ژئوشیمی و کانی شناسی زونهای اسکارنی و سنگ‌شناسی سنگ منشأ کانسار آهن سنگان خراسان رضوی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زمین‌شناسی دانشگاه فردوسی، مشهد، ایران

چکیده

کانسار آهن سنگان خواف در حدود 300 کیلومتری جنوب خاوری مشهد واقع است. این معدن به دلیل عیار بالای آهن، پایین بودن میزان فسفر و ذخیره زیاد، از  مهم‌ترین ذخایر آهن ایران است. کانی­سازی از نوع اسکارن مگنتیتی است. این ذخیره در تقسیم­بندی جدید نیز جزو ذخایر مگنتیت (اکسید آهن)  قرار گرفته است. براساس رخنمون سطحی، اسکارن در بخش باختری از نوع همبری با ترکیب کلسیمی و به سمت خاور به‌تدریج به نوع حاشیه­ای و با ترکیب منیزیمی تبدیل می­شود. کانی­شناختی زونهای اسکارنی بخش باختری (توده مگنتیت A') شامل آندرادیت، آمفیبول دما بالا، مگنتیت و کلسیت است. توده­های مگنتیت بخش C, B, A-جنوبی حاوی ریپدولیت، فرواکتینولیت، سیدریت و مقدار اندکی پیریت است. توده­های مگنتیت محدوده­های  -C شمالی و باغک حاوی مگنتیت غنی از منیزیم،  فلوگوپیت، کلینوکلر، فورستریت، دولومیت، تالک، پیریت ± پیروتیت ±  کلکوپیریت ± آرسنوپیریت است. بیشترین مقدار سولفید در این دو منطقه یافت می­شود. سنگ  منشأ شناسایی شده در این تحقیق (در منطقه A') از نوع اولتراپتاسیک با K2O بیش از 9 درصد است. گرانیت سرنوسر که تاکنون به عنوان سنگ منشأ مطرح بوده، K2O کمتر از 5 درصد دارد، لذا با شناسایی  سنگ منشأ نوع اولتراپتاسیک، گرانیت سرنوسر نمی­تواند سنگ منشأ باشد. میزان K2O در گرانیت سرنوسر نزدیک به زونهای اسکارنی افزایش می­یابد که حاصل دگرسانی است. محلول کانه­دار که از مرز گرانیت سرنوسر و سنگ آهک جابه جا می­شده است، ضمن تشکیل اسکارن باعث دگرسانی گرانیت سرنوسر نیز شده است.  براساس مطالعات میکروسکوپی و محاسبه نورم،  سنگ منشأ آهن در حد کوارتز هورنبلند سینیت پورفیری و کوارتز بیوتیت هورنبلند سینیت قلیایی پورفیری و سنگهای جوان‌تر در حد بیوتیت گرانیت، بیوتیت هورنبلند کوارتزمونزونیت پورفیری و کوارتز سینیت پورفیری  هستند. پتاسیم در منطقه سنگان، نوع کانی­سازی اسکارن را کنترل کرده است. در اسکارن همبری  (توده A') آمفیبول غنی از پتاسیم، کلر و فلوئور و در اسکارن حاشیه­ای (توده C و باغک) فلوگوپیت (حاوی پتاسیم و فلوئور) تشکیل شده است.مقایسه برخی عناصر جزئی سنگ منشأ سنگان و گرانیت سرنوسر نشان می­دهد که مقدار Rb، Zn، Zr و Nb در سنگ منشأ بالاتر و عناصر Sr و Cu در سنگهای منشأ پایین­تر از سرنوسر است.مقایسه عناصر فرعی سنگهای جوان‌تر با سنگ منشأ آهن نشان می­دهد که: 1) مقدار Cr، Ni، Zr، Ce، Cu، Sr و La در توده­های جوان‌تر بیشتر است و 2) مقدار روبیدیم در توده­های جوان‌تر کمتر از سنگ منشأ آهن است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Skarn Geochemistry - Mineralogy and Petrology of Source Rock Sangan Iron Mine, Khorasan Razavi, Iran

نویسندگان [English]

  • M. H. Karimpour
  • A. Malekzadeh Shafaroudi
Geology department of Ferdowsi University , Mashhad, Iran
چکیده [English]

Sangan Iron ore deposit is located 300 km southeast of Mashhad (Eastern Iran). Based on the high grade, low P- content and big ore reserve, Sangan is an important Iron mine in Iran. It is a magnetite skarn and can be classified as iron-oxide type deposit. Based on the surface exposure, the western magnetite skarn (A´), a Ca-rich type skarn, was formed at the contact of intrusive. Eastward, the skarn gradually becomes distal and Mg-type. The A´ magnetite skarn contains andradite, magnetite, K-rich amphibole, hedenbergite and calcite. Magnetite skarn in A, B, and C- south contain magnetite, repidolite, ferro-actinolite, siderite and minor pyrite. Baghak and C- north magnetite skarn comprise Mg-rich- magnetite, phlogopite, chinochlore, talc, dolomite, forsterite, dolomite, pyrite ± chalcopyrite ± arsenopyrite ±  pyrrhotite. High S-content is found mainly in Baghak and C-north deposits. In this research, the igneous source rock is found in A´ deposit and identified as ultra-potassic type (K2O> %9). Sarnowsar granite which used to be the source rock for Iron, contains less than %5 K2O, therefore it cannot be the source. The K2O content of Sarnowsar granite increases near the magnetite skarn due to alteration. The Fe-ore bearing solution moved along the contact between Sarnowsar granite and the limestone. Sarnowsar granite was altered and skarn formed in the limestone.
The source rock is quartz biotite-hornblende alkali syenite to quartz hornblende syenite porphyry. The younger intrusive rocks are biotite granite, biotite-hornblende quartz monzonite porphyry and quartz syenite porphyry. Potassium within the ore bearing solution controlled the mineralogy of skarn. Contact skarn in A´ magnetite deposit comprises K-rich amphibole and distal skarn (Baghak and C-north) contains phlogopite.
Comparison of trace elements from source rocks with Sarnowsar granite indicates that the Nb, Zr, Zn and Rb contents are high in the former rocks and Cu and Sr ones are higher in the latter rock. Furthermore, comparison of some trace elements from source rocks with younger intrusive rocks indicate that Cr, Ni, Zr, Ce, Cu, Sr, and La contents are higher in younger intrusive and Rb content is higher in source rocks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sangan
  • Skarn
  • Sarnowsar
  • Source rock
  • Ultra-potassic

عابدی، ع. ر.، 1368-  ژنز کانسار آهن سنگان خراسان، پایان نامه دوره کارشناسی دانشگاه فردوسی مشهد، 96 صفحه.

کاهنی، ش، مظاهری، س. ا. و کریم­پور، م.ح.، 1383-  بررسی نسلهای مختلف کانی­سازی سولفبدی و اکسبدی و تعببن حضور دو نسل پیروتبت با ترکیب شیمیایی متفاوت در توده­های C- شمالی و باغک معدن سنگان، دوازدهمین همایش بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، دانشگاه شهید چمران اهواز، صفحه 358-360.

کریم­پور، م.  ح.، 1373-  ژئوشیمی و کانی­شناسی کانسار سنگ آهن سنگان خراسان، مجله بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، سال دوم، شماره دوم، صفحه 145- 156.

کریم­پور، م. ح. و موسوی حرمی، س. ر.، 1377-  طرح بهره برداری از معادن سنگ آهن سنگان خراسان، جلد اول، 99 صفحه.

کریم­پور، م. ح.، 1369- بررسی منشأ و چگونگی تشکیل کانسار آهن سنگان خراسان، مجموعه مقالات سمینار سنگ‌آهن، دانشکده فنی دانشگاه تهران، صفحه 269- 282.

کریم­پور، م. ح.، 1377-  دما، نحوه تشکیل و پاراژنز مگنتیت در بخشهای مختلف کانسار آهن سنگان خراسان، خلاصه مقالات هفدهمین گردهایی علوم زمین، تهران، صفحه 161-167.

کریم­پور، م. ح.، 1382 - کانی­شناسی، آلتراسیون، سنگ منشأ و محیط زمین ساختی کانسارهای  Iron-Oxides Cu-Au و مثالهایی از ایران، یازدهمین همایش بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، دانشگاه یزد، صفحه 184- 189.

کریم­پور، م. ح.، سعادت، س.،  و ملک­زاده شفارودی، آ.، 1381-  شناسایی و معرفی کانی­سازی نوع Fe-Oxides Cu- Au و مگنتیت مرتبط با کمربند ولکانیکی- پلوتونیکی خواف- کاشمر- بردسکن، بیست و یکمین گردهمایی علوم زمین.

کریم­پور، م. ح.، مظاهری، س. ا.  و بوتریل، ر.، 1379-  آمفیبول جدید غنی از کلر پاراژنز مگنتیت و آندرادیت در اسکارن سنگان خراسان، هشتمین همایش انجمن بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، صفحه 126-130.

مظاهری، س. ا.، 1377- مطالعه شیمی کانیها در اسکارنهای آهن‌دار سنگان خراسان، خلاصه مقالات هفدهمین گرد‌همایی علوم زمین، تهران، صفحه 189-196.

مظاهری، س. ا.، کریم­پور، م. ح. و کاهنی، ش.، 1382-  مینرالوژی و ژئوشیمی اندواسکارنهای سنگان، یازدهمین همایش بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، دانشگاه یزد، صفحه 147-150.

مظاهری، س. احمد.، 1379- معرفی آمفیبولهای ناحیه سنگان خواف، هشتمین همایش بلورشناسی و کانی­شناسی ایران، دانشگاه فردوسی مشهد، صفحه 164-168.

 

Reference:

Boomery, M., 1998- Petrography and geochemistry of the Sangan iron skarn deposit and related igneous rocks, northeastern Iran, P.h.D thesis, Akita University, Japan, 226 p.

Mazaheri, S. A., 1995- Petrological studies of skarns from Marulan South, New South Wales, Australia and Sangan, Khorasan, Iran. Ph. D. thesis, University of Wollongong, New South Wales, Australia