سنگ‎نگاری، کانی‎نگاری و تغییرات مقادیر 65Cuδ در پهنه های فروشست، برون‎زاد و درون‎زاد کانسارهای مس پورفیری دره‎زار و پرکام، استان کرمان، جنوب ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه زمین‎شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 دانشیار، گروه زمین‎شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 استاد، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه جونیاتا، هونتینگتون، آمریکا.

چکیده

کانسارهای دره‎زار و پرکام در استان کرمان، دو نمونه از کانسارهای مس پورفیری در کمان ماگمایی سنوزوییک ارومیه- دختر هستند. سنگ‎های آتشفشانی مناطق مورد مطالعه بیشتر آندزیت، تراکی‎آندزیت و بازالت می‌باشند. استوک کوارتزمونزونیتی دره‌زار از درشت‎بلورهای پلاژیوکلاز، هورنبلند، کوارتز و بیوتیت تشکیل یافته و کانی‌های سازنده دیوریت تا میکرودیوریت پورفیری در پرکام شامل پلاژیوکلاز، فلدسپار قلیایی، آمفیبول، بیوتیت و کوارتز است. ستبرای پهنه اکسیدی در کانسار دره‎زار در حد چند متر بوده و در بسیاری از گمانه‎ها مشاهده نشده است در حالی که ستبرای پهنه فروشست از 2 تا 80 متر تغییر می‎کند. پهنه برون‎زاد در مرکز این کانسار بیشترین ستبرا (120 متر) را دارد. پهنه درون‎زاد کانسار دره‎زار تا ژرفاهای بیش از 400 متر گسترش پیدا می‌کند. ستبرای پهنه اکسیدی در کانسار پرکام قابل ملاحظه است و در برخی گمانه‎ها به 20 متر می‌رسد. پهنه فروشست پرکام میانگین ستبرایی حدود 20 متر دارد. ستبرای میانگین پهنه برون‌زاد در این کانسار 15 متر و بیشینه ژرفای آن 64 متر می باشد و پهنه درون‎زاد(ژرف‌زاد) نیز در برخی از گمانه‎ها تا ژرفای 500 متر ادامه می‌یابد. بررسی نسبت‎های ایزوتوپی مس پهنه‎های فروشست، برون‎زاد و درون‎زاد این دو کانسار نشان می‌دهد که درجه جدایش ایزوتوپی و تمرکز مس، به فرایندهای هوازدگی بستگی دارد. میانگین مقدار  65Cuδ مس در پهنه‎های فروشست، برون‎زاد و درون‎زاد در کانسار دره‎زار به‎ترتیب -6.16‰،  2.52‰+  و 0.79‰+ و در کانسار پرکام به‎ترتیب -4.33‰، 4.82‰+ و 0.34‰+ است. بنابراین، هوازدگی کانی‎های سولفیدی مس با تولید کانی‎های بازمانده سبک (از دید ایزوتوپی) و پراکنده شدن ایزوتوپ مس سنگین در آب زیرزمینی همراه بوده است. از این رو، پیش‌بینی می‌شود که نسبت ایزوتوپی مس پهنه فروشست در کانسارهای مختلف، با درجه شستشو و غنی‌شدگی پهنه برون‎زاد مرتبط باشد. مشاهدات میکرسکوپی و مطالعات کانی‌شناسی نشان می‌دهد که فراوانی هماتیت در پهنه فروشست کانسار دره‎زار بیشتر از پرکام است، در حالی که پهنه فروشست کانسار پرکام، گوتیت فراوان‌تری نسبت به دره‎زار دارد. مقدار کالکوسیت و پیریت- کالکوپیریت، به‎ترتیب در پهنه‎های برون‎زاد و درون‎زاد کانسار دره‎زار بیشتر از پرکام است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Petrography, Mineralography and Variations in δ65Cu Values in Supergene and Hypogene Zones from Darrehzar And Parkam Porphyry Copper Deposits, Kerman Province, South Iran

نویسندگان [English]

  • N. Fatehi Gelab 1
  • H Mirnejad 2
  • R Mathur 3
1 M.Sc., Department of Geology, School of Science, University of Tehran, Tehran, Iran.
2 Associate Professor, Department of Geology, School of Science, University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Professor, Department of Geology, Juniata College, Huntington, USA.
چکیده [English]

The Darrehzar and Parkam deposits in Kerman province are two examples of porphyry type copper deposits in the Cenozoic Urumieh- Dokhtar magmatic arc. Volcanic rocks in the study areas are dominantly composed of andesite, trachyandesite and basalt. The Darrehzar quartzmonzonite stock consists of phenocrysts of plagioclase, hornblend, quartz and biotite, andconstituent minerals of diorite-microdiorite porphyry in Parkam include plagioclase, alkali-feldspar, amphibol, biotite and quartz. The thickness of oxide zone in Darrehzar deposit is few meters and in many well cores it cannot be obsereved at all, while the the thickness of leached zone varies between 2 and 80 m. Supergene zone in the center of this deposit has the greatest thickness (120 m). The depth of hypogene zone from Darrehzar is 400 m. The thickness of leached zone from Parkam is around 20 m. The average thickness of supergene zone in this deposit is 15 m and its maximu depth is 64 m. The depth of hypogene zone in some cores is around 500 m. Evalutating the Cu isotope ratios from leached, supergene and hypogene zones in these two deposits show that the magnitude of Cu isotopic fractionation and Cu concentrations are mainly controlled by the weathering processes. The average δ65Cu values of copper in the leached, supergene and hypogene zones in Darrehzar deposit are, respectively, -6.16‰, +2.52‰ and +0.79‰, and those in the Parkam are -4.33‰, +4.82‰ and +0.34‰. Therefore, weathering of Cu sulfide minerals generated isotopically lighter residual minerals and dispersed the heavy isotope to the percolating groundwaters. It is thus expected that the copper isotope ratios of the leached zones in various porphyry copper deposits to be linked with the extent of leaching and the supergene enrichment processes. Microscopic studies and mineralogical studies shows that hematite in the Darrehzar’s leached zone in more abundant than that in the Parkam, while Parkam’s leached zone contain higher goethite content relative to that of the Darrehzar. The amount of chalcosite, and pyrite–chalcopyrite in the supergene and hypogene zones, respetively, from Darrehzar, are more abundant compared to those in the equivalent zones in Parkam.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Copper isotopes
  • Parkam
  • Darrehzar
  • Porphyry copper
  • Hypogene
  • Supergene
  • Leached cap
تقی‌زاده زانوقی، ح.، 1375- بررسی ارتباط کانه‌زایی و تکتونیک در شمال شرق پاریز (شمال شرق سیرجان)، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی،261 ص.
شرکت ملی صنایع مس ایران، 1387- گزارش شرح نقشه زمین‌شناسی کانسار مس پورفیری دره‌زار، شرکت مهندسی پارس اولنگ، امور اکتشافات، 110 ص.
شرکت ملی صنایع مس ایران، 1388- گزارش مطالعات زمین‌شناسی و عملیات اکتشافی محدوده پرکام، شرکت مهندسی پارس اولنگ، امور اکتشافات، 123 ص.
کاظمی مهرنیا، الف.، 1388- شناخت خصوصیات پوشش شسته‎شده و تکامل غنی‎شدگی سوپرژن کانسارهای مس- مولیبدن پورفیری شمال باختری کمربند کرمان، رساله دکترا، دانشگاه شهید بهشتی، 310 ص.
معانی‎جو، م.، 1371-  هاله‌های دگرسانی و رابطه آن با مینرالیزاسیون کانسار مس پورفیری دره‎زار و منطقه‎بندی ژئوشیمیایی آن، پایان‎نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی،253 ص.
 
 
Alirezaei, S. & Mohammadzadeh, Z., 2009- Hydrothermal alteration-mineralization at Chahfiroozeh porphyry copper deposit, Kerman province, southern Iran. AGU 2009 Joint Assembly, Toronto, GA71A-15.      
Alpers, C. & Brimhall, G., 1989- Paleohydrologic evolution and geochemical dynamics of cumulative supergene metal enrichment at La Escondida, Atacama Desert, Northern Chile, Economic Geology, 84: 229-257.
Berberian, M. &  King, G. C., 1981- Toward a paleogeography and tectonic evolution of Iran. Can J Earth Sci 18:210–265.
Derakhshani, R. & Abdolzadeh, M., 2009- Geochemistry, mineralization and alteration zones of Darrehzar porphyry copper deposit, Kerman, Iran. J. Applied Sci., 9: 1628-1646.
Kimball, B. E., Mathur, R., Dohnalkova, A. C., Wall, A. J., Runkel, R. L. & Brantley, S. L., 2009- Copper isotope fractionation in acid mine drainage. Geochemica et Cosmochimica Acta, 73: 1247-1263.
Markle, G., Lahaya, Y. & Schwinn, G., 2006- Copper isotopes as monitors of redox processes in hydrothermal mineralization. Geochemica et cosmochiimica Acta, 70: 4215-4228.
Mathur, R., Titley, S. & Barra, F., 2009- Exploration potential of Cu isotope fractionation in porphyry Cu deposits, Journal of Geochemical Exploration, 102: 1-6.
Pokrovsky, O. S., Viers, J., Emnova, E. E., Kompantseva, E. I. & Freydier, R., 2008- Copper isotope fractionation during its interaction with soil and aquatic microorganisms and metal oxy(hydr)oxides; possible structural control, Geochimica et Cosmochimica Acta, 72: 1742-1757.
Shafiei, B., Haschke, M. & Shahabpour, J., 2009- Recycling of orogenic arc crust triggers porphyry Cu mineralization in Kerman Cenozoic arc rocks, southeastern Iran. Mineralium Deposita, 44, 256-283.
Shahabpour, J. & Dourandish, M., 2008- Mine drainage water from the Sarcheshmeh porphyry copper mine, Kerman, IR Iran. Environ. Monit. Assess 141: 105-120.
Zhu, X. K., Guo, Y. & Williams, R. J. P., 2002- Mass fractionation processes of transition metal isotopes. Earth and Plantary Science letters, 200: 47-62.