زمين شناسي، دگرساني، كانه زايي و مطالعات ژئوشيميايي در معدن مس، منطقه گل چشمه، جنوب نيشابور

Geology, alteration, mineralization and geochemical study in copper mine, Golcheshmeh Area, South of Neyshbour

معدن مس گل چشمه در شمال شرق ايران (جنوب شهر نيشابور) در حاشيه زون ساختاري سبزوار واقع گرديده است. براساس مطالعات صحرايي و آزمايشگاهي، رخنمون هاي سنگي اين منطقه شامل سنگ هاي آتشفشاني منسوب به ائوسن و يا جوان تر با تركيب آندزيت تا بازالت به همراه واحدهاي رسوبي، سنگ آهك و ميان لايه هايي از توف و برش مي باشد. زون هاي دگرساني مرتبط با لايه هاي آندزيتي - بازالتي شامل كربناتي شدن، پروپليتيكي، اندكي سيليسي، آرژيليكي و سرسيتي مي باشد و كربناتي شدن مهم ترين دگرساني منطقه مي باشد. كانه زايي به طور گسترده درميان واحدهاي آتشفشاني منسوب به ائوسن و يا جوان تر رخ داده و از نظر بافتي به صورت رگه ـ رگچه، پركننده حفرات و فضاهاي خالي (آميگدالوئيد)، دانه پراكنده، آغشتگي در پلاژيوكلازها و جانشيني صورت گرفته است. بر پايه مطالعات كانه نگاري صورت گرفته، كانه هاي اصلي حاوي مس به دو فاز اكسيدي و سولفيدي قابل تفكيك هستند كه كانه زايي به طور عمده شامل فاز اكسيدي است و به صورت آغشتگي در سطوح شكستگي ها و خلل و فرج و يا پركننده فضاهاي خالي در سنگ ميزبان مشاهده مي شود. كانه هاي اكسيدي به صورت كانه هاي كربناتي و سيليكاتي مس شامل مالاكيت، آزوريت و كريزوكلا بوده و كانه هاي سولفيدي مس شامل كالكوسيت، كووليت، به مقدار جزئي كالكوپيريت، بورنيت، ديژنيت، تتراهدريت و همچنين مس خالص بوده كه در اين بين، كالكوسيت ها بيشترين فراواني كانه هاي سولفيدي را دارا مي باشند. كانه اصلي سولفيدي مس در اين محدوده كالكوسيت مي باشد كه احتمالاً شاهد دو نسل از آن هستيم. نسل اول كه به صورت اوليه و پراكنده در اكثر نقاط تشكيل شده است و نسل دوم كالكوسيت كه از تبديل بورنيت و كالكوپيريت به صورت جانشيني و در شرايط سوپرژن ايجاد شده است. مطالعات ژئوشيميايي حاصل از اين پژوهش نشان دهنده اين است كه سنگ هاي آتشفشاني موجود در منطقه ماهيت باز التهاي كالك آلكالن با گرايش شوشونيتي را داشته و از نظر جايگاه زمين ساختي احتمالاً شاخص ماگماتيسم كمان قارهاي مرتبط با زون فرورانش مي باشد. علاوه بر اين، بر پايه نتايج حاصل از آناليز عناصر كمياب و نادر خاكي مقدار بالاي Nb (بيش از 16 گرم در تن)، غني شدگي Rb و نسبت (Zr/Nb)N ( كمتر از 2 و بين 0/7 تا 0/46) مي تواند نشان دهنده ي آغشتگي ماگما با پوسته قارهاي باشد. عدم وجود آنومالي مشخص از عنصر Eu نشان دهنده شرايط ذوب در حالت اكسيدان مي باشد. با توجه به مطالعات صورت گرفته و با تاكيد بر شواهد مختلف از قبيل محيط زمين ساختي، كاني شناسي و نوع سنگ دربرگيرنده، ساخت و بافت ماده معدني، پاراژنز كانه نگاري، شكل ماده معدني و عناصر همراه، اين منطقه معدني با ذخاير مس نوع مانتو واقع در شيلي مقايسه گرديده است و عليرغم پارهاي از تفاوت ها، مي توان منطقه گل چشمه را در رده كانسارهاي تيپ مس نوع مانتو طبقه بندي كرد.

The Golcheshmeh copper deposit is located in the NE of Iran (south of Neyshabour) at the margin of Sabzevar Structural Zone. Based on geological and labratory studies, the outcroped rocks consist of Eocene volcanic rocks such as andesite, basaltic- andesite and basalt that associated with the sedimentary and volcanosedimentry rocks including limestone, tuff and breccia. The alteration hosted andesitic layers include carbonatization, propylitization and less argilic and sericitic alterations. The carbonatization zone is the most important alteration in this area. Mineralization mainly occurs in Eocene or younger volcanic rocks as vein- veinlets, amygdaloidal fillings and some replacement and disseminated styles. According to the minerallographical studies, the main ores which contain copper are divided into oxide and sulfide types. Mineralization mainly consists of oxide phases and can be seen as contamination of fracture surfaces and filling pores or voids in the host rocks. The main oxide minerals are malachite, azurite and chrysocolla, and sulfide minerals are chalcocite, covellite, with some minor pyrite, chalcopyrite, bornite, digenit and also native copper. Chalcocite is the most abundant ore sulfide in this area. There are probably two generations of sulfides, the first generation is a primary ore that was formed directly in joints, cracks, and fractures from the ore-containing solution and currently is replaced by covellites; and, the second generation is chalcocite that was probably formed from the conversion of bornite and chalcopyrite through substitution under supergene conditions. In most cases, the observed intergrowth between copper ores suggests the multi-stage mineralization in this region. Geochemical studies of minor and trace elements indicate that the igneous rocks in this region are characterized by the calc-alkaline basalt characteristics and, in terms of tectonic setting, could be attributed to subduction zone-related continental arc magmatism. Moreover, based on the performed geochemical analyses, the copper grade in the region varies from 13668 to 164000 g/ton. On the basis of the results of this study and with respect to some evidences such as tectonic setting, host rock type, structure and texture of ore body, mineral paragenesis, shape of the ore body and associated elements, this area is compared to Manto type deposit located in Chile. Though there are some differences, it is suggested that golcheshmeh copper mine is classified in Cu- Manto type deposit.