زمین‏‌شناسی، کانه‏‌زایی و زمین‌شیمی مادة معدنی و توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه، خاور کاشمر، شمال‏‌خاوری ایران

پهنة ماگمایی- فلززایی خواف- کاشمر- بردسکن (KKBMB ^[1]) در شمال‏‌خاوری خردقاره ایران مرکزی، در جنوب افیولیت‌های سبزوار- تربت حیدریه و شمال گسل درونه جای گرفته است (شکل 1- A). این پهنه بیشتر دربردارندة واحدهای آتشفشانی با ترکیب اسیدی- حد واسط و گاه مافیک است که توده‏‌های آذرین درونی باتولیتی گرانیتوییدی ژرف- نیمه‏‌ژرف با ترکیب گرانیت تا دیوریت در آنها نفوذ کرده‏‌اند (شکل 1- B) (Karimpour et al., 2002). بررسی‏‌های سن‏‌سنجی پیشین روی این واحدهای آذرین درونی گویای بازة سنی 41 تا 40 میلیون سال پیش در ائوسن است (Almasi et al., 2015; Shafaii Moghadam et al., 2015; Karimpour et al., 2017).

این پهنه پتانسیل بسیار خوبی برای اکتشاف ذخایر گوناگونِ اسکارنی آهن، مس- طلای پورفیری، رگه‏‌ای، مانتو^[2] و کانسارهای مس طلای همراه با اکسید آهن (IOCG ^[3]) دارد. از مهم‌ترین رخدادهای کانه‏‌زایی شناخته‌شده در KKBMB می‏‌توان ذخایر اسکارن آهن سنگان (Malekzadeh Shafaroudi et al., 2013; Golmohammadi et al., 2015)، طلای نوع IOCG کـوه‏‌زر (Mazloumi et al., 2009; Karimpour et al., 2017)، تودة مگنتیت- طلادار تنورجه (Karimpour et al., 2006; Hossieni et al., 2018)، مس- طلای نامق (Taghadosi and Malekzadeh Shafaroudi, 2018)، رگه‏‌های اسپکیولاریت- طلا دار ‏‌خاور کاشمر (Almasi et al., 2015) و ذخایر کائولن سرسفیدال، اوچ پلنگ و بهاریه (Almasi, 2016; Najmi et al., 2018) را نام برد.

منطقة شمال بهاریه در شمال‏‌خاوری ایران و در بخش میانی پهنة ماگمایی خواف- کاشمر- بردسکن جای دارد (شکل 1- B). مساحت منطقه نزدیک به 12 کیلومتر مربع است و در میان طول جغرافیایی ˝20 ´37 °58 تا 28 ´42 °58 خاوری و عرض‏‌های جغرافیایی ˝50 ´17 °35 تا ˝50´18 °35 شمالی، در 18 کیلومتری خاور شهرستان کاشمر جای دارد (شکل 1- B). پیش از این، الماسی (Almasi, 2016) در پایان‌نامة دکتری خود ویژگی‌های کانی‏‌سازی، سنگ‌زایی و اکتشافات زمین‌شیمیایی- زمین‌فیزیکی محدودة اوچ پلنگ- سرسفیدال (خاور کاشمر) را بررسی کرده و منطقه بهاریه را معرفی کرده است. در این پژوهش گسترش کانه‏‌زایی مس و فلزات دیگر بر پایة داده‏‌های زمین‌شیمیایی مشخص می‏‌شود. سپس بر پایة رفتار عنصرهای اصلی، فرعی و خاکی کمیاب ارتباط ژنتیکی- لیتولوژیکی توده‏‌های آذرین درونی در منطقة شمال بهاریه تعیین می‏‌شود. در نهایت بر پایة همة ویژگی‌های زمین‌شیمیایی- پترولوژی، ویژگی‌های کانی‏‌شناسی، دگرسانی، کانه‏‌زایی، خاستگاه و جایگاه زمین‏‌ساختی محدودة شمال بهاریه بررسی می‏‌شود.

روش انجام پژوهش

در این پژوهش، همزمان با بررسی‌ها و بازدیدهای صحرایی رخنمون‏‌های سنگی، ترانشه‏‌های اکتشافی و پهنه‌های دگرسانی و کانه‏‌دار برداشت ‌شد. نخست برای شناسایی و تفکیک واحدهای آذرین و بررسی ارتباط آنها، پیمایش‏‌های صحرایی و نمونه‏‌برداری بر پایة تنوع سنگ‏‌شناسی و کانی‏‌شناسی این واحدها انجام شد. سپس پهنه‏‌های دگرسانی و کانه‏‌زایی برای شناخت مناطق امیدبخش و با توان کانه‏‌زایی و بررسی ارتباط کانه‏‌زایی با دگرسانی و گسل‏‌هایِ محدودة مورد مطالعه برداشت ‌شد. در پایان، از منطقه‏‌ای به بزرگی نزدیک به 12 کیلومتر مربع، نزدیک به 150 نمونة سنگی برداشت شد. از میان آنها، شمار 80 مقطع نازک برای بررسی‌های سنگ‏‌نگاری، کانی‏‌شناختی و دگرسانی و شمار 10 مقطع بلوک صیقلی برای شناسایی کانه‏‌های گوناگون آنها تهیه ‌شد. در ادامه، با بررسی مقاطع نازک، شمار 10 نمونه از سنگ‏‌های آذرین درونی و نیمه‏‌ژرف با کمترین میزان دگرسانی برگزیده شدند. نمونه‏‌های برگزیده برای اندازه‏‌گیری اکسیدهای اصلی و عنصرهای فرعی پس از خردایش و آماده‌سازی، به روش XRF در شـرکت کانسـاران بینالود )دسـتگاه فیلیـپس مـدل(PW تجزیة شیمیایی شدند. سپس این نمونه‏‌ها برای اندازه‏‌گیری عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب به ‏‌روش محلول‏‌سازی ذوب قلیایی و با روش دستگاهی ICP-MS (طیف‏‌سنج جرمی پلاسمای جفت‏‌شده القایی) در آزمایشگاه MS Analytical کشور کانادا تجزیه شدند. افزون‌براین، شمار 10 نمونه خرده‏‌سنگی از پهنه‌های دگرسانی و مناطق با توان کانه‏‌زایی در محدودة شمال بهاریه برداشت ‌شد. تجزیة زمین‏‌شیمیایی عنصرهای فلزی برای نمونه‏‌ها، به روش ICP-OES برای 34 عنصر در آزمایشگاه شرکت زرآزما مشهد انجام شد. نام اختصاری کانی‌ها از ویتنی و اوانس (Whitney and Evans, 2010) برگرفته شده است.

شکل 1. A) نقشة زمین‏‌شناسی- ساختاری ایران و جایگاه پهنة ماگمایی خواف- کاشمر- بردسکن (KKBMB) در شمال‌خاوری ایران؛ B) نقشة ساده‌شده پهنة ماگمایی خواف- کاشمر- بردسکن (KKBMB) و جایگاه محدودة شمال بهاریه روی آن (تغییریافته از الماسی (Almasi, 2016)).

Figure 1. A) Geological- structural map of Iran and the location of Khaf- Kashmar- Bardaskan magmatic belt (KKBMB) in the northeastern of Iran; B) Simplified geological map of the Khaf- Kashmar- Bardaskan magmatic belt (KKBMB) and the location North of Bahariyeh area on it (modified from Almasi (2016)).

زمین‏‌شناسی منطقه

پهنة آتشفشانی- آذرین درونی خواف- کاشمر- بردسکن با درازای بیشتر از 300 کیلومتر و پهنای نزدیک به 90 کیلومتر، راستای خاوری- باختری دارد و با روند گسل راستالغز درونه همخوانی نشان می‌دهد. فرایند‏‌های ماگمایی در KKBMB به‌صورت فوران‏‌های آتشفشانی با پیدایش سنگ‏‌هایی مانند توف‏‌های خاکستری تیره و گاه ایگنمبریتی آغاز شده و با پیدایش گدازه‏‌های آندزیتی ادامه یافته است. سپس روی این واحدها، ضخامت بزرگی از توف‏‌های آندزیتی، برش‏‌های آتشفشانی و ایگنمبریت جای گرفته‌اند. محصول پایانی فرایند‏‌های آتشفشانی در این زمان گدازه‏‌هایی با ترکیب آندزیت- تراکی‏‌آندزیت و آلکالی‏‌بازالت است. ایـن فوران‏‌های پیاپی آتشفشانی رخدادهای درونی (توده‏‌های آذرین درونی و نیمه‏‌ژرف) متناوب و معـادل نیـز داشته‌اند. در ادامه، باتولیت‏‌های گرانیتوییدی با طیفی ازگرانودیوریت، مونزوگرانیت تا آلکالی‏‌گرانیت و استوک‏‌هایی با ترکیب دیوریت، مونزودیوریت و مونزونیت درون سنگ‏‌های آذرآواری و سنگ‏‌های آتشفشانی مافیک- اسیدی ائوسن زیرین تا میانی بالایی نفوذ کرده‏‌اند. توده‏‌های آذرین درونی این منطقه و واحدهای آتشفشانی‏‌ ممکن است معادل‏‌های نفوذی و بیرونی یکدیگر باشند. بررسی‌های پترولوژی و سن‏‌سنجی پیشین در این پهنة و ناحیه خاور کاشمر گویای آنست که توده‏‌های آذرین درونی اسیدی- حد واسط سرشت کالک‏‌آلکالن پتاسیم بالا دارند و از نوع I هستند که در زمان ائوسن میانی (41- 40 میلیون سال پیش، سن‌سنجی به روش U- Pb روی کانی زیرکن) جایگزین شده‏‌اند (Almasi et al., 2015; Shafaii Moghadam et al., 2015; Karimpour et al., 2017). محدودة اکتشافی شمال بهاریه به‌صورت مستطیلی به بزرگی نزدیک به 12 کیلومترمربع در بخش شمالی معادن مس و کائولن بهاریه (شمال گسل درونه) و بخش مرکزی KKBMB جای دارد (شکل 1- B). این منطقه در بخش شمال‏‌باختری برگة 1:100,000 فیض‌آباد (Behrouzi, 1988) و ‌جنوب‏‌باختری برگة 1:250,000 تربت حیدریه جای دارد (Vaezi Pour and Alavi Tehrani, 1992). بر پایة بررسی‌های صحرایی و نقشة زمین‏‌شناسی 1:10,000 محدوده، بیشتر رخنمون‏‌های سنگی شامل تناوبی از واحدهای آذرآواری،گدازه‏‌های ائوسن- الیگوسن و همچنین، توده‏‌های آذرین درونی ژرف- نیمه‏‌ژرف با ترکیب بیشتر اسیدی- حد واسط هستند (شکل 2). بررسی‏‌های میکروسکوپی نشان می‏‌دهند ترکیب بیشتر گدازه‏‌های آتشفشانی داسیت- ریوداسیت تا آندزیت است و واحدهای آذرآواری شامل توف داسیتی هستند. همچنین، توده‏‌های آذرین درونی ژرف- نیمه‏‌ژرف منطقه حالت استوک دارند و ترکیب سنگ‏‌شناختی آنها شامل سینوگرانیت، گرانودیوریت، مونزونیت، مونزودیوریت و دیوریت دارند که درون گدازه‏‌های آتشفشانی نفوذ کرده‏‌اند (شکل 2). این توده‏‌های آذرین درونی اسیدی- حد واسط بافت گرانولار و بیشتر پورفیرویید دارند که دچار دگرسانی پروپلیتیک، سیلیسی، آرژیلیک و سرسیتی نیز شده‏‌اند. همچنین، رگه‏‌های اصلی کانه‏‌زایی در منطقه که از روند شکستگی‏‌ها و گسل‏‌های موجود پیروی می‏‌کنند درون این استوک‏‌های نفوذی متمرکز شده‏‌اند (شکل 2). در حقیقت، کانه‏‌زایی به‌صورت رگه- رگچه‏‌ای در بخش‏‌های گوناگون منطقه ‌دیده می‌شود؛ اما بیشترین تمرکز آن در بخش ‌جنوب‏‌باختری منطقه است. ‌گمان می‌رود در این منطقه، کانه‏‌زایی مس وابستگی بسیار نزدیکی با این توده‏‌های آذرین درونی دارد.

سنگ‏‌نگاری واحدهای آذرین درونی

سینوگرانیت:

این واحد بیشترین گسترش را در بخش خاوری و شمال‏‌باختری منطقة بررسی‌شده نشان می‌دهد (شکل 3- A). این تودة آذرین درونی بافت هیپیدیومورف گرانولار و گرافیک دارد و از کانی‏‌های پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار (ارتوکلاز)، کوارتز، هورنبلند و کانی کدر ساخته شده است. پلاژیوکلاز فراوانی 25- 20 درصدحجمی، آلکالی‌فلدسپار 40- 35 درصدحجمی، کوارتز 25- 20 درصدحجمی، هورنبلند 5- 3 درصدحجمی و کانی‏‌های کدر 5- 3 درصدحجمی نشان می‌دهند (شکل 4- A). زیرکن و آپاتیت مهم‌ترین کانی فرعی موجود در این واحد است. در این واحد درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز در برخی نقاط در حال جانشینی با سرسیت و کلریت و آلکالی‌فلدسپارها نیز در حال جانشینی با کانی‏‌های رسی هستند. همچنین، بخشی از رگه- رگچه‏‌های کانه‏‌زایی درون این واحد جای گرفته‌اند.  

شکل 2. نقشة زمین‏‌شناسی-کانی‏زایی با مقیاس 1:10,000 محدودة شمال بهاریه (Quat: Quaternary).

Figure 2. Geological-mineralization map of the north of Bahariyeh area (scale 1:10,000) (Quat: Quaternary).

گرانودیوریت:

این واحد در بخش مرکزی و باختری محدودة بررسی‌شده رخنمون یافته است (شکل 3- B). این واحد بافت بیشتر هیپیدیومورف گرانولار دارد و گاهی بافت‌های گرافیک و میرمیکیتی نیز در آن ‌دیده می‌شوند. کانی‏‌های سازنده بیشتر شامل پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار (ارتوکلاز)، کوارتز، هورنبلند و کانی‏‌های کدر است. پلاژیوکلاز با فراوانی 40- 35 درصدحجمی و اندازة 3- 1 میلیمتر، آلکالی‌فلدسپار نوع ارتوکلاز با فراوانی 20- 15 درصدحجمی و اندازة کمتر از 2 میلیمتر، کوارتز با فراوانی 35- 25 درصدحجمی، هورنبلند با فراوانی کمتر از 2 درصدحجمی و کانی‏‌های کدر هم فراوانی 3- 1 درصدحجمی دیده می‌شوند (شکل 4- B). آپاتیت، زیرکن و مگنتیت کانی‏‌های فرعیِ این سنگ‌ها هستند. در بخش‌هایی از این سنگ‌ها، بلورهای شکل‏‌دار تا نیمه‌شکل‏‌دار پلاژیوکلاز که ماکل پلی‏‌سینتتیک دارند، همراه با آلکالی‌فلدسپارها، در حال جایگزینی با کلریت، اپیدوت، سرسیت و کانی‏‌های رسی هستند.

مونزودیوریت پورفیری:

این واحد بزرگ‌ترین تودة رخنمون‌یافته در منطقة شمال بهاریه است که بیشتر در بخش‏‌های شمالی- جنوبی تا باختر منطقه گسترش یافته است (شکل 3- C). بافت این واحد بیشتر پورفیری است و درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار، کوارتز، پیروکسن، هورنبلند و بیوتیت با 50- 45 درصدحجمی کل سنگ در زمینه‏‌ای دانه‏‌ریز تا دانه‏‌متوسط از همین کانی‏‌ها جای گرفته‏‌اند. در این گروه سنگی، پلاژیوکلازهای کمابیش شکل‏‌دار تا نیمه‌شکل‏‌دار با فراوانی 25- 20 درصدحجمی و آلکالی‌فلدسپار با فراوانی 7- 5 درصدحجمی یافت می‌شوند. کوارتز با فراوانی 3- 1 درصدحجمی، پیروکسن با 5- 3 درصدحجمی، هورنبلند با 4- 2 درصدحجمی، بیوتیت با 3- 1درصدحجمی و کانی‏‌های کدر نیز با فراوانی 3- 2 درصدحجمی از دیگر کانی‌های سازندة این سنگ‌ها هستند (شکل 4- C). آپاتیت و مگنتیت کانی‏‌های فرعیِ این واحد هستند. پلاژیوکلاز با سرسیت، کلریت و اپیدوت و آلکالی‌فلدسپارها با کانی‏‌های رسی در حال جانشینی هستند. همچنین، پیروکسن و هورنبلندهای نیمه‌شکل‏‌دار تا شکل‏‌دار به کلریت دگرسان شده‏‌اند. افزون‌بر این، برخی از رگه- رگچه‏‌های کانه‌دار در این واحد دیده می‌شوند.

شکل 3. تصویرهایی از رخنمون‏‌ توده‏‌های آذرین درونی منطقة شمال بهاریه. A) رخنمون صحرایی واحد سینوگرانیت؛ B) نمایی از واحد گرانودیوریت (دید رو به شمال)؛ C) رخنمون واحد مونزودیوریت پورفیری (دید رو به شمال‏‌‏باختری)؛ D) واحد کوارتز مونزودیوریت پورفیری همراه با رگه‏‌های کانی‏زایی درون ساختار گسلی؛ E) رگة غنی از اسپکیولاریت (هماتیت اسپکیولار یا SHem) درون واحدکوارتز مونزونیت پورفیری؛ F) واحد دیوریت پورفیری با دگرسانی پروپیلیتیک (اپیدوت+کلریت).

Figure 3. Field photographs of intrusive rocks in the north of Bhariyeh area. A) Outcrops of syenogranite unit; B) A view of granodiorite unit (northward view); C) Monzodiorite porphyry outcrop (northwestward view); D) Quartz monzonite porphyry unit with mineralization veins in the fault structure; E) Specularite (Specular hematite or SHem) vein within quartz monzonite porphyry unit; F) Diorite porphyry unit with propylitic alteration (epidote+chlorite).

کوارتز مونزودیوریت پورفیری:

این واحد به‌صورت استوک‏‌های کمابیش کوچک در بخش‏‌های مرکزی و ‌جنوب‏‌باختری منطقة شمال بهاریه رخنمون یافته است (شکل 3- D). واحد یادشده بافت پورفیری با زمینة دانه‏‌ریز دارد و درشت‏‌بلورهای آن 50 درصدحجمی حجمی کل سنگ را دربر می‌گیرند. این گروه سنگی دربردارندة درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز با فراوانی 25- 20 درصدحجمی ، کوارتز با فراوانی 12- 10 درصدحجمی ، آلکالی‌فلدسپار با 7- 5 درصدحجمی و کانی کدر کمتر از یک درصدحجمی است (شکل 4- D). کانی فرعی این واحد نیز آپاتیت است. در این توده پلاژیوکلازها با اپیدوت و کلریت و آلکالی‌فلدسپار با کانی‏‌های رسی جایگزین شده‏‌اند.

کوارتز مونزونیت پورفیری:

این واحد در بخش‏‌های شمالی و شمال‏‌باختری- ‌جنوب‏‌باختری منطقه گسترش یافته است (شکل 3- E). بافت آن بیشتر پورفیری است و دربردارندة درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز، کوارتز، آلکالی‌فلدسپار و کانی کدر است. از مجموع 50 درصدحجمی درشت‏‌بلورهای سازندة این واحد، پلاژیوکلاز با فراوانی 25- 20 درصدحجمی ، کوارتز با فراوانی 12- 10 درصدحجمی ، آلکالی‌فلدسپار با فراوانی 7- 5 درصدحجمی و کانی کدر با فراوانی کمتر از یک درصدحجمی است (شکل 4- E). آپاتیت، زیرکن و مگنتیت هم از مهم‌ترین کانی‏‌های فرعی در این تودة نیمه‏‌ژرف هستند. پلاژیوکلاز و آلکالی‌فلدسپار نیز با اپیدوت و کانی‏‌های رسی جایگزین شده‏‌اند. افزون‌براین، بخشی از رگه- رگچه‏‌های کانه‏‌زایی درون این واحد یافت می‌شوند.

شکل 4. تصویرهای میکروسکوپی (در XPL) از توده‏‌های آذرین درونی رخنمون یافته در محدودة شمال بهاریه. A) واحد سینوگرانیت و همرشدی کوارتز و آلکالی‌فلدسپار که بافت گرافیک را پدید آورده است، همراه با درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز؛ B) واحد گرانودیوریت با درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار و کوارتز با بافت گرانولار؛ C) واحد مونزودیوریت پورفیری که در آن درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار، هورنبلند، بیوتیت و پیروکسن در زمینه‌ای پورفیری جای گرفته‌‏‌اند؛ D) حضور پلاژیوکلاز، کوارتز و آلکالی‌فلدسپار در واحد کوارتز مونزودیوریت پورفیری؛ E) واحد کوارتز مونزونیت پورفیری و درشت‏‌بلورهای پلاژیوکلاز، آلکالی‌فلدسپار و کوارتز؛ F) واحد دیوریت پورفیری و حضور پلاژیوکلاز، هورنبلند و پیروکسن در زمینة دانه‏‌ریز؛ G) دگرسانی آلکالی‌فلدسپارها به کانی رسی همراه با جایگزینی پلاژیوکلاز با سرسیت؛ H) همراهی رگچه سیلیسی (کوارتز ثانویه) و کلریتی توام با یکدیگر؛ I) تجزیة درشت‏‌بلور پلاژیوکلاز به اپیدوت همراه با کانه‏‌زایی مالاکیت و بلورهای سوزنی اسپکیولاریت.

Figure 4. Photomicrographs (in XPL) in the north of Bahariyeh intrusive units. A) Synogranite unit and co-growth of quartz and alkali feldspar, which created the graphic texture with plagioclase crystals; B) Granodiorite unit with plagioclase, alkali feldspar and quartz crystals contain granular texture; C) Monzodiorite porphyry unit in which plagioclase, alkali feldspar, hornblende, biotite and pyroxene crystals are located in the porphyry field; D) Presence of plagioclase, quartz and alkali feldspar in quartz monzodiorite porphyry unit; E) Quartz monzonite porphyry unit and plagioclase, alkali feldspar and quartz crystals; F) Diorite porphyry unit and presence of plagioclase, hornblende and pyroxene in a fine-grained goundmass; G) Alkali feldspar altered into clay minerals associated with alteration of plagioclase into sericite; H) Association of silica veins (secondary quartz) and chlorite with each other; I) Decomposition of plagioclase phenocryst into the epidote along with malachite mineralization and needle specularite.

دیوریت پورفیری:

این واحد به‌صورت دو استوک کوچک از شمال تا جنوب منطقة بهاریه رخنمون یافته است (شکل 3- F). این واحد بافت پورفیری و گلومروپورفیری دارد و درشت‏‌بلورهای آن در زمینه‌ای دانه‏‌ریز تا دانه‏‌متوسط جای گرفته‏‌اند. درشت‏‌بلورهای ‌سازندة این واحد نزدیک به 50 درصدحجمی کل سنگ را در بر می‏‌گیرند و شامل پلاژیوکلاز با فراوانی 30- 25 درصدحجمی، پیروکسن با فراوانی 10- 8 درصدحجمی، هورنبلند با فراوانی 6- 4 درصدحجمی و کوارتز، بیوتیت، آلکالی‌فلدسپار با فراوانی کمتر از 4 درصدحجمی هستند (شکل 4- F). در زمینه نیز کانی‏‌هایی همانند درشت‏‌بلورها دیده می‌شوند. آپاتیت و مگنتیت مهم‌ترین کانی‏‌های فرعی سازندة سنگ هستند. پلاژیوکلازها با اپیدوت و سرسیت جایگزین شده‏‌اند. همچنین، هورنبلندهای نیمه‏‌شکل‏‌دار تا شکل‏‌دار در حال جانشینی با کلریت، اپیدوت و گاه کلسیت هستند. همچنین، بخشی از رگه- رگچه‏‌های کانه‏‌زایی درون این واحد سنگ هستند.

دگرسانی

بررسی‏‌های صحرایی و بررسی‌های سنگ‏‌نگاری روی مقاطع نازک و صیقلی نشان‌دهندة گسترش چشمگیر دگرسانی گرمابی در منطقة شمال بهاریه است. بر این اساس، چهار دگرسانی اصلی پروپیلیتیک (کلریتی- اپیدوتی)، سیلیسی، آرژیلیک و سرسیتی در منطقة بررسی‌شده شناسایی شد که شدت و گسترش آنها در بخش‌های گوناگون منطقه متغیر است. دگرسانی‏‌های آرژیلیک- سرسیتی در محدودة شمال بهاریه گسترش کمی دارد و شدت آنها از ضعیف تا متوسط در نوسان است. در واحدهای سینوگرانیت و گرانودیوریت، این دگرسانی‏‌ها جایگزینی پلاژیوکلازها (20- 15 درصدحجمی) با کانی‏‌های رسی و (10- 5 درصدحجمی) سرسیت را در پی داشته‌اند (شکل 4- G).

دگرسانی سیلیسی و پروپیلیتیک روی بیشتر واحدهای مونزودیوریتی تا دیوریتی تأثیر گذاشته است. دگرسانی سیلیسی به‌صورت سیلیس تجمعی (افزوده‌شده به زمینة سنگ) و رگه- رگچه‏‌ای دیده می‌شود و در بسیاری بخش‌ها با کلریت همراه است. (شکل 4- H). در این نوع دگرسانی دانه‏‌های کوارتز به‌صورت نیمه‏‌شکل‏‌دار و بیشتر بی‏‌شکل در بسیاری بخش‌ها و به‌ویژه اطراف رگه‏‌های کانه‏‌زایی دیده می‌شود. در محدودة بررسی‌شده، دگرسانی پروپیلیتیک ضعیف تا متوسط نیز گسترش چشمگیری نسبت به دیگر دگرسانی‏‌ها دارد. در این نوع دگرسانی، پلاژیوکلاز (15- 10 درصدحجمی) به کلریت (25- 20 درصدحجمی) و اپیدوت تجزیه شده است (شکل‌های 4- G و 4- I). همچنین، کانی‏‌های مافیک مانند هورنبلند و پیروکسن نیز به کلریت، کربنات، اکسیدها و هیدرواکسیدهای آهن دگرسان شده‏‌اند. بیشتر دگرسانی‏‌های پروپیلیتیک و سیلیسی در حاشیة رگه‏‌های کانه‏‌زایی گسترش دارند و در بسیاری بخش‌ها با روند کانه‏‌زایی همراه هستند. بر پایة بررسی‏‌های صحرایی، میکروسکوپی و روابط کانه‏‌نگاری ‌گمان می‌رود دگرسانی‏‌های سیلیسی و پروپیلیتیک ارتباط نزدیکی با پیدایش کانسنگ در محدودة شمال بهاریه دارند.

کانه‏‌زایی

کانه‏‌زایی در منطقة شمال بهاریه پراکندگی چشمگیری دارد و بیشتر به‌صورت رگه- رگچه‏‌ای، استوک ورک مانند درون توده‏‌های درونی- نیمه‏‌ژرف اسیدی تا حد واسط رخ داده است. به گفتة دیگر، عملکرد گسل‏‌ها مهم‌ترین عامل رخداد کانه‏‌زایی درون این واحدهاست و ارتباط صحرایی و ساختاری کانه‏‌زایی با این توده‏‌ها کاملاً مشخص است. کانه‏‌زایی در این این منطقه از روند کلی گسل‏‌ها پیروی می‌کند و رگه‏‌- رگچه‏‌های کانه‏‌دار در راستای گسل‏‌هایی با روند شمال‏باختری- جنوب‏‌خاوری و شمال‏‌خاوری- جنوب‏باختری رخ داده‌اند (شکل 2). ضخامت این رگه- رگچه‏‌ها در مقیاس صحرایی و میکروسکوپی از نزدیک به 5 میلیمتر تا بیش از 10 سانتیمتر متغیر است و درازای آنها در برخی مناطق به بیش از 5 متر نیز می‏‌رسد. کانه‏‌های اولیه شامل پیریت، کالکوپیریت، اسپکیولاریت و کانه‏‌های ثانویه نیز شامل کالکوسیت، مالاکیت، آزوریت،گوتیت واکسیدهای آهن هستند (شکل‏‌های 5- A تا 5- I). بر پایة سامانة رگه- رگچه‏‌ای و نوع کانه‏‌ها می‌توان دو نوع رگه- رگچه‏‌ را در پهنة کانه‏‌زایی شمال بهاریه شناسایی کرد (شکل 2):

1) رگه- رگچه‏‌های دارای کوارتز+کالکوپیریت+ اسپکیولاریت± پیریت (شکل‏‌های 5- A، 5- B و 5- C)؛

2) رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت (شکل 5- D).

شکل 5. تصویرهای صحرایی و میکروسکوپی (در نور PPL بازتابی) از انواع رگه‏‌- رگچه‏‌ها و کانه‏‌ها در محدودة شمال بهاریه. A) رخنمون رگه- رگچه واجد کوارتز، کالکوپیریت و اسپکیولاریت؛ B) رگه- رگچه‏‌های با کوارتز، کالکوپیریت و اسپکیولاریت همراه با مالاکیت؛ C) رگه- رگچه‏‌ با کانی ثانویه مالاکیت و آزوریت؛ D) رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت؛ E) نمایی از کالکوپیریت در حال جانشینی با کالکوسیت همراه با رگه- رگچه اسپکیولاریت؛ F) همراهی کالکوپیریت، پیریت، اسپکیولاریت درون رگه‏‌ها؛ G) نمایی از کانة شکل‏‌دار پیریت و جایگزینی پیریت با گوتیت؛ H) رگه- رگچه‏‌های با اسپکیولاریت همراه با مالاکیت؛ I) بلورهای سوزنی و تیغه‏‌ای اسپکیولاریت.

Figure 5. Field and microscopic (in PPL reflected light) photos of all types of vein-veinlets and ores in the north of Bahariyeh area. A) An outcrop of vein- veinlets containing quartz, chalcopyrite and specular hematite; B) Quartz, chalcopyrite, specularite vein- veinlets along with malachite; C) Vein-veinlets containing malachite and azurite as the secondary minerals; D) Specularite rich vein-veinlets; E) Chalcopyrite altered into chalcocite along with specularite vein-veinlets; F) Accompanying chalcopyrite, pyrite, specular hematite in the veins; G) A view of euhedral pyrite and alteration of pyrite into goethite; H) Specularite vein-veinlets with malachite; I) Needle and bladed shape specularite.

در رگه- رگچه‏‌های نوع اول کالکوپیریت اصلی‏‌ترین و فراوان‏‌ترین کانه سولفیدی در این ساختارها به‌شمار می‌رود. این کانه با فراوانی نزدیک به 30 تا 35 درصدحجمی به‌صورت بی‏‌شکل و بیشتر توده‏‌ای و پراکنده درون رگه- رگچه‏‌ها دیده می‏‌شود و اندازة دانه‏‌های آن از نزدیک به 1 تا 5 میلیمتر متغیر است. افزون‌براین، به‌دنبال رخداد فرایند هوازدگی و اکسیداسیون کالکوپیریت‏‌ها از حاشیه در حال جانشینی با کالکوسیت (10- 5 درصدحجمی) و مالاکیت و آزوریت ( بیش از 90 درصدحجمی) هستند (شکل‏‌های 5- E و 5- F). پیریت دیگر کانة سولفیدی با فراوانی کمتر از 5 درصدحجمی است که به‌صورت افشان و پراکنده درون این رگه- رگچه‏‌ها یافت می‌شود. اندازة دانه‏‌های آن از کمتر 1/0 تا یک میلیمتر متغیر است و در برخی بخش‌ها در حال جانشینی با گوتیت و دیگر کانی‏‌های آهن‏‌دار است (شکل 5- G). کوارتز نیز مهم‌ترین کانی باطله همراه با کانه‏‌ها در رگه- رگچه‏‌های گروه نخست است که گاهی در نزدیک به 20 تا 25 درصدحجمی حجم آنها را پر کرده است. اسپکیولاریت فراوان‏‌ترین کانة اکسیدی موجود در محدودة شمال بهاریه است. این کانه با آگرکات سوزنی شاخص خود در این رگه- رگچه‏‌ها فراوانی 30 تا 35 درصدحجمی دارد و اندازة آنها نیز از 1/0 تا 2 میلیمتر در تغییر است (شکل 5- H). در این نوع رگچه‏‌ها، نخست پیریت به‌صورت پراکنده پدید آمده است و پس از آن کالکوپیریت، اسپکیولاریت و کوارتز نیز پدید آمده‌اند. در پایان، کانی‏‌های ثانویه کالکوسیت، مالاکیت، آزرویت و گوتیت در این رگچه‏‌ها پدیدار شده‌اند. در شکل 6 توالی پاراژنزی کانی‏‌های اولیه و ثانویه در این نوع رگه- رگچه‏‌ها نشان داده شده است.

در رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت نیز تنها بلورهای سوزنی و تیغه‏‌ای اسپکیولاریت ‌دیده می‌شود که همة حجم رگه- رگچه‏‌ها را دربر گرفته است. در این رگه- رگچه‏‌ها اسپکیولاریت‏‌های اولیه به‌صورت تجمعی و توده‏‌ای همروند با راستای گسل‏‌های منطقه دیده ‏‌می‏‌‌شوند (شکل 5- I).

شکل 6. توالی پاراژنز کانی‏‌های اولیه و ثانویه در رگه- رگچه-‌های دارای کوارتز+کالکوپیریت+هماتیت اسپکیولار (اسپکیولاریت)± پیریت محدودة شمال بهاریه.

Figure 6. Paragenetic assemblages of primary and secondary minerals in vein-veinlets contain quartz+chalcopyrite+specular hematite±pyrite.

زمین‌شیمی مادة معدنی

همان‌گونه‌که پیشتر گفته شد، 10 نمونة خردة سنگی به نمایندگی از پهنه‌های گوناگون کانه‏‌زایی در محدودة شمال بهاریه (جدول 1) برگزیده و به روش ICP-OES برای سنجش عیار عنصرهای فلزیِ کانسار تجزیة شیمیایی شدند. بر پایة داده‌های به‌دست‌آمده عیار بیشینه، کمینه و میانگین برای عنصرهای Cu، Ag، Pb، Zn،Mo، As و Fe در هر دو نوع رگه- رگچه به‌دست آورده ‌شدند. بدین‌گونه در رگه- رگچه‏‌های دارای کالکوپیریت+ اسپکیولاریت+ کوارتز، میزان مس از 693 تا 20404 گرم در تن (میانگین: 10475 گرم در تن)، نقره از 37/0 تا 224 گرم در تن (میانگین: 47 گرم در تن)، سرب از 30 تا 6104 گرم در تن (میانگین: 1848 گرم در تن)، روی 280 تا 1884(میانگین: 762 گرم در تن) و آهن از 1800 تا 89350 (میانگین: 35566 گرم در تن) متغیر است (جدول 1). افزون‌بر این، در رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت، مقدار مس از 23 تا 117 گرم در تن (میانگین: 67 گرم در تن)، نقره 2/0 تا 38/0 گرم در تن (میانگین: 28/0 گرم در تن)، سرب 11 تا 26 گرم در تن (میانگین: 19 گرم در تن)، سرب 24 تا 175 گرم در تن (میانگین: 68 گرم در تن) و آهن از 31229 تا 58011 گرم در تن (میانگین: 44877گرم در تن) است (جدول 1). بر پایة داده‌های به‌دست‌آمده، بیشترین میزان مس، نقره، سرب و روی درون رگه- رگچه‏‌های با کالکوپیریت+اسپکیولاریت+کوارتز شناسایی ‌شد. این حجم بالا از عنصرهایی مانند مس به فراوانی کانی‏‌های اولیه کالکوپیریت و ثانویه مالاکیت و آزوریت درون این رگه‏‌- رگچه‏‌ها مربوط است. بیشتر این رگه‏‌- رگچه‏‌های در بخش‏‌های شمالی، باختری و ‌جنوب‏‌باختری محدودة شمال بهاریه متمرکز شده‏‌اند (شکل 2). افزون‌بر این، هیچ شواهدی از کانی‏‌های اولیه و ثانویه = سرب و روی‌دار درون این نوع رگه- رگچه‏‌ها دیده نشد. از سوی دیگر، میزان عنصرهای یادشده درون رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت به‌شدت کاهش می‌یابد و تنها عنصر آهن بی‏‌هنجاری چشمگیری نشان می‏‌دهد. حضور کانی‏‌ اسپکیولاریت درون این رگه- رگچه‏‌ها مهم‌ترین عامل بالابودن میزان آهن است. بر پایة داده‌های به‌دست‌آمده، ارتباط مشخص و معناداری میان عنصرهایِ دو تیپ رگه- رگچه دیده نمی‏‌‌شود. در پایان، بر پایة داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة زمین‌شیمیاییِ هردو تیپ رگه- رگچه‏‌، بیشترین تمرکز عنصر مس درون رگه‏‌- رگچه‏‌های با کالکوپیریت+ اسپکیولاریت+ کوارتز در بخش ‌جنوب‏‌باختری منطقه است (نمونه‏‌های BH-78، BH-97 و BH-99).

جدول 1. داده‏‌های زمین‌شیمیایی برخی عنصرها (برپایة ppm) در نمونه‏‌های خرده‌سنگیِ محدودة شمال بهاریه به روش ICP-OES .

Table 1. The geochemical data of some elements (in ppm) in the chip composite samples in the north of Bahariyeh area by using ICP-OES method.

زمین‌شیمی توده‏‌های آذرین درونی

داده‏‌های تجزیة زمین‌شیمیایی اکسیدهای اصلی، عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب برای ‏‌رخنمون‏‌های آذرین درونی در محدودة شمال بهاریه در جدول 2 آورده شده‌اند. برای نام‏‌گذاری سنگ‏‌های آذرنی درونی نمودارهای بسیاری بر پایة ترکیب شیمیایی آنها پیشنهاد شده است. این داده‏‌ها شامل مجموع مقادیر K₂O و N_a2O (مجموع عنصرهای آلکالن، TA) و مقدار SiO₂ (S) هستند.

جدول 2. داده‌های شیمیایی عنصرهای اصلی (برپایة درصدوزنی، به روش XRF)، کمیاب و خاکی کمیاب (برپایة ppm، به روش ICP-MS) در توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه.

Table 2. The chemical data of the major elements (in wt% by XRF method), trace and rare earth elements (in ppm, by ICP- MS method) in the intrusions in the north of Baharieh area.

(La/Yb)_N= chondrite-normalized La / chondrite-normalized Yb; Eu/Eu*=[Eu_N/(Sm_N × Gd_N)^0.5]

بر پایة نمودار SiO₂ در برابر Na₂O+K₂O، نمونه‏‌ها در محدودة گرانودیوریت، کوارتز مونزونیت، مونزودیوریت و دیوریت جای می‌گیرند (شکل 7- A). همچنین، برای بررسی سری ماگمایی این واحدهای آذرین درونیِ اسیدی- حد واسط نمودار Ta+Yb در برابر K₂O/Yb به‌کار برده ‌شد. در این نمودار بیشتر نمونه‏‌ها در گسترة ماگماهای کالک‌آلکالن جای می‏‌گیرند و تنها نمونة سینوگرانیت در محدودة ماگماهای شوشونیتی جای می‌گیرد (شکل 7- B). افزون‌بر این، برای بررسی مقدار اشباع‌شدگی از آلومین نمودار A/CNK در برابر A/NK به‌کار برده ‌شد (شکل 7- C).

شکل 7. ترکیب توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه در نمودارهای زمین‌شیمیایی. A) نمودار TAS برای نامگذاری توده‏‌های آذرین درونی (Middlemost, 1994)؛ B) تعیین سری ماگمایی در نمودار Ta+Yb در برابر K₂O/Yb (Pearce, 1982)؛ C) نمودار شاخص اشباع از آلومین (Shand, 1943)؛ D) نمودار Ta + Yb در برابر Rb (Pearce et al., 1984).

Figure 7. Composition of intrusive rocks in the north of Bahariyeh in the geochemical diagrams. A) TAS classification diagram for the intrusive rocks (Middlemost, 1994); B) Magmatic series determination in Ta/Yb versus K₂O/Yb diagram (Pearce, 1982) to; C) Alumina saturation index diagram (Shand, 1943); D) Ta+Yb versus Rb diagram (Pearce et al., 1984).

رده‏‌بندی سنگ‏‌ها بر پایة این نمودار نشان می‏‌دهد نمونه‏‌های اسیدی- حد واسط در محدودة پرآلومینوس تا بیشتر متاآلومینوس جای می‏‌گیرند. همچنین، برای تعیین جایگاه زمین‏‌ساختی توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه نمودارهای زمین‌ساختیِ پیشنهادیِ پیرس و همکاران (Pearce et al., 1984) به‌کار برده شد. در این نمودارها گرانیتوییدها در چهار قلمروی گرانیت‏‌های پشته‏‌های کمانی (ORG)، درون صفحه‏‌ای (WRG)،کمان آتشفشانی مرتبط با فرورانش (VAG) و گرانیت‏‌های مناطق برخوردی (syn-COLG) جای می‏‌گیرند. بر پایة نمودار Ta+Yb در برابر Rb، همة توده‏‌های اسیدی- حد واسط در جایگاه زمین‏‌ساختی کمان آتشفشانی مرتبط با پهنة فرورانش جای می‌گیرند (شکل 7- D).

شکل 8. توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه در: A) نمودار الگوی پراکندگی عنصرهای خاکی کمیاب بهنجارشده به ترکیب کندریت (Boynton, 1985)؛ B) نمودار بهنجارشده به ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989).

Figure 8. Intrusive rocks in the north of Bahariyeh in: A) Chondrite-normalized rare earth elements diagram (Boynton, 1985); B) Primitive Mantle-normalized trace element diagram (Sun and McDonough, 1989).

برای بررسی سرشت فرایندهای زمین‏‌شناسی و زمین‌شیمیایی در مجموعه سنگ‏‌های محدودة شمال بهاریه، نمودارهای عنکبوتی بهنجار شده به ترکیب گوشتة اولیه و عنصرهای خاکی کمیاب کندریت به‌کار برده شد. شکل 8- A نمودار بهنجارشدة عنصرهای خاکی کمیاب به ترکیب کندریت (Boynton, 1985) برای توده‏‌های آذرین درونی محدودة بهاریه را نشان می‏‌دهد. الگوی پراکندگی عنصرهای خاکی کمیاب در این نمودار غنی‏‌شدگی چشمگیری از LREE در مقایسه با عنصرهای HREE نمایش می‏‌دهد و فراوانی عنصرهای سبک‏‌تر با شیب بیش‏‌تری نسبت به عنصرهای سنگین کاهش می‏‌یابد (شکل 8- A). این روند غنی‏‌شدگی و کاهشی عنصرهای خاکی کمیاب سبک نسبت به عنصرهای خاکی کمیاب سنگین می‏‌تواند شاخص پیدایش ماگماهای کالک‌آلکالن در محیط فرورانش باشد (Rollinson, 1993; Nicholson et al., 2004; Zulkarnain, 2009; Helvacı et al., 2009; Asiabanha et al., 2012).

افزون‌بر این، درجه کم ‌ذوب‌بخشی گوشته و یا آلایش با مواد پوسته‏‌ای از دیگر دلایل غنی‏‌شدگی LREEها نسبت به HREEها است (Almeida et al., 2007). در نمونه‏‌های محدودة شمال بهاریه نسبت (La/Yb)_N از نزدیک به 79/3 تا 05/8 در تغییر است (جدول 1) و این نسبت کم، نبود یا کم‌بودن گارنت در خاستگاه را نشان می‌دهد. در این نمودارها عنصر Eu اهمیت ویژه‏‌ای دارد. نسبت Eu/Eu* در این نمونه‏‌ها از 66/0 تا 89/0 متغیر است که گویای ناهنجاری اندکی منفی است. به گفتة دیگر، هرگاه میزان Eu/Eu* کمتر از یک باشد ناهنجاری منفی و مقدارهای بیشتر از یک نشان‌دهندة ناهنجاری مثبت هستند .(Taylor and McLennan, 1985) مقدارهای Eu/Eu* کمتر از یک در توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه گویای حضور پلاژیوکلاز در خاستگاه آنهاست. همچنین، ناهنجاری مثبت Eu یا مقادیر بیشتر از یک نشان‌دهندة نبود پلاژیوکلاز و حضور گارنت در خاستگاه و احتمالاً بالابودن فوگاسیتة اکسیژن در ماگماست (Rollinson, 1993). نمودار بهنجارشدة عنصرهای فرعی و کمیاب در برابر ترکیب گوشتة اولیه (Sun and McDonough, 1989) در شکل 8- B نشان داده شده است. بر پایة این نمودار محدودة شمال بهاریه غنی‏‌شدگی در عنصرهای LILE (مانند Rb، K، Ba و Cs) در مقایسه با عنصرهای HFSE (مانند Nb، Ti و Y) نشان می‏‌دهند. این ویژگی‌ها معمولاً در ماگماهای پدیدآمده در پهنه‏‌های فرورانش ‌دیده می‌شود (Wilson, 1989; Walker et al., 2001; Machado et al., 2005; Yang and Li, 2008).

بحث

رخد اد کانه‏‌زایی

ماگماتیسم و سامانة فلززایی پهنة خواف- کاشمر- بردسکن در پنجرة زمانی سنوزوییک (پالئوسن- ائوسن) رخ داده‌اند و بیشتر کانه‏‌زایی‏‌ها در این پهنة از نوع IOCG، پورفیری، اسکارن و رگه- رگچه‏‌ای هستند. برپایة شواهد اولیه، رخداد کانه‏‌زایی شمال بهاریه از گروه کانسارهای تیپ IOCG به‌شمار می‌رود که در ادامه به آن پرداخته می‏‌شود.

نخستین‌بار هیتزمن و همکاران (Hitzman et al., 1992) کانسارهای مس و طلای همراه با اکسید آهن (Iron Oxide Copper–Gold یا IOCG) را به‌نام گروه جدیدی از ذخایر معدنی شناسایی کردند و سپس پژوهشگران بعدی آنها را دسته‏‌بندی کردند (Hitzman et al., 1992; Barton and Johnson, 1996; Sillitoe, 2003; Williams et al., 2005; Porter, 2010; Chen, 2013). هرچند دربارة دسته‏‌بندی این ذخایر هنوز ابهاماتی هست، اما پس از ذخایر پورفیری بیشترین ذخیره‌های مس و طلای جهان را دارند. مهم‌ترین ویژگی‏‌های متمایزکنندة این ذخایر شامل موارد زیر است:

1) حضور دو کانی اکسیدی آهن مگنتیت و هماتیت (اسپکیولاریت) با محتوی تیتانیم کم به‌صورت جداگانه یا با هم در یک سامانة کانه‏‌زایی؛

2) گسترش چشمگیر دگرسانی گرمابی شامل پهنه‌های سدیک- پتاسیک- هیدرولیکی (سرسیت- کلریت- سیلیسی‌شدن)؛

3) نبود وابستگی فضایی و مکانی آشکار با توده‌های آذرین درونی؛

4) کنترل‏‌های ساختاری بسیار بالا دارند و پیدایش ذخیره ارتباط نزدیکی با این ساختارها دارد؛

5) وجود عیار بالای مس و بی‏‌هنجاری‏‌های کاملاً اقتصادی عنصرهایی مانند Au، U، Ag، Pb، Zn، Mo، Ni، Co، Ba، F ، P و/یا LREEs؛

6) در بازة بزرگ زمانی از آرکئن تا پلیوسن پدید آمده‌اند؛

7) در محیط‏‌های زمین‌ساختی گوناگونی مانند کافت، نقاط داغ درون‌قاره‏‌ای و حوضه‏‌های کششی پهنة فرورانش و محیط‏‌های پسابرخوردی پدید آمده‏‌اند؛

8) طیف گسترده‏‌ای از سنگ میزبان شامل سنگ‌های آتشفشانی، توده‏‌های آذرین درونی ژرف و نیمه‏‌ژرف اسیدی تا مافیک و سنگ‏‌های آذرآواری را دربر می‏‌گیرند (Hitzman, 2000; Williams et al., 2005; Barton, 2014; Skirrow et al., 2019).

پهنة ماگمایی خواف- کاشمر- بردسکن در شمال‏‌خاوری ایران میزبان سامانه‏‌های کانه‏‌زایی متنوع و مهمی مانند انواع پورفیری (تنورجه کاشمر) و IOCG (طلا کوه‏‌زر) است (Karimpour et al., 2006; Mazloumi et al., 2009).

در محدودة شمال بهاریه همانند برخی ذخایر IOCG در پهنة Coastal Cordillera شیلی مانند Mantoverde و Candelaria که کانه‏‌زایی همروند با گسل آتاکاما رخ داده است (Barra et al., 2017; Childress et al., 2020)، سامانة کانه‏‌زایی کنترل ساختاری دارد و از روند درز و شکاف‏‌ها و گسل‏‌های منطقه (گسل بهاریه) و در مقیاس بزرگ از روند گسل درونه در بخش جنوبی منطقه پیروی می‏‌کند. در حقیقت، چندین افق کانه‏‌زایی با روند شمال‏‌خاوری- جنوب‏باختری و شمال‏باختری- جنوب‏‌خاوری در محدوده رخنمون دارند و مادة معدنی به‌صورت رگه- رگچه‏‌ای و شکافه پرکن درون توده‏‌های آذرین اسیدی- حد واسط واقع شده است. کانی‏‌شناسی اصلی و اولیه رگه- رگچه‏‌ها، پیریت، کالکوپیریت و اسپکیولاریت همراه با کوارتز به‌عنوان کانی باطله است. از این‌رو، بر پایة رده‏‌بندیِ پیشنهادیِ کریم‌پور (Karimpour, 2004) و ویلیامز Williams, 2010))، محدودة شمال بهاریه به‌عنوان کانسارهای نوع اسپکیولایت‏‌دار (هماتیت) تیپ IOCG به شمار می‏‌رود. سنگ میزبان آذرین درونی ژرف- نیمه‏‌ژرف در پی پیدایش این رگچه- رگچه‏‌ها ی کانه‏‌دار دچار دگرسانی پروپیلیتیک (کلریت+اپیدوت)، سیلیسی و گاهی سرسیتی شده است. بر پایة نظر بارتون (Barton, 2014)، روند دگرسانی همانند نوع هیدرولیکی (اسیدی) در ذخایر IOCG است و مجموعه کانیایی شامل کوارتز+کلریت+ اپیدوت+سرسیت است. ذخایر پهنة شیلی مانند Mantoverde نیز دگرسانی هیدرولیکی نشان داده (Rieger et al., 2010)، هرچند در ذخیره المپیک دم در جنوب استرالیا دگرسانی پتاسیک نیز گزارش شده است (Skirrow et al., 2007). در محدودة بررسی‌شده داده‌های تجزیه‏‌های زمین‏‌شیمیایی گویای آنست که عنصر مس، مهم‌ترین ناهنجاری موجود در رگه‏‌هاست و افزون‌بر این عنصرهای سرب، روی و نقره بی‏‌هنجاری‏‌های چشمگیری نشان می‏‌دهند.

بر پایة بررسی‌های پیشین در پهنة خواف- کاشمر- بردسکن رژیم زمین‌ساختی مرتبط با پهنة فرورانش (فرورانش اسلب اقیانوسی نئوتتیس به زیر لبه ‌جنوب‏‌باختری صفحه اوراسیا) اصلی‏‌ترین محیط زمین‏‌ساختی ‌سازندة این سامانه‏‌هاست (Karimpour et al., 2017). ذخایر پهنة شیلی در محیط‏‌های مرتبط با پهنة فرورانش حاشیة فعال قاره‏‌ای پدید آمده‏‌اند (del Real et al., 2018). ذخایر موجود در پهنة خواف- کاشمر- بردسکن مانند کوه‏‌زر در بازة زمانی ائوسن میانی (Karimpour et al., 2017) پدید آمده است؛ اما ذخیره‌های پهنة شیلی در بازة ژوراسیک- کرتاسة زیرین تا آغاز پالئوژن گزارش شده است (Rieger et al., 2010; Chen, 2013; Barra et al., 2017). الگوی تقریباً هموار توزیع عنصرهای خاکی کمیاب در محدودة شمال بهاریه، غنی‏‌شدگی نسبی در عنصرهای LREE (La/Sm∼2.48- 4.02) و بی‏‌هنجاری کمی منفی Eu (Eu/Eu*∼0.66- 0.89) و تهی‏‌شدگی از عنصرهایی مانند Ti و Nb بیش‏‌ترین همانندی و شباهت را با باتولیت گرانیتوییدی Copiapó در ذخیرة معدنی Candelaria Punta del Cobre (;La/Sm∼4.856 Eu/Eu*∼0.89) در پهنة شیلی دارد (del Real et al., 2018).

همان‌گونه‌که پیشتر گفته ‌شد، رخداد کانه‏‌زایی شمال بهاریه بر پایة سرشت زمین‏‌ساختی، ویژگی‏‌های زمین‏‌شناسی، نوع سنگ میزبان، دگرسانی، کانه‏‌های اولیه، سامانة کانه‏‌زایی همراه با کنترل ساختاری و توزیع زمین‌شیمیایی عنصرها، با وجود پاره‏‌ای تفاوت‏‌ها، شباهت بسیاری با کانسارهای نوع IOCG به‌ویژه ذخایر پهنة شیلی دارد. در ادامه و در جدول 3 برخی از مهم‌ترین کانسارهای تیپ IOCG در پهنة شیلی با ذخایر موجود در KKBMB (معدن کوه‏‌زر و محدودة شمال بهاریه) مقایسه شده‌اند. هرچند اثبات IOCG بودن آن نیازمند بررسی‏‌های دقیق‏‌تر و جامع‏‌تر مانند بررسی‌های زیرسطحی، آنالیزهای زمین‌شیمیایی برای عیارسنجی طلا، دماسنجی و سنجش شوری سیال کانه‏‌‏‌ساز و ترکیب ایزوتوپی آنهاست.

جدول 3. مقایسه ذخایر مهم IOCG در ایران و جهان با محدودة شمال بهاریه.

Table 3. Comparison of important IOCG reserves in Iran and the world with the North of Baharieh area.

خاستگاه ماگما و سنگ‌زایی[4] توده‏‌های آذرین درونی

ویژگی‏‌های سنگ‏‌شناسی و زمین‏‌شیمی کل سنگ گویای آنست که ماگمای ‌سازندة توده‏‌های آذرین درونی در محدودة شمال بهاریه سرشت کالک‌آلکالن دارند و از گرانیتوییدهای نوع I هستند (شکل 7- B). همچنین، نمودارهای بهنجارشده به ترکیب عنصرهای خاکی کمیاب کندریت و گوشتة اولیه، وجود ناهنجاری منفی Eu و غنی‏‌شدگی چشمگیری از عنصرهای LILE و LREE را نشان می‏‌دهند. در این پژوهش برای درک بهتر تحول و فرایندهای تکاملی ماگماهای سازندة سنگ‏‌های اسیدی- حد واسط پدیدآمده در محدودة شمال بهاریه الگو‏‌سازی نسبت‌های عنصرهای کمیاب به‌کار برده شد. از این‌رو، برای بررسی شرایط ذوب ماگمای پدیدآمده در محدودة بررسی‌شده از نمودار La در برابر La/Sm بهره گرفته شد (شکل 9- A). این نسبت‏‌ها به فرایند ‌ذوب‌بخشی حساس نیستند، ازاین‌رو، از آنها برای شناخت فرایندهای تبلوربخشی و ‌ذوب‌بخشی استفاده می‌شود. داده‏‌های زمین‌شیمیایی و نمودارهای ترسیم‌شده نشان می‏‌دهند ‌ذوب‌بخشی نقش کلیدی در پیدایش سنگ‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه دارند و این ماگماها بیشتر در پی ‌ذوب‌بخشی پدید آمده‏‌اند تا فرایند تبلوربخشی (شکل 9- A).

شکل 9. A) روند ‌ذوب‌بخشی در نمودار La در برابر La/Sm (Li et al., 2011)؛ B) تعیین درجة ‌ذوب‌بخشی در نمودار La/Yb در برابر Gd/Yb (Halliday et al. 1995)؛ C) بررسی ژرفای پیدایش در نمودار Sm/Yb در برابر Ce/Yb (Wang et al., 2002)؛ D) بررسی بود یا نبود گارنت در خاستگاه در نمودار Sm/Yb در برابر Ce/Sm (Hawkesworth et al., 1994).

Figure 9. A) Determination of partial melting process in La versus La/Sm diagram (Li et al., 2011); B) Determination of partial melting in La/Yb versus Gd/Yb diagram (Halliday et al. 1995); C) Determination of formation depth in Sm/Yb versus Ce/Yb diagram (Wang et al., 2002); D) Determination of absence or presence of garnet at source in Sm/Yb versus Ce/Sm (Hawkesworth et al., 1994).

برای تعیین درجة ‌ذوب‌بخشی، ژرفا و ترکیب ماگمای برخاسته از گوشته از نسبت‏‌های مختلف عنصرهای خاکی کمیاب استفاده می‏‌شود. همان‌گونه‌که در نمودار La/Yb در برابر Gd/Yb نشان داده شده است (شکل 8- B)، سنگ‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه دچار ‌ذوب‌بخشی درجة پایین (1- 4 درصد) گوشته‏‌ای شده‏‌اند و این نمونه‏‌ها از روند اسپینل لرزولیت پیروی می‏‌کنند و گویای آنست که این توده‏‌ها از گوشتة غنی‌شده خاستگاه گرفته‏‌اند. همچنین، مقدارهای (Ce/Yb)_N برای سنگ‏‌های اسیدی- حد واسط محدودة بررسی‌شده در نزدیک به 32/3 تا 05/6 به‌دست آمده است. افزون‌بر این، در نمودار Ce/Yb در برابر Sm/Yb (شکل 9- C)، دیده می‌شود ماگمای سازندة توده‏‌های آذرین درونی از بخش‏‌های بالایی گوشته در ژرفای نزدیک به 60- 65 کیلومتری خاستگاه گرفته است (Cotton et al., 1995; Wang et al., 2002). افزون‌براین، نسبت Ce/Sm (8/8- 2/12) در نمونه‏‌ها بسیار بیشتر از نسبت Sm/Yb (03/2- 08/1) است. غنی‌شدگی در میزان Ce نسبت بهYb هنگامی رخ می‏‌دهد که گارنت در خاستگاه نباشد؛ بدین معنی که Ce وارد فاز کانیایی شده است. نمودار Sm/Yb در برابر Ce/Sm، نبود گارنت در خاستگاه ماگما سازندة توده‏‌های آذرین درونی منطقة شمال بهاریه را نشان می‌دهد (شکل 9- D). الگو‏‌سازی زمین‌شیمیایی این نسبت‏‌ها نشان‌دهندة نبود گارنت در خاستگاه است، بدین معنی که این توده‏‌ها در نبود گارنت از خاستگاه اسپینل لرزولیت (~ 65 کیلومتر) پدید آمده‏‌اند.

افزون‌بر این، برای تعیین خاستگاه ماگمای سازندة سنگ‏‌های محدودة شمال بهاریه، از نمودار Yb_N در برابر (La/Yb)_N استفاده شد (شکل 10- A). این نمودارها برای شناسایی سنگ‏‌هایی با سرشت آداکیتی از ماگماهای پهنة فرورانش (پیامد ذوب گوشته‏‌ای) پیشنهاد شده‏‌‌اند. بر پایة این نمودار، توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه ویژگی ماگماهای غیر آداکیتی (مرتبط با پهنة فرورانش) با نسبت کم (La/Yb)_N نزدیک به 79/3 تا 05/8 و محتوی بالای Yb_N نزدیک به 57/10 تا 60/16 را نشان می‏‌دهند (شکل 10- A). گرانیتوییدهای نوع I با سرشت کالک‌آلکالن در پهنة فرورانش، عموماً از ‌ذوب‌بخشی پریدوتیت گوة گوشته‏‌ای پدید می‌آیند که با سیال‌های آزادشده از تختة اقیانوسی فرورو ‌دگرنهاد می‏‌شوند؛ اما ماگماهای آداکیتی معمولاً از ‌ذوب‌بخشی خود تختة اقیانوسی فرورو و هم از اندرکنش مذاب پدیدآمده از ذوب ورقه با گوة گوشته‌ای پدید می‌آیند (Tatsumi and Takahashi, 2006; Whattam et al., 2012). ازاین‌رو، توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه، با توجه به سرشت غیر آداکیتی‌شان، از ‌ذوب‌بخشی گوشته ‌دگرنهاد شده در پهنة فرورانش پدید آمده‌اند.

معمولاً گدازه‏‌های پدیدآمده در پهنه‌های کمانی غنی‏‌شدگی چشمگیری از LILE و LREE نشان می‏‌دهند و دگرنهادشدن خاستگاه گوشته‏‌ای زیرکمانی با سیال‌های غنی‌شده از این عنصرهای کمیاب آزاد‌شده از تختة فرورو عامل آن است (Tatsumi, 1989; Pearce and Peate, 1995). عنصرهایی مانند Nb و Rb از فراوان‌ترین عنصرهایِ ‌پوستة قاره‏‌ای هستند (Bonin et al., 1978). ناهنجاری منفی Nb و Taدر مناطق با فرورانش گویای نقش بنیادی پوسته در پیدایش ماگما مرتبط است و از ویژگی‏‌های اصلی حاشیه‌های فعال قاره‏‌ای و محیط‏‌های فروررانشی به‌شمار می‌رود (Patchett, 1992; Reichew et al., 2004). از سوی دیگر، نسبت Zr/Nb از دیگر شاخصه‏‌های اصلی برای تعیین آلایش ماگما با ‌پوستة قاره‏‌ای است، این نسبت در همة توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه از 26/14تا 4/19 متغیر است. مقدارهای بالاتر از 20 نشان‌دهندة کمترین میزان آلودگی پوسته‏‌ای در ماگماست (Martin, 1999). نمونه‏‌های محدودة بررسی‌شده در نمودار Zr/Nb در برابر Nb/La شواهدی از آلایش پوسته‏‌ای یا غنی‏‌شدگی با مواد پوسته در پهنة فرورانش را نشان می‏‌دهند (شکل 10- B). همچنین، برای درک بهتر ویژگی‏‌های محیط پیدایش سنگ‏‌های نفوذی محدودة شمال بهاریه، نمونه‏‌ها در نمودار Nb/Yb در برابرTh/Yb ترسیم شدند (شکل 10- C). در این نمودار Yb عامل بهنجار کننده برای Th و Nb است، بدین‏‌سان‌که این عنصرها ضریب تفکیک یکسانی در مذاب و بلور دارند و در پهنه‏‌های فرورانش میزان Th درون ماگما افزایش و از میزان Nb کاسته می‏‌شود (Leat et al., 2004).

شکل 10. جایگاه و محیط پیدایش توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه. A) نمودار Yb_N در برابر (La/Yb)_N (Moyen and Martin, 2012)؛ B) تعیین آلودگی پوسته‏‌ای در نمودارZr/Nb در برابر Nb/La (Rudnick and Gao, 2003)؛ C) نمودار Nb/Yb در برابر Th/Yb (after Pearce, 1983)؛ D) نمودار Sr/Nd در برابر Th/Yb (Woodhead et al., 1998)؛ E) نمودار Nb در برابر Rb/Zr (Brown et al., 1984)؛ F) نمودار Yb در برابر Th/Ta (Schandl and Gorton 2002) (N- MORB: بازالت‌های کافت میان‌اقیانوسی عادی؛ E-MORB: بازالت‌های کافت میان‌اقیانوسی غنی‌شده؛ PM: گوشتة اولیه؛ OIB: بازالت‌های جزیره‌های اقیانوسی (ترکیب‌ها از سان و مک‌دوناف (Sun and McDonough, 1989))؛ UC: پوستة قاره‌ای بالایی؛ LC: پوستة قاره‌ای زیرین (ترکیب‌ها از تیلور و مک‌لنن (Taylor and McLennan, 1985)).

Figure 10. The location and formation setting of the intrusive rocks in the north of Bahariyeh district. A) Yb_N versus (La/Yb)_N diagram (Moyen and Martin, 2012); B) Determination of crustal contamination in Zr/Nb versus Nb/La diagram (Rudnick and Gao, 2003); C) Nb/Yb versus Th/Yb diagram (after Pearce, 1983); D) Sr/Nd versus Th/Yb (Woodhead et al., 1998); E) Nb versus Rb/Zr diagram (Brown et al., 1984); F) Yb versus Th/Ta diagram (Schandl and Gorton, 2002) (N-MORB = Normal MORB, E-MORB = Enriched MORB, PM= Primitive Mantle and OIB= Oceanic Island Basalts (values from Sun and McDonough, 1989); UC= Upper; Continental; LC= Lower continental (values from Taylor and McLennan, 1985).

همان‌گونه‌که در شکل 10- C دیده می‌شود میزان Th در نمونه‏‌ها افزایش یافته است و نمونه‌های از سیال‏‌های آزادشده از تختة فرورو در پهنة فرورانش غنی‏‌شدگی نشان می‏‌دهند. به گفتة دیگر سرشت ماگماهای برخاسته از حاشیة فعال قاره‏‌ای که درون آرایة گوشته‏‌ای^[5] جای دارند با نسبت‏‌های پایدار Th/Nb ارزیابی می‏‌شود. ازاین‌رو، سنگ‏‌های جداشده از خاستگاه دگرنهاد مرتبط با پهنة فرورانش بایستی غنی‏‌شدگی Th نسبت به Nb و Yb را حفظ کنند و همچنین، نسبت بالاتری از Th/Yb در مقایسه با Nb/Yb نشان دهند (Pearce, 1982). برپایة شکل 10- C، همة نمونه‏‌ها بسیار بالاتر از آرایة گوشته‏‌ای ترسیم می‏‌شوند و موازی با گوشتة دگرنهاد جای می‏‌گیرند. این رفتار نشان می‏‌دهد این سنگ‏‌ها از گوشته غنی‌شده سرچشمه گرفته‏‌اند (Pearce, 2008; Buchs et al., 2013; Rossetti et al., 2017). نمونه‏‌های محدودة شمال بهاریه در بخش زیرین آرایة MORB-OIB، به‌سوی آرایة کمان آتشفشانی[6] و یا تختة فرورو حرکت می‏‌کنند. همان‌گونه‌که پیشتر گفته شد، سنگ‏‌های بررسی‌شده با درجات متغیر غنی‏‌شدگی در عنصرهای متحرک مانند Rb، Cs، Ba و Th شناخته می‏‌شوند. غنی‏‌شدگی عنصرهای LILE در مقایسه با عنصرهای HFSE (مانند Nb و Ta) معمولاً به فرورانش مرتبط با دگرنهادشدن نسبت داده می‏‌شود؛ زیرا هنگام فرایند آبگیری پیش‏‌رونده، عنصرهای HFSE بیشتر درون تختة فرورو به‌جای مانده‌اند؛ اما عنصرهای LILE و LREE در سیال‏‌های آزاد شده از تختة فرورو که سمت بالا حرکت می کند به‌جای مانده و یا ذوب می‏‌شوند و ترکیب گوة گوشته‏‌ای را تغییر می‌دهند (Tatsumi, 1989). Th و Yb در سیال عنصرهای نامتحرکی هستند؛ اما Nd و Sr عنصرهایی هستند که به‌آسانی در سیال‌های آبی مهاجرت می‏‌کنند. ازاین‌رو، نمودار Sr/Nd در برابر Th/Yb نقش سیال آزاد‌شده از تختة فرورو در ترکیب ماگمای مادر را نشان می‏‌دهد. افزایش چشمگیر نسبت Sr/Nd و میزان کمابیش ثابت Th/Yb در مجموعه نمونه‏‌ها نشان می‏‌دهد ترجیحاً سیال‌های آزادشده عامل اصلی دگرنهادشدن گوشته هستند تا فرایند ذوب. ازاین‌رو، می‏‌توان گفت خاستگاه ماگمای سازندة توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه از سیال‌های آزادشده از تختة فرورو در پهنة فـرورانش حاشـیة فعال قـاره‏‌ای متأثر شده است (شـکل 10- D).

افزون‌بر این، داده‏‌های زمین‌شیمیایی برای همة نمونه‏‌های ترسیم شده محدودة شمال بهاریه در نمودارهای Nb در برابر Rb/Zr و Yb در برابر Th/Ta گویای پیدایش توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه در بخش‌های حاشیة فعال قاره‏‌ایِ مرتبط با پهنه‌های فرورانشی هستند (شکل‏‌های 10- E و 10- F). در کل، داده‏‌های عنصرهای خاکی کمیاب توده‏‌های اسیدی- حد واسط در محدودة شمال بهاریه نشان می‏‌دهند این سنگ‏‌ها از ‌ذوب‌بخشی گوشتة غنی‌شده تحت‌تأثیر سیال‌های آزادشده از تختة فرورانشی پدید آمده‌اند و سپس دچار آلایش پوسته‏‌ای و تبلوربخشی شده‌اند.

برداشت

بررسی‌های سنگ‏‌نگاری در محدودة شمال بهاریه گویای رخنمون طیف گسترده‌ای از سنگ‏‌های آذرآواری، آتشفشانی و آذرین درونی ژرف- نیمه‏‌ژرف با ترکیب اسیدی- حد واسط است. روند کانه‏‌زایی در محدودة بررسی‌شده گسترده است و به‌صورت رگه- رگچه‏‌ای و استوک‌ورک مانند درون پهنه‌های گسلی با روند NW-SE و NE-SW رخ داده است. در حقیقت، کانه‏‌زایی در محدودة بررسی‌شده کنترل ساختاری دارد و از روند گسل‏‌ها و شکستگی‏‌های موجود پیروی می‏‌کند. کانه‏‌زایی پس از پیدایش واحدهای سنگی در منطقه رخ داده است و از ائوسن جوان‏‌تر است. کانه‏‌زایی به دو نوع شامل رگه- رگچه‏‌های دارای کوارتز+ کالکوپیریت+ اسپکیولاریت± پیریت و رگه- رگچه‏‌های غنی از اسپکیولاریت دسته‌بندی می‏‌‌شود. کانه‏‌نگاری اولیه و اصلی رگه- رگچه‏‌ها شامل پیریت، کالکوپیریت و اسپکیولاریت و کانه‏‌های ثانویه نیز شامل کالکوسیت، مالاکیت، آزوریت،گوتیت واکسیدهای آهن است. اصلی‏‌ترین کانی باطله همراه با این کانه‏‌های فلزی در پهنة کانه‏‌زایی کوارتز است. دگرسانی‌های سیلسی، پروپیلیتیک، سرسیتی و آرژیلیک نیز در محدوده گسترش چشمگیری دارند؛ اما مهم‌ترین دگرسانی با پهنة کانه‏‌زایی سیلسی شدن و پروپیلیتیک (کلریتی- اپیدوتی) مرتبط است که به‌صورت هاله‏‌ای پیرامون رگه- رگچه‏‌ها رخ داده است. داده‏‌های زمین‏‌شیمیایی بی‏‌هنجاری اقتصادی از عنصرهای مس و به میزان کمتر سرب و روی در محدودة بررسی‌شده را نشان می‏‌دهند؛ اما همبستگی مثبت و چشمگیری میان این عنصرها در دو نوع رگه- رگچه وجود ندارد.

داده‏‌های زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده برای توده‏‌های آذرین درونی اسیدی- حد واسط محدودة شمال بهاریه گویای سرشت کالک‌آلکالن این واحدها هستند. الگوی پراکندگی عنصرهای کمیاب و خاکی کمیاب در نمودارهای ترسیم شده، غنی‏‌شدگی در عنصرهای کمیاب و خاکی سبک (LILE و LREE) نسبت به عنصرهای سنگین‏‌تر (HFSE و HREE) نشان می‏‌دهد. این ویژگی‏‌ همراه با بی‏‌هنجاری مثبت Th و تهی‏‌شدگی Nb نشان‌دهندة پیدایش ماگما در پهنة فرورانش است. از دیدگاه زمین‏‌ساختی پیدایش این توده‏‌های سنگی در مناطق حاشیة فعال قاره‏‌ای مرتبط با پهنة فرورانش بوده است. افزون‌بر این، آلایش سنگ‏‌های منطقه با پوستة بالایی می‏‌تواند از مهم‌ترین دلایل پیدایش این توده‏‌ها نیز باشد. در کل می‏‌توان گفت ماگمای ‌سازندة توده‏‌های آذرین درونی محدودة شمال بهاریه از ‌ذوب‌بخشی درجه کم (کمتر از 5 درصد) گوشتة غنی‌شده با خاستگاه اسپینل لرزولیت و آلایش پوسته‏‌ای درون کمان آتشفشانی مرتبط با پهنة فرورانش حاشیة فعال قاره‏‌ای پدید آمده‌اند.

با اینکه کنترل‏‌های ساختاری نقش بزرگی در جایگیری مادة معدنی درون این توده‏‌ها داشته است، اما ‌گمان می‌رود ماگماتیسم کالک‌آلکالن مرتبط با پهنة فرورانشِ حاشیة فعال قاره‏‌ای نیز ارتباط ژنتیکی منشأیی با کانه‏‌زایی تیپ IOCG در این محدوده دارد. شواهدی مانند جایگاه زمین‌ساختی توده‏‌های آذرین درونی، ترکیب سنگ‏‌شناسی، نوع و گسترش دگرسانی‏‌ها، کنترل‏‌های ساختاری، حالت و شکل کانه‏‌زایی، نوع کانه‏‌های اولیه و ناهنجاری‏‌های زمین‌شیمیایی، چه‌بسا نشان‌دهندة حضور سامانة کانه‏‌زایی نوع IOCG غنی از مس در خاور کاشمر (محدودة شمال بهاریه) هستند. ویژگی‏‌هایی مانند رخنمون گستردة توده‏‌های آذرین درونی ژرف و نیمه‏‌ژرف، گسترش دگرسانی‏‌های شاخص سیلیسی و پروپیلیتیک (به‌ویژه کلریتی) پیرامون پهنه‌های کانه‏‌زایی و سامانة کانه‏‌زایی منطبق بر کنترل‏‌های ساختاری (به‌علت حضور گسل بزرگ درونه) در پهنة خواف- کاشمر- بردسکن می‏‌تواند راهبرد و کلید اکتشافی ارزشمندی برای پی‏‌جویی ذخایر احتمالی IOCG و دیگر ذخایر معدنی در این منطقه به‌شمار آید.

سپاس‌گزاری

این مقاله با پشتیبانی مالی دانشگاه فردوسی مشهد در ارتباط با طرح پژوهشی شماره 3/46590 به تاریخ 28/2/97 انجام شده است. همچنین، نگارندگان از سردبیر و داوران گرامی ‏‌مجلة پترولوژی برای پیشنهادهای ارزنده‏‌شان در بهبود کیفیت و ساختار علمی مقاله بسیار سپاس‏‌گذارند.

[1] Khaf-Kashmar-Bardaskan magmatic belt

[2] Manto

[3] Iron Oxide Copper Gold ore deposits

[4] Petrogenesis

[5] Mantle Array

[6] Volcanic arc array