بررسی زایش لیستونیت‌های طلادار با استفاده از مطالعات کانی‌شناسی، ژئوشیمی، کانی سنگین، میانبارهای سیال و ایزوتوپ‌های پایدار (اکسیژن، کربن و گوگرد) در پهنه افیولیت- ملانژ خاور کشور (منطقه هنگران- جنوب بیرجند)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه فردوسی مشهد؛ سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی منطقه شمال شرق، مشهد، ایران.

2 استادیار، دانشکده زمین‌شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 دانشجوی دکتری، واحد بین‌الملل، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

4 استاد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

لیستونیت­ (Listvenite) یک سنگ­ اولترامافیک کربناتی­شده (Ophiocarbonate) است که به دلیل داشتن فلزات گرانبها و پایه به‌ویژه طلا، نقره، مس، آرسنیک و جیوه از دید اکتشاف و بهره­برداری مهم به شمار می­آید. این سنگ‌ها کهدر پهنه‌های افیولیت- ملانژ و در کنار گسل‌های اصلی و پهنه‌های برشی بیشترین رخنمون را دارند، در نتیجه دگرسانی آبدار و کربناتی سنگ­های اولترامافیک تشکیل شده­اند. در خاور اﻳران گستردگی رخنمون­های لیستونیتی قابل توجه است. از دید سنگنگاری، لیستونیت­های هنگران به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند:    1- لیستونیت­های کربناتی (نوع I) 2- لیستونیت­های سیلیسی (نوع II) و 3- لیستونیت­های سیلیسی سولفیددار با بافت برشی (نوع III). مقدار طلا در این سنگ­ها عموماً پایین است و بالاترین مقدار آن در لیستونیت­های نوع III، ppb 290 اندازه­گیری شده است. در مطالعه نمونه‌های کانی سنگین در رسوبات آبراهه­ای لیستونیت­های منطقه، ذرات طلا، پیریت، کالکوپیریت، سینابر و مس طبیعی تشخیص داده شد. ذرات طلا بیشتر همراه با پیرﻳت هستند و بیشترین اندازه آن به 80 میکرون می­رسد. داده‌های تجزیه نقطه‌ای نشان می‎دهد که بیشتر سولفیدها از پیریت، مارکاسیت، براوویت (Brovoite) و به مقدار کمتر کالکوپیریت تشکیل و بیشتر پیریت­ها به مارکاسیت تبدیل شدهاند. همچنین بیشتر کانیهای کربناتی موجود در این لیستونیت‌ها، دولومیت و منیزیت است. وجود کانی شاخص براوویت با منطقه‌بندی­ آشکار و مرتبط با تغییرات مقادیر نیکل، نشانگر تغییرات متناوب فیزیکوشیمیایی در سیال گرمابی است. مطالعه کانهنگاری و توالی همبود کانیها نشان از تشکیل دولومیت و منیزیت در مرحله پیش از کانی­سازی و در ادامه آن سولفیدها (بیشتر پیریت) دارد.مطالعه اﻳزوتوپ­های پایدار کربن و اکسیژن در 3  نمونه دولومیت (= 9.353- 9.982 ‰, δ13CPDB =1.57-1.67 ‰ δ18OSMOW) نشان میدهد که منشأ ایزوتوپ‌های اکسیژن و کربن می‌‏تواند از آبهای اقیانوسی باشد که در اثر حرکت و چرخش این آبها در سنگهای اولترامافیک مجموعه‌های افیولیتی و به دنبال آن، رخداد دگرسانی در آنها، دولومیت تشکیل شده است. با توجه به گسترهδ34SCDT  در زوج کانی­ پیریت- مارکاسیت در لیستونیت­های سیلیسی هنگران (9/7- 7/5 )، چنین به نظر می­رسد که سولفور کانیهای سولفیدی اشارهشده، از سنگ‌های گرانیتی جنوب منطقه منشأ گرفته‌ است. با در نظرگرفتن حضور گسترده سنگ‌های اولترامافیکی سرپانتینیشده و همچنین رخنمونهای گرانیت در منطقه مورد مطالعه، می‌توان منشأ طلا، نقره و عناصر پایه از جمله مس، سرب، روی، جیوه، آرسنیک، آنتیموان را مرتبط با گرانیت‌های منطقه و منشأ کروم، نیکل، تیتان و آهن را مرتبط با اولترامافیک‌ها دانست. نتایج حاصل از مطالعه میانبارهای سیال روی رگه‌های کوارتز کانه‌زایی‌شده در لیستونیت­های هنگران نشان می­دهد که سیال‌گرمابی مؤثر بر سنگ میزبان شوری پایینی دارد و بیشترین دمای سیال 280  درجه سانتیگراد اندازه­گیری شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Au-Bearing Listvenite Using Mineralogy, Geochemistry, Fluid Inclusion and Stable Isotopes (Oxygen, Carbon and Sulfur) in Ophiolite-Melange Zone of East Iran (Hangaran Area, South Birjand)

نویسندگان [English]

  • R. Monazzami bagherzadeh 1
  • H. Mirnejad 2
  • P. Eshback 3
  • M. H. Karimpour 4
1 Ph.D. Student, Ferdowsi University of Mashhad; Geological Survey of Iran, Northeast Territory, Mashhad, Iran.
2 Assistant Professor, Faculty of Geology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran.
3 Ph.D. Student, International Unit, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
4 Professor, Department of Geology, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Listvenites or ophiocarbonates are considered important for exploration of precious and base metlas particularly Au, Ag, Cu, As and Hg. ‏These rocks, which crop-out dominantly in ophiolite-mélange zones and in the vicinity of main faults and shear zones, have formed as the result of hydrous and carbonic alteration of ultramafic rocks. Listvenites occur extensively in eastern Iran. Based on petrography, Hangaran listvenites are grouped into three major types: 1. Carbonatic listvenite (type I), 2. Silicic listvenite (type II), and 3. Sulfie-bearing silicic listvenite with brecciated texture (type III). Gold contents of listvenites is generally low and the highest concentration (290 ppb) has been found in type III. Studies of mineral concentrates from stream sediments reveal the presence of gold, pyrite, chalcopyrite, cinnabar and native copper. Gold grains reach to a maximum sizes of 80 microns, and they are often associated with pyrite. Electron microprobe analyses on several sulfides and carbonates in Hangaran listvenites show that sulfide minerals are mainly pyrite, marcasite, bravoite and to a lesser amount chalcopyrite, and that many pyrite grains have been altered to marcasite. Important carbonated minerals are magnesite and dolomite. The presence of obiquitous bravoite zonation that results from alternations in Ni content indicates periodic changes in the physicochemical conditions of the hyrdorthemal solution. Petrographic studies and paragenetic sequence of minerals show that magnesite and dolomite formed prior to the mineralization stage, which was then followed by the formation of sulfides (mainly pyrite). Studies on the oxygen and carbone isotopes in 3 dolomite samples (δ18OSMOW = 9.353- 9.982 ‰, δ13CPDB =1.57- 1.67 ‰ ) show that oxygen and carbone can originate from oceanic waters, and that dolomite has formed due to the circulation of this water in ultramafic rocks and their subsequent alteration. Considering the variation in marcasite-pyrite paris from Hangaran silicic listvenite (δ34SCDT value 5.7-7.9 ‰ ), it seems that sulfur has originated from granitic rocks in south of the study area. Taking into accout the extentive outcrops of serpentinized ultramafic rocks and granite in the region can considered the source of Au, Ag and base elements such as Cu, Pb, Zn, Hg, As, Sb in related to granite masses, and Cr, Ni, Ti and Fe in related to serpentinized ultramafic rocks. Fluid inclusion studies on mineralized quartz in Hangaran listvenites show that the hydrothermal fluid affecting the host rocks was low salinity and had a maximum temperature of  280ºC.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Listvenite
  • Gold
  • Stable isotope
  • Ophiolite-melange
  • Hangaran
  • Birjand

آقانباتی، س. ع.، 1383- زمین‌شناسی ایران، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، 586 صفحه. 

اشبک، پ.، 1388-  بررسی ژنز لیستونیت‌ها و کانه‌زایی احتمالی طلا  در منطقه هنگران، جنوب بیرجند، دانشگاه تهران، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، 142 صفحه.

افتخارنژاد، ج.، 1359-  تفکیک بخش‌های مختلف ایران از نظر وضعیت ساختمانی در ارتباط با حوضه‌های رسوبی، نشریه انجمن نفت، شماره 82، صفحات 19 تا 28.

باباخانی، ع. ر. و منظمی‌ باقرزاده، ر.، 1384-  مطالعه ژئوشیمی، کانی‌سنگین، خاستگاه و پتانسیل طلا  در لیستونیت‌های هنگران-  ناحیه مختاران، فصلنامه علوم زمین، شماره 57، صفحات 98 تا 109.

زرین‌کوب، م. ح.، امینی، ص.، آفتابی، ع. و کریم‌پور، م. ح.، 1384- کانی‌شناسی، زمین‌شیمی، موقعیت ساختمانی و ارائه مدل ژنتیکی برای لیستونیت‌های خاور ایران، مجله انجمن بلورشناسی و کانی‌شناسی ایران، سال سیزدهم، شماره 2.

زرین‌کوب، م. ح.، 1372-  بررسی مواد معدنی با تأکید بر واکنش‌های آبزا و  پدیده  لیستونیتی‌شدن در منطقه سهل‌آباد بیرجند، پایان‌نامه دوره کارشناسی‌ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان .

سعیدی، م. و فرهادیان، س. ج.، 1370-  سیر تکاملی تکتونیکی کمربندهای کوهزایی تتیس در زون سیستان، فصلنامه علوم زمین، سال سوم، شماره 18، صفحه 12 تا 20.

عابدی، آ. و ضیایی، م.، 1376- مطالعات اکتشافی بر روی لیستونیت‌های حاصل از سرپانتینیت‌ها در منطقه بیرجند، مجموعه مقالات همایش شناخت توانمندی‌های معدنی شرق کشور، دانشگاه صنایع و معادن بیرجند.

علوی‌تهرانی، ن.، 1361-  مجموعه سنگ‌های افیولیتی در ایران، سازمان تحقیقات زمین‌شناسی و معدنی کشور، صفحه 59 تا 72 .

منظمی‌‌باقرزاده، ر.، 1382-  گزارش اکتشاف طلا در لیستونیت‌های مناطق مختاران و سهل­آباد (مرحله اکتشاف نیمه‌تفصیلی) به انضمام نقشه‌هاى1:5000 نواحى مورد مطالعه طرح اکتشاف مواد معدنى در جنوب خراسان، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی مدیریت منطقه شمال شرق.

واله، م. و سعیدی. م.، 1368-  بررسی چینه‌شناسی واحدهای سنگی کرتاسه فوقانی-  سنوزوییک، کپه‌داغ خاوری، فصلنامه علوم زمین، سال ششم، شماره 24، صفحه 17 تا 30.

 

References

Abodiné, S. B., 1978- Genetic of listwenites of the Armenian republic and their metalogenic significance, (Zapiski Armi an skoe otdelenie veseoiliznogo), mineralogichcskogo obshchestva, No.9, PP: 98-109.

Akbulut, M., Piskin, O. & Karayigit, A., 2006- The genesis of the carbonatized and silicified ultramafics know as listvenites: a case study from the Mihaliccik region (Eskisehir), NW Turkey. Geological Journal, 41, 557-580.

Auclair, M., Trottier, J., Jebrak, M. & Chartrand, F., 1993- Mineralogy, geochemistry, and paragenesis of the eastern metals serpentinite-associated Ni-Cu-Zn deposit, Quebec Appalachians. Economic Geology, 88, 123-138.  

Baksheev, I. A., Prokofiev, V. Yu. & Stinov, V. I. U., 2001- Genesis of metasomatic rocks and mineralized veins at the Berezovskoe deposit, central urals: Evidence from fluid inclusion and stable isotopes, Faculty of geology, Moscow state university, Vorob evy groy, Moscow, 119899 Russia, Vol.39, Suppl.2, 2001, PP:129-144.

Baksheev, I. A., Ustinov, V. I. & Kudryavtseva, O. E., 2004- Isotopic geochemistry of mesothermal deposition of talc, tungsten, and gold: Evidence from mineral deposits of the Urals. Geochemistry International, Vol.42, No.8, PP.736-743.

Barens, I., O΄Neil, J. R., Rapp, J. B. & White, D. E., 1973- Silica-carbonate alteration of serpentinites: wall rock alteration in mercury deposits of the California Coast Ranges. Economic Geology, 68: 388-398.

Bök, I. I., 1953- Listvenites, their special features, varieties and conditions of formation, Isvesitiya Akademi Nauk Kasakhshoi SSR, Ser. Geol.22, PP:3-22.

Buisson, G. & Leblanc, M., 1985- Gold bearing listweanite (carbonatic ultramafic rocks) from ophiolite complexes. Economic Geology, V.80, PP: 2028-2029.

Buisson, G. & Leblanc, M., 1986- Gold bearing listweanite (carbonatic ultramafic rocks) from ophiolite complexes. In: Gallagher, M. J., lxer, R. A., Neary, C. R. &  Prichard, H. M., (Eds) Metallogeny of basic and ultrabasic rocks, Proceedings. The Institution of Mining and Metallurgy, London, p. 121-131.

Burdaiskii, E. A. & Lubouchicov, M. G., 1936- A giant structurally induced permeability,Kalgoorlie, Special publication of the geological society of south Africa, No, 7, PP: 79-86.  

Camp, V. E. & Griffis, R. J., 1982- Character, genesis and tectonic setting of igneous rocks in the Sistan suture zone, eastern Iran. Lithos., ISSN 0024-4937; NOR., DA. 1982.

Colakoglu, A. R., 2009- Geology and geochemical characteristics of Gevas listwaenites (Van-Turkey). Yerbilimleri, 30(1), 59-81.

Halls, R. & Zhao, R., 1994- Listvenite and related rocks: Perspectives on terminology and mineralogy with reference to an occurrence at Cregganbuan, Co. Mayo, Republic of Ireland, Department of geology, Royal school of mines, Imperial collage, London, SW 72 BP, UK, Vol.56, PP.307-313.

Henderson, F. B., 1969- Hydrothermal alteration and ore deposition in serpentinite-type mercury deposits. Economic Geology. V.64, 489-499.

Hoefs, J., 1997- Stable isotope geochemistry, Institute of geochemistry, University of Gottingen, Gold schmitdstrabel, D-37077, Gottingen, Germany.

Jenlin, G. R. T., Fullick, A. E., Farrow, C. M. & Bowes, G. E., 2009- Geol: a formation composition progress for modeling stable isotopes in cooling closed system, compact, Geosci, Vol:17, PP: 391-412.

Kashkai, M. A. & Allahverdiev, Sh. I., 1963- Listvenites, their origin and classifications, Institute geology in Akad nauk Azebaid zhanskoi. S.S.R, Baku, PP:142.

Kashkai, M. A. & Allakverdiev, Sh. I., 1965- Listwaenites, their origin and classification. ( lzdat. Akad. Nauk Azerbaidzhanskoi SSSR. Baku, 1965). U.S. Geological Survey (translated by Vitaliano, D.B. for USGS in 1982), 212 pp.

Kozinsky, S., Popevic, A., Karamat, U. S. & Kurdykov, E., 2000- Prograde metamorphic transformation of mafic rocks in the contact aureole beneath the zlatibor ultramafic massif. In: Karamata, S., Jankovic, S., (EDS), Proceedings of the international symposium (Geology and metallogeny in the Dinarides and the Vardan zone), Academia of sciences and arts of  the republic of srpsku, collections and monographs, Department of natural mathematical and technical sciences, Vol.1, PP: 165-170.

Krutoé, F., 1961- Sivas-Divirgi arasyndaki sahanin, Jeolojisi vejipsli seriler hakkinda Müshadeler: Modern Tetkik ve Arama Bülteni Vol. 56, PP:14-25.

Küleshvich, L. V., 1984- Listvenites in the greenstone of eastern Karelia, Geologia Rudnykh mestorozhdnii, Geology of deposits, PP:112-116.

Leblanc, M., 1986- Co-Ni arsenide deposits with accessory gold in ultramafics rocks from Morocco.

Leblanc, M., 1988- Cobalt arsenide orebodies related to and upper proterozoic ophiolite: Bou Azzer (Morocco). Economic geology, 77: 162-175.  

Leblanc, M., 1991- Platinum- group elements and gold in ophiolitic complexes: distribution and fractionation from mantle to oceanic floor. In peters. TJ. Nicolas, A. & Coleman, R. G., (eds). Ophiolite genesis and evolution of the oceanic lithosphere. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht: 231-260.

Leblanc, M. & Billaud, P., 1982- Cobalt arsenide orebodies related to an Ypper proterozoic ophiolite: Bou Azzer (Morocco). Econ. Geol., 77, 162-175.

Leblanc, M. & Fischer, W., 1990- Gold and platinum group elements in cobalt-arsenide ores: hydrothermal concentration from a serpentinite source rocks (Bou Azzer, Morocco). Mineralogy and petrology, 42, 197- 209.

Mikháillofve, Z., 1981- Accessory spinels of the two main zones of Alpine ultramafic rocks in Yugoslavia, Academie serbe des scienset et Naturalles, Bulletin 21, PP:13-26. 

Ohmoto, H. & Rye, R. O., 1979- Isotopes of sulfur and carbon in Barens H.L, Geochemistry of hydrothermal ore deposits, wiely, New york, PP: 509-567.

Pipino, G., 1980- Gold in Ligurian ophiolite (Italy), in Panayiotou, A., (ed). Proceedings of International ophiolite symposium, 1979, Nicosia (Lefkose), Cyprus: The Geological Survey Department, Ministry of Agriculture and Natural Resources, Nicosia, Cyprus, p.765-780.

Pluchkue, J. P., 1965- Secondary cleavages in ductile shear zones. Journal of structural geology. Vol. 6, PP: 439-442.

Rose, G., 1837- Mineralogisch-geognostische Reise nach de mural, dem Altalund dem Kaspischen Meere, Vol.2, PP:641-823.

Rollinson, H. R., 1993- Using geochemical data: Evaluation, Presentation and Interpretation, Longman Singapore publishers(Pre)Ltd, New york,19th edition, PP. 266- 315.

Safanov, Yu. G., 1997- Hydrothermal gold deposits: Distribution, geological-genetic types, and productivity of ore-forming systems. Geology of ore deposits, Vol.39, No.1, PP:20-32.

Sazanov, V. N., 1975- Listvenitization and mineralization (Listvenitizaciya iorudeneniye) lzdatelistvo Nauka (Science Publishers, Moscow).

Schandl, E. S. & Naldrett, A. J., 1992- CO2 metasomatism of serpentinites, south of Timmins, Ontario. Canadian Mineralogist, Vol.30, PP:93-108.

Shcherban, I. P. & Borovikova, G. A., 1969- Thermodynamic data on the genesis of listvenites and listwaenitized rocks, Doklady Akademii Nauk. S.Sr, Vol. 191, PP:1389-1392.

Shileds, H. N., 1983- Comparative geology and geochemistry with respect to precious metal mineralization of selected California Coast Range mercury mining districts: Unpublished MS thesis, university of Nevada, Reno, USA, 122p.

Smirnov, V. I., 1976- Geology of mineral deposits, 779 p.

Spiridonov, E. M., 1991- Listwaenites and Zodites, International geology review 33, Vol. 4, PP: 397- 407.

Stepanov, V. A., 2000- The Bamsk gold deposit, Stanovoi range, Russia, Amur institute of intergrated research, far east division, Russian Academy of sciences, Relochnyi per,1, Blagoveshchensk, 675000 Russia, Geology of ore deposits, Vol.43, No.1, 2001, PP.33-45.

Tirrul, R., Bell, I. R., Griffis, R. J. & Camp, V. E., 1983- The Sistan suture zone of eastern Iran. Geological Society of America Bulletin 94, 134–150.

Tuysuz, N. & Erler, A., 1993- Geochemistry and evoulution of listwaenites in the Kagizman region, Chemie der Erde, Vol.53, PP: 315-329.

Ucurum, A., 1998- Application of the Correspondence-Type Geostatistical Analysis on the Co, Ni, As, Ag and Au Concentrations of the Listwaenites from Serpentinites in the Divrigi and Kuluncak Ophiolitic Mélanges.  Tr. J. of Earth Sciences, 7, 87-95.

Ucurum, A., 2000- listwaenites in turkey: perspectives on formation and precious metal with refrence to occurances in east- central Anatolia, Deportment of geological enjineering , Cumhuriet university, 58140 Sivas , Turkey, Ofioliti, 2000,Vol25(1), PP:15–29.

Zhilyaeva, A. I., Naumov, V. B. & Kudryavtseva, G. P., 2000- Mineral composition and fluid regime of formation of the Yubileinoe gold deposit (Transbaikalian region, Russia). Geology of ore deposits, Vol.42, PP.57-67.

Ziyakirmaci, M. & Akdag, K., 2005- Origin of dolomite in the late Cretaceous-Paleocene limestone turbidities, Eastern pontides, Turkey, Sedimentary geology, Vol. 181, PP: 39-57.