زمین شناسی، کانی سازی، ژئوشیمی و مطالعات مغناطیس سنجی در کانی سازی آهن کلاته شاهین

کانی سازی آهن کلاته شاهین در 107 کیلومتری جاده قوچان- نیشابور (استان خراسان رضوی) قرار دارد. توده های نیمه عمیق با ترکیب مونزونیت تا هورنبلند دیوریت پورفیری در آهک های کرتاسه نفوذ نموده اند. واحدهای رسوبی منطقه از قدیم به جدید شامل آهک های مربوط به کرتاسه زیرین و میکروکنگلومرا تا ماسه سنگ های مربوط به ائوسن و پلیوسن- کواترنر می باشد. میکروکنگلومرا و ماسه سنگ موجود در شرق منطقه حاوی خرده سنگهای ولکانیکی با ترکیب اسیدی تا حدواسط و دانه های مگنتیت آواری به میزان فراوان می باشد. این رسوبات دارای پذیرفتاری در حدود si5-10×1350 می باشند. این شواهد نشان می دهد در منشا این رسوبات کانی سازی مگنتیت وجود داشته است. مطالعات منشا با استفاده از خصوصیات پتروگرافی، اجزائ تشکیل دهنده و موقعیت تکتونیکی این رسوبات بر روی دیاگرامهای مثلثی qt-f-l و qm-f-lt نشان می دهد که این رسوبات از یک محیط تکتونیکی فعال مربوط به قوس ماگمایی (زون فرورانش حاشیه قاره یا جزایر قوسی) منشا گرفته اند و در یک سیستم رودخانه-ای نهشته شده اند. خرده سنگهای موجود عمدتا ولکانیک بوده و ترکیب آنها در محدوده سنگهای آذرین اسیدی تا حدواسط می باشد. این نشان می دهد که رسوبات تک منشائی بوده و از سنگهای آذرین اسیدی تا حدواسط منشا گرفته اند. وجود سنگ مادر این خرده سنگ ها به عنوان سنگ منشا کانی سازی، دانه های مگنتیت، قطعات کربناته حاوی کانی سازی مگنتیت و موقعیت تکتونیکی قوس ماگمایی می تواند تاییدی بر کانی سازی نوع اسکارن آهن در منشا این رسوبات باشد. کانی ساز ی در این منطقه طی دو مرحله هیپوژن و سوپرژن شکل گرفته است. در مرحله هیپوژن پیریت، مگنتیت و اسپیکولاریت تشکیل شده و در مرحله سوپرژن گوتیت، لیمونیت و هماتیت تشکیل شده اند. بررسی شرایط دمایی و فوگاسیته اکسیژن، دمای تشکیل کانیهای هیدروترمالی شرق منطقه را در محدوده کمتر از ?c350 معرفی می نماید. در غرب منطقه میزان هماتیت و گوتیت بسیار کمتر و اغلب بصورت رگه و رگچه ای همراه با دولومیت هیدروترمالی می باشند. محلول های هیدروترمالی عامل کانی سازی در غرب منطقه نسبت به شرق با میزان سولفید کمتر، اکسیدان تر و دمای کمتر بوده اند. نتایج آنالیز ژئوشیمی به روش جذب اتمی برای عناصر fe، mn، mg و ca، نشان دهنده بیشترین میزان آهن (30.4 درصد) در محل ترانشه در شرق منطقه می باشد. آهن و منگنز در محل ترانشه همبستگی مثبت نشان می-دهند. همچنین رابطه ای بین میزان این عناصر و فاصله از توده ها وجود ندارد. بنابراین توده های نفوذی منطقه غیر بارور بوده و نقشی در کانی سازی منطقه ندارند. شدت کل میدان مغناطیسی در 742 نقطه در دو شبکه 5×20 متر اندازه گیری شد. نقشه های شدت کل میدان مغناطیسی، انتقال به قطب و همچنین ادامه به سمت بالا با نرم افزار mapper er تهیه شد. بررسی نقشه های تهیه شده وجود آنومالی های a، b، c، f، e، d1، d2 و d3 را در منطقه نشان می دهد. آنومالی شرقیa منطبق بر رخنمون ماسه سنگی است که دارای مگنتیت به صورت آواری بوده بنابراین این آنومالی ارتباطی با کانی سازی ندارد. آنومالی های bوc به ترتیب با ابعاد 30×20 و 20×15 متر در غرب منطقه شناسایی شدند. منبع ایجاد کننده این آنومالی ها با توجه به اینکه در فاصله تقریبا 40 متری آنها توده هورنبلند دیوریت پورفیری رخنمون دارد که دارای پذیرفتاری مغناطیسیsi 5-10×2320 می باشد احتمال دارد مربوط به توده نفوذی باشد. از طرفی به دلیل وجود کانی سازی هماتیت در آهکهای منطبق بر آنومالی های b و c این احتمال نیز وجود دارد که منبع این آنومالی ها مربوط به کانی سازی مگنتیت در عمق باشد. بنابراین حفاری اکتشافی در محل آنومالی های b و c پیشنهاد می شود. آنومالی کوچکی در شمال شرق منطقه (f) شناسایی شد که منبع ایجاد کننده آن ازعمق 10 متر به پایین حذف می شود و رخنمون سنگی منطبق بر این آنومالی وجود ندارد. آنومالی e در جنوب شرق منطقه دارای امتداد تقریبی ne-sw و ابعاد 60×70 متر می باشد. از آنجایی که در محدوده کوچکی از منطقه توده هورنبلند دیوریت پورفیری با پذیرفتاری بالا رخنمون سطحی داشته و منطبق بر بخشی از آنومالی e می باشد، احتمال اینکه آنومالی ناشی از توده باشد وجود دارد. بنابراین پیشنهاد می شود در محل آنومالیe در نقشه انتقال به قطب حفاری اکتشافی صورت گیرد. انواع مگنتیت های شناسایی شده در واحد های سنگی که منبع آنومالی های مغناطیسی هستند عبارتند از: در واحد میکروکنگلومرا، مگنتیت به دو صورت در خرده سنگهای آذرین دیده می شود 1- مگنتیت اولیه که در اثر تبلور ماگما در اتاقک ماگمایی ایجاد شده است 2- مگنتیت ثانویه که ناشی از آمفیبولهای موجود در این خرده سنگها که از حاشیه به اکسیدهای آهن از جمله مگنتیت تبدیل شده اند و اغلب غالب امفیبول باقی مانده است و مگنتیت های آواری که همراه با قطعات کربناته دیده می شوند. واحد ماسه سنگی که دارای پذیرفتاری در حدود si5-10×1350 می باشد و مگنتیت در آن به دو صورت دیده می شود: 1- مگنتیت آواری که دانه های مگنتیت جورشدگی و گردشدگی ضعیف دارند. 2- مگنتیت موجود در خرده سنگهای آذرین. واحد میکروکنگلومرایی و ماسه سنگی منطبق بر آنومالی a می باشند. آهک کانی سازی شده با پذیرفتاری در حدود si5-10×370 که مگنتیت در اثر نفوذ محلولهای ماگمایی در آهک شکل گرفته و در محل ترانشه با بافت مارتیزاسیون دیده می شود. این واحد منطبق بر آنومالی های کوچک d3،d2 ، d1می باشد. هورنبلند دیوریت پورفیری که دارای پذیرفتاری مغناطیسیsi 5-10×2320 می باشد و مگنتیت به دو صورت در آن دیده می شود: 1- مگنتیت اولیه 2- مگنتیت ثانوبه که در آن هورنبلندها از حاشیه به اکسیدهای اهن از جمله مگنتیت تبدیل می شوند. این واحد منطبق بر قسمت غربی آنومالی e می باشد.