معیار‌‌های اکتشافی کانسار مس و مولیبدن پورفیری کهنگ در استان اصفهان

امروزه کانسار‌های پورفیری به‌علت وجود ذخیره‌های بسیار بزرگ مس و عنصرهای فرعی با ارزش همراه، مانند مولیبدن و طلا، اهمیت بالایی در صنعت دارند. کانسار‌‌های نوع مس- مولیبدن یا کواتز مونزونیت پورفیری بیشتر از نظر ساختاری در ارتباط با کمان ماگمایی مرتبط با بخش‌‌های بالایی پهنه فرورانش حاشیة قاره‌‌ها و کانسار‌های مس-طلا یا دیوریت پورفیری بیشتر در رابطه با پهنة فرورانش جزیره‌های کمانی هستند (Sillitoe, 2010; Park et al., 2021). این کانسار‌‌ها بیشتر در چهار ایالت مهم فلزایی جهان در بخش خاوری اقیانوس آرام و سلسله جبال آند، بخش باختری اقیانوس آرام در شرق آسیا، جنوب قاره استرالیا و کمربند نئوتتیس آلپ - هیمالیا واقع شده‌اند (Cooke et al., 2005). نزدیک به 70 درصد از کانسار‌های بسیار بزرگ جهان مانند چوکوکوماتا، ال تنینته و اسکاندیدا درکشور شیلی، رزولوشن و بینگهام در ایالت متحد امریکا و کانسار باجو درکشور آرژانتین در ایالت فلززایی خاور اقیانوس آرام (بیشتر بخش‌‌های باختری آمریکای جنوبی و آمریکای شمالی) جای دارند. از کانسار‌های پورفیری مهم دیگر در مقیاس بین‌المللی می‌توان کانسار مس-طلا پورفیری گرسبرگ کشور اندونزی در ایالت فلززایی باختر اقیانوس آرام (جنوب‌خاوری آسیا)، سرچشمه، سونگون، میدوک و کهنگ در ایران، و رکودیک و سندیک در کشور پاکستان در کمربند فلززایی نئوتتیس، و در نهایت کانسار نورث‌پارک در جنوب استرالیا را نام برد. این کانسار‌ها عموماً در زمانی کمتر از 20 سال (میوسن میانی تا پلیوسن) پدید آمده‌اند (Cooke et al., 2005 ). بیشتر کانسار‌های مس-مولیبدن پورفیری در ارتباط با یک ماگمای کالک‌آلکالن و بیشتر کانسار‌های مس-طلا پورفیری در ارتباط با ماگمای آلکالن پدید آمده‌اند (Sillitoe, 2002).

کانسار مس- مولیبدن پورفیری کهنگ با گستردگی دگرسانی گرمابی نزدیک به 20 کیلومتر مربع در نزدیکی 80 کیلومتری شمال‌خاوری شهرستان اصفهان رخنمون دارد. از دیدگاه ساختاری این کانسار در کمان ماگمایی ارومیه-دختر جای دارد. این کانسار نخست در سال 1381 با توجه به تفکیک و تفسیر پهنه‌‌های دگرسانی با کمک داده‌‌های ماهواره‌ای و کنترل میدانی توسط شرکت بین المللی ریو تینتو شناسایی شد؛ اما ادامة عملیات اکتشافی با توجه به راهبرد این شرکت اقتصادی دانسته نشد و عملیات اکتشافی متوقف شد. سپس در سال 1382 فعالیت‌‌های اکتشافی با بررسی داده‌‌های ماهواه‌ای استر، تهیة نقشة زمین‌شناسی در مقیاس 1:10000، برای شناسایی سنگ میزبان و دیگر واحد‌‌های سنگی وابسته، دگرسانی‌‌ها و ساختاری کنترل کننده‌‌های کانی‌سازی و همچنین، بررسی‌های سیستماتیک زمین‌شیمیایی دربارة سیستم دگرسانی منطقه توسط شرکت درساپردازه انجام شد. در پایان مرحلة پی‌جویی میدانی و اکتشاف مقدماتی سه مرکز پورفیری با پتانسیل کانی‌سازی مس- مولیبدن پورفیری در بخش‌‌های خاوری، مرکزی و باختری محدودة اکتشافی برای بررسی‌های اکتشافی پسین معرفی و روی آن بررسی‌‌های دقیق‌تر زمین‌شناسی، زمین‌شیمیایی تکمیلی و زمین‌فیزیکی انجام شد. در مرحلة اکتشاف تفصیلی بررسی‌های اکتشافی با حفاری‌‌های مغزه‌گیری گسترده و ژرف توسط شرکت درسا پردازه انجام شد و در پایان، یک ذخیرة قطعی نزدیک به 39 میلیون تن با عیار میانگین مس نزدیک به 6/0 درصد برای این کانسار در نظر گرفته شد (Asadi, 2007). با توجه به حفاری‌‌های اخیر شرکت ملی صنایع مس ایران گمان می‌رود ذخیره قطعی این کانسار بسیار بیشتر از 39 میلیون تن باشد و افزون‌بر عنصر مس عنصر مولیبدن آن نیز اقتصادی باشد (Harati, 2011).

از زمان کشف کانسار کهنگ تا کنون پژوهش‌های بسیاری روی آن انجام شده است. اسدی (Asadi, 2007) با به‌کارگیری داده‌‌های ماهواره‌ای استر دگرسانی‌‌های فیلیک و آرژیلیک را شناسایی کرد. آیتی و همکاران (Ayati et al., 2008) و همچنین، فراهانی و همکاران (Farahani, 2008) ویژگی‌های زمین‌شیمیایی کانسار کهنگ را بررسی کردند. با باور آنها عنصرهای یادشدة کانسار مس و مولیبدن بیشتر با تودة گرانودیوریتی دگرسان‌شده در ارتباط هستند. همچنین، تودة اصلی کانسار در پی سطح فرسایش کم در ژرفای زیاد جای دارد و عنصر مولیبدن می‌تواند نسبت به عنصر مس اهمیت بالاتری داشته باشد. افضل (Afzal, 2009) با انجام رسالة دکتری خود روی کانسار کهنگ اقدام به پهنه‌بندی سه‌بعدی زمین‌شیمیایی آن کرد. همچنین، افضل و همکاران (Afzal et al., 2010) با به‌کارگیری روش آماری فرکتال پهنه‌‌های مختلف زمین‌شیمیایی سطحی را تفکیک کردند. به باور آیتی و همکاران (Ayati et al., 2010) و با توجه به بررسی ویژگی‌های سیال‌های درگیر کانسار کهنگ از نوع کانسار‌های پورفیری به‌شمار می‌رود. هراتی (Harati, 2011) در رسالة دکترای خود به بررسی ویژگی‌های، زمین‌شناسی، کانی‌شناسی، دگرسانی و زمین‌شیمی کانسار کهنگ پرداخت. افضل و همکاران (Afzal et al., 2012 ) با به‌کارگیری روش قدرت طیفی فرکتال حجمی سه پهنة شسته‌شده، سوپرژن و هیپوژن در کانسار کهنگ را از یک دیگر شناسایی کردند. اسدی و ویسکرمی (Asadi and Veiskarami, 2017) چگونگی شناسایی کانسار کهنگ با کمک داده‌‌های ماهواره‌ای و کنترل زمینی را بررسی کردند. کمیلی و همکاران (Komeili at al., 2017) ویژگی‌های سیال‌های درگیر و ایزوتوپ‌های پایدار و ارتباط آنها با کانی‌سازی مس و مولیبدن را در این کانسار بررسی کردند و پورفیری‌بودن سیستم کانی‌سازی را تایید کرد. افشونی و همکاران (Afshooni et al., 2013) به بررسی ویژگی‌های شیمیایی بیوتیت‌‌های ثانویه در پهنة پتاسیک و فیلیک پرداختند و دریافتند تمرکز اکسید‌‌های آهن، تیتانیم، منگنز و پتاسیم در بیوتیت‌‌های دگرسانی پتاسیک بیشتر از بیوتیت‌‌های دگرسانی فیلیک است. آزادی و همکاران (Azadi et al., 2014) وابستگی میان فرایند‌‌های ماگمایی و دگرسانی را بررسی کردند و افزون‌بر شناسایی شش گروه رگه و برش گوناگون، کوارتز دیوریت پورفیری برشی با ویژگی‌های زمین‌شیمیایی کالک‌آلکالن همراه با دگرسانی فیلیک را مهم‎ترین سنگ میزبان کانی‌سازی مس و مولیبدن پورفیری در کانسار کهنگ به‌شمار آوردند. علی‌یاری و همکاران (Aliyari et al., 2020) با بررسی زمین‌شناسی، کانی‌‌شناسی، سیال‌های درگیر و سن‌سنجی کانسار کهنگ، پیدایش کانی‌سازی پورفیری در این کانسار را نزدیک به 14 میلیون سال پیش دانستند که در سه مرحله و در ارتباط با محلول‌‌های گرمابی ماگمایی روی داده است. طباطبایی و اسدی (Tabatabaie and Asadi, 2004) به‌ترتیب ویژگی‌های زمین‌شیمیایی بخش باختری کانسار کهنگ را بررسی کردند و این بخش را دارای کانی‌سازی ضعیف مس- مولیبدن دانستند. فرهمینی و همکاران (Farahmini et al., 2009) با بررسی ویژگی‌های زمین‌شیمیایی کانسار کهنگ، بخش خاوری کانسار کهنگ را دارای پتانسیل بالا برای اکتشافات پسین شناسایی کردند. همچنین، مختاری و همکاران (Mokhtari et al., 2010) با به‌کارگیری روش تلفیقی منطق فازی چند نقطه مهم برای بررسی‌های اکتشافی بیشتر در بخش خاوری کانسار کهنگ را شناسایی کردند.

بررسی‌های پیشین روی کانسار مس- مولیبدن پورفیری کهنگ بیشتر جنبه تحقیقاتی و مفهومی دارند و کمتر به بررسی‌های کاربردی و اکتشافی آن پرداخته شده است. ازاین‌رو، با توجه به آنچه گفته شد، هدف اصلی این پژوهش بررسی کانسار مس- مولیبدن پورفیری کهنگ در راستای شناسایی ویژگی‌ها و معیار‌‌های اکتشافی در مراحل گوناگون اکتشاف است. اهداف فرعی این پژوهش شامل بررسی و شناسایی نوع و بافت سنگ میزبان و سنگ‌‌های دیگر مرتبط با کانی‌سازی، شناسایی انواع و پهنه‌بندی دگرسانی‌‌های مهم و ارتباط آنها با کانی‌سازی، و همچنین، شناخت دیگر معیار‌‌های اکتشافی ساختاری، دورسنجی، زمین‌شیمیایی و زمین‌فیزیکی کانسار کهنگ است. این بررسی‌ها به‌گونه‌ای انجام خواهد شد که بتوان از معیار‌‌های اکتشافی کانسار کهنگ برای اکتشاف کانسار‌های مشابه در مناطق دیگر نیز بهره برد.

روش انجام پژوهش

در این پژوهش برای شناسایی معیار‌‌های اکتشاف کانسار مس- مولیبدن پورفیری کهنگ، نخست نقشه‌‌های بزرگ مقیاس زمین‌شناسی و دگرسانی محدودة اکتشافی کانسار کهنگ برای تعیین سنگ میزبان، دگرسانی‌‌ها و ساختار‌های مهم بررسی شد. بر پایة بررسی‌‌های میدانی بافت‌‌های مختلف مرتبط با کانی‌سازی شناسایی شد. در مرحله بعدی داده‌‌های ماهواره‌ای استر منطقه با کمک روش‌‌های تحلیل مؤلفه‌‌های اصلی و نقشه‌برداری زاویة طیفی (Ahamadou et al., 2023) بررسی شد و دگرسانی‌‌های مهم و پهنه‌بندی آنها نیز شناسایی شد. شمار 147 نمونه از خاک به‌صورت سیستماتیک و 57 نمونه از سنگ به‌صورت غیرسیستماتیک برداشت و در کشور ایرلند در آزمایشگاه اومک به روش طیف‌سنج جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-MS) تجزیة 44 عنصری شد. نمونه‌برداری از خاک در اندازة زیر 80 مش و در سنگ به‌صورت لبپری انجام شد. عیار عنصرهایی مانند Be، Bi، Cd، B، Ga، Co، Hg، Tl، U و W زیر آستانة آشکارسازی دستگاه تجزیه بود و در مرحلة پردازش این عنصرها از داده‌‌‌ها حذف شدند. نتایج تجزیه این داده‌‌‌ها برای تهیة نقشه‌‌های تک‌عنصری و هالة مرکب و همچنین، تعیین معیار‌های اکتشافی زمین‌شیمیایی به‌کار برده شدند. برای بررسی‌های سنگ‌نگاری و به‌ویژه بررسی پهنه‌های دگرسانی کانسار کهنگ، شمار 16 نمونه سنگی برای تهیة مقطع نازک و تجزیه با دستگاه XRF برداشت و در آزمایشگاه سنگ‌شناسی دانشکده معدن دانشگاه صنعتی اصفهان بررسی شدند. در هنگام نمونه‌برداری و بررسی‌های میکروسکوپی دقت شد تا طیف گسترده‌ای از واحد‌های سنگی و دگرسانی‌‌‌ها پوشش داده شوند (جدول 1). همچنین، داده‌های به‌دست‌آمده از تجزیة مغزه‌‌های حفاری برای مس، مولیبدن و عنصرهای کمیاب دیگر به روش طیف‌سنج جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی (ICP-MS) در این پژوهش به‌کار برده شدند. در سال 1387 برداشت مغناطیسی روی شبکه 50 متر در 5/12 متری در محدوده‌ای نزدیک به 200 هکتار در بخش خاوری کانسار کهنگ و به شمار 568 نقطه به‌صورت نیمرخ‌هایی عمود بر پهنه‌های دگرسانی و ساختار‌های زمین‌شناسی انجام شد (Asadi, 2007) و نتایج آن در این پژوهش برای تهیة نقشه‌‌های مغناطیسی گوناگون و شناسایی معیار‌‌های اکتشافی زمین‌فیزیکی به‌کار برده شد. در پایان با بررسی همة داده‌‌های اکتشافی و مقایسة آنها با یکدیگر، مهم‎ترین معیار‌‌های اکتشافی برای کانسار کهنگ و کانسار‌‌های مشابه پیشنهاد شد.

جایگاه زمین‌ساختی کانسار کهنگ

از دیدگاه زمین‌ساختی ناحیة کهنگ در محل برخورد کمان ماگمایی ارومیه-دختر و انتهایی‎ترین بخش گسل درونه با روند شمال‌خاوری جای گرفته است. از مهم‎ترین کنترل‌کننده‌‌های ساختاری مرتبط با کانی‌سازی این منطقه می‌توان محل برخورد گسل‌‌های قم- زفره و دهشیر- بافق با روند شمال باختری با گسل درونه با روند شمال‌خاوری را نام برد. کانسار کهنگ روی نقشه شدت کل میدان مغناطیس بجاماندة ایران که کمان ارومیه-دختر و گسل درونه را نشان می‌دهد، نشان داده شده است (شکل 1). کمان ماگمایی ارومیه-دختر بخشی از ایالت فلززایی اقیانوس نئوتتیس شمرده می‌شود که در پی فرورانش صفحه اقیانوسی نئوتتیس و به‌دنبال آن، صفحة عربی به زیر صفحة ایران مرکزی در زمان میوسن میانی پدید آمده است. سنگ‌های سازندة این کمان ماگمایی عموماً سنگ‌های آتشفشانی و آذرآواری‌های وابسته به آنها و همچنین، توده‌‌های آذرین درونی و نیمه‌ژرف حد واسط و اسیدی هستند (Ghorbani, 2021). این کمان ماگمایی در راستای پهنة به درازای 2000 کیلومتر‌ با پهنای نزدیک به 40 تا 60 کیلومتر موازی پهنه‌‌های رسوبی - دگرگونی سنندج - سیرجان و زاگرس چین‌خورده با روند شمال باختری- جنوب خاوری کشیده شده است. این کمان ماگمایی بزرگ‎ترین ایالت فلززایی مس شناخته‌شده در ایران به‌شمار می‌رود؛ به‌گونه‌ای‌که کانسار‌های پورفیری مهمی مانند سرچشمه، سریدون، سونگون، میدوک، دره‌زار، دالی و کهنگ روی آن جای گرفته‌‌اند. این کمان در پی فعالیت‌های ماگمایی در سنوزوییک و به‌ویژه در نئوژن- پلیوستوسن پدید آمده است. به‌طور کلی، سنوزوییک را باید دوران فعالیت ماگماتیسم ایران نامید؛ به‌گونه‌ای‌که بخش بزرگی از کانسار‌های فلزی با خاستگاه آذرین در پی همین ماگماتیسم سنوزوییک و فعالیت‌های گرمابی وابسته به آن در ایران پدید آمده‌اند (Aghanabati, 2004).

شکل 1. نقشة شدت میدان مغناطیسی بجامانده ایران و جایگاه کانسار مس-مولیبدن پورفیری کهنگ در محل برخورد کمربند ماگمایی ارومیه-دختر و گسل درونه (Asadi, 2007).

Figure 1. Residual total magnetic intensity map of Iran with the location of Kahang Cu-Mo porphyry deposit at the intersection of the Urumiyeh-Dokhtar magmatic arc and Doruneh fault (Asadi, 2007).

بررسی داده‌‌های ماهواره‌ای منطقة کهنگ

در این پژوهش شناسایی دقیق دگرسانی‌‌‌ها و پهنه‌بندی آنها در محدودة اکتشافی کانسار کهنگ و مناطق اطراف آن با به‌کارگیری پردازش داده‌‌های ماهواره‌ای استر به روش تحلیل مؤلفه‌‌های اصلی در محدودة طیفی پرتوی فروسرخ طول موج کوتاه با شناسایی کانی‌‌های مرتبط با دگرسانی‌‌های آرژیلیک (کائولن)، فیلیک (سریسیت و ایلیت) و پروپلیتیک (کلریت و اپیدوت) انجام شد (Abbaszadeh et al., 2015; Ahamadou et al., 2023). پهنه‌های‌‌های سیلیسی با کمک پردازش داده‌‌های ماهواه‌ای استر با نسبت باندی 12/14 در محدودة طیفی پرتوی فروسرخ حرارتی شناسایی شدند (Chen et al., 2022). تصویر پردازش‌شده ترکیب رنگی کاذب حاصل از تصاویر تحلیل مؤلفه‌‌های اصلی است (شکل 2-A). همچنین، در نهایت پهنه‌بندی دگرسانی‌‌‌ها با به‌کارگیری این روش و نیز روش نسبت باندی یادشده در منطقة کهنگ تهیه شد (شکل 2-B). همان‌گونه‌که در شکل 2-B دیده می‌شود، پهنه‌بندی دگرسانی‌‌‌ها از مرکز سیستم پورفیری به‌سوی حاشیه‌‌‌ها عبارتست از سیلیسی‌شدن، فیلیک، آرژیلیک و پروپلیتیک. کنترل زمینی این دگرسانی‌‌‌ها و دیگر بازدیدهای میدانی نشان داد شدت دگرسانی فیلیک در واحد‌‌های سنگی برشی بسیار بالاست و این دگرسانی میزبان اصلی کانی‌سازی مس- مولیبدن پورفیری در این بخش است.

شکل 2. تصویرهای پردازش‌شدة داده‌‌های ماهواره‌ای استر در محدودة اکتشافی و مناطق اطراف کانسار کهنگ، A) تصویر رنگی کاذب حاصل از اجرای تحلیل مؤلفه‌‌های اصلی روی باند‌‌های پرتوی فروسرخ طول موج کوتاه ماهواره استر، نشان‏‌دهندة دگرسانی‌‌های شدید گرمابی فیلیک و آرژیلیک به رنگ سرخ و سه مرکز پورفیری؛ B) تصویر پردازش‌شدة پهنه‌بندی دگرسانی‌‌های گرمابی از مرکز سیستم به‌سوی حاشیه با به‌کارگیری نسبت باند‌های 14/12 محدودة طیفی پرتوی فروسرخ حرارتی برای شناسایی پهنه‌های سیلیسی و نقشه‌برداری زاویة طیفی روی باند‌‌های پرتوی فروسرخ طول موج کوتاه برای شناسایی دگرسانی‌‌های فیلیک، آرژیلیک و پروپلیتیک.

Figure 2. Processed Aster satellite imagery data of the Kahang deposit and its surrounding areas, A) False color composite image of the area created by applying principal components analysis on the short wave infrared bands of the Aster data showing strong phyllic and argillic alteration in red, as well as three porphyry centers; B) Processed Aster satellite image of hydrothermal alteration from center to the margin by applying band ration method in the thermal infrared spectral bands (b14/b12) for mapping zones of silicification, and spectral angle mapper method on the short wave infrared bands for mapping phyllic, argillic and propylitic alterations.

زمین‌شناسی کانسار کهنگ

کانسار مس- مولیبدن پورفیری کهنگ در گوشة شمال‌خاوری برگة 1:250000 زمین‌شناسی اصفهان و نقشة 1:100000 کوهپایه جای گرفته است. از دیدگاه ویژگی‌های زمین‌شناسی و زمین‌شیمیایی، کانسار کهنگ به سه بخش خاوری، مرکزی و باختری پهنه‌بندی می‌شود؛ اما کانی‌سازی پورفیری بیشتر در بخش خاوری و مرکزی آن متمرکز است. بیشتر واحد‌های سنگی اصلی از جنس آندزیت، آندزیت پورفیری، داسیت پورفیری، کوارتزمونزونیت، گرانودیوریت، کوارتز دیوریت و برش‌‌های آندزیتی همراه با رگه‌‌های سیلیسی دارای اکسید آهن هستند (شکل 3) (Aliyari et al., 2020).

شکل 3. نقشة زمین‌شناسی (1:10000) محدودة اکتشافی کانسار کهنگ، با تغییراتی از علی یاری و همکاران (Aliyari et al., 2020).

Figure 3. Geological map (1:10000) of the Kahang deposit (modified after Aliyari et al., 2020).

قدیمی‌ترین واحد آذرین این منطقه گدازه‌‌های آندزیتی و برش‌های آتشفشانی ائوسن با دگرسانی پروپلیتیک هستند. برش‌های آتشفشانی در برخی بخش‌ها به‌مقدار کم رخنمون‌‌های کانی‌سازی مس نشان می‌دهند. واحد نیمه‌ژرف داسیت و آندزیت پورفیری میوسن همراه با دگرسانی‌‌های کواتز- سریسیت، آرژیلیک و رگه‌‌های سیلیسی (و به‌طور محلی کانی‌سازی مالاکیت) در آندزیت‌‌های ائوسن نفوذ کرده‌اند. در پایان، استوک‌های کوارتز- مونزونیت، گرانودیوریت دیوریت و کوارتز دیویوریت با دگرسانی فیلیک درون واحد نیمه‌ژرفِ داسیت پورفیری و آندزیت پورفیر‌‌‌ها نفوذ کرده و سنگ‌‌های قدیمی را دگرسان کرده است و رخداد کانی‌سازی مس- مولیبدن (طلا) را در بخش‌‌های خاوری و مرکزی کهنگ به‌دنبال داشته است.

دگرسانی‌‌‌ها از مرکز سیستم پورفیری به‌سوی حاشیه‌‌‌ها به‌ترتیب شامل فیلیک (کوارتز- سریسیت)، آرژیلیک (کائولن) و پروپلیتیک (اپیدوت، کلریت و کلسیت) هستند (شکل 4) (Aliyari et al., 2020). مقطع عرضی نمادین بخش باختری کانسار کهنگ (شکل 5) نشان می‌دهد دگرسانی‌‌های پتاسیک در ژرفای بیش از 200 متر و دگرسانی‌‌های فیلیک و آرژیلیک از سطح زمین تا ژرفای نزدیک به 200 متر روی داده‌اند. هماتیت، گوتیت و جاروسیت در بیشتر جا‌‌ها در رابطه با دگرسانی‌‌های فیلیک دیده می‌شوند (شکل 5). دگرسانی فیلیک در مرکز سیستم دگرسانی است و رخنمون‌‌های سطحی مس و رگه‌‌های سیلیسی بیشتر با این دگرسانی ارتباط نزدیکی دارند (شکل 6). در بخش خاوری کانسار کهنگ، پهنة اصلی کانی‌سازی با ساختار اصلی بیضوی بزرگ با روند شمال‌خاوری-جنوب‌باختری و چند ساختار حلقوی کوچک درون این ساختار اصلی و همچنین، با گسل‌‌های فراوان (که بیشترشان دو روند شمال‌خاوری-جنوب باختری و شمال‌باختری-جنوب‌خاوری (شکل 3) را نشان می‌دهند) و محل برخورد آنها با یکدیگر و با ساختار‌های حلقوی کنترل شده است.

شکل 4. نقشة دگرسانی گرمابی 1:10000 محدودة اکتشافی کانسار کهنگ نشان‏‌دهندة دگرسانی فیلیک در مرکز سیستم و دگرسانی‌‌های آرژیلیک و پروپلیتیک در حاشیه‌‌‌ها (Aliyari et al., 2020).

Figure 4. Hydrothermal alteration map of the Kahang deposit (1:10000) showing phyllic alteration in the central part, and argillic and propylitic alterations in the margins (Aliyar et al., 2020).

شکل 5. مقطع عرضی نمادین دگرسانی‌‌های گرمابی بخش باختری محدودة اکتشافی کانسار کهنگ نشان‏‌دهندة پهنه‌بندی دگرسانی‌‌‌ها در ژرفا، موقعیت مقطع عرضی (A-A’) در شکل 4 نشان داده شده است (Aliyari et al., 2020)

Figure 5. Schematic cross section at the Kahang porphyry deposit, showing zonation of hydrothermal system at depth, the location of cross section (A-A') is shown in Figure 3 (Aliyari et. al. 2020).

شکل 6- A) تصویر صحرایی از کانسار کهنگ نشان‌دهندة دگرسانی‌‌های گرمابی فیلیک، آرژیلیک و پروپلیتیک از مرکز به‌سوی حاشیة سیستم پورفیری؛ B) کانی‌سازی مالاکیت مرتبط با دگرسانی فیلیک؛ C) رگه‌‌های سیلیسی و اکسید‌های آهن همراه با دگرسانی فیلیک.

Figure 6. A) Field image of the Kahang deposit showing phyllic, argillic and propylitic hydrothermal alterations from center to the marginal parts of the porphyry system; B) Copper oxide (malachite) mineralization associated with phyllic alteration; C) Quartz vein and iron oxides in phyllic alteration.

سنگ‌نگاری

با توجه به بررسی‌‌های میدانی، بررسی مقاطع نازک و تجزیة XRF نمونه‌‌های سنگی (جدول 1)، مهم‎ترین واحد‌های سنگی شناسایی‌شده در کانسار کهنگ عبارتند از گدازه‌‌های آندزیتی، داسیت پورفیری، آندزیت پورفیری، کوارتزمونزونیت و برش‌های گرمابی هستند که بیشتر تحت‌تأثیر محلول‌‌های گرمابی دگرسان شده‌اند:

• گدازه‌‌‌ها آندزیتی: قدیمی‎ترین واحد سنگی (ائوسن) کانسار کهنگ هستند و در حاشیه‌‌های سیستم اصلی دگرسانی یافت شده‌اند. این واحد سنگی کانی هورنبلند دارد که بیشتر با کلریت و اپیدوت (شاخص دگرسانی پروپلیتیک) جایگزین شده‌اند و کانی‌سازی مس- مولیبدن ندارد (شکل 7-A).
• واحد داسیت پورفیری: واحد داسیت پورفیری بسیار دچار دگرسانی فیلیک شده است و کانی‌‌های اولیه مانند پلاژیوکلاز در آن دیگر دیده نمی‌شوند و با سریسیت جایگزین شده‌اند. بررسی مقاطع نازک نشان‏‌دهندة بافت پورفیری، دگرسانی شدیدکوارتز- سریسیت و کانی گوتیت (پیریت‌‌های اکسید شده) در این واحد است (شکل 7-B). در این واحد پهنة سیلیسی، رگه‌‌‌ها و استوک‌ورک‌‌های سیلیسی و اکسید آهن پرکنندة درز و شکاف‌‌ها در بسیاری بخش‌ها دیده می‌شود. بر پایة تجزیه‌‌های XRF واحد داسیتی در جدول 1، درصدوزنی بالای اکسید آلومینیم (تا 14 درصدوزنی) و اکسید سیلیسیم (تا 92 درصدوزنی) نشان‏‌دهندة شدت بالای دگرسانی‌‌های دارای کانی‌‌های رسی و سیلیسی در این واحد است. این واحد نیز گا‌‌ه کانی‌سازی مس رگه‌ای دارد.
• واحد آندزیت پورفیری: واحد آندزیت پورفیری نیز دچار دگرسانی فیلیک و گاه آرژیلیک شده است و کانی‌‌های اولیه پلاژیوکلاز به‌ندرت در آن دیده می‌شوند و بیشتر آنها با سریسیت جایگزین شده‌اند (شکل 7-C). این واحد نیز گا‌‌ه کانی‌سازی مس رگه‌ای دارد.
• واحد کوارتزمونزونیت: این واحد با سن میوسن بالایی جوان‌ترین واحد سنگی کانسار کهنگ به‌شمار می‌رود (Aliyari et al., 2020). این واحد، واحد‌های سنگی قدیمی مانند داسیت پورفیر، آندزیت پورفیر و ولکانیک‌‌های برشی منطقه را دگرسان کرده است. کوارتزمونزونیت خود تحت‌تأثیر محلول‌‌های گرمابی نیز در رخسارة فیلیک و پروپلیتیک دگرسان شده است. بررسی مقاطع نازک این واحد سنگی، کانی‌‌های آمفیبول، پلاژیوکلاز و کوارتز این سنگ‌ها بسیار تحت‌تأثیر محلول‌های گرمابی دگرسان بوده‌اند و با کانی‌های کواتز و سریسیت و به مقدار کم کلریت و اپیدوت جایگزین شده‌اند (شکل 7-D). این واحد هنگامی‌که تحت‌تأثیر فرایند‌‌های زمین‌ساختی و محلول گرمابی کانه‌ساز به‌شدت برشی و دگرسان شود، از مهم‎ترین سنگ میزبان‌های کانسار کهنگ به‌شمار می‌رود. تجزیة XRF نمونه‌‌های این واحد سنگی مقدار بالایی از اکسید‌‌های آلومینیم، منیزیم و سیلیسیم را نشان می‌دهد (جدول 1).
• واحد برش گرمابی: رخنمون کوچکی از برش گرمابی در مرکز پورفیری خاوری کانسار کهنگ دیده می‌شود. بررسی نمونة دستی (شکل 8-A) و مقطع نازک (شکل 7-E) این سنگ‌ها نشان‏‌دهندة دگرسانی شدید کوارتز-سریسیت، کانی تورمالین با بافت شعاعی و همچنین، کانی ژاروسیت است. این واحد سنگی نیز از مهم‌ترین میزبان‌‌های کانی‌سازی مس- مولیبدن در کانسار کهنگ شمرده می‌شود.

جدول 1. ویژگی‌ها و داده‌های زمین‌شیمیایی به‌دست‌آمده از تجزیه نمونه‌‌های سنگی مختلف کانسار کهنگ به روش XRF (بر پایة wt%) که در بررسی‏‌های سنگ‌نگاری به‌کار برده‌شده‌اند.

Table 1. Description and XRF analytical results (in ppm) of various rock types of Kahang deposits used in petrographic studies.

جدول 1. ادامه.

Table 1. Continued.

شکل 7. A) بقایای هورنبلند در حال کلریتی و اپیدوتی‌شدن (دگرسانی پروپلیتیک) در واحد گدازه‌‌های آندزیتی؛ B) دگرسانی شدید کواتز-سریسیت (فیلیک) و اکسید‌های آهن در واحد داسیت پورفیری؛ C) بقایای پلاژیوکلاز در حال سریسیتی‌شدن و اکسید‌‌های آهن در واحد آندزیت پورفیری؛ D) دگرسانی فیلیک (کوارتز- سریسیت) و پروپلیتیک (کلریت و اپیدوت) در واحد کوارتزمونزونیت پورفیری؛ E) دگرسانی شدید فیلیک و جاروسیت در واحد برش گرمابی دارای تورمالین (سنگ میزبان مهم کانی‌سازی مس و مولیبدن) (Komeili et al., 2017)؛ F) دگرسانی شدید فیلیک و به‌همراه اکسید‌‌های آهن بیشتر جاروسیت افشان ناشی از اکسیداسیون کانی سولفیدی پیریت و کالکوپیریت (میزبان مهم کانی‌سازی مس و مولیبدن) (نام اختصاری کانی‌ها از ویتنی و اوانز (Whitney and Evans, 2010 ) بر گرفته شده است).

Figure 7. A) Remnants of hornblende replaced by chlorite and epidote (propylitic alteration) in the andesitic lava; B) Strong quartz-sericite (phyllic) alteration accompanied with iron oxides in dacite porphyry; C) Remnants of plagioclase replaced by sericite along with iron oxides in andesite porphyry; D) Strong phyllic (quartz-sericite) and propylitic (chlorite and epidote) alterations in quartz monzonite porphyry; E) Strong phyllic and jarosite in tourmaline hydrothermal breccia (important Cu-Mo host rock); F) Strong phyllic alteration with disseminated iron oxides (mainly jarosite) after oxidation of pyrite and chalcopyrite (important Cu-Mo host rock) (Mineral abbreviation after Whitney and Evans (2010)).

شکل 8. A) برش گرمابی تورمالین‌دار با دگرسانی شدی فیلیک و اکسید‌های آهن؛ B) نمایی نزدیک از دایک قلوه سنگی دگرسان‌شده با اکسید‌های آهن؛ C) کانی‌سازی سولفیدی (کالکوپیریت و پیریت) به‌صورت رگچ‌های و افشان همراه با دگرسانی شدید فیلیک در واحد کوارتزمونزونیت مغزة حفاری در ژرفای 73 متری؛ D) کانی‌سازی سولفید مولیبدن (مولیبدنیت) به رنگ تیره همراه با دگرسانی فیلیک در واحد کوارتزمونزونیت مغز‌ة حفاری در کانسار کهنگ.

Figure 8. A) Tourmaline hydrothermal breccia showing strong phyllic alteration and iron oxides; B) Close view of altered pebble dyke accompanied with iron oxides; C) Veinlet type and disseminated sulphide minerals (chalcopyrite and pyrite) associated with strong phyllic alteration in drill core sample of quartz monzonite porphyry at the depth of 73 meters; D) Grey colour molybdenum sulphide (molybdenite) associated with phyllic alteration in drill core sample of quartz monzonite porphyry at the Kahang deposit.

کانی‌سازی و کانه‌نگاری

در محدودة اکتشافی کانسار کهنگ در چند نقطه در مرحله پی‌جویی میدانی رخنمون‌‌های بسیار کوچک کانی‌سازی مس سولفیدی (کالکوپیریت) و اکسیدی (مالاکیت و آزوریت) دیده شد. با دیدن این رخنمون‌‌های سطحی و نیز مغزه‌‌های حفاری سه نوع کانی‌سازی مس و مولیبدن پورفیری افشان، برشی و استوک‌ورک برای کانسار کهنگ شناسایی شد. کانی‌سازی نوع افشان با عیار کمتر از 1/0 درصد مس در بخش‌‌های بالایی و در زون اکسیدی و شسته‌شده و با عیار بیش از 5/0 درصد مس در بخش‌های ژرف و در پهنة هیپوژن بیشتر در ارتباط با تودة آذرین درونیِ کواتز مونزونیتی با دگرسانی شدید کوارتز - سریسیت هستند. کانی‌سازی برشی اهمیت بالایی در کانسار کهنگ دارد و بیشتر در بخش خاوری و در ارتباط با گروهی از دایک‌‌های بسیار برشی تورمالین‌دار نوع گرمابی با دگرسانی شدید کوارتز - سریسیت و با قطعات 1 تا 5 سانتیمتری دگرسان‌شده کوارتزمونزونیت همراه است (شکل 8-A). کانی‌سازی مس و گا‌‌ه مولیبدن نوع استوک‌ورک و رگه‌ای در بخش خاوری کانسار کهنگ بیشتر با رگه‌‌های سیلیسی و در بخش مرکزی و باختری بیشتر با رگه‌‌های کوارتز - مگنتیت همراه است.

کانی‌سازی مس و مولیبدن در کانسار کهنگ بیشتر در رابطه با دگرسانی‌‌های فیلیک و پتاسیک است. این دگرسانی‌‌‌ها تحت‌تأثیر فاز‌‌های گوناگون محلول‌های گرمابی بر توده‌‌های آذرین درونی و سنگ‌‌های آتشفشانی نیمه‌ژرف منطقه پدید آمده‏‌اند. دیدن برش‌های گرمابی تورمالین‌دار (شکل 8-A) با اکسید‌های آهن ناشی از کانی‌‌های سولفیدی، دایک‌های قلوه سنگی با اکسید‌‌های آهن (شکل 8-B)، دگرسانی‌‌های شدید فیلیک و پتاسیک گوناگون همراه با کانی‌‌های کالکوپیریت (شکل 8-C) و مولیبدنیت (شکل 8-D)، آرژیلیک، پروپلیتیک و سیلیسی گواهی بر حضور گسترده محلول‌های گرمابی در منطقه هستند. تأثیر محلول‌های گرمابی بر سنگ‌های پهنة پروپلیتی بسیار کمتر از تأثیر آنها بر پهنه‌های درونی سیستم پورفیری کهنگ است. حضور اکسید‌های آهن که تحت‌تأثیر آب‌‌های جوی و هوازدگی کانی‌‌های سولفیدی مرتبط با فرایند‌‌های گرمابی پدید آمده‌اند، نشانة دیگری از تأثیر محلول‌‌های گرمابی بر سنگ‌‌های منطقه هستند. رگه‏‌‌های کوارتز به‌صورت پرکنندة درز و شکاف‌‌‌ها نیز گواهی دیگر بر تأثیر محلول‌‌های گرمابی و کانی‌سازی در منطقه به‌شمار می‌روند (Azadi et al., 2014). در بخش مرکزی یک سیستم کانی‌سازی مس رگ‌های غنی از طلا و همچنین، دگرسانی ضعیف پتاسیک همراه با کانی‌سازی ضعیف مس-طلا دیده می‌شود. در بخش باختری سیستم دگرسانی بیشتر از نوع فیلیک با استوک‌ورک‌‌های کوارتز است. در این بخش رگه‌‌های کواتز - مگنتیت در رابطه با یک دگرسانی ضعیف پتاسیک کوچک نیز دیده می‌شود. این سیستم دگرسانی بیشتر عقیم است و تنها پهنة کوچکی از کانی‌سازی مس ثانویه و یا سوپرژن در چند گمانه در ژرفای نزدیک به 40 تا 70 متری دیده شد (Asadi, 2007).

بازدیدهای میدانی در این پژوهش و بررسی‏‌های مقاطع صیقلی به‌دست کمیلی و همکاران (Komeili et al., 2017) نشان داد در کانسار کهنگ، کانی‌سازی اصلی در پهنه هیپـوژن جای دارد و بـا کانی‌هایی سولفیدی مانند پیریت، کالکوپیریـت، بورنیـت و مولیبدنیت شناخته می‌شود. پهنة سوپرژن (غنی شده) با مجموعه کانی‌هایی مانند کالکوســیت و کوولیــت و پهنة اکســید بــا مجموعــه کانی‌های هماتیـت، گوتیـت، ژاروســیت، مالاکیـت و آزوریـت شناخته می‌شوند. از آنجایی‌که بدنة اصلی کانسنگ مس- مولیبدن پورفیری نوع سولفیدی کانسار کهنگ در ژرفای بیش از 150 متری است، در پهنة اکسید نزدیک به سطح زمین بخشی کوچکی از کانی‌های سولفیدی شسـته‌شـده و مقدار کمی از عنصرهای متحرک مانند مـس بـه ژرفای بیشـتر حمـل شـده‌ است و ازاین‏‌رو، پهنه سوپرژن بسیار محدود و نزدیک به 2 متر در بخش خاوری و 30 متر در بخش باختری است. عنصرهای نامتحرک مانند آهن به‌صورت گوسـان در بخش‌‌های سطحی و نزدیک به سطح به‌جای مانده‌اند و می‌توانند به‌عنوان معیار‌‌های اکتشافی زمین‌شناسی برای شناسایی پهنه‌های کانی‌سازی سولفیدی پنهان به‌کار برده شوند.

بررسی‏‌های کانی‌شناسی نشان دادند بافـت‌‌های اصـلی کانی‌های سولفیدی اولیه در نمونه‌‌های بررسی‌شده شامل بافت افشان (شـکل 9-A)، رگه (شکل 9-B) و رگچه‌ای (شکل 9-C) هستند. از بافت‌های فرعـی دیده‌شده در بلور‌های پیریت، بافت خوردگی خلیجــی است (شــکل 9-D). ایــن حاشیه‌‌های خورده‌شده چه‌بسا گواهی بـر تأثیر محلول‌های اسیدی فرورو روی پیریت‌های هیپوژن هستند. کالکوپیریت با بافت افشان و بـه رنـگ زرد طلایـی، بیشـترین و گسـترده‎ترین کـانة سـولفید مـس در منطقـه کانی‌زایی کهنـگ را تشکیل می‌دهد و گاهی نیز حاشیه‌‌های واکنشی در پیرامون بلور‌های پیریت پدید می‌آورد کـه می‌توانـد نشان‌دهندة یکـی از انـواع بافت‌‌های جانشـینی موجـود در اثـر غنی‌سـازی ثانویه باشد (شکل 9-E). در پهنة غنی‌شده حاشیه‌‌های کانی کالکوپیریت در اثر واکنش با آب‌‌های سطحی اسیدی با کالکوسیت جایگزین شده‌اند (شکل 9-F) (Komeili et al., 2017).

شکل 9. بافت‌‌ها و کانی‌های گوناگون سولفیدی اصلی در کانسار کهنگ (RPPL)، A) بافت افشان پیریت‌ها؛ B) بافت رگه و رگچـه‌ای، رگـه‌‌‌ها که با پیریت پر شده‌اند؛ C) پیدایش کانی‌های سولفیدی (پیریت) در راستای ریزدرزه‌‌های پدیدآمده در سـاختار کانی‌های سـیلیکاته؛ D) پیریت (Py) همراه با خوردگی‌های خلیجی‌شکل؛ E) جانشینی پیریت (Py) با کالکوپیریت (Cpy) از حاشیه‌‌‌ها در پهنة غنی‌سـازی ثانویه (سوپرژن)؛ F) جانشینی کالکوپیریت با کالکوسیت (Cc) در پهنة غنی‌سازی ثانویـه (شـرایط هـوازدگی سـوپرژن) در کانسـار کهنـگ (Komeili et al., 2017).

Figure 9. Various main textures and sulfide minerals in the Kahang deposit (RPPL), A) Disseminated texture of pyrites; B) Vein and veinlet texture filled by pyrite; C) Sulfide minerals (pyrite) formed along micro-joints in silicate minerals; D) Gulf type corrosion in pyrite; E) Conversion of pyrite to chalcopyrite from margin in secondary enrichment (supergene) zone of the Kahang deposit (Komeili et al., 2017).  

نقشه‌‌های زمین‌شیمی اکتشافی سطحیِ کانسار کهنگ

بررسی‏‌های زمین‌شیمیایی به‌ویژه برای کانسار‌های پورفیری که هاله‏‌‌های بزرگ‌تری نسبت به خود کانسار به‌جای می‏‌گذارند، اهمیت بیشتری پیدا می‏‌کنند. این هاله‏‌‌‌ها می‌توانند پیامد غنی‌شدگی یا تهی‌شدگی از عنصر یا عنصرهایی خاص باشند. در مرکز کانسار‌‌های مس-مولیبدن پورفیری عنصرهای Cu، Mo، Ag و W می‌توانند غنی‌شدگی داشته باشند؛ اما در حاشیه‏‌‌‌ها عنصرهای Zn، Pb، Au، As، Sb، Te، Mn، K، Re و Rb آنومالی نشان می‌دهند (Cooke et al., 2014).

در کانسارکهنگ، به‌علت گستردگی سیستم دگرسانی، نمونه‌‏‌برداری سیستماتیک خاک با فاصلة 200 متر در طول نیمرخ‌های با فاصلة 200 متری انجام شد. نمونه‌برداری به‌گونه‌ای انجام شد که محدودة محتمل به کانی‏‌سازی (نزدیک به 10 کیلومتر مربع) و سیستم دگرسانی فیلیک و آرژیلیک را پوشش دهد. این نمونه‏‌‌‌ها از مناطقی برداشت شدند که توسط تحلیل‌های دورسنجی، بررسی‏‌های زمین‌شناسی و اکتشاف چکشی مناسب‌تر شناخته شده بودند. افزون‌بر نمونه‌‌های خاک، نمونه‌برداری غیر سیستماتیک از واحد‌‌های سنگی دگرسان با پتانسیل کانی‌سازی نیز انجام شد (Asadi, 2007). بررسی‏‌های آماری پایه روی نمونه‌‌های زمین‌شیمیایی خاک برای تعیین میزان تغییرات کلی عنصرهای مس و مولیبدن و همچنین، عنصرهای مرتبط با آنها انجام شد (جدول 1). سپس برای تعیین پهنه‌های غنی‌شدگی و یا تهی‌شدگی، توزیع فراوانی تمرکز یک یا چند عنصر در این نمونه‌‌‌ها با تهیة نقشه‌‌های ناهنجاری تک عنصری و هالة مرکب عنصرهای مهم مرتبط با کانی‌سازی پورفیری کانسار کهنگ انجتام شد. دربارة تهیة نقشه‌‌های هالة مرکب چند عنصری بهنجارسازی داد‌‌‌ها به روش تبدیل لگاریتمی ضروری است.

جدول 2. بررسی‏‌های آماری پایه نتایج تجزیة شیمیایی عنصرهای مهم در 147نمونه خاک در محدودة اکتشافی کانسار کهنگ.

Table 2. Basic statistical studies of chemical analyses of important elements in 147 soil samples in the Kahang exploration area.

برای تعیین مقادیر حد آستانه، آنومالی احتمالی و آنومالی قطعی هر یک از نقشه‌‌های یادشده از نمودار‌های احتمال نرمال بهره گرفته شد. چنان‌چه داده‌‌های زمین‌شیمیایی یک عنصر و هالة مرکب چند عنصر، یک جمعیت نرمال داشته باشند، نمودار احتمال نرمال به‌صورت یک خط راست است. چنان‌چه این داده‌‌‌ها چند جمعیت داشته باشند این نمودارها به‌صورت خطوط منقطع با شیب‌‌های مختلف که گویای آنومالی‌‌های مختلف هستند خواهد شد (Caritat, 2019; Grunsky and). برای شناسایی توزیع عنصر مس، نخست نقشة تک عنصری آن بر پایة داده‌‌های خام تهیه شد (شکل 10). شمار هشت آنومالی مس پراکنده و نامنسجم در این نقشه نمایان شد که اولویت‌بندی آنها برای ادامه فعالیت‌‌های اکتشافی بسیار سخت است. در مرحلة دوم، پس از نرمال‌‌سازی داده‌‌‌ها و تعیین همبستگی عنصرهای مهم با کمک روش پیرسون (Komaroff, 2020)، نقشه هالة مرکب مس- مولیبدن تهیه شد (شکل 11). همان‌گونه‌که در این نقشه دیده می‌شود، شمار آنومالی‌‌‌ها به پنچ کاهش یافت و اولویت‌بندی‌‌های آن‌های کمی آسان‌تر شد.

ازآن‌جایی‌که در کانسار‌‌های مس- مولیبدن پورفیری غنی‌شدگی عنصرهای مس و مولیبدن در مرکز سیستم گرمابی و عنصرهای فوق کانساری سرب و روی به‌علت انحلال‌پذیری و تحرک بیشتر در حاشیه‌‌های سیستم گرمابی بیشتر است، در مرحلة سوم یک نقشة هالة مرکب از عنصرهای نرمال‌شدة Cu+Mo تقسیم بر Pb+Zn تهیه شد (شکل 12). همان‌گونه‌که در این نقشه دیده می‌شود، شمار آنومالی‌‌‌ها به سه کاهش یافت و کار را برای ادامه عملیات اکتشاف آسان‌تر کرد. بر پایه این نقشه و شواهد دیگر زمین‌شناسی، سه مرکز پورفیری خاوری، مرکزی و باختری برای سهولت کار اکتشاف و تمرکز روی هر کدام از آنها به‌صورت جداگانه برای کانسار مس-مولیبدن پورفیری کهنگ معرفی شد. افزون‌بر این نقشه، نقشة هالة مرکب عنصرهای نرمال‌شدة Pb+Zn تقسیم بر Cu+Mo نیز تهیه شد (شکل 13). این نقشه به‌روشنی یک آنومالی تهی‌شدگی در بخش‌‌های مرکزی سیستم دگرسانی‌‌های گرمابی کانسار کهنگ را نشان می‌دهد که می‌تواند در فعالیت‌‌های اکتشافی بعدی به‌کار برده شود.

شکل10. نقشة آنومالی عنصر مس در نمونه‌‌های خاک در محدودة دگرسانی بیشتر فیلیک و آرژیلیک کانسار کهنگ.

Figure 10. Copper anomaly map of the soil samples in the hydrothermal alteration area of mainly phyllic and argillic alteration of the Khang deposit.

شکل 11. نقشة آنومالی هالة مرکب عنصرهای نرمال‌شدة Cu+Mo در نمونه‌‌های خاک محدودة دگرسانی بیشتر فیلیک و آرژیلیک کانسار کهنگ.

Figure 11. Copper-Molybdenum additive index anomaly map (Log Cu + Log Mo) of the soil samples in the hydrothermal alteration area of mainly phyllic and argillic alteration of the Khang deposit.

شکل12. نقشة آنومالی هالة مرکب عنصرهای نرمال‌شدة Cu+Mo تقسیم بر Pb+Zn در نمونه‌‌های خاک محدودة دگرسانی کانسار مس-مولیبدن پورفیری کهنگ، نشان‏‌دهندة سه مرکز پورفیری پرپتانسیل برای اکتشافات بعدی.

Figure 12. Additive index anomaly map of normalized elements (Cu+Mo)/Pb+gZn) of the soil samples in the hydrothermal alteration area of the Khang Cu-Mo deposit, showing three high potential porphyry centres for further exploration.

شکل 13. نقشة آنومالی هالة مرکب عنصرهای نرمال‌شدة Pb+Zn تقسیم بر Cu+Mo در نمونه‌‌های خاک، نشان‏‌دهندة تهی‌شدگی عنصرهای سرب و روی در مرکز سیستم دگرسانی کانسار کهنگ.

Figure 13. Additive index anomaly map of normalized elements (Pb+Zn)/Cu+Mo) of the soil samples showing Pb-Zn depletion in the central part of the Kahang hydrothermal alteration system.

ویژگی‌‌های زمین‏‌فیزیکی کانسار کهنگ

روش‌‌های زمین‏‌فیزیکی بر پایة ویژگی‌های فیزیکی زمین هستند و با توجه به سرعت بالا و هزینه کمابیش کم برداشت و همچنین، تشخیص کنترل‌کننده‌‌های کانی‌سازی عمقی، روش‌‌های مناسبی در اکتشاف کانسار‌های گوناگون به‌شمار می‌روند. در کانسار‌های پورفیری در بسیاری موارد حضور کانی مگنتیت حاصل از فرایند دگرسانی پتاسیک (ناهنجاری بالای مغناطیسی) در سنگ میزبان و یا تخریب کانی‌‌های با خاصیت مغناطیسی بالا مانند مگنتیت در تماس با محلول‌‌های گرمابی و جانشینی آنها با کانی‌‌های گوتیت و هماتیت و پیدایش ناهنجاری‌‌های کم مغناطیسی نسبت به سنگ دربرگیرنده در پهنه‌‌های دگرسانی فیلیک و آرژیلیک می‌تواند در بررسی‏‌های زمین‏‌فیزیکی مغناطیس سنجی برای شناسایی پهنه‌های کانی‌سازی مهم به‌کار برده شوند. میزان این جدایش بسته به میزان نوع، حجم، ژرفا و شکل پهنه‌‌های دگرسانی متغیر است (Fatehi and Asadi, 2019). با توجه به آنچه گفته شد و با توجه به گسترش پهنة دگرسانی فیلیک در سطح، هدف اصلی پردازش داده‌‌های مغناطیس سنجی زمینی کانسار کهنگ شناسایی آنومالی‌‌های کم مغناطیسی مرتبط با کانی‌‌های هماتیت و گوتیت ناشی از تخریب کانی مگنتیت و همچنین، اکسیداسیون کانی‌‌های سولفیدی است. با بررسی داده‌‌های مغناطیس‌سنجی زمینی بخش خاوری کانسار کهنگ سه نقشة باقی‌ماندة شدت کل (شکل 14)، گسترش به‌سوی بالا (شکل 15) و کاهش نسبت به قطب میدان مغناطیسی تهیه شد. نقشه‌‌های یادشده (شکل‌های 14 و 15) نشان دادند در مرکز منطقه خاوری محدوده گسترده‌ای از دگرسانی فیلیک و آنومالی‌‌های هالة مرکب مس و مولیبدن در رابطه با ناهنجاری‌‌های کمِ مغناطیس است (شکل 14). نقشه باقی‌ماندة شدت کل میدان مغناطیسی را در بخش خاوری نشان‏‌دهندة چند ساختار دوقطبی کاملاً مشخص و منفرد است. در مفهوم گسترش داده‌‌های مغناطیسی به‌سوی بالا هدف کاهش اثرات پدیده‌‌های مغناطیسی کوچک و سطحی و در برابر حفظ و برجسته کردن اثرات توده‌‌های بزرگ‌تر و ژرف از راه فیلتراسیون طول موجی است.

با به‌کارگیری نقشه گسترش به‌سوی بالای 50 متری (شکل 15) یک گمانة عمودی و ژرف 456 متری و یک گمانة شیب دار 350 متری در مرکز ناهنجاری کمِ مغناطیسی حفر شد. گمانة اول از عمق 215 متری و گمانة دوم از ژرفای 180 متر تا انتها دارای کانی‌سازی کالکوپیریت (شکل 8- C)، مولیبدنیت (شکل 8-D) و بورنیت بود. در این پهنه‌های کانی‌سازی متوسط عیار مس نزدیک به 6/0 درصد و متوسط عیار مولیبدن نزدیک به 700 پی‌پی‌ام گزارش شده است (Asadi, 2007).

بحث و برداشت

بررسی‏‌های دورسنجی، زمین‌شناسی، زمین‌شیمیایی و زمین‏‌فیزیکی در این پژوهش نشان داد کانسار مس-مولیبدن پورفیری کهنگ شامل سه مرکز پورفیری خاوری، مرکزی و باختری است، به‌گونه‌ای‌که کانی‌سازی اقتصادی بیشتر در پهنة پورفیری خاوری تمرکز دارد. با توجه به این بررسی‏‌ها، مهم‎ترین معیار‌‌های اکتشافی کانسار کهنگ و کانسار‌‌های مشابه آن در کمان ماگمایی ارومیه-دختر عبارتند از:

• کانسار کهنگ از دیدگاه جایگاه زمین‌ساختی روی بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه-دختر جای دارد. تا پیش از شناسایی کانسار کهنگ، در این منطقه هیچ‌گونه کانسار بزرگ پورفیری گزارش نشده بود. ازاین‏‌رو، بررسی جایگاه زمین‌ساختی و دیگر ویژگی‌های کانسار کهنگ می‌تواند به شناسایی کانسار‌‌های مشابه در بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه-دختر کمک کند؛ همان‌گونه‌که پس از شناسایی کانسار کهنگ، کانسار مس-طلا پورفیری دالی در همین بخش شناسایی شد.

شکل 14. نقشة شدت کل مقادیر باقی‌ماندة میدان مغناطیسی بخش خاوری کانسار کهنگ.

Figure 14. Residual total magnetic intensity map of the eastern zone of the Kahang deposit.

• کانسار کهنگ به‌علت عملکرد ضعیف فرسایش در منطقه یک کانسار پنهان است و بیشتر تنة اصلی آن در ژرفای بیشتر از 150 متر جای گرفته است. دایک‌‌های برشی مرتبط به تنة اصلی کانسار با ضخامت نزدیک به 30 متر و با کانی‌سازی اقتصادی مس- مولیبدن تا ژرفای نزدیک به 60 متری بالا آمده‌اند. این دایک‌‌‌ها تنها در یک نقطه در مرکز پورفیری خاوری رخنمون کوچکی دارند که از مهم‎ترین معیار‌‌های اکتشافی زمین‌شناسی این کانسار شمرده می‌شوند.
• ترکیب ماگمایی سنگ‌‌های آذرین مرتبط با کانی‌سازی پورفیری کهنگ از نوع کالک‌آلکالن هستند. سنگ میزبان کانی‌سازی که بیشتر با حفاری‌‌هایِ ژرفِ مغزه‌گیری شناسایی می‌شود شامل کوارتزمونزونیت و کوارتز دیوریت پورفیری برشی است. داسیت و آندزیت پورفیری از دیگر واحد‌‌های سنگی منطقه هستند که بیشترشان کانی‌سازی اقتصادی مس و مولیبدن ندارند.

شکل 15. نقشة داده‌‌های مغناطیسی گسترش‌یافته به‌سوی بالا به میزان 50 متر در مرکز پورفیر خاوری و محل گمانه‌‌های موفق 18 و 11 که به‌ترتیب از ژرفای 225 تا 456 متری و 180 تا 350 متری کانی‌سازی مس- مولیبدن پورفیری در کانسار کهنگ را قطع کرده‌اند.

Figure 15. Upward continuation (50 meters) magnetic map of the eastern porphyry center and the location of successful bore holes 18 and 11, respectively intersected zones of Cu and Mo porphyry mineralization at the depths of 225-456 and 180-350 at Kahang deposit.

• گستردگی سیستم دگرسانی کانسار کهنگ تا اندازه‌ای همانند معدن مس- مولیبدن پورفیری سرچشمه و نزدیک به 20 کیلومتر مربع است. دگرسانی‌‌های در سطح پهنه‌بندی کمابیش مشخصی دارند و از مرکز سیستم به‌سوی حاشیه‌‌‌ها شامل دگرسانی‌‌های فیلیک (کوارتز، سریسیت، ایلیت)، آرژیلیک (کائولینیت) و پروپلیتیک (کلریت، اپیدوت و کلسیت) هستند. به‌طور محلی و محدود در بخش‌هایی از پهنة دگرسانی فیلیک می‌توان دگرسانی سیلیسی و رگه‌‌های سیلیسی با کانی‌سازی مس و اکسید‌‌های آهن را دید. بررسی مغز‌‌ه‌های حفاری، یک سیستم دگرسانی شدید پتاسیک (مگنتیت، بیوتیت و فلدسپار ثانویه) در مرکز کانی‌سازی پهنة خاوری در ژرفای بیشتر از 200 متری را نشان می‌دهد. دگرسانی‌‌های پتاسیک و فیلیک همانند دیگر کانسار‌‌های پورفیری میزبان اصلی کانی‌سازی مس- مولیبدن در کانسار کهنگ شمرده می‌شوند. در بخش مرکزی یک دگرسانی ضعیف پتاسیک رخنمون دارد که کانی‌سازی مس-طلای بسیار ضعیی دارد.
• در بررسی‌‌های اکتشافی مرحلة شناسایی، داده‌‌های ماهواره‌ای با دقت طیفی بالا (برای نمونه، داده‌‌های ماهواره‌ای استر) برای شناسایی دگرسانی‌‌های یادشده (مگر دگرسانی پتاسیک) به‌کار برده می‌شود. مهم‎ترین کانی‌‌های به‌کاربرده‌شده برای شناسایی دگرسانی‌‌های فیلیک، آرژیلیک و پروپلیتیک به‌ترتیب کانی‌‌های سریسیت و ایلیت، کائولینیت و کلریت هستند که شاخص جذب و بازتابی مشخص در محدوده طیفی پرتوی فروسرخ طول موج کوتاه دارند. برای شناسایی پهنه‌‌های سیلیسی از پردازش باند‌‌های بازة طیفی پرتوی فروسرخ حرارتی داده‌‌های ماهواره‌ای استر به‌کار برده می‌شود. دگرسانی‌‌های فیلیک و آرژیلیک کانی‌‌های سولفیدی مانند پیریت و کالکوپیریت دارند. هنگامی‌که این کانی‌‌ها در برابر آب‌های جوی قرار گیرند با اکسید‌‌های آهن مانند هماتیت و گوتیت جایگزین می‌شوند. برای شناسایی این نوع اکسید‌‌های آهن می‌توان باند‌‌های در یازة طیفی پرتوی فروسرخ نزدیک مرئی داده‌‌های ماهواره‌ای استر به‌علت وجود شاخص جذب و بازتابی خاص در این محدوده طیفی را به‌کار برد.
• سیستم دگرسانی کانسار کهنگ در سطح زمین شامل پهنه‌بندی زمین‌شیمیایی خاصی است؛ به‌گونه‌ای‌که بخش‌‌های مرکزی سیستم پورفیری عیار عنصرهای مس و مولیبدن و بخش‌‌های حاشیه‌ای عیار سرب و روی بیشتری نشان می‌دهند. بررسی‏‌های زمین‌شیمیایی نمونه‌‌های خاک نشان داند متوسط عیار عنصر مس نزدیک به 225 پی‌پی‌ام و عنصر مولیبدن نزدیک به 20 پی‌پی‌ام است. نقشه‌‌های تک عنصری و هالة مرکب نشان داند عیار‌‌های بالای عنصر مس تا 748 پی‌پی‌ام و عنصر مولیبدن تا 30 پی‌پی‌ام در مرکز سیستم دگرسانی کهنگ و به‌طور ویژه با دگرسانی فیلیک رابط دارد و نسبت به پهنه‌های دگرسان دیگر بیشتر است. همچنین، این نقشه‌‌‌ها یک تهی‌شدگی از عنصرهای سرب و روی را در مرکز سیستم پورفیری نشان دادند. این بررسی‏‌های همچنین، نشان دادند نقشة هالة مرکب عنصرهای نرمال‌شده Cu+Mo تقسیم بر Pb+Zn بهترین نقشه برای شناسایی آنومالی‌‌های مهم سطحی زمین‌شیمیایی این کانسار و تعیین نقاط گمانه‌‌های پیشاهنگ در مرحلی اکتشاف مقدماتی است.
• بررسی داده‌‌های زمین‏‌فیزیکی مغناطیس‌سنجی در مرکز پورفیری خاوری نشان داد پهنة دگرسانی فیلیک ناهنجاری‌‌های مغناطیسی کمی دارد که شاید پیامد تخریب کانی مگنتیت در برخورد با محلول‌‌های کانه ساز گرمابی باشد. تلفیق این اطلاعات با نقشه‌‌های زمین‌شیمیایی هالة مرکب، پهنه‌بندی دگرسانی‌ها، همچنین، ساختار‌‌‌ها و اطلاعات گمانه‌‌های پیشاهنگ می‌تواند برای طراحی گمانه‌‌های سیستماتیک به‌کار برده شود. بیشتر گمانه‌‌های حفرشده در این پهنه در ژرفای بیشتر از 150 متر به کانی‌سازی‌‌های اقتصادی مس (نزدیک به 5/0 درصد) و مولیبدن (نزدیک به 700 پی‌پی‌ام) برخورد کردند.
• کمان ماگمایی ارومیه-دختر مهم‎ترین ایالت مس (مولیبدن، طلا) پورفیری ایران به‌شمار می‌رود. بیشتر کانسار‌‌های پورفیری شناخته‌شده و بزرگ ایران مانند سرچشمه و میدوک در جنوب‌خاوری این کمان ماگمایی و سونگون در شمال‌باختری آن رخنمون دارند. در بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه-دختر در استان‌های اصفهان و مرکزی پیش از شناسایی کانسار کهنگ هیچ‌گونه کانسار مشابهی گزارش نشده بود. ازاین‏‌رو، این بررسی‏‌ها نشان داد بخش میانی این کمان می‌تواند پتانسیل کانی‌سازی‌‌های پورفیری پنهان فراوانی مانند کانسار کهنگ باشد. ازاین‏‌رو، معیار‌‌های اکتشافی شناسایی شده در این پژوهش را می‌توان برای اکتشاف کانسار‌های مشابه در این منطقه در مراحل گوناگون اکتشاف از شناسایی تا اکتشاف تفصیلی به‌کار برد.

سپاس‌گزاری

از شرکت درسا‌پردازه برای دراختیارگذاشتن داده‌‌های اکتشافی، شرکت ملی صنایع مس ایران برای دسترسی میدانی به کانسار کهنگ و همچنین، از داوران و استادانی که با دقت این مقاله را بررسی و پیشنهادهای ارزنده‌ای برای بهبود کیفیت آن ارائه کردند سپاس‌گزاری می‌شود.