عنوان

مطالعات ژئوشیمی، مینرالیزاسیون و ژنز ذخایر آهن در زون بینالود، شمال شرق ایران

‭۱۷۰۶۷پ‬

per

مطالعات ژئوشیمی، مینرالیزاسیون و ژنز ذخایر آهن در زون بینالود، شمال شرق ایران

/پروین نجف زاده طهرانی

: دانشکده علوم طبیعی

، ‮‭۱۳۹۶‬

چاپی

دکتری

زمین شناسی گرایش زمین شناسی اقتصادی

‮‭۱۳۹۶/۰۲/۲۷‬

تبریز

کانسنگهای آهن مورد مطالعه در شمال شرق ایران) زون ساختاری بینالود (واقع بوده و شامل دو کانسار) پیوه‌صژن و غار کهنه (در سنگ‌صهای کربناتی دونین) حدود ‮‭۸۰‬ کیلومتری جنوبغرب مشهد (و یک کانسار) خانلق (در ساب ولکانیک‌صهای الیگوسن) حدود ‮‭۳۰‬ کیلومتری شمالغرب نیشابور (می‌صباشند .کربنات‌صهای دونین شامل آهک‌صهای ماسه-ای و ماسه‌صآهکی، دولومیت و لایمستون می‌صباشند .کانسنگ‌صهای آهن به فرم‌صهای عدسی، توده‌صای، رگه و رگچه‌صای درون زون های گسله تشکیل شده اند .کانی‌صهای اصلی اپک شامل گوتیت و هماتیت، مگنتیت و پیریت بوده که توسط مقادیر کمتری پیروتیت و پیرولوسیت همراهی می‌صشوند .این کانیها بافت‌صهای اسکلتال، بوترئیدال، سودومورف و جانشینی نشان می‌صدهند .کلسیت‌صگرمابی به صورت رگه‌صای و پرکننده حفرات، مهم‌صترین کانی باطله می باشد .براساس مطالعات ژئوشیمیایی این کانسنگ‌صصها با تمرکز نسبتا پایین عناصر‮‭Cu‬ ،‮‭Pb‬ ،‮‭Zn‬ ، ‮‭Ag‬ و ‮‭Sb‬ و مقادیر بالای عناصر ‮‭Fe ( ۷۶)‬ و ‮‭Mn ( ۷/۱)‬ مشخص می‌صشوند .الگوی توزیع‮‭REE‬ ها) نورمالیز شده به ‮‭PAAS)‬ و آنومالی مثبت ‮‭Eu‬ درکربنات‌صهای پیوه‌صژن حاکی از فعالیت محلول گرمابی اسیدی و احیایی می‌صباشد .مطالعات سیالات درگیر دربلورصهای کلسیت و کوارتز نشان می‌صدهد که این اینکلوژنها بیشتر از نوع دوفازی باشوری پایین ‮‭(۲/۰‬ تا‮‭۶/۱۲‬ درصد وزنی معادل ‮‭NaCl)‬ بوده و در دمای بین‮‭۱۳۰‬ تا ‮‭۲۷۰‬ درجه سانتی‌صگراد به تله افتاده‌صاند .ایزوتوپ‌صهای ‮‭C‬ و ‮‭O‬ در سنگ‌صهای کربناته میزبان آنها به ترتیب دارای بازه های‮‭۶۶/۰‬ - تا‮‭۰۴/۵‬ - پرمیل و ‮‭۱۷/۲۰‬ تا ‮‭۹/۲۱‬ پرمیل بوده که نسبت به کربنات‌صهای دونین سبکتر می باشند .این سبکتر شدن صمی‌صتواند در اثر کربن‌صزدایی آهک‌صها طی واکنش سیال گرمابی دما بالا با سنگ‌صهای میزبان و همچنین مرمریزه شدن کربناتهای میزبان باشد .شباهت ترکیب ایزوتوپی ‮‭C‬ و ‮‭O‬ در سنگ‌صهای میزبان با رگه‌صهای کلسیت گرمابی نشان می‌صدهد که‮‭CO۳۲‬ - فلوئیدهای گرمابی از سنگ‌صهای میزبان تامین شده است .مطالعات صحرایی و پتروگرافی همراه با یافته‌صهای ژئوشیمیایی و ایزوتوپی نشان می‌صدهند که ذخایر فوق طی فرآیندهای جانشینی از سیال‌صهای گرمابی اسیدی و احیایی حاوی ایزوتوپ‌صهای سبک ‮‭C‬ و ‮‭O‬ تشکیل شده است .منشاء بالقوه آهن در سیال گرمابی احتمالا سنگ‌صهای دیوریتی موجود در منطقه مورد مطالعه می‌صباشد .بر اساس یافته‌صهای به دست آمده این کانسار اپی‌صژنتیک بوده و طی فرآیندهای هیدرولیتیک و سوپرژن تشکیل شده است .سرد شدن تدریجی سیال گرمابی و مخلوط شدن با سیال هم‌صدما و شوری متفاوت سبب نهشته‌صشدن آهن در این ناحیه شده است .کانسار مگنتیت-آپاتیت خانلق در شمالغرب نیشابور) زون بینالود شمالی (واقع شده و بخشی از کمان ماگمایی سبزوار-قوچان می‌صباشد .این ذخیره به صورت رگه‌صای، استوک ورک، دسمینه و پرشدگی فضاهای خالی در زون های برشی داخل ساب ولکانیک دیوریت پورفیری متعلق به الیگوسن رخ داده است .کانی‌صهای اصلی شامل مگنتیت، آپاتیت، دیوپسید و ایلمنیت بوده که توسط مقادیر کمتری پیریت و هماتیت همراهی می شوند .سنگهای این منطقه متحمل دگرسانی‌صهای پروپیلیتیک و آرژیلیک شده‌صاند .مگنتیت‌ص‍ حاوی اکسولوشن های ایلمنیت به فرم داربستی می باشد .بر اساس نتایج مینرال شیمی به دست آمده، ناخالصی‌صهای اکسیدی در مگنتیت شامل( ‮‭V۲O۳ (۶/۰‬ ،( ‮‭TiO۲ (۸/۱‬ ، ( ‮‭MnO (۲/۰‬ و ( ‮‭MgO (۶/۰‬ و در ایلمنیت شامل( ‮‭MgO (۳/۳‬ ، ( ‮‭V۲O۳ (۹۶/۱‬ و ( ‮‭MnO (۶/۲‬ می-باشند .آپاتیت‌صها از نوع فلوئور-آپاتیت بوده و بعضا حاوی اینکلوژن‌صهای مونازیت می‌صباشند .مجموع ‮‭REE‬ ها در این آپاتیت‌صها از ‮‭۲/۱‬ تا ‮‭۴/۱‬ تغییر می کند .توزیع عناصر‮‭Sr‬ ، ‮‭Y‬ و ‮‭Mn‬ بهمراه غنی شدگی‮‭REE‬ در آپاتیت‌صها، منشاء ماگمای نسبتا تفریق یافته را برای آنها پیشنهاد می‌صکند .مطالعات میکروترمومتری نشان می‌صدهد که اکثر سیالات درگیر در آپاتیت خانلق از نوع دو فازی غنی از مایع با شوری پایین <‮‭۷‬ درصد معادل وزنی ‮‭NaCl‬ بوده که در بازه دمایی ‮‭۲۳۰‬ تا ‮‭۵۳۰‬ درجه سانتی‌صگراد به دام افتاده‌صاند .همچنین سیالات درگیر حاوی هالیت) با شوری ‮‭۳۴‬ تا ‮‭۶۴‬ درصد معادل درصد وزنی ‮‭NaCl)‬ شناسایی شدند که احتمالا در طی فرآیند جوشش به دام افتاده‌صاند .تلفیق نتایج به دست آمده از مطالعات زمین‌صشناسی، کانی‌صشناسی، ژئوشیمی، مینرال شیمی و سیالات درگیر نشان می‌صدهد که کانسار آهن مگنتیت-آپاتیت خانلق اپی‌صژنتیک بوده و در دو مرحله هیپوژن پیشین و تاخیری تشکیل شده است

30 km northwest of Neyshabour). The Devonian carbonates include sandy limestone, calcareous sandstone, dolomite, and limestone. The iron ores were developed as lenticular massive bodies as well as veins/veinlets within the fault zones. The major opaque minerals are goethite, hematite, magnetite, and pyrite which are accompanied by lesser amounts of pyrrhotite and pyrolusite. These minerals show skeletal, botryoidal, pseudomorph, and replacement textures. The hydrothermal calcite as vein and open-space filling is the most important gangue mineral. Based upon geochemical investigations, these ores are characterized by low content of elements such as Cu, Pb, Zn, Ag, and Sb and by high concentration of Fe and Mn. The distribution pattern of REEs (normalized to PAAS), and Eu anomalies, in the Pivehzhan carbonates indicate activity of reduced acid hydrothermal fluids. Studies of fluid inclusions in calcite and quartz crystals showed that these inclusions are mostly of two-phase type with low salinity (0.2-12.6 wt NaCl eq.), and were trapped within a temperature range of 130-270C. The isotopic compositions of C and O in the host carbonate rocks range from -0.66 to 5.04 and from 19.2 to 21.3, respectively which are relatively lighter than the corresponding values of Devonian carbonates. This isotopic lightening may be due to the reaction of hot hydrothermal solutions with the host rocks as well as marmarization of the host carbonates. The similarity of C and O isotopic compositions of the host carbonates with those of the hydrothermal calcite veins indicates that the CO32- of the hydrothermal fluids was derived from the host rocks. The isotopic data shows that the above two deposits were developed through replacement processes by reduced acid hydrothermal solutions having light C and O isotopes. The potential source of iron in hydrothermal fluids was likely the existing dioritic rocks in the studied area. Based upon the obtained data, these deposits are of epigenetic type and were formed through both hypogene hydrolytic and supergene processes. Gradual cooling of the hydrothermal fluid as well as mixing with fluids of isothermal but contrasting salinity caused the deposition of iron in this area. The Khanlogh magnetite-apatite deposit is located in northwest of Neyshabour (northern Binaloud zone), and is a part of Sabzehvar-Qouchan magmatic arc. This deposit occurred as veins/veinlets, stockwork, dissemination, and filling of open-spaces of breccia zones within the Oligocene sub-volcanic diorite porphyry. The major minerals include magnetite, apatite, diopside, and ilmenite which are accompanied by lesser amounts of pyrite and hematite. The volcanic rocks in this area were suffered propylitic and argillic alterations. Magnetite contains framework-shaped exsolutions of ilmenite. According to the obtained mineral chemistry data, oxide impurities in magnetite include V2O3 (0.6 ), TiO2 (1.8 ), MnO (0.2 ), and MgO (0.6 ), and in ilmenite include MgO (3.3 ), V2O3 (1.96 ), and MnO (2.6 ). Apatite is of flour-apatite type and occasionally contains monazite inclusions. The total REEs in apatite varies from 1.2 to 1.4 . The distribution of Sr, Y, and Mn along with enrichment of REEs in apatite suggests a relatively differentiated magmatic source for its formation. Microthermometric studies showed that most of fluid inclusions in the apatite crystals are of low-salinity (<7 wt NaCl eq.) liquid-rich two-phase which were trapped within the temperature range of 230-530C. Also halite-bearing fluid inclusions (with salinity range of 34-64 wt NaCl eq.) were identified which were probably trapped during boiling process. Combination of the results obtained from geological, mineralogical, geochemical, mineral chemistry, and microthermometric investigations demonstrated that the Khanlogh magnetite-apatite deposit is of epigenetic type developed during both early and late hypogene stages~( 80 km southwest of Mashhad) and a deposit (Khanlogh) within the Oligocene sub-volcanic rocks~( The studied iron ores are located in northeast of Iran (the Binaloud structural zone), and include two deposits (Pivehzhan and Gharkohneh) within the Devonian carbonates

نجف زاده طهرانی، پروین

کلاگری، علی اصغر، استاد راهنما

سیمونز، وارطان، استاد مشاور

سیاه چشم، کمال، استاد مشاور

سیمونز، وارطان، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی