بررسی تغییرات جرم عناصر در فرایند دگرسانی گرمابی در توده گرانیتوییدی آستانه (جنوب باختر اراک)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده زمین شناسی، پردیس علوم،دانشگاه تهران، ایران

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

چکیده

توده گرانیتوییدی آستانه با ترکیب اصلی گرانودیوریتی و وسعتی در حدود 30 کیلومتر‌مربع بخش کوچکی از زون سنندج- سیرجان را در 40 کیلومتری اراک تشکیل داده است. این توده نفوذی به طور وسیعی متحمل دگرسانی گرمابی شده و دست‌کم شش زون دگرسانی سریسیتی، کلریتی، پروپیلیتی، آرژیلیتی، آلبیتی و تورمالینی در آن قابل شناسایی است. محاسبات شاخص شیمیایی دگرسانی (CIA) نشان می‌دهد که زون دگرسانی سریسیتی 47/63%، زون دگرسانی کلریتی 73/59%، زون دگرسانی پروپیلیتی 54/61%، زون دگرسانی آرژیلیتی 69/63%، زون دگرسانی آلبیتی 61/60% و زون دگرسانی تورمالینی 43/65% دستخوش دگرسانی گرمابی شده است. بررسی‌های تغییرات جرم عناصر براساس عنصر آلومینیم (به‌عنوان عنصر ناظر بی‌تحرک) نیز نشان می‌دهد که در تمام زون‌های دگرسانی این منطقه مقادیر قابل ملاحظه‌ای از اکسیدهای CaO، MgO، Fe2O3 و TiO2 و همچنین LFSE‌ ها از جملهBa ، Cs، Sr، Rb و Kشسته و از سیستم خارج شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که SiO2 در زون‌های دگرسانی سریسیتی، آرژیلیتی و تورمالینی به وسیله سیال‌های دگرسان‌کننده وارد سیستم شده است. Al2O3 به‌دلیل ماهیت نامتحرک خود، تغییر جرم نشان نمی‌دهد. سایر اکسیدها از جمله P2O5،K2O ،Na2O ،MnO  و LOI در زون‌های مختلف رفتارهای متفاوتی نشان داده و Sc  و (HFSE) Y در تمام زون‌ها کاهش جرم دارند. از این گروه، Ga (به استثنای زون کلریتی) و U (به استثنای زون سریسیتی) از سیستم خارج شـده‌اند. در زون فیلیک (سریسیتی) عناصر Nd،Pr ،Ce ،La  (LREE) وSm ، Gd، Eu (MREE) و Yb (HREE) افزایش و Er،Ho ، Dy کاهش جرم نشان می‌‌دهند، در حالی‌که Tb و Lu هیچ‌گونه تغییر جرمی ندارند. در زون کلریتی به استثنای Eu وYb که به سیستم اضافه شده است و Lu که تغییر جرم نشان نمی‌دهد، سایر عناصر REE از سیستم خارج شده‌اند. همچنین در سایر زون‌های دگرسانی مورد مطالعه، عناصر REE شسته شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Study of Mass Changes during Hydrothermal Alteration in the Astaneh Granitoid (SW of Arak)

نویسندگان [English]

  • D. Esmaeily 1
  • S. Z. Afshooni 2
1 Faculty of Geology, College of Science, University of Tehran, Iran
2 Faculty of Geology, College of Science, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

The Astaneh granitoid massif in the Sanandaj-Sirjan zone, covering an area of about 30 km2, located in 40 km to Arak city, is mainly composed of granodioritic rocks. They are widely affected by hydrothermal alteration and six alteration zones including phyllic (sericitic), chloritic, propylitic, argillic, albitic and tourmalinization zones are identified in this area. Calculations of chemical index of alteration (CIA) indicates that phyllic (sericitic), chloritic, propylitic, argillic, albitic and tourmalinization alteration zones underwent the hydrothermal alteration about 63.47%, 59.73%, 61.54%, 63.69%, 60.61%, 65.43% respectively. The mass changes of elements, based on Al (as a monitor immobile element), indicate that considerable amounts of oxides such as Fe2O3, MgO, CaO and TiO2 and also LFSEs such as K, Rb, Sr, Cs and Ba in all of the alteration zones were depleted. The results show that SiO2 was added to the phyllic (sericitic), argillic and tourmalinization alteration zones by metasomatizing fluids. Al2O3 was immobile and its mass was essentially unchanged during alteration. Other oxides such as MnO, Na2O, K2O and P2O5 and also LOI show dissimilar behaviors in the different zones. In all of the zones there is depletion in Sc and Y (HFSE). Also the Ga (except in chloritic zone) and U (except in phyllic zone) were depleted. In the phyllic zone, La, Ce, Pr, Nd (LREE), Sm, Eu, Gd (MREE) and Yb (HREE) were added; however, Dy, Er and Ho were depleted, whereas Tb and Lu were unchanged. In all zones the REEs were depleted except in the chloritic zone where Eu and Yb were added and Lu was essentially unchanged during alteration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Astaneh
  • Hydrothermal alteration
  • Mass changes
  • Granitoid

خوئی، ن.، 1361- زایش طلا در گرانیتهای آستانه، گزارش داخلی سازمان زمین‌شناسی کشور.

رادفر، ج.، 1366- بررسی زمین‌شناسی و پترولوژی سنگهای گرانیتوئیدی ناحیه آستانه-گوشه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، دانشکده علوم، 109 صفحه.

سهندی، م.ر.، رادفر، ج.، حسینی‌دوست، س.ج.، محجل، م.، 1385- نقشه زمین‌شناسی 1:100000 شازند، سازمان‌زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور برگ شماره 5857.

هاشمی، م.، 1380- نحوه کانی‌سازی طلا در آستانه اراک، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم، دانشکده علوم، 150 صفحه.

 

References

Alderton, D. H., M., Pearce, J. A., Potts, P. J., 1980- Rare earth element mobility during granite alteration: evidence from southwest England. Earth Planet Sci, Lett. 49: 149-165.

Brimhall, G. H. & Ghiorso, M. S., 1983- Origin and ore- forming concequence of  the advance argillic alteration process in hypogene environments by magmatic gas contamination of meteoric fluids. economic geology, 78: 73-90.

Carten, R. B., 1986- Sodium-calcium metasomatism: chemical, temporal, and spatial relationships at the Yerington, Nevada, porphyry copper deposit, economic geology, 81: 1495-1519.

Cox, K. G. & Bell, J. D. & Pankhurst, R.G., 1979- The interpretation of igneous rocks: London, George Allen 8 unwin, 450p.

Fedo, C. M. & Nesbitt, P. & Young G.M., 1995- Unraveling the effect of potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditions and provenance, Geology, 23: 363-381.

Fulignati, P. & Gioncada, A. & Sbrana, A., 1998- Rare earth element behaviour in the alteration facies of the active magmatic-hydrothermal system of Volcano (Aeolian Islands, Italy). Jurnal of Volcanology and geothermal research, 88: 325-342.

Grant, J. A., 1986- The isocon diagram – a simple solution to Gresens equation for metasomatic alteration, economic Geology, 81: 1976- 1982.

Gresens, R. L., 1967- Composition-volume relationships of metasomatism, chemical geology, 2: 47-55.

Hemley, J. J., Hunt, J. P., 1992- Hydrothermal ore- forming processing in the light of studies in rock- buffered systems II, some general geological applications. Econ Geol, 87:23-43.

Lowenstern, J. B., 2001- Carbon dioxide in magmas and implications for hydrothermal systems, mineralium deposita, 36: 490-502.

MacLean, W. H. & Kranidiotis, P., 1987- Immobile elements as monitors of mass transfer in hydrothermal alteration: Phelps Dodge massive sulfide deposite, Matagami. Qubec, economic geology, 82: 951-962.

MacLean, W. H., 1990- Mass change calculations in altered rocks series, mineralium deposita, 25: 44-49.

Mason, B., Moore, C.B., 1982- Principles of Gochemistry. John Wiley & Sons, New York, 344 pp.

Michard, A., 1989- Rare earth element systematics in hydrothermal fluid, Geochim. Cosmochim. Acta, 53: 745-750.

Mori, Y. & Nishiyama, T. & Yanagi, T., 2003- Mass transfer paths in alteration zones around carbonate veins in the Nishisonogi Metamorphic Rocks, southwest Japan, american mineralogist, 88: 611-623.

Nesbitt, H. W. & Markovics G. & Price R.C., 1980- Chemical processes affecting alkalis and alkaline earths continental weathering, geochemica et cosmochimica acta, 44: 1659-1666.

Nessbitt, H. W. & Young G. M., 1982- Early proterozoic climate and plate motions inferred from major element chemistry of lutites, nature, 299: 715-717.

Palacios, C. M., Hein, U. F., Dulski, P., 1986- Behaviour of rare earth elements during hydrothermal alteration at the Buena Esperanza copper-silver deposit, northern Chile, Earth planet. Sci, Lett. 80: 208-216.

Pascual, E., Toscano, M., Almodoa var, G. R., Sachez, 1997- Zirconium mobility in footwall hydrothermal haloes in the Iberian Pyrite Belt: geochemical and textural evidence. In: Barga, F.J.A.S. (Ed), Neves-Corvo SEG Field Conference, Lisbon, Portugal, 11±14 May 1997: Abstracts and program volume, 81.

Pirajno., 1992- Hydrothermal Mineral deposits, 703p.

Rollinson H. R., 1993- Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. Longman Scientific & Technical, 352 p.

Seewald, J. S., Seyfried, W. E., 1990- The efect of temperature on metal mobility in sub- seafloor hydrothermal systems: constrains from basalt alteration experiments. Earth Planet. Sci, Lett. 101: 388-403.

Titley, S. R. & Bean, R. F., 1981- Porphyry copper deposits. economic geology, 75:214-269.

Van middelaar, W. T.& Keith, J. D., 1990- Mica chemistry as an indicator of oxygen and halogen fugacities in the Can Tung and other W- related granitoids in the North American cordillera. Ore bearing granite system, pp 205-220.

Wendlandt, R. F. & Harison, W. J., 1979- Rare earth partitioning between immiscible carbonate and rare earth enriched rocks, Cotri 6. Mineral. Petrol, 69: 409-419.

Wood, S. A., 1990- The aqueous geochemistry of the rare earth elements and yttrium: 2.Theoritical prediction of speciation in hydrothermal solutions to 350°C at saturation water vapour pressure. chemical geology, 88: 99-125.