دانشگاه شهید بهشتی پژوهشهای دانش زمین 2008-8299 16 4 2026 01 21 Mineralogy, geochemistry, fluid inclusions and Cu mineralization factors in the Ismailabad copper deposit, NE of Saveh, Urmia Dokhtar magmatic arc کانی‌شناسی، زمین‌شیمی و ریزدماسنجی میانبارهای سیال در کانسار مس اسماعیل‌آباد با هدف تعیین عوامل کنترل‌کننده کانی‌زایی مس، شمال خاوری ساوه، کمان ماگمایی ارومیه دختر 47 72 106146 10.48308/esrj.2025.106146 FA روشنک دالوند گروه علوم زمین، دانشکده علوم زمین، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران. علیرضا الماسی گروه علوم زمین، دانشکده علوم زمین، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران 0000-0003-1965-8884 کیامرث حسینی گروه زمین‌شناسی منابع معدنی و آب‌های زیرزمینی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران محمد یزدی گروه زمین‌شناسی منابع معدنی و آب‌های زیرزمینی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. Journal Article 2025 01 14 Introduction The Ismailabad copper deposit is located in the 55 km NE of Saveh, Central Iran. It is situated in the middle-northern part of the Urmia-Dakhtar magmatic arc (UDMA) of Iran. The Cenozoic volcanic units in the middle part of the UDMA around Saveh host several Cu-Au-Ag-Fe deposits, (Heidari et al, 2022), Narbaghi (Fazli et al, 2019), Rangerz (Zamanian et al, 2021), Zarandiyeh (Yousefi and Alipour-asll, 2019) and Koh Peng (Rajabpour et al, 2017, 2018). General studies in the middle part of the UDMA show the importance of mantle metasomatism in the formation of intrusive rocks. Based on U-Pb dating, this magmatic complex crystallized in the upper Eocene (Nouri et al, 2018). Although there are many signs of old mining, mineral indices and Cu-Au-Ag deposits that are temporally and spatially related to Eocene magmatism in this area, but compared to other areas such as Arasbaran and Kerman belts, it has received less attention from researchers. It has been tried to understand the factors controlling of the copper mineralization based on the field geology, petrology, structure and texture, mineralogy and paragenesis of ore minerals, geochemistry and microthermometry of fluid inclusions. This research can be used to improve the exploration criteria of this type of deposit in the central part of UDMA and other similar places. Materials and Methods Different rock units from geological sections were used. Petrographic and mineralogical studies were conducted on 23 thin and thin- polished sections. In order to conduct geochemical studies of ore samples, 15 samples were analyzed by the ICP-OES method in the Iran Minerals Research and Processing Center. Also, to determine the characteristics of the ore-forming fluid, petrographic and microthermometric studies were conducted on two calcite mineral samples in the laboratory of Tarbiat Modares University. Results and Discussion The host rock for Cu-mineralization in the area is volcanic and volcano-sedimentary units of Eocene age that affect intrusive masses of granitic, monzonite, and gabbro-diorite. These host rocks have been affected by siliceous-carbonate, propylitic-chloritic, sericitic, and intermediate argillic alteration with different intensities. Mineralization occurs in the form of sulfide-oxide veins.Primary minerals include chalcopyrite, pyrite, tennantite, tetrahedrite, ologist, and magnetite, and secondary minerals include chalcocite, coveolite, azurite, malachite, chrysocolla, goethite, and limonite, which were deposited in the endogenous, secondary enrichment, and oxidant stages. The main textures of ore minerals include vein-veinlet, disseminated, open space filling, brecciated, replacement and coloform. The association of copper sulphide minerals such as chalcopyrite, chalcocite, covellite with pyrite and sulfosalts such as tennantite and tetrahedrite is the characteristics of epithermal deposits (Hedenquist, 2015). Microthermometric studies of fluid inclusion indicate that the homogenization temperature of 140.3 to 330℃, which according to Arribas et al. (1995) characterize fluid flow in the deep levels of hydrothermal systems. The salinity is 11.4 to 17.8 %wt. NaCl and the density is 0.78 to 1.05 g/cm3. The depth-pressure diagram (Fournier, 1999) shows that this process probably occurred at a depth of about 100 to 500 meters below the underground water level and hydrostatic pressure of 130 to 20 bar. In subvolcanic environments, meteoric waters, under the influence of physicochemical processes (temperature > 370 °C and lithostatic pressure), form complexes with sulfide anions (SO4-2 and HS-) and, to some extent, chloride, and these complexes have played an active role in transporting copper and accompanying elements (Pirajno, 2009). The processes of boiling, mixing and surface dilution of fluids are one of the important factors of the instability of chloride and sulfide complexes that lead to the simultaneous formation of Fe and Cu ore minreals. Sudden decrease of pressure in the fractures of the area is responsible for the formation of sulfide phases in the final stages of mineralization. There is an obvious overlap between the temperature and salinity range of mineralization in the Ismailabad deposit with the manto-type deposits. Conclusion The low-sulfidation epithermal Cu mineralization in the area is associated with Oligo-Miocene intrusive bodies and Eocene volcanic rocks, which is controlled by northwest-southeast trending faults. Copper mineralization occurred in the form of vein-veinlet and is associated with hydrothermal alteration including of siliceous-carbonate, argillic, propylitic, and sericitic. The mineralization includes hypogene, supergene and oxidant zones. In the hypogene zone, sulfide phases are mainly pyrite, chalcopyrite, and is associated with ologist, hematite, and magnetite. In the supergene zone, chalcocite and covellite are occured on the margin of primary sulfides. In the oxidan zone, malachite, azurite, chrysocolla and iron hydroxides have been formed. Cu shows highest correlation to the Ag, S, Sb, As, Ca, and Sc respectively. The instability of sulfide and chloride complexes leads to the simultaneous precipitation of Fe and Cu and the formation of sulfide phases in the last stage of mineralization. It has been significantly affected by the phenomenon of boiling, mixing and dilution of basin evaporation brines. Based on the values obtained from homogeneous temperature and salinity, the mixing of magma waters with meteoric waters and basin evaporation brines have played a role in the formation of ore minerals. Geological, mineralogical, alteration, and fluid inclusion data indicate that the occurance of manto-type mineralization. مقدمه محدوده مس اسماعیل‌آباد در حد فاصل جاده تهران- ساوه، 55 کیلومتری شهر شمال خاوری ساوه و در بخش میانی- شمالی کمان ماگمایی ارومیه- دختر واقع است. واحدهای آتشفشانی سنوزوئیک در بخش میانی UDMA در اطراف ساوه میزبان چندین کانسار (Heidari et al, 2022) Cu-Au-Ag-Fe ، نارباغی (Fazli et al, 2019)، رنگرز (Zamanian et al, 2021)، زرندیه (Yousefi and Alipour-asll, 2019) و کوه پنگ (Rajabpour et al, 2017; 2018) هستند. مطالعات کلی در بخش میانی UDMA اهمیت متاسوماتیسم گوشته را در تشکیل سنگ‌های نفوذی نشان می‌دهد. بر اساس سن‌سنجی U-Pb، این کمپلکس ماگمایی در ائوسن بالایی متبلور شده است (Yushin and Romanko, 1981; Nouri et al, 2018). اگرچه نشانه‌های زیادی از معدنکاری قدیمی، اندیس‌های معدنی و کانسارهای Cu-Au-Ag که از نظر زمانی و مکانی با ماگماتیسم ائوسن مرتبط هستند در این ناحیه وجود دارد، اما در مقایسه با سایر مناطق مانند کمربندهای ارسباران و کرمان، کمتر مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این پژوهش تلاش شده است بر اساس شواهد زمین‌شناسی صحرایی و سنگ‌شناسی، ساخت و بافت، کانی‌شناسی و پاراژنز، زمین‌شیمی و میکروترمومتری میانبارهای سیال، عوامل کنترل‌کننده کانی‌سازی مس در کانسار اسماعیل‌آباد درک شود. این تحقیق می‌تواند برای بهبود معیارهای اکتشاف این نوع کانسار در بخش مرکزی UDMA و سایر مکان‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد. مواد و روشها نمونه‌برداری از واحدهای مختلف سنگی در امتداد مقاطع زمین‌شناسی صورت گرفت. مطالعات پتروگرافی و کانی‌شناسی بر روی 23 مقطع نازک و نازک صیقلی انجام شد. برای انجام مطالعات زمین‌شیمیایی کانسنگ تعداد 15 نمونه به روش ICP-OES در مرکز تحقیقات و فرآوری مواد معدنی ایران مورد تجزیه قرار گرفت. همچنین به منظور تعیین ویژگی سیال کانسنگ‌ساز مطالعات پتروگرافی و ریزدماسنجی بر روی دو نمونه کانی کلسیت در آزمایشگاه دانشگاه تربیت مدرس انجام گردید. نتایج و بحث سنگ میزبان کانی‌سازی مس در کانسار اسماعیل‌آباد، واحدهای آتشفشانی و آتش‌فشانی- رسوبی به سن ائوسن است که تحت‌تأثیر توده‌های نفوذی گرانیتوئیدی‌، مونزونیتی و گابرو دیوریتی قرار گرفته است. این واحد‌های میزبان تحت‌تأثیر دگرسانی سیلیسی-کربناتی، پروپلیتی-کلریتی، سریسیتی، آرژیلیکی حدواسط با شدت‌های مختلف قرار گرفته است. کانی‌سازی به صورت رگه-رگچه‌ای سولفیدی- اکسیدی است. کانه‌های هیپوژن شامل کالکوپیریت، پیریت، تنانتیت، تتراهدریت، الیژیست و مگنتیت و کانی‌های سوپرژن شامل کالکوسیت، کوولیت، آزوریت، مالاکیت، کریزوکولا، گوتیت و لیمونیت است. بافت اصلی کانی‌ها شامل رگه‌ای- رگچه‌ای، انتشاری، شکافه پرکن، برشی، جانشینی و کلوفرم است. همراهی کانی‌های سولفیدی مس مانند کالکوپیریت، کالکوسیت، کوولیت با پیریت و سولفوسالت‌هایی مانند تنانتیت و تتراهدریت به همراه بافت‌های فوق‌الذکر از ویژگی‌های ذخایر اپی‌ترمال (Hedenquist, 2015) می‌باشد. مطالعات میکروترمومتری میانبارهای سیال نشان‌دهنده دمای همگن‌شدگی 3/140 تا 330 درجه سانتی‌گراد است که بر اساس نظر آریباس و همکاران (Arribas et al, 1995)، مشخص‌کننده جریان سیال گرمابی در سطوح عمیق سامانه‌های گرمابی است. مقادیر شوری در نمونه‌های مورد مطالعه 4/11 تا 8/17درصد وزنی NaCl و چگالی 78/0 تا 05/1 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. نمودار تعیین ژرفا- فشار (Fournier, 1999) نشان می‌دهد که این فرآیند احتمالاً در ژرفای حدود 100 تا 500 متر زیر سطح ایستابی و فشار هیدروستاتیکی 130 تا 20 بار رخ داده است. در محیط‌های ساب‌ولکانیک، آب‌های جوی تحت‌تأثیر فرآیندهای فیزیکوشیمیایی (دمای 370> درجه سانتی‌گراد و فشار لیتوستاتیک) با آنیون‌های سولفیدی (SO4-2 و HS-) و تا حدودی کلریدی تشکیل کمپلکس داده و این کمپلکس‌ها نقش فعالی در حمل مس و عناصر همراه داشته است (Pirajno, 2009). فرآیندهای جوشش، آمیختگی و رقیق‌‌شدگی سطحی سیالات، از عوامل مهم در ناپایداری کمپلکس‌های کلریدی و سولفیدی است. همزمانی ته نشست آهن و مس موجود در سیال سبب تشکیل فازهای سولفیدی در مراحل پایانی کانی‌سازی است که در اثر کاهش ناگهانی فشار در شکستگی‌های منطقه ایجاد شده‌اند (Tale Fazel et al, 2011). همپوشانی آشکاری میان محدوده دما و شوری کانی‌سازی در کانسار اسماعیل‌آباد با کانسارهای نوع مانتو وجود دارد. نتیجهگیری کانی‌سازی مس در کانسار اسماعیل‌آباد در ارتباط با توده‌های نفوذی الیگومیوسن و سنگ‌های آتشفشانی ائوسن است که توسط گسل‌های با روند شمال غرب- جنوب شرق کنترل می‌شود. کانی‌سازی مس به صورت رگه- رگچه‌ای و همراه با دگرسانی‌های محیط گرمابی، مانند سیلیسی- کربناتی، آرژیلیکی، پروپیلیتی و سریسیتی همراه است. رخداد کانی‌سازی به دو صورت هیپوژن و سوپرژن است. در مرحله هیپوژن فازهای سولفیدی عمدتاً پیریت، کالکوپیریت، تنانتیت، تتراهدریت همراه با الیژیست و مگنتیت است. در مرحله سوپرژن کالکوسیت، کوولیت در حاشیه سولفیدهای اولیه تشکیل شده‌اند. در مرحله تأخیری مالاکیت، آزوریت، کریزوکولا، و هیدروکسیدهای آهن تشکیل شده‌اند. عدم کانی‌سازی فلزات گران‌بها می‌تواند گویای فرآیندهای فرسایشی قوی در بخش‌های بالایی کانی سازی و یا محتوای کم فلز در سیالات منشأ باشد. مس بیشترین همبستگی را به ترتیب با عناصر Ca، As، Sb، S، Ag و Sc دارد. ناپایداری کمپلکس‌های سولفیدی و کلریدی که منجر به نهشته شدن همزمان آهن و مس و تولید فازهای اکسیدی و فازهای اولیه و ثانویه سولفیدی در مرحله کانی‌سازی سوپرژن می‌انجامد، به طور قابل‌توجهی تحت‌تأثیر پدیده جوشش اختلاط و رقیق‌شدگی سیالات و شورآبه‌های تبخیری قرار گرفته است. مقادیر دمای همگن‌شدگی در برابر شوری‌، بیانگر اختلاط آب‌های ماگمایی با آب‌های جوی در تشکیل کانسار است. مطالعات صحرایی، کانی‌شناسی، دگرسانی و میانبارهای سیال، بیانگرکانی‌سازی از نوع مانتو است.

https://esrj.sbu.ac.ir/article_106146_f624a7ca476c7e2a733d818b5ba5e3f9.pdf