مدل سازی هندسی میان بار‌های سیال به منظور پیش بینی ویژگی‌های ریزدماسنجی (مطالعه موردی: کانسار سرب و روی مهدی آباد)

زمین شناسی اقتصادی

مقاله 7، دوره 11، شماره 1 - شماره پیاپی 20، 1398، صفحه 147-167   

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.v11i1.66558

نویسندگان

امین حسین مرشدی^* ؛ سید حسین مجتهدزاده؛ امیر حسین کوهساری

دانشگاه یزد

چکیده

امروزه، روش‌های گوناگونی برای اکتشاف کانسار‌ها و نهشته‌های معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از روش‌های در حال گسترش برای اکتشاف کانسار‌ها، منابع زمین­‌گرمایی و مخازن نفت و گاز، استفاده از میان­‌بار­های سیال است. بررسی‌های مختلفی از قبیل سنجش دما، فشار، شوری و ویژگی و فازهای سیال‌­های مختلف در زمینه میان­‌بار‌های سیال قابل انجام است. در این پژوهش، با استفاده از مدل­‌سازی هندسی میان­‌بار‌های سیال، ویژگی‌های ریزدماسنجی آنها بررسی‌شده و اطلاعات مربوط به‌ میان­‌بار‌ سیال از طریق نمودار‌های فشار، دما و شوری استخراج‌شده است. یکی از مؤلفه‌هایی که در مطالعه میان­‌بار‌های سیال مورد بررسی قرار می‌گیرد، شکل و هندسه میان­‌بار‌ سیال است که فعالیت انجام ­شده در این زمینه به‌ تخمین درجه پُرشدگی میان‌بارهای سیال در حالت سه‌­بعدی منجر‌شده است و می­‌توان به کمک آن، بدون فعالیت‌های زمان‌­بر و هزینه‌­بر گرمایش و سرمایش، اطلاعاتی مفید در زمینه دما، فشار، میزان شوری و عمق تشکیل به­‌دست آورد. در این پژوهش، کانسار سرب و روی مهدی‌آباد به‌عنوان مطالعه موردی انتخاب‌شده است. پس از تهیه مقاطع دوبر صیقل مناسب برای بررسی میان­‌بار‌های سیال و عکس‌­برداری به­‌صورت دو­بعدی از مقاطع، با اندازه­‌گیری مساحت کل، حباب و لکه میان­‌بار‌ سیال و با محاسبه بعد سوم میان­‌بار‌ سیال، درجه پرشدگی به‌صورت دو­بعدی و سه­‌بعدی محاسبه‌شد. سپس با انتخاب مدل مناسب سه­‌بعدی میا‌ن­‌بار سیال بسته به ­هندسه آن (که از نوع شش­‌ ضلعی هرمی و بیضی­‌گون بود)، درجه پرشدگی حالت دو­بعدی (سطحی) به‌حالت سه­‌بعدی (حجمی) تبدیل‌شد که نتایج مدل محاسباتی با خروجی­‌های مدل هندسی دارای همخوانی بالایی بوده و نسبت درجه پرشدگی دوبعدی به سه‌­بعدی، در مدل محاسباتی و هندسی به‌­ترتیب برابر 75/0 و 77/0 است. در کانسار سرب و روی مهدی­‌آباد، مدل­‌سازی سه­‌بعدی هندسی نمونه­‌هایی از میان‌­بار‌های سیال مشخص‌کرد که میان‌­بار‌های سیال با درجه پرشدگی فاز گازی تقریبی 25% و چگالی بین 65/0 تا 8/0 گرم بر سانتی‌­متر مکعب، دارای دمای یکنواختی بین 100 تا 200 (دمای میانه 150) درجه سانتی‌گراد، فشار بین 400 تا 500 اتمسفر، دمای سازندی بین 250 تا 350 درجه سانتی‌گراد، شوری بین 10 تا 15 درصد معادل نمک طعام و عمق تشکیل بین 150 تا 200 متر است که سازگاری مناسبی با نوع کانسارهای مشابه سرب و روی مهدی­‌آباد دارد.

کلیدواژه‌ها

میانبار‌ سیال

مراجع

Adeli, Z., Rasa, I. and Darvishzadeh, A., 2015. Fluid inclusion study of the ore-quartz veins at Haftcheshmeh porphyry copper (Mo) deposit, Ahar–Arasbaran Magmatic Belt, NW Iran. Ore Geology Reviews, 65(2): 502–511.

Andersen, T., Frezzotti, M.L. and Burke, E.A.J., 2001. Fluid inclusions, Phase relationships - methods– applications [Special Issue]. Lithos, 55(1–4): 1–322.

Anderson, A.J. and Bodnar, R.J., 1993. An adaptation of the spindle stage for geometric analysis of fluid inclusions. American Mineralogist, 78(1): 657–664.

Aplin, A.C, Macleod, G., Larter, S.R., Pedersen, K.S., Sorensen, H. and Booth, T., 1999. Combined use of confocal laser scanning microscopy and PVT simulation for estimating the composition and physical properties of petroleum in fluid inclusions. Marine and Petroleum Geology, 16(2): 97–110.

Bakker, R.J., 2003. Package FLUIDS 1. Computer programs for analysis of fluid inclusion data and for modeling bulk fluid properties. Chemical Geology, 194(1–3): 3-23.

Bakker, R.J. and Elburg, M.A., 2006. A magmatic-hydrothermal transition in Arkaroola (northern Flinders Ranges, South Australia): from diopside–titanite pegmatites to hematite–quartz growth. Contributions to Mineralogy and Petrology, 152(5): 541–569.

Bakker, R.J. and Larryn, W.D., 2006. Estimation of volume fractions of liquid and vapor phases in fluid inclusions, and definition of inclusion shapes. American Mineralogist, 91(1): 635–657.

Becker, S.P., Eichhubl, P., Laubach, S.E., Reed, R.M., Lander, R.H. and Bodnar, R.J., 2010. A 48 m.y. history of fracture opening, temperature and fluid pressure: cretaceous Travis Peak Formation, East Texas basin. Bulletin of the Geological Society of America, 122 (7–8): 1081–1093.

Bodnar, R.J., Reynolds, T.J. and Kuehn, C.A., 1985. Fluid-inclusion systematics in epithermal systems. Reviews in Economic Geology, 2(1): 73–97.

Chapple, K., 2003. The Mehdiabad zinc deposit—a Tethyan giant. 7th Biennial SGA Meeting, National Technical University of Athens, Athens, Greece.

Chi, G., Dube, B. and Williamson, K., 2002. Preliminary fluid-inclusion microthermic study of fluid evolution and temperature-pressure conditions in the Goldcorp High-Grade zone, Red Lake mine, Ontario. Geological Survey of Canada, Ottawa, Current Research 2002-C27, 12 pp.

Dilley, L.M., Norman, D.I. and Berard, B., 2004. Fluid inclusion stratigraphy: new method for geothermal reservoir assessment preliminary results. 29th Workshop of Geothermal Reservoir Engineering. Stanford University, California, USA.

Ebrahim-Mohseni, M., 2011. Study of genesis of Mehdiabad deposit using fluid inclusion and stable isotope. M.Sc thesis, Damghan University, Damghan, Iran, 166 pp. (in Persian with English abstract)

Emsbo, P., 2009. Geologic criteria for the assessment of sedimentary exhalative (sedex) Zn-Pb-Ag deposits. U.S. Geological Survey, Open-File Report 2009−1209, 21 pp.

Garofalo, P.S., Fricker, M.B., Günther, D., Bersani, D. and Lottici, P.P., 2014. Physical-chemical properties and metal budget of Au-transporting hydrothermal fluids in orogenic deposits. Geological Society, London, Special Publications, 402(1): 71–102.

Ghasemi, M., 2007. Genesis of Mehdiabad Pb–Zn deposit and comparing with other Pb–Zn deposits. M.Sc. Thesis, Research Institute for Earth Science, Geological Survey of Iran, Tehran, Iran, 238 pp. (in Persian with English abstract)

Ghasemi, M., Momenzadeh, M., Yaghubpur, A. and Mirshokraei, A.A., 2009. Mineralogy studies of Mehdiabad zinc-lead deposit- Yazd, Central Iran. Geosciences Scientific Quarterly Journal, 16(73): 89–98. (in Persian with English abstract)

Hall, D.L., Sterner, S.M., Shentwu, W. and Bigge, M.A., 2002. Applying fluid inclusions to petroleum exploration and production. American Association of Petroleum Geologists, Search and Discovery, article#40042, www.searchanddiscovery.com/documents/donhall/images/hall3.pdf.

Hossein Morshedy, A., Kohsary, A.H. and Shakery Varzaneh, M.R., 2017. Modeling the geochemical distribution of rare earth elements (REEs) using multivariate statistics in the eastern part of Marvast placer, the Yazd province. Journal of Economic Geology, 9(1): 249–263. (in Persian with English abstract)

Hossein Morshedy, A., Mojtahedzadeh, H. and Kohsary, A.H., 2008. Measuring microthermic parameters of fluid inclusion with studying their geometries and models, case study: Mehdiabad Pb–Zn deposit. 15th Symposium of Crystallography and Mineralogy of Iran, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. (in Persian with English abstract)

Hosseini, S.A., Asghari, O. and Emery, X., 2017. Multivariate simulation of block-support grades at Mehdiabad deposit, Iran. Applied Earth Science, 126(3): 146–157.

Karimpour, M.H., Malekzadeh Shafaroudi, A., Esmaeili Sevieri, A., Shabani, S., Allaz, J.A. and Stern, C.R., 2017. Geology, mineralization, mineral chemistry, and ore-fluid conditions of Irankuh Pb-Zn mining district, south of Isfahan. Journal of Economic Geology, 9(2): 267–294. (in Persian with English abstract)

Kelly, J., Parnell, J. and Chen, H.H., 2000, Application of fluid inclusions to studies of fractured sandstone reservoirs. Journal of Geochemical Exploration, 69–70(1): 705–709.

Kesler, S.E., Haynnes, P.S., Creech, M.Z. and Gorman, J.A., 1986. Application of fluid inclusion and rock-gas analysis in mineral exploration. Journal of Geochemical Exploration, 25(1–2): 201–215.

Maghfouri, S., Hosseinzadeh, M.R., Rajabi, A. and Choulet, F., 2018. A review of major non-sulfide zinc deposits in Iran. Geoscience Frontiers, 9(1): 249–272.

Moncada, D., Mutchler, S., Nieto, A., Reynolds, T.J., Rimstidt, J.D. and Bodnar, R.J., 2012. Mineral textures and fluid inclusion petrography of the epithermal Ag–Au deposits at Guanajuato, Mexico: Application to exploration. Journal of Geochemical Exploration, 114(1): 20–35.

Moon, K.J., 1991. Application of fluid inclusions in mineral exploration. Journal of Geochemical Exploration, 42(1): 205–221.

Rajabi, A., Rastad, E. and Canet, C., 2012. Metallogeny of Cretaceous carbonate-hosted Zn–Pb deposits of Iran: geotectonic setting and data integration for future mineral exploration. International Geology Review, 54(14): 1649–1672.

Roedder, E., 1984a. Fluid inclusion; Review in mineralogy. Volume 12, Mineralogical Society of America, BookCrafters, Colorado, USA, 644 pp.

Roedder, E., 1984b. The fluids in salt. Mineralogical Society of America, 69(1): 413–439.

Roedder, E. and Bodnar, R.J. 1997. Fluid inclusion studies of hydrothermal ore deposits, In: H.L. Barnes (Editor), Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. John Wiley & Sons, New York, pp. 657–698.

Shepherd, T.J., Rankin, A.H. and Alderton, D.H.M., 1985. A practical guide to fluid inclusion studies. Blackie, London, 239 pp.

Steele-MacInnis, M., Lecumberri-Sanchez, P. and Bodnar, R.J., 2015. Synthetic fluid inclusions XX. Critical PTx properties of H 2 O–FeCl 2 fluids. Geochimica et Cosmochimica Acta, 148(1): 50–61.

Stoller, P., Krüger, Y., Rička, J. and Frenz, M., 2007. Femtosecond lasers in fluid inclusion analysis: Three-dimensional imaging and determination of inclusion volume in quartz using second harmonic generation microscopy. Earth and Planetary Science Letters, 253(3–4): 359–368.

Tale Fazel, E., Mehrabi, B., Zamanian, H. and Hayatalgheybi, M., 2017. Pressure-temperature condition and hydrothermal-magmatic fluid evolution of the Cu-Mo Senj deposit, Central Alborz: fluid inclusion evidence. Journal of Economic Geology, 8(2): 431–455.

Teinturier, S., Pironon, J. and Walgenwitz, F., 2002. Fluid inclusions and PVTX modelling: examples from the Garn Formation in well 6507/2-2, Haltenbanken, Mid-Norway. Marine and Petroleum Geology, 19(6):755–765.

Wilkinson, J.J., 2017. Metastable freezing: A new method for the estimation of salinity in aqueous fluid inclusions. Economic Geology, 112(1): 185–193.

Yuan, X., Mayanovic, R.A., Zheng, H. and Sun, Q., 2017. Determination of pressure in aqueo-carbonic fluid inclusions at high temperatures from measured Raman frequency shifts of CO2. American Mineralogist, 102(2): 404–411.

Zarasvandi, A., Asadi, F., Pourkaseb, H., Ahmadnejad, F. and Zamanian, H., 2015. Hydrothermal Fluid evolution in the Dalli porphyry Cu-Au Deposit: Fluid Inclusion microthermometry studies. Journal of Economic Geology, 7(2): 277–306. (in Persian with English abstract)