پی جویی ناحیه امید بخش راور، سازمان انرژی اتمی، 320 ص.

-سامانی، ب.، 1389. گزارش نهایی کانه‌زایی مس رسوبی چشمه سفید عشق آباد، شرکت آتی کان آرمان.

-شمسی، پ.، 1378. بررسی ژئوشیمی و ژنز معدن مس خونگاه، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه شیراز، 89 ص.

-قاسمی، ح. و جمشیدی، خ.، 1390. ژئوشیمی، پترولوژی و الگوی تکتونوماگمایی پیشنهادی برای تشکیل سنگ‌های بازیک آلکالن در قاعده سازند شمشک، زون البرز مرکزی، مجله بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، شماره 4، ص 699-714.

-قاسمی، ح. و جمشیدی، خ.، 1392. بررسی خصوصیات ناحیه منشأ سنگ‌های آلکالن بازیک قاعده سازند شمشک در البرز خاوری، فصلنامه زمین‌شناسی ایران، سال 7، شماره 27، ص 2 تا 17.

-قاسمی، ح.، حصوری، م.ر. و صادقیان، م.، 1397. فعالیت ماگمایی بازی در حوضه کششی پشت کمانی ژوراسیک زیرین - میانی در لبه شمالی پهنه‌های ایران مرکزی - جنوب البرز خاوری، شاهرود - دامغان. مجله علوم زمین، شماره 107، ص 123 تا 136.

-مهدوی، ا.، 1387. زمین‌شناسی، کانی‌شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانسار مس مارکشه، شمال غرب راور، استان کرمان. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 270 ص.

-نقی زاده، ر.، عباداله، ش.، دری، م.ب. و ریاضی، ن.، 1386. بررسی صحرایی کانی‌سازی مس در منطقه تسوج استان آذربایجان شرقی، بیست و ششمین گردهمایی علوم زمین، 10-25 ص.

-Chen Zuyi, 2010. Regional Distribution of Uranium Deposits in Northen Asia, in: Sandstone type Uranium Deposits in China, Bureu of Geology, CNNC, Atomic Energy Press, 217 p.

-Berberian, M. and King, G.C., 1981. Towards a paleogeography and tectonic evaluation of Iran, Canadian Journal of Eaeth Sciences, v. 18(2), p. 210-265.

-Brown, A.C., 2003. Redbeds: "source of metals for sediment-hosted stratiform copper, sandstone copper, sandstone lead and sandstone uranium–vanadium deposits, In: Lentz DR (ed) Geochemistry of sediments and sedimentary rocks: evolutionary considerations to mineral deposit-forming environments, Geological Association of Canada Geotext, v. 4, p. 121-133.

-Brown, A.C., 2005. Refinements for footwall red-bed diagenesis in the sediment-hosted stratiform copper deposits model, Economic Geology, v. 100, p. 765-771.

-Catuneanu, O., 2006. Principles of Sequence Stratigraphy, 1st edition, Elsevier, 375 p.

-Chan, M.A., Parry, W.I. and Bowman, J.R., 2000. Diagenetic hematite and manganese oxides and faultrelated fluid flow in Jurassic sandstones, southeastern Utah, American Association of Petroleum Geologists Bulletin, v. 84, p. 1281-1310.

-Cox, D.P., Lindsey, D.A., Singer, D.A. and Diggles, M.F., 2007. Sedimenthosted copper deposits of the world: US Geological Survey, Open-file report, v. 03-107, 50 p.

-Dahlkamp, F.J., 1993. Uranium Ore Deposits, Springer Pub, 460 p.

-Durieux, C.G. and Brown, A.C., 2007. Geological context, mineralization, and timing of the Juramento sediment-hosted stratiform copper–silver deposit, Salta district, northwestern Argentina, Mineralium Deposita, v. 42, p. 879-899.

-Finch, W.I., 1985. Sandston- Type Uranium Deposits- Summary and Conclusions, in; IAEA- TECDOC -328, Geological Environments of Sandstone- type Uranium Deposits, p. 400-408.

-Folk, R.L., 1980. Petrology of Sedimentary Rocks, Hemphill Publishing Co., Austin, Texas, 182 p.

-Gansser, A., 1995. New aspects of the geology in Central Iran, 4th World Petroleum Congress, Rome, Section I/A/5, p. 280-300.

-Gilbert, J.M. and Park, J.R., 1997. The Geology of Ore Deposits, Freaman and Company, New York, 985 p.

-Hitzman, M.W., Kirkham, R., Broughton, D., Thorson, J. and Selly, D., 2005. The sediment-hosted stratiform copper ore system, In: Thompson JFH, Goldfarb RJ, Richards JP (eds) 100th Anniversary volume. Society of Economic Geologists, p. 609-642.

-Hitzman, M.W., Selley, D. and Bull, S., 2010. Formation of Sedimentary Rock-Hosted Stratiform Copper Deposits through Earth History, Economic Geology, v. 105, p. 627-639.

-Jowett, E.C., 1991. The evolution of ideas about the genesis of stratiform copper–silver deposits. Economic Geology Monograph, v. 8, p. 117-132.

-Kirkham, R.V., 1996. Sediment-hosted stratiform copper, In: Eckstrand OR, Sinclair WD, Thorpe RI (eds) Geology of Canadian mineral deposit types, Geological Survey of Canada, v. 8, p. 223-240.

-MacIntyre, T.J., 2005. Fault-controlled hydrocarbon-related bleaching and sediment-hosted copper mineralization of the Jurassic Wingate sandstone at the Cashin Mine, Montrose County, Colorado, M.S thesis, Department of Geology and Geological Engineering.

-Mahdavi, A., Rastad, E. and Hosseyni, M., 2008. Markasheh sediment-hosted stratiform Cu mineralization in the Ravar region, Central Iran, 33 International Geological Congress, Oslo.

-Rollinson, H.R., 1993. Using Geochemical Data: evolutions Presentations, London, 100 p.

-Stocklin, J., Eftekhar Nezhad, J. and Hushmandzadeh, A., 1972. Ceneral Lut reconnaissance, East Iran, Geological Survey of Iran, Report, v. 22, 62 p.

-Subias, I., Fanlo, I. and Mateo, J., 2003. A model for the diagenetic formation of sandstone-hosted copper deposits in Tertiary sedimentary rocks, p. 20-40.

-Thorson, J.P., 2005. Valley sediment-hosted copper deposits and Paradox Basin fluids field trip”, Economic geology, guidebook series, v. 37, p. 125-138 (Lisbon).

-Tucker, M.E., 2001. Sedimentary Petrology, Third Edition, Blackwell, Oxford, 260 p.

-Verdel, C. and Ramezani, J., 2007. Geology and thermochronology of Tertiary Cordilleran-style metamorphic core complexes in the Saghand region of central Iran, Geological Society of America Bulletin, v. 119(7/8), p. 961-977.

-Walker, T.R., 1989. Application of diagenetic alterations in redbeds to the origin of copper in stratiform copper deposits, In: Boyle RW, Brown AC, Jefferson CW, Jowett EC, Kirkham RV (eds) Sediment-hosted stratiform copper deposits. Geological Association of Canada, Special Paper, v. 36, p. 85-96.

-Woodward, L.A., Kaufman, W.H., Schumacher, O.L. and Talbott, L.W., 1974. Stratabound copper deposits in Triassic sandstone of Sierra Nacimiento, Mew Mexico: Economic Geology, v. 69, p. 108-120.

-Whitney, D.L. and Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals, American mineralogist, v. 95(1), p. 185-187.