ارزیابی منشأ مگنتیت و سولفیدهای همراه در کانسار آهن گل‌گهر (سیرجان) با استفاده از داده‌های ایزوتوپ اکسیژن و گوگرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس علوم، دانشکده زمین‎شناسی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

2 سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران.

چکیده

معدن آهن گل‌گهر سیرجان با تناژ کلی ١١٣٥ میلیون تن، یکی از منابع عظیم و ارزشمند آهن ایران به شمار می رود. کانه اصلی در این کانسار، مگنتیت و مقادیر کمتری هماتیت است. مگنتیت‌های کانسار گل‌گهر دارای مقادیر δ18O از 8/3‰ تا 8/4‰ هستند. بر این اساس مقادیر δ18O برآورد شده برای سیال‌هایی که در تعادل ایزوتوپی با مگنتیت می باشند، از 10‰ تا 3/11‰ متغیر است که کمی بالاتر از دامنه معمول برای آب‌های ماگمایی واقع می‌شود. نسبت‌های ایزوتوپی اکسیژن در مگنتیت‌های کانسار آهن گل‌گهر دلالت بر تشکیل آنها از سیال‌هایی با منشأ ماگمایی دارد و مقادیر δ18O  به نسبت بالا در این سیال‌ها نشان می‌دهد که برقراری تبادل دوباره ایزوتوپی اکسیژن مگنتیت با منابعی که از 18O غنی بوده‌اند (اعم از سیال‌ها یا سنگ‌های غنی از18O)، رخ داده است. این فرضیه با محیط برشی تشکیل کانسار و حضور فراوان سنگ‌های رسوبی و آذرین دگرگون شده با مقادیر δ18O  سنگین در منطقه تطابق کاملی دارد. مگنتیت گل‌گهر در بیشتر بخش‌ها با فازهای سولفیدی همراه است، به طوری که با افزایش ژرفا بر میزان گوگرد افزوده می‌شود. اصلی‌ترین فاز سولفیدی موجود در سنگ‌آهن گل‌گهر کانی پیریت است که به صورت پر کننده فضای خالی میان دانه‌های مگنتیت به شکل توده‌ای یا به صورت رگه‌های باریک در درون شکستگی‌ها وجود دارد. میانگین δ34S پیریت (33/24‰) در محدوده سولفات آب دریا (حدود 20‰) و سولفات‌های تبخیری (30‰-10‰) قرار می‌گیرد که این شباهت می‌تواند نشان‌دهنده منشأ‌‌گیری گوگرد از چنین منابعی باشد. ته‌نشست سولفیدها با منشأ رسوبی به فازهای پسین بعد از تشکیل کانسار نسبت داده می‌شود. مطالعات سنگ‌شناسی نشانگر این مطلب بوده و نشان می‌دهند بخش بیشتر پیریت موجود در نمونه‌ها از نظر  بافتی و همبود(پاراژنزی) پس از تشکیل مگنتیت به وجود آمده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluating the Origin of Magnetite and Sulfide Phasess from Gol-Gohar Iron Ore Deposit (Sirjan): Constrains from O and S Isotope Data

نویسندگان [English]

  • Y. Bayati Rad 1
  • H. Mirnejad 1
  • J. Ghalamghash 2
1 College of Science, Faculty of Geology, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Geological Survey and Mine Explorations of Iran, Tehran, Iran
چکیده [English]

Gol-Gohar iron mine in Sirjan with general tonnage of 1135 milion tons, is one of the most important iron sources in Iran. The main ore minerals in this ore deposit consist of magnetite and subordinate hematite. δ18O of magnetite ranges from 3.8‰ to 4.8‰, while the calculated δ18O of the fluids that are in isotopic equilibrium with magnetite, varies between 10‰ and 11.3‰. Such isotopic attributes indicates that magnetite originated from magmatic fluids that were also equilibrated with sources enriched in 18O. This theory completely corresponds with the breaciated environment of Gol-Gohar ore deposit and the presence of metamorphosed sedimentary and igneous rocks with high δ18O amounts. Magnetite in Gol-Gohar iron, particularly in lower levels, is associatd with sulfide phases, so that the amount of sulfur increases with depth. The main sulfide phase in Gol-Gohar ore is pyrite that occupies the spaces between the magnetite grains and occurs as narrow veinletss. The δ34S values of pyrite (23.46‰-25‰) are similar to those of seawater sulfate (~30‰) and evaporative sulfates (10-30‰) and thus suggest pyrite originated likely from such sources. Texture and pertogrephic studies also show that sulfides were deposited after the formation of magnetite ore in Gol-Gohar.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetite
  • Sulfide
  • Oxygen Isotope
  • Sulfur Isotope
  • Gol-Gohar
  • Sirjan
  • Magmatic source
  • Sea water and evaporative sulfates
              کتابنگاری
حلاجی، ا. و یعقوب‌پور، ع. م.، 1370- بررسی انواع فازهای سولفیدی موجود در سنگ‌آهن گل‌گهر سیرجان، مجموعه مقالات سومین سمپوزیوم معدنکاران ایران، انتشارات دانشگاه تهران، جلد اول: 111-141.
صادقی، ر.، 1386- بررسی ژئوشیمی و ژنز کانسار آهن آنومالی شمالی (شمال بافق) ایران مرکزی، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم، دانشگاه تهران.
قلمقاش، ج. و میرنژاد، ح.، 1387-  گزارش سن‌سنجی مجموعه دگرگونی گل‌گهر، شرکت مهندسان مشاور تهران پادیر.
یعقوبی، ع.، 1378-  بررسی ژئوشیمی و ژنز کانسار شماره 2 گل‌گهر، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.
 
 
 
References
Barnes, H. L.,1997- Geochemistry of hydrothermal deposits, 3th edition, Weily Interscience, New York, 517.
Faure, G. & Mensing, A., 2005- Principles of isotope geology, 2th edition, Johm Weily & Sons, New York, chapter 25,460.
Friedman, I., O, neil J. R.,  1977- Compilation of stable isotope fractionation factors of geochemical interest. In M. Fleischer, ed, chapter KK, U.S. Geol. Surv. Prof, 440.
Gehlen, K. V., Nielsen, H., Chunnett, I. & Rozendaal, A., 1983- Sulphur isotopes in metamorphosed Precambrian Fe-Pb-Zn-Cu sulphides and barite at Aggeneys and Gamsberg, South Africa, Mineralogical Magazine, V. 47: 481-6.
Hoeffs, J., 2009- Stable isotope geochemistry, 6th edition, Springer verlag, Berlin Heidelberg New York.
Jami, M., Alistair, C. D. & Cohen, D. R., 2007- Fluid inclusion and stable isotope study of the Esfordi apatite- magnetite deposit, central Iran, Economic Geology,V. 102: 1111-1128.
Marschik, R., Spikings, R. & Kuscu, I., 2008- Geochronology and stable isotope signature of alteration related to hydrothermal magnetite ores in Central Anatolia, Turkey, Mineralium Deposita,V. 43: 111- 124.
Melezhik, V. A., Lindahl, I., Pokrovsky, B.  & Nilsson, L. P., 2000- Sulphur source and genesis of polymetallic sulphide occurrences of the Ofoten district in the central- north Norwegian Caledonides: evidence from sulphur isotopic studies, Mineralium Deposita,V. 35: 465-489.
Ohmoto, H. & Rye, R. O., 1979- Isotopes of sulfur and carbon, in Barnes H. L. Geochemistry of hydrothermal deposits, 2th edition, Weily Interscience, New York, 509-567.
Rajaeian, F. & Hallaji, A., 1991- Statisical examination of geophysical faults from Abade (east of Fars) to north of Bandar Abbas base on reports of Aeroservice, int. rep. of Golgohar mine.
Rollinson, H. R., 1995- Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation, chapter 7: 303.
Rose, A. W., Herrick, D. C. & Deines, P., 1985- An oxygen and sulfur isotope study of skarn-type magnetite deposits of the Cornwall type, Southeastern Pennsylvania, Economic Geology,V. 80: 418-443.
Sabzehei, M., Eshraghi, S. A., Roshan Ravan, J., Seraj, M., Navazi, M., Hamdi, B. & Ghavidel Syooki, M., 1997- Geological map of Iran 1:100:1000 sheet, Tehran naghshe.
Sharp, Z., 2006- Principles of stable isotope geochemistry, chapter 10: 409.
Sun, H., Wu, J., Yu, P. & Li, J., 1998- Geology, geochemistry and sulfur isotope composition of the Late Proterozoic Jingtieshan (Superior-type) hematite-jasper-barite iron ore deposits associated with stratabound Cu mineralization in the Gansu Province, China, Mineralium Deposita,V. 34: 102-112.
Thod, H. G. & Monster, J., 1964- The sulfur isotope abundances in evaporites and in ancient oceans, in Vinogradov AP (ed) Proc Geochem Conf Commemrating the Centenary of VI Vernadskii,s Birth, V. 2: 630.