کاربرد آنالیز EPMA آپاتیت در سامانه مس- مولیبدن پورفیری هفت چشمه به عنوان یک شاخص شیمیایی تعیین منشأ ماگما

زمین شناسی اقتصادی

دوره 16، شماره 1 - شماره پیاپی 40، 1403، صفحه 113-132   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/econg.2023.81046.1068

نویسندگان

شهره حسن پور^{* 1}؛ مریم آهنکوب²

¹دانشیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

²استادیار، گروه زمین‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

سیستم پورفیری مس-مولیبدن پورفیری هفت­چشمه در زون ماگمایی ارسباران و در زون ساختاری البرز-آذربایجان در شمال غرب ایران قرار گرفته است. از آنجایی که کانه‌زایی در این سیستم پورفیری، عمدتا در استوک­های گابرودیوریت و گرانودیوریت پورفیری رخ داده است، از ترکیبات شیمیایی کانی‌های تشکیل دهنده این دو استوک پورفیری برای شناسایی فرآیندهای ماگمایی و کانی‌سازی گرمابی در تشکیل آنها استفاده شده است. دماهای اشباع محاسبه‌ شده برای تمام آپاتیت‌ها (ماگمایی و گرمابی) محدوده‌ای از دماهای 830 تا 877 درجه سانتی‌گراد و فشارهای 0.11 تا 0.96 کیلوبار را نشان می‌دهد که مربوط به اعماق 4 تا 10 کیلومتری و با محتوای  H₂O_melt (3< wt.%) است و نشان دهنده منشا آنها از یک ماگمای کالک آلکالن آبدار عمیق است. همچنین نتایج آپاتیت­های تجزیه شده از ماگماهای کانه­دار نشان می­دهد که در شرایط اکسیدان بوسیله یک ماگمای نوع I و با ƒO₂ نسبتاً بالا تشکیل شده­اند.
بررسی روند تغییرات عناصر فرار نشان داده است که خروج مایع اولیه احتمالاً در دماهای ~ 712 تا 842 درجه سانتیگراد و تحت تأثیر ماگمای مافیک آبدار و اکسیدان که از قسمت­های عمیق­تر یک مخزن ماگمایی منشا گرفته، رخ داده است. تبلور تفریقی آپاتیت­ها ممکن است در طیف وسیعی از اختلاط ماگمایی گابرودیوریتی و گرانودیوریتی در یک اتاقک ماگمایی رخ داده باشد.
 

کلیدواژه‌ها

آپاتیت؛ الکترون مایکروپروپ؛ هفت‌چشمه؛ سامانه پورفیری مس- مولیبدن؛ ایران

مراجع

Adeli, Z., 2012. Mineralogy, geochemistry, genesis, and modeling of the Haftcheshmeh deposit, East Azerbaijan, Iran. Ph.D. Thesis, Islamic Azad University of Tehran, Science and Research Brunch, Tehran, Iran. 275 pp. (in Persian with English abstract)

Azadbakht, Z., Lentz, D.R. and McFarlane, C.R., 2018. Apatite chemical compositions from Acadian-related granitoids of New Brunswick, Canada: implications for petrogenesis and metallogenesis. Minerals, 8‌(12): 598.  https://doi.org/10.3390/min8120598

Bao, B., Webster, J.D., Zhang, D.H., Goldoff, B.A. and Zhang, R.Z., 2016. Compositions of biotite, amphibole, apatite and silicate melt inclusions from the Tongchang mine, Dexing porphyry deposit, SE China: Implications for the behavior of halogens in mineralized porphyry systems. Ore Geology Reviews, 79: 443–462. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2016.05.024

Doherty, A.L., Webster, J.D., Goldoff, B.A., Piccoli, P.M., 2014. Partitioning behavior of chlorine and fluorine in felsic melt-fluid (s)-apatite systems at 50 MPa and 850-950 °C. Chemical Geology, 384: 94-111.  https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2014.06.023

Hammarstrom, J.M. and Zen, E., 1986. Aluminum-in-hornblende: an empirical igneous geobarometer. American Mineralogist 71(11–12): 1297–1313. Retrieved July 17, 2023 from https://pubs.geoscienceworld.org/msa/ammin/article-abstract/71/11-12/1297/104900/Aluminum-in-hornblende-An-empirical-igneous

Harrison, T.M. and Watson, E.B., 1984. The behavior of apatite during crustal anatexis: equilibrium and kinetic considerations. Geochimica et Cosmochimica Acta 48(7): 1467–1477. https://doi.org/10.1016/0016-7037(84)90403-4

Hassanpour, Sh., 2010. Metallogeny and mineralization of Cu-Au in Arasbaran zone (NW Iran). Unpublished Ph.D. Thesis, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. 231 p‌p.

Hassanpour, S. and Moazzen, M., 2018. Geochronological Constraints on the Haftcheshmeh Porphyry Cu-Mo-Au, Ore Deposit, Central Qaradagh Batholith, Arasbaran Metallogenic Belt, Northwest Iran, ACTA GEOLOGICA SINICA, 91‌(6): 2109–2125. https://doi.org/10.1111/1755-6724.13452

Li, W. and Costa, F., 2020. A thermodynamic model for F-Cl-OH partitioning between silicate melts and apatite including non-ideal mixing with application to constraining melt volatile budgets. Geochimica et Cosmochimica Acta, 269: 203–222. https://doi.org/10.1016/j.gca.2019.10.035

Li, J.X., Li, G.M., Evans, N.J., Zhao, J.X., Qin, K.Z. and Xie, J., 2020. Primary fluid exsolution in porphyry copper systems: evidence from magmatic apatite and anhydrite inclusions in zircon. Mineralium Deposita, 56‌‌(2): 407–415. https://doi.org/10.1007/s00126-020-01013-4

McCubbin, F.M., Vander Kaaden, K.E., Tartese, R., Boyce, J.W., Mikhail, S., Whitson, E.S., Bell, A.S., Anand, M., Franchi, I.A., Wang, J. and Hauri, E.H., 2015. Experimental investigation of F, Cl, and OH partitioning between apatite and Fe-rich basaltic melt at 1.0-1.2 GPa and 950-1000°C. American Mineralogist, 100(8–9): 1790–1802. https://doi.org/10.2138/am-2015-5233

Miles, A., Graham, C., Hawkesworth, C., Gillespie, M., Hinton, R. and Bromiley, G., 2014. Apatite: a new redox proxy for silicic magmas? Geochimica et Cosmochimica Acta, 132: 101–119. https://doi.org/10.1016/j.gca.2014.01.040

Nabavi, H., 1976. An introduction to the geology of Iran: Tehran, Geological Survey of Iran, 109 pp. (in Persian).

Nachit, H., Ibhi, A.., Abia, El-H. and Ben Ohoud, M., 2005. Discrimination between primary magmatic biotites, reequilibrated biotites, and neoformed biotites. Comptes Rendus Geoscience, 337‌(16): 1415–1420. https://doi.org/10.1016/j.crte.2005.09.002

Pan, T., Yuchuan, C., Juxing, T., Ying, W., Wenbao, Z., Qiufeng, L., Bin, L. and Chunneng, W., 2019. Advances in Research of Mineral Chemistry of Magmatic and Hydrothermal Biotites. Acta Geologica Sinica (English Edition), 93(6): 1947–1966. https://doi.org/10.1111/1755-6724.14395

Parat, F., Holtz, F. and Klügel, A., 2011. S-rich apatite-hosted glass inclusions in xenoliths from La Palma: constraints on the volatile partitioning in evolved alkaline magmas. Contributions to Mineralogy and Petrology, 162: 463–478. https://doi.org/10.1007/s00410-011-0606-7

Peng, G., Luhr, J.F. and McGee, J.J., 1997. Factors controlling sulfur concentrations in volcanic apatite. American Mineralogist, 8(11–12): 1210–1224. https://doi.org/10.2138/am-1997-11-1217

Piccoli, P.M. and Candela, P., 2002.  Apatite in Igneous Systems. In: J.K. Matthew, J. Rakovan and J.M. Hughes (Editors), Phosphates, De Gruyter, pp. 55–292. https://doi.org/10.1515/9781501509636-009

Piccoli, P., Candela, P. and Williams, T., 1999. Estimation of aqueous HCl and Cl concentrations in felsic systems. Lithos 46(3): 591–604. https://doi.org/10.1016/S0024-4937(98)00084-X

Popa, R.-G., Tollan, P., Bachmann, O., Schenker, V., Ellis, B. and Allaz, J.M., 2021. Water exsolution in the magma chamber favors effusive eruptions: application of Cl-F partitioning behavior at the Nisyros-Yali volcanic area. Chemical Geology, 570: 120170.  https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120170

Ridolfi, F. and Renzulli, A., 2012. Calcic amphiboles in calcalkaline and alkaline magmas: thermobarometric and chemometric empirical equations valid up to 1130 oC and 2.2 GPa. Contributions to Mineralogy and Petrology, 163: 877–895. https://doi.org/10.1007/s00410-011-0704-6

Sun, W.D., Huang, R.F., Li, H., Hu, Y.B., Zhang, C.C., Sun, S.J., Zhang, L.P., Ding, X., Li, CY., Zartman, R.E. and Ling, M.X., 2015. Porphyry deposits and oxidized magmas. Ore Geology Reviews, 65(part 1):  97–131. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2014.09.004

Webster, J.D., Tappen, C.M. and Mandeville, C.W., 2009. Partitioning behavior of chlorine and fluorine in the system apatite-melt-fluid. II: felsic silicate systems at 200 MPa. Geochimica et Cosmochimica Acta, 73(3): 559–581. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.10.034

Webster, J., Thomas, R., Foerster, H.J., Seltmann, R. and Tappen, C., 2004. Geochemical evolution of halogen-enriched granite magmas and mineralizing fluids of the Zinnwald tin-tungsten mining district, Erzgebirge, Germany. Mineralium Deposita, 39(4): 452–472. https://doi.org/10.1007/S00126-004-0423-2

Withney, D.L. and Evans, B.W., 2010. Abbreviations for names of rock-forming minerals. American Mineralogist, 95(1): 185–187. https://doi.org/10.2138/am.2010.3371

Zaheri–Abdehvand, N., Hassanpour, S. and Rasa, I., Rajabpour, S., 2022. Silicates chemistry as indicators of physicochemical and geothermometry conditions on porphyry ore system: A case study of the Haftcheshmeh Cu–Mo deposit, NW Iran. Ore Geology Reviews, 142: 104716. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.104716

Zhao, J., Qin, K., Evans, N.J., Li, G. and Shi, R., 2020. Volatile components and magma-metal sources at the Sharang porphyry Mo deposit, Tibet. Ore Geology Reviews, 126: 103779. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2020.103779

Zhong, S., Feng, C., Seltmann, R., Li, D. and Dai, Z., 2018. Geochemical contrasts between Late Triassic ore-bearing and barren intrusions in the Weibao Cu–Pb–Zn deposit, East Kunlun Mountains, NW China: constraints from accessory minerals (zircon and apatite). Mineralium Deposita, 53(6): 855–870. https://doi.org/10.1007/s00126-017-0787-8

Zhong, S., Li, S., Feng, C., Liu, Y., Santosh, M., He, S., Qu, H., Liu, G., Seltmann, R., Lai, Z., Wang, X., Song, Y. and Zhou, J., 2021. Porphyry copper and skarn fertility of the northern Qinghai-Tibet Plateau collisional granitoids. Earth-Science Reviews, 214: 103524.  https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103524