تکامل سیال گرمابی در کانسار مس- طلای پورفیری دالی با استفاده از مطالعات ریزدماسنجی میان بارهای سیال

کانسار مس طلای پورفیری دالی در بخش مرکزی کمان ماگمایی ارومیه دختر در شهرستان دلیجان، استان مرکزی واقع شده است. در این منطقه پورفیری های کانه دار میوسن با ترکیب غالب دیوریت و کوارتز دیوریت در امتداد شمال غربجنوب شرق درون سنگهای آندزیت تا آندزیت بازالت جای‌گیر شده اند. همچنین سیال گرمابی باعث غلبه بر فشار لیتوستاتیک در گسلها و شکستگیها شده و این گسلها میزبان گسترده و متنوعی از رگه ها و رگه‌چه های کانه های کوارتزی با بافت استوک ورک گردیده اند. مشاهدات صحرایی و پتروگرافی صورت گرفته نشان می دهد که: پنج گروه اصلی رگه همراه با سه نسل کانه زایی در منطقه وجود دارد. همچنین پتروگرافی سیالات درگیر نشان می دهد که در کانسار دالی هفت گروه سیال درگیر شامل سیال درگیر تک فازی غنی از مایع (ia)، تک فازی غنی از بخار(ib) ، دوفازی غنی از مایع (مایع + بخار) (iia)، دوفازی غنی از بخار (بخار + مایع) (iib)، سیال درگیر شور ساده (مایع + بخار + هالیت) (iiia)، سیال درگیر شور حاوی کانی اپک (مایع + بخار + هالیت + پیریت + کالکوپیریت + هماتیت)(iiib) و سیال درگیر چندفازی (مایع + بخار + هالیت + سیلویت + هماتیت + مگنتیت + پیریت + کالکوپیریت ± اریتروسیدریت)(iiiab) قابل مشاهده می باشند. مطالعات دماسنجی نشان می دهد که محدوده دمای همگن شدگی نهایی و شوری برای سیال درگیر دوفازی غنی از مایع و غنی از بخار ˚c460 تا 140 و wt.%nacl 25 تا 0 و برای سیالات شور ساده، شور حاوی کانی اپک و سیالات درگیر چندفازی ˚c620 تا300 و wt.%nacl 75 تا 30 می باشد. همچنین فشار و عمق برای سیالات درگیر دوفازی غنی از مایع و غنی از بخار bar500 تا 100 و km 2 تا 4/0 و برای سیالات شور ساده، شور حاوی کانی اپک و سیالات درگیر چندفازی bar620 تا 200 و km3 تا 8/0 می باشد. سیالات درگیر چندفازی با بیشترین فراوانی دمای همگن شدگی در گستره ˚c620 تا 420 و بیشترین فراوانی شوری در گستره wt.%nacl 75 تا 70 نشان دهنده اولین سیالاتی هستند که سبب تشکیل کانسار دالی شده اند. سیالات ماگمایی دمای همگن شدگی و شوری بالایی دارند، اما شکستگیها باعث اختلاط سیالات ماگمایی و جوی و تشکیل میان بارهای iibبا دما و شوری پایین تر سیال ماگمایی می گردند. نتایج مطالعات نشان می دهد که در کانسار دالی فرآیندهای جوشش، سرد شدن، اختلاط و واکنش سیال سنگ صورت گرفته است. مطالعه سیالات درگیر نمونه های کوارتزی حاصل از سیال کانه ساز در زون های دگرسانی پتاسیک و کوارتز سرسیت پیریت، کاهش درجه حرارت را از پهنه پتاسیک ˚c620 تا 300 به سمت کوارتز سرسیت پیریت ˚c480 تا 160 نشان می دهد که مطابق با سایر نهشته های پورفیری در جهان است.

Hydrothermal Fluid evolution in the Dalli porphyry Cu-Au Deposit: Fluid Inclusion microthermometry studies

IntroductionA wide variety of worldclass porphyry Cu deposits occur in the UrumiehDohktar magmatic arc (UDMA) of Iran.The arc is composed of calcalkaline granitoid rocks, and the orehosting porphyry intrusions are dominantly granodiorite to quartzmonzonite (Zarasvandi et al., 2015). It is believed that faults played an important role in the emplacement of intrusions and subsequentporphyrycopper type mineralization (Shahabpour, 1999). Three main centers host the porphyry copper mineralization in the UDMA: (1) ArdestanSarCheshmehKharestan zone, (2) SavehArdestan district in the central parts of the UDMA, hosting the Dalli porphyry CuAu deposit, and (3) TakabMianehQharahdaghSabalan zone. Mineralized porphyry coppersystems in the UDMA are restricted to Oligocene to Mioceneintrusions and show potassic, sericitic, argillic, propylitic and locally skarn alteration (Zarasvandi et al., 2005 Zarasvandi et al., 2015). In the Dalli porphyry deposit, four hydrothermal alteration zones, includingpotassic, sericitic, propylitic, and argillic types have been described in the two discrete mineralized areas, namely, northern and southern stocks. Hypogenemineralization includes chalcopyrite, pyrite, and magnetite, with minor occurrences of bornite.Supergene activity has produced gossan, oxidized minerals and enrichment zones. The supergene enrichment zone contains chalcocite and covellite with a 1020 m thickness. Mineralization in the northern stock is mainly composed of pyrite and chalcopyrite. The aim of this study is the investigation and classification of hydrothermal veins and the constraining of physicochemical compositions of oreforming fluids using systematic investigation of fluid inclusions.Materials and methodsTwenty sles were collected from drill holes. Thin and polished sections were prepared from hydrothermal veins of thepotassic, sericitic and propylitic alteration zones. Sles used for fluid inclusion measurements were collected from drill cores DH01, DH02, DH06, and DH07, and outcrop sles. Microthermometric data were obtained by freezing and heating of fluid inclusions on a Linkam THMSG600 mounted on an Olympus microscope at Lorestan University.Results1) Five main veintypes were identified, belonging to three stages of mineralization:type (I): barren quartz, type (II): quartz + pyrite + chalcopyrite ± bornite ± chalcocite ± covelite, type (III): quartz + magnetite ± chalcopyrite, type (IV): Kfeldspar± quartz ± chalcopyrite, type (V): chlorite + biotite.2) Seven groups of fluid inclusionswere observed: (IA) liquidrich monophase, (IB) vaporrich monophase, (IIA) liquidrich twophase (liquid + vapor), (IIB) vaporrich twophase (vapor + liquid), (IIIA) high salinity simple fluids (liquid + vapor + halite), (IIIB) high salinity opaque mineralbearing fluids (liquid + vapor + halite + pyrite + chalcopyrite + hematite), (IIIAB) multiphase fluids (liquid + vapor + halite + sylvite + hematite + magnetite + pyrite + chalcopyrite ± erythrosiderite) 3) Multiphase fluid inclusions with predominant homogenization temperatures 420 to 620˚C and predominant salinities 70 to 75 wt.%NaCl, are thought to be the early fluids involved in mineralization. 4) The coexistence of high saline liquid and vapor rich fluid inclusions (IIIAB, IIIB, IIIA and IIA types) resulted either from fluid entrapment during the boiling process or the copresence of two immiscible fluids generated from the magma.5) Dalliporphyry CuAu deposit was formed in a magmaticmeteoric system.DiscussionTwo conventional thermometric procedures, freezing and heating, were employed for the measurement of temperature of homogenization and approximate salinity. Freezing was conducted mainly for haliteunder saturated inclusions (types IIA and IIB), to measure the initial melting temperature (Te) and the last melting point (Tmice), whereas heating was carried out on the halitebearing inclusions (types IIIA, IIIB and IIIAB). Based on the microthermometric results, the Dalli fluid inclusions can be divided into two distinct groups: (1) mediumhigh temperature, hypersaline (Types IIIA, IIIB and IIIAB) and (2) lowmedium temperature, low salinity group (Types IIA and IIB). Type IIB inclusions, which homogenize to the vapor phase and have a relatively low cooling rate, provide a fairly good estimate of entrapment pressure (Roedder and Bodnar, 1980). Based on the pressure estimated for the Dalli deposit, mineralization likely occurred at depth of 0.61.1 km. The calculated depth is coincident with the estimated mineralization depths of the porphyry deposits in the world (Pirajno, 2009). Fluid inclusions with a wide range of vapor and liquid ratios are abundant in all of the Dalli sles. This represents heterogeneous trapping of liquid and vapor. The coexistence of inclusions with different volumes of vapor contents, which homogenize either to liquid (Th(LV)) or vapor (Th(VL)), are interpreted as an evidence for the prevailing wide range of physicochemical conditions during the cooling history of oreforming fluid at the Dalliporphyry CuAu deposit. The boiling process is documented by the abundance of heterogeneously trapped fluid inclusions with extremely variable liquid to vapor ratios (Ahmad and Rose, 1980).Acknowledgements We thank of ShahidChamran University of Ahvaz for their support and moreover, Lorestan University for microthermometric studies.ReferencesAhmad, S.N. and Rose, A.W., 1980. Fluid inclusions in porphyry and skarn ore at Santa Rita, New Mexico. Economic Geology, 75(3): 229–250.Pirajno, F., 2009. Hydrothermal processes and mineral systems. Geological Survey of Western Australia. Springer, 1250 pp.Roedder, E. and Bodnar R.J., 1980. Geologic pressure determinations from fluid inclusion studies, Annu. Review Earth Planet, 8(6): 263–301.Shahabpour, J., 1999. The role of deep structures in the distri bution of some major ore deposits in Iran, NE of the Zagros thrust zone. Journal of Geodynamics, 28(3): 237250.Zarasvandi, A., Liaghat, S. and Zentilli, M., 2005. Porphyry Copper Deposits of the UrumiehDokhtar Magmatic Arc, Iran, Super Porphyry Copper and Gold deposits. A global perspective PGC publishing Adelaide, 2(4): 441452.Zarasvandi, A., Rezaei, M., Sadeghi, M., Lentz, D., Adelpour, M. and Pourkaseb, H., 2015. Rare earth element signatures of economic and sub economic porphyry copper systems in Urumieh–Dokhtar Magmatic Arc (UDMA), Iran. Ore Geology Reviews, 70(3): 407423.