زمین شناسی، کانی سازی، مغناطیس سنجی و ژئوشیمی سنجدک iii، آنومالی شرقی معدن آهن سنگان
چکیده
معدن سنگ آهن سنگان خواف در حدود 300 کیلومتری جنوب شرقی مشهد، 18 کیلومتری شمال شرقی شهرستان سنگان و 40 کیلومتری مرز افغانستان قرار دارد. از لحاظ تقسیمات ساختاری، این معدن در خرد قاره ایران مرکزی و در قسمت های شمالی بلوک لوت و در جنوب گسل درونه واقع است. توده های بزرگ گرانیتی سرنوسر با سن 11± 38/4 میلیون سال در شمال معدن و برمانی و سَرخر در شرق معدن رخنمون دارند. گرانیت های سَرخر و برمانی شامل دو بخش مونزوگرانیتی با سن 0/7± 40/8 میلیون سال و سینوگرانیتی با سن 0/6± 40/6 می باشند. از مهم ترین عوامل ساختاری موثر بر محدوده معدن، گسل دردوی است که به عنوان یکی از پایانه های انشعابی جنوب گسل درونه محسوب می شود. این معدن به سه بخش به نام های آنومالی غربی، مرکزی و شرقی تقسیم شده و محدوده سنجدک iii در آنومالی شرقی قرار گرفته است. بر اساس مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی، واحدهای رخنمون یافته شامل آهک، دولومیت، کوارتز آرنایت؛ مجوعه ای از زون های اسکارنی شامل پیروکسن اسکارن، پیروکسن گارنت اسکارن، گارنت پیروکسن اسکارن، گارنت اسکارن، آمفیبول اسکارن؛ واحدهای دگرگونی شامل فیلیت، آهک با تبلور مجدد، متاسیلتستون و همچنین توده های نفوذی نیمه عمیق شامل هورنبلاند کوارتز مونزودیوریت پورفیری، سینیت پورفیری، مونزونیت پورفیری و رسوبات عهد حاضر می باشند. بر اساس شواهد صحرایی و با تکیه بر خصوصیات کانیایی اسکارن سنجدک iii از نوع کلسیک است. در واحدهای مونزونیت پورفیری و سینیت پورفیری اندواسکارن وجود ندارد و واحدهای اسکارنی بصورت اگزواسکارن حضور دارند. مراحل اسکارنی شدن شامل متاسوماتیک پیشرونده، پسرونده آغازی و پسرونده تأخیری است. کانی های مرحله متاسوماتیک پیشرونده شامل گارنت (سری آندرادیت- گراسولار) و پیروکسن (سری دیوپسید- هدنبرگیت) در شرایط دمایی 550-375 درجه سانتیگراد است. کانی های پسرونده آغازی شامل: اپیدوت، آمفیبول (فرواکتینولیت- هاستینگزیت) در شرایط دمایی 385> درجه سانتیگراد می باشد و کانی های پسرونده تأخیری شامل: کلریت، کوارتز، کلسیت وکانی های رسی در شرایط دمایی 340-250 درجه سانتیگراد تشکیل شده اند. با ورود محلول های اسکارن ساز به سنگ های آهکی، کلسیم از سنگ های کربناتی و سیلیسیم، آلومینیوم و آهن از سیال اسکارن ساز تأمین شده و گارنت و پیروکسن تشکیل می شود. در صورت وجود feo و کافی نبودن سیلیس مگنتیت می تواند در دمای 430 درجه تشکیل شود. حضور دو نوع گارنت همسانگرد و ناهسانگرد نشان دهنده دو مرحله متفاوت در مرحله متاسوماتیزم پیشرونده است. در زون پیروکسن اسکارن یک روند افزایشی در مقدار کوارتز در جهت شمال شرق مشاهده شد که نشان از تأثیر پذیری بیشتر این زون در مرحله پسرونده تأخیری است. در اسکارن سنجدک iii، نسبت sio2:fe2o3 < 3 بوده است. در مرحله پسرونده آغازی ترمولیت و اکتینولیت از آلتراسیون پسرونده دیوپسید و هدنبرگیت بوجود می آیند. در این آلترسیون در صورت افزایش دیوپسید، کانی ترمولیت و در صورت افزایش هدنبرگیت، کانی اکتینولیت تشکیل می شود. در زون آمفیبول اسکارن سنجدک iii مقادیر اکتینولیت بسیار بیشتر از ترمولیت است. راستای اکثر گسل های منطقه شمال شرق- جنوب غرب است. کانی سازی مگنتیت گوتیت و هماتیت در اکثر موارد رگه ای- رگچه-ای و بعضاً توده ای در آهک های تبلور مجدد یافته و مرتبط با زون های گسلی است. بافت منطقه بندی در مگنتیت به آزاد شدن سریع مواد فرار مانند hcl و h2o و co2 در فاز گازی از یک محلول فوق اشباع از آهن در نزدیکی سطح زمین نسبت داده می شود که خاص سیستم های هیدروترمالی است. حضور مقادیر اندک مگنتیت بصورت رگچه ای در زون گارنت اسکارن نشان دهنده شرایط دمایی پایین تر از 550 درجه سانتی گراد در زمان تشکیل مگنتیت است. کانی سازی پیرولوسیت بصورت رگچه ای و در سنگ میزبان دولومیتی اتفاق افتاده است. حضور پیروتیت، پیریت و کالکوپیریت بطور افشان در زون های اسکارنی و مخصوصاً زون آمفیبول اسکارن نشان دهنده ارتباط کانی سازی سولفیدی با زیر مرحله پسرونده آغازی در شرایط دمایی کمتر از 385 درجه سانتیگراد است. پیریت دو مرحله کانی-سازی را بخوبی نشان می دهد. پیریت های نسل اول یوهدرال اند ولی پیریت های نسل دوم آنهدرال هستند و با پیروتیت همراهی می شوند. پیریت های نسل دوم خود به دو صورت جانشینی از حاشیه و یا جانشینی در درز و شکستگی های پیروتیت ظاهر شده اند. مالاکیت تنها کانی مس دار زون اکسیدان است که بصورت رگچه ای و همراه با کانی سازی هماتیت مشاهده می شود. نقشه tmi سه ناهنجاری a ، b و c را در منطقه مورد مطالعه نشان می دهد. انطباق نقشه rtp با نقشه های زمین شناسی و کانی سازی می رساند که ناهنجاری های a و c انطباق خوبی با رخنمون مگنتیت دارند. ولی در محل ناهنجاری b رخنمون مگنتیت وجود ندارد. نبود توده نفوذی، مشابهت و نزدیکی ناهنجاری b با ناهنجاری a تأیید می کنند که قطعاً منشأ ناهنجاری b کانی سازی مگنتیت در عمق است. پردازش داده های مغناطیس سنجی در نقشه فراسو نشان می دهد که هر دو ناهجاری a و b در عمق ادامه داشته و منشأ مشترکی دارند. ناهنجاری مغناطیسی c در نقشه های فراسوی بیش از 10 متر پاسخی ندارد و این مسئله بر کم عمق بودن منبع ناهنجاری دلالت می کند. پردازش داده های مغناطیس سنجی در نقشه های سایه برجسته و همچنین انطباق نقشه rtp با نقشه های زمین شناسی و کانی سازی بخوبی نشان می دهد که کانی سازی مگنتیت در منطقه، کنترل گسلی دارد. بر پایه آنالیزهای ژئوشیمیایی در محدوده مورد مطالعه و مقایسه آن با سایر بخش های معدن سنگان عناصر وانادیم، منگنز، سرب، روی، نقره، آرسنیک، لانتانیم و سریم از آنومالی های غربی به سمت آنومالی های شرقی افزایش و عناصر آهن، نیکل، کروم، کبالت از آنومالی های غربی به سمت آنومالی های شرقی کاهش می یابد. مقدار منگنز بطور قابل ملاحظه ای در سنجدک iii افزایش یافته و با کانی-سازی پیرولوسیت ± آرسنوپیریت ± مگنتیت در نقشه ژئوشیمیایی کلاس بندی شده مرتبط است. روند افزایشی منگنز به سمت شرق و به طرف آنومالی فرزنه ادامه می یابد. عناصر نیکل و کبالت هم در ساختمان مگنتیت و هم در ساختمان ترکیبات سولفیدی حضور دارند.