ریزطیف‌نمایی لیزر رامان میانبارهای سیال و تکامل سیال‌های کانه‌ساز در سامانه مس پورفیری باغ‌خشک، جنوب کمربند ماگمایی ارومیه- دختر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه علوم زمین کاربردی و ژئوفیزیک، دانشگاه لئوبن، لئوبن، اتریش

چکیده

سامانه پورفیری باغ‎خشک در بخش جنوبی کمربند ماگمایی سنوزوییک ارومیه-دختر جای گرفته است.کانی‌سازی مس در باغ‎خشک با دو توده نفوذی نیمه‌ژرف دیوریتی- مونزودیوریتی و گرانودیوریتی همراه است که در سنگ‌های آتشفشانی آندزیتی نفوذ کرده‌اند. هر دو توده نفوذی توسط سیال‌های گرمابی به مجموعه‌های دگرسانی پتاسیک، فیلیک و پروپیلیتیک دگرسان شده‌اند. کانی‌سازی در باغ‎خشک، به شکل استوک‌ورک‌های کوارتز- سولفید و همچنین سولفیدهای افشان در این دو توده نفوذی و نیز به مقدار کمتر در سنگ‌های آتشفشانی میزبان رخ داده است. در سامانه پورفیری باغ‎خشک، دو نوع رگچه کوارتز شناسایی شده است: 1) رگچه‌های کوارتز+کالکوپیریت+پیریت± مولیبدنیت (رگچه‌های کانه‌دار یا بارور)؛ و 2) رگچه‌های کوارتز± پیریت (رگچه‌های نابارور). توده‌های نفوذی باغ‎خشک در نمودار بهنجارشده نسبت به گوشته اولیه، با غنی‌شدگی در عناصر لیتوفیل بزرگ‎یون و عناصر خاکی کمیاب سبک، نسبت به عناصر با شدت میدان بالا و عناصر خاکی کمیاب سنگین، و نیز فروافتادگی در محل عناصر Ti،  Nb و Ta مشخص می‌شوند که از ویژگی‌های شاخص کمان‌های ماگمایی مرتبط با فرورانش است. در نمودارهای تفکیک جایگاه زمین‏ساختی، توده‌های نفوذی باغ‎خشک در محیط کمان قاره‌ای قرار می‌گیرند. سه نوع اصلی میانبار سیال در رگچه‌های کوارتز کانه‌دار شناسایی شده است: میانبارهای غنی از بخار باشوری پایین (8-4 درصد جرمی معادل نمک)، میانبارهای چند‌فازی با شوری بالا (35-5/32 درصد جرمی معادل نمک) و میانبارهای غنی از مایع با شوری به نسبت پایین (10-4درصد جرمی معادل نمک). میانبارهای غنی از بخار، دماهای همگنی میان 326 تا 434 درجه سانتی‌گراد دارند و بیشتر اندازه‌گیری‌ها میان 380 تا 420 درجه سانتی‌گراد است. تجزیه ریزطیف‌نمایی لیزر رامان (Laser Raman Microspectroscopy) حضور گاز کربن دیوکسید و بلورهای نوزاد کالکوپیریت را در میانبارهای غنی از بخار تأیید کرده است. میانبارهای چند‌فازی غالباً در گستره دمای 300 تا 375 درجه سانتی‌گراد به فاز مایع همگن شدند. میانبارهای غنی از مایع، دماهای همگن‌شدگی میان 150 تا 384 درجه سانتی‌گراد دارند و بیشتر اندازه‌گیری‌ها میان 250-200 درجه سانتی‌گراد و 375-300 درجه سانتی‌گراد است. شوری و دمای همگن‌شدگی میانبارهای سیال کوارتز در رگچه‌های نابارور، به‌ترتیب 4- 5/0 درصد جرمی معادل نمک و 240-200 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده است. داده‌های میانبار سیال نشان از آن دارد که مس با یک سیال غنی از بخار یا فوق بحرانی داغ (420-380 درجه سانتی‌گراد)، دارای کربن دیوکسید، و نه ‌چندان شور (8-4 درصد جرمی معادل نمک) در سامانه وارد شده است. کاهش دما در شوری ثابت از میانبارهای غنی از بخار به میانبارهای غنی از مایع در رگچه‌های کانه‌دار، پیشنهاد می‌کند که سرد شدن عامل کنترل‌کننده مهمی در فرایند کانی‌سازی به‎صورت استوک‌ورک و افشان بوده است. در مرحله‌های پسین  فعالیت گرمابی، سیال‌های گرمابی با شوری پایین و فقیر از مس، سبب تشکیل رگچه‌های فراوان نابارورکوارتز-پیریت شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Laser Raman Microspectroscopy of Fluid Inclusions and Evolution of Ore Fluids in Baghkhoshk Porphyry Copper System, Southern Urumieh-Dokhtar Magmatic Belt

نویسندگان [English]

  • M Einali 1
  • S Alirezaei 2
  • R Bakker 3
1 Ph.D. Student, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Geology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Applied Geosciences and Geophysics, University of Leoben, Leoben, Austria
چکیده [English]

The Baghkhoshk porphyry copper system is located in the southern part of the Cenozoic Urumieh-Dokhtar magmatic belt of Iran. Mineralization in Baghkhoshk is associated with two shallow diorite-monzodiorite and granodiorite bodies that intruded the older andesitic volcanic rocks. Both intrusions are extensively altered by hydrothermal fluids into potassic, phyllic, and propylitic assemblages. Mineralization occurs as quartz-sulfide stockworks as well as sulfide disseminations in both intrusions and to a lesser extent in the host volcanic rocks. Two types of quartz veinlets can be distinguished in the Baghkhoshk porphyry system: 1) quartz+ chalcopyrite+ pyrite± molybdenite veinlets (mineralized veinlets); and 2) quartz± pyrite veinlets (barren veinlets). The intrusions display distinct enrichments in large-ion lithophile elements and rare earth elements relative to high-field strength elements and heavy rare earth elements, and distinct Nb, Ta and Ti troughs that are characteristic of subduction-related magmatic arcs. On various diagrams separating tectonic settings, the intrusions plot in the continental arc domain. Three main types of fluid inclusions were identified in quartz from mineralized veinlets: low salinity (4-8 mass% NaCl equivalent), vapor-rich inclusions; high salinity (mainly in the range of 32.5-35 mass% NaCl equivalent), poly-phase inclusions; and low to moderate salinity (mainly in the range of 4-10 mass% NaCl equivalent), liquid-rich inclusions. The vapor-rich inclusions yielded homogenization temperatures ranging between 325 and 434 °C, with a mode at 380-420 °C. Laser Raman microspectroscopic analysis confirmed the presence of CO2 gas and chalcopyrite daughter crystals in the vapor-rich inclusions. The high salinity, poly-phase inclusions were homogenized to liquid at temperatures of mainly 300-375 °C. The liquid-rich inclusions were homogenized at temperatures between 150 and 384 °C, with most of the measurements falling in the range of 200-250 °C and 300-375 °C. The salinities and homogenizaion temparatures for fluid inclusions in quartz from the barren veinlets were found to be 0.5-4 mass% NaCl equivalent and 200-240 °C, respectively.  The fluid inclusion data suggest that Cu was originally accommodated into the system by a hot (380-420°C), low salinity (4-8 mass% NaCl equivalent), CO2-bearing, vapor-rich or supercritical fluid. A considerable drop in temperature at constant salinity from vapor-rich to liquid-rich inclusions in the mineralized veinlets suggests that cooling was the main control on ore formation as stockworks and sulfide disseminations. In the later stages of the hydrothermal activity, low salinity, Cu-poor fluids gave rise to abundant barren veinlets consisting essentially of quartz and pyrite.