ذخیره چند فلزی چاه مسی

[XMEHRDADX 7514]

اشاره: مطلبي كه در ادامه مي‌خوانيد از سلسله مقالاتي است كه در اولين كنگره جهاني مس در تهران ارايه شد. نظر به اهميت اين مطلب، مشروح آن را در ادامه مي‌خوانيد: چكيده ذخيره رگه‌اي فلزات پايه و گرانبهاي چاه‌مسي در 2 كيلومتري جنوب‌غرب كانسار مس پورفيري ميدوك در استان كرمان واقع شده است. اين ذخيره از 4 رگه اصلي با روند عمومي NNW-SSE و چند رگه فرعي تشكيل شده است. ذخيره چاه مسي به‌طور عمده شامل رگه‌هاي كوارتز حاوي پيريت، كالكوپيريت، اسفالريت، گالن و به‌طور فرعي تتراهدريت ـ تتانتيت است. علاوه بر كوارتز، مقداري كربنات و كمي باريت نيز به عنوان باطله وجود دارد. سنگ‌هاي درون‌گير، مجموعه‌اي از سنگ‌هاي آتشفياني و آذرآواري ائوسن با تركيب آندزيت تا بازالت است. ذخيره چاه‌مسي با حفر 27 حلقه گمانه با عمق‌هاي متفاوت از 102 تا 411 متر مورد اكتشاف تفصيلي و تعيين ذخيره قرار گرفته است. بر اساس مطالعه سيال‌هاي درگير، سيال گرمايي داراي دامنه دما و شوري 350ـ175 درجه سانتيگراد و wt%NaCl equiv47/5ـ33/0 هستند. بر اساس داده‌هاي به‌دست آمده از مطالعه سيال‌هاي درگير سيال گرمايي طي چندين مرحله فعاليت كرده و همنشيني ميانبارهاي سيال غني از مايع و غني از بخار نشانگر رخداد جوشش است. با توجه به دما و شوري سيال گرمايي و مجموعه‌هاي دگرسانيان ذخيره در رده ذخاير اپي ترمال با درجه سولفيداسيون پايين قرار مي‌گيرد. براساس آناليز نسبت ايزوتوپي گوگرد كاني‌هاي سولفيدي گوگرد كاني‌هاي سولفيدي، مقدار 34Sδ در سيال گرمايي، با توجه به انتقال گوگرد به صورت گونه احيايي آن (H2S) بين 0%7/4 تا 0%7/1- محاسبه شده كه منبع ماگمايي را پيشنهاد مي‌كند. گوگرد ممكن است به‌طور مستقيم از يك منبع ماگمايي مشتق شده باشد يا محصول شست‌وشوي گوگرد از سنگ‌هاي ماگمايي باشد. انحراف جزيي در مقادير ايزوتوپي نسبت به دامنه ماگمايي، احتمالا در نتيجه تفكيك ايزوتوپي سولفات ـ سولفيد است. براساس آناليز ايزوتوپي C-O كاني‌هاي كربناتي دگرساني و رگه‌اي، مقادير ايزوتوپي كربن و اكسيژن در تركيب سيال گرمايي به ترتيب برابر 0%83/0- تا 0%3/0 و %262/0 تا 0%44/12 برآورد شده كه نشانگر منشا كربنات دريايي براي كربن و منشا آب‌هاي جوي براي اكسيژن است. نهشت طلا در چاه‌مسي ناشي از رخداد جوشش و احتمالا برخورد و هم‌آميزي سيال گرمايي با منشا جوي با زبانه‌هاي گرمايي ماگمايي و آب‌هاي زيرزميني بوده است. تعداد 917 نمونه مغزه حفاري از رگه‌ها و كمرسنگ‌هاي كانه‌دار براي تعيين عيار عناصر Fe, Pb, Zn, Cu, Mo و Au توسط شركت ملي صنايع مس ايران آناليز شده و بررسي داده‌هاي آناليز شيميايي، نشانگر همبستگي ميان Fe, Cu, Au است. همبستگي بالايي بين دو عنصر Pb, Zn وجود دارد. برخلاف مس و طلا كه تنها در رگه‌ها تمركز بالايي دارند، سرب و روي به دليل پايداري كمپلكس‌هاي آنها تا مسافتي در كمرسنگ‌ها نيز انتقال يافته‌اند. با توجه به توزيع طلا در محدوده گمانه‌هاي مختلف اين عنصر در بخش شمالي ذخيره و در اعماق كم‌عيار بالاتري دارد كه اين امر هماهنگ با منطقه‌بندي فلزات پايه و گرانبها در بسياري از ذخاير گرمايي است. با توجه به نبود دگرساني رسي به‌ويژه دگرساني رسي پيشرفته در ذخيره چاه‌مسي به نظر نمي‌رسد رابطه زايشي بين چاه‌مسي و ميدوك وجود داشته باشد. ذخاير اپي‌ترمال در افق‌هاي بالايي ذخاير پورفيري غالبا از نوع سولفيدي شدن بالا هستند. كليد واژه‌هافلزات پايه، طلا، سيال درگير، سولفيداسيون پايين ايزوتوپ گوگرد مقدمهسيستم رگه‌اي چاه‌مسي در 2 كيلومتري جنوب‌غربي كانسار مس پورفيري ميدوك و در سنگ‌هاي آتشفشاني و آذرآواري ائوسن شكل گرفته است. اين ذخيره مجموعه‌اي از رگه‌هاي سيليسي با روند عمومي شمال، شمال‌غرب ـ جنوب، جنوب‌شرق با ساختار باز و بسته (Pinch & Sweel) بوده و طول رگه‌ها از 100 تا 400 متر و ضخامت آنها از كمتر از يك متر تا 10 متر متغير است و تا عمق 370 متري رديابي شده است. بر اساس مطالعات صحرايي و شواهد به دست آمده از مغزه‌هاي حفاري، اين محدوده از واحدهاي سنگي با تركيب آندزيت، آندزيت ـ بازالت، بازالت، دلريت و توف تشكيل شده است. واحد توف فاقد رخنمون بوده و تنها در مغزه‌هاي حفاري شناسايي شده است. تركيب كاني‌شناسي آندزيت‌ها عمدتا شامل آمفيبول، پلاژيوكلاز و كمابيش آلكالي فلدسپار است. اين كاني‌ها با بافت پورفيري، گلومروپورفيري و ميكروپروفيري در زمينه‌اي از ميكروليت‌هاي پلاژيوكلازها و يا زمينه هيالوكريستالين قابل مشاهده‌اند. تفاوت اصلي آندزيت ـ بازالت با آندزيت در اندازه نسبتا كوچكتر فنوكريست‌ها، رنگ تيره، بافت متركم و فراواني نسبي پيروكسن و آمفيبول است. بازالت‌ها غالبا متراكم و تيره بوده و در صورت غني بودن از كاني‌هاي مافيك (اكسيده) نسبت به پلاژيوكلاز، به رنگ قرمز ديده مي‌شوند. اليوين بازالت‌ها در اين گروه غالب بوده و فنوكريست‌هاي اليوين به اكسيدهاي آهن، كلريت و سيليس دگرسان شده و در زمينه‌اي از ميكروليت‌هاي پلاژيو كلاز (غالبا جهت يافته) قرار دارد. بازالت‌ها تقريبا در تمام گمانه‌ها مشاهده شده و در تناوب با توف‌ها و آندزيت يا آندزيت بازالت‌ها و رگه‌ها تشكيل شده‌اند. سنگ‌هاي دولريتي سنگ‌ها كمتر دستخوش تغيير شده و معمولا سالم باقي مانده‌اند و عمدتا از بلورهاي پيروكسن و پلاژيوكلاز تشكيل شده و بافت افيتيك دارند. واحدهاي توفي عمدتا به صورت كريستال ليتيك توف و ليتيك كريستال توف بوده و شاردهاي آتشفشاني در آن به چشم مي‌خورد. تركيب اين سنگ‌ها عمدتا آندزيت و آندزيت بازالت بوده و به صورت توالي‌هاي ضخيم لايه‌اي در تناوب با سنگ‌هاي آندزيت ـ بازالتي و بازالتي قرار گرفته‌اند. دگرساني فعاليت‌هاي سيال‌هاي گرمايي باعث رخداد دگرساني‌هاي پروپيليتيك، سيليسي و آرژيليك در سنگ‌هاي درون‌گير محدوده چاه‌مسي شده و در اين سنگ‌ها شاهد دگرساني پروپيليتك به‌طور گسترده هستيم كه به‌طور عمده با كاني‌هاي كربناتي (به‌ويژه كليست) و كلريت و اندكي اپيدوت و سريسيت مشخص مي‌شود. به نظر مي‌رسد كه اين دگرساني عمدتا پيش از كانيسازي گرمايي شكل گرفته و به طور محلي شاهد افزايش نسبي شدت دگرساني پروپيليتيك در حاشيه برخي از رگه‌ها هستيم كه پيشنهاد مي‌كند احتمالا بخشي از اين دگرساني مي‌تواند در ارتباط با سيال‌هاي گرمايي كانه‌ساز در چاه‌مسي باشد. دگرساني سيليسي به شكل هاله باريكي با ضخامت كمتر از 2 متر در حاشيه رگه‌ها قابل مشاهده است و ارتباط آشكار با كاني‌سازي سيال‌هاي گرمايي در سيستم رگه‌اي چاه‌مسي دارد. دگرساني رسي حد واسط و رسي ـ كربناتي نيز به‌طورل محلي در سطح و در برخي از مغزه‌هاي حفاري مشاهده شده و هيچ اثري از دگرساني آرژيليك پيشرفته در اين ذخيره مشاهده نمي‌شود، از اين رو مي‌توان نتيجه گرفت كه سيال گرمايي كانه‌ساز نزديك به خنثي (pH-7) و احياي بوده است. كاني‌شناسي در سيستم رگه‌اي چاه‌مسي كاني‌هاي سولفيدي به همراه مقادير انبوهي از كوارتز تشكيل شده و كاني‌هاي كربناتي نيز به صورت محدود وجود دارد. مقدار كمي باريت نيز به صورت رگچه‌هاي باريك و كوچك شناسايي شده است. كاني‌هاي سولفيدي عمدتا شامل پيريت، كالكوپيريت، اسفالريت روشن رنگ فقير از آهن، گالن و به‌طور فرعي تتراهدريت است. در مطالعات ميكروسكوپي، طلاي آزاد در داخل كاني تتراهدريت مشاهده شده و اكسايش كاني‌هاي سولفيدي در سطح زمين به تشكيل هماتيت، گوتيت، ليمونيت، مالاكيت، آزوريت، اسميت‌زونيت و سروسيت در زون اكسيدي منجر شده است. زون غني‌سازي سوپرژن با ضخامت نچندان زياد تشكيل شده كه با كاني‌هاي كالكوسيت و كووليت معرفي مي‌شود. توزيع فلزات پايه و طلا آناليز شيميايي 917 نمونه مغزه حفاري براي تعيين عيار عناصر Fe, Pb, Zn, Cu, Mo, Au, Ag از رگه‌ها و كمرسنگ‌هاي كانه‌دار توسط شركت ملي صنايع مس ايران انجام شده و بررسي داده‌هاي آناليز شيميايي، نشانگر همبستگي ميان Fe, Au, Cu است. تغييرات فلزات پايه و گرانبها در سيستم رگه‌اي و سنگ درون‌گير حضور عناصر Cu, Au, As در ماده معدني، غالبا نشانگر دخالت سيال‌هاي گرمايي با منشا ماگمايي در كاني‌سازي سيستم رگه‌اي است. مطالعات اخير نشان مي‌دهد كه علاوه بر Na, K, Ca, Fe, Mn فلزاتي نظير Cu, Au, As و همچنين فلزات فرّار به‌طور ترجيحي از شوراب‌هاي ماگمايي وارد فاز بخار مي‌شوند. (Wilkinson, 2001’ Halter et al., 2001; Corbett, 2004) در صورتي كه چگالي اين بخارات افزايش يابد و بتواند به بخش‌هاي فوقاني پوسته راه يابد، محلول‌هاي اپي ترمال را به وجود مي‌آورند كه اساساً غني از طلا بوده و در نتيجه آميختگي سيال و يا جوشش كم فشار (Low Pressure Boiling) مي‌تواند نهشته شود (Halter et al., 2001). مطالعه Laser Ablation (L.A) ICP- Ms سيال‌هاي درگير در ذخاير پورفيري و همچنين ذخاير اپي‌ترمال L.S نشان مي‌دهد كه تفكيك جزيي عناصر Cu, As, Au در بخارات ماگمايي باعث تشكيل ذخاير رگه‌اي غني از طلا مي‌شود. از اين‌رو مي‌توان سيال‌هاي ماگمايي با شوري پايين را يكي از منابع محتمل در كانه‌زايي ذخاير اپي‌ترمال در نظر گرفت (Halter & et al., 2001). طلا در سيال‌هاي گرمايي ماگمايي در دماهاي بالا مي‌تواند به صورت كمپلكس‌هاي كلريدي جابه‌جا شود. چنين سيال‌هايي اسيدي و اكسيدي بوده، شوري بالايي داشته و غني از پتاسيم هستند. اين سيال‌ها غني از فلزات بوده و چگالي بالايي دارند. در نتيجه تمايل به ته‌نشست در فاصله نزديكي از منبع دارند و ممكن است ذخاير پورفيري غني از طلا را پديد آورند. در اثر جوشش چنين سيال‌هايي، H2S و H2O در فاز بخار متمركز شده و در اثر سرد شدن، سيال‌هاي گرمايي غني از H2S با شوري پايين را به وجود مي‌آورند. چنين سيال‌هايي منشا جوي و ماگمايي داشته (Gammons & Jones, 1997) و ارتباط زماني و زايشي با توده‌هاي پورفيري دارند. از طرفي ممكن است سيال‌هاي گرمايي با منشا جوي با چرخش در سنگ ديواره غني از پيريت، غني از H2S و فلزات شوند و بعدا در نتيجه تغييرات فيزيكي ـ شيميايي مواد خود را رسوب دهند. طلا و فلزات پايه ممكن است مستقيما توسط سيال‌هاي گرمايي با منشا ماگمايي انتقال يافته و با سيال‌هاي گرمايي با منشا جوي برخورد كند و كاني‌هاي سولفيدي و طلا نشته شود. بر اساس مطالعات ميكروترمومتري در ذخيره چاه‌مسي، دماي همگن شدن سيال‌هاي درگير، 350(175 درجه سانتيگراد و ميزان شوري آنها بين wt% NaCl equiv 47/5-33/0 اندازه‌گيري شده است. (مدرك، 1388). با توجه به دماي بالا و شوري پايين سيال گرمايي، اين ذخيره در رده ذخاير با درجه سولفيداسيون پايين قرار مي‌گيرد (Hedenquist and et al., 2000) با توجه به همراهي سيال‌هاي درگير غني از گاز و غني از مايع و همچنين توزيع داده‌هاي به دست آمده از ميكروترمومتري سيال‌هاي درگير، طلا در اثر فرآيندهاي جوشش و آميختگي در اين سيستم نهشته شده است (Wilkinson, 2001). بر اساس آناليز نسبت ايزوتوپي گوگرد كاني‌هاي سولفيدي، مقدار 34Sδ در سيال گرمايي، با توجه به انتقال گوگرد به صورت گونه احيايي آن (H2S) بين 0%7/4- تا 0%7/1- محاسبه شده است (مدرك، 1388) كه منبع ماگمايي را پيشنهاد مي‌كند. گوگرد ممكن است به‌طور مستقيم از يك منبع ماگمايي مشتق شده باشد، يا محصول شست‌وشوي گوگرد از سنگ‌هاي ماگمايي باشد (Hoefs & Goldhaber, 1997). با توجه به عيار بسيار پايين طلا در كانسار مس پورفيري ميدوك و تراكم عمده مس، طلا و موليبدنيوم در بخش‌هاي مركزي توده پورفيري ميدوك و تهي بودن سنگ‌هاي پيراموني از طلا انتظار مي‌رود، زبانه‌هاي گرمايي آزاد شده از يك توده نفوذي عميق منشا اصلي براي عنصر طلا باشد و يا سيال‌هاي گرمايي عناصري مانند طلا و مس را از غشاي پيريتي غني پيرامون يك توده نفوذي عميق شسته و در سيستم گسلي چاه‌مسي نهشته باشد. همچنين، مطالعه تغييرات عيار طلا براساس آناليزهاي انجام شده روي 710 نمونه مغزه حفاري در ذخيره رگه‌اي چاه‌مسي نشانگر تمركز طلا در بخش‌هاي شمالي سيستم رگه‌اي و در افق‌هاي كم عمق است. همچنين كمپلكس‌هاي سولفيدي طلا برخلاف سرب و روي دامنه پايداري محدودي دارد، از اين‌رو شاهد تمركز بالاي طلا در رگه‌ها نسبت به سنگ درون‌گير هستيم. نواربندي سيليس كولوفرم ـ پوسته‌اي (colloform – crustiform)، رگه‌هاي تاخيري كلسيت توده‌اي، دگرساني رسي ـ كربناتي در عمق كم و در حواشي زون كانه‌دار از شواهد غيرمستقيم جوشش هستند. نواربندي كوارتز كولوفرم ـ پوسته‌اي در اين ذخاير شبيه به سيليس آمورف بر جدار لوله‌هاي انتقال آب جوشان در سيستم‌هاي انرژي ژئوترمال هستند. سيال‌هاي بالارو غني از سيليس آمورف بوده و مراحل جدايش فازي را تحمل كرده‌اند. اين سيال‌ها از عمقي بيش از 1000 متر سرچشمه گرفته و دمايي بيش از 300 درجه سانتيگراد دارند. (Simmons & Simpson, 2000) شواهد بافتي و كاني‌شناسي باطله در سيستم رگه‌اي چاه‌مسي، نظير كليست تيغه‌اي، كوارتز نواربندي شده و پوسته‌اي شكل و دگرساني رسي ـ كربناتي و شناسايي رگه‌هاي طلادار با عيار بالا در افق‌هاي كم عمق، از نشانه‌هاي شباهت اين سيستم به ذخاير L.S و سيستم‌هاي ژئوترمال است. كالسدوني و سيليس آمورف در اين ذخيره شناسايي نشده و اين احتمال وجود دارد كه طي فرآيند بالاآمدگي، هوازدگي و فرسايش، بخش‌هاي فوقاني رگه از بين رفته باشد. لازم به ذكر است كه كاني آدولاريا در سيستم رگه‌اي چاه‌مسي شناسايي نشده است. در هم‌رشدي اين كاني با كوارتز توده‌اي در رگه‌ها باعث مي‌شود كه شناسايي آن دشوار باشد، البته لزوما و هميشه كاني آدولاريا تشكيل نمي‌شود، به‌طوري كه در ذخاير رگه‌اي حاشيه اقيانوس آرام شاهد ذخايري هستيم كه در آنها آدولاريا تشكيل نشده است (Corbett, 2002). در نتيجه با تعميم مدل فوق به سيستم رگه‌اي چاه‌مسي، مي‌توان گفت فرآيندهاي بالاآمدگي (Uplift)، هوازدگي و فرسايش به تخريب سيليس آمورف و كالسدوني و شايد حتي افق‌هاي پرعيار طلا منجر شده و آنچه ما امروز شاهد آن هستيم افق‌هاي عميق‌تر و تقريبا پايين‌تر از زون نهشت طلا است. نتيجه‌گيريآناليز شيميايي 917 نمونه مغزه حفاري براي تعيين عيار عناصر Fe, Pb, Zn, Cu, Mo, Au, Ag از رگه‌ها و كمرسنگ‌هاي كانه‌دار نشانگر همبستگي ميان Fe, Cu, Au است. همبستگي بالايي بين دو عنصر Pb, Zn وجود دارد. برخلاف مس و طلا كه عمدتا به رگه‌ها محدود است، كاني‌هاي حاوي سرب و روي علاوه بر رگه‌ها در كمرسنگ‌ها نيز توزيع شده‌اند كه اين امر مي‌تواند ناشي از پايداري كمپلكس‌هاي كلريدي اين عناصر در دامنه گسترده‌اي از شرايط فيزيكوشيميايي است كه در نتيجه آن تا فواصل دورتر از رگه‌ها و در كمرسنگ رگه‌ها انتقال يافته‌اند، همچنين مطالعه تغييرات عيار طلا نشانگر تمركز آن در بخش شمالي سيستم رگه‌اي است. تمركز طلا در افق‌هاي كم عمق در نتيجه فرآيند جوشش در سيستم‌هاي گرمايي مشابه با سيستم ژئوترمال است، همچنين احتمال مي‌رود بخش‌هايي از افق‌هاي طلادار در نتيجه فرسايش از بين رفته باشد. فراواني عناصر Cu, Au, As در ماده معدني، ممكن است نشانگر دخالت سيال‌هاي گرمايي با منشا ماگمايي در كاني‌سازي سيستم رگه‌اي باشد. در ذخيره رگه‌اي چاه مسي احتمالا طلا توسط زبانه‌هاي گرمايي وابسته به يك توده نفوذي در عمق انتقال يافته و با توجه به نبود دگرساني آرژيليك پيشرفته، در چاه‌مسي به نظر نمي‌رسد رابطه زايشي بين چاه‌مسي و ميدوك وجود داشته باشد (Hedenquist and et al., 2000) معدن و توسعه447تهيه و تنظيم: سعيد عليرضايي، هاله مدرك، زهرا عباسلو