تغییرات ایزوتوپی گوگرد، کربن و اکسیژن در سولفید و کربنات در محدوده طلای ارغش، جنوب باختر نیشابور، شمال‌خاور ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زمین‌شناسی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 گروه زمین‌شناسی، دانشگاه ساسکاچوان، کانادا

چکیده

 
       محدوده طلای ارغش شامل پنج سامانه رگه‌ای طلا‌دار (Au-I تا Au-V) و یک رگه آنتیموان‌دار است. سنگ میزبان این رگه‌ها، سنگ‌های آتشفشانی اسیدی تا حدواسط، توف، گرانیت و دیوریت است. پیریت کانی سولفیدی اصلی و شامل چهار نسل مختلف Py-I) تا (Py-IVاست. مقادیر δ34S پیریت‌‌ها در تجزیه‌های ماده کل، شامل یک گروه بسیار غنی از 34S (:δ34S 3/9+ تا 8/21+ در هزار) و یک گروه کمی غنی تا کمی تهی شده از 34S (:δ34S 1/5+ تا 3/4- در هزار) است. برای تعیین ویژگی ایزوتوپی نسل‌های مختلف پیریت‌ها تجزیه‌های ریز‌کاو(پروب) لیزری صورت گرفت. پیریت‌های نسل اول تا سوم گستره به‌نسبت کوچکی از δ34S (:δ34S 8/5- تا 1/0+ در هزار) نشان می‌دهند که می‌تواند نشانگر منشأ ماگمایی برای گوگرد ‌باشد. پیریت‌های نسل چهارم بسیار غنی از 34S هستند (9/8+ تا 7/23+ در هزار) که حاکی از تأمین گوگرد از یک منشأ غنی از 34S مانند تبخیری‌ها است. مقادیر بالای δ34S در پیریت نسل چهارم مسئول مقادیر مثبت δ34S در تجزیه‌های ماده کل هستند.
مقادیر δ34S دو نمونه استیبنیت از کانسنگ آنتیموان (4/14- تا 8/18- در هزار) می‌تواند مربوط به منشأ متفاوت گوگرد و احتمالاً آنتیموان و/یا تغییرات شدید در شرایط فیزیکوشیمیایی سیال در هنگام نهشت کانسنگ باشد. پی‌سنگ رسوبی- دگرگونی می‌تواند تأمین‌کننده گوگرد و آنتیموان باشد. مقادیر δ13CPDB حدود 1 در هزار نمونه‌های کلسیت، نشان‌دهنده منشأ رسوبی کربن است. واحدها و میان لایه‌های کربناتی می‌توانند منشأ مناسبی برای کربن باشند. داده‌های ایزوتوپ‌های پایدار نشان می‌دهد که سیال‌های گرمابی تاریخچه پیچیده‌ای از برهم‌کنش سیال/سنگ را پشت سر گذاشته‌اند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Sulfur, Carbon and Oxygen Isotope Variations of Sulfide and Carbonate in Arghash Gold Prospect, Southwest Neishabour, Northeastern Iran

نویسندگان [English]

  • E. Ashrafpour 1
  • K. M. Ansdell 2
  • S. Alirezaei 1
1 Department of Geology, University of Shahid Beheshti, Tehran, Iran
2 Department of Geology, University of Saskatchewan, Canada
چکیده [English]

      Arghash gold district includes five gold-bearing vein systems, (Au-ItoAu-V) and one antimony-rich vein hosted by intermediate to silicic volcanic rocks, tuffs, granite, and diorite. Pyrite is the main sulfide mineral consisting of four generations (Py-ItoPy-IV). Py-I toIII are intimately associated with gold; however, Py-IV is barren. The δ34S values of pyrites in conventional bulk analyses fall into two groups, one highly enriched in 34S (δ34S= +9.3 to +21.8‰), and the other less enriched to slightly depleted in 34S (δ34S= +5.1 to -4.3‰). In-situ laser probe experiments were carried out to characterize various generations of pyrite. The results indicate a relatively narrow range for Py-I to Py-III (δ34S= -5.8 to +0.1‰) consistent with a magmatic source for sulfur. Py-IV is highly enriched (δ34S= +8.9 to +23.7‰), implying contributions of sulfur from sources enriched in 34S, like evaporites. The high δ34S values in the enriched group can be attributed to a significant occurrence of    Py-IV in this group.
The δ34S values of two stibnites from Sb ore (-18.8 and -14.4‰) suggest a different sulfur, and possibly metal source, and/or radical changes in the physicochemical conditions of the fluid during deposition of stibnite. Metasedimentary basement rocks could contribute sulfur and metal to the circulating fluids. δ13CPDB values of vein calcites are near 1 per mil suggesting              a sedimentary source for carbon. Carbonate units and interlayers in the area are a suitable source for CO2 in the ore fluids. The stable isotope data suggest that hydrothermal fluids experienced a complex history of water/rock interaction and that ore components, were derived, at least partly, from country rocks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arghash
  • Gold
  • Pyrite
  • Stibnite
  • Sulfur
  • Carbon
  • Isotope

References

Ahmad M., Solomon M. & Walshe J.L., 1987- Mineralogical and geochemical studies of the Emperor gold telluride deposit, Fiji, Economic Geology, 82: 345-370.

Camus F., Boric R., Skewes M.A., Castelli J.C., Reichhard E. & Mestre A., 1991- Geologic, structural, and fluid inclusion studies of El Bronce epithermal vein system, Petorca, Central Chile, Economic Geology, 86: 1317-1345.

Fallick A.E., McConville P., Boyce A.J., Burgess R. & Kelley S.P., 1992- Laser microprobe stable isotope measurements on geological materials: some experimental considerations (with special reference to (34S in sulfides)), Chemical Geology, 101: 53-61.

Geological Survey of Iran, 1992- Geological map of Torbat Heidarieh (scale 1:250,000).

Germann K., Lüder V., Banks D.A., Simon K. & Hoefs J., 2003- Late Hercynian polymetallic vein-type base-metal mineralization in the Iberian Pyrite Belt: fluid-inclusion and stable-isotope geochemistry (S-O-H-Cl), Mineralium Deposita, 38: 953-967.

Hoefs J., 2004- Stable Isotope Geochemistry, Springer-Verlog, Berlin, 244 p.

John D., Hofstra A.H., Fleck R.J., Brummer J.E. & Saderholm E.C., 2003- Geologic setting and genesis of the Mule Canyon low sulfidation epithermal gold-silver deposit, North-Central Nevada, Economic Geology, 98: 425-463.

Keivanfar M. & Asgari A., 2000- Explanatory text of geological map of Arghash district (scale 1:5000): Geological Survey of Iran, 81 p, (in Persian).

Kelley S.P. & Fallick A.E., 1990- High precision spatially resolved analysis of d34S in sulfides using a laser extraction technique, Geochimica et Cosmochimca Acta, 54: 883-888.

Lensch G., Mihm A. & Alavi-Tehrani N., 1977- Petrography and geology of the ophiolite belt north of Sabzevar/Khorasan (Iran), Neues Jahrbuch Fur Geologie un Palaontologie Monatshefte, 131: 156-178.

Lindenberge H.G., Gorler K. & Ibbeken H., 1983- Stratigraphy, structure and orogenic evolution of the Sabzevar zone in the area of Oryan (Khorasan, NEIran), Geological Survey of Iran Report 51, p. 119-143.

McCrea J.M., 1950- On the isotopic chemistry of carbonates and a paleotemperature scale, Journal of Chem. Physics, 18: 849-857.

McKibben M.A. & Eldridge C.S., 1990- Radical sulfur isotope zonation in pyrite accompanying boiling and epithermal gold deposition: a SHRIMP study of the Valles Caldera, New Mexico, Economic Geology, 85: 1917-1925.

Ohmoto H. & Goldhaber M.B., 1997- Sulfur and carbon isotopes. In: Barnes H.L. (eds.) Geochemistry of hydrothermal ore deposits, John Wiley and Sons, pp. 517-611.

Ohmoto H. & Rye R.O., 1979- Isotopes of sulfur and carbon. In: Barnes H.L. (eds.) Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, John Wiley and Sons, pp. 509-567.

Ohmoto H., 1972- Systematics of sulfur and carbon isotopes in hydrothermal ore deposits, Economic Geology, 67: 551-578.

Ronacher E., Richards J.P., Reed M.H., Bray C.J., Spooner E.T.C. & Adams P.D., 2004- Characteristics and evolution of the hydrothermal fluid in the north zone high-grade area, Porgera gold prospect, Papua New Guinea, Economic Geology, 99: 843-867.

Sengor A.M.C., 1990- A new model for the Late Paleozoic-Mesozoic tectonic evolution of Iran and implications for Oman. In: Robertson, A.H.F., Searle, M.P., Ries, A.C., (eds.) The Geology and Tectonics of the Oman Region, Geological Society of London Special Publication 49, pp. 797-831.

Shelton K.L., So C.S., Haeussler G.T., Chi S.J. & Lee K.Y., 1990- Geochemical studies of the Tongyoung gold-silver deposits, Republic of Korea: Evidence of meteoric water dominance in a Te-bearing epithermal system, Economic Geology, 85: 1114-1132.

So C.S., Chi S.J., Shelton K.L. & Skinner B.J., 1985- Copper-bearing hydrothermal vein deposits in the Gyeongsang basin, Republic of Korea, Economic Geology, 80: 43-56.

Spies O., Lensch G. & Mihm A., 1983- Geochemistry of the post-ophiolitic Tertiary volcanics between Sabzavar and Quchan/NE-Iran: Geological Survey of Iran, Report No.51, p. 247-267.

Thiersch P.C., Williams-Jones A.E. & Clark J.R., 1997- Epithermal mineralization and ore controls of the Shasta Au-Ag deposit, Toodoggone district, British Columbia, Canada, Mineralium Deposita, 32: 44-57.

TOZCO, 2001- Regional geological map of Arghash area, Geological Survey of Iran.

Wagner T., Boyce A.J. & Fallick A.E., 2002- Laser combustion analysis of δ34S of sulfosalt minerals: determination of the fractionation systematics and some crystal-chemical considerations, Geochimica et Cosmochimica Acta, 66: 2855-2863.