کانی سازی، زمین شیمی اکتشافی، مغناطیس سنجی و پتروژنز توده های نفوذی کیبرکوه شرقی و غربی

چکیده منطقه کیبرکوه در70 کیلومتری جنوب غربی شهرستان خواف در استان خراسان رضوی قرار گرفته است. این منطقه در شمال شرقی بلوک لوت واقع شده است. دو محدوده در شرق و غرب منطقه مطالعاتی با وسعت هر کدام 60 کیلومتر مربع مورد بررسی قرار گرفتند. واحدهای سنگی منطقه شامل اسلیت و میکاشیست متعلق به پالئوزوئیک، سنگ آهک تبلور یافته با سن پرمین، مجموعه توده های نفوذی با سن کرتاسه تا ترشیاری و با ترکیب گرانیت تا دیوریت، که به شکل باتولیت، دایک و استوک نفوذ نموده اند، همچنین ماسه سنگ و کنگلومرا که مربوط به پالئوسن هستند. براساس پذیرفتاری مغناطیسی، مطالعات پترولوژی و ایزوتوپی رادیوژنیک، توده های نفوذی از گرانیت تا دیوریت به دو سری ایلمنیت (احیایی) و مگنتیت (اکسیدان) تفکیک شدند. توده های نفوذی احیایی معمولا فاقد آلتراسیون و یا دارای آلتراسیون پروپلیتیک ضعیف هستند، کانی سازی در آنها مشاهده نشد، از لحاظ عیارسنجی عناصر فلزی نیز آنومالی خاصی را نشان نمی دهند. براساس اکسیدهای اصلی و دیاگرام میدلموست na2o+k2o در مقابل sio2 توده های احیایی در محدوده، گرانیت و گرانودیوریت قرار می گیرند. دیاگرام k2o در مقابل sio2 نشان می دهد که توده های احیایی، اکثراً در محدوده سنگهای کالک آلکالن پتاسیم متوسط تا بالا قرار می گیرند. توده های احیایی همچنین از نوع متاآلومینوس تا پرآلومینوس می باشند. موقعیت تکتونیکی آنها، مرز زون فرورانش و همزمان با برخورد را نشان می دهد. غنی شدگی عناصر خاکی کمیاب سبک (lree) نسبت به عناصر خاکی کمیاب سنگین (hree) در توده ها مشاهده می شود. آنومالی منفی eu و همچنین کاهیدگی sr و ba نشان دهنده تشکیل ماگما در عمق پایداری پلاژیوکلاز و شرایط احیایی می باشد. تهی شدگی در عناصر sr، zr، hf و ti نسبت به عناصری مانند rb،k ، la، ce، nd و tb نشان دهنده دخالت پوسته قاره ای در تشکیل ماگماست. سن توده مسکوویت گرانیت با استفاده از روش u-pb در کانی زیرکن 137 میلیون سال، مربوط به کرتاسه پیشین (valanginian) تعیین شد. نسبت ایزوتوپ 87sr/86sr اولیه707/0، نسبت ایزوتوپ 143nd/144nd اولیه بیش از 512/0 و مقدار ?nd کمتر از76/6- (محاسبه شده براساس سن 137 میلیون سال)، ماگمایی با منشاء پوسته قاره ای احیایی را نشان می دهد. مشاهدات صحرایی (فقدان زینولیت)، پتروگرافی (حضور آمفیبول و نبود کانی-های رستیت)، داده های ژئوشیمیایی (کالک آلکالن پتاسیم بالا، متاآلومینوس و ایزوتوپ های رادیوژنیک)، و پذیرفتاری مغناطیسی (تیپ احیایی) نشان می دهد این توده های نفوذی که از نوع i احیایی هستند، در نتیجه ذوب بخشی پوسته قاره ای که بیشتر با ترکیب متاگریوکها و آمفیبولیتها بوده است، تشکیل شده اند. در توده های نفوذی اکسیدان در محدوده شرقی زون های آلتراسیون پروپلیتیک با وسعت بیشتر، سرسیتیک، آرژیلیک و سیلیسی با گسترش کمتر در جنوب محدوده شرقی قرار دارند. کانی سازی پیریت، کالکوپیریت، مگنتیت، گالن و باریت که مربوط به توده های اکسیدان هستند، در جنوب منطقه شرقی شناسایی گردید. کانی سازی ها در مرز توده های نفوذی و یا در درز و شکستگیهای توده ها بصورت رگه و رگچه در جنوب منطقه شرقی دیده می شوند. رگه و رگچه ها امتداد شمال غرب- جنوب شرق، شیب 70 تا 80 درجه به سمت شمال شرق و ضخامت تا نیم متر دارند. آنها را می توان به دو دسته تقسیم نمود: 1- رگه و رگچه های همراه با گالن، اسفالریت و باریت به عنوان کانی های اولیه که نسل اول کانی سازی را تشکیل داده اند 2- رگه و رگچه های همراه با پیریت، کالکوپیریت و کوارتز به عنوان کانی اولیه و کوولیت، بورنیت، کالکوسیت، مالاکیت، آزوریت و اکسیدهای آهن (مگنتیت، هماتیت و لیمونیت) به عنوان کانی های ثانویه که نسل دوم کانی سازی می باشند. کانی های پاراژنز و روابط کانی ها نشان از یک فعالیت هیدروترمالی و نهشت کانی های ذکر شده در حداقل دو مرحله در بخش بالایی توده های نفوذی سری اکسیدان منطقه دارند. اکتشافات ژئوشیمیایی رسوبات رودخانه ای بی هنجاری عناصر مس (ppm 68)، سرب (ppm 1691)، روی (ppm 320)، باریم (ppm 5003)، و سنگ، بی هنجاری عناصر مس (3%)، طلا (ppb 2657)، نقره (ppm 160)، سرب (4%)، روی (ppm 2159)، باریم (ppm 1466) بیسموت (ppm 1767) و مولیبدن (ppm 66) در جنوب منطقه شرقی میزان نسبتاً بالایی را نشان می دهد. مطالعه بر روی سیالات درگیر در منطقه شرق کیبرکوه روی نمونه های کوارتز و باریت همراه با کانی سازی انجام شد، که نتایج دماسنجی در این منطقه شامل کمینه دمای تشکیل همگن شدن سیال c° 403 و بیشینه دمای تشکیل همگن شدن سیالc° 563 می باشد. میانگین دمایی تشکیل همگن شدن سیال در منطقه c°460، بدست آمد. دماهای ذوب نهایی یخ سیالات درگیر در بازه حدود 4- تا 11- درجه سانتی گراد تغییر می کند. بیشترین فراوانی در دو محدوده دمایی 8- درجه سانتی گراد دیده می شود. برای محاسبات شوری، محدوده آخرین نقطه ذوب یخ (tm ice) در نمونه های مطالعه شده (بازه 8/13- تا 7/4- درجه سانتی گراد) معادل شوری های در محدوده 7 تا 18 درصد وزنی است. همچنین قرار دادن اندازه گیری ها در نمودار فشار- حرارت- عمق برای سیالات درگیر مطالعه شده نشان می دهد، که کانی سازی در عمق کمتر از یک کیلومتر براساس فشار لیتواستاتیک تشکیل شده است. براساس این محاسبات، حداقل عمق تشکیل سیالات درگیر بررسی شده حدود 200 تا 950 متر تخمین زده می شود. تیپ کانی سازی براساس مطالعات انجام شده در شرق کیبرکوه از نوع هیدروترمالی می باشد. در محدوده غربی آلتراسیون پروپلیتیک (کلریت و اپیدوت) در مقایسه با دیگر زون های آلتراسیون، از وسعت و گسترش بیشتری برخوردار است. در شرق منطقه غربی زون های آلتراسیون سرسیتیک، آرژیلیک و سیلیسی گسترش بیشتری دارند. در مرکز تا شمال شرقی منطقه غربی در کنتاکت توده نفوذی با آهکهای منطقه یک زون اسکارن آهن با رخنمون حدود 10*40 متر و کانی سازی مگنتیت مشاهده گردید. در بخش مرکزی تا غربی منطقه غربی رگه های کوارتز با ضخامتهای مختلف (تا 4 متر) که در شیستها و اسلیتها نفوذ نموده اند، دیده می شود. براساس اکتشافات ژئوشیمیایی رسوب رودخانه ای و سنگ، بی-هنجاری عناصر زیر شناسایی شد: آهن در مرکز تا شمال شرقی منطقه غربی تا 37 درصد که عمدتاً در زون های اسکارنی و با گرانیتوئیدهای سری مگنتیت مرتبط است، همچنین ناهنجاری برای عناصر مس (ppm 82)، سرب (ppm 611)، روی (ppm 1865)، باریت (ppm 1577)، قلع (ppm 12) و تنگستن (ppm 14) نیز بدست آمد. در بخش غربی رگه های سیلیس ناشی از دگرگونی ناحیه ای در شمال محدوده غربی با ضخامتهای بیش از 3 متر هم مشاهده می شوند. براساس تجزیه اکسیدهای اصلی، اغلب توده های نفوذی اکسیدان پتاسیم بالا تا شوشونیتی و از نوع متاآلومینوس می باشند. ماگمای آنها در کمان ماگمایی زون فرورانش تشکیل شده و همگی متعلق به گرانیتوئیدهای سری i هستند. غنی شدگی در عناصر lile مانند rb، cs، k، ba و th نسبت به عناصر hfse مانند nb، zr و ti وجود دارد که موید این موضوع است. غنی شدگی عناصر خاکی کمیاب سبک (lree) نسبت به تهی شدگی عناصر خاکی کمیاب سنگین (hree) نیز تیپیک ماگماهای تولید شده در زون فرورانش است. آنومالی منفی eu/eu* نشان دهنده تشکیل ماگما در عمق پایداری پلاژیوکلاز و آلودگی ماگما با پوسته قاره ای احیایی است. همچنین میزان nb>11 ppm، نسبت کم zr/nb<2، نسبت ایزوتوپ 87sr/86sr اولیه بیش از 706/0، نسبت ایزوتوپ 143nd/144nd اولیه بیش از 512/0 و مقدار ?nd کمتر از 5/3-، اختلاط ماگما با پوسته قاره ای احیایی را نشان می دهد. سن توده بیوتیت هورنبلند گرانودیوریت پورفیری با استفاده از روش u-pb در کانی زیرکن 44/43 میلیون سال، مربوط به ائوسن میانی تعیین شد. براساس محاسبه مقدار tdm ماگمای تشکیل شده در کیبرکوه از یک پوسته اقیانوسی در حال فرورانش قدیمی با سن 820 میلیون سال منشأ گرفته است، که بیشترین آلایش پوسته ای را در طی صعود متحمل شده است. در محدوده شرقی، ناهنجاری های مغناطیسی در نقشه rtp مرتبط با توده های نفوذی و زون های آلتراسیون در قسمت جنوبی منطقه شرقی یک طرح مدور تا نیمه مدور، که ناشی از حضور یا عدم حضور مگنتیت در زون های آلتراسیون و توده های نفوذی است، مشاهده می شود. براساس شواهد کانی سازی، آلتراسیون، سنگهای نفوذی، و ناهنجاری مغناطیسی بخش جنوبی محدوده پتانسیل برای یک سیستم کانی سازی هیدروترمالی را دارد. در محدوده غربی با استفاده از نقشه های مغناطیسی، محل واقعی، گسترش و عمق نسبی آنومالی های a,b,c,d,e,f,g,h شناسایی گردید. با توجه به این نقشه ها و مطالعات صحرایی، یک زون اسکارن آهن با کانی سازی مگنتیت، منطبق بر آنومالی d مشاهده گردید. آنومالی های دیگر نشان دهنده انواع توده های نفوذی با شدت میدان بالاتر نسبت به سنگهای رسوبی و دگرگونی مجاور آنها، با شدت میدان پایین تر، می-باشند. بخش مرکزی منطقه غربی با توجه به حضور یک زون اسکارن آهن، و بالا بودن شدت میدان آنومالی d پتانسیل اکتشاف برای کانی سازی آهن را دارد. واژه های کلیدی: بلوک لوت، کیبرکوه، زون تصادم، فرورانش، سیستم هیدروترمالی، آلتراسیون، کانی سازی سولفیدی، سیالات درگیر، اسکارن آهن، کانی سازی مگنتیت، مغناطیس سنجی زمینی، نقشه های مغناطیسی، توده های سری اکسیدان، گرانیتوئیدهای سری احیایی، ایزوتوپ رادیوژنیک، سن سنجی u-pb در زیرکن.