منطقه مورد مطالعه در 140 کیلومتری شرق بیرجند (شمال درح) و در بخش شمالی زمیندرز سیستان قرار دارد. مجموعه ای از سنگهای آتشفشانی و نیمه نفوذی در منطقه روستای گازک بروز کرده اند که به ترتیب به کرتاسه و الیگومیوسن نسبت داده شده اند. آتشفشانی های این منطقه که به کرتاسه منسوب شده اند در درون مجموعه ای از سنگهای رسوبی با همین سن قرار گرفته اند. این سنگها در محدوده بازالت، آندزیت بازالتی، تراکی آندزیت و آندزیت قرار می گیرند و بافت غالب آنها پورفیری، گلومروپورفیری، تراکیتی و بادامکی می باشد. درشت بلور های عمده ی این سنگها، پلاژیوکلاز، پیروکسن، هورنبلند و بیوتیت می باشد. فنوکریست ها در این سنگها، دارای نشانه هایی از عدم تعادل و آلایش ماگما در حین صعود از جمله بافت های غربالی، خوردگی خلیجی و منطقه بندی می باشند. دگرسانی عمده در این سنگها، پروپلیتیک، سیلیسی و کربناتی شدن بوده و دگرسانی پروپلیتیک از وسعت قابل توجهی برخوردار است. براساس شواهد ژئوشیمیایی، این سنگها، ماهیت کالک آلکالن تا تولئیتی دارند. تهی شدگی در عناصر p ,ta, ti, nb و غنی شدگی در th, u, k, sr, zr, rb و غنی شدگی lree نسبت به hree نشان از تشکیل این سنگ ها در رژیم حاشیه فعال قاره ای می باشد. ماگمای تشکیل دهنده این سنگها از یک گوشته غنی شده گارنت لرزولیت با درجه ذوب بخشی 10 تا 15 درصد منشأ گرفته است. سنگ های نیمه نفوذی منطقه شامل دیوریت و کوارتزدیوریت پورفیری که به الیگومیوسن نسبت داده شده اند، بصورت دایک و گنبد به درون واحدهای قدیمی تر منطقه از جمله شیل، ماسه سنگ رخساره فلیش و آهکهای منسوب به اواخر کرتاسه نفوذ کرده اند. این سنگ ها دارای بافت غالب پورفیری با زمینه دانه ریز هستند. پلاژیوکلاز، هورنبلند و بیوتیت، درشت بلورهای این سنگ ها می باشند. نسبت بالای hfse lile/، تهی شدگی از nb ، tiوp از ویژگی های مهم سنگ های کالک آلکالن وابسته به مناطق فرورانش می باشد که در سنگ های مذکور مشاهده می شود، لذا می توانند از تبلور یک ماگمای کالک آلکالن مرتبط به یک رژیم فرورانش حاصل شده باشند. این ماگماتیسم را می توان یک فرآیند پس از برخوردی مرتبط با فرورانش لیتوسفر اقیانوسی سیستان در خاور ایران دانست.

همواره در توالی پیشرونده ی دگرریختی ها در رژیم های زمین ساخت فشاری – برشی، شناسایی نشانگرهای ژئودینامیکی جهت کنکاش نحوه ی فرگشت ساختاری بحث برانگیز بوده است. درک ساختارهای درونی و سازوکار جایگیری توده های ماگمایی در پوسته ی فوقانی راهکار مناسبی را جهت بازسازی دگرریختی در این گونه رژیم های زمین ساختی فراهم می کند، از آن جهت که این توده ها به عنوان نشانگرهای نسبتاً مستقیم تنش دیرینه محسوب می شوند. از جمله مناطقی که بررسی توده های ماگمایی در آن زمینه ی دستیابی به نحوه ی جایگیری و تأثیر تکوین ساختاری بر آن را فراهم می کند، پهنه ی جوش خورده ی سیستان با رژیم تنش غالب فشاری – برشی در خاور ایران است. توده های گرانیتوئیدی در خلال کرتاسه ی پسین تا اوائل ترشیری در بخش های گسترده ای از این پهنه ی جوش خورده در پوسته ی فوقانی جایگیری شده اند. به منظور دستیابی به ساختارهای درونی گرانیتوئیدها و بازسازی جنبشی این ساختارها، از فن ناهمسانگردی مغناطیس پذیری (ams) بر روی توده های گرانیتوئیدی بی بی مریم و زهری به ترتیب در بخش مرکزی پهنه ی برشی نهبندان و یکی از پایانه های آن بهره برده شده است. گرانیتوئید بی بی مریم با روند غالب شمال باختر- جنوب خاور دربردارنده ی واحد سنگی اصلی کوارتزدیوریت- تونالیت و واحد فرعی گرانودیوریت است. توده ی گرانیتوئیدی زهری با راستای کلی خاوری – باختری تا شمال باختر- جنوب خاور طیف ترکیبی گرانیت تا لوکوگرانیت را داراست. در بخش مرکزی سامانه ی برشی نهبندان، علی رغم تغییرات محلی، برگوارگی های مغناطیسی در گرانیتوئید بی بی مریم با شیب نسبتاً زیاد به موازات کشیدگی کلی توده (میانگین جهت یابی: n13°w/85°sw) نمایان شده اند و خطوارگی های مغناطیسی اغلب روند nw-se با زاویه ی میل کم را دارند. در گرانیتوئید زهری، برگوارگی های مغناطیسی با میانگین شیبی متوسط به موازات کشیدگی کلی توده و خطوارگی های مغناطیسی با راستای غالب n-s تا ne-sw به سمت جنوب باختر (با سوگیری میانگین°, 32°n197) گسترش یافته اند. جهت یافتگی خطوارگی و برگوارگی ها در این توده به عملکرد همگرایی مایل ایالت ساختاری لوت به سمت ایالت ساختاری افغان به سوی شمال خاور نسبت داده شده که به توسعه ی خاستگاه ترافشاری راستالغز چیره، طی کرتاسه ی پسین انجامیده است. راستای غالب عناصر ساختاری از قبیل محور چین ها در رسوبات ترشیری واقع در سنگ میزبان توده ی گرانیتوئیدی گویای آن است که سوی بردار همگرایی بلوک های لوت و افغان در این بخش از پهنه ی جوش خورده سیستان تا زمان الیگو- میوسن همچنان شمال خاوری باقی مانده است. بیضوی کرنش نوع صفحه ای به همراه برگوارگی هایی با میانگین شیبی متوسط در گرانیتوئیدی زهری بیانگر آن است که محور کوتاه شدگی بیشینه (محور z) با زاویه ی میل متوسط (با سوگیری میانگین: °, 57°n004) اعمال شده است. در اوائل ائوسن گرانیتوئید زهری تحت کنترل راستای بازشدگی n-s تا ne-sw در فضاهای حاصل از فعالیت پهنه های برشی چپگرد واقع در پایانه های سامانه ی برشی نهبندان طی نازک شدگی پوسته جایگیری شده است. فابریک های مغناطیسی، شواهدریزساختاری وصحرایی وانطباق آن باساختارهای دگرریختی سنگ میزبان،گویای فعال بودن بخش مرکزی پهنه ی برشی نهبندان طی جایگیری گرانیتوئید بی بی مریم در کرتاسه ی پسین و پایانه های این پهنه ی برشی همزمان با جایگیری گرانیتوئید زهری در اوائل ائوسن است. الگوی کرنش توده های بی بی مریم و زهری ماحصل تفکیک بندی کرنش در راستای این پهنه ی برشی، به صورت جنبش ترافشاری راستالغز چیره در بخش مرکزی سامانه برشی نهبندان و تأثیر جنبش ترافشاری برش محض به سمت پایانه ها است.

منطقه اکتشافی کوه¬شاه در کمربند ولکانو-پلوتونیکی ترشیری بلوک لوت در خاور ایران واقع شده است. بیش از 17 توده¬ نفوذی اسیدی تا حدواسط با ترکیب دیوریت تا سینیت در منطقه شناسایی شده است. زون¬های آلتراسیون هیدروترمالی مرتبط با توده¬های نفوذی شامل: آرژیلیک، پروپلیتیک، آرژیلیک پیشرفته، سیلیسی، کوارتز-سرسیت-پیریت، گوسان و برش هیدروترمالی است که اغلب با یکدیگر تداخل کرده و این امر به¬همراه هوازدگی شدید، سبب پیچیدگی تفکیک زون¬های آلتراسیونی شده است. کانی¬سازی به شکل سولفیدی (پیریت و به مقدار کمتر کالکوپیریت) و اکسیدهای آهن دانه¬پراکنده و رگچه¬های استوک¬ورک کوارتز-اکسیدآهن، مشاهده می¬شود. توده¬های منطقه متاآلومینوس، کالک آلکالن، شوشونیتی و دارای پذیرفتاری مغناطیسی بالا هستند. توده¬های نفوذی منطقه در کلاس توده¬های اکسیدان، سری مگنتیت تیپ i طبقه بندی می¬شوند. سنگ منشا این توده¬ها احتمالا یک گارنت اسپینل لرزولیت با ذوب بخشی 0.5 تا 4 درصد است. سن این توده¬های گرانیتوئیدی، بر مبنای سن¬سنجی u-pb بر روی کانی زیرکن، 0/7±39/7 میلیون سال (ائوسن میانی) است. داده¬های رادیوایزوتوپ (نسبت 87sr/86sr و 143nd/144nd اولیه و ϵnd) و داده¬های ژئوشیمیایی پیشنهاد می¬کند که توده گرانیتوئیدی کوه¬شاه از گوشته تهی شده، در کمان ماگمایی مرتبط با زون فرورانش منشا گرفته است. کانی¬سازی سولفیدی و اکسیدهای¬آهن، به اشکال پراکنده در متن سنگ، رگچه¬ای، درزه¬های لیمونیت-ژاروسیت، برش هیدروترمالی، رگه¬های موازی کوارتز-کلسیت-لیمونیت (پیریت) مشاهده می¬شود. حضور و گسترش و شدت میزان اکسیدهای آهن پراکنده (تا 10 درصد در زون¬های گوسان) و رگچه¬های متعدد کوارتز-اکسیدآهن و لیمونیت+کلسیت+کوارتز با تراکم رگچه تا 40 عدد در 1 متر، حاکی از قرارگیری زون¬های سولفیدی با عیار بالا در معرض هوازدگی و اسیدشویی می باشد. آنومالی ژئوشیمیایی عناصر (cu, au, fe, pb, zn, as, sb, mo, bi, hg) و عناصر دیگر (mn, ba, te, se) منطبق بر زون¬های آلتراسیونی کوارتز-سرسیت-پیریت، گوسان-استوک¬ورک-برش هیدروترمالی، توده¬های سیلیسی بی¬قاعده و آرژیلیک پیشرفته هستند. آنومالی¬های ژئوفیزیکی، منطبق بر زون¬های آلتراسیون هیدروترمالی و کانی¬سازی است که نتایج و تفاسیر آنها الگویی پیچیده از مناطقی نیمه¬مدور تا بیضوی در جهت شمال¬خاور-جنوب¬باختر را مشخص می¬سازد. با توجه به اینکه سولفیدها طی فرایند اکسیداسیون در سطح زمین، اکسید شده¬اند، میزان فراوانی بعضی از عناصر کمتر از میزان واقعی است. از آنجا که بیسموت در سیستم¬های پورفیری همراه با طلا و مس تشکیل می¬شود بنابراین بر اساس میزان فراوانی بیسموت می¬توان نتیجه گرفت که سیستم به لحاظ سطح فرسایشی در افق فوقانی قرار دارد. معمولا آنومالی مولیبدن همراه با مس و بیسموت در مرکز سیستم بیشترین تمرکز را دارد از آنجا که میزان کمی مولیبدن در زون اکسیدان شسته می-شود می¬توان نتیجه گرفت که سطح فعلی افق می¬تواند سطح بالایی یک سیستم پورفیری باشد. مطابق زون-بندی ژئوشیمیایی کانسارهای اپی¬ترمال، در بخش¬های پایین سیستم و رگه¬های کوارتز-سولفید، ناهنجاری¬های عناصر cu, pb, zn (au, ag)، مشاهده می¬شود. در منطقه کوه¬شاه، بخش¬های تحتانی کانی¬سازی رخنمون سطحی ندارند و تنها بطور محدود بخش بالایی و یا حاشیه¬ای زون کوارتز-سرسیت-پیریت رخنمون دارد. شواهد سیالات درگیر در منطقه نشانه¬های وجود سه دسته سیال در کانسار است که در نمودار شوری در مقابل دمای همگن شدن، همپوشانی خوبی با محدوده کانسارهای پورفیری و اپی¬ترمال نشان می¬دهد و روند تکاملی سیال کانه¬ساز می¬تواند ناشی از فرآیند جوشش وخروج co2 (که سبب افزایش شوری در سیال باقیمانده می شود) باشد. با توجه به کلیه شواهد نظیر توده های نفوذی نیمه عمیق، نوع و الگوی آلتراسیون، کانه زایی، الگوی پراکندگی عناصر به لحاظ ژئوشیمی، مدل¬های ژئوفیزیکی و مطالعات سیالات درگیر و ایزوتوپ پایدار، کانه زایی در منطقه را می¬توان بالای یک سیستم پورفیری-اپی ترمال است.

منطقه مورد مطالعه در 30 کیلومتری جنوب سبزوار و حدود 5 کیلومتری شرق روستای هلاک آباد قرار گرفته است. داسیت، لاتیت، آندزیت، بازالت با سن ائوسن و واحد¬های نیمه عمیق با ترکیب مونزونیت و دیوریت با سن الیگومیوسن در منطقه شناسایی شدند. مجموعه کانی¬های اولیه به شدت تحت¬تأثیر آلتراسیون قرار گرفته است به طوری که تنها بلورهای کوارتز و قالب بلوری کانی¬های فلدسپاتی باقی مانده است. زون¬بندی آلتراسیونی در منطقه شامل زون¬های سرسیتی، آرژیلیک، سیلیسی و پروپلیتیک است. این زون¬بندی از یک روند متحدالمرکز پیروی می¬کند. روند آلتراسیون¬ها شمال¬غرب، جنوب شرق است و در امتداد توده¬های نفوذی است. آلتراسیون آرژیلیک دارای شدت و گسترش زیادی است و حاصل این آلتراسیون وجود معادن فعال کائولن در منطقه است. کانی¬سازی پراکنده و رگچه¬ای بیشتر مرتبط با آلتراسیون نوع آرژیلیک است. پیریت فراوان¬ترین کانی¬سازی در منطقه است. حداقل دو نسل پیریت در زون¬های کانی¬سازی قابل تشخیص است. کالکوپیریت نیز در محل رگچه¬ها همراه با پیریت دیده می¬شود. اکسیداسیون کانی¬های سولفیدی اولیه سبب تشکیل مقادیر زیادی از کانی¬های اکسید-¬ سولفات آهن مانند هماتیت و ژاروسیت در بخش¬های سطحی منطقه شده است. اکتشافات ژئوشیمیایی در منطقه بر مبنای رسوبات رودخانه¬ای و سنگی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج رسوبات رودخانه-ای بی¬هنجاری مس تا ppm 120 که با توده¬های مونزونیتی مرتبط است، شناسایی گردید. به دلیل هوازدگی و اکسیده شدن کانی¬های مس¬دار، میزان مس در نمونه¬های سطحی به شدت کاهش یافته است. مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی در سنگ¬های منطقه حاکی از وجود کانی مگنتیت در این سنگ¬ها است لذا می¬توان نتیجه گرفت که کانی¬سازی در منطقه مرتبط با توده-های نیمه عمیق نوع i یا نوع اکسیدان بوده است. وجود سیستم آلتراسیونی مناسب، توده¬های نیمه¬عمیق مونزونیتی و الگوی کلی زمین¬شناختی در منطقه مؤید پتانسیل اکتشافی برای سیستم مس پورفیری در منطقه هلاک آباد است.