کانی‌شناسی کانسنگ و زمین شیمی توده‌های نفوذی مولد اسکارن در کانسار آهن گوی-داش، استان آذربایجان شرقی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم زمین، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران

2 گروه علوم زمین دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، ایران

3 گروه زمین شناسی، دانشگاه پیام نور،تهران، ایران

چکیده

کانسار آهن گوی­داش در جنوب استان آذربایجان شرقی و در 27 کیلومتری جنوب ­غرب شهر قره آغاج در دورترین بخش شمال غربی پهنه سنندج- سیرجان واقع است. در این پژوهش، کانی­شناسی کانسنگ و زمین­شیمی توده­های نفوذی مولد اسکارن بررسی شده است. گرانیتوئیدهایی با ترکیب دیوریت- مونزودیوریت پورفیری و گرانودیوریت- مونزوگرانیت پورفیری به درون سنگ­های کربناتی ژوراسیک نفوذ کرده و باعث کانی­سازی اسکارن آهن گوی­داش شده­اند. کانسنگ بیشتر از مگنتیت به همراه کانی­های فرعی هماتیت، پیریت، کالکوپیریت، تتراهدریت، تنانتیت و گوتیت تشکیل شده است. پهنه اسکارنی کانی­های مختلفی از جمله گارنت (گروسولار و آندرادیت)، پیروکسن، کلریت، اپیدوت، اکتینولیت، کلسیت و کوارتز را شامل می­شود. این مجموعه کانی­شناسی، گویای ماهیت کلسیمی اسکارن است. سنگ­های آذرین مولد اسکارن در نمودارهای زمین شیمیایی در گستره­های گرانیت و مونزودیوریت جای می­گیرند. همه این سنگ‌ها دارای ماهیت آهکی قلیایی، سنگ­های دیوریتی دارای ماهیت متاآلومین و سنگ­های گرانودیوریتی دارای ماهیت پرآلومین هستند. سنگ‌های گرانودیوریتی ماهیت آداکیتی با سیلیس بالا و سنگ‌های دیوریتی ماهیت آهکی قلیایی معمولی دارند. غنی­شدگی از عناصر Rb، Th، Ba و U، و تهی‌شدگی از عناصر Nb و Ti نسبت به گوشته اولیه قابل مقایسه با سنگ­های شکل گرفته در پهنه­های فرورانشی است. الگوهای عناصر نادرخاکی بهنجار شده با کندریت برای سنگ­های مورد بررسی تقریباً شبیه بوده و نشان دهنده غنی بودن آنها از عناصر خاکی نادر سبک (LREE) در مقایسه با عناصر خاکی نادر سنگین (HREE) هستند. نسبت LaN/YbN در این سنگ­ها نشانگر نبود گارنت در محل خاستگاه و عمق کم تشکیل ماگماست. ماگمای مولد سنگ­های گرانودیوریتی برآمده از ذوب پوسته زیرین نازک شده است. نسبت­های Nb/Zr و Sr/Ce در این سنگ­ها بیانگر ماگمای ناشی از ذوب پوسته اقیانوسی فرو رونده و رسوب­های روی آن هستند. سنگ­های مورد بررسی در قلمرو نفوذی‌های وابسته به فعالیت ماگمایی در کرانه فعال قاره، در یک کمان قاره‌ای جای دارد.    

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Ore mineralogy and geochemistry of the productive intrusive bodies in Guydash Fe-Skarn deposit, East Azarbaijan Province

نویسندگان [English]

  • mohamad saleh abiyarifard 1
  • mohamad lotfi 2
  • mehraj Aghazadeh 3
  • nima nezafati 1
1 Department of Geology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Geology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of Geology, Payam Nour University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The Guydash Fe deposit is located in the south of East Azarbaijan Province, about 27 km southwest of Qara Aghaj city at the northwestern parts of the Sanandaj-Sirjan zone. This research was conducted to study the mineralogy of the ore and the geochemistry of the intrusive bodies producing skarn mineralization. A set of granitoids with porphyry diorite-monzodiorite and porphyry granodiorite-monzogranite compositions have intruded  into the Jurassic carbonate rocks and caused iron skarn mineralization. The ore is composed dominantly of magnetite with subordinate minerals including hematite, pyrite, chalcopyrite, tetrahedrite, tennantite and goethite. The skarn zone includes various minerals of garnet (grossular and andradite), pyroxene, chlorite, epidote, actinolite, calcite and quartz. This mineral assemblage indicates that the skarn is calcic. In the geochemical diagrams, skarn-producing igneous rocks locate in granite and monzodiorite fields. All of these rocks are calc-alkaline, diorite rocks are meta-aluminous, and granodiorite rocks are per-aluminous in nature. Granodioritic rocks are adakite-type with high silica, and dioritic rocks are ordinary calc-alkaline type. The enrichment of Rb, Th, Ba and U, and the depletion of Nb and Ti elements in these rocks relative to the primitive mantle is comparable to the rocks derived from subduction zones. The chondrite-normalized REE patterns are almost similar for the studied rocks, indicating their richness in light rare earth elements (LREE) compared to heavy rare earth elements (HREE). The LaN/YbN ratio in these rocks indicates the absence of garnet at the source site and the shallow depth of magma formation. Granodiorite-producing magma is obtained by melting of the thinned lower crust. The Nb/Zr and Sr/Ce ratios in these rocks reveal that magma was formed by melting of the subducted crust and the sediments on it. The studied rocks fall in the category of igneous intrusions relating to magmatic activity in the active continental margin, in a continental arc.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mineralization
  • Fe-skarn
  • Geochemistry
  • petrogenesis
  • Guydash
[1]Aghazadeh M., “Exploration report of GouyDash deposite”, Senmar co., Unpublished (1395).

[2] Meinert L.D., “Skarn and skarn deposit”, Geosciences Canada 19 (1992) 145–162.

[3] Aksyuk A.M., “Estimation of fluorine concentrations in fluids of mineralized skarn systems”, Economic Geology 91 (2000) 1339–1347.

[4] Dill H.G., “The “chessboard” classification scheme of mineral deposits”, mineralogy and geology from aluminum to zirconium. Earth-Science reviews 100 (2010) 1-420.

[5] Marbouti Z., Ehya F., Rostami Paydar G., Maleki S., “Geochemical, microthermometric, and sulfur isotopic constraints on the origin of the Sarviyan iron deposit, Markazi Province, Iran”, Journal of Geochemical Exploration 210 (2020) 106451.

[6] Ehsani Nasab P., Ehya F., “Mineralogy and magnetite trace element geochemistry of the Niyasar iron ore deposit, Esfahan province, Iran”, Periodico di Mineralogia, DOI:10.2451/2019PM838 (2019).

[7] Bonyadi Z., Davidson G. J., Mehrabi B., Meffre S., Ghazban F., “Significance of apatite REE depletion and monazite inclusions in the brecciated Se-Chahun iron oxide-apatite deposit, Bafq district, Iran”, Insights from paragenesis and geochemistry. Chemical Geology 281 (2011) 253-269.

[8] Daliran F., Stosch H.G., Williams P., “Multistage metasomatism and mineralization at hydrothermal Fe oxide REE apatite deposits and “apatitites” of the Bafq district, central-east Iran”, The 9th Biennial Meeting of the Society for Geology Applied to Mineral Deposits, Dublin, (2007) 501-1504.

[9] Jami M., Dunlop A.C., Cohen D.R., “Fluid inclusion and stable isotope study of the Esfordi apatite -magnetite deposit, Central Iran”, Economic Geology 102 (2007) 1111-1128.

[10] Daliran F., “Kiruna-type iron oxide apatite ores and apatitites of the Bafq district, Iran”, with an emphasis on the REE geochemistry of their apatites. In: Porter T.M. (Ed.) Hydrothermal iron oxide Copper-Gold and related deposits. A global perspective, PGC Publishing, Adelaide. 2 (2002) 303-320.

[11] Foster H., Jafarzadeh A., “The Bafq mining district in Central Iran-a highly mineralized Infracambrian volcanic field”, Economic Geology 89 (1994) 1697-1721.

[12] Stocklin J., “Structural history and tectonic of Iran A Review”, American Association of Petroleum Geologists Bulletin, USA, 52 (1968) 1229-1258.

[13] Brunet M. F., Wilmsen M., Granath J.W., “South Caspian to Central Iran basins”, Geological Society, London, Special Publications, (2009) 312.

[14] Mohajjel M., Fergusson C.L., “Jurassic to Cenozoic tectonics of the Zagros Orogen in northwestern Iran”, International Geology Review 56 (3) (2014) 263-287.

[15] Ghorbani M., “An introduction to economic geology of Iran”, National Geosciences Database of Iran, Report No. 2 (2002) 695 p.

[16] Alavi M., “Tectonic map of the Middle East 1:5000000”, Geological Survey of Iran: Tehran, Iran, (1991).

[17] Meinert L.D., “Application of skarn deposit zonation models to mineral exploration”, Exploration and Mining Geology 6 (1997) 185–208.

[18] Boynton W.V., “Cosmochemistry of the rare earth elements, meteorite studies. In: Henderson. P. (Ed.), Rare earth element geochemistry”, Developments in Geochemistry 2. Elsevier, Amsterdam, (1984) pp. 115 –1522.

[19] Sun S.S., McDonough W.F., “Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts:implications of mantle composition and processes”, In: Magmatism in the ocean basins (Eds. Saunders, A. D., Norry, M. J.) Special Publication, 42 (1989) 313–345. Geological Society, London.

[20] Middlemost E.A.K., “Naming materials in the magma/igneous rock system”, Earth Science Reviews, 37 (1994) 215-224.

[21] Schandl E.S., Gorton M.P., “Application of high field strength elements to discriminate tectonic settings in VMS environments”, Economic geology, 97 (2002) 629-642.

[22] Pearce J.A., Harris N.B., Tindle A.G., “Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks”, Journal of Petrology, 25 (1984) 956-983.

[23] Wilson M., “Igneous petrogenesis: A global tectonic approach”, Harper Collins Academic, London (1989).

[24] Rollinson H.R., “A terrane interpretation of the Archaean Limpopo belt”, Geological Magazine, 130 (1993) 755-765.

[25] Wu F.Y., Jahn B.M., Wilde S.A., Lo C.H., Yui T.F., Lin Q., Sun D.Y., “Highly fractionated I-type granites in NE China (II): Isotopic geochemistry and implications for crustal growth in the Phanerozoic”, Lithos, 67 (2003) 191-204.

[26] Ross P.S., Bédard J.H., “Magmatic affinity of modern and ancient subalkaline volcanic rocks determined from trace-element discriminant diagrams”, Canadian Journal of Earth Sciences, 46 (2009) 823-839.

[27] Hastie A.R., Kerr A.C., Pearce J.A., Mitchell S.F., “Classification of altered volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th–Co discrimination diagram”, Journal of petrology, 48 (20070 2341-2357.

[28] Shand S.J., “Eruptive rocks: their genesis”, composition, classification, and their relation to ore deposits with a chapter on meteorites, 552.1 S43, (1943).

[29] Henderson P., “Rare earth element geochemistry”, Elsevier, Amsterdam (1984) 510 pp.

[30] McCurry P., Wright J.B., “Geochemistry of calc-alkaline volcanics in Northwestern Nigeria, and a possible Pan-African suture zone”, Earth and Planetary Science Letters 37 (1977) 90–96.

[31] ShafaeiPour N., Mokhtari M., Kouhestani H., Honarmand M, “Petrology& Earth Chemistry of Ghozlou Granitoid mass and skarn iron ore(west of Zanjan)”, Economic Geology 12 (1399) 46-76

[32] Martin H., “Adakitic magmas: Modern analogues of Archaean granitoids”, Lithos, 46 (1986) 411-429.

[33] Karsli O., Dokuz A., Uysal I., Aydin F., Kandemir R., Wijbrans J., “Generation of the Early Cenozoic adakitic volcanism by partial melting of mafic lower crust”, eastern Turkey: Implications for crustal thickening to delamination. Lithos, 114(1–2) (2010) 109–120.

[34] Omrani J., Agard P., Whitechurch H., Benoit M., Proutea G., Jolivet L., “Arc-magmatism and subduction history beneath the Zagros Mountains, Iran”, A new report of adakites and geodynamic consequences. Lithos, 106 (2009) 380-398.

[35] Jahangiri A., “Post-collisional Miocene adakitic volcanism in NW Iran: Geochemical and geodynamic implications”, Journal of Asian Earth Sciences, 30 (2007) 433-447.

[36] Defant M.J., Drummond M.S., “Mount St. Helens: Potential example of the partial melting of the subducted lithosphere in a volcanic arc”, Journal of Geology, 21 (1993) 547-550.

[37] Plank T., “Constraints from Thorium/Lanthanum on sediment recycling at subduction zones and the evolution of the continents”, Journal of Petrology, 46 (2005) 921-944.

[38] Elburg M.A., Bergen M., Hoogewerff J., Vroon P., Zulkarnain I., Nasution A., “Geochemical trends across an arc-continent collision zone: magma sources and slab-wedge transfer processes below the pantar Strait volcanoes”, Indonesia. Geochimica et Comochimica Acta, 66 (2002) 2771-2789.

[39] Martin H., Smithies R. H., Rapp R., Moyen J. F., Champion D., “An overview of adakite, tonalite–trondhjemite–granodiorite (TTG)”, and sanukitoid: relationships and some implications for crustal evolution. Lithos, 79 (1943) 1-24.

[40] Stern C.R., Kilian R., “Role of the subducted slab, mantle wedge and continental crust in the eneration of adakites from the Andean Austral Volcanic Zone”, Contributions to mineralogy and petrology, 123 (1996) 263-281.