فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه کانسارهای مس (نقره) تیپ مانتو به دلیل عیار بالای فلزی و سهم قابل توجه در تولید مس، به‌ویژه در رشته‌کوه‌های آند مرکزی، از اهمیت اقتصادی و متالوژنی بالایی برخوردارند (Wilson et al, 2003; Oliveros et al, 2008). کانسارهای مس تیپ مانتو با عیار نسبتاً بالا به‌طور گسترده‌ای در امتداد کمربند پیرامون اقیانوس آرام و کمربند هیمالیا - تبت رخ داده‌اند (Shen et al, 2020). در کشور شیلی، این کانسارها پس از ذخایر پورفیری مس، به‌عنوان دومین گروه مهم کانسارهای مس شناخته می‌شوند (Wilson and Zentilli, 1999). در ایران، کانسارهای مس چینه‌کران با سنگ میزبان آتشفشانی - رسوبی که تحت عنوان کانسارهای تیپ مانتو شناخته می‌شوند و در پهنه‌های ساختاری متعددی از جمله سنندج - سیرجان، ارومیه - دختر، البرز، سبزوار، ایران مرکزی، کپه‌داغ، بلوک طبس و بلوک لوت گسترش یافته‌اند (Salehi and Rasa, 2016; Maghfouri et al, 2020; Movahednia et al, 2022). کانسار مس دره‌تخت در استان لرستان و در پهنه ساختاری- رسوبی سنندج - سیرجان واقع شده است. هدف از این پژوهش، بررسی ویژگی‌های کانی‌شناسی، دگرسانی و ژئوشیمیایی کانه‌زایی مس در این کانسار و تبیین الگوی تشکیل آن در چارچوب کانسارهای مس تیپ مانتو می‌باشد. مواد و روش­ها در این پژوهش، به‌منظور بررسی کانه‌زایی مس در کانسار دره‌تخت، نقشه زمین‌شناسی بزرگ‌مقیاس منطقه بر پایه تصاویر ماهواره‌ای، پیمایش صحرایی و تلفیق با نقشه‌های زمین‌شناسی 1:100,000 الیگودرز (Soheili et al, 1992) و دورود (Goodarzi, 2002) تهیه شد. نمونه‌برداری سیستماتیک از واحدهای سنگی میزبان و کانسنگ بر اساس تغییرات سنگ‌شناسی، دگرسانی و کانی‌شناسی انجام گرفت. به‌منظور مطالعات کانی‌شناسی و بافتی، مقاطع نازک، صیقلی و نازک - صیقلی تهیه و مورد بررسی میکروسکوپی قرار گرفت. شناسایی کانی‌ها با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. ترکیب شیمیایی کانی‌های کانه‌دار با استفاده از آنالیز الکترون میکروپروب (EPMA) تعیین گردید. همچنین، برای بررسی ترکیب ژئوشیمیایی سنگ‌های آتشفشانی میزبان با حداقل دگرسانی، آنالیز عناصر اصلی و فرعی به روش XRF و عناصر کمیاب به روش ICP-MS انجام شد. نتایج این مطالعات مبنای تفسیر ویژگی‌های کانه‌زایی و تعیین الگوی تشکیل کانسار قرار گرفت. نتایج و بحث پهنه سنندج - سیرجان با طول حدود ۱۵۰۰ کیلومتر و عرض ۱۵۰-۲۵۰ کیلومتر، از جنوب‌شرق ایران (شهرهای سیرجان و اسفندقه) تا شمال‌غرب (ارومیه و سنندج) گسترش دارد و یکی از مهم‌ترین نواحی فلززایی کشور به‌شمار می‌رود (Mohajjel and Fergusson, 2014). این پهنه شامل سنگ‌های رسوبی، آتشفشانی - رسوبی و آذرین درونی دگرگون شده با سن پالئوزوئیک تا مزوزوئیک است و بخشی از زون برشی دگرگونی سنندج - سیرجان در کمربند چین‌خوردگی روراندگی زاگرس را تشکیل می‌دهد (Sarkarinejad and Azizi, 2008). تحولات زمین‌ساختی آن از اواخر پالئوزوئیک بالایی تا تریاس میانی با پدیده‌های کافتش و نهشت کربنات‌ها، گدازه‌های بالشی و فعالیت‌های رسوبی همراه بوده و نشان‌دهنده رژیم کششی و جدا شدن بلوک ایران مرکزی از گندوانا و گسترش بستر اقیانوس نئوتتیس است. توالی‌های آتشفشانی - رسوبی کرتاسه پیشین در بخش جنوبی پهنه، میزبان کانسارهای چینه‌کران تیپ مانتو از جمله کشتمحکی، کل‌ریزه، شمال‌شرق و شرق حسن‌آباد، خورجان و سیمکان هستند (Movahednia et al, 2020). کانسار مس دره‌تخت در بخش شمالی پهنه ساختاری دگرگونی سنندج - سیرجان در مجاورت زیرپهنه روراندگی زاگرس قرار گرفته و در یک سکانس آتشفشانی - رسوبی با سن تریاس میانی تا پسین جای‌گیر شده است. واحدهای سنگی منطقه عمدتاً شامل گدازه‌های آندزیتی تا آندزیت - ‌بازالتی، واحدهای آذرآواری نظیر کریستال‌توف و لیتیک‌توف، و سنگ‌های رسوبی کربناته پرمین می‌باشند که همگی هم‌راستا با روند کلی پهنه سنندج - سیرجان بوده و تا رخساره شیست سبز دگرگون شده‌اند. منطقه مطالعه شامل سه واحد سنگی اصلی می‌باشد: واحدهای گدازه‌ای آتشفشانی با ترکیب آندزیت تا آندزیت‌بازالتی، واحدهای آذرآواری شامل کریستال‌توف، لیتیک‌توف و آگلومرا، و واحدهای رسوبی شامل سنگ‌های آهکی، آهک دولومیتی و شیست‌های سبز. واحدهای آتشفشانی و آذرآواری عمدتاً میزبان کانه‌زایی مس هستند و تمامی واحدها هم‌راستا با روند شمال‌غرب - جنوب‌شرق پهنه سنندج - سیرجان قرار دارند. این توالی‌های سنگی نشان‌دهنده محیط آتشفشانی - رسوبی با دگرگونی خفیف تا متوسط در منطقه هستند. کانسار مس دره‌تخت عمدتاً در واحدهای آذرآواری با ترکیب آندزیت تا آندزیت‌بازالتی میزبان است و سنگ‌های رسوبی و دگرگونی در بخش فوقانی قرار دارند. کانه‌زایی مس عمدتاً رگه‌ای، رگچه‌ای و پرکننده فضاهای خالی بوده و توسط گسل‌ها، درزه‌ها و شکستگی‌ها کنترل می‌شود. عوامل مؤثر در فرآیند کانه‌زایی شامل: 1) لیتولوژی مناسب سنگ‌های میزبان، 2) ساختارهای مؤثر نظیر گسل‌ها، درزه‌ها، شکستگی‌ها و ویژگی‌های مرتبط با تخلخل و نفوذپذیری، 3) حرکت محلول‌های گرمابی در سنگ‌هایی با ترکیب مناسب که منجر به تمرکز فلز مس شده‌اند، و 4) حضور توده‌های نفوذی گرانیتوئیدی در منطقه که به‌عنوان منبع حرارتی نقش داشته‌اند، می‌باشند. دگرسانی‌ها شامل کلریتی، اپیدوتی، سریسیتی، سیلیسی، کربناتی و پهنه‌های اکسیدی/هیدروکسیدی آهن هستند که دگرسانی کلریتی و اپیدوتی گسترده‌ترین نوع بوده و مراحل اولیه سامانه گرمابی را نشان می‌دهد، در حالی که دگرسانی سریسیتی و سیلیسی محدود و مرتبط با فازهای انتهایی سامانه است. کانی‌های مهم شامل سولفیدی‌های مس و آهن، کربناته‌های مس، اکسیدی‌های مس و آهن و باطله‌ها هستند و بافت غالب کانه‌زایی به صورت رگه‌ای، رگچه‌ای، پرکننده فضاهای خالی و جانشینی است. مطالعات میکروسکوپی، پراش اشعه ایکس و ریزکاونده الکترونی نشان می‌دهند که کانی‌های تشکیل‌دهنده کانسار دره تخت در پنج گروه اصلی جای می‌گیرند کانی‌های سولفیدی مس و آهن شامل کالکوسیت، کوولیت، بورنیت، پیریت، کالکوپیریت و تترائدریت، که به صورت رگه‌ای، رگچه‌ای، دانه پراکنده و پرکننده فضاهای خالی یافت می‌شوند. کانی‌های کربناته مس مانند مالاکیت و آزوریت، عمدتاً پرکننده درزه‌ها، شکستگی‌ها و حفرات بوده و با بافت‌های شعاعی و کلوفرمی ظاهر می‌شوند. کانی‌های اکسیدی مس و مس طبیعی شامل کوپریت و مس خالص که به صورت پراکنده و دانه‌ریز مشاهده می‌شوند. کانی‌های اکسیدی و هیدروکسیدی آهن مانند گوتیت و لیمونیت، که ناشی از اکسیداسیون کانی‌های آهن‌دار سولفیدی بوده و غالباً با کانی‌های مس همراه هستند. کانی‌های باطله شامل کوارتز، کلسیت و ژیپس که در فضاهای خالی، شکستگی‌ها و حفرات پرکننده‌اند و گاهی به صورت رگه و رگچه دیده می‌شوند. ساخت و بافت کانی‌ها در کانسار شامل رگه‌ای و رگچه‌ای، دانه پراکنده، پرکننده فضاهای خالی و جانشینی بوده و ویژگی‌های بافتی آن‌ها بیانگر فرآیندهای ژنتیکی سولفیدی، کربناته و اکسیدی در طول کانه‌زایی است. مطالعات ژئوشیمیایی کانسار مس دره تخت با استفاده از عناصر اصلی و فرعی نشان می‌دهد که سنگ‌های میزبان عمدتاً آندزیت، آندزیت - بازالتی و تراکی‌آندزیت هستند و ترکیب شیمیایی آن‌ها کالک‌آلکالن است. نمودار Zr/Y نسبت به Zr (Pearce, 1979) و نمودار Th–Co (Hastie et al, 2007) بیانگر رابطه این سنگ‌ها با کمان‌های آتشفشانی قاره‌ای و فرورانش ورقه نئوتتیس زیر قاره‌ای در تریاس بالایی - ژوراسیک زیرین است. نمودارهای عنکبوتی نسبت به کندریت، غنی‌شدگی عناصر خاکی نادر سبک (LREE) نسبت به عناصر سنگین (HREE) و آنومالی‌های مثبت Sr و Eu به تفریق پلاژیوکلازها، اکسیداسیون بالا و تاثیر پوسته قاره‌ای بر ماگمای کمان قاره‌ای اشاره دارد. کاهش Nb همراه با غنی‌شدگی Sr نیز شاخص زون‌های فرورانش و اختلاط با مواد پوسته‌ای است. در میان فلزات پایه، مس و نقره دارای همبستگی بسیار بالای 97/0 هستند. این ارتباط قوی نشان‌دهنده منشأ مشترک این دو فلز و وابستگی ژئوشیمیایی آن‌هاست و همچنین می‌تواند ناشی از حضور آن‌ها در سولفوسالت‌ها (تترائدریت، پیرارژیریت و پروستیت) و کوولیت باشد. شرایط و مراحل تشکیل کانسار مس دره تخت: با توجه به مطالعات میدانی، میکروسکوپی و ژئوشیمیایی، مراحل کانه‌زایی و فرآیندهای تشکیل کانسار را می‌توان در سه مرحله ژنتیکی اپی‌ژنتیک-دیاژنتیک تفکیک کرد: 1) دیاژنز آغازین (رسوبی - آتشفشانی اولیه): در این مرحله فعالیت‌های آتشفشانی گسترده باعث تشکیل واحدهای آذرآواری و جریان‌های گدازه‌ای می‌شوند. سنگ‌های میزبان آندزیت و پیروکسن‌آندزیت شکل می‌گیرند. دیاژنز اولیه باعث تشکیل لایه‌های نازک هماتیت از تجزیه کانی‌های آهن‌دار (پیروکسن و آمفیبول) شده است. 2) دیاژنز ثانویه (کانه‌زایی سولفیدی اولیه): در طی این مرحله، سیالات حوضه‌ای مس آزاد شده از کانی‌های آهن- منیزیم‌دار و فلدسپارهای دگرسان، به حرکت درآمده و کانی‌های سولفیدی اولیه شامل پیریت، کالکوپیریت و کالکوسیت به صورت دانه پراکنده و پرکننده فضاهای خالی رسوب کردند. بر این اساس، منبع اصلی مس سنگ‌های میزبان آتشفشانی- رسوبی است. 3) بالاآمدگی و فعالیت‌های هیدروترمال (کانه‌زایی ثانویه اکسیدی): با آغاز بالاآمدگی منطقه و گسل‌خوردگی، تمرکز مجدد کانی‌زایی سولفیدی و اکسیدی در امتداد گسل‌ها، درزه‌ها و فضاهای خالی واحدهای آذرآواری رخ می‌دهد. سیالات گرمابی ترکیبی از آب‌های جوی و ماگمایی هستند و کانی‌زایی اکسیدی و کربناتی شامل مالاکیت، آزوریت و اکسیدهای آهن به صورت رگه و رگچه پرکننده فضاهای خالی شکل می‌گیرد. نتیجه­گیری کانه‌زایی مس در منطقه دره‌تخت در حاشیه شمالی پهنه ساختاری سنندج - سیرجان و در ارتباط با توالی‌های آذرآواری آندزیتی تا آندزیت‌ - بازالتی شکل گرفته است. سنگ‌های میزبان از نظر زمین‌ساختی به کمان آتشفشانی قاره‌ای و از نظر سری ماگمایی به مجموعه کالک‌آلکالن تعلق دارند. کانی‌سازی عمدتاً به‌صورت رگه‌ای و رگچه‌ای و به‌عنوان پرکننده شکستگی‌ها و درزه‌ها توسعه یافته و به‌شدت تحت کنترل ساختارهای تکتونیکی منطقه قرار دارد. شواهد کانی‌شناسی و بافتی نشان می‌دهد که کانه‌زایی پس از تشکیل سنگ میزبان و به‌صورت اپی‌ژنتیک و چینه‌کران رخ داده است. همبستگی مثبت نقره با مس بیانگر نقش سیالات فلزدار در غنی‌شدگی همزمان این دو عنصر می‌باشد. بر اساس داده‌های زمین‌شناسی، کانی‌شناسی و دگرسانی، الگوی تشکیل کانسار شامل یک تکامل چندمرحله‌ای از فعالیت‌های آتشفشانی اولیه، دیاژنز تدفینی و در نهایت تمرکز مجدد کانه‌زایی در اثر فعالیت‌های هیدروترمال می‌باشد. مجموعه این ویژگی‌ها نشان می‌دهد که کانه‌زایی دره‌تخت از نظر تیپ و فرآیند تشکیل، بیشترین شباهت را با کانسارهای مس تیپ مانتو دارد.