مطالعه زمین شناسی، ژئوشیمی و ژنز کانسار مس نوع پورفیری در کیقال و بارملک، شمال ورزقان، آذربایجان شرقی، ایران.

منطقه کیقال ـ بارملک در 12 کیلومتری شمال ورزقان، در استان آذربایجان شرقی قرار دارد و از نظر زمین-شناسی بخشی از زون ولکانو ـ پلوتونیک البرز ـ آذربایجان محسوب می شود. واحدهای سنگی در این منطقه شامل سنگهای آتشفشانی آندزیتی ـ لاتیتی، تراکی آندزیتی، آندزی بازالتی و بازالتی با میان لایه هایی از توف و آگلومرا (ائوسن فوقانی)، توده نیمه آتشفشانی کوارتز مونزونیتی پورفیری (الیگوسن فوقانی ـ میوسن زیرین؛ که مسئول کانی سازی و دگرسانی در منطقه است)، توده های نابارور گرانودیوریتی، میکرودیوریتی و مونزونیتی (میوسن)، دایکهای تاخیری متعدد با ترکیب دیوریتی ـ کوارتز دیوریتی، گرانودیوریتی، میکرودیوریتی و مونزودیوریتی، گنبدها و گدازه-های آندزیتی ـ تراکی آندزیتی (پلیوکواترنر) و گدازه های بازالتی (کواترنری) هستند. بررسی ژئوشیمی عناصر اصلی، فرعی و کمیاب در توده کوارتز مونزونیتی کیقال و دایکهای تاخیری منطقه موید آلایش پوسته ای و تغییرات نسبتاً مشخص در درصد مودال کانیها می باشند. سرشت توده پورفیری و دایکهای تاخیری از نوع کالک آلکالن با پتاسیم بالا و شوشونیتی بوده و ویژگی متا آلومینوس تا پرآلومینوس نشان می دهند. این واحدهای سنگی جزو گرانیتوئیدهای نوع i و سری منیزین بوده و موقعیت تکتونیکی قوس حاشیه فعال قاره ای و قوس پس برخوردی نشان می دهند. فعالیت سیستم گرمابی و وقوع جوشش بدنبال جایگیری توده پورفیری، سبب ایجاد شکستگیهای هیدرولیکی و خرد شدگی در منطقه شده و موجب شکل گیری نسلهای مختلف رگچه ها و ریز رگچه های کوارتزی، کوارتز ـ سولفید، انیدریت، ژیپس و کربنات ـ سولفید همراه با زونهای دگرسانی گرمابی (پتاسیک، فیلیک، آرژیلیک حدواسط و پیشرفته و پروپیلیتیک) و کانی سازی شده است. زونهای دگرسانی پتاسیک و فیلیک توسعه بیشتری دارند. فرایندهای سوپرژن موجب تشکیل دو زون دگرسانی دیگر (زون اکسیده و زون غنی شده سولفیدی) شده که بر روی زونهای دگرسانی هیپوژن همپوشانی حاصل نموده اند. کانی سازی سولفیدی اساساً در زونهای پتاسیک، حدواسط پتاسیک ـ فیلیک و فیلیک، بصورت افشان، رگچه ـ ریز رگچه و پرکننده فضاهای خالی رخ داده است. سولفیدهای اصلی هیپوژن شامل پیریت، مولیبدنیت و کالکوپیریت بوده و در بخشهای حاشیه ای توده، کانی سازی اسفالریت و گالن نیز رخ داده است. حضور کانیهایی نظیر کالکوپیریت و اسفالریت کم آهن در منطقه، نشانگر سولفیداسیون حدواسط می باشد. ph سیالات گرمابی مسئول کانی سازی سولفیدی هیپوژن در منطقه مورد مطالعه کمتر از 5 و logfo2 سیال نیز حدود 36- تا 39- تخمین زده می شود. کانیهای اکسیدی هیپوژن نیز شامل مگنتیت و بمقدار جزئی هماتیت هستند که بصورت افشان در زون پتاسیک توده پورفیری کیقال پراکنده اند. گوتیت کانی اصلی سوپرژن در زون شسته شده و اکسیده است که همراه مقادیری جاروسیت، هماتیت، مالاکیت و آزوریت می باشد. فراوانی گوتیت در زون اکسیده معرف فراوانی نسبتاً کم سولفیدهای هیپوژن خصوصاً پیریت و در نتیجه اسیدیته کمتر سیالات سوپرژن پایین رو است. در زون غنی شده سولفیدی، کوولیت و مقدار کمتری بورنیت جانشین کالکوپیریت شده اند. انواع سیالات درگیر تک فاز بخار، دو فازی و 3 فازی حاوی کانیهای نوزاد (هالیت، هماتیت، سیلویت، اکسید آهن و کالکوپیریت)، از نوع اولیه، ثانویه و ثانویه کاذب در داخل رگچه های کوارتزی حضور دارند. اکثر سیالات درگیر 2 فازی به حالت مایع همگن می شوند. th این گروه از سیالات درگیر حدود 180 تا 340 و 360 تا 440 درجه سانتیگراد بوده و انواع 2 فازی همگن شونده به حالت بخار th بالاتری نشان می دهند (360 تا 460 و 500 تا 540 درجه سانتیگراد). اکثر سیالات درگیر 3 فازی، با انحلال هالیت همگن می شوند و ts (nacl) آنها بین 360 تا 600 درجه سانتیگراد است. تعدادی از این سیالات درگیر نیز با از بین رفتن همزمان بلور هالیت و حباب بخار و یا با از بین رفتن حباب بخار همگن می شوند. این گروه از سیالات درگیر محدوده وسیعی از th نشان می دهند (300 تا 360، 400 تا 460 و 560 تا 560 درجه سانتیگراد). مقادیر شوری اندازه گیری شده بین1 تا 70 درصد معادل nacl است. بالاترین مقدار شوری بدست آمده حدود 65 تا 70 درصد معادل nacl می باشد. دو جمعیت مشخص از سیالات با شوری پایین و بالا در نمودار در نمودار شوری ـ th قابل تشخیص است. در این بین، بخش اعظم سیالات با شوری بالا در بالای منحنی اشباع هالیت قرار می گیرند. همزیستی سیالات درگیر دو فازی غنی از بخار و غنی از مایع (با شوری متوسط) و همچنین 3 فازی هالیت دار با دامنه th مشابه، شاهدی برای وقوع فرایند جوشش می باشد. علاوه بر این، اختلاط هم دما با سیالات با شوری متفاوت نیز قابل استنباط است. عمق تقریبی بدام افتادن سیالات درگیر مورد مطالعه از اعماق حدود 400 متری تا 9/1 کیلومتری نسبت به سطح توپوگرافی اولیه را شامل می شود. بر اساس مطالعات ایزوتوپهای پایدار o و h، سیالات کانه ساز عمدتاً منشاء ماگمایی دارند. ترکیب ایزوتوپی گوگرد سولفیدها نیز نزدیک به صفر بوده و حاکی از منشاء ماگمایی برای گوگرد است. همچنین مقادیر سولفیدها و سولفاتهای منطقه مورد مطالعه در محدوده مقادیر بدست آمده برای سایر ذخایر پورفیری مطالعه شده قرار دارد. ترکیب ایزوتوپی کربن در محدوده کربناتهای رسوبی قرار داشته و می تواند معرف منشاء گرفتن آن از طریق انحلال و کربن زدایی سنگهای کربناتی، که احتمالاً در زیر سنگهای آتشفشانی منطقه وجود داشته و در مناطق اطراف، خصوصاً سونگون رخنمون دارند، می باشد.