زمین شناسی، زمین‌شیمی و تبادل های جرمی در پهنه‌های دگرسانی محدوده ساری خان بیگلو، شمال غرب مشگین شهر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه تبریز

10.22128/ijcm.2025.2969.0

چکیده

پهنه دگرسانی ساری خان بیگلو در پهنه فلززایی ترشیاری اهرـ ارسباران و بر کمربند آتشفشانی- آذرین نفوذی البرز- آذربایجان در شمال­غرب ایران واقع است. برونزد واحدهای سنگی شامل توالی های آذرآورای پالئوسن-ائوسن (توف، آندزیت-داسیت، میان لایه­های ایگنیمبریتی) و واحدهای خروجی آندزیت-بازالتی ائوسن گستره وسیعی از منطقه را پوشانده است که بهمراه توده­های نیمه نفوذی (دیوریتی تا گرانیتی) الیگومیوسن دچار دگرسانی­های فیلیک، سیلیسی و آرژیلیک حدواسط غیرفراگیر پیرامون رگه­ها و پوشسنگ­های سیلسی و آرژیلیک پیشرفته فراگیر بر واحدهای توفی قرار گرفته­اند.کانی­سازی طلای فراگرمایی سولفیدشدگی پایین در رگه­های سیلیسی درون واحد آندزیتی و سولفیدشدگی بالا در کوارتزهای بر جای مانده مهم­ترین آثار و نشانه­های کانی­سازی فلزی در منطقه هستند. محاسبه­های تبادل جرمی در پهنه‌های دگرسانی منطقه مورد بررسی الگوهای زمین­شیمیایی متمایزی را نشان می‌دهند. در پهنه فیلیک، کاهش جرم عناصر Sr، Ca  و P همراه با افزایش  Mn، Fe، Mg  و Na است؛ افزون بر این، افزایش کمی در مقدار Si به دلیل فرآیند سیلیسی شدن از ویژگی‌های این پهنه محسوب می‌شود. در پهنه آرژیلیک، کاهش جرم اکسیدهای K₂O و CaO  ناشی از تخریب فلدسپارها و آزادسازی عناصر همراه با افزایش نسبی  Na₂O، SO₃،Nb  و Ta، توانایی نگهداری کاتیون در بین لایه­های کانی­های گروه اسمکتیت را آشکار می‌کند. پهنه آرژیلیک پیشرفته، به دلیل واکنش‌های شدید دگرسانی، شاهد افزایش قابل‌توجه جرم Si، Fe، Cu، Pb، Zn، Cd  و Ni بوده و همچنین کاهش جرم Ti، K، Mn، P،Sr  و Zr به عنوان پیامد شرایط اسیدی محلول‌ها به روشنی نمایان است. در پهنه سیلیسی Si، Mn، K، Cs، Rb، Hf، Cu، Pb، Mo، Zn  و As غنی شده و  Mn، Mg، Fe، Al، Na، Ca، Ba، Sr، Zr، Y وعناصر خاکی نادر (REE) تهی شده‌اند که نشان‌دهنده pH پایین و نسبت بالای سیال به سنگ است. پهنه‌های مختلف در منطقه مورد بررسی دارای اثرانگشت های زمین شیمیایی متفاوتی هستند که بیانگر شرایط متغیر دگرسانی و پتانسیل‌های متنوع کانی‌سازی‌ هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Geology, Geochemistry, and Mass Transfer in Alteration Zones of the Sarikhan Beiglu Area, Northwest Meshginshahr

چکیده [English]

The Sarikhan Beiglu alteration zone is located within the Tertiary metallogenic belt of Ahar-Arasbaran, along the Alborz-Azerbaijan volcano-plutonic belt in northwestern Iran. The exposed rock units include Paleocene-Eocene pyroclastic sequences (tuff, andesite-dacite, and interbedded ignimbrites) and extensive outcrops of Eocene andesitic-basaltic volcanic units. These units, along with Oligo-Miocene semi-intrusive bodies (dioritic to granitic), have undergone alterations, including localized phyllic, silicic, and intermediate argillic alterations around veins, as well as widespread advanced argillic and silicic caps over tuffaceous units. The primary mineralization features in the region include low-sulfidation epithermal gold mineralization in silicified veins within andesitic units and high-sulfidation mineralization in residual quartz bodies.

Mass balance calculations in the alteration zones of the study area reveal distinct geochemical patterns. In the phyllic zone, mass depletion of Sr, Ca, and P is accompanied by an enrichment of Mn, Fe, Mg, and Na. Additionally, a slight increase in Si due to silicification is a characteristic feature of this zone. The argillic zone exhibits depletion in K₂O and CaO due to feldspar breakdown and element release, while a relative increase in Na₂O, SO₃, Nb, and Ta suggests enhanced cation retention within smectite-group minerals. The advanced argillic zone, influenced by intense alteration reactions, shows a significant increase in Si, Fe, and metals (Cu, Pb, Zn, Cd, and Ni), whereas Ti, K, Mn, P, Sr, and Zr are depleted due to the acidic nature of the hydrothermal fluids. In the silicic zone, enrichment in Si, Mn, K, Cs, Rb, Hf, Cu, Pb, Mo, Zn, and As, along with depletion in Mn, Mg, Fe, Al, Na, Ca, Ba, Sr, Zr, Y, and REEs, indicates a low pH environment and high fluid-to-rock ratio. Overall, each alteration zone exhibits distinct geochemical fingerprints that reflect alteration conditions and mineralization potential.

 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alteration geochemistry
  • mass changes
  • epithermal
  • advanced argillic
  • Sarikhan Beiglu
  • Meshginshahr
[1] Miranvari A. A., Calagari A. A., Siahchashm K., Sohrabi G., "Geochemical investigation of alteration zones around gold-bearing silicic veins in Zaylik, east of Ahar, East Azerbaijan Province", Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy 27(2) (2019) 347–360.
[2] Moshtaq S., Siahcheshm K., Hosseinzadeh M., "Geology, petrology, and geochemistry of alteration in the Pordad copper deposit, east of Shahroud", Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, in press (2024).
[3] Jamali H., Mahmoudabadi Poor T., Shokoohi H., "Geochemical halos of gold and associated elements in the Nabi Jan gold deposit (southwestern Kalibar, northwestern Iran)", Petrology 8(30) (2017) 139–156.
[4] Akbarpour A., Rasa A., Mehrparto M., Majidi B., "Investigation of mineralization in the Masjed-Daghi area, Jolfa", Journal of Earth Sciences 62 (2006) 42–51.
[5] Asgarzadeh Asl H., Mehrabi B., Taleh Fazel E., "Mineralogy, mineralization occurrence, and temperature-pressure conditions of the multi-metallic deposit of Agh Dareh, the Ahar-Arasbaran metallogenic region", Economic Geology Journal 9(1) (2017) 1–23.
[6] Mohammadian H., Simmonds V., Siahchashm K., "Mineralization, geochemistry, and fluid inclusion studies in the silicified veins of the Sari Khanloo region, northwest Meshgin Shahr (northwest Iran)", Journal of Earth Sciences 32(1) (2022) 1–18.
[7] Nabavi M. H., "A Preface to Iran's Geology", Geological Survey of Iran (1976) 1–109.
[8] Hedenquist. J. W., Arribas. A., Gonzalez-Urien. E., “Exploration for epithermal gold deposits”, Reviews in Economic Geology (13) (2000) 245-277.
[9] Emraei, S., Niroumand, Sh., "Geochemical, mineralogical, alteration, and fluid inclusion studies of the gold-bearing vein system of Koudakan exploration area, South Khorasan, Iran", Journal of Advanced Applied Geology (19) (2016) 34-47.
[8] Gresens R. L., "Composition-volume relationships of metasomatism", Chemical Geology 2 (1967) 47–65.
[9] Grant J. A., "Isocon Analysis: A Brief Review of the Method and Applications", Physics and Chemistry of the Earth 30 (2005) 997–1004.
[10] Hezarkhani A., "Mass change during hydrothermal alteration/mineralisation in a porphyry copper deposit, eastern Sungun, northwestern Iran", Journal of Asian Earth Science 20 (2002) 567–588.
[11] Süssenberger, A., Pospiech, S., & Schmidt, S. T., “[MnO|SiO₂, Al₂O₃, FeO, MgO] balanced log-ratio in chlorites: A tool for chemo-stratigraphic mapping and proxy for the depositional environment”. Clay Minerals, 53(3) (2018), 351–375.
[12] Pirajno F., "Hydrothermal Processes and Mineral Systems", Springer Science & Business Media B.V. (2009) 1250 p.
[13] Muchangos A., "The Role of Clay Minerals in the Stabilization and Concentration of Zinc in Enriched Soils", Journal of Environmental Geology 48(3) (2006) 123–135.
[14] Reed M. H., "Hydrothermal alteration and its relationship to ore fluid composition", in: Barnes H. L. (Ed.), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits, Wiley, 3rd ed. (1997) 303–365.
[15] MacLean W. H., Barrett T. J., "Lithogeochemical techniques using immobile elements", Journal of Geochemical Exploration 48(2) (1993) 109–133.
[16] Panahi A., Young G. M., Rainbird R. H., "Behavior of major and trace elements including (REE) during Paleoproterozoic pedogenesis and diagenetic alteration of an Archean granite near Ville Marie, Quebec, Canada", Geochimica et Cosmochimica Acta 64 (2000) 2199–2220.
[17] Christidis G. E., "Comparative study of the mobility of major and trace elements during alteration of an andesite and a rhyolite to bentonite, in the islands of Milos and Kimolos, Aegean, Greece", Clays and Clay Minerals 46(4) (1998) 379–399.
[18] Michard A., "Rare earth element systematics in hydrothermal fluid", Geochimica et Cosmochimica Acta 53 (1989) 745–750.
[19] Han K. N., "Characteristics of Precipitation of Rare Earth Elements with Various Precipitants", Minerals 10(2) (2020) Article No. 178.
[20] Byrne R. H., Li B., "Comparative complexation behavior of the rare earths", Geochimica et Cosmochimica Acta 59(22) (1995) 4575–4589.
[21] Bensaman B., Rosana M. F., Yuningsih E. T., "High Sulphidation Mineralization and Advanced Argillic Alteration within Concealed Gajah Tidur Porphyry, Grasberg District, Papua", Indonesian Journal on Geoscience 11(1) (2024) 15–33.
[22] Hedenquist J. W., Arribas A., "Exploration implications of multiple formation environments of advanced argillic minerals", Economic Geology 117(3) (2022) 609–643.
[23] Proust D., "Sorption and distribution of Zn in a sludge-amended soil: Influence of the soil clay mineralogy", Journal of Soils and Sediments 15(7) (2015) 1531–1541.
[24] Ducart D. F., Crósta A., Filho C. R. S., Coniglio J., "Alteration mineralogy at the Cerro La Mina epithermal prospect, Patagonia, Argentina: Field mapping, short-wave infrared spectroscopy, and ASTER images", Journal of South American Earth Sciences 21(3) (2006) 235–249.
[25] Elliott-Meadows S. R., Appleyard E. C., "The alteration geochemistry and petrology of the Lar Cu-Zn deposit, Lynn Lake area, Manitoba, Canada", Economic Geology 86(3) (1991) 486–505.
[26] Harlov D. E., Johansson L., Van Den Kerkhof A., Förster H. J., "The role of advective fluid flow and diffusion during localized, solid-state dehydration: Söndrum Stenhuggeriet, Halmstad, SW Sweden", Journal of Petrology 47(1) (2006) 3–33.
[27] Schardt C., Cooke D. R., Gemmell J. B., Large R. R., "Geochemical modeling of the zoned footwall alteration pipe, Hellyer volcanic-hosted massive sulfide deposit, western Tasmania, Australia", Economic Geology 96(5) (2001) 1037–1054.
[28] Cuadros J., Mavris C., Nieto J. M., "Rare earth element signature modifications induced by differential acid alteration of rocks in the Iberian Pyrite Belt", Chemical Geology 619 (2023) 121323.
[29] Inguaggiato C., et al., "Precipitation of secondary minerals in acid sulphate-chloride waters traced by major, minor and rare earth elements in waters: The case of Puracé volcano (Colombia)", Journal of Volcanology and Geothermal Research (2020) 107106.
[30] Depetris P. J., Probst J. L., "Variability of the Chemical Index of Alteration (CIA) in the Paraná River Suspended Load", Mineralogical Magazine 62A(1) (1998) 366–367.
[31] Parry W. T., Jasumback M., Wilson P. N., "Clay mineralogy of phyllic and intermediate argillic alteration at Bingham, Utah", Economic Geology 97(2) (2002) 221–239.