پتروژنز و زمین‌ شیمی عناصر کمیاب توده‌ های نفوذی، زون‌ های اسکارنی و کانسنگ اسکارن آهن شترسنگ، شمال‌ غرب نیشابور

زمین شناسی اقتصادی

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 37، شهریور 1402، صفحه 135-161   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.2023.80972.1067

نویسندگان

مجتبی حیدری¹؛ سید احمد مظاهری^{* 2}

¹دانشجوی دکتری، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²استاد، گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

اسکارن آهن شترسنگ در 60 کیلومتری شمال‌غرب نیشابور در استان خراسان رضوی و در کمربند ماگمایی قوچان- سبزوار قرار دارد. نفوذ واحدهای نیمه عمیق ائوسن به درون سنگ‌های آهکی کرتاسه به اسکارن زایی در منطقه منجر شده است. این واحدها بر اساس ویژگی‌های زمین‌شیمیایی به دو گروه سینیت پورفیری و گرانودیوریت پورفیری تقسیم شده‌اند. توده‌های نفوذی از نوع I (اکسیدان)، متاآلومینوس بوده و محیط زمین‌ساختی توده‌ها زون فرورانش حاشیه قاره است. مقایسه توان کانه‌زایی توده‌های این منطقه بر اساس استفاده از نمودار SiO₂ در برابر Na₂O+K₂O، MgO، K₂O و نیز Ni-V نشان‌دهنده بارور بودن آنها از نظر تشکیل اسکارن آهن و مس است. سینیت پورفیری منشأ این کانی‌سازی است و منیزیم موجود در اسکارن، از سیال گرمابی گرفته‌شده است. نمودار نسبت‌های (Pr/Yb)n، Ce/Ce* و Eu/Eu* حضور آب‌های جوی را نیز در تشکیل زون اسکارن تأیید می‌کند. سیال اولیه که آنومالی مثبت  Ce/Ce* و Eu/Eu* دارد، شرایط اسیدی و اکسیدان و دمای بالا داشته و تشکیل پیروکسن اسکارن داده است. بخشی از کانی‌سازی مگنتیت در این زون تشکیل‌شده و در این شرایط بیشترین میزان REE وارد شبکه پیروکسن اسکارن شده و سیال را از نظر REE رقیق‌کرده است و همین عامل به کاهش شدید میزان REE در زون کانی‌سازی منجر شده است. آنومالی منفی Ce/Ce* و Eu/Eu*  بازگو کننده شرایط قلیایی با تمرکز کمتر محتوای REE را نشان می‌دهد که منطبق بر کلریت اسکارن است. بیشترین میزان کانی‌سازی در این زون تشکیل‌شده است.

کلیدواژه‌ها

اسکارن؛ زون فرورانش؛ مگنتیت؛ عناصر کمیاب خاکی؛ شترسنگ؛ کمربند ماگمایی قوچان- سبزوار

مراجع

Alavi, M., 1991. Sedimentary and structural characteristics of the Paleo-Tethys remnants in northeastern Iran. Geological Society of America Bulletin, 103(8): 983–992. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1991)103%3C0983:SASCOT%3E2.3.CO;2

Amini, B. and Khannazer, N.h., 2000. Geological map of Mashkan, scale 1:100,000. Geological Surver of Iran.

Arjmandzadeh, R., Almasi, A., Nabatian, G., Li, Q., Nourian, S. and Jafarie, T., 2022. Zircon U–Pb dating, geochemistry, and geology of Shotorsang hypabyssal granitoids, southern Quchan (northeast of Iran). Petrological Journal, 13(3): 105–130. https://doi.org/10.22108/ijp.2022.132228.1263

Arjmandzadeh, R. and Santos, J.F., 2014. Sr–Nd isotope geochemistry and tectonomagmatic setting of the Dehsalm Cu–Mo porphyry mineralizing intrusives from Lut Block, eastern Iran. International Journal of Earth Sciences, 103: 123–140. https://doi.org/10.1007/s00531-013-0959-4

Asadi, S., 2009. Study of iron mineralization in metamorphic rock in Kohe germez – Kohe sorkh (Qatruyeh). University of Shiraz, Shiraz, Iran, 154 pp.

Asadi-Avargane, M., Rezaei-Kahkhaei, M. and Ghasemi, H., 2020. Petrology and geochemistry of adakitic dacites of the Qarah Chay Neogene caldera, SE Quchan. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 29(114): 241–250.  https://doi.org/10.22071/gsj.2019.171867.1614

Aubert, D., Stille, P. and Probst, A., 2001. REE fractionation during granite weathering and removal by waters and suspended loads: Sr and Nd isotopic evidence. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65(1–3): 387–406. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(00)00546-9

Boynton, W.V., 1984. Cosmochemistry of the rare earth elements: meteorite studies. In: P. Henderson (Editor), Developments in geochemistry 2, Elsevier, Amesterdam, pp. 63–114. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-42148-7.50008-3

Brooking, D.G., 1984. Geochemical aspects of radioactive waste disposal. Springer, New York, 374 pp.

Chappell, B.W. and White, A.J., 2001. Two contrasting granite types: 25 years later. Australian journal of earth sciences, 48(4): 489–499. https://doi.org/10.1046/j.1440-0952.2001.00882.x

Cox, K.‌G., Bell, J.D. and Pankhurst, R.J. (translated by S.A. Amini), 1979. The interpretation of igneous rocks. Mobtakeran, Tehran, 261 pp.

Crinci, J. and Jurkowic, I., 1989. Rare earth elements in triassic bauxites of Croatia (Yugoslavia). Travaux du Comité international pour l'étude des bauxites, de l'alumine et de l'aluminium, 19(22): 239–248. Retrieved June 11, 2021 from http://pascal-francis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=6631824  

Defant, M.J. and Drummond, M.S., 1993. Mount St. Helens: potential example of the partial melting of the subducted lithosphere in a volcanic arc. Geology, 21(6): 547–550. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1993)021%3C0547:MSHPEO%3E2.3.CO;2

Fathabadi, F., 2014. Geology, petrology and geochemistry of subvolcanic domes of Moghiseh area (SW-Sabzevar). M.Sc. thesis, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran, 164 pp.

Ghasemi, H., Sadeghian, M., Khanalizadeh, A. and Tanha, A., 2010. Petrology, geochemistry and radiometric ages of high silica adakitic domes of Neogene continental arc, south of Quchan. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 18(3): 347–370. (in Persian with English abstract) Retrieved June 01, 2023 from http://ijcm.ir/article-1-505-fa.html

Gholami, S., 2009. Geology, mineralization, geochemistry, and magnetometry of Shotor Sang iron deposit, NE Sabzevar, M.Sc thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran, 240 pp.

Jamshidi, K., Ghasemi, H. and Sadeghian, M., 2014. Petrology and geochemistry of the Sabzevar post-ophiolitic high silica adakitic rocks. Petrological Journal, 5(17): 51–68. Retrieved May 7, 2022 from https://ijp.ui.ac.ir/article_16159.html?lang=en

Karimpour, M.H., Malekzadeh Shafaroudi, A., Esphandiarpour, A. and Mohammad Nejad, H., 2012. Neyshabour turquoise mine: the first Iron Oxide Cu-Au-U-LREE (IOCG) mineralized system in Iran. Journal of Economic Geology, 3 (2): 193–216. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22067/econg.v3i2.11420

Kato, Y., 1999. Rare Earth Elements as an Indicator to Origins of Skarn Deposits: Examples of the Kamioka Zn‐Pb and Yoshiwara‐Sannotake Cu (–Fe) Deposits in Japan. Resource Geology, 49(4): 183‌–198. https://doi.org/10.1111/j.1751-3928.1999.tb00045.x

Kikawada, Y., Ossaka, T., Oi, T. and Honda, T., 2001. Experimental studies on the mobility of lanthanides accompanying alteration of andesite by acidic hot spring water. Chemical Geology, 176(1–4): 137–149. https://doi.org/10.1016/S0009-2541(00)00375-2

Küpeli, Ş., Arik, F. and Zedef, V., 2009. Rare earth element (REE) geochemistry and genetic implications of the Mortaş bauxite deposit (Seydişehir/Konya-Soutern Turkey). Chemie der Erde Geochemistry, 69: 143–159. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2008.04.005

Kuşçu, İ., Kuşcu, G.G., Meinert, L.D. and Floyd, P.A., 2002. Tectonic setting and petrogenesis of the Çelebi granitoid, (Kırıkkale-Turkey) and comparison with world skarn granitoids. Journal of Geochemical Exploration, 76(3): 175–194. https://doi.org/10.1016/S0375-6742(02)00254-6

Malekzadeh Shafaroudi, A., 2018. Study of Au±Cu mineralization of Jalambadan area (NW Sabzavar) based on mineralogy of alteration and mineralization zones, and geochemistry. Iranian Journal of Crystallography and Mineralogy, 26(1): 31–46. Retrieved September 21, 2022 from http://ijcm.ir/article-1-1049-en.html

Malekzadeh Shafaroudi, A. and Karimpour, M.H., 2015. Mineralization and Fluid Inclusion Studies of the Khanlogh Iron Oxide-Apatite Deposit, Northeast of Iran. Advanced Applied Geology, 5(3): 59–71. (in Persian with English abstract) https://doi.org/10.22055/aag.2015.11825

Martin-Izard, A., Fuertes-Fuente, M., Cepedal, A., Moreiras, D., Nieto, J.G., Maldonado, C. and Pevida, L.R., 2000. The Rio Narcea gold belt intrusions: geology, petrology, geochemistry and timing. Journal of Geochemical Exploration, 71(2): 103–117. https://doi.org/10.1016/S0375-6742(00)00148-5 

Meinert, L.D., 1984. Mineralogy and petrology of iron skarns in western British Columbia, Canada. Economic Geology, 79(5): 869–882. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.79.5.869

Meinert, L.D., 1995. Compositional variation of igneous rocks associated with skarn deposits-chemical evidence for a genetic connection between petrogenesis and mineralization. Mineralogical Association of Canada Short Course Series, 23, pp. 401–418. Retrieved June 27, 2022 from https://cir.nii.ac.jp/crid/1571698599180175232

Mohammadi, E., Ghorbani, G. and Shafaii Moghadam, H., 2015. Geochemistry and Petrogenesis of the Adakites in the Southern Domains of the Northern Sabzevar Ophiolites; With Emphasis on Sr-Nd-Pb Isotopes Results. Scientific Quarterly Journal of Geosciences, 24(95): 51–62. https://doi.org/10.22071/gsj.2015.42381

Panahi, M., 2009. Geology, petrography, alteration and geochemistry in eastern part of Hamdi kaolin of Halak Abad (southwestern Sabzevar) with view of copper porphyry exploration, and study of mineralization, geochemistry and magnetometry in eastern of Abozar iron mine, Neyshabour (northeastern of Sabzevar), M.Sc thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, 411 pp.

Panahi, M., Heydarianshahri, M.R. and Karimpour, M.H., 2011. Geology, petrography and genesis of shotorsang skarn, NE Sabzevar. 16^th symposium of crystallography and mineralogy, University of Guilan Rasht, Iran. Retrieved December 11, 2020 from https://civilica.com/doc/180645/

Pearce, J.A., Harris, N.B. and Tindle, A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of petrology, 25(4): 956–983. https://doi.org/10.1093/petrology/25.4.956

Rard, J.A., 1988. Aqueous solubilities of praseodymium, europium, and lutetium sulfates. Journal of solution chemistry, 17: 499–517. https://doi.org/10.1007/BF00651459

Rollinson, H., 1993. Using geochemical data, Evaluation, Presentation, Interpretation. Harlow, United Kingdom, 352 pp.

Rossetti, F., Nasrabady, M., Vignaroli, G., Theye, T., Gerdes, A., Razavi, M.H. and Vaziri, H.M., 2010. Early Cretaceous migmatitic mafic granulites from the Sabzevar range (NE Iran): implications for the closure of the Mesozoic peri‐Tethyan oceans in central Iran. Terra Nova, 22(1): 26–34. https://doi.org/10.1111/j.1365-3121.2009.00912.x

Shand, S.J., 1943. Eruptive rocks: Their genesis, composition, classification, and their relation to ore-deposits with a chapter on meteorite. Nature 120: 872. https://doi.org/10.1038/120872a0

Spies, O., Lensch. G. and Mihem. A., 1983. Chemisrty of the post-ophiolithic tertiary volcanic between Sabzevar and Quchan, NE Iran, eodynamic project (geotraverse) in Iran. Geological Survey of Iran, Tehran, 20 pp.

Taylor, Y. and McLennan, S.M., 1985. The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford, 312 pp.

Wood, S.A., 1990. The aqueous geochemistry of the rare-earth elements and yttrium: 2. Theoretical predictions of speciation in hydrothermal solutions to 350 C at saturation water vapor pressure. Chemical Geology, 88(1–2): 99–125. https://doi.org/10.1016/0009-2541(90)90106-H

Yusoff, Z.M., Ngwenya, B.T. and Parsons, I., 2013. Mobility and fractionation of REEs during deep weathering of geochemically contrasting granites in a tropical setting, Malaysia. Chemical Geology, 349–350: 71–86. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.04.016   

Zaree, A., Malekzadeh Shafaroudi, A. and Karimpour, M.H., 2016. Khanlogh magnetite-apetite deposit, NW Neyshabour: Mineralogy, structure and texture, alteration, and determination of model. Iranaian Journal of Crystallography and Mineralogy, 24(1): 131–144. Retrieved June 01, 2023 from http://ijcm.ir/article-1-122-fa.html