زمین‌ شناسی، کانی‌ شناسی و ژئوشیمی آنومالی فرومنگنز فرزنه، شرق مجموعه معدنی سنگان خواف

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 2، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 12، تیر 1394، صفحه 23-37   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v7i1.44694

نویسندگان

نازی مظهری¹؛ آزاده ملکزاده شفارودی^{* 1}؛ مجید قادری²

¹فردوسی مشهد

²تربیت مدرس

چکیده

محدوده اکتشافی فرزنه از آنومالی‌های منتهاالیه شرقی مجموعه معدنی سنگان خواف است، که در جنوب‌شرق مشهد قرار دارد. زمین‌شناسی این منطقه شامل شیل‌، ماسه‌سنگ‌ و واحدهای کربناته به سن ژوراسیک و توده‌های نفوذی ترشیری با ترکیب گرانیتی است. ورود سیالات گرمابی موجب تبلور دوباره سنگهای کربناتی و دگرسانی پروپیلیتیک در آنها و کانه‌زایی آهن و منگنز به شکل توده‌ای، استراتاباند و به‌صورت دیرزاد شده‌ است که رخداد کانی‌سازی از الگوی تکتونیک منطقه پیروی می‌کند.
کانی‌سازی در منطقه اکتشافی فرزنه محدود به اکسید‌های آهن و منگنز شامل گوتیت، هماتیت، پیرولوسیت، پسیلوملان و به میزان کمتر کریپتوملان است. انجام آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نیز کانی‌زایی فرومنگنز و رخداد اکسیدهای آهن و منگنز را تأیید می‌کند. نتایج آنالیزهای ژئوشیمی (XRF و ICP-MS) نشان می‌دهد که تغییرات آهن از 5/43 تا 68 درصد، منگنز از 9/1 تا 8/4 درصد، مس از 20 تا 1063 گرم در تن و دامنه تغییرات برای آرسنیک از 20 تا 1269 پی‌پی‌ام است. نسبت Fe/Mn در نمونه‌های این منطقه از 15 تا 25 و نسبت LREE/HREE از 58/2 تا 78/13 در تغییر می‌باشد. غنی‌شدگی ملایمی از LREE و آنومالی مثبت Eu در داده‌های ژئوشیمی مشاهده می‌شود. براساس مقادیر اکسید‌های اصلی Fe، Mn و Siو همچنین عناصر فرعیCu ،Ni ، Co، Zn، Pb،، Mo، V، As کانی‌سازی محدوده اکتشافی فرزنه دارای منشأ گرمابی است. مدل کانی‌سازی و رخداد آنومالی فرومنگنز فرزنه، هیچ ارتباط و شباهتی با کانی‌زایی اسکارن آهن در بخش اصلی مجموعه معادن سنگان ندارد و این آنومالی مرتبط با فعالیت سیالات گرمابی (کانی‌سازی سولفیدی شسته شده) که احتمالاً جوانتر از کانی‌سازی اسکارن در منطقه هستند و از طریق زون‌ گسلی به اعماق کمتر و سطح زمین راه پیدا کرده‌اند، می باشد.

کلیدواژه‌ها

ژئوشیمی؛ فرو‌منگنز؛ فرزنه؛ آنومالی‌ های شرقی؛ معدن سنگان؛ کمربند خواف- کاشمر- بردسکن

مراجع

Anschutz, P., Dedieu, K., Desmazes, F. and Chaillou, G., 2005. Speciation, oxidation state, and reactivity of particulate manganese in marine sediments. Chemical Geology, 218(3): 265–327.

Baioumy, H.M., Khedr, M.Z. and Ahmed, A.H., 2013. Mineralogy, geochemistry and origin of Mn in the high-Mn iron ores, Bahariya Oasis, Egypt. Ore Geology Reviews, 53(2013): 63-76.

Boomeri, M., 1998. Petrography and geochemistry of the Sangan iron skarn deposit and related igneous rocks, northeastern Iran. Unpublished Ph.D. thesis, Akita University, Japan, 226 pp.

Boynton, W.V., 1984. Geochemistry of the rare-earth elements: meteorite studies. In: P. Henderson (Editor), Rare Earth Element Geochemistry. Elsevier, Amsterdam, pp. 63-114.

Canet, C., Bandy, W.L., Prol-Ledesma, R.M., Schaaf, P., Linares, C., Tauler, E. and Mortera-Gutierrez, C., 2008. Mineralogical and geochemical constraints on the origin of ferromanganese crusts from the Rivera Plate (western margin of Mexico). Marine Geology, 251(1-2):47-59.

Chen, D., Qing, H., Yan, X.and Li, H., 2006. Hydrothermal venting and basin evolution (Devonian, South China): Constraints from rare earth element geochemistry of chert. Sedimentary Geology, 183(3-4): 203–216.

Crerar, D.A., Namson, J., Chyi, M.S., Williams, L. and Feigenson, M.D., 1982. Manganiferous cherts of the Franciscan Assemblage: I. General geology, ancient and modern analogues and implications for hydrothermal convection at oceanic spreading centers. Economic Geology, 77(3): 519-540.

Fan, D. and Yang, P., 1999. Introduction to and classification of manganese deposits of China. Ore Geology Reviews, 15(1): 1–13.

Golmohammadi, A., Karimpour, M.H., Malekzadeh Shafaroudi, A. and Mazaheri S.A., 2015. Alteration-mineralization, and radiometric ages of the source pluton at the Sangan iron skarn deposit, northeastern Iran. Ore Geology Reviews, 65(2): 545-563.

Heshmatbehzadi, K. and Shahabpour, J., 2010. Metallogeny of manganese and ferro-manganese ores in Baft ophiolitic Melange, Kerman, Iran. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 4(2): 302–313.

Hongo, Y. and Nozaki, Y., 2001. Rare earth element geochemistry of hydrothermal deposits and Calyptogena shell from the Iheya Ridge vent field, Okinawa Trough. Geochemical Journal, 35(5): 347–354.

Jach, R. and Dudek, T., 2005. Origin of a Toarcian manganese carbonate/silicate deposit from the Kriˇzna unit, Tatra Mountains, Poland. Chemical Geology, 224(1-3): 136–152.

Karakus, A., Yavuz, B. and Koc, S., 2010. Mineralogy and major trace element geochemistry of the Haymana manganese mineralizations, Ankara, Turkey. Geochemistry International, 48(10): 1014–1027.

Karimpour, M.H., 1991. Source and formation of Sangan iron mine. Iron Stone Conference, Department of Geology, University of Tehran, Tehran, Iran. (in Persian)

Karimpour, M.H., 1995. Geochemistry and mineralogy of Sangan iron mine, Khorasan. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 2(2): 145–156. (in Persian with English abstract)

Karimpour, M.H., 1999. Temperature, formation, and magnetite paragenesis in different places of Sangan iron mine. 17th Symposium of the Geological Society of Iran, Tehran, Iran.

Karimpour, M.H., 2004. Mineralogy, alteration, source rock, and tectonic setting of iron-oxides Cu–Au deposits and examples of Iran. 11th Conference of Iranian Society of Crystallography and Mineralogy, University of Yazd, Yazd, Iran.

Karimpour, M.H. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2006. Comparison of the geochemistry of source rocks at Tannurjeh Au-bearing magnetite and Sangan Au-free magnetite deposits, Khorasan Razavi, Iran. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 13(1): 3–26. (in Persian with English abstract)

Karimpour, M.H. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2008. Skarn geochemistry – mineralogy and petrology of source rock, Sangan iron mine, Khorasan Razavi, Iran. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 17(65), 108–125. (in Persian with English abstract)

Karimpour, M.H., Saadat, S. and Malekzadeh Shafaroudi, A., 2006. Geochemistry, petrology and mineralization of Tannurjeh porphyry gold–copper. Journal of Sciences, University of Tehran, 32: 175–189. (in Persian with English abstract)

Nath, B.N., Plüger, W.L. and Roelandts, I., 1997. Geochemical constraints on the hydrothermal origin of ferromanganese encrustation from the Rodriguez Triple Junction, Indian Ocean. K. Nicholson, J.R. Hein, B. Bühn and S. Dasgupta (Editors), Manganese mineralization: geochemistry and mineralogy of terrestrial and marine deposits. Geological Society Special Publication 119, pp. 199–211.

Nicholson, K., 1992. Contrasting mineralogical–geochemical signatures of manganese oxides: guides to metallogenesis. Economic Geology, 87(5): 1253–1264.

Nicholson, K., Nayak, V.K. and Nanda, J.K., 1997. Manganese ores of the Ghoriajhor-Monmunda area, Sundergarh District, Orissa, India: geochemical evidence for a mixed Mn source. Geological Society of London Special Publication, 119: 117–121.

Oksuz, N., 2011. Geochemical characteristics of the Eymir (Sorgun-Yozgat) manganese deposit. Journal of Rare Earths, 29(2-3): 287-296.

Ostwald, J., 1992. Genesis and paragenesis of the tetravalent manganese oxides of the Australian continent. Economic Geology, 87(5): 1237–1252.

Owen, A.W., Armstrong, H.A. and Floyd, J.D., 1999. Rare earth elements in chert clasts as provenance indicators in the Ordovician and Silurian of the Southern Uplands of Scotland. Sedimentary Geology, 124(1): 185–195.

Polgari, M., Hein, J.R., Vigh, T., Szabo-Drubina, M., Forizs, I., Biro, L., Müller, A. and Toth, A.L., 2012. Microbial processes and the origin of the Úrkút manganese deposit, Hungary. Ore Geology Reviews, 47: 87–109.

Rona, P.A., 1978. Criteria for recognition of hydrothermal mineral deposits in Oceanic crust. Economic Geology, 73(2): 135–160.

Shah, M.T. and Khan, A., 1999. Geochemistry and origin of Mn-deposits in the Waziristan ophiolite complex, north Waziristan, Pakistan. Mineralium Deposita. 34(7): 697–704.

Shah, M.T. and Moon, C.J., 2004. Mineralogy, geochemistry and genesis of the ferromanganese ores from the Hazara area, NW Himalayas, northern Pakistan. Journal of Asian Earth Sciences, 23(1), 1–15.

Shah, M.T. and Moon, C.J., 2007. Manganese and ferromanganese ores from different tectonic settings in the NW Himalayas, Pakistan. Journal of Asian Earth Sciences, 29(2-3): 455–465.

Stumm, W. and Morgan, J.J., 1996. Aquatic Chemistry. John Wiley and Sons, New York, 1040 pp.

Toth, J.R., 1980. Deposition of submarine crusts rich in manganese and iron. Geological Society of America Bulletin, 91(1): 44–54.

Whitney, D.L., Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95(1): 185–187.

Xu Bao, S., Yang Zhou, H., Tong Peng, X., Wu Ji, F. and Qiang Yao, H., 2008. Geochemistry of REE and yttrium in hydrothermal fluids from the Endeavour segment. Juande Fuca Ridge. Geochemical Journal, 42(4): 359–370.

Zarasvandi, A., Lentz, D., Rezaei, M. and Pourkaseb, H., 2013. Genesis of the Nasirabad manganese occurrence, Fars province, Iran: Geochemical evidences. Chemie der Erde, 73(4):495– 508.