بررسي زون هاي دگرسان نوع پورفيري و رفتار ژيوشيميايي عناصر كمياب و نادر خاكي در آنها در منطقه كيقال (شمال ورزقان، آذربايجان شرقي)

Study of the porphyry-type alteration zones and geochemical behavior of trace and rare earth elements within them in Kighal, north of Varzeghan, East-Azarbaidjan, Iran.

استوك پورفيري كوارتز مونزونيتي كيقال در 12 كيلومتري شمال شهرستان ورزقان، واقع در شمال غربي ايران (استان آذربايجان شرقي) قرار دارد. اين توده طي فعاليت هاي ماگمايي نفوذي فاز پيرنه به درون واحدهاي آتشفشاني قديمي تر نفوذ كرده و موجب كاني سازي مس ـ موليبدن و گسترش زون هاي دگرسان گرمابي در منطقه شده است. پس از جايگيري اين توده، دايك هاي تاخيري متعددي با تركيب عمده ديوريتي ـ كوارتز ديوريتي در اين منطقه به داخل استوك كوارتزمونزونيتي نفوذ كرده اند. رخداد شكستگي هاي هيدروليكي موجب ايجاد زون هاي خرد شده ي نفوذپذير در داخل استوك پورفيري و سنگ هاي پيراموني و تسهيل گردش سيالات گرمابي شده كه منجربه گسترش زون هاي دگرسان پتاسي، فيليك، آرژيليك، آرژيليك پيشرفته و پروپيليتيك در گستره مورد بررسي شده است. در بررسي رفتار عناصر نادر خاكي در زون هاي دگرسان مختلف، الگوي كلي نمودارهاي عنكبوتي، شيب منفي مشخص از عناصر LREE به سمت عناصر HREE نشان مي دهد. در زون هاي پتاسي و فيليك، تهي شدگي عناصر REE قابل مشاهده اند كه به علت فعاليت بالاي همبافت هاي سولفاتي و پايين بودن pH و نيز نسبت بالاي سنگ/آب بوده است اما در زون آرژيليك در مقابل تهي شدگي عناصر LREE، عناصر HREE غني شدگي نشان مي دهند كه به دليل جذب آنها به وسيله ي كاني هاي رسي و نيز فعاليت پايين همبافت هاي سولفاتي در شاره هاي توليد كننده ي دگرساني آرژيليك است. در زون پروپيليتيك عناصرHREE بي تحرك بوده ولي عناصر LREE در مقايسه با نمونه ي تقريباً سالم، غني شدگي نشان مي دهند و در زون شسته شده، تهي شدگي عناصر LREE و MREE بيشتر از عناصر HREE است. نسبت (Eu/Eu*) در نمونه تقريباً سالم و نمونه هاي دگرسان كوچكتر از 1 است اما نسبت (Ce/Ce*) بزرگتر از 1 است. بر اين اساس بيهنجاري منفي Eu مي تواند به دليل جدايش تفريقي پلاژيوكلازهاي كلسيك از ماگماي مولد استوك پورفيري و يا عدم وجود آنها در مواد خاستگاه ماگماي مادر باشد. بيشترين مقدار (Eu/Eu*) به زون شسته شده وابسته است كه به علت حاكم بودن شرايط اكسيدي و نامتحرك شدن اين عنصر است. مقدار اين نسبت در زون آرژيليك مشابه نمونه ي سالم بوده و در زون هاي پتاسي و فيليك به دليل تمركز و ته نشيني اين عنصر به وسيله ي اكسيدها و سولفيدهاي گرمابي، بيشتر از نمونه سالم است.

Quartz-monzonitic porphyry stock at Kighal is located about 12 km north of Varzeghan, East Azarbaidjan Province, NW Iran. It has intruded older volcanic units during magmatic activities of Pyrenean orogenic phase and produced Cu-Mo mineralization and hydrothermal alteration zones in the region. The stock was intruded by numerous cross-cutting dikes mainly of dioritic to quartz-dioritic compositions. The hydro-fracturing brought about permeable zones within the stock and surrounding rocks facilitating the circulation of hydrothermal fluids that led to the development of potassic, phyllic, argillic, advanced argillic and propylitic alteration zones within the area. The general pattern of REE spider diagrams of different alteration zones show distinct negative trend from LREE toward HREE. In potassic and phyllic zones, REEs display depletion because of high activity of sulfate complexes, low pH and high ratio of water/rock during alteration, but in argillic zone, besides LREE depletion, HREEs display enrichment, which can be referred to their absorption by clay minerals and low activity of sulfate complexes within fluids responsible for argillic alteration. In propylitic zone, HREEs were immobile but LREEs display enrichment relative to nearly fresh sample. In leached zone, depletion of LREEs and MREEs is conspicuously higher than HREEs. Eu/Eu* ratio in nearly fresh and altered samples is < 1 but Ce/Ce* ratio is > 1. On this basis, relatively negative anomaly of Eu can be produced by fractional differentiation of ca-rich plagioclase from parental magma or their absence within the magma-source materials. The highest value of Eu/Eu* ratio belongs to the leached zone which is likely due to the dominance of oxidizing condition and immobility of this element. In argillic zone, this ratio is similar to nearly fresh sample and in potassic and phyllic zones is higher than fresh sample, probably because of concentration and precipitation of this element by hydrothermal oxides and sulfides.