زمین شناسی کاربردی پیشرفته

زمین شناسی کاربردی پیشرفته

منشأ سیالات کانه‌ساز در معدن سرب-روی چومالو با استفاده از ریزدماسنجی میانبارهای سیال، شیمی اسفالریت و ایزوتوپ‌های گوگرد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران
2 دانشکده زمین‌شناسی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران
چکیده
معدن سرب و روی چومالو در بخش باختری کمان ماگمایی البرز و در پهنه چندفلزی طارم - هشتچین واقع شده است. فعالیت‌های ماگمایی البرز طی ائوسن تا الیگوسن، طیف گسترده‌ای از سنگ‌های آذرین خروجی، نفوذی، نیمه‌عمیق و آذرآواری (شامل گدازه‌های بازالتی، آندزیتی، داسیتی، ریولیتی و توف‌ها) را پدید آورده‌اند که سنگ میزبان اصلی کانه‌زایی به‌شمار می‌روند. بررسی‌های کانی‌شناسی نشان می‌دهد که کانه‌های اصلی مرحله درونزاد شامل پیریت، کالکوپیریت، گالن، اسفالریت، تتراهدریت، بورنیت و مارکازیت هستند. مرحله برونزاد با کانه‌های سروزیت، کالکوسیت، کوولیت، مالاکیت و اکسیدهای ثانویه آهن مشخص می‌شود. بر اساس مطالعه ۶۷ میان‌بار سیال دوفازی غنی از مایع در اسفالریت و کوارتزهای همزاد با کانه‌زایی، دمای همگن‌شدگی بین ۱۰۰ تا ۲۷۰ درجه سانتی‌گراد، شوری سیالات بین 3/0 تا 7 درصد وزنی معادل نمک طعام (NaCl wt%)، عمق تشکیل بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر زیر سطح ایستابی و فشار هیدرواستاتیک حدود ۱۰ مگاپاسکال برآورد شده است. شواهد نشان می‌دهد فرآیندهای سرد شدن و اختلاط سیالات، سازوکارهای اصلی ته‌نشست کانه در این سامانه اپی‌ترمال بوده‌اند. همچنین، نتایج آنالیز EPMA از قبیل محتوای پایین آهن، نسبت بالایZn/Fe و رنگ روشن اسفالریت، همگی بر تشکیل کانه در دماهای پایین و محیطی با سولفیداسیون حدواسط دلالت دارند. مقادیر ایزوتوپ گوگرد δ34S در گالن و اسفالریت بین ۶+ تا ۱۰+ در هزار (پرمیل) متغیر بوده که نشان‌دهنده منشأ ماگمایی گوگرد است. در نهایت، تلفیق داده‌های میان‌بارهای سیال، زمین‌‌شیمی اسفالریت و ایزوتوپ پایدار گوگرد، الگوی مناسبی جهت تفکیک سامانه‌های اپی‌ترمال سرب - روی با سولفیداسیون حدواسط در کمربند طارم - هشتچین ارائه می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Aghazadeh, M., Barati, B., 2016. Geological and topographic map report at 1:5,000 scale of the Chomalu mineral area. Unpublished report, 85 pp. [in Persian]
Alavi, M., 1991. Tectonic map of the Middle East (1:2,900,000). Geological Survey of Iran, Tehran.
Barati, B., Aghazadeh, M., 2016. Geological-mining report at 1:5000 scale [in Persian]. Unpublished report.
Barker, S.L., Dipple, G.M., Hickey, K.A., Lepore, W.A., Vaughan, J.R., 2013. Applying stable isotopes to mineral exploration: Teaching an old dog new trick. Economic Geology 108, 1–9. https://doi.org/10.2113/econgeo.108.1.1
Barnes, H.L., 1979. Solubilities of ore minerals. In: Barnes, H.L. (Ed.), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. John Wiley and Sons, New York, pp. 404–460.
Barton, P.B., 1971. Distribution of some minor elements between coexisting sulfide minerals. Economic Geology 66, 140–163. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.66.1.140
Dai, X., Li, Y., Zhang, J., Liu, Z., Chen, K., He, M., 2024. Origin and Evolution of Ore-Forming Fluid and Metallogenic Mechanism of the Baoshan Cu-Pb-Zn Deposit, South China: Constraints of Fluid Inclusion and CHO Isotopes. Minerals 14, 961. https://doi.org/10.3390/min14100961
Damian, G., Buzatu, A., Apopei, A.I., Damian, F., Maftei, A.E., 2021. Hydrothermal sphalerites from ore deposits of Baia Mare Area. Minerals 11, 1323. https://doi.org/10.3390/min11121323
Faridi, M., 2000. Geological Map of the Hashtchin Quadrangle, scale 1:100,000. Geological Survey and Mineral Explorations of Iran.
Fazli, S., Taghipour, B., Moore, F., Lentz, D.R., 2019. Fluid inclusions, S isotopes, and Pb isotopes characteristics of the Kuh-e-Surmeh carbonate-hosted Zn–Pb deposit in the Zagros Fold Belt, southwest Iran: Implications for the source of metals and sulfur and MVT genetic model. Ore Geology Reviews 109, 615–629. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.04.006
Field, J.D., Appold, M.S., Renson, V., Coveney Jr, R.M., 2018. Lead and sulfur isotope composition of trace occurrences of Mississippi Valley-type mineralization in the US midcontinent. Journal of Geochemical Exploration 184, 66–81. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.11.002
Fournier, R.O., 1999. Hydrothermal processes related to movement of fluid from plastic into brittle rock in the magmatic-epithermal environment. Economic Geology 94, 1193–1212. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.94.8.1193
Ghasemi Siani, M.G., Mehrabi, B., Nazarian, M., Lotfi, M., Corfu, F., 2022. Geology and genesis of the Chomalu polymetallic deposit, NW Iran. Ore Geology Reviews 143, 104763. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.104763
Ghorbani, M., 2007. Economic Geology of Iran’s Mineral and Natural Reserves. Arian Zamin Research Center, Tehran, 492 pp.
Hadizadeh, H., 2004. Geochemical exploration from the perspective of economic geology in the 1:50,000 topographic sheet area (from the 1:100,000 Masuleh sheet) [in Persian]. M.Sc. thesis. Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz, 147 pp.
Hajialiloo, B., 1999. Metallogeny of the Tertiary in Western Alborz-Azerbaijan (Miyaneh-Siahrood) with a special focus on Hashtjin region. Ph.D thesis. Shahid Beheshti University, Tehran.
Hoefs, J., 2009. Stable Isotope Geochemistry, 6th ed. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 285 pp. https://doi.org/10.1007/978-3-540-70708-0
Huston, D.L., Trumbull, R.B., Beaudoin, G., Ireland, T., 2023. Light stable isotopes (H, B, C, O and S) in ore studies—methods, theory, applications and uncertainties. In: Huston, D.L. (Ed.), Isotopes in Economic Geology, Metallogenesis and Exploration. Springer International Publishing, Cham, pp. 209–244. https://doi.org/10.1007/978-3-031-27897-6_8
Hutchison, W., Finch, A.A., Boyce, A.J., 2020. The sulfur isotope evolution of magmatic-hydrothermal fluids: insights into ore-forming processes. Geochimica et Cosmochimica Acta 288, 176–198. https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.07.042
John, D.A., Garside, L.J., Wallace, A.R., 1999. Magmatic and tectonic setting of Late Cenozoic epithermal gold-silver deposits in northern Nevada, with an emphasis on the Pah Rah and Virginia Ranges and the Northern Nevada Rift. Geological Society of Nevada Special Publication 29, 64–158.
Khodabandehloo, Z., Ghaderi, M., Rastad, E., 2018. Mineralogy, structure and texture, and formation stages of the Golijeh intermediate-sulfidation epithermal deposit in the Tarom subzone of the Western Alborz-Azerbaijan zone [in Persian]. Advanced Applied Geology 8, 9–20. https://doi.org/10.22055/aag.2018.24286.1802
Kouhestani, H., Mokhtari, M.A.A., Qin, K., Zhao, J., 2019. Fluid inclusion and stable isotope constraints on ore genesis of the Zajkan epithermal base metal deposit, Tarom–Hashtjin metallogenic belt, NW Iran. Ore Geology Reviews 109, 564–584. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2019.05.014
Kullerud, G., 1953. The FeS–ZnS system, a geological thermometer. Ph. D thesis. University of Oslo, John Griegs Boktrykkeri, Bergen.
Li, C., Lang, X., Deng, Y., Li, Z., Zhan, H., Wu, C., ZunZhu, S., 2025. Genesis of the Sinongduo Ag-Pb-Zn deposit: Insights from fluid inclusions, in-situ δ18O, and trace elements compositions of quartz. Ore Geology Reviews 180, 106963. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2025.106963
Li, S.N., Ni, P., Bao, T., Li, C.Z., Xiang, H.L., Wang, G.G., Huang, B., Chi, Z., Dai, B.Z., Ding, J.Y., 2018. Geology, fluid inclusion, and stable isotope systematics of the Dongyang epithermal gold deposit, Fujian Province, southeast China: Implications for ore genesis and mineral exploration. Journal of Geochemical Exploration 195, 16–30. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2018.02.009
Liu, W., Zhang, X., Zhang, J., Jiang, M., 2018. Sphalerite Rb–Sr dating and in situ sulfur isotope analysis of the Daliangzi lead–zinc deposit in Sichuan Province, SW China. Journal of Earth Science 29, 573–586. https://doi.org/10.1007/s12583-018-0785-5
Liu, Y., Hou, Z., Yue, L., Zhuang, L., Ma, W., 2025. Local sulfur sources control the development of Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits worldwide. Global and Planetary Change 245, 105105. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2025.105105
Mehrabi, B., Chaghaneh, N., Taleh Fazel, E., 2014. Investigation of intermediate sulfidation epithermal mineralization of anomaly 4 in the Gelojeh deposit (north of Zanjan) based on ore mineralogy, alteration, and ore-forming fluid geochemistry. Journal of Economic Geology 6, 1–22. https://doi.org/10.22067/econg.v6i1.38302
Moller, P., 1985. Development and application of the Ga/Ge-Geothermometer for sphalerite from sediment hosted deposits. In: Germann, K. (Ed.), Geochemical Aspects of Ore Formation in Recent and Fossil Sedimentary Environments. Gebrüder Borntraeger, Berlin, pp. 15–30.
Nejadhadad, M., Salamab Ellahi, S., 2025. Ore deposition processes in the Qamishlu lead deposit, southwest of Isfahan, Iran: Insights from geological, structural-textural, and sulfur isotope evidence. Advanced Applied Geology 15, 87–105. https://doi.org/10.22055/aag.2026.50275.2528
Ohmoto, H., 1972. Systematics of sulfur and carbon isotopes in hydrothermal ore deposits. Economic Geology 67, 551–578. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.67.5.551
Ohmoto, H., Rye, R.O., 1979. Isotopes of sulfur and carbon. In: Barnes, H.L. (Ed.), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. John Wiley and Sons, New York, pp. 509–567.
Roedder, E., 1984. Fluid Inclusions. Reviews in Mineralogy, Mineralogical Society of America, Washington, D.C., 644 pp.
Rye, R.O., 1993. The evolution of magmatic fluids in the epithermal environment; the stable isotope perspective. Economic Geology 88, 733–752. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.88.3.733
Scott, S.D., Barnes, H.L., 1971. Sphalerite geothermometry and geobarometry. Economic Geology 66, 653–669. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.66.4.653
Seal, R.R., 2006. Sulfur isotope geochemistry of sulfide minerals. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 61, 633–677. https://doi.org/10.2138/rmg.2006.61.12
Sharp, Z.D., Essene, E.J., Hunziker, J.C., 1993. Stable isotope geochemistry and phase equilibria of coesite-bearing whiteschists, Dora Maira Massif, western Alps. Contributions to Mineralogy and Petrology 114, 1–12. https://doi.org/10.1007/BF00307861
Shepherd, T.J., Rankin, A.H., Alderton, D.H.M., 1985. A Practical Guide to Fluid Inclusion Studies. Blackie, Glasgow, 239 pp.
Simmons, S.F., Mauk, J.L., Simpson, M.P., 2000. The mineral products of boiling in the Golden Cross epithermal deposit. In: Proceedings of the New Zealand Minerals and Mining Conference, Crown Minerals, pp. 209–216.
Sun, Q.F., Wang, K.Y., Sun, F.Y., Zhang, M., Zhao, C.G., Sun, L.X., 2022. Fluid evolution and ore genesis of Cu–Pb–Zn veins in the Panjiaduan deposit, Great Xing’an Range, NE China: evidence from fluid inclusion and H–O–He–Ar isotopes. Geological Magazine 159, 1663–1680. https://doi.org/10.1017/S0016756822000425
Whitney, D.L., Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist 95, 185–187. https://doi.org/10.2138/am.2010.3371
Wilkinson, J.J., 2001. Fluid inclusions in hydrothermal ore deposits. Lithos 55, 229–272. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(00)00047-5
Zhao, Y., Tian, H., Li, J., Chen, S., Zhao, J., 2022. Constraints on the genesis of the Laochang Pb–Zn ore, Gejiu district, Yunnan: Evidence from sulfide trace element and isotope geochemistry. Ore Geology Reviews 150, 105162. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.105162