شناسایی ترکیب کانی‌شناسی اولیه و نحوة کانسار‌سازی در کربناتهای معدن رباط (خمین- اراک)

نویسندگان

دانشکده علوم‌زمین، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه شهید‌بهشتی، تهران، ایران

چکیده

     منطقة مورد مطالعه در باختر ایران مرکزی و در 32 کیلومتری باختر خمین قرار دارد و از نظر زمین‌ساختی در بخش میانی زون سنندج- سیرجان و در محور ملایر- اصفهان واقع است. سازندهای کرتاسة زیرین در این ناحیه، به‌صورت دگرشیب بر روی سازندهای تریاس بالایی- ژوراسیک قرارگرفته‌اند. با پیشروی دریا رسوبات ماسه‌سنگی-کنگلومرایی برجای گذاشته شده که بعداً با پیشروی بیشتر دریا، رسوبات آهکی کرتاسة زیرین ته‌نشین شده است. این رسوبات در طی فازهای کوهزایی سیمرین میانی (اواسط دوگر، باژوسین- باتونین) و لارامید (کرتاسة بالایی) چین خورده‌اند. واحدهای کربناتی در ناحیة رباط، سنگ میزبان کانی‌زایی سرب و روی است. ستبرای واقعی این واحد‌ها در دامنة جنوبی کوه اره‌گیجه حدود 256 متر، در دامنة شمالی کوه اره‌گیجه حدود 230 متر و در دامنة جنوبی کوه برآفتاب 408 متر است. مطالعات فسیل‌شناسی اوربیتولینها نشان داده است که آهکها سن آپسین دارند.
نتایج حاصل از بررسی عناصر اصلی، جزئی و ایزوتوپهای پایدار اکسیژن 18 و کربن 13 و رفتار آنها نسبت به یکدیگر، ترکیب کانی‌شناسی اولیة مخلوط کلسیت-آراگونیت را نشان می‌دهد که قابل‌مقایسه با سنگ‌آهکهای با ترکیب کانی‌شناسی مخلوط کلسیت-آراگونیت سازند مزدوران در کپه‌داغ به سن ژوراسیک پسین است. مطالعات سنگ‌نگاری و ژئوشیمیایی حاکی از این است که سنگ‌آهکهای منطقه عمدتاً تحت‌تأثیر دیاژنز جوی در یک سامانه دیاژنزی کاملاً باز قرار داشته‌اند. محاسبات دمای دیرینه بر پایة سبک‌ترین ایزوتوپ اکسیژن نشان می‌دهد دمای دیاژنتیکی حدود oC75  بوده است.
کانسار سرب و روی رباط از نوع دیاژنتیک-اپی‌ژنتیک و از نوع کانسار چینه‌کران بوده و با کانسارهای تیپ درة می‌سی‌سی‌پی (MVT) قابل‌مقایسه است. شیوة تشکیل کانسار به‌این‌صورت بوده است که آبهای جوی پس از گذر از درزه‌ها و شکستگیها، همراه با آبهای ناشی از تراکم و فشردگی شیلهای حوضه‌ای (ناشی از پدیدة آب‌زدایی) تحت‌تأثیر شیب زمین‌گرمایی گرم شده‌اند. این آبها پس از شستشوی مواد از مسیر خود باردار شده و توسط کمپلکسهای کلریدی توسط سیالات حمل شده‌اند. آبها این عناصر را در لایة کربناتی ته‌نشست داده‌اند. دگرسانی مشاهده شده در منطقه عمدتاً از نوع سیلیسی (ژاسپیروییدی) و دولومیتی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Recognition of Original Carbonate Mineralogy and Determination of Ore Genesis in Robat Mine (Khomein-Arak) Carbonates

نویسندگان [English]

  • M.H. Adabi
  • M. Jamalian
School of Earth Sciences, Geology Department, Shahid Beheshti University, Tehran,
چکیده [English]

     The studied area is located at the middle structural zone of Sanandaj-Sirjan in Malayer-Esfahan axis. Lower Cretaceous sequence disconformably overlay the Triassic-Jurassic sequences. The sediments have been folded during Middle Cimerian (Bajocian-Batonian) and Laramian (Upper Cretaceous) orogenic phases. The carbonate sequences are the host rock of Pb and Zn mineralization in Robat area.
The true thickness of the sequence in south and north slopes of AregijehMountain are 256 m and 230 m respectively and in the south slope of BarAftabMountain is 408 m.
Major and trace elements such as Ca, Mg, Sr, Na, Fe, Mn, Sr/Na, Sr/Mn, Sr/Ca and δ18O and δ13C isotope values in carbonates are used for recognition of original mineralogy. Trace elements and oxygen and carbon isotopes indicate a mixed calcite-aragonite original mineralogy.
Petrographic and geochemical studies indicate that carbonates affected mostly by meteoric diagenesis in an open system. Paleotemperature calculation, based on lightest oxygen value, indicates that the diagenetic temperature was about 75ºc.
The genetic types of ore deposits in Robat area is a kind of diagenetic-epigenetic forms, controlled by hydrothermal fluids at low temperature, similar to the Mississippi Valley Type deposits (MVT). The model of ore formation is illustrated below:
The passage of meteoric waters through fractures and faults removed Pb, Zn and Mg from shale layers and precipitated the elements in the limestone rocks. The shale layers above the limestone sequences played as a feeder trap for lead and zinc deposits. Siliceous (jasperoid) and dolomitic alteration are the main alterations in the area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Original mineralogy
  • Ore genesis
  • Robat Mine
  • Carbon and oxygen isotopes

آدابی، م.ح.، 1383- ژئوشیمی رسوبی، انتشارات آرین زمین، 488.

جمالیان، م.، 1381- نقش سنگ میزبان کربناته در کانسارهای سرب و روی ناحیة رباط (خمین- اراک)، رسالة کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید بهشتی، 190.

حسنی‌پاک، ع.‌ا.، 1362-  اصول اکتشافات ژئوشیمیایی، مرکز نشر دانشگاهی، 601.

رحیم‌پور بناب، ح.، 1370- بررسی کانسارهای سرب و روی ناحیة جنوب اراک (عمارت)، رسالة کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، 187.

 

References

Adabi, M.H., 1996- Sedimentology and geochemistry of carbonates from Iran and Tasmania: Ph.D. Thesis (unpublished), University of Tasmania, Australia, 470p.

Adabi, M.H. and Rao, C.P., 1991- Petrographic and geochemical evidence for original aragonite mineralogy of Upper Jurassic carbonates (Mozduran Formation). Sarakhs area Iran, Sediment. Geol. 75, 253-267.

Amini, Z. and Rao, C.P., 1988- Depth and latitudinal characteristics of sedimentological and geochemical variables in temperate shelf carbonates, Eastern Tasmania, Australia, Carbonates and Evaporites, 13, 145-156.

Anderson, T.F. and Arthur, M.A., 1983- Stable isotopes of oxygen and carbon and their application to sedimentology and paleoenvironmental problems, SEPM. Short Course, No.10.

Barnes, H.L., 1979- Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, John Wiley and Sons. 798p.

Barron, E.J., 1983- A warm equable Cretaceous: The nature of the problem, Earth. Sci. Rev, 19, 305-338.

Brand, V. and Veizer, J., 1980- Chemical diagenesis of multicomponent carbonate system 1:Trace elements, Jour. Sed. Petrology, 50, 1219-1236.

Guilbert, J. and Park, C.F., 1986- The Geology of Ore Deposits, W. H. Freeman and Company, 884p.

Hangi, R.D., 1965- Alteration of host rock adjacent zinc-lead ore deposit in the Tri-state district, Missouri, Kansas, Oklahoma, Eco, Geology, 60, 1607-1619.

Hangi, R.D., 1975- Tri-state ore deposit, the character of their host rock and their genesis, in stratabound and stratiform ore deposits, Wolf, K.H (ed), 457-494.

Heyle, A.V., 1970- Some aspects of genesis of stratiform zinc, lead, barite, flourite deposits in the Mississippi Valley, United State, In problems of Hydrothermal Ore Deposition, Pouba, Z. and Stemprok, M. (eds), I.U.G.S. Series, A. No. 2, 95-100.

Hoefs, J., 1987- Stable Isotope Geochemistry, Springer-Verlag, New York, 241p.

Hudson, J.D. and Anderson, T.F., 1989-Ocean temperature and isotopic compositions through time: Trans. Roy. Soc. Edinberg, Earth Sci., 80, 183-192.

Hutkinson, O.S., 1983- Economic Deposits and their Relation to Tectonic Setting, Maomillan Press, London, 365p.

James, N.P. and Ginsburg, R.N., 1979- The seaward margin of Belize barrier and atoll reefs, Spec. Pub. Int. Ass. Sed, 191p.

Kelth, M.L. and Weber, J.N., 1964- Carbon and oxygen isotopic composition of limestones and fossils, Geochim. Cosmochim. Acta, 28, 1787-1816.

Lohmann, K.S., 1988- Geochemical patterns of meteoric diagenetic systems and their application to studies of paleokarst, In:Paleokarst. Springer-Verlag, 58-80.

Lovering, T.G., 1962- The origin of jasperoid in limestone, Eco. Geology, 57, 861-889.

Lovering, T.G., 1972- Jasperoid in the U.S.A, its characteristics, origin and economic significance, U.S.G.S, Prof. Pap, 710p.

Milliman, J.D., 1974- Recent Sedimentary Carbonates, I. Marine Carbonates, Springer-Verlag, Berlin, 375p.

Morse, J.W. and Mackenzie, F.T., 1990- Geochemistry of sedimentary carbonate, New York. Elsevier, 707p.

Mucci, A., 1988- Manganese uptake during calcite precipitation from sea water: conditions leading to the formation of a pseudokutnahorite: Geochim. Cosmochim. Acta, 52, 1859-1868.

Park, F.C. and McDiarmid, R.A., 1975- Ore Deposits, Freeman and Company, 529p.

Pingitore, N.E., 1978- The behavior of Zn2+ and Mn2+ during carbonate diagenesis: Theory and application, Jour. Sed. Petrology, 48, 799-814.

Pouba, Z. and Stemprok, M., 1970- Problems of Hydrothermal Ore Deposition (the origin, evolution and control of ore bearing fluids), I.U.G.S. Series: A. No. 2, 393p.

Ramdohr, P., 1969- The ore mineral and their intergrowth, Academic Verlag, Pergoman Press, 1174p.

Rao, C.P. and Adabi, M.H., 1992- Carbonate minerals, major and minor elements and oxygen and carbon isotopes and their variation with water depth in cool temperate carbonates. Western Tasmania, Aus., Mar. Geology, 103, 249-272.

Rao, C.P. and Amini, Z., 1995- Faunal relationship to grain size, mineralogy and geochemistry in Recent temperate shelf carbonate, western Tasmania, Australi,. Carbonates and Evaporites, 10, 104-123.

Rao, C.P. and Jawardance, M.P.J., 1994- Major minerals, elemental and isotopic composition in modern temperate shelf carbonate for the occurrence of extensive ancient non-tropical carbonates,Palaeogeogra,Palaeoclim.Palaeoecol.,107,49-63.

Rao, C.P., 1990- Petrography, trace element and oxygen and carbon isotopes, Gordon Group carbonates (Ordovician), Florentine Valley, Tasmania, Australia, Sed. Geol, 66, 83-97.

Rao, C.P., 1991- Geochemical difference between subtropical (Ordovician), cool temperate (Recent and Pleistocene) and subpolar (Permian) carbonates, Tasmania, Aus., Carbonates and Evaporites, 6, 83-106.

Rao, C.P., 1996- Modern Carbonates: Tropical, Temperate and Polar, Introduction to Sedimentology and Geochemistry, Carbonates, Hobart, 206p.

Sandberg, P.A., 1983- An oscillating trend in Phanerozoic non-skeletal carbonate mineralogy, Nature, 305, 19-22.

Shackleton, N.J. and Kennett, J.P., 1975- Paleotemperature history of the Cenozoic and the initiation of Antarctic glaciation: oxygen and carbon isotope analyses in DSDP Site 277, 279 and 281. In: Kennett, J.P. and Houtz, R.E. (eds.) Initial Report of the Deep-Sea Drilling Project, XXIX. U.S. Gort. Printing Office, Washington , D.C., 743-755.

Smirnov, V.I., 1976- Geology of  Mineral Deposits, Mir, Publisher, Moscow, 520p.

Stanton, R.L., 1972- Ore Petrology, McGraw Hill Book Company, 713 p.

Veizer, J., 1983- Chemical diagenesis of carbonates: theory and application of trace element technique: Stable Isotopes in Sedimentary Geology: Soc. Econ. Palaeont. Mineral. Short Course No.10, 3-1 to 3-100.

Wilkinson, B.H., Owen, R.M. and Carroll, A.R., 1985- Submarine hydrothermal weathering, global eustasy and carbonate polymorphism in Phanerozoic marine oolites: Jour. Sed. Petrology, 55, 171-183.