مقایسه زمین‌ شیمیایی و توان کانه‌ زایی مس پورفیری در توده‌ های گرانیتوئیدی زون سنندج‌ سیرجان و زون ارومیه‌ دختر: با استفاده از عناصر نادر خاکی

توده‌های گرانیتوئیدی از جمله سنگ‌های نفوذی مهم مرتبط با کانه‌زایی‌های مس پورفیری در ایران هستند که اغلب در دو زون ساختاری ارومیه‌ دختر و سنندج‌ سیرجان، هم به‌صورت کانه‌دار و هم به‌صورت عقیم دیده می‌شوند. توده‌های گرانیتوئیدی در این دو زون ساختاری به‌ترتیب در دوره‌های مزوزوئیک و سنوزوئیک بر اثر فرورانش لیتوسفر اقیانوسی نئوتتیس و ماگماتیسم حاصل از برخورد و ذوب‌بخشی پوسته پایینی تشکیل شده‌اند. از جمله زون‌های ساختاری مهم همراه با کانه‌زایی مس پورفیری، زون ساختاری ارومیه‌– دختر است که شامل توده‌های گرانیتوئید بارور همچون توده نفوذی‌های سرچشمه، سونگون، میدوک، دره زرشک علی‌آباد، پرکام و دالی است. به موازات این زون آتشفشانی نفوذی، زون ساختاری سنندج سیرجان است که توده‌های گرانیتوئیدی غیر بارور نظیر توده‌های نفوذی الوند، حسن رباط، سیاه‌کوه، بروجرد، آستانه و الیگودرز را شامل می‌شود. بر اساس بررسی‌های انجام‌شده، از جمله ویژگی‌های زمین‌شیمیایی توده‌های گرانیتوئیدی بارور در زون ارومیه‌– دختر، می‌توان به آنومالی مثبت eu، غنی‌شدگی lree به hree و نسبت‌های بالای lan/ybn ،sr/y، dyn/ybn، lan/smn اشاره‌کرد. اما در مقابل ویژگی‌های زمین‌شیمیایی بارز توده‌های گرانیتوئیدی نابارور در زون ساختاری سنندج‌ سیرجان نیز می‌توان آنومالی منفی eu، شیب ملایم از lree به hreeو نسبت‌های پایین lan/ybn، sr/y، dyn/ybn، lan/smn را بیان‌کرد. تمامی ویژگی‌های یاد‌شده، نشان‌دهنده این است که در قیاس با توده‌های بارور زون ارومیه‌ دختر، توده‌های گرانیتوئیدی جای‌گیر‌ شده در زون سنندج‌– سیرجان به‌علت عدم ضخیم‌شدگی پوسته در زمان فرورانش لیتوسفر اقیانوسی، کنترل تفریق ماگمایی توسط تبلور‌بخشی پلاژیوکلاز و محتوای آب ماگمایی پایین، دارای توان کانه‌زایی پورفیری نیست. در صورتی‌که جای‌گیری توده‌های گرانیتوئیدها در بازه زمانی الیگومیوسن، ضخیم‌شدگی حاصل از برخورد، تفریق ماگمایی بیشتر توسط تبلور‌بخشی هورنبلند کنترل‌ و موجب پدید‌آمدن احتمالی سنگ‌های شبه آداکیتی بارور و کانه‌زایی‌های مس پورفیری در زون ارومیه‌ دختر شده است.

Comparison of geochemistry and porphyry copper mineralization efficiency in granitoids of the SanandajSirjan and UrumiehDokhtar zones; using rare earth elements geochemistry

Introduction;The formation of the Zagros orogenic belt is attributed to northeastward oblique subduction of the Neotethys beneath the western border of central Iran. This was followed by continental collision between the AfroArabian plate and the central Iran microcontinet (Zarasvandi et al., 2015). The Zagros orogen is characterized by three main parallel structural zones consisting of Zagros fold and thrust belt, the Sanandaj–Sirjan metamorphic zone, and the Urumieh–Dokhtar magmatic arc (Mohajjel et al., 2003). The Urumieh–Dokhtar magmatic arc is dominated by the widespread occurrence of Eocene to Quaternary intrusive and extrusive rocks. It is considered as being one of the main Cu bearing regions in the world, where world class giant porphyry deposits, as well as large and small subeconomic porphyry Cu ± Mo ± Au systems have been reported and investigated by many authors (Shafiei et al., 2009; Zarasvandi et al., 2005). In addition to UDMA, the SanandajSirjan zone (SSZ) hosts several JurassicCretaceous intrusive complexes extending from the northwest to southeast SSZ. It should be noted that these granitoids are barren and porphyry mineralization has not been accompanied with these intrusions. This paper tried to compare the available geochemical data of productive granitoids in the UrumiehDokhtar (i.e., Dalli, AliAbad and DarrehZerreshk, Parkam, Sarcheshmeh, Meiduk and Sungun), and those of barren intrusions in the SanandajSirjan zone (i.e., Aligodarz, Bourujerd, Alvand, Astaneh, Hasan Robat, and Siah Koh).; ;Materials and methods;This investigation is based on the available geochemical data on the six barren intrusions in the SSZ (i.e., Aligodarz, Bourujerd, Alvand, Astaneh, Hasan Robat and Siah Kohe), and productive intrusive rocks (porphyry associated intrusions) in the UDMA (i.e., Dalli, AliAbad and DarrehZerreshk, Parkam, Sarcheshmeh, Meiduk and Sungun). Data for the UDMA porphyry intrusions (41 samples) were adopted from studies of Daneshjou (2014), Zarasvandi et al. (2005), Taghipour and Mohammadi Laghab (2014), Barzegar (2007), Taghipour (2007), and Hezarkhani (2006). Furthermore, the data of the SSZ barren intrusions (42 samples) comes from Esna Ashari et al. (2012), Khalaji et al. (2007), Aliani et al. (2012), Tahmasbi et al. (2010), Alirezaei and Hassanzadeh (2001), and Arvin et al. (2007). Two criteria were used for selection of 83 representative samples: (1) samples with a relatively similar mineralogical and compositional range (quartz diorite, quartz monzonite, granodiorite and granite), and (2) samples with the least amount of alteration (minimal amounts of Loss On Ignition; LOI wt.% = H2O + CO2).; ;Results ;Productive intrusions in UDMA have positive Eu anomalies, LREE enrichment relative to HREE, and high Lan/Ybn ،Sr/Y، Dyn/Ybn، Lan/Smn ratios. In comparison, barren granitoids in the SSZ are characterized by steep downward LREE to HREE, negative Eu anomalies and low Lan/Ybn ، Sr/Y، Dyn/Ybn، Lan/Smn ratios.; ;Discussion;Based on the presented results, it is proved that due to the lack of considerable crustal thickness in SSZ (during the subduction of the Neotethyan oceanic lithosphere under the SSZ zone), and the presence of dry magma (low H2O contents), the SSZ granitoids exhibit barren characteristics. In contrast, during the ongoing processes of closure of NeoTethys and during compression and crustal shortening, magma mixing and evolution toward high magmatic water content lead to the increasing of metal endowment in the porphyry associated granitoids of (UDMA) It seems that magma generation from the melting of thickened lower crust (garnet amphibolite source) could be considered as one important key factors for the generation of metalrich magmas with high oxidation state and high H2O contents has led to the development of porphyry Cu systems in the UDMA compared to those of SSZ granitoids.; ;Acknowledgements;The authors are grateful to the Shahid Chamran University of Ahvaz for the research funding by the Grant Commission in 2017.; ;References;Aliani, F., Maanijou, M., Sabouri, Z. and Sepahi, A.A., 2012. Petrology, geochemistry and geotectonic environment of the Alvand Intrusive Complex, Hamedan, Iran. Chemie der ErdeGeochemistry, 72(4): 363–383.;Alirezaei, S. and Hassanzadeh, J., 2012. Geochemistry and zircon geochronology of the Permian Atype Hasanrobat granite, Sanandaj–Sirjan belt: A new record of the Gondwana breakup in Iran. Lithos, 15(151): 122–134.;Arvin, M., Pan, Y.M., Dargahi, S., Malekizadeh, A. and Babaei, A., 2007. Petrochemistry of the SiahKuh granitoid stock southwest of Kerman, Iran: implications for initiation of neotethys subduction. Journal of Asian Earth Sciences, 30(3): 474–489.;Barzegar, H., 2007. Geology, petrology and geochemical characteristics of alteration zones within the Seridune prospect, Kerman, Iran. Ph.‌D. thesis, Aachen University, Aachen, Germany, 320 pp.;Daneshjou, M., 2014. Investigation of geology, geochemistry and genetic model of the Dalli porphyry Cu–Au deposit, Delijan, Markazi province. M.Sc. Thesis, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran, 150 pp. (in Persian with English abstract);EsnaAshari, A., Tiepolo, M., Valizadeh, M.V., Hassanzadeh, J. and Sepahi, A.A., 2012. Geochemistry and zircon U–Pb geochronology of Aligoodarz granitoid complex, SanandajSirjan zone, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 43(1): 11–22.;Hezarkhani, A., 2006. Petrology of the intrusive rocks within the Sungun porphyry copper deposit, Azerbaijan, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 27(3): 326–340.;Khalaji, A.A., Esmaeily, D., Valizadeh, M.V. and RahimpourBonab, H., 2007. Petrology and geochemistry of the granitoid complex of Boroujerd, SanandajSirjan Zone, Western Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 29(5): 859–877.;Mohajjel, M., Fergusson, C.L. and Sahandi, M.R., 2003. Cretaceous–Tertiary convergence and continental collision, Sanandaj–Sirjan zone, western Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 21(4): 397–412.;Shafiei, B., Haschke, M. and Shahabpour, J., 2009. Recycling of orogenic arc crust triggers porphyry Cu mineralization in Kerman Cenozoic arc rocks, southeastern Iran. Mineralium Deposita, 44(3): 265–283.;Taghipour, N., 2007. The application of fluid inclusions and isotope geochemistry as guides for exploration, alteration and mineralization at the Meiduk porphyry copper deposit, ShahrBabak, Kerman. Unpublished Ph.D. thesis, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran, 321 pp.;Taghipour, N. and Mohammadi Laghab, H., 2014. Sara (Parkam) Porphyry Copper Deposit in Kerman, Iran: Petrography, Geochemistry and Geodynamic Setting. Geochemistry Journal, 1(3): 14–26.;Tahmasbi, Z., Castro, A., Khalili, M., Khalaji, A.A. and de la Rosa, J., 2010. Petrologic and geochemical constraints on the origin of Astaneh pluton, Zagros orogenic belt, Iran. Journal of Asian Earth Sciences, 39(3): 81–96.;Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M., 2005. Geology of the DarrehZerreshk and AliAbad porphyry copper deposits, central Iran. International Geology Review, 47(6): 620–646.;