زمین شناسی، کانی سازی، ژئوشیمی و پترولوژی توده های نفوذی در کانسار طلا مس کوه زر، دامغان

کانسار طلا مس کوه‌ زر در 100 کیلومتری جنوب‌شرق شهرستان دامغان قرار دارد. این محدوده از لحاظ زمین شناختی، بخشی از کمربند آتشفشانی نفوذی ترود چاه شیرین محسوب می شود. زمین شناسی منطقه شامل سنگ های آذرآواری (توف بلورین) و آتشفشانی با ترکیب آندزیت و لاتیت بوده که زیر نفوذ توده های آذرین نیمه عمیق با بافت پورفیری و ترکیب مونزونیتی قرار گرفته اند. توده های مونزونیتی زیر نفوذ واحدهای نیمه عمیق جوان‌تر با ترکیب دیوریتی قرار گرفته اند. بافت اغلب توده های نفوذی، پورفیری و دارای کانی های کوارتز، پلاژیوکلاز، پتاسیم فلدسپار، هورنبلند، بیوتیت و پیروکسن است. نفوذ پلوتون و استوک های مونزونیتی به شکل گیری دگرسانی‌های گسترده سرسیتیک، پروپلیتیک، کربناته و سیلیسی تورمالینی در منطقه منجر شده است. این سنگ ها با کانی سازی پراکنده پیریت به میزان 1 تا 10 درصد همراه بوده و سولفیدها به اکسیدهای آهن ثانویه از جمله گوتیت، هماتیت و لیمونیت تبدیل شده اند. نمونه‌برداری ژئو‌شیمیایی به‌روش خرده سنگی، ناهنجاری بالایی را از عناصر طلا (تا حداکثرppb 598)، نقره (تا حداکثر ppb 3747)، مس (تا حداکثر ppm679)، سرب (تا حداکثر ppm1427) و روی (تا حداکثر ppm1013) نشان می‌دهد. بر اساس بررسی‌های ژئوشیمیایی، توده های نفوذی ماهیت کالک‌آلکالن پتاسیم بالا تا کمی شوشونیتی دارند و در محدوده متاآلومینوس تا کمی پرآلومینوس قرار می گیرند. غنی‌شدگی lreeها در برابر hreeها و غنی شدگی عناصر lile در برابر ‌hfse ، تشکیل ماگما را در پهنه فرورانش تایید می کند. ناهنجاری منفی eu به‌علت وجود پلاژیوکلاز به عنوان کانی باقی مانده در سنگ منشا ماگماست. احتمالاً ماگمای مادر در نتیجه ذوب‌بخشی آمفیبولیت ها شکل‌گرفته است. حضور سنگ منشا مونزونیت پورفیری، دگرسانی‌های سرسیتیک و پروپلیتیک، کانی‌سازی پیریت پراکنده و بی هنجاری های ژئوشیمیایی طلا و مس در کانسار کوه زر، نشان‌دهنده احتمالی سیستم کانی سازی طلا مس پورفیری در این ناحیه است.

Geology, mineralization, geochemistry and petrology of intrusions in the Kuh Zar AuCu deposit, Damghan

IntroductionKuh Zar AuCu deposit is located in the central part of the TorudChah Shirin VolcanicPlutonic Belt, 100 km southeast of the city of Damghan. Mineralization including quartzbase metal veins are common throughout this Cenozoic volcanoplutonic belt (Liaghat et al., 2008; Mehrabi and Ghasemi Siani, 2010). The major part of the study area is covered with Cenozoic pyroclastic and volcanic rocks that are intruded by subvolcanic rocks. This paper aims to study the geological, geochemical and petrogenesis of the area using exploration keys for new mineral deposits in the TorudChah Shirin zone.Materials and methodsTo better understand the geological units and identify the alteration zones of the area, 200 rock samples were collected from the field and 132 thin sections with 15 polished thin sections were prepared for petrography and mineralization studies. Ten samples of intrusions with the least alteration were analyzed using the XRF at the East Amethyst Laboratory in Mashhad, Iran. These samples were also analyzed for trace and rare earth elements using ICPMS, following a lithium metaborate/tetraborate fusion in the Acme Analytical Laboratories Ltd, Vancouver, Canada. 137 geochemistry samples were prepared by the chip composite method of alteration and mineralization zones and were analyzed in the Acme laboratory by Aqua Regia AQ250.ResultsThe geology of the area consists of pyroclastic (crystal tuff) and volcanic rocks with andesite and latite composition, which were intruded by subvolcanic intrusive rocks with porphyritic texture and monzonitic composition. Monzonite rocks were intruded by younger subvolcanic units with dioritic composition. The intrusion of monzonitic pluton and stocks led to the formation of QSP, propylitic, carbonate and silicificationtourmaline broad alteration zones in the area. Monzonite rocks accompanied with disseminated mineralization of about 1 to 10% of pyrite and these sulfides have been converted to secondary iron oxides such as goethite, hematite and limonite. Lithogeochemical exploration revealed Au (up to 598 ppb), Ag (up to 3747 ppb), Cu (up to 679 ppm), Pb (up to 1427 ppm) and Zn (up to 1013 ppm) anomalies. Based on geochemical studies, intrusive rocks have characteristics of highK Calcalkaline to slightly shoshonitic and they are within metaluminous to the slightly peraluminous range. Enrichment of LREE versus HREE, enrichment of LILE and depletion in HFSE indicate that the magma was formed in the subduction zones. The negative Eu anomaly is due to the presence of plagioclase as a residual mineral in the magma source. The parent magma is probably formed by the partial melting of amphibolites. The presence of monzonite porphyry source rock, QSP and propylitic alterations, pyrite disseminated mineralization and geochemical anomalies of Au and Cu in the Kuh Zar deposit represents AuCu porphyry mineralization in the area.DiscussionTectonic setting discrimination diagrams (Pearce et al., 1984) show that subvolcanic rocks plot almost on the fields of the volcanic arc granites (VAG). In the Rb/Zr vs. Nb diagram from (Brown et al., 1984), the samples are plotted in the field of primitive island arc/continental margin arc. The TorudChah Shirin Belt is a part of the Alborz magmatic assemblage (AMA). The AMA has been interpreted to represent the subduction of the Neo Tethyan oceanic lithosphere beneath the Central Iranian continental microplate and the subsequent continental collision of the Arabian and Iranian microplates in the late Cretaceousearly Cenozoic (Berberian and Berberian, 1981; Berberian et al., 1982; Alavi, 1994; Golonka, 2004).AcknowledgementThis study has been supported by the Research Foundation of the Ferdowsi University of Mashhad, Iran (Project No. 27126.3). The authors would like to acknowledge the East Amethyst Laboratory for XRF analysis. We also thank the Gold Company of Iran for providing conditions for camping and accommodation.ReferencesAlavi, M., 1994 .Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran: new data and Interpretations. Tectonophysics, 22(1): 211–238.Berberian, F. and Berberian, M., 1981. Tectonoplutonic episodes in Iran. In: F.M. Delany and H.K. Gupta (Editors), Zagros Hindukosh. Himalaya Geodynamic Evolution. American Geophysical Union, Washington DC, pp. 5–32.Berberian, F., Muir, I.D., Pankhurst, R.J. and Berberian, M., 1982 .Late Cretaceous and early Miocene Andean type plutonic activity in northern Makran and central Iran. Journal of the Geological Society, 139(5): 605–614.Brown, G.C., Thorpe, R.S. and Webb, P.C., 1984. The geochemical characteristics of granitoids in contrasting arcs and comments on magma sources. Journal of Geological Society, 141(3): 413–426.Golonka, J., 2004. Plate tectonic evolution of the southern margin of Eurasia in the Mesozoic and Cenozoic. Tectonophysics, 381(14): 235–273.Liaghat, S., sheykhi, V. and Najjaran, M., 2008. Petrology, gheochemistry and genesis of Baghu turquoise, Damghan. Journal of Science, University of Tehran, 34(2): 133–142. (in Persian with English abstract) Mehrabi, B. and Ghasemi Siani, M., 2010. Mineralogy and economic geology of Cheshmeh Hafez polymetallic deposit, Semnan province, Iran. Journal of Economic Geology, 2(1): 1–20. (in Persian with English abstract) Pearce, J.A., Haris, N.B.W. and Tindle, A.G., 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks, Journal of Petrology, 25(4): 956–983.