شیمی کانی، تعیین دما، فشار و بررسی نقش آلومینیم کل بیوتیت برای تشخیص کانه‌زایی مس در مجموعه‌ی گرانیتوئیدی جبال بارز

نویسندگان

1 دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشگاه پیام نور،

چکیده

مجموعه­ی نفوذی جبال بارز متشکل از چندین توده­ی‌ نفوذی گرانیتوئیدی است که در شرق و شمال­شرق جیرفت و در جنوب استان کرمان قرار گرفته­اند. ترکیب سنگ­شناسی این مجموعه عبارتند از گرانودیوریت، کوارتزدیوریت، گرانیت – قلیایی گرانیت. اما سنگ نفوذی غالب در این منطقه، گرانودیوریت است. کانی­های غالب در ترکیب این سنگ­ها عبارتند از پلاژیوکلاز، پتاسیم فلدسپار، بیوتیت، آمفیبول و کوارتز. ترکیب پلاژیوکلازها متغیر بوده و از آندزین تا لابرادوریت تغییر می­کند. بیوتیت شاخص­ترین کانی فرومنیزین در سنگ­های گرانیتوئیدی جبال بارز است و از نظر ترکیبی بین قطب آنیت و سیدروفیلیت قرار گرفته­ است. بیشتر این بیوتیت­ها از نوع ماگمایی اولیه بوده و بخشی از آن­ها در گستره­ی بیوتیت­های دوبار متعادل شده قرار دارند. بررسی چگونگی اکسایش و احیای ماگمای خاستگاه گرانیتوئیدهای منطقه بر اساس ترکیب بیوتیت، بیانگر برقراری شرایط نسبتاً اکسیدی و گریزندگی اکسیژن بالاست. این شواهد نشان می­دهند که گرانیت­های سرشار از بیوتیت منطقه­ی جبال بارز، سری مگنتیتی بوده و ماگما در شرایط اکسایشی و در مرز ورقه­های همگرا تشکیل شده است. بر اساس تیتانیوم در بیوتیت، بین 670 تا 720 درجه­ی سانتی­گراد در تغییر است. همچنین فشار محاسبه شده براساس آلومینیم کل بیوتیت برای این مجموعه­ی گرانیتوئیدی kb 87/1 تا  kb15/0 (با میانگین kb 32/1) محاسبه شده است. محتوی آلومینیم کل بیوتیت در منطقه، بین 10/2 تا 80/2 در تغییر بوده و بر اساس روش یوشیدا و همکاران، سنگ­های گرانیتوئیدی مجموعه جبال بارز، توانایی خوبی در کانه­زایی مس دارند.     

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mineral chemistry of Al in biotite for determination of temperature and pressure of copper mineralization in the Jebale Barez plutonic complex

چکیده [English]

Jebale-Barez plutonic complex is composed of granitoid intrusive bodies and is located in the east- northeast Jiroft, southeastern Kerman Province. The plutonic complex is composed of granodiorite, quartzdiorite and granite - alkaligranite. The Plutonic rocks are mainly composed of plagioclase, alkali-feldspar, biotite, amphibole and quartz. Based on microprobe analysis, plagioclase compositions vary from andesine to labradorite and alkali feldspars occur as orthoclase. Biotite is the common ferromagnesian mineral in Jebale-Barez plutonic complex. Compositionally, it is situated between annite and siderophylite. Most of these biotites are primary magmatic, but some are located in reequilibrated area. The study of oxidation and reduction state of their source magma by biotite chemistry indicates the increasing of oxidation conditions and high oxygen fugacity. Therefore, biotite rich granitoids of Jebale-Barez plutonic complex are I-type or related to magnetite series and the estimated oxygen fugacity imply oxidation magma and its formation in convergent plate boundary. Emplacement or crystallization temperature of the Jebale-Barez plutonic complex, based on the two feldspar thermometer, ranges between 550 to 750 ºC and based on Ti-in-Biotite thermometer ranges between 672 to 720 ºC. Al-barometer shows that the pressure of biotites crystallization is 0.43 to 1.61Kbar and the AlT content of biotite is 2.1 to 2.8. Jebale-Barez plutonic complex has a good ability for copper mineralization based on Uchida et al Method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Jebale-Barez plutonic complex
  • Mineral chemistry
  • Thermobarometry
  • AlT content of biotite
[1] Thomas W., Ernst W.G., "The aluminum content of hornblende in calc-alkaline granitic rocks; a mineralogic barometer calibrated experimentally to 12 kbars In: Spencer RJ, Chou I-M, (eds) Fluid–mineral interactions: a tribute to H.P. Eugster", Geochem. Soc Spec Publ, 2, )1990( 59–63.

[2] Bucher K., Frey M., "Petrogenesis of Metamorphic Rocks. Berlin, eidelberg, New York, Springer-Verlag, 7th edition, 341 p.Dasgupta, S., Sengupta, P., Guha, D. & Fukuoka, M., 1991- A refined garnet-biotite Fe-Mg exchange geothermometer and its application inamphibolites and granulites", Contributions to Mineralogy and Petrology, 109, (2002) 130-137.

[3] Schmidt M.W., "Amphibole composition in tonalite as a function of pressure; an experimental calibration of the Al-in-hornblende barometer", Contrib Mineral Petrol 110,)1992( 304–310.

[4] Uchida E., Endo S., Makino M., "Relationship Between Solidification Depth of Granitic Rocks and Formation of Hydrothermal Ore Deposits", Resource Geology, 57, (2007) 47–56.

[5] Deer W.A., Howie R.A., Zussman, J., "An introduction to the rock-forming minerals", 2nd edition,Longman, Harlow )1992.(

[6] Nachit H., Ibhi A., Abia E.H., Ohoud M.B., "Discrimination between primary magmatic biotites, reequilibrated biotites and neoformed biotites", C. R. Geoscience 337, (2005) 1415–1420.

[7] Buda G., Koller F., Kovacz J., Ulrych J., "Compositional variation of biotite from VARISCAN GRANITOIDS in central Europe: A statistical evaluation", Acta Mineralogica-Petrographica, 45/1)2004( 21-37.

[8] Abdel-Rahman A., "Nature of biotites from alkaline, calc-alkaline, and peraluminous Magmas", J. Petrol. 35 (1994) (2) 525–541.

[9] Putirka K.D., "Thermometers and barometers for volcanic systems", Rev Mineral Geochem 69)2008( 61–120.

[10] درویش‌زاده ع.، "زمین‌شناسی ایران"، انتشارات امیرکبیر (1383)، 434 ص

[11] رسولی ج.، قربانی م.، احدنژاد و.، "پترولوژی توده‌های نفوذی کمپلکس گرانیتوئیدی جبال بارز (خاور و جنوب‌خاور جیرفت)" فصلنامه علوم زمین سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور (b1393)، زیرچاپ.

[12] رسولی ج.، قربانی م.، احدنژاد و،. "استفاده از شواهد صحرایی، میکروسکوپی و ژئوشیمیایی در تعیین منشاء انکلاوهای ماگمایی مجموعه پلوتونیک جبال بارز (شرق و شمال‌شرق جیرفت)" مجله پترولوژی، دانشگاه اصفهان (a1393)، زیرچاپ.

[13] یزدانفر ا،. "پتروژنز توده‌های نفوذی تأخیری (دره‌حمزه، میجان و کرور) در باتولیت جبال‌بارز و ارتباط آنها با کانی‌سازی مس" پایان‌نامه کارشناسی ارشد پترولوژی (1389)، دانشگاه شهیدبهشتی تهران، 152صفحه.

[14] قربانی م.، "زمین‌شناسی ایران" انتشارات آرین زمین (1393)، 488 ص.

[15] Rasouli J., Ghorbani M., Ahadnejad V., "Field observations, Petrography and microstructures study of Jebale Barez Plutonic complex (East - North East Jiroft)", Journal of Tethys: 2. 3(2014) 178–195.

[16] Anderson J.L., "Status of thermobarometry in granitic batholiths, Transactions of Royal Society Edinburgh", Earth Science 87 (1997) 125-138.

[17] Kroll H., Evangelakakis C., Voll G., "Two feldspar geothermometery: a review and revision for slowly cooled rocks", Contribution to Mineralogy and Petrology, 14 (1993) 510-518.

[18] Abrecht J., Hewitt D.A., "Experimental evidence on the substitution of tin in biotite", Am. Miner. 73 (1988) 1275–1284.

[19] Robert J.L., "Titanium solubility in synthetic phlogopite solid solutions", Chem. Geol. 17 (1976) 213–227.

[20] Ishihara, S., The Magnetite- Series and Ilmenite- Series Granitic rocks. Mining Geology, 27)1977(, 293-350.

[21] Wones D. R., Eugster H. P., "Stability of biotite: experiment, theory and application", Am. Mineral. 128 (1965) 50 -72.

[22] Ewart A., "A review of the mineralogy and chemistry of Tertiary-Recent dacitic, latitic, rhyolitic and related salic volcanic rocks. In Fred Barker, Ed., Trondhjemites, dacites, and related rocks", Springer-Verlag, (1979) 12-101.

[23] Nockolds S. R., "The relation between chemical composition and paragenesis in the biotite micas of igneous rocks". American Journal of Science., 245, 7, (1947) 401-420.

[24] Helmy H. M., Ahmed A. F., El Mahallawi M. M. and Ali S. M., “Pressure, temperature and oxygen fugacity conditions of calc-alkaline granitoids, Eastern Desert of Egypt, and tectonic Implications” Journal of African Earth Sciences 38(2004) 255–268.

[25] Henry D.J., Guidotti C.V., Thomson J.A. "The Ti-saturation surface for low-to-medium pressure metapelitic biotite: Implications for Geothermometry and Ti-substitution Mechanisms", American Mineralogist, 90, (2005) 316-328.

[26] Hammarstrom J. M., Zen E., "Aluminum in hornblende: An empirical igneous geobarometer", American Mineralogist 71(1986) 1297-1313.

[27] Anderson J.L., Smith D.R., "The effects of temperature and fO2 on the Al-in-hornblende barometer", Am Mineral 80 )1995 (549– 559.

[28] Johnson M.C., Rutherford M.J., "Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks" Geology 17 (1989) 837–841.

[29] قربانی م،. "زمین‌شناسی اقتصادی و منابع معدنی و طبیعی ایران" انتشارات آرین‌زمین (1386)، 639 ص.

[30] رسولی ج.، "پترولوژی و ژئوشیمی مجموعه گرانیتوئیدی جبال‌بارز با نگرشی به زون‌بندی دگرسانی و کانی‌سازی مس (شمال شرق جیرفت)" رساله دکتری پترولوژی (1393)، دانشگاه شهیدبهشتی، تهران، 366 صفحه.

[31] Lowell J.D., Guilbert J.M., "Lateral and Veetical alteration - mineralization zoning in porphyry ore deposits", Economic Geology 65 (1970) 373-408.