مطالعه سیالات درگیر و ایزوتوپ های پایدار گوگرد، شواهدی بر منشا کانسار سرب - نقره آهنگران، جنوب شرق ملایر

کانسار سرب و نقره آهنگران در غرب ایران در استان همدان و در فاصله 25 کیلومتری جنوب شرقی شهر ملایر واقع شده است. سنگ میزبان کانسار آهنگران عمدتاً سنگهای کربناتی کرتاسه زیرین است که به صورت دگرشیب بر روی سنگهای ژوراسیک قرار گرفته اند. کانه های اصلی شامل گالن، کالکوپیریت، پیریت، کانیهای اکسیدآهن و پیروتیت و کانیهای باطله شامل باریت، دولومیت، کلریت، کلسیت و کوارتز می شود. کانی سازی به صورت پرکننده فضای خالی، رگه ای، رگه‌چها ی، توده ای، پراکنده و جانشینی می باشد. دگرسانی شامل سیلیسی شدن، سریسیتی شدن و دولومیتی شدن است. بر اساس مطالعات سیالات درگیر بر روی کانی کوارتز و کلسیت، انواع سیالات درگیر اصلی عبارتند از: i: دو فازی مایعگاز (l+v)،ii : دو فازی گاز مایع (v+l)، iii: چهار فازی l+v+co2 (l+v)،iv : دی اکسیدکربن co2 (l+v) و v: سه فازی l+v+sy. دمای همگن‌شدگی سیالات درگیر اولیه نشان می دهد که کانی سازی در محدوده دمای 130 تا 320 درجه سانتی گراد (میانگین c° 200) رخ داده است. در حالی‌که محدوده شوری آنها از 10 تا 15 درصد وزنی معادل نمک طعام است. نهایتاً درجه حرارت و شوری سیالات درگیر کانسار آهنگران مشابه کانسارهای سرب و روی نوع ایرلندی است. مقادیر δ34s در پیریت و گالن به ترتیب در محدوده 5/25 تا 6/11 در هزار و 3/6 تا 5/8 در هزار و مقادیر δ34s باریت نیز در محدوده 26+ تا 2/27+ درهزار و مقادیر δ34sh2s سیال در حال تعادل با کانیهای گالن در محدوده 9/2 تا 4/6 در هزار و پیریت 4/9 تا 9/27 در هزار می باشد. مقادیر δ34s باریت نزدیک مقادیر سولفات دریای کرتاسه است و سولفات آب دریا می‌تواند منشا باریت باشد. در حالی‌که مقادیر δ34sh2sگالن در یک محدوده باریک قرار دارند که می تواند بیانگر آن باشد که منشا اصلی گوگرد احیای ترموشیمیایی سولفات است.

Fluid inclusion and sulfur stable isotope evidence for the origin of the Ahangran Pb-Ag deposit

IntroductionThe Ahangaran PbAg deposit is located in the Hamedan province, west Iran, 25 km southeast of the city of Malayer . . The deposit lies in the strongly folded SanandajSirjan tectonic zone, in which the ore bodies occur as thin lenses and layers. The host rocks of the deposit are Early Cretaceous carbonates and sandstones that are unconformably underlain by Jurassic rocks. Ore minerals include galena, pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite and supergene iron oxide minerals. Gangue minerals consist of barite, dolomite, chlorite, calcite and quartz. The mineralization occurs as openspace fillings, veins, veinlets, disseminations, and massive replacements. Alteration consists of silicification, sericitization, and dolomitization. In this study, we carried out studies of mineralogy, microthermometry of fluid inclusions and sulfur isotopes to determine the source of sulfur and the physicochemical conditions of formation.Materials and methodsSeventy sles of different host rocks, alteration, and mineralization were collected from surface outcrops and different tunnels. Twenty of the sles were prepared for mineralogical studies at Tarbiat Modarres University in Tehran and 25 for petrological studies at the University of BuAli Sina. Fluidinclusion studies were done on 5 sles of quartz and calcite at Pouya Zamin Azin Company in Tehran using a Linkam THM 600 model heatingfreezing stage (with a range of 196 to 480ºC). The accuracy and precision of the homogenization measurements are about ±1°C. Salinity estimates were determined from the last melting temperatures of ice, utilizing the equations by Bodnar and Vityk (1994) and for CO2 fluids using equations by Chen (1972). Nine sles of sulfides and barite were crushed and separated by handpicking under binocular microscope and powdered with agate mortar and pestle. About one gram of each sle was sent to the Stable Isotope and ICP/MS Laboratory of Queen’s University, Canada for sulfur isotope analysis. The sulfur isotopes in sulfides and sulfates were run on a Thermo Finnigan Delta Plus XP IRMS mass spectrometer. The analytical uncertainty for δ34S is ±0.2‰.Results and DiscussionThe main types of fluid inclusions in quartz and calcite are as follows: I: dominant liquid + less vapor (L+V) II: dominant vapor + less liquid (V + L) III: liquid + vapor+ CO2 (L+V+CO2 )(L+V)) IV: CO2 (L+V) V: liquid + vapor + sylvite (L+V+Sy). Homogenization temperatures of primary fluid inclusions indicate that mineralization occurred at temperatures ranging from 130 to 320 °C (ave., 200°C) and their salinites range from 10 to 15 wt % NaCl equiv. The temperatures and salinities of the mineralizing fluids of the Ahangaran deposit are similar to the Irish type ZnPb deposits, and suggest a similar origin. The δ34S values of pyrite and galena are within the range of 25.5 to +11.6 ‰ and 6.3 to 8.5 ‰, respectively and for barite are in the range of 26 to 27.2 ‰. These values indicate that the δ34SH2S values of fluids in that deposited the pyrite and galena are within the range of 6.4 to2.9 ‰ and 9.4 to 27.9 ‰, respectively. The δ34S values of marine sulfate were 13 to 20 ‰ during the Cretaceous (Hoefs, 2009). The δ34S values of barite are near to that of marine sulfate in the Cretaceous which indicate that the sulfate of the barite may have a marine origin. On the other hand, the δ34SH2S values of galena lie within a narrow range, suggesting that the main source of sulfur may be from thermochemical sulfate reduction (TSR). AcknowledgmentsIn this research, we thank Sormak Mines Company for its support during field work. We also thank Sormak Mines Managers, especially Mr. Khakbaz for his cooperation and support of this research. Parts of this research were supported by the research department of BuAli Sina University. We also wish to express our appreciation of the isotopic analyses by Queen apos s University, Canada. ReferencesBodnar, R.J. and Vityk, M.O., 1994. Interpretation of microthermometric data for H2ONaCl fluid inclusion. In: B. De Vivo and M.L. Fezzotti (Editors), Fluid inclusions in minerals, Methods and Applications. Virginia Tech, Blacksburg, pp. 117130. Chen, H.S., 1972. The thermodynamics and composition of carbon dioxide hydrate. M.Sc. Thesis, Syracuse University, Syracuse, New York, 67 pp.Hoefs, J. (translated by Alirezaei, S.), 2009. Stable Isotope Geochemistry. Springer Verlag, Berlin, 332 pp. (in Persian)