پتروگرافی، کانی سازی، ژئوشیمی و مغناطیس سنجی محدوده تپه قرمز، معدن سنگ آهن سنگان خواف

کانسار سنگ آهن سنگان خواف در فاصله 300 کیلومتری جنوب شرقی مشهد واقع شده است. محدوده مورد مطالعه در بخش آنومالی غربی معدن سنگان (á) قرار گرفته است. بر اساس مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی واحدهای تفکیک شده در بخش سطحی و زیرسطحی شامل واحدهای رسوبی، آتشفشانی، توده-های نفوذی عمیق تا نیمه عمیق که قدیمی تر از کانی سازی هستند و از لحاظ ترکیب در محدوده دیوریت تا سینوگرانیت قرار می گیرند، واحدهای منشا که ترکیب سینیتی دارند، واحد اسکارنی و کانی سازی مگنتیت می باشند. بافت غالب توده ها پورفیری است و بافت های هیپیدومورف گرانولار، گرافیکی و میرمکیتی نیز حضور دارند. توده های منشا در مجاورت زون اسکارنی دما بالا قرار گرفته و شواهد اندواسکارن به ضخامت 5/0 متر قابل مشاهده است. تاثیر سیال کانه دار بر روی توده های موجود موجب تشکیل آلتراسیون های نوع کربناتی، پروپلیتیک، آرژیلیک، سیلیسی و سرسیتیک شده است.زون اسکارنی به دو بخش دما بالا و دما پایین تقسیم می شود. گارنت اسکارن شاخص دما بالا بوده و در محدوده وسیعی از سطح تا عمق گسترش دارد. گارنت نوع آندرادیت، پیروکسن نوع کلینوفروسیلیت و جوهانسنیت، ولاستونیت و کلسیت این مجموعه را همراهی می-کنند. حضور گارنت در دو حالت همسانگرد و ناهمسانگرد و تغییر در اندازه دانه های تشکیل شده احتمالا نشان دهنده دو مرحله اسکارنی شدن در بخش پیش رونده است که مرحله اول منطبق بر زمان جایگیری توده نفوذی و مرحله دوم همزمان با تکامل سیالات هیدروترمال و نفوذ آنها به درون سنگ درونگیر آغاز شده است. گارنت های تشکیل شده در مرحله اخیر دانه درشت تر از زیرمرحله قبلی می باشد. مرحله پس رونده با میزان ورود آب های جوی و کاهش دما دنبال می شود. در منطقه تپه قرمز فراوان ترین کانی های تشکیل شده در این مرحله کانی های گروه آمفیبول هستند. این مجموعه مینرالی از آلتراسیون کانی های کالک سیلیکاته بی آب تشکیل شده در مراحل قبل تشکیل شده اند. انتهایی ترین عضو این مرحله کلریت است. در این مرحله کالک-سیلیکات های آب دار و بدون آب تشکیل شده در مراحل قبلی اسکارن زایی، توسط سیالات دما پایین متحمل دگرسانی شده و مجموعه کلریت، کلسیت و کوارتز را تشکیل داده اند. بر اساس همیافتی کانی های موجود و دیاگرام پایداری کانی های اسکارنی دمای تشکیل زون اسکارنی دما بالا بیش از 500 درجه سانتی گراد است. اسکارن تشکیل شده در این مرحله مجاورتی و کلسیم دار است.مهم ترین و فراوان ترین کانی فلزی موجود در بخش سطحی و زیرسطحی منطقه تپه قرمز مگنتیت است. مگنتیت حدود 15 درصد بخش سطحی و بیش از 30 درصد گمانه های مطالعه شده زیرسطحی از مجموع 1647 متر با عیار 23/52 درصد را به خود اختصاص می دهد.کانی سازی سولفیدی در نسل های مختلف همزمان با کانی سازی اصلی و بعد از آن تشکیل شده اند و شامل پیریت، کالکوپیریت و پیروتیت اند. میزان متوسط گوگرد در گمانه های مطالعه شده معادل 319/1 درصد می باشد. مطالعات مغناطیس سنجی در محدوده ی مورد مطالعه آنومالی های مغناطیسی بزرگی را نشان می دهد. به منظور آماده سازی نقشه ها از فیلترهای حذف نویز و تابع درجه اول جهت حذف اثرات ناحیه-ای استفاده گردید. شدت میدان مغناطیسی دو قطبی ها در بخش مرکزی تا جنوبی به بیشترین میزان خود می رسد. لازم به ذکر است محدوده ی زیر پوشش آنومالی های مغناطیسی انطباق کاملی با زون گارنت اسکارن در منطقه دارد. فیلتر مشتق اول قائم تطابق خوبی با نقشه زمین شناسی منطقه به منظور آنومالی های سطحی مگنتیت دارد. در نقشه های فراسو اثر آنومالی های کوچک بخش جنوبی در عمق 40 متری و آنومالی های بخش شمالی در اعماق بیشتر از 80 متری تضعیف شده اند. آنومالی بخش مرکزی که مهم ترین آنومالی نیز می باشد همچنان باقی مانده و اثر آن با افزایش عمق از سمت شمال کاسته شده و در بخش مرکزی تا جنوبی ادامه دارد. اختلاف بین دو قطب مغناطیسی در عمق 200 متر به بیش از 6000 گاما می رسد. بنابراین اثرات آنومالی های مغناطیسی در بخش مرکزی تا این عمق می تواند ادامه داشته باشد. شدت بالای آنومالی مغناطیسی در گمانه tp-18 به دلیل حضور کانی سازی در عمق کم برای این گمانه است. ضمن آنکه پروفیل ها و نقشه های مغناطیسی و شرایط زمین شناسی ادامه کانی سازی در عمقی بیشتر از عمق حفر شده برای این گمانه را تایید می کنند. گمانه ی tp-20 از لحاظ پارامترهای حفاری و شدت میدان مشابه گمانه های tp-17 و tp-5 است. اما این گمانه در نزدیکی مرز توده حاوی کانی سازی قرار گرفته است لذا ضخامت زون مگنتیتی در آن کمتر است. در صورتیکه این گمانه در راستای جنوب با شیب تقریبی 80 درجه حفاری می شد می-توانست ضخامت بیشتری داشته باشد. دو گمانه tp-24 و bh-55 در نقشه های گرادیان افقی و عمودی دقیقا در مرز توده ی کانی سازی قرار گرفته اند. گمانه tp-24 می بایستی در راستای شرق و گمانه bh-55 در راستای جنوب حفاری می شده است. تطابق پروفیل شمالی- جنوبی در نقشه برگردان به قطب که از گمانه های شماره 17، 18 و 20 می گذرد با ویژگیهای کانی سازی در این گمانه ها نشان دهنده ی عمق بیشتر کانی سازی و یا ضخامت بیشتر در بخش سطحی از گمانه ی tp-18 با یک کاهش تدریجی به طرف گمانه یtp-17 است. بنابراین در فاصله ی 40 متری جنوبی گمانه ی tp-18 می توان بیشترین احتمال حضور کانی سازی را داد.