بررسي‌هاي كاني‌شناسي، زمين شيمي و ايزوتوپ پايدار اكسيژن كانسار قشلاق، كمربند فلززايي طارم-هشتجين، شمال‌غرب ايران

Mineralogy, geochemistry and oxygen isotope studies of the Gheshlagh Cu-deposit, Tarom-Hashtjin metallogenic zone, Zanjan, northwestern Iran

ذخيره مس قشلاق در كمربند فلززايي طارم-هشتجين (THMB) در شمال‌غرب ايران واقع است. كانه‌زايي با ميزباني سنگ‌هاي آتشفشاني و آتشفشاني‌آواري سازند كرج در موقعيت كمان ماگمايي صورت گرفته است. زمين شيمي سنگ ميزبان موقعيت ماگماي برآمده از فرورانش و تركيب آندزيت-بازالتي با كاني‌شناسي غالب پلاژيوكلاز-پيروكسن را نشان داد. همبستگي آلومينيوم، آهن، كلسيم و منيزيم را مي‌توان به اين مجموعه كاني‌ها مربوط دانست. همچنين به علت كانه‌زايي غالب سولفيدها، همبستگي قوي بين عناصر گوگرد دوست چون سرب، روي، گوگرد، نقره و مس ديده شد. براساس نتايج كاني‌‌شناسي و روابط همبرزايي، چهار مرحله اصلي كاني‌سازي تشخيص داده شد: مرحله نخست با تشكيل پيريت در شرايط كاهيده در محيط تدفيني كف دريا و دگرساني پروپليتي همراه است. اين دگرساني در نتيجه آميختگي سيال­ هاي ماگمايي با جوي يا آب دريا ايجاد مي‌شود كه در اين پژوهش با نتايج تصحيح شده ايزوتوپ اكسيژن نمونه‌هاي رگه كوارتز (6/5 - 2/1 در هزار) با دماي همگن‌شدگي 389 درجه سانتيگراد و با فرض مقادير δ18O برابر با 10-6 درهزار سيال ماگمايي و مقادير δ18O برابر با 0/9- تا 0/8- درهزار آب درياي ائوسن تاييد شد. با افزايش عمق، مرحله دوم در اثر سخت‌شدگي و نيروي ناشي از فشار سنگ ايستايي و فعاليت آذرين، چرخش سيال­هاي ماگمايي و بين‌سازندي رخ مي‌دهد . سيال ­هاي غني از مس به سمت بالا مهاجرت كرده و با ورود به واحد بازالتي- آندزيتي پيريت‌دار، كاهيده مي‌شوند و در مكان‌هاي مطلوب كالكوپيريت و كالكوسيت تشكيل مي‌شود. در مرحله تدفيني عميق‌تر (مرحله 3)، كاني‌هاي برنيت و ديژنيت جانشين كاني‌هاي پيشين مي‌شوند. در مرحله (مرحله 4)، كاني‌هاي اكسيدي (چون هماتيت، مگنتيت) و نيز مالاكيت در حفره ­ها و درزه‌ها ايجاد شده­اند. برپايه اين نتايج، مي‌توان كانه‌زايي كانسار مس قشلاق را از نوع مانتو در نظر گرفت.

The Gheshlagh Cu-deposit is located in the Tarom-Hashtjin metallogenic belt (THMB) of northwest Iran. The mineralization is hosted by Eocene volcanic and volcaniclastic rocks of the Karaj Formation at the subduction-related magmatic arc setting. The geochemistry and petrogenesis analysis confirmed the subduction setting and mineralogically- dominant plagioclase-pyroxene compositions of the host rocks. A good correlation between Al, Fe, Ca, Mg attests to the minerallogic composition, also a strong correlation between chalcophile elements like Pb, Zn, S, Cu and Ag shows sulfide mineralization in the rocks. Based on cross-cutting, the relationship of vein, textural relationship, mineral assemblage and fluid inclusion microthermometry show that alteration and mineralization in the Gheshlagh ore deposit occurred in the fourth main stages. The first stage (stage I) is accompanied by the propyllitic alteration and formation of pyrite (discontinuous) under reducing conditions in the seafloor and very shallow burial environment. The alteration is attributed to magmatic and seawater mixing, which with assuming of the δ18O ranges from 6-10 ‰ for the magmatic fluids and -0.8 to -0.9 ‰ for the Eocene seawater, supported by the values of δ18O quartz (2.1-6.5 ‰) corrected by homogenization temperature of 389 ºC of the related rocks. As the depth of burial increases (stage II), sediments have hardened and also tectonic and lithostatic stress, dykes and floods cause intraformational and magmatic fluids circulation by compaction and heat recharging. These high-temperature fluids are enriched in copper during circulation among volcanic units. Copper-rich fluids migrate upward and are reduced by entering the pyrite-rich andesitic-basaltic unit, and copper is deposited in sulfide forms such as chalcopyrite and chalcocite in the favorable sites. In deeper burial (stage III), the copper mineral formed in the previous stage would be replaced by bornite and digenite. At the supergene condition (stage IV), due to oxidizing conditions, weathering, and leaching, copper sulfides mostly appear as malachite in the joints and voids. According to the results, the mineralization model of the copper in the Qeshlaq deposit can be considered as manto type.