بازسازی شاخص¬های فیزیکوشیمیایی با استفاده از شیمی بیوتیت و کلریت در کانسار مس پورفیری کدر، کمان ماگمایی سنوزوئیک کرمان
الموضوعات :مجید حیدری 1 , علیرضا زراسوندی 2 , محسن رضایی 3 , عادل ساکی 4 , سینا اسدی 5
1 - دانشگاه شهید چمران اهواز
2 - گروه زمین شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3 - دانشگاه شهید چمران اهواز
4 -
5 - دانشگاه شیراز
الکلمات المفتاحية: بیوتی کلریت کانسار مس پورفیری کدر کمان ماگمایی سنوزوئیک کرمان,
ملخص المقالة :
کانسار مس پورفیری کدر در 14 کیلومتری جنوب باختر دهج در شمال شرق کمان ماگمایی سنوزوئیک کرمان واقع شده و با نفوذی های دیوریت تا کوارتزدیوریت مرتبط می باشد. با توجه به تأثیر مهم شاخص هایی نظیر فوگاسیته اکسیژن، محتوی هالوژنی و تغییرات دمایی توده آذرین در کانه زایی پورفیری، هدف از پژوهش حاضر، بررسی این شاخص های فیزیکوشیمیایی در توده ماگمایی و زون پتاسیک کانسار کدر با بهره گیری از شیمی بیوتیت و کلریت های حاصل از دگرسانی است. SiO2، K2O و TiO2 در بیوتیت و Al2O3 در کلریت فراوانی بیشتری دارند. تهی شدگی SiO2 و K2O در کلریت ، به دلیل تشکیل فلدسپارپتاسیم و تا حدودی آدولاریا در خلال تبدیل بیوتیت به کلریت است. شیمی بیوتیت، جایگاه تکتونیکی کالک آلکالن را برای پورفیری کدر نشان می دهد. برمبنای نمودار FeO/FeO+MgO در مقابلMgO، توده نفوذی کدر دارای منشأ گوشته ای با اختلاط اندک مواد پوسته است. بر اساس نمودار Fe2+/Fe2+ +Mg2+ در مقابل Si، کلریت های مطالعه شده در رده کلینوکلر قرار می گیرند. شرایط فوگاسیته اکسیژن در کانسار کدر، در محدوده HM و به میزان اندک NNO قرار دارد. دماسنجی بیوتیت و کلریت در پورفیری کدر به ترتیب کمینه و بیشینه 516 تا 680 درجه سانتی‌گراد و 19/180 تا 87/369 درجه سانتی‌گراد را نشان می دهند. Log fH2O/fHF وLog fH2O/fHCl, در بیوتیت-های کانسار کدر به ترتیب 77/5-57/4 و 62/4-34/4 با میانگین 95/4 و 46/4 می باشد که مبین بالاتر بودن آب نسبت به محتوای هالوژنی است. نمودار XFe و XMg در مقابل XF/XOH و XCl/XOH نشان‌دهنده شرایط فوگاسیته یکسان Cl در کدر است. نهایتاً، براساس نتایج دماسنجی بیوتیت های ماگمایی (با میانگین 1/611 درجه سانتی‌گراد) می توان احتمال داد که غالب ماندن دمای بالا به همراه ثبات شرایط بالای فوگاسیته اکسیژن طی دگرسانی پتاسیک، از عوامل مؤثر در عیار نسبتاً پایین کانسار کدر می باشد.
اسدی، س.، 1392. ژئوشیمی توده¬های پورفیری کانه¬زا و عقیم در کمپلکس مس شهربابک، کمربند ولکانوپلوتونیک ارومیه دختر. پایان‌نامه دکتری، دانشگاه شیراز، 283 .
Abdel-Rahman, A.M., 1994. Nature of biotites from alkaline, calc-alkaline, and peraluminous magmas. Journal of Petrology, 35(2), 525– 541.
Afshooni, S.Z., Mirnejad, H., Esmaeily, D. and Haroni, H.A., 2013. Mineral chemistry of hydrothermal biotite from the Kahang porphyry copper deposit (NE Isfahan), Central Province of Iran. Ore Geology Reviews, 54(1), 214–232.
Albuquerque, C.A.R., 1973. Geochemistry of biotites from granitic rocks, Northern Portugal. Geochimica et Cosmochimica Acta, 37(1), 1779-1802.
Aminroayaei Yamini, M., Tutti, F., Aminoroayaei Yamini, M.R., Jamshid Ahmadian, J. and Wan, B., 2015. Examination of chloritization of biotite as a tool for reconstructing the physicochemical parameters of mineralization and associated alteration in the Zafarghand porphyry copper system, Ardestan, Central Iran: mineral-chemistry and stable isotope analyses. Mineralogy and Petrology, 11(5), 747-759.
Asadi, S., Moore, F. and Zarasvandi, A., 2014. Discriminating productive and barren porphyry copper deposits in the southeastern part of the central Iranian volcano-plutonic belt, Kerman region, Iran: a review. Earth-Science Reviews, 138(1), 25-46.
Ayati, F., Yavuz, F., Noghreyan, M., Haroni, H. A. and Yavuz, R., 2008. Chemical characteristics and composition of hydrothermal biotite from the Dalli porphyry copper prospect, Arak, central province of Iran. Mineralogy and Petrolology, 94(3), 107–122.
Aydin, F., Karsli, O. and Sadiklar, M.B., 2003. Mineralogy and Chemistry of Biotites from Eastern Pontide Granitoid Rocks, NE-Turkey: Some Petrological Implications for Granitoid Magmas. Chemi der Erde Geochemistry, 63(2), 163-182.
Bao, B., Webster, J.D., Zhanga, D.H., Goldoff , B.A. and Zhang., R.Z., 2016. Compositions of biotite, amphibole, apatite and silicate melt inclusions from the Tongchang mine, Dexing porphyry deposit, SE China: Implications for the behavior of halogens in mineralized porphyry systems. Ore Geology Reviews, 79(1), 443-462.
Beane, R.E., 1974. Biotite stability in the porphyry copper environment. Economic Geology, 69(2), 241–256.
Boomeri, M., Nakashima, K. and Lentz, D.R., 2009. The Miduk porphyry Cu deposit, Kerman, Iran: a geochemical analysis of the potassic zone including halogen element systematics related to Cu mineralization processes. Journal of Geochemical Exploration, 103(1),17–29.
Cao, M., Qin, K.Z., Li, G.M., Yang, Y., Evans, N.J., Zhang, R. and Jin, L., 2014. Magmatic process recorded in plagioclase at the Baogutu reduced porphyry Cu deposit, western Junggar, NW-China. Journal of Asian Earth Sciences, 82(1), 136–150.
Cathelineau, M., 1988. Cation site occupancy in chlorites and illites as a function of temperature. Clay Minerals, 23(1), 471–485.
Core, D.P., Kesler, S.E. and Essene, E.J., 2006. Unusually Cu-rich magmas associated with giant porphyry copper deposits: evidence from Bingham, Utah. Geology, 34(1), 41-44.
Czamanske, G.K., Ishihara, S. and Atkin, S.A., 1981. Chemistry of rock-forming minerals of the Cretaceous-Paleocene batholith in southwestern Japan and implications for magma genesis. Journal of Geophysical Research, 86(1), 10431-10469.
Deer, W.A., Howie, R.A. and Zussman, J., 1986. An Introduction to the Rock Forming Minerals”, Second Longman Editions. Longman, London, 696.
Ghorbani, M. and Ebrahimi, M., 2009. Tertiary-Quaternary magmatism in the Dehaj area. Earth and Recourse Journal, 1(1), 77-89.
Henry, D.J., Guidotti, C.V. and Thomson, J.A., 2005. The Ti-saturation surface for low to medium pressure metapelitic biotite: implications for geothermometry and Ti-substitution mechanisms. American Mineralogist, 90(3), 316–328.
Hezarkhani, A., 2006. Mineralogy and fluid inclusion investigations in the Reagan Porphyry System, Iran, the path to an uneconomic porphyry copper deposit. Journal of Asian Earth Sciences, 27(5), 598-612.
Hosseini, M.R., Ghaderi, M., Alirezaei, S. and Sun, W., 2017. Geological characteristics and geochronology of the Takht-e-Gonbad copper deposit, SE Iran: a variant of porphyry type deposits. Ore Geology Reviews, 86(4), 440-458.
Lalonde, A.E. and Bernard, P., 1993. Composition and color of biotite from granites: two useful Properties in the characterization of plutonic suites from the Hepburn internal zone of Wopmay orogeny, Northwest Territories. Canadian Mineralogist, 31(1), 203–217.
Landtwing, M.R., Pettke, T., Halter, W.E., Heinrich, C.A., Redmond, P.B., Einaudi, M.T. and Kunze, K., 2005. Copper deposition during quartz dissolution by cooling magmatic– hydrothermal fluids: the Bingham porphyry. Earth and Planetary Science Letters, 235(1), 229–243.
Li, J.X., Qin, K. Z., Li, G.M., Xiao, B. Chen, L. and Zhao, J.X., 2011. Post-collisional ore-bearing adakitic porphyries from Gangdese porphyry copper belt, southern Tibet: Melting of thickened juvenile arc lower crust. Lithos, 126 (1), 265–277.
Liang, H.Y., Sun, W.D., Su, W.C. and Zartman, R.E., 2009. Porphyry copper-gold mineralization at Yulong, China, promoted by decreasing redox potential during magnetite alteration. Economic Geology, 104 (1), 587–596.
Maydagan, L., Franchini, M., Impiccini, A. and Lentz, D.R., 2016. Phyllosilicates geochemistry and distribution in the Altar porphyry Cu- (Au) deposit, Andes Cordillera of San Juan, Argentina: Applications in exploration, geothermometry, and geometallurgy. Journal of Geochemical Exploration, 167(2), 83-109.
Monuz, J.L., 1984. F-OH and Cl-OH exchange in mica with application to hydrothermal ore deposits. Reviews in Mineralogy, 13 (1), 469-493.
Nachit H., Razafimahefa N., Stussi J.M. and Carron J.P., 1985. Composition chimique des biotites et typologie magmatique des granitoides”, Comptes Rendus Hebdomadaires del. Académie des Sciences, 301(11), 813–818.
Nachit, H., Ibhi, A.B., Abia, El-H., El Hassan, A. and Ben Ohoud, M., 2005. Discrimination between primary magmatic biotites, reequilibrated biotites, and neoformed biotites. Computer Research Geoscience, 337, 1415–1420.
Parneix, J.C., Beaufort, D., Dudoignon, P. and Meunier, A., 1985. Biotite chloritization process in hydrothermally altered granites. Chemical Geology, 51 (2), 89-101.
Parsapoor, A., Khalili, M., Tepley, F. and Maghami, F., 2015. Mineral chemistry and isotopic composition ofmagmatic, re-equilibrated and hydrothermal biotites from Darreh-Zar porphyry copper deposit, Kerman (Southeast of Iran). Ore Geology Reviews, 66(1), 200–218.
Reich, M., Deditius, A., Chryssoulis, S., Wei Li, J., Mae, C.Q., Parada, M.A., Barra, F. and Mittermayr, F., 2013. Pyrite as a record of hydrothermal fluid evolution in a porphyry copper system: A SIMS/EMPA trace element study. Geochimica et Cosmochimica Acta, 104(1), 42–62.
Richards, J.P., 2011. Magmatic to hydrothermal metal fluxes in convergent and collided margins. Ore Geology Review, 40(1), 1–26.
Richards, P.J., 2014. Tectonic, magmatic, and metallogenic evolution of the Tethyan orogen: From subduction to collision. Ore Geology Reviews, 220(1), 139–155.
Selby, D. and Nesbitt, B.E., 2000. Chemical composition of biotite from Casino porphyry Cu–Au–Mo mineralization, Yukon, Canada: evaluation of magmatic and hydrothermal fluid chemistry. Chemical Geology, 171(1), 77–93.
Shahabpour, J., 2005. Tectonic evolution of the orogenic belt in the region located between Kerman and Neyriz. Journal of Asian Earth Sciences, 24(4), 405–417.
Siahcheshme, K., Calagari, A.A., Abedini, A. and Lentz, D.R., 2012. Halogen signatures of biotites from the Maher-Abad porphyry copper deposit, Iran: characterization of volatiles in syn- to postmagmatic hydrothermal fluids. International Geology Review, 54(12), 1353-1368.
Sillitoe, R.H., 2010. Porphyry Copper Systems. Economic Geology, 105(1), 3–41.
Speer, A., 1984. Micas in igneous rocks. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 13(1), 299-356.
Sun, W.D., Liang, H.Y., Ling, M.X., Zhan, M.Z., Ding, X., Zhang, H., Yang, X.Y., Li, Y.L., Ireland, T.R., Wei, Q.R. and Fan, W.M., 2013. The link between reduced porphyry copper deposits and oxidized magmas. Geochimica et Cosmochimica Acta, 103(1), 263– 275.
Taghinejad, A., 2012. Petrology, alteration and copper mineralization in Keder area, Shahr-e-1020 babak, Kerman province. M.Sc thesis, Islamic Azad University. 269.
Tischendorf, G., Gottesmann, B., Förster, H.J. and Trumbull, R.B., 1997. On Li-bearing micas: Estimating Li from electron microprobe analyses and an improved diagram for graphical representation. Mineralogical Magazine, 61(1), 809–834.
Ulrich, T., Gunther, D. and Heinrich, C.A., 1999. Gold concentrations of magmatic brines and the metal budget of porphyry copper deposits. Nature, 399 (1), 676–679.
Walshe, J.L., 1986. A six component chlorite solid solution model and the conditions of chlorite formation in hydrothermal and geothermal systems. Economic Geology, 81(3), 681–703.
Wang, R., Richards, J.P., Hou, Z.Q., Yang, Z.M., Gou, Z.B. and DuFrane, A.S., 2014. Increasing Magmatic Oxidation State from Paleocene to Miocene in the Eastern Gangdese Belt, Tibet: Implication for Collision-Related Porphyry Cu-Mo±Au Mineralization. Society of Economic Geologists, 109(1), 1943-1965.
Wilkinson, J.J. 2013. Triggers for the formation of porphyry ore deposits in magmatic arcs. Nature Geoscience, 6(1), 917-925.
Wones, D.R. and Eugster, H.P., 1965. Stability of biotite: experiment, theory, and application. American Mineralogist, 50(1), 1228–1272.
Yavuz, F., 1997. Igneous and hydrothermal alteration biotites from the Güzelyayla porphyry copper mineralization area, northern Turkey. In: Papunen H (ed) Mineral deposits: research and exploration. Mineral Petrology, 94(1), 107–122.
Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M., 2005. Geology of the Darreh-Zerreshk and Ali-Abad Porphyry Copper Deposits, Central Iran. International Geology Review, 47(1), 620-646.
Zarasvandi, A., Rezaei, M., Sadeghi, M., Lentz, D., Adelpour, M. and Pourkaseb, H., 2015. Rare earth element signatures of economic and sub-economic porphyry copper systems in Urumieh–Dokhtar magmatic arc (UDMA), Iran. Ore Geology Reviews, 70(2), 407-423.
Zhang, W., Lentz, D.R., Thorne, K.G. and McFarlane, C., 2016. Geochemical characteristics of biotite from felsic intrusive rocks around the Sisson Brook W–Mo–Cu deposit, west-central New Brunswick: An indicator of halogen and oxygen fugacity of magmatic systems. Ore Geology Reviews, 77(1), 82–96.
Zhou, ZX., 1986. The origin of intrusive mass in Fengshandong, Hubei province. Acta Petrologica Sinica, 2(2), 59–70.
Zhu, C. and Sverjensky, D.A., 1992. F–Cl–OH partitioning between biotite and apatite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 56(9), 3435–3467.
