زمین شناسی، پتروگرافی، دگرسانی، کانی سازی و پتروژنز توده های نفوذی در محدوده اکتشافی هَمِچ، جنوب‌ غرب بیرجند

محدوده اکتشافی هَمِچ در شرق بلوک لوت و در فاصله 85 کیلومتری جنوب‌غرب بیرجند واقع شده است. منطقه شامل برون‌زدهایی از سنگ های آذرین پالئوسن ائوسن است که در برگیرنده طیف گسترده ای از توده های آذرین نیمه عمیق (دیوریت تا مونزونیت پورفیری) به‌همراه واحدهای نفوذی بازی، آتشفشانی حدواسط و سنگ‌های آذرآواری و رسوبی است. انواع دگرسانی آرژیلیک، سیلیسی، کوارتز سرسیت پیریت، پروپلیتیک و کربناته در محدوده اکتشافی قابل مشاهده است. کانی سازی در سطح به شکل پیریت پراکنده و رگه‌چه های اکسید‌ آهن و در عمق به‌صورت کانی سازی پراکنده پیریت، کالکوپیریت، گالن و اسفالریت و پیریت رگه‌چه ای دیده می شود. توده های نفوذی حدواسط از نوع کالک‌آلکالن پتاسیم بالا (k2o بین 2/42 تا 4 درصد) و توده های گابرو و گابرودیوریتی مربوط به دسته تولئیتی (k2o بین 0/15 تا 0/27 درصد) است. توده های نفوذی منطقه همه از نوع متاآلومینوس است و در دسته مگنتیت (نوع i) طبقه بندی می‌شوند. نمودارهای عنکبوتی بیانگر غنی شدگی توده های نفوذی حدواسط از عناصر lree، lile و تهی شدگی از عناصر hree به‌همراه مقدار جزئی ناهنجاری منفی eu (0/81 تا 1/02) و حضور ناهنجاری مثبت sr است که نشان‌دهنده حضور کم و یا نبود پلاژیوکلاز در سنگ منشا به‌عنوان کانی باقی‌مانده و وجود شرایط ذوب در حالت اکسیدان است. پایینبودن نسبت n(la/yb) در سنگ‌های نفوذی محدوده همچ (6/85 تا 9/72) می تواند بیانگر درجه پایین ذوب‌بخشی گوشته اولیه باشد. تهی شدگی nb به‌همراه نسبت بالای zr/nb نشان‌دهنده اشتقاق ماگما از پوسته اقیانوسی با میزان آلودگی پوسته ای کم است. ماگمای مولد توده های نفوذی حدواسط از حدود 1 تا 5 درصد ذوب‌بخشی اسپینل گارنت لرزولیت (با مقدار کم گارنت) در عمق حدود 65 تا 67 کیلومتری گوشته بالایی و توده های بازی از 5 تا 20 درصد ذوب‌بخشی اسپینل لرزولیت (گوشته تهی‌شده) تشکیل شده‌‌اند. در نمودارهای پتروژنیک و تعیین محیط تکتونوماگمایی، توده‌های نفوذی در جایگاه زمین‌ساختی کمربند آتشفشانی زون فرورانش (vag1) قرار می گیرند. تنوع واحدهای نیمه عمیق با ماهیت کالک‌آلکالن پتاسیم بالا، گسترش و نوع دگرسانی ها و کانی سازی سولفیدی پراکنده و رگه‌چه ای در محدوده، نشانه هایی از وجود سیستم پورفیری در عمق است.

Geology, petrography, alteration, mineralization and petrogenesis of intrusive bodies in the Hamech prospect area, Southwest of Birjand

IntroductionThe Hamech prospect area is located in the eastern Iran, 85 kilometers southwest of Birjand. The study area coordinates between 58 ˚ 53΄ 00 ˝ to 59˚ 00΄ 00˝ latitude and 32˚ 22΄ 30 ˝ to 32˚ 26΄ 00˝ longitude. Due to the high volume of magmatism and the presence of geostructure special condition in the Lut Block at a different time, a variety of metal (copper, lead, zinc, gold, etc.) and nonmetallic mineralization has been formed (Karimpour et al., 2012). The studied area (Hamech) includes PaleoceneEocene igneous outcrops which contain a wide range of subvolcanic bodies (diorite to monzonite porphyry) associated with mafic intrusives, volcanic units (andesite), volcaniclastic and sedimentary rocks. Material and MethodsThis study was done in two parts including field and laboratory works. Sampling and structural studies were done during field work. Geological and alteration maps for the study area were also prepared. 200 thin and 60 polished sections for petrographic purpose were studied. The number of 200 thin sections and 60 polished sections were prepared and studied in order to investigate petrography and mineralogy. Major oxides (XRF method East Amethyst Laboratory in Mashhad), rare earth elements and trace (ICPMS methodACME Laboratory in Vancouver, Canada) elements were analyzed for 13 samples that included subvolcanic units and intrusive bodies. Data processing and geological and alteration mapping is done by the GCD.kit and Arcgis software. Discussion and ResultsBased on lab work and XRF analysis, the rocks in the area are composed of intrusivesubvolcanic bodies and volcanic rocks (andesite, trachyandesite and dacite) together with volcanoclassic and sedimentary rocks. Also, alteration zones consist of a variety of argillic, silicified, quartzsericitepyrite (QSP), propylitic and carbonate. Igneous rock textures are mainly porphyritic for subvolcanic and granular for intrusive bodies. Phenocrysts mainly consist of plagioclase and hornblende dominated with minor of biotite and pyroxene. XRF studies and output charts show that rocks include monzonite, diorite, gabbro and gabbroic diorite. Intermediate subvolcanic units (monzonite, diorite) and mafic intrusives (gabbro and gabbroicdiorite) are related to highpotassium calcalkaline (K2O between 2.42 to 4%) and tholeiitic (K2O between 0.15 to 0.27%) series, respectively. Subvolcanic units belong to the Itype granitoid (Chappell and White, 2001). Mantle normalized , traceelement spider diagrams display enrichment in LREE, such as Rb, Sr, K, and Cs, and depletion in HREE, e.g., Nb, Ti, Zr that indicate magma formed in the subduction zone. Nb depletion (less than 6 ppm, between 0.5 to 5.2 ppm) in subvolcanic bodies represents a volcanic arc granitoids (VAG) tectonic setting that is related to the subduction zone (Pearce et al., 1984). Also, this reduction shows that these rocks are derived of oceanic crust (Wilson, 1989). Enrichment in LREE and depletion of HREE with a low (La/Yb)N ratio in the Hamech subvolcanic rocks (6/85 to 8/13) could represent a low degree of mantle partial melting (Wass and Rogers, 1980). Zr/Nb ratio of more than 10 for Hamech rocks (between 21 and 35 for intermediate subvolcanic and 67 to 72 for mafic bodies) indicates that parental magma has minimal crustal contamination (Karimpour et al., 2012). Sr enrichment (between 646 to 1124) and low negative Eu anomaly (Eu/Eu* ratio between 0.81 to 1/02) show that plagioclase is rare (or is not present) as residue mineral in the source and melt conditions have been in oxidation state (Tepper et al., 1993). Based on Sm/Yb vs. La/Sm (Shaw, 1970) and Ce/Yb vs. Sm/Yb (Wang et al., 2002) diagrams, parent magma is composed of 1 to 5% spinelgarnet lherzolite partial melting (with small amounts of garnet) at a depth between 65 to 67 km (upper mantle) for subvolcanic units and 5 to 20% spinel lherzolite partial melting (depletion mantleNMORB) with a depth of less than 55 km for mafic bodies. Suitable tectonic setting, existence of subvolcanic units with intermediate composition, magnetic activity with the nature of calcalkaline and oxidants, data from major and REE studies, mineralization as disseminated and veinlets with high secondary iron oxides in surface show suitable conditions of porphyry and epithermal mineralization in the Hamech prospect area. ReferencesChappell, B.W. and White, A.J.R., 2001. Two contrasting granite types, 25years later. Australian Journal of Earth Sdiences, 48(4): 489–500.Karimpour, M.H., Malekzadeh Shafaroudi, A., Farmer, L. and Stern, C.R., 2012. Petrogenesis of Granitoids, UPb zircon geochronology, SrNd Petrogenesis of granitoids, UPb zircon geochronology, SrNd isotopic characteristics, and important occurrence of Tertiary mineralization within the Lut block, eastern Iran. Journal of Economic Geology, 4(1): 1–27. (in Persian with English abstract)Pearce, J.A., Harris, N.W. and Tindle, A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, 25(4): 956–983.Shaw, D.M., 1970. Trace element fractionation during anataxis. Geochimica et Cosmochimica Acta, 34(2): 237–243.Tepper, J.H., Nelson, B.K., Bergantz, G.W. and Irving, A.J., 1993. Petrology of the Chilliwack batholith, North Cascades, Washington: generation of calcalkalinegranitoids by melting of mafic lower crust with variable water fugacity. Contributions to Mineralogy and Petrology, 113(3): 333–351.Wang, K., Plank, T., Walker, J.D. and Smith, E.I., 2002. A mantle melting profile across the Basin and Range, SW USA. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 107(B1): 5–21.Wass, S.Y. and Rogers, N.W., 1980. Mantle metasomatism precursor to alkaline continental volcanism. Geochimica et Cosmochimica Acta, 44(11): 1811–1823.Wilson, M., 1989. Igneous Petrogenesis. Chapman and Hall, London, 466 pp.