کانسار مس چاه فرسخ شمالی؛ نمونه‌ای از کانسارهای سولفید توده‌ای آتشفشانزاد (VMS) تیپ بشی (Besshi-type) در کمربند فلززایی ترود-چاه‌شیرین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین شناسی اقتصادی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

کانسار مس چاه ‌فرسخ شمالی در توالی آتشفشانی-رسوبی نئوپروتروزوئیک-کامبرین زیرین و در بخش جنوب‌غربی کمربند فلززایی ترود- چاه‌شیرین واقع شده است. کانه‌زایی به صورت یک افق سولفیدی در سنگ میزبان متاولکانیکی و به صورت محدودتر در سنگ­های موسکوویت-کوارتز‌ شیست، و واحد مرمری تشکیل شده است. کانه‌های هیپوژن در کانسار چاه‌ فرسخ شمالی عبارتند از کالکوپیریـت، پیریـت، اسفالریت، تتراهـدریت-تنانتیت، مگنتیت، پیروتیت و بورنیت و کانه‌های سوپرژن شامل کالکوسیت، کوولیـت، مالاکیت، آزوریت، کریزوکولا، هماتیت، لیمونیت و گوتیت هسـتند. کوارتز، کلسیت، اپیدوت، سرسیت و کلریت فراوان‌ترین کانی‌های باطله می‌باشند. براساس مطالعات صحرایی و میکروسکوپی سه رخساره‌ کانسنگی توده­ای، لایه‌ای و رگه-رگچه­ای در این کانسار تشخیص داده شده است. براساس مطالعات میانبارهای سیال بر روی کوارتزهای رخساره کانسنگ رگه- رگچه‌ای، میانگین دمای همگن شدن سیالات 355 درجه سانتی‌گراد و میانگین شوری 44/12 درصد وزنی نمک طعام محاسبه شده است. مطالعات زمین‌شناسی، محیط تکتونیکی پشت قوسی، رخساره­های کانسنگی، کانی‌شناسی، ساخت و بافت، پاراژنز کانیایی غنی از مس و دماسنجی میانبارهای سیال حاکی از تشکیل کانسـار چاه‌فرسخ شمالی در اثـر فعالیـت­هـای بروندمی زیردریایی به صورت کانسارهای سولفید توده‌ای آتشفشانزاد(VMS) تیپ بشی(Besshi-type) می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Northern Chah-Farsakh copper deposit; an example of Besshi- type VMS deposit in the Torud-Chahshirin metallogenic belt

نویسندگان [English]

  • Maedeh Khamooshi
  • Sajjad Maghfouri
  • Hosseinali Tajeddin
Department of Economic Geology, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction
The NE-trending Torud-Chahshirin metallogenic belt, lying in the central to the eastern portion of the Alborz Mountain system is approximately 300 km in length, with a complex tectonic, magmatic, and stratigraphic history (Alavi, 1996). The major ore deposits of the Torud-Chahshirin metallogenic belt (Fig. 6) include many mineral occurrences and abandoned mines, particularly epithermal precious and base metal veins, hosted by volcanic and subvolcanic alkaline rocks, such as Gandy, Abolhassani, Cheshmeh Hafez, Ghole Kaftaran, Pousideh, Darestan and Chahmessi (Shamanian et al, 2004; Fard et al, 2006; Mehrabi and Ghasemi, 2012). In addition, other types of deposit in the district include turquoise and placer gold at Baghu (Au ± Cu), Fe–skarn deposits at Chalu, and Pb–Zn (Ag) carbonate-hosted deposits (MVT) at Reshm, Khanjar and Anarou (Shamanian et al, 2004; Niroomand et al, 2018). The Northern Chah-Farsakh deposit is located 75 km south of Damghan city, and lies within the western part of the Torud-Chahshirin metallogenic belt. This paper describes the local stratigraphic and geological features together with, the relationships between the copper mineralization and the host rocks. Descriptions are supplemented by fluid inclusion studies to constrain the conditions for the genesis of the Northern Chah-Farsakh deposit.
Materials and methods
This study focused on the geological and mineralogical of the Northern Chah-Farsakh deposit. Determination of the mineralogy and paragenesis of the deposit is based on logging of drill cores and petrographic studies of over 48 polished thin and thick sections, supplemented by XL30 scanning electron microscopy conducted at Tarbiat Modares University. Doubly polished wafers using standard techniques were prepared from seven samples collected in the presumed feeder zone of the Northern Chah-Farsakh deposit. Micro-thermometric measurements of fluid inclusions were performed on a Linkam THMS 600 combined heating/ freezing stage with a German Zeiss microscope at the Tarbiat Modares University, Iran.
Results and discussion
The Northern Chah-Farsakh copper deposit is located in the Torud-Chahshirin metallogenic belt and formed in the Neoproterozoic-early Cambrian volcanic-sedimentary sequence. Mineralization occurred in the form of a sulfide horizon in the meta-volcanic rocks. It formed less frequently in the hanging wall units of meta-volcanic, including the muscovite- quartz schist, the meta-sandstone, the tuffaceous sandstone, and the marble units. The main ore minerals in the deposit include chalcopyrite, pyrite, sphalerite magnetite, pyrrhotite, tetrahedrite, tennantite and bornite, respectively, and the secondary minerals include covellite and chalcocite, and the most abundant gangue minerals are quartz and calcite. Based on the orebody structure, mineralogy, and ore textures, we recognize tree different ore facies types in the Northern Chah-Farsakh deposit: 1) stockwork/feeder zone; 2) massive ore facies; and 3) bedded ore facie.  Siliceous and carbonate alterations are the main alterations associated with mineralization. Banded, disseminated, replacement, massive, veins-veinlets are main ore-bearing textures in this deposit According to fluids inclusion studies on the quartz minerals of the stringer zone, the average homogenization temperature of the fluids inclusions is 355 °C and the salinity is 6 to 16 wt% NaCl eq.
Conclusion
According to geological studies, mineralogy, structure and texture and fluids inclusions the Northern Chah-Farsakh deposit is formed in the submarine volcanic activity environment and this deposit shows most similarities with the Besshi-type VMS mineralization.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Besshi-type
  • Northern Chah-Farsakh
  • Ore facies
  • Volcanogenic massive sulfide
  • Copper mineralization

مراجع

-جعفریان، م.، 1380. نقشه زمین‌شناسی 1:100.000 کلاته رشم و معبد، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور.
-حمامی‌پور، ب.، 1396. گزارش اکتشاف تفصیلی کانسار مس چاه‌ فرسخ، سازمان صنایع و معادن استان سمنان، 160 ص.
-طاشی، م.، 1394. کانی‌شناسی، زمین‌شیمی و الگوی پیدایش کانسارهای مس-نقره گرماب پایین و اسبکشان، منطقه خارتوران، جنوب شرق شاهرود، پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود.
-موسیوند، ف.، 1382. کانی‌شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانه‌زایی مس در مجموعه آتشفشانی-رسوبی سوریان در منطقه بوانات، استان فارس، پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.
-مغفوری، س.، 1391. زمین­شناسی، کانی­شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانه­زایی مس در توالی آتشفشانی- رسوبی کرتاسه پسین در جنوب غرب سبزوار، با تاکید بر کانسار نوده، پایان­نامه کارشناسی­ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.
-مغفوری، س.، راستاد، ا. و موسیوند، ف.، 1393. کانسار سولفید تودهای آتشفشانزاد (VMS) نوده، نمونه‌ای از کانسارهای نوع بشی (type- Besshi)، جنوب باختر سبزوار، فصلنامه علوم زمین، شماره 94، ص 73-86.
-هوشمندزاده، ع.، 1351. نقشه زمین‌شناسی 1:250.000 ترود، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافت معدنی کشور.
‌-هوشمندزاده، ع.، علوی‌نائینی، م. و حقی‌پور، ع.، 1357. تحول پدیده‌های زمین‌شناسی ناحیه ترود (از پرکامبرین تا عهد حاضر)، سازمان زمین‌شناسی و معدنی کشور، نقشه‌ شماره H5.
‌  
 
-Alavi, M., 1996. Tectonostratigraphic synthesis and structural style of the Alborz mountain system in northern Iran. Journal of Geodynamics, v. 21, p. 1-33.
-Amidi, S.M., Emami, M.H. and Michel, R., 1984. Alkaline character of Eocene volcanism in the middle part of central Iran and its geodynamic situation. Geol. Rundsch. v. 73, p. 917-932.
-Badrzadeh, Z., Barrett, T.J., Peter, J.M., Gimeno, D., Sabzehei, M. and Aghazadeh, M., 2010. Geology, mineralogy and sulfur Isotope geochemistry of the Sargaz Cu-Zn volcanogenic massive sulfide deposit, Sanandaj-Sirjan zone, Iran. Mineralium Deposita, v. 46(8), p. 905-923.
-Barrie, T.C., Nielsen, F.W. and Aussant, C.H., 2007. The Bisha VolcanicAssociated Massive Sulfide Deposit, Western Nakfa Terrane, Eritrea, Economic Geology, v. 102, p. 717–738.
-Bodnar, R.J. and Vityk, M.O., 1994. Interpretations of microthermometric data for H2O-NaCl fluid inclusions, in DeVivo, B., and Frezzotti, M.L., eds., Fluid inclusions in minerals: Methods and pplications: Blacksburg, Virginia Polytechnic Institute and State University Press, p. 117-130.
-Crawford, A.R., 1977. A summary of isotopic age data for Iran, Pakistan and India. Memoire Societe Geologique de France, v. 8, p. 251-260.
-Eshraghi, S.A. and Jalali, A., 2006. Reports on the geological map of Moalleman, 1: 100,000. Geological Survey of Iran.
-Fard, M., Rastad, E. and Ghaderi, M., 2006. Epithermal gold and base metal mineralization at Gandy deposit, north of central Iran and the role of rhyolitic intrusions. Journal of Sciences University Tehran, v. 17, p. 327-335.
-Franklin, J.M., Gibson, H.L., Jonasson, I.R. and Galley, A.G., 2005. Volcanogenic Massive Sulphide Deposits, Economic Geology 100th anniversary, p. 523-560.
-Ghorbani Derakhshi, M., Hosseinzadeh, M.R., Moayyed, M. and Maghfouri, S., 2019. Metallogenesis of Precambrian SEDEX-type Barite-(Pb-Cu-Zn) deposits in the Mishu mountain, NW Iran: Constrains on the geochemistry and tectonic evolution of mineralization. Ore Geology Reviews, v. 107, p. 310-335.
-Hassanzadeh, J., Ghazi, A.M., Axen, G., Guest, B., Stockli, D. and Tucker, P., 2002. Oligocene mafic-alkaline magmatism in north and northwest of Iran: Evidence for the separation of the Alborz from the Urumieh-Dokhtar magmatic. Geological Society of America, v. 34(6), p. 331-348.
-Hitzman, M., Kirkham, R., Broughton, D., Thorson, J. and Selly, D., 2005. The sediment hosted stratiform copper ore system. In: Thompson, J.F.H., Goldfarb, R.J, Richards, J.P. (Eds.), 100th Anniversary volume. Society of Economic Geologists, p. 609-642.
-Kirkham, R.V., 1996. Volcanic red bed copper. Geol. Sur. of Canada, Canadian Mineral Deposit Types, v. 8, p. 241-252.
-Kojima, S., Trista, D., Guilera, A. and Ken-ichiro ayashi, H., 2009. Genetic aspects of the manto type copper deposits based on geochemical studies of north Chilean deposits. Resour. Geol., v. 59(1), p. 87-98.
-Large, R.‌R., McGoldrick, P., Bull, S. and Cooke, D., 2004. Proterozoic startiform sediment-hosted zinc-lead-silver deposits of northern Australia, in Deb, M. and Goodfellow, W.D., eds., Sediment-hosted lead-zinc sulphide deposits: Attributes and models of some major deposits of India, Australia and Canada: Narosa publishing house, Delhi, India, p. 1-24.
-Maghfouri, S., Rastad, A., Mousivand, F. and Ye, L., 2016. Geology, ore facies and sulphur isotopes geochemistry of the Nudeh Besshi type volcanogenic massive sulphide deposit, Southwest Sabzevar basin, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, v. 125, p. 145-161.
-Maghfouri, S., Hosseinzadeh, M.R., Rajabi, A. and Azimzadeh, A.M., 2017. Darreh-Zanjir deposit; a typical carbonate hosted Zn-Pb deposit (MVT) in early cretaceous sedimentary sequence, southern Yazd basin. Scientific Quarterly Journal of Geosciences v. 26(103), p. 13-28.
-Maghfouri, S., Rastad, A., Lentz, D.R., Mousivand, F. and Choulet.F., 2018. Mineralogy, microchemistry and fluid inclusion studies of the Besshi-type Nudeh Cu-Zn VMS deposit, Iran. Chemie der Erde, v. 78, p. 40-57.
-Maghfouri, S., Hosseinzadeh, M.R. and Choulet, F., 2020. Supergene nonsulfide Zn–Pb mineralization in the Mehdiabad world-class sub-seafloor replacement SEDEX-type deposit, Iran. International Journal of Earth Sciences, v. 109, p. 2531-2555.
-Maghfouri, S., Rastad, A., Mousivand, F. and Lentz, D.R., 2021a. Chemical composition of magnetite and chlorite from the stringer zone of the Nudeh VMS deposit, Iran: geological implications. Mineralogy and Petrology, v. 115(2).
-Maghfouri, S., Hosseinzadeh, M.R., Lentz, D.R., Tajeddin, H.A., Movahednia, M. and Shariefi, A., 2021b. Nature of ore-forming fluids in the Mehdiabad world-class sub-seafloor replacement SEDEX-type Zn-Pb-Ba-(Cu-Ag) deposit, Iran; constraints from geochemistry, fluid inclusions, and O-C-Sr isotopes. Journal of Asian Earth Sciences, v. 207, p. 104-122.
-Mehrabi, B. and Ghasemi Siani, M., 2012. Intermediate sulfidation epithermal Pb-Zn-Cu (±Ag-Au) mineralization at Cheshmeh Hafez deposit, Semnan province. Iran Journal. Geological Society of India, v. 80, p. 563-578.
-Mousivand, F., Rastad, E. and Emami, M.H., 2004. Bavanat copper deposit; a Besshi-type volcanogenic massive sulfide deposit in Iran. 22nd Annual Symposium of Geosciences, Geological Survey of Iran.
-Mousivand, F., Rastad, E., Meffre, S.M., Peter, J.M., Solomon, M. and Zaw, K., 2011. U-Pb geochronology and Pb isotope characteristics of the Chahgaz volcanogenic massive sulfide deposit, South of Iran. International Geology Review, v. 53(10), p. 1239-1262.
-Mousivand, F., Rastad, E., Emami, M.H., Peter, J.M. and Solomon, M., 2012. Bathurst-type Zn-Pb-Cu Volcanogenic Massive Sulfide Mineralization in the Chahgaz Area, South of Shahre Babak, South Sanandaj-Sirjan Zone, Geological Survey of Iran, v. 82, p. 151-162.
-Mousivand, F., Rastad, E., Hoshino, K. and Watanabe, M., 2007. The Bavanat Cu- Zn- Ag orebody: frist recognition of a Besshi- type VMS deposit in Iran, Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen, v. 183(3), p. 296-315.
-Monecke, T., Gemmeli, J. and Herzig, P., 2006. Geology and Volcanic Facies Architecture of the Lower Ordovician Waterloo Massive Sufide Deposit, Australia, Economic Geology, v. 101, p. 179-197.
-Niroomand, S., Hassanzadeh, J., Tajeddin, H.A. and Asadi, S., 2018. Hydrothermal evolution and isotope studies of the Baghu intrusion-related gold deposit, Semnan province, north-central Iran. Ore Geology Reviews, v. 95, p. 1028-1048.
-Shafaii Moghadam, H., Khademi, M., Hu, Z., Stern, R.J., Santos, J.F. and Wu, Y., 2015. Cadomian (Ediacaran–Cambrian) arc magmatism in the ChahJam– Biarjmand metamorphic complex (Iran): Magmatism along the northern active margin of Gondwana. Gondwana Research, v. 27, p. 439-452.
-Shamanian, G.H., Hedenquist, J.W., Hattori, K.H. and Hassanzadeh, J., 2004. The Gandy and Abolhassani epithermal prospects in the Alborz magmatic arc, Semnan province, northern Iran. Econ. Geol., v. 99, p. 691-712.
-Solomon, M., 2008. Brine pool deposition for the Zn-Pb-Cu massive sulphide deposits of the Bathurst mining camp, New Brunswick, Canada. I. Comparisons with the Iberian pyrite belt. Ore Geology Reviews, v. 33(3–4), p. 329-351.
-Pirajno, F., 2009. Hydrothermal Processes and Mineral Systems. Springer, Berlin, Germany, 250 p.
-TaleFazel, E., Mehrabi, B. and GhasemiSiani, M., 2019. Epithermal systems of the Torud–Chah Shirin district, northern Iran: Ore fluid evolution and geodynamic setting. Ore Geology Reviews, v. 109, p. 253-275.
-Rastad, E., Monazami miralipour, A. and Momenzadeh, M., 2012. Sheikh-Ali copper deposit, A Cyprus-type VMS deposit in southeast Iran. Journal of Sciences, Islamic Republic of Iran, v. 13(1), p. 51-63.
-Wilkinson, J., 2001. “Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits”. Lithos, v. 55(1), p. 229-272.
-Yarmohammadi, A., Rastad, E., Mousivand, F. and Watanabe, M., 2008. Barika Au-Ag-(ZnPb-Cu) deposit: First recognition of gold-rich Kuroko-type VMS mineralization in Iran. 33rd International Geological Congress, Geological Survey of Norway, Oslo, Norway.
-Zheng, Y., Zhang, L., Chen, Y., Hollings, P. and Chen, H., 2013. Metamorphosed Pb-Zn– (Ag) ores of the Keketale VMS deposit, NW China: Evidence from ore textures, fluid inclusions, geochronology and pyrite compositions. Ore Geology Reviews, v 54, p. 167-180.
 
 
پژوهشهای دانش زمین
دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 52
پژوهشی
اسفند 1401
صفحه 120-145

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار