تاثیر متقابل سنگ میزبان کربناته و سیال کانه‌دار بر یکدیگر در فرایند کانی‌سازی کانسار سرب-(نقره) نخلک، اصفهان

کانسار سرب (نقره) نخلک در حاشیه خاوری کوه نخلک و 55 کیلومتری شهر انارک در استان اصفهان قرار گرفته است. کانی‌سازی در فضای خالی حاصل از شکستگی‌ها، درون سنگ‌های کربناته کرتاسه بالایی (واحد صدر) به صورت رگه‌های خاوری باختری و با شیب زیاد قرار گرفته است. وجود رخساره‌های ریفی، دولستونی و حالت‌های انتقالی بین سنگ آهک و دولستون از خصوصیات سنگ‌شناسی مناسب واحد صدر می‌باشد. سیّال کانه‌دار سنگ میزبان را دچار دگرسانی‌هایی شامل انحلال کربنات‌ها و تشکیل کربنات‌های گرمابی نموده که در اطراف رگه‌های معدنی از قبل تا همزمان با کانی‌سازی تشکیل شده است. سه نوع اصلی دولومیت در ارتباط با کانی‌سازی مشاهده شده که دولومیت‌ نوع زین اسبی مهمترین آن‌ها می‌باشد. ژئوشیمی سنگ میزبان مجاور رگه‌های معدنی نشان می‌دهد mgo، fe2o3 (fe total)، mno و نیز عناصری همچون pb، ba و zn غنی‌شده و cao در سنگ‌های دگرسان شده تهی‌شده که به تدریج با رسیدن به سنگ میزبان غیردگرسان به وضعیت عادی باز می‌گردند. رابطه مثبت مشاهده شده بین شدت دگرسانی دولومیتی، تمرکز عناصر مرتبط با کانی‌سازی و ته‌نشست کانی‌های سولفیدی پیشنهاد می‌کند که مهاجرت سیّال کانه‌دار از درون رگه معدنی و توسط فرآیندهای گرمابی به درون سنگ میزبان صورت گرفته است. ارزیابی ماهیت سیّال مولد دگرسانی دولومیتی کانسار نخلک نشان‌دهنده سیّال شوراب حوضه‌ای (میانگین 14.11درصد وزنی نمک طعام) با دمای متوسط (میانگین 174 درجه سانتی‌گراد) بوده که تقریباً مشابه با سیّال مولد کانی‌سازی کانسار است. در کانسار نخلک تاثیر متقابل سنگ میزبان کربناته و سیّال کانه‌دار در طول فرآیند کانی‌سازی به صورت بازخوردی عمل نموده است، به طوری که سنگ میزبان کربناته مناسب (از نظر شیمیایی و فیزیکی) عامل ورود سیّال کانه‌دار به درون سنگ‌ میزبان باعث تشکیل کانی‌سازی شده و خود کانی‌سازی باعث انحلال کربنات سنگ میزبان و ته‌نشست دولومیت شده و این رخداد‌ها با ایجاد فضای خالی بیشتر امکان ته‌نشست ماده‌ معدنی بیشتر را فراهم نموده است.

Interaction of carbonate host rock with ore-forming fluid in mineralization process in Nakhlak lead-(silver) deposit, Isfahan

IntroductionNakhlak Pb(Ag) deposit, one of the oldest and largest Iranian lead deposits, is located at the Nakhlak Mountain about 55 km NE of Anarak, a town in Isfahan Province, Iran. Lead ores are mainly hosted by open space of fractures and normal faults in the Upper Cretaceous carbonate (Sadr unit). The style of mineralization is stratabound and epigenetic, as shown by steeply eastwest veins. Ore deposition in the Nakhlak deposit was controlled by three main factors: 1) lithology, 2) stratigraphy, and 3) structure. These can be viewed as fundamental controls of fluid transmissivity, either at the district or mine scale, that allowed the focusing of fluid flow and created opportunities for depositional processes to occur (Leach et al., 2005). Materials and methodsThe Nakhlak Pb(Ag) deposit is situated in the northwest corner of the Central Iran Structural Zone, which contains the Anarak region. The Nakhlak deposit is on the eastern fringe of Nakhlak Mountain. This mountain consists of preTriassic? ophiolites (Holzer and Ghasemipour, 1973; Alavi et al., 1997) and a Triassic sedimentary succession (Nakhlak Group, which comprises the Alam, Baqoroq, and Ashin formations), Upper Cretaceous (Sadr unit), and Paleocene (Khaaled unit) sedimentary cover. The Upper Cretaceous carbonate rocks (Cenomanian to Campanian), crop out across a large area of Nakhlak and reach a thickness of 258 m (KhosrowTehrani, 1977; Vaziri et al., 2005; Vaziri et al., 2012). The Sadr unit consists of conglomerates, sandy limestones, calcareous sandstones, sandy dolostones, sandyargillaceous limestones, sandy dolomitic limestones, and reefal limestones that have been subdivided into five subunits on the basis of their facies characteristics (Rasa, 1987). The Sadr unit rocks exposed on Nakhlak Mountain represent marginalmarine, shallowshelf, and moderately deep marine environments (Vaziri et al., 2012). Discussion and ConclusionThe Sadr unit displays suitable characteristics for mineralization such as the presence of reef and dolostone facies and limestone to dolostone transition. The alteration of wall rock in the Nakhlak deposit is represented by the dissolution of carbonate and hydrothermal carbonates deposition that widespread close to orebody and occurred from pre to syn mineralization. There are three types of dolomite in relation to mineralization, which saddle dolomite is the most important type of them. MgO, Fe2O3(Fe total), MnO as well as Pb, Ba, and Zn are enriched in altered wall rock and in contrast with CaO is depleted. The positive relationship observed between the intensity of the dolomitization process, the concentration of ore metals, and sulfide mineralization in carbonate host rocks; suggesting that the migration of metalbearing fluids was linked to hydrothermal processes. The estimate of hydrothermal fluid nature of the Nakhlak Pb(Ag) deposits hydrothermal dolomite indicate a basinal brines (average 14.11 wt% NaCl eq.) and low temperatures (average 174 C), relatively equivalent with oreforming fluid. In the Nakhlak deposit, interaction of carbonate host rock with the oreforming fluid of mineralization process performed by feedback mechanisms. The suitable carbonate host rock (chemically and physically) is main factor entering of hydrothermal fluid into the host rocks and mineralization causing the dissolution of carbonate host rocks and increased formation of hydrothermal dolomite in the host rock, and consequently, that dissolution and dolomitization increased permeability of the host rock for ore fluids and allowed the deposition of additional ore minerals. AcknowledgmentThe Research Foundation of Ferdowsi University of Mashhad, Iran, supported this study (Project No. 22734.3) and it has been done with the support of Nakhlak Lead Mining Complex. Keywords: Dolomite; petrography; geochemistry; fluid inclusion; basinal brine; Nakhlak. ReferencesAlavi, M., Vaziri, S.H., SeyedEmami, K., Lasemi, V., 1997. The Triassic and associated rocks of the Nakhlak and Aghdarband areas in central and northeastern Iran as remnants of the southern Turanian continental margin. Geological Society of America Bulletin, 109: 15631575.Holzer, H.F., Ghasemipour, R., 1973. Geology of the Nakhlak lead mine area (Anarak district, Central Iran). Geological Survey of Iran, Report No. 21, 44 p.KhosrowTehrani, K., 1977. Etude stratigraphique du Créât supérieur et du Paléocène de l’Iran Central. Ph.D. thesis, Université Pierre et Marie Curie, Paris, 468 p. (In French). Leach, D.L., Sangster, D.F., 1993. Mississippi Valleytype leadzinc deposits. In: Kirkham, R.V., Sinclair, W.D., Thorp, R.I., Duke, J.M. (eds.), Mineral Deposit Modeling. Geological Association of Canada Special Paper, 40: 289314.Rasa, I., 1987. Geologischpetrographische Untersuchungen in der BleiLagerstätte Nakhlak, Zentraliran. MineralogischPetrographisches Institut, Universität Heidelberg, Ph.D thesis, 190 p. (in German with English abstract)Vaziri, S.H., Fursich, F.T., KohansalGhadimvand, N., 2012. Facies analysis and depositional environments of the Upper Cretaceous Sadr unit in the Nakhlak area, Central Iran. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, 29: 384397.Vaziri, S.H., SenowbariDaryan, B., KohansalGhadimvand, N., 2005, Lithofacies and microbiofacies of the Upper Cretaceous rocks (Sadr unit) of Nakhlak area in Northeastern Nain, Central Iran. Journal of Geosciences, Osaka City University, 48: 7180.