پژوهشهای دانش زمین

پژوهشهای دانش زمین

زمین‌شناسی، کانه‌زایی و ژئوشیمی ایزوتوپ‌های گوگرد کانسار مس (نقره) نوع مانتو کاهوان، جنوب شاهرود، ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه پترولوژی و زمین‌شناسی اقتصادی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
چکیده
نوار آتشفشانی-ماگمایی طرود-چاه شیرین در استان سمنان، نتیجه رخدادهای آتشفشانی-ماگمایی ترسیری است. نقشه‌بردارهای زمین‌شناسی، ژئوشیمیایی و معدنی در ناحیه طرود-چاه شیرین سبب شناسایی کانسارهای فلزات پایه و گرانبهای متعددی شده است، که معادن، کانسارها و آثار معدنی فلزات پایه (مس، سرب و روی) و گرانبها (طلا و نقره)، آهن، منگنز و کانسارهای غیرفلزی مانند فیروزه، فلدسپات، باریت، کائولن، زئولیت، بنتونیت، سلستیت، سیلیس، آمتیست، سولفات سدیم، سنگ گچ، سنگ نمک و املاح تبخیری از آن جمله هستند. کانسار مس کاهوان در فاصله 125 کیلومتری جنوب شاهرود در استان سمنان واقع است و دسترسی به آن از طریق‌ جاده‌های آسفالتی شاهرود- طرود و شاهرود- دامغان- معلمان- طرود امکان‌پذیر است. در این پژوهش، کانسار مس کاهوان از نظر زمین‌شناسی، کانه‌زایی، ژئوشیمی و الگوی زایشی بررسی می‌شود. در این تحقیق، تعداد 50 نمونه از سنگ‌ها و کانسنگ‌ها برای مطالعات سنگ‌نگاری، کانی‌شناسی و بافت کانی‌ها انتخاب شده است. برای انجام مطالعات ژئوشیمی تعداد 14 نمونه سنگ و 4 نمونه کانسنگ برداشت شده است. تمامی نمونه‌ها برای اندازه‌گیری مقادیر اکسید عناصر اصلی به روش ذوب قلیایی و برای اندازه‌گیری مقادیر عناصر اصلی، کمیاب و خاکی کمیاب به روش مخلوط چهار اسید آماده‌سازی شده و با استفاده از دستگاه‌های طیف‌سنجی پلاسمای جفت شده القایی-نشر نوری/جرمی (ICP-OES/MS) در آزمایشگاه زرآزما در تهران تجزیه شده است. تعداد 2 نمونه کالکوسیت خالص در آزمایشگاه ژئوشیمیایی شرکت مصباح انرژی با استفاده از دستگاه طیف‌سنج جرمی ایزوتوپی با دقت بالا (IRMS) برای اندازه‌گیری نسبت ایزوتوپی گوگرد تجزیه شده‌اند.

از نظر زمین‌ساختی، محدوده مس کاهوان در بخش شمالی پهنه ایران مرکزی و در نوار ماگمایی طرود-چاه شیرین واقع است. در محدوده کاهوان، سنگ‌های رسوبی (شیل، سنگ‌آهک، ماسه‌سنگ و مارن)، سنگ‌های آذرآواری، سنگ‌های آتشفشانی و دایک‎های آندزیتی و بازالتی رخنمون دارند. بخش عمده‌ای از محدوده کاهوان را سنگ‌های آذرآواری تشکیل می‌دهد، که متشکل از توف‌های اپی‌کلستیک، توف کریستالین، لیتیک توف، توف ماسه‌ای، ماسه‌سنگ توفی و شیل توفی است. توف‌های اپی‌کلستیک و به ویژه در امتداد روندهای گسلی، میزبان کانه‌زایی مس (کالکوسیت، مالاکیت، کریزوکولا و آزوریت) است. سنگ‌های آتشفشانی نیز گسترش قابل ملاحظه‌ای دارند. واحد‌های آتشفشانی که بعضاً ساخت منشوری دارند بر روی واحد‌های آذرآواری ائوسن و گاهی به صورت بین‌لایه‌ای در درون واحد‌های آذرآواری مشاهده می‌شوند. ترکیب واحد‌های آتشفشانی از آندزیت، تراکی‌آندزیت، آندزیت-بازالت، بازالت و الیوین بازالت تغییر می‌کند. در محدوده کاهوان، مجموعه آتشفشانی-آذرآواری-رسوبی ائوسن میانی-پسین بوسیله دایک‌های تراکی‌آندزیتی و الیوین بازالتی به سن ائوسن پسین تا الیگوسن قطع می‌شوند. در محدوده‌ی کاهوان، بسته به ترکیب شیمیایی سنگ‌های میزبان، شیمی سیالات گرمابی، دما و فشار، دگرسانی‌ها شامل انواع پروپیلیتی، آرژیلی، کلریتی، زئولیتی، سیلیسی و کربناتی می‌باشند. کلریت، اپیدوت، کلسیت و آلبیت از کانی‌های شاخص منطقه دگرسانی پروپیلیتی است و سنگ‌های آتشفشانی و آذرآواری با ترکیب آندزیت-بازالت تا الیوین بازالت متحمل این دگرسانی شده‌اند. دگرسانی آرژیلی، بوسیله تشکیل کانی‌های رسی به ویژه کائولینیت، مونتموریلونیت و ایلیت مشخص می‌شود که معمولاً در نتیجه تأثیر محلول‌های گرمابی اسیدی بر روی آلکالی‌فلدسپارها ایجاد می‌شوند. در این محدوده، سنگ‎های آتشفشانی و آذرآواری با ترکیب آندزیت تا تراکی‌آندزیت متحمل دگرسانی آرژیلی شده‎اند. دگرسانی زئولیتی، با تشکیل زئولیت از کانی‌های سیلیکاتی اولیه بواسطه عمل سیالات گرمابی دمای پایین مشخص می‌شود. دگرسانی سیلیسی و کربناتی به شکل‌های رگه-رگچه‎ای، پر شدگی فضای بین قطعات برش، پرشدگی حفرات و سیلیسی شدن زمینه در سنگ‌های آتشفشانی-آذرآواری مشاهده می‌شود. در محدوده کاهوان، کانه‌زایی مس بیشتر به شکل‌های رگه- رگچه‌ای، برشی و پرشدگی حفرات در سنگ‌های آتشفشانی-رسوبی مشاهده می‌شود. در محدوده‌ی کاهوان، سامانه‌های رگه‌ای بر اساس کانی‌های مهم سازنده‌ی آن‌ها به انواع رگه‌های سیلیسی، سیلیسی- سولفیدی، اکسید آهنی، سیلیسی- کلریتی± کلسیتی و سیلیسی- کلسیتی تقسیم می‌شوند. در کانه‌زایی برشی، فضاهای خالی میان قطعات برش با کانی‌های باطله و معدنی (کوارتز، کلریت، کلسیت، کالکوسیت و مالاکیت) پر می‌شود. جنس قطعات برش‎ها، آندزیت، تراکی‌آندزیت، آندزیت-بازالت و بازالت است. در کانه‌زایی از نوع پرشدگی فضاهای خالی، کانی‌های باطله (کوارتز، کلریت و کلسیت) و معدنی (کالکوسیت، کریزوکولا، مالاکیت و آزوریت) در حفرات سنگ‌های آتشفشانی (آندزیت، آندزیت-بازالت، الیوین بازالت) و در فضای بین قطعات در توف‌های اپی‌کلستیک تشکیل شده‌اند. ‌بر پایه مطالعات کانی‌شناسی، ساخت و بافت، در سامانه کانه‌زایی کاهوان کانی‌ها ‌در ‌دو ‌مرحله درون‌زاد (هیپوژن) و برون‌زاد (سوپرژن) تشکیل شده‌اند. در مرحله درونزاد، کانی‌های سولفیدی از قبیل پیریت، کالکوپیریت و کالکوسیت اولیه از سیال گرمابی فلزدار و داغ به وجود آمده‌اند. کالکوسیت کانی اصلی در این مرحله است که بندرت با دانه‌های پراکنده و ریزی از پیریت، کالکوپیریت و بورنیت همراهی می‌شود (شکل 9 الف، ب). در مرحله برون‌زاد، به واسطه فعالیت آب‌های جوی تحت شرایط اکسیداسیون سطحی (سوپرژن اکسیدی)، کانی‌های از قبیل کریزوکولا، مالاکیت، آزوریت، اکسید و هیدروکسیدهای آهن (هماتیت، گوئتیت و لیمونیت) و در منطقه سوپرژن احیایی کالکوسیت ثانویه، کوولیت و بندرت مس خالص تشکیل شده است (شکل پ-ج). کانی‌های برون‌زاد، در نتیجه جانشینی کانی‌های سولفیدی اولیه نظیر کالکوسیت و کالکوپیریت (بیشتر کالکوسیت) شکل گرفته‌اند. کوارتز، کلریت، اپیدوت، زئولیت، کلسیت و ژیپس از کانی‌های باطله مهم در سامانه کانه‌زایی کاهوان هستند. کانی‌های باطله و معدنی به شکل بافت‌های رگه-رگچه‌ای، برشی، پرشدگی حفرات، شعاعی و جانشینی مشاهده می‌شوند.

در نمودارهای طبقه‌بندی شیمیایی، نمونه‌های سنگ‌های آتشفشانی و دایک‌ها در محدوده‌ی آندزیت، داسیت، تراکی‌آندزیت، آندزیت بازالتی و ‌بازالت جای گرفته‌اند. در نمودارهای تعیین سری ماگمایی و محیط تکتونیکی، سنگ‌های منطقه از نوع کالک‌آلکالن بوده و در محدوده بازالت‌های کمان‌های قاره‌ای مربوط به مناطق فرورانش قرار گرفته‌اند. در نمونه‌های کانسنگ مقادیر عناصر Cu، Ag، Zn، Pb، و Mo با فراوانی پوسته‌ای آن‌ها مقایسه شده است. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد که غلظت مس و نقره به صورت تمرکز کانساری و سرب در آستانه غنی‌شدگی قرار دارند، در حالی که مقادیر سایر عناصر در سطحی پایین می‌باشد. در این پژوهش، میانگین غلظت عناصر کمیاب و خاکی کمیاب در نمونه‌های سنگ‌های آتشفشانی و کانسنگ به ترکیب گوشته اولیه و کندریت به‌هنجار شده است. رفتار ژئوشیمیایی عناصر در این الگوها، بیانگر قرابت ژنتیکی میان سنگ‌های آتشفشانی و کانه‌زایی است. مقادیر نسبت ایزوتوپی گوگرد (δ34S) 6/7- در هزار و 4/5- در هزار (میانگین 5/6- در هزار) در کالکوسیت کانسار مس کاهوان با برخی از کانسارهای مس نوع مانتو در ایران و کشور شیلی مقایسه شده است و کانسار کاهوان بیشترین شباهت را با کانسار مس نوع مانتو نارباغی شرقی دارد. منشاء احتمالی گوگرد کالکوسیت، از پیریت‌های اولیه تشکیل شده در مرحله دیاژنز آغازین طی فرایند احیای باکتریایی سولفات آب دریا می‌باشد.

مقایسه ویژگی‌های زمین‌شناسی و معدنی کانسار مس (نقره) کاهوان با انواع مختلف کانسارهای مس، بیشترین مشابهت این کانسار را با کانسارهای مس با سنگ میزبان آتشفشانی نشان می‌دهد. از اینرو، پاره‌ای از ویژگی‌های مهم این کانسار با انواع کانسارهای مس با سنگ میزبان آتشفشانی (کانسارهای مس نوع میشیگان، مانتو و لایه سرخ آتشفشانی) مقایسه شده است، که در این میان کانسار کاهوان شباهت زیادی با کانسارهای مس نوع مانتو دارد. در محدوده‌ی کاهوان، کانه‌زایی مس در سه مرحله اصلی زیر تشکیل و توسعه یافته است. مرحله پیش از کانه‌زایی، در این مرحله، فعالیت‌های آتشفشانی-رسوبی به صورت فوران‌های متناوب گدازه‌ای و آذرآواری (با ترکیب حدواسط تا مافیک) و رسوبی در محیط کمان آتشفشانی مرتبط به فرورانش رخ داده است و توالی از سنگ‌های آتشفشانی، آذرآواری و رسوبی به سن ائوسن میانی- پسین تشکیل شده است. در این مرحله گدازه‌های بازالتی غنی از گاز، پس از فوران و به‌دنبال سرد شدن سریع، دچار شکستگی‌های گسترده شده و حفرات فراوانی در آن‌ها پدیدار شده است. هم‌زمان، در مرحله دیاژنز اولیه فعالیت باکتری‌های احیاکننده سولفات موجب ایجاد شرایط احیایی در رسوبات شده و زمینه برای نهشت پیریت در سنگ‌های میزبان کانه‌زایی فراهم شده است. پیدایش پیریت در این مرحله عامل کلیدی در ایجاد محیط احیایی مناسب برای تشکیل کانی‌های مس‌دار در مراحل بعدی بوده است. مرحله دیاژنز تدفینی و دگرگونی خفیف با ادامه ته‌نشست مواد و افزایش ضخامت توالی آتشفشانی-رسوبی، این واحدها تحت فرآیند تدفین عمیق قرار می‌گیرند. در اثر افزایش دما و فشار، دگرگونی خفیف رخ داده و موجب آزادسازی مس و عناصر دیگر از شبکه بلوری کانی‌های سیلیکاتی از قبیل فلدسپار، آمفیبول، پیروکسن و مگنتیت می‌شود. این رویداد می‌تواند نشانگر تغییرات شیمی آب-شورابه در حوضه باشد و موجب آغاز شستشوی مس از سنگ‌های آتشفشانی-آذرآواری میزبان می‌شود. در این فرآیند، کانی‌هایی نظیر فلدسپارها به کانی‌های ثانویه نظیر زئولیت، کلسیت، اپیدوت، سریسیت، و آمفیبول و پیروکسن به کلریت، اپیدوت، بیوتیت، مگنتیت، هماتیت، سولفیدها، و مگنتیت اولیه به هماتیت دگرسان می‌شوند. حجم قابل‌توجهی از توالی‌های آتشفشانی-رسوبی، فعالیت‌های آتشفشانی و نفوذی‌های عمیق و نیمه‌عمیق (توده‌های دیوریتی و مونزودیوریتی و دایک‌های الیوین بازالتی و تراکی‌آندزیتی) در این منطقه، می‌تواند حرارت بالایی را ایجاد کند، که موجب تحرک سیالات و شورابه‌های اکسیدان بین منفذی می‌شود و این سیالات به دلیل دمای بالای محیط و گردش در سنگ‌های آتشفشانی و آذرآواری، غنی از مس می‌شوند. مس آزاد شده به شکل یون‌‌های مس توسط سیالات دما بالای ناشی از دیاژنز تدفینی حمل شده و به سمت زون‌هایی با نفوذپذیری بالا و شرایط احیایی پیشین هدایت می‌شود. در این مکان‌ها، سدهای ژئوشیمیایی (از قبیل سنگ‌های پیریت‌دار، سنگ‌های کربناتی و ...) و فیزیکی (وجود لایه‌های غیرقابل نفوذ نظیر کوژ گسلی و ...)، سبب ناپایداری کمپلکس‌های مس‌دار شده و کانی‌های سولفیدی اولیه مس نظیر کالکوپیریت، بورنیت و کالکوسیت به شکل‌های رگه-رگچه‌ای، برشی و پرکننده‌ی حفرات و بادامک‌ها در سنگ‌های آتشفشانی و آذرآواری میزبان تشکیل می‌شوند. آهن آزاد شده از تجزیه پیریت، به‌صورت‌های هماتیت ته‌نشین می‌شود. پس از تشکیل کانسنگ سولفیدی اولیه مس، با رخداد فازهای کوهزایی و بالاآمدگی، توالی آتشفشانی رسوبی ائوسن دچار چین‌خوردگی و گسل‌خوردگی شده است. در مرحله برون‌زاد، تاثیر آب‌های جوی اکسیژن‌دار موجب اکسیداسیون سولفیدهای مس اولیه می‌شود. در نتیجه این فرآیند، کانی‌های مس‌دار اولیه از قبیل کالکوسیت، کالکوپیریت و بورنیت دچار جانشینی شده و مالاکیت، کریزوکولا، آزوریت، هماتیت، گوئتیت و لیمونیت در بخش سوپرژن اکسیدی، و کالکوسیت ثانویه، کوولیت و بندرت مس خالص در بخش سوپرژن احیایی تشکیل می‌شوند. فرآیندهای اکسیداسیون نه تنها ترکیب کانی‌شناسی کانسنگ را تغییر می‌دهند، بلکه موجب غنی‌سازی ثانویه مس در بخش‌های سطحی کانسار می‌شوند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Geology, mineralization, and sulfur isotopes geochemistry of the Kahovan Cu (Ag) Manto-type deposit, South of Shahrood, Iran

نویسندگان English

Reyhane Safari
Masood Alipour-Asll
Department of Petrology and Economic Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده English

The Torud-Chah Shirin volcanic-magmatic belt in Semnan province is the result of Tertiary volcanic-magmatic events. Geological, geochemical and mineral surveyors in the Torud-Chah Shirin area have identified numerous base and precious metal deposits, including mines, deposits and mineral works of base metals (copper, lead and zinc) and precious metals (gold and silver), iron, manganese and non-metallic deposits such as turquoise, feldspar, barite, kaolin, zeolite, bentonite, celestite, silica, amethyst, sodium sulfate, gypsum, rock salt and evaporite salts. The Kahavan copper deposit is located 125 km south of Shahroud in Semnan province and is accessible via the Shahroud-Torud and Shahroud-Damghan-Moaleman-Torud asphalt roads. In this study, the Kahovan copper deposit is investigated in terms of geology, mineralogy, geochemistry and generative pattern. In this study, 50 samples of rocks and ores have been selected for petrography, mineralogy and mineral texture studies. 14 rock samples and 4 ore samples have been collected for geochemical studies. All samples were prepared for measuring the amounts of oxides of major elements by alkaline melting method and for measuring the amounts of major, trace and rare earth elements by four-acid mixture method and analyzed using inductively coupled plasma-optical scattering/mass spectrometry (ICP-OES/MS) devices in the ZarAzma laboratory in Tehran. 2 pure chalcocite samples were analyzed in the geochemical laboratory of Mesbah Energy Company using a high-precision isotope mass spectrometer (IRMS) to measure the sulfur isotopic ratio

Tectonically, the Kahavan copper area is located in the northern part of the Central Iran Plateau and in the Torud-Cah Shirin magmatic belt. In the Kahavan area, sedimentary rocks (shale, limestone, sandstone, and marl), pyroclastic rocks, volcanic rocks, and andesite and basaltic dykes are exposed. A major part of the Kahavan area is formed by pyroclastic rocks, which consist of epiclastic tuffs, crystalline tuffs, lithic tuffs, sandy tuffs, tuff sandstones, and tuff shale. Epiclastic tuffs, especially along fault trends, host copper mineralization (chalcocite, malachite, chrysocolla, and azurite). Volcanic rocks are also significantly widespread. Volcanic units, sometimes prismatic in structure, are observed on top of Eocene pyroclastic units and sometimes as interlayers within pyroclastic units. The composition of the volcanic units varies from andesite, trachyandesite, andesite-basalt, basalt, and olivine basalt. In the Kahuan area, the Middle-Late Eocene volcanic-agglomerative-sedimentary complex is cut by trachyandesite and olivine basaltic dykes of Late Eocene to Oligocene age. In the Kahuan area, depending on the chemical composition of the host rocks, the chemistry of the hydrothermal fluids, temperature, and pressure, the alterations include propylitic, argillic, chloritic, zeolitic, silicic, and carbonate types. Chlorite, epidote, calcite, and albite are the characteristic minerals of the propylitic alteration zone, and volcanic and pyroclastic rocks with compositions ranging from andesite-basalt to olivine-basalt have undergone this alteration. Argyllitic alteration is characterized by the formation of clay minerals, especially kaolinite, montmorillonite, and illite, which are usually formed as a result of the action of acidic hydrothermal solutions on alkali feldspars. In this zone, volcanic and pyroclastic rocks with compositions ranging from andesite to trachyandesite have undergone argyllitic alteration. Zeolitic alteration is characterized by the formation of zeolite from primary silicate minerals by the action of low-temperature hydrothermal fluids. Siliceous and carbonate alteration is observed in vein-vein forms, filling of the space between the cutting pieces, filling of pores and silicification of the ground in volcanic-sedimentary rocks. In the Kahavan area, copper mineralization is observed mostly in vein-vein forms, shear and filling of pores in volcanic-sedimentary rocks. In the Kahavan area, vein systems are divided into siliceous, siliceous-sulfide, iron oxide, siliceous-chlorite ± calcite and siliceous-calcite vein types based on their important constituent minerals. In shear mineralization, the empty spaces between the cutting pieces are filled with waste and mineral minerals (quartz, chlorite, calcite, chalcocite and malachite). The material of the sections is andesite, trachyandesite, andesite-basalt and basalt. In the mineralization of the type of filling of empty spaces, waste minerals (quartz, chlorite and calcite) and minerals (chalcocite, chrysocolla, malachite and azurite) are formed in the cavities of volcanic rocks (andesite, andesite-basalt, olivine basalt) and in the space between the pieces in epiclastic tuffs. Based on mineralogical, structural and textural studies, in the Kahuan mineralization system, minerals are formed in two endogenous (hypogene) and exogenous (supergene) stages. In the endogenous stage, sulfide minerals such as pyrite, chalcopyrite and primary chalcocite are formed from hot metal-bearing hydrothermal fluid. Chalcosite is the main mineral in this stage, which is rarely accompanied by scattered and fine grains of pyrite, chalcopyrite and bornite (Fig. 9a, b). In the exogenous stage, due to the activity of atmospheric waters under surface oxidation conditions (oxidative supergene), minerals such as chrysocolla, malachite, azurite, iron oxides and hydroxides (hematite, goethite and limonite) are formed, and in the reduced supergene zone, secondary chalcosite, covellite and rarely pure copper are formed (Fig. p-c). Exogenous minerals are formed as a result of the replacement of primary sulfide minerals such as chalcosite and chalcopyrite (mostly chalcosite). Quartz, chlorite, epidote, zeolite, calcite and gypsum are important waste minerals in the Kahuan mineralization system. Waste and mineral minerals are observed in the form of vein-vein, shear, pore-filling, radial, and replacement textures.

In the chemical classification diagrams, the volcanic rock and dike samples are located in the range of andesite, dacite, trachyandesite, basaltic andesite and basalt. In the magmatic series and tectonic environment determination diagrams, the rocks of the region are of the calc-alkaline type and are located in the range of continental arc basalts related to subduction zones. In the ore samples, the amounts of Cu, Ag, Zn, Pb, and Mo elements have been compared with their crustal abundance. The results of these studies show that the concentrations of copper and silver are on the verge of enrichment in the form of ore concentrations and lead are on the verge of enrichment, while the amounts of other elements are at a low level. In this study, the average concentrations of trace elements and rare earth elements in the volcanic rock and ore samples have been normalized to the composition of the early mantle and chondrites. The geochemical behavior of the elements in these patterns indicates the genetic affinity between volcanic and mineralized rocks. The sulfur isotopic ratio values (δ34S) of -7.6 ppm and -5.4 ppm (average -6.5 ppm) in the chalcocite of the Kahavan copper deposit have been compared with some mantle-type copper deposits in Iran and Chile, and the Kahavan deposit is most similar to the eastern Narbaghi mantle-type copper deposit. The probable origin of the sulfur in chalcocite is from primary pyrites formed in the initial diagenesis stage during the bacterial reduction of seawater sulfate.

Comparison of the geological and mineralogical characteristics of the Kahavan copper (silver) deposit with different types of copper deposits shows that this deposit is most similar to copper deposits with volcanic host rocks. Therefore, some of the important characteristics of this deposit have been compared with types of copper deposits with volcanic host rocks (Michigan-type copper deposits, mantle and volcanic red layer), among which the Kahavan deposit has a great similarity with mantle-type copper deposits. In the Kahavan area, copper mineralization has formed and developed in the following three main stages. Pre-mineralization stage, in this stage, volcanic-sedimentary activities in the form of alternating lava and pyroclastic eruptions (with intermediate to mafic composition) and sedimentary in the subduction-related volcanic arc environment have occurred, and a sequence of volcanic, pyroclastic and sedimentary rocks of Middle-Late Eocene age has been formed. In this stage, gas-rich basaltic lavas, after eruption and rapid cooling, have developed extensive fractures and numerous cavities have appeared in them. At the same time, in the initial diagenesis stage, the activity of sulfate-reducing bacteria has created reducing conditions in the sediments and provided the basis for pyrite deposition in the mineralizing host rocks. The appearance of pyrite in this stage has been a key factor in creating a suitable reducing environment for the formation of copper-bearing minerals in the later stages. Burial and Mild Metamorphism Stage As material deposition continues and the thickness of the volcanic-sedimentary sequence increases, these units undergo a deep burial process. Due to increased temperature and pressure, mild metamorphism occurs and causes the release of copper and other elements from the crystal lattice of silicate minerals such as feldspar, amphibole, pyroxene, and magnetite. This event could indicate changes in water-brine chemistry in the basin and initiates the leaching of copper from the host volcaniclastic rocks. In this process, minerals such as feldspars are altered to secondary minerals such as zeolite, calcite, epidote, sericite, and amphibole, and pyroxenes to chlorite, epidote, biotite, magnetite, hematite, sulfides, and primary magnetite to hematite. The significant volume of volcano-sedimentary sequences, volcanic activity, and deep and semi-deep intrusions (diorite and monzodiorite masses and basaltic and trachyandesitic olivine dikes) in this region can generate high temperatures, which cause the movement of interpore fluids and oxidant brines, and these fluids are enriched in copper due to the high ambient temperature and circulation in volcanic and pyroclastic rocks. The liberated copper is transported in the form of copper ions by high-temperature fluids resulting from burial diagenesis and directed towards zones with high permeability and previous reduction conditions. In these places, geochemical (such as pyrite-bearing rocks, carbonate rocks, etc.) and physical (the presence of impermeable layers such as fault ridges, etc.) barriers cause the instability of copper-bearing complexes, and primary copper sulfide minerals such as chalcopyrite, bornite, and chalcocite form in vein-vein, shear, and cavity-filling forms in host volcanic and pyroclastic rocks. Iron released from pyrite decomposition precipitates in the form of hematite. After the formation of primary copper sulfide ore, the Eocene sedimentary volcanic sequence has been folded and faulted by orogenic and uplift phases. In the exogenous stage, the effect of oxygenated atmospheric waters causes the oxidation of primary copper sulfides. As a result of this process, primary copper-bearing minerals such as chalcocite, chalcopyrite, and bornite are replaced, and malachite, chrysocolla, azurite, hematite, goethite, and limonite are formed in the oxidized supergene, and secondary chalcocite, covellite, and rarely pure copper are formed in the reduced supergene. Oxidation processes not only change the mineralogical composition of the ore, but also cause secondary enrichment of copper in the surface parts of the deposit.

کلیدواژه‌ها English

Eocene
Volcano-sedimentary sequence
Kahovan
Manto-type copper
Torud-Chah Shirin magmatic belt

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 20 مرداد 1405