پتروژنز و تعيين سن U-Pb توده‌هاي نفوذي كانسار مس سرچشمه

Petrogenesis and U-Pb Age Dating of Intrusive Bodies in the Sar Cheshmeh Deposit

معدن سرچشمه، جزو معادن مس پورفيري بزرگ دنيا به شمار مي‌آيد كه در پهنه فلززايي كرمان قرار گرفته است. رخنمون‌هاي سنگي در محدوده معدن شامل سنگ‌هاي بازالتي، آندزيت بازالتي تا آندزيتي ايوسن و توده‌هاي گرانولار و پورفيري گرانوديوريتي اليگوسن و استوك پورفيري گرانوديوريتي سرچشمه، توده تاخيري دانه‌ريز گرانيتي و انواع دايك‌هاي هورنبلند، پلاژيوكلاز و بيوتيت پورفيري آندزيتي تا داسيتي ميوسن هستند. در نمودار‌هاي عنكبوتي، نمونه‌هاي مورد مطالعه از واحدهاي مختلف، الگو‌هاي غني‌شدگي از LILE و تهي‌شدگي از HFSE همانند ماگماهاي مربوط به كمان‌هاي آتشفشاني را نشان مي‌دهند. سنگ‌هاي آتشفشاني ايوسن و توده‌هاي گرانولار و پورفيري گرانوديوريتي اليگوسن ويژگي‌هاي معمول در ماگماهاي كمان‌هاي آتشفشاني را نشان مي‌دهند؛ در حالي كه توده‌هاي سرچشمه پورفيري، تاخيري دانه‌ريز گرانيتي و دايك‌ها ويژگي‌هاي ماگماهاي آداكيتي را دارند. ميزان نسبت N(La/Yb) در سنگ‌هاي آتشفشاني 1 تا 5، در توده‌هاي گرانوديوريت پورفيري و گرانوديوريت گرانولار 7 تا 11 و در توده‌هاي سرچشمه پورفيري و تاخيري دانه‍ريز گرانيتي و انواع دايك‌ها به بيشينه مقدار 20 تا40 مي‌رسد. با توجه به فراواني پايين عناصر HREE در توده‌ها و دايك‌هاي ميوسن، به نظر مي‌رسد كه در منشا ماگماهاي آنها گارنت حضور داشته است. تشكيل گارنت در منشا اين سنگ‌ها به دليل افزايش ستبراي پوسته پهنه كرمان در طي اليگوسن و ميوسن صورت گرفته است. بر پايه سن‌سنجي بلورهاي زيركن به روش U-Pb، استوك پورفيري سرچشمه در 12.97 ± 0.23، توده تاخيري دانه‌ريز گرانيتي در 12.37 ± 0.17 و هورنبلند دايك‌ها در 12.16 ± 0.8 ميليون سال پيش جايگزين شده‌اند. بر پايه ويژگي‌هاي عناصر كمياب در بلورهاي زيركن، توده‌هاي نفوذي و دايك‌هاي ميوسن از منشا يكسان منشا گرفته‌اند. توده‌هاي سرچشمه پورفيري، تاخيري دانه‌ريز گرانيتي و انواع دايك‌ها، در ميوسن مياني از درصد متفاوت ذوب بخشي پوسته زيرين آمفيبوليتي با مقادير متفاوت گارنت در محيط پس از برخورد تشكيل شده‌اند.

The Sar Cheshmeh mine, a world-class porphyry copper deposit, is located in the Kerman metallogenic zone. The rock outcrops in the deposit are Eocene basalt, basaltic andesite and andesite, Oligocene granular and porphyry granodioritic intrusions and Miocene Sar Cheshmeh granodioritic porphyry stock, granitic late fine-grained porphyry and andesitic to dacitic hornblende, plagioclase, and biotite porphyry dykes. In the spider diagrams, studied rocks show LILE enrichment and HFSE depletion pattern similar to volcanic arc rocks. Eocene volcanic rocks and Oligocene granular and porphyry granodioritic intrusions represent typical magmas characteristics of volcanic arcs whereas Miocene intrusions and dykes have adakitic nature. The (La/Yb)N ratio in the volcanic rocks and Oligocene intrusions varies between 1-5 and 7-11 respectively, while Miocene intrusions and dykes show highest amount of this ratio(20-40). Low aboundancy of HREE in the Miocene intrusions and dykes implies that garnet have been in the source, which has been formed due to increasing crustal thickness during Oligocene and Miocene. According to U-Pb dating, the Sar Cheshmeh porphyry stock and granitic late fine grained have been emplaced in 12.97 ± 0.23 Ma and 12.37 ± 0.1 Ma respectively, while hornblende porphyry dykes has been intruded in 12.16 ± 0.8 Ma. According to trace element characteristics in zircon crystals, Miocene intrusions and dykes originated from same source. Middle Miocene intrusions and dykes have been generated in a post collisional tectonic setting from various degree partial melting of amphibolitic mafic lower crust with variable garnet.