ريزطيف نمايي ليزر رامان ميانبارهاي سيال و تكامل سيال‌هاي كانه ساز در سامانه مس پورفيري باغ خشك، جنوب كمربند ماگمايي اروميه- دختر

Laser Raman Microspectroscopy of Fluid Inclusions and Evolution of Ore Fluids in Baghkhoshk Porphyry Copper System, Southern Urumieh-Dokhtar Magmatic Belt

سامانه پورفيري باغ‎خشك در بخش جنوبي كمربند ماگمايي سنوزوييك اروميه-دختر جاي گرفته است.كاني سازي مس در باغ‎خشك با دو توده نفوذي نيمه ژرف ديوريتي- مونزوديوريتي و گرانوديوريتي همراه است كه در سنگ هاي آتشفشاني آندزيتي نفوذ كرده اند. هر دو توده نفوذي توسط سيال هاي گرمابي به مجموعه هاي دگرساني پتاسيك، فيليك و پروپيليتيك دگرسان شده اند. كاني سازي در باغ‎خشك، به شكل استوك ورك هاي كوارتز- سولفيد و همچنين سولفيدهاي افشان در اين دو توده نفوذي و نيز به مقدار كمتر در سنگ هاي آتشفشاني ميزبان رخ داده است. در سامانه پورفيري باغ‎خشك، دو نوع رگچه كوارتز شناسايي شده است: 1) رگچه هاي كوارتز+كالكوپيريت+پيريت± موليبدنيت (رگچه هاي كانه دار يا بارور)؛ و 2) رگچه هاي كوارتز± پيريت (رگچه هاي نابارور). توده هاي نفوذي باغ‎خشك در نمودار بهنجارشده نسبت به گوشته اوليه، با غني-شدگي در عناصر ليتوفيل بزرگ‎يون و عناصر خاكي كمياب سبك، نسبت به عناصر با شدت ميدان بالا و عناصر خاكي كمياب سنگين، و نيز فروافتادگي در محل عناصر Ti، Nb و Ta مشخص مي شوند كه از ويژگي هاي شاخص كمان هاي ماگمايي مرتبط با فرورانش است. در نمودارهاي تفكيك جايگاه زمين‏ساختي، توده هاي نفوذي باغ‎خشك در محيط كمان قاره اي قرار مي گيرند. سه نوع اصلي ميانبار سيال در رگچه هاي كوارتز كانه دار شناسايي شده است: ميانبارهاي غني از بخار باشوري پايين (8-4 درصد جرمي معادل نمك)، ميانبارهاي چند فازي با شوري بالا (35-5/32 درصد جرمي معادل نمك) و ميانبارهاي غني از مايع با شوري به نسبت پايين (10-4درصد جرمي معادل نمك). ميانبارهاي غني از بخار، دماهاي همگني ميان 326 تا 434 درجه سانتي گراد دارند و بيشتر اندازه گيري ها ميان 380 تا 420 درجه سانتي گراد است. تجزيه ريزطيف نمايي ليزر رامان (Laser Raman Microspectroscopy) حضور گاز كربن ديوكسيد و بلورهاي نوزاد كالكوپيريت را در ميانبارهاي غني از بخار تاييد كرده است. ميانبارهاي چند فازي غالباً در گستره دماي 300 تا 375 درجه سانتي گراد به فاز مايع همگن شدند. ميانبارهاي غني از مايع، دماهاي همگن شدگي ميان 150 تا 384 درجه سانتي گراد دارند و بيشتر اندازه گيري ها ميان 250-200 درجه سانتي گراد و 375-300 درجه سانتي گراد است. شوري و دماي همگن شدگي ميانبارهاي سيال كوارتز در رگچه هاي نابارور، به ترتيب 4- 5/0 درصد جرمي معادل نمك و 240-200 درجه سانتي گراد اندازه گيري شده است. داده هاي ميانبار سيال نشان از آن دارد كه مس با يك سيال غني از بخار يا فوق بحراني داغ (420-380 درجه سانتي-گراد)، داراي كربن ديوكسيد، و نه چندان شور (8-4 درصد جرمي معادل نمك) در سامانه وارد شده است. كاهش دما در شوري ثابت از ميانبارهاي غني از بخار به ميانبارهاي غني از مايع در رگچه هاي كانه دار، پيشنهاد مي كند كه سرد شدن عامل كنترل كننده مهمي در فرايند كاني‌سازي به‎صورت استوك ورك و افشان بوده است. در مرحله هاي پسين فعاليت گرمابي، سيال هاي گرمابي با شوري پايين و فقير از مس، سبب تشكيل رگچه هاي فراوان ناباروركوارتز-پيريت شده است.

The Baghkhoshk porphyry copper system is located in the southern part of the Cenozoic Urumieh-Dokhtar magmatic belt of Iran. Mineralization in Baghkhoshk is associated with two shallow diorite-monzodiorite and granodiorite bodies that intruded the older andesitic volcanic rocks. Both intrusions are extensively altered by hydrothermal fluids into potassic, phyllic, and propylitic assemblages. Mineralization occurs as quartz-sulfide stockworks as well as sulfide disseminations in both intrusions and to a lesser extent in the host volcanic rocks. Two types of quartz veinlets can be distinguished in the Baghkhoshk porphyry system: 1) quartz+ chalcopyrite+ pyrite± molybdenite veinlets (mineralized veinlets); and 2) quartz± pyrite veinlets (barren veinlets). The intrusions display distinct enrichments in large-ion lithophile elements and rare earth elements relative to high-field strength elements and heavy rare earth elements, and distinct Nb, Ta and Ti troughs that are characteristic of subduction-related magmatic arcs. On various diagrams separating tectonic settings, the intrusions plot in the continental arc domain. Three main types of fluid inclusions were identified in quartz from mineralized veinlets: low salinity (4-8 mass% NaCl equivalent), vapor-rich inclusions; high salinity (mainly in the range of 32.5-35 mass% NaCl equivalent), poly-phase inclusions; and low to moderate salinity (mainly in the range of 4-10 mass% NaCl equivalent), liquid-rich inclusions. The vapor-rich inclusions yielded homogenization temperatures ranging between 325 and 434 °C, with a mode at 380-420 °C. Laser Raman microspectroscopic analysis confirmed the presence of CO2 gas and chalcopyrite daughter crystals in the vapor-rich inclusions. The high salinity, poly-phase inclusions were homogenized to liquid at temperatures of mainly 300-375 °C. The liquid-rich inclusions were homogenized at temperatures between 150 and 384 °C, with most of the measurements falling in the range of 200-250 °C and 300-375 °C. The salinities and homogenizaion temparatures for fluid inclusions in quartz from the barren veinlets were found to be 0.5-4 mass% NaCl equivalent and 200-240 °C, respectively. The fluid inclusion data suggest that Cu was originally accommodated into the system by a hot (380-420°C), low salinity (4-8 mass% NaCl equivalent), CO2-bearing, vapor-rich or supercritical fluid. A considerable drop in temperature at constant salinity from vapor-rich to liquid-rich inclusions in the mineralized veinlets suggests that cooling was the main control on ore formation as stockworks and sulfide disseminations. In the later stages of the hydrothermal activity, low salinity, Cu-poor fluids gave rise to abundant barren veinlets consisting essentially of quartz and pyrite.