بررسی ایزوتوپ‌های هیدروژن، اکسیژن و گوگرد در منطقه کانساری موته

نویسندگان

1 دانشگاه شهید با هنر کرمان

2 دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

 ناحیه طلای موته در هفتاد کیلومتری شمال گلپایگان در زون دگرگون سنندج ـ سیرجان در کمربند ساختاری زاگرس قرار گرفته است. بررسی­های مختلف زمین­شناسی انجام شده در منطقه، همگی گویای آنند که منطقه موته دستخوش چند فاز کوهزایی شده است. کانه­زایی طلا در کمپلکس دگرگونی که بیشتر شامل شیست سبز، سنگ­های آتشفشانی دگرگون و گنایس­ها هستند رخ داده است. زون­های برشی میزبان کانه­زایی طلا هستند، و دگرسانی­های شدید در راستای گسل­های نرمال رخ داده است. پاراژنزهای طلا شامل پیریت، کالکوپیریت، پیروتیت و کانی­های ثانویه هستند. سه نسل متفاوت پیریت در منطقه شناخته شده­اند. هدف این مقاله بررسی و تعیین خاستگاه شاره­های کانه­زا در این ناحیه است. به این منظور 15 نمونه برای بررسی ایزوتوپ­های پایدار هیدروژن، اکسیژن، و گوگرد انتخاب شدند. مقادیر4/12 درهزار و 42- درهزار به ترتیب برای میانگین ایزوتوپ­های O18δ و δD از کانی­های کانسار طلای موته به دست آمدند. میانگین  محاسبه شده برای رگچه­های کوارتزی این کانسار 75/7 در هزار است و نشان­دهنده آنست که سنگ­های میزبان دگرگون، مهمترین خاستگاه، شاره­ها و کانه­زایی طلا در منطقه موته هستند. کانه­زایی طلا در ارتباط نزدیک با شدت دگرسانی گرمابی در راستای زون­های برشی است. هرچند مشاهدات ما نشان می­دهد که مشخصات کانه­زایی طلا در منطقه مورد مطالعه به فعالیت­های آذرین نیز وابسته­اند. میزان (CDT) S34δ اندازه­گیری شده در پنج نمونه از پیریت­ها مقادیر 2/2+،  6/ 6+، 1/9+، 9/13+ و 9/ 16+ را نشان می­دهند و چنین به نظر می­رسد که از نظر ایزوتوپی خاستگاه گوگردها یکنواخت نبوده است. مقادیر متفاوت S34δ در موته گویای آنند که بخش گسترده­ای از این سولفیدها به وسیله شاره­هایی که گوگرد آنها مشتق شده از سنگ میزبان دگرگون است، شکل گرفته­اند، و بخش کمتری با گرمابیهایی که خاستگاه ماگمایی دارند به وجود آمده­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Stable Isotopes (O, H and S) in the Muteh Gold Deposit

چکیده [English]

The Muteh gold district is located about 70 km northeast of Golpaygan within Sanandaj-Sirjan metamorphic zone of Zagros Structural Belt. Geological studies show that the area had been under poly - phase metamorphism. Gold mineralization occurs in metamorphic complex which consists mainly of green schists, meta-volcanics, and gneisses. Shear zones are the host of gold mineralization, and intense alterations occur along the normal faults. Gold paragenesis minerals include pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite and secondary minerals. There is three generation of pyrites. This contribution is aimed to improve our knowledge of understanding the source of the ore-bearing fluids in this area. In this regard, fifteen samples were selected for hydrogen, oxygen and sulfur isotope studies. The mean values of 12.4‰ and -42‰ for δ18O, and δD isotopes with the mean value of 7.75‰ of calculated fractionation factors for δ18OH2O from quartz veins indicate that metamorphic host rocks are the most important source for the fluids and gold mineralization in the Muteh area. Gold mineralization is closely associated with intense hydrothermal alteration along the ductile shear zones. However, our observation shows that the characteristics of the gold mineralization in the study area are also similar to that of other hydrothermal with magmatic origin. Five available sulfur isotope (δ34S) data are highly variable (+2.2, 6.6, 9.1, 13.9, and 16.9‰) even from the same type of hosted rocks. The isotope data, suggest that the source of sulphurs were not homogenous. Based on sulfur isotope compositions at Muteh gold district, it can be concluded that several different sources or processes could account for the sulphide fluids. The δ34S values in the studied area demonstrate that source of sulphides are mainly derived from the metamorphism fluids though   hydrothermal fluids related to magmatic activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Muteh
  • gold deposit
  • pyrite
  • stable isotopes
  • Sanandaj-Sirjan Zone
[1] Rashidnejad Omran. N, (2002) “Petrology and Geochemistry of the Volcano-sedimentary and plutonic rocks of the south of the Delijan”, Concentration on Gold mineralization, PhD thesis, Tarbiat Moddares University, Tehran, Iran, 404p.

[2] شهاب پور، ج.، (1382): "زمین شناسی اقتصادی"، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران، 543 صفحه، صفحه266، چاپ دوم.

[3] Hoefs J., (1973): “Stable Isotope Geochemistry, in Minerals and Rocks”, Springer – Verlag, Heidelberg.

[4] مر ف.، مدبری س.، (1377): "مبانی زمین شیمی"، مرکز نشر دانشگاهی تهران، چاپ اول، 788 صفحه

[5] Urey H. C., (1947): “The thermodynamic properties of isotopic substances”, Journal of the Chemical Society, p. 562-581.

[6] Taylor H. P. Jr., (1980): “The effects of assimilation of country rock by magma on 18O/16O and 87Sr/86Sr systematices in igneous rock”, Earth Planet. Sci. letters, v. 47, p.243-254.

[7] Kyser T.K., O'Neil J.R., Carmichael I.S.E., (1982): “Genetic relations among basic lavas and ultramafic nodules”, evidence from oxygen isotope compositions: Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 81, p. 88-102.

[8] Bigeleisen J., (1965): “Chemistry of isotopes”, Science, 147, 463-471.

[9] Henderson P., (eds.), (1984): “Rare earth element Geochemistry”, Elsevier, New York, A series of papers on rare – earth distribution, especially good on application of rare – earth data to petrogenetic problems.

[10] کریم‌پور م. ح.، سعادت س.، (1384): "زمین‌شناسی اقتصادی کاربردی"، انتشارات ارسلان، مشهد، 535 صفحه.

[11] Mehrabi B., – Darehbidi M. H., (2003): “Characterization and processing of the Muteh refractory sulphide ore”, proceeding of Applied Mineralogy Conference, Helsinki, Finland.

[12] خوئی ن.، (1361): "نگاهی گذرا بر متالوژنی کانسار طلای موته"، وزارت معادن و فلزات، سازمان زمین شناسی کشور، آزمایشگاه مقاطع صیقلی، گزارش داخلی، 7 صفحه.

[13] کوهستانی ح.، رشیدنژاد عمران ن.، راستاد ا.، (1383): "تحولات ژئوشیمیایی عناصر اصلی و فرعی و ارتباط آنها با کانه زایی طلا در پهنه‌های برشی کانسار چاه باغ"، منطقه معدنی موته، بیست و سومین گردهمایی علوم زمین، تهران، ایران.

[14] Fyon J. A., Croket J. H., Schwarcz H. P., (1983a): “Application of stable isotope studies to gold Metalogeny in the Timmins – Purcupine camp.NTS 42A”, Cochrane District: Ontario Geological Survey. Open File Report 5464, 182 p.

[15] Rye D.M., Rye R.O., 1974, “Homestake gold mine”, South Dakota: I. Stable isotope studies: Economic Geology, v. 69, p. 293-317.

[16] Kerrich R., Watson G.R, (1984): “The Macassa Mine Archean lode gold deposit”, Kirkland Lake, Ontario: patterns of alteration and hydrothermal regimes: Economic Geology, v. 79, p. 104-1130.

[17] Craig H., (1961 b): “Isotopic variation in meteoric waters.”, Science, 133, 1702 – 1703

[18] اعتمادی بیژن، مترجم، (1370): "زمین‌شناسی ایزوتوپی"، انتشارات دانشگاه شیراز، 275 صفحه

[19] Brownlow A. H., (1979): “Geochemistry”, Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J., 498 p.

[20] یوسفی‌نیا ن. (1383): "مطالعه سیالات درگیر کانسار طلای موته و امکان استفاده از آن به عنوان یک معیار اکتشافی جهت تفکیک زون های طلا دار و عقیم"، رساله کارشناسی ارشد زمین شناسی اقتصادی، دانشگاه تربیت معلم تهران، ایران، 120 صفحه.

[21] Moritz R., Ghazban. F., Singer B.S., (2006): “Eocene Gold Ore Formation at Muteh, Sanandaj-Sirjan Tectonic Zone, Western Iran”, A Result of Late-Stage Extension and Exhumation of Metamorphic Basement Rocks within the Zagros Orogen, Economic Geology, v.101, pp. 14.

[22] Meheut M., Lazzeri M., Balan E., Mauri F., (2007), “Equilibrium isotopic fractionation in the kaolinite, quartz, water system”, Prediction from first-principles density-functional theory, Geochim. Cosmochim. Acta, 71, 3170-3181.

[23] Moritz R., Ghazban F., (1995): “Gold mineralization in the Precambrian basement of the Zagros belt, Esfahan province, Iran”, in mineral deposits, Pasava Kribek and Zak (Eds), Balkem, Rotterdam, 161-164.

[24] Barnes H. L., (1979): “Geochemistry of hydrothermal ore deposits”, 2nd Edition, Wiley, p. 798, pp.151.

[25] O’Neil JR, Chappell BW (1977): “Oxygen and hydrogen isotope relations in the Berridale Batholith.”, J Geol Soc Lond 133:559– Sheppard SMF (1986) Characterization and isotopic variations in Stable isotope in high temperature geological processes. Rev.

[26] Voll G., (1976) “Recrystallization of quartz”, biotite and feldspars from Erstfeld to the Leventina Nappe, Swiss Alps, and its geological significance, Schweizerische mineralogische und petrographische Mitteilungen, 56, 641–647.

[27] Kerrich R., Beckinsale R.D., Durham J.J., (1977): “The transition between deformation regimes dominated by intercrystalline diffusion







and intracrystalline creep evaluated by oxygen isotope geothermometry”, Tectonophysics, 38, 241–258.

[28] O’Hara K.D., Sharp Z.D., Moecher. D.P., Jenkin G.R.T., (1997), “The effect of deformation on oxygen isotope exchange in quartz and feldspar and significance of isotopic temperatures in

mylonites”, J. Geol., 105, 193–204.

[29] Ohmoto H., (1972): ‘Systematics of sulfur and carbon isotopes in hydrothermal ore deposits. Econ. Geol.”, 67, 551-578. A theoretical study of effects on isotope distribution of the temperature, pH, oxygen fugacity, and ionic strength of hydrothermal solutions.

[30] Ohmoto H, Rye. R.O, (1979) “Isotopes of sulfur and carbon. In: Barnes, H.L., (Ed.)”, Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, Wiley, New York, 798 p.

[31] خویی ن.، (1366): "ارتباط کانی سازی طلای موته با گرانیت های مجاور آن"، ششمین گردهمایی علوم زمین.

[32] Goldfarb R.J., Leach D.I., Pickthron W.J., Paterson C.J., 1988., “Origin of lode-gold deposits of the Juneau gold deposit”, southeast Alaska. Geology 16, 440– 443.

[33] Kerrich R., (1987): “The stable isotope geochemistry of Au-Ag vein deposits in metamorphic rocks”., In: Kyser TK (Ed) Mineral Canada Short Course Handbook 13: 287±336

[34] Matsuhisa. Y, Goldsmith. J.R, Clayton. R.N, (1979), “Oxygen isotope fractionation in the system quartz–albite–anorthite–water”, Geochim. Cosmochim. Acta, 43, 1131–1140.