فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه منطقه نبی‌جان در فاصله 20 کیلومتری جنوب‌غرب کلیبر در استان آذربایجان شرقی و در شمال‌غرب ایران قرار دارد. طبق تقسیمات پهنه‌های ساختاری ایران (Aghanabati, 2004) این منطقه جزئی از بخش غربی کمربند ماگمایی البرز- آذربایجان محسوب می‌شود و از نظر متالوژنی در پهنه فلززایی اهر- ارسباران قرار گرفته است (Castro et al, 2013). پهنه فلززایی اهر- ارسباران یکی از مهم‌ترین و غنی­ترین پهنه‌های فلززایی بویژه برای عناصر طلا، مس و مولیبدن در شمال غرب و ایران است (Jamali et al, 2012). تاکنون پژوهش‌های زمین‌شناسی متعددی در خصوص ژئوشیمی، کانه­زایی و دگرسانی در زون ارسباران و پیرامون منطقه نبی‌جان توسط محققین مختلف صورت گرفته است. بر اساس مطالعات اکتشافی صورت گرفته توسط شکوئی (Shekouei, 2003) یک منطقه امیدبخش برای عناصر طلا و مس در نبی جان معرفی شده است. بر اساس مطالعات مذکور (حفر ترانشه و گمانه) توسط سازمان زمین­شناسی و اکتشافات معدنی کشور، حدود 300 هزار تن کانسنگ طلا در زون­ها و رگه­های سیلیسی با عیار متوسط 37/1 گرم در تن تخمین زده شده است. محققین قبلی بیشتر در خصوص زمین­شناسی، ژئوشیمی، کانی­سازی و دگرسانی در منطقه نبی جان مطالعاتی انجام داده­اند. در این نوشتار سعی شده است ضمن توصیف ویژگی‌های زمین‌شناسی، کانه‌زایی و دگرسانی در منطقه نبی‌جان، مطالعات جدیدی برای اولین بار بر اساس میانبارهای سیال موجود در رگه –رگچه­های کوارتزی- سولفیدی  به منظور تعیین شرایط فیزیکوشیمیایی سیالات کانه‌ساز و ژنز کانسار انجام گیرد. مواد و روش­ها این پژوهش شامل دو بخش بررسی‌های صحرایی و آزمایشگاهی است. در مطالعات صحرایی، رگه‌های کانه‌دار شناسایی شد و چگونگی ارتباط آنها با سنگ‌های میزبان و پهنه‌های دگرسانی مورد بررسی قرار گرفت و نمونه‌برداری از آنها برای بررسی‌های آزمایشگاهی انجام شد. در این راستا 60 نمونه از واحدهای سنگی میزبان و رخنمون‌های کانه‌زایی برداشت شد. در طی مطالعات آزمایشگاهی، 20 مقطع نازک و 5 مقطع صیقلی تهیه گردید و در دانشگاه تبریز مورد بررسی‌های سنگ‌نگاری و کانه‌نگاری قرار گرفت. به منظور شناخت ماهیت فیزیکوشیمیایی سیال کانه‌ساز و بررسی روند تغییرات شیمی و دمای سیالات کانه‌ساز در طی نهشت کانسنگ‌ها، مطالعات سنگ‌نگاری و حرارت‌سنجی میانبارهای سیال بر روی 5 نمونه حاوی بلورهای کوارتز همزاد با کانه‌زایی سولفیدی و طلا (برداشت شده از رگه‌های کوارتزی) انجام شد. اندازه‌گیری‌‌های حرارت‌سنجی با استفاده از دستگاه میانبار سیال Linkam مدل THMSG600 متصل به میکروسکوپ OLYMPUS مدل BX-51 دارای LD-LensX40 و مجهز به کنترل‌کننده حرارتی TMS94 و سردکننده LNP در دانشگاه پیام نور تبریز انجام شد. دامنه حرارتی دستگاه 190- (توسط نیتروژن مایع) تا 600+ (توسط انرژی الکتریکی) درجه سانتی‌گراد است. کالیبراسیون دستگاه در مرحله گرمایش با دقت 6/0± درجه سانتی‌گراد در دمای 414+ درجه سانتی‌گراد (دمای ذوب نیترات سزیم) و 2/0± درجه سانتی‌گراد در دمای 3/94- درجه سانتی‌گراد (دمای ذوب n-هگزان) انجام شد. میزان شوری میانبارهای سیال بر حسب درصد وزنی معادل نمک طعام (wt% NaCl eq.) با استفاده از دمای ذوب آخرین قطعه یخ (Tmice) و با بهره‌گیری از رابطه (Hall et al, 1988) محاسبه گردید. زمین­شناسی و کانه­زایی منطقه مورد مطالعه بخشی از زون متالوژنی قفقاز کوچک- ارسباران می­باشد. ماگماتیسم در این پهنه فلززایی طی کرتاسه پسین شروع شده و تا سنوزوئیک و کواترنری ادامه یافته است. کانه‌زایی در این پهنه اغلب وابسته به سنگ‌های ماگمایی سنوزوئیک است. فعالیت‌های ماگمایی سنوزوئیک در زون ارسباران منجر به تشکیل پلوتون‌های آلکالن تا کالک‌آلکالن همراه با سیستم‌های کانیایی پورفیری، اسکارن و اپی‌ترمال شده است. سنگ‌های برونزد یافته در منطقه نبی جان اغلب شامل واحدهای آتشفشانی و رسوبی کرتاسه هستند که توسط توده‌های نفوذی الیگوسن با ترکیب کوارتزمونزودیوریتی مورد هجوم قرار گرفته‌اند. توده­های نفوذی با ترکیب دیوریتی تا مونزودیوریتی عامل اصلی کانی سازی طلا- نقره اپی ترمال در منطقه نبی جان و پیرامون آن از حوالی روستای پیغام و علویق تا جندشفق و مرزرود می­باشد. پهنه‌های دگرسانی در اطراف رگه­ها و زون­های طلادار در منطقه نبی‌جان شامل انواع سیلیسی، فیلیک و پروپلیتیک هستند که به ابعاد 1 تا 20 متر گسترش یافته­اند. کانه‌زایی در منطقه مورد بررسی به صورت استوک‌ورک و رگه- رگچه‌های کوارتزی در داخل سنگ میزبان کوارتزمونزودیوریتی رخ داده است که شامل کانی‌های سولفیدی (پیریت، کالکوپیریت، گالن و اسفالریت) و طلای طبیعی هستند. پیریت و کالکوپیریت در اثر عملکرد فرآیندهای سوپرژن به هیدرواکسیدهای آهن (گوتیت و لیمونیت) تبدیل شده­اند. بلورهای کوارتز در داخل رگه- رگچه‌های کوارتزی، بافت‌های شانه‌ای و پرکننده فضای خالی را به نمایش می‌گذارند. همچنین شکل بی پیرامیدال در کوارتزهای بلورین این منطقه متداول است. بر اساس مطالعات سیالات درگیر مقادیر دمای همگن شدن و شوری میانبارهای سیال به ترتیب بین ۱۷۰ تا ۲۸۲ درجه سانتی‌گراد و ۲۷/۳ تا ۵۱/۸ درصد وزنی معادل نمک طعام متغیر هستند. بر اساس یافته‌های میانبارهای سیال، فرآیند جوشش مهمترین فرآیند در نهشت کانی‌های سولفیدی و طلا بوده و کمپلکس‌های سولفیدی نقش عمده‌ای در حمل و نقل عناصر کانسنگی ایفا نموده‌اند. بر پایه ویژگی‌های زمین‌شناسی، کانی‌شناسی، ساخت، بافت و مقادیر دمای همگن شدن و شوری میانبارهای سیال، کانه‌زایی سولفیدی- طلای نبی‌جان را می‌توان در زمره ذخایر اپی‌ترمال سولفیداسیون پایین قرار داد. نتایج و بحث بر اساس مطالعات انجام شده، واحدهای سنگی رخنمون یافته در منطقه نبی‌جان شامل سنگ‌های آتشفشانی و رسوبی کرتاسه و سنگ‌های نفوذی الیگوسن هستند. سنگ‌های آتشفشانی و رسوبی کرتاسه توسط توده نفوذی کوارتزمونزودیوریتی به سن الیگوسن قطع شده است. کانی‌های اصلی این واحد سنگی را پلاژیوکلاز، پتاسیم فلدسپار و کوارتز و کانی­های فرعی آن را بیوتیت، آمفیبول، کانی­های تیره و بندرت کلینوپیروکسن تشکیل می‌دهند. در مناطق دگرسان شده، اغلب هورنبلندها به بیوتیت و بیوتیت‎ها به کلریت تبدیل شده­اند. فعالیت سیالات گرمابی منتج از توده نفوذی سبب تشکیل انواع دگرسانی‌های سیلیسی، فیلیک و پروپلیتیک در سنگ میزبان شده است. در اثر عبور سیالات گرمابی در امتداد زون‌های خرد شده و گسلی، ضمن دگرسانی سنگ درونگیر کوارتزمونزودیوریتی سبب تشکیل زون­های استوک‌ورکی و رگه - رگچه‌های سیلیسی شده است. رگه و رگچه‌های سیلیسی طلادار حاوی پیریت و مقادیر کمی کالکوپیریت، اسفالریت و گالن هستند. طلای طبیعی به اندازه 2 تا 5 میکرون در بخش‌های دگرسان شده پیریت به هیدرو اکسید آهن(گوتیت) در مقاطع صیقلی مشاهده می‌شود. مطالعات سنگ‌نگاری و حرارت‌سنجی میانبارهای سیال در داخل بلورهای درشت کوارتز صورت گرفت. بلورهای کوارتز در این رگه- رگچه‌ها همرشدی و همزادی با کانی‌های سولفیدی و طلا نشان می‌دهند. میانبارهای سیال دارای اشکال چندوجهی، کشیده، سوزنی، کروی و منفی بلور بوده و از نظر پاراژنتیکی، به صورت میانبارهای اولیه، ثانویه و ثانویه دروغین مشاهده می‌شوند. اندازه میانبارهای سیال از 10 تا 24 میکرون متغیر است. میانبارهای سیال مطالعه شده به 4 نوع قابل تقسیم است: 1) دوفازی مایع- بخار (L+V)، 2) دوفازی بخار– مایع (V+L)، 3) تک‌فازی بخار (V) و 4) تک‌فازی مایع (L). فراوانی میانبارهای دو فازی غنی از مایع بیشتر از بقیه میانبارها است. مطالعات حرارت‌سنجی طی دو مرحله سرمایش و گرمایش بر روی میانبارهای دوفازی غنی از مایع صورت گرفت. دامنه تغییرات دماهای همگن شدن برای میانبارهای سیال دوفازی غنی از مایع بین 170 تا 282 درجه سانتی‌گراد بوده است. بر اساس مقادیر این دماها، شوری میانبارهای سیال دوفازی غنی از مایع در محدوده بین 27/3 تا 51/8 با میانگین 75/5 درصد وزنی معادل نمک طعام قرار می‌گیرد. بر اساس نمودار دو متغیره شوری در مقابل دمای همگن شدن، نقاط مربوط به یافته‌های حرارت‌سنجی میانبارهای سیال در نبی‌جان یک روند افزایش نسبت به شوری به میزان تقریباً سه برابر (از 2/3 % تا 5/8 %) همراه با کاهش قابل ملاحظه نسبت به دما (از 282 درجه سانتی‌گراد به 170 درجه سانتی‌گراد) را نشان می‌دهند که تا حدودی مشابه روند جوشش می‎باشد. همچنین حضور میانبارهای سیال تک فاز مایع می‌تواند حاکی از آن باشد که فعالیت سیالات هیدروترمالی تا دماهای زیر 70 درجه سانتی‌گراد ادامه داشته است. دماهای ذوب یخ از 2- تا 5/5- درجه سانتی‌گراد متغیر است که منطبق بر شوری‌های بین 27/3 تا 51/8 درصد وزنی معادل نمک طعام می‌باشند. روند دمای همگن شدن - شوری با رخداد جوشش فلوئیدهای کانه‌ساز سازگار است. به نظر می‌رسد که نهشت سولفیدها و طلا در طی همین فرآیند جوشش صورت گرفته باشد. با توجه به میانگین دماهای همگن شدن و شوری‌های میانبار‌های سیال و با استفاده از نمودار فشار میانبارهای سیال (در هنگام همگنی) در مقابل دمای همگن شدن حداقل فشار سیال در هنگام نهشت کانی‌های باطله و کانسنگی در حدود 25 بار بوده است. با توجه به رخداد جوشش سیال، این فشار را باید از نوع هیدرواستاتیک در نظر گرفت که معادل عمقی حدود 250 متر است. این عمق را می‌توان به عنوان کمترین عمق کانه‌زایی سولفیدی و طلا در منطقه نبی‌جان در نظر گرفت. بر اساس نمودار دما – شوری (Wilkinson, 2001) کانه‌زایی سولفیدی - طلا در منطقه نبی‌جان در محدوده اپی‌ترمال قرار می‌گیرد. نتیجه‌گیری کانی‌سازی در منطقه نبی‌جان به‌ صورت استوک‌ورک و رگه - رگچه‌های کوارتزی در داخل سنگ درونگیر کوارتزمونزودیوریتی رخ داده است. عامل کانی­سازی طلای اپی ترمال به احتمال زیاد توده نفوذی مدفون می­باشد که فقط رگه و رگچه­های سیلیسی نشات گرفته از آن توانسته توده کوارتزمونزودیوریتی را قطع نماید. دگرسانی‌های سیلیسی، فیلیک و پروپلیتیک در اطراف رگه- رگچه‌های کوارتزی توسعه یافته‌اند. رگه- رگچه‌های کوارتز حاوی کانه‌زایی سولفیدی (پیریت، کالکوپیریت، گالن و اسفالریت) و طلای طبیعی بوده و بلورهای کوارتز در داخل این رگه - رگچه‌ها، بافت‌های شانه‌ای و پرکننده فضای خالی را نشان می‌دهند. دمای همگن شدن میانبارهای سیال دو فازی موجود در کوارتزهای همراه با کانه‌زایی در محدوده 170 تا 282 با بیشترین فراوانی بین 170 تا 210 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. ویژگی‌های زمین‌شناسی، ساخت و بافت زون‌های کانه‌زایی و دگرسانی به‌ همراه یافته‌های میکروترمومتریک در منطقه نبی جان با کانی­سازی طلای اپی ترمال دما پایین مطابقت دارد.