کانی‌شناسی و شیمی‌کانی‌های سولفیدی کانسنگ آهن خبر، جنوب‌باختری بافت (جنوب‌خاوری پهنة سنندج-سیرجان)

مقدمه

کانسنگ آهن خبر در استان کرمان، 15 کیلومتری شمال‌خاوری شهر خبر و 55 کیلومتری جنوب‌باختری شهر بافت جای دارد. این کانسنگ از دیدگاه زمین‌شناسی و ساختاری در بخش جنوب‌خاوری پهنة سنندج- سیرجان جای دارد (شکل 1-A). پهنة سنندج-سیرجان از دیدگاه ‌کانی‌زایی آهن، سرب و روی و طلا اهمیت بسیاری دارد؛ به‌گونه‌ای‌که می‌توان آن را نوار آهن، سرب، روی و طلای ایران نیز دانست (Shahabpour, 1994; Asadi, 2000; Aliyari et al., 2012; Mirzaei et al., 2018; Maanijou et al., 2020). از کانسار‌های شناخته‌شده آهن در این پهنه می‌توان کانسار‌های آهن گل‌گهر سیرجان، شمس‌آباد اراک و باباعلی همدان و ایوان‌دره در کردستان را نام برد (Zamanian, 2016; Mirzaei et al., 2018; Marbouti et al., 2021; Akbarpour and Kalatbari Jafari, 2021). هرچند دیدگاه‌های گوناگونی دربارة پیدایش کانسار‌های آهن در این پهنه هست (Badavi et al., 2019)، اما بیشتر آنها از نوع اسکارن، جانشینی و گرمابی هستند (Maanijou and Salemi, 2015).

کانسنگ آهن خبر کانسنگی کوچک و ناشناخته است که از اکسیدها و هیدرواکسید‌های آهن برون‌زاد، ساخته شده است. نقشه‌های توپوگرافی این کانسنگ در مقیاس‌های1:500، 1:1000 و 1:2000 تهیه و عملیات زمین‌فیزیک به روش مغناطیس‌سنجی زمینی روی آنها انجام شده است (Moridi, 2005). میزان اندوختة قطعی کانسنگ آهن خبر، بیشتر از 3 میلیون تن با عیار متوسط 50 درصد آهن گزارش شده است (Moridi, 2005). کانسنگ آهن خبر از دیدگاه ‌کانی‌زایی در منطقه‌‌ای است که چندین کانه‏‌زایی دیگر نیز در نزدیک آن و در جنوب‌باختری خبر دیده می‌شود و می‌توان کانه‏‌زایی آهن در غار نیگو، چاه گارسی، چاه انجیر، و غار گروه و کانه‏‌زایی سرب و روی نوع MVT [1] به چاه نار، زردبازی، چاه سرب ارجمند، سه چاه، و چاه سربی را نام برد (Ghorbani Denavi et al., 2023a, b). بررسی‌های پیشین نشان داده‌اند کانسنگ آهن خبر در پی حرکت محلول‌ها گرمابی درسنگ‌های کربناته و برهم‌کنش با آنها به‌صورت اکسیدی و سولفیدی در دو مرحلة نخستین و ثانویه پدید آمده است (Moridi, 2005; Dehghani Soltani, 2012). از آنجایی‌که پهنة سنندج -سیرجان میزبان چندین کانسار و ‌کانی‌زایی آهن از جمله کانسار گل‌گهر در سیرجان است، کانسنگ آهن خبر می‌تواند ‌کانی‌زایی با اهمیتی برای پی‌جویی و اکتشاف آهن در منطقه خبر باشد. در‌بارة کانی‌شناسی و خاستگاه و دیگر جنبه‌های کانسنگ آهن خبر، مطلب منتشرشده‌‌ای وجود ندارد. هدف از این مقاله، بررسی کانی‌شناسی فاز‌های اکسیدی و سولفیدی برون‌زاد و درون‌زاد کانسنگ آهن خبر و هالة دگرسانی پیرامونش است. در این راستا به بررسی زمین‌شناسی، سنگ‌نگاری، دگرسانی و سبک ‌کانی‌زایی آهن نیز پرداخته می‌شود. شناخت این موارد چه‌بسا کلیدی برای شناخت چگونگی پیدایش و کنترل‌کننده‌های ‌کانی‌زایی و طراحی یک برنامه اکتشافی است.

زمین‌شناسی ناحیه‌ای

کهن‌ترین سنگ‌های پهنة سنندج-سیرجان به سن پرکامبرین پسین-کامبرین پیشین هستند که بیشترشان دچار دگرگونی شده‏‌اند (Ghorbani, 2008). در بخش جنوب‌خاوری این پهنه، سنگ‌های آتشفشانی مافیک، توف‏‌های اسیدی با میان‌لایه‌هایی از شیل و آهک، ماسه سنگ کوارتزیتی و دولومیت چرت‌دار پالئوزوییک و تریاس زیرین رخنمون بیشتری دارند که در بخش میانی آن با فیلیت‌های همدان به سن تریاس و واحد‌های ژوراسیک پوشیده شده‌اند (Ghorbani, 2008). سنگ‌های کرتاسه در این پهنه، شامل سنگ‌های کربناته و واحد‌های سنگی مرتبط با مجموعة افیولیتی هستند. سنگ‌های آتشفشانی با سن ژوراسیک پسین تا کرتاسه روی مجموعه‌های افیولیتی و رادیولاریت‌های کرتاسه در بخش‌هایی از پهنة سنندج- سیرجان رانده شدند (Ghorbani, 2008). گسترش مجموعه‌های ترشیری در پهنة سنندج-سیرجان اندک است و شامل تناوبی از سنگ‌های آواری سیلیسی و کربنات‌های کم‌ژرفا، گدازه‌های بازیک تا حد واسط، شیل و واحد کنگلومرایی و مارن می‌شوند.

توده‌های آذرین درونی بسیاری در پهنة سنندج-سیرجان وجود دارند که در دوره‌های تریاس میانی و پایانی، ژوراسیک پایانی، کرتاسه پیشین و پسین و پالئوسن تشکیل شده‏‌اند. این توده‌ها بیشتر ترکیب حد واسط تا اسیدی دارند (Ghorbani, 2008). دگرگونی در پهنة سنندج- سیرجان نمود بسیاری دارد به‌گونه‌ای‌که 4 فاز دگرگونی برای آن معرفی شده است (Ghorbani, 2008). بیشتر سنگ‌های پیش از مزوزو‌‌ییک در این پهنه دگرگون‌شده و چندین مرحله از دگرریختی را نشان می‌دهند و شامل شیست، فیلیت و آمفیبولیت می‌شوند. سنگ‌های کامبرین پسین- کامبرین پیشین در فاز نخست دچار دگرگونی ضعیفی شده‌اند؛ اما در فاز دوم دگرگونی مرتبط با سیمیرین پیشین رخ داده است که شدیدترین فاز است و شواهد آن در سرتاسر پهنة سنندج- سیرجان به‌طور گسترده دیده می‌شود. در فاز سوم، فیلیت‌های همدان در ارتباط با سیمیرین پسین پدید آمده‌اند. فاز پایانی دگرگونی در این پهنه همزمان با فاز کوهزایی لارامید در کرتاسة پسین رخ داده است (Ghorbani, 2008).

از دیدگاه پیدایش و سیر تکاملی پهنة سنندج- سیرجان یک کمربند باریک درون کراتونی در طول پالئوزو‌‌ییک و یک حاشیة فعال قار‌‌ه‌ای در طول مزوزو‌‌ییک بوده است (Berberian and King,1981). سنگ‌های آتشفشانی تریاس پایانی-ژوراسیک پیامد بازشدن نئوتتیس هستند. جایگیری توده‌های آذرین درونی در زمان ژوراسیک میانی و کرتاسة پسین- پالئوسن را پیامد فرورانش یادشده و کمربند افیولیتی کرتاسة پسین در حاشیة جنوبی پهنة سنندج-سیرجان و دگرگونی آن را پیامد بسته‌شدن نئوتتیس دانسته‌اند. تکامل ژئودینامیکی پهنة سنندج- سیرجان بدین‌گونه است (Sheikholeslami, 2015):

1- بازشدگی درون‌قاره‌‌ای به سن پالئوزو‌‌ییک در حاشیة شمالی گندوانا و پیدایش اقیانوس نئوتتیس؛

2- فرورانش نئوتتیس از تریاس پسین به زیر پهنة سنندج- سیرجان و ایران مرکزی؛

3- بسته‌شدن نئوتتیس در پایان مزوزو‌‌ییک.

بر پایة نقشة زمین‌شناسی 1:100000 خبر (Sabzehei, 1997) واحد‌های سنگی در پیرامون محدودة خبر شامل واحد‌های سنگی پالئوزو‌‌ییک، نهشته‌های آواری ائو-الیگوسن و نهشته‌های کواترنری است (شکل 1-B). سنگ‌های پالئوزو‌‌ییک شامل دو مجموعة روتشون و خبر هستند. محدودة معدنی یادشده در مجموعة روتشون جای دارد (شکل 1-B). واحد‌های سنگی این مجموعه به سن پالئوزو‌‌ییک زیرین (کامبرین بالایی-اردویسین) هستند و از قدیم به جدید عبارتند از: تناوب مرمر، میکاشیست، مرمر آنکریتی، گدازة بازالتی دگرگون‌شده (شیست‌سبز) و تناوب شیست‌سبز، شیست‌های سیاه و گرافیت‌شیست. مجموعة خبر که روی مجموعة روتشون جای دارد، به سن پالئوزو‌‌ییک میانی (دونین) است و از تناوب کالک‌شیست و میکاشیست با تنوعی از مرمر‌های سفید، خاکستری و سیاه ساخته شده است.

نهشته‌های آواری ائو-الیگوسن بیشتر از شیل، ماسه‌سنگ، کنگلومرا و لایه‌های نارکی از سنگ آهک‌های نومولیت‌دار ساخته شده‌اند. این نهشته‌ها با مجموعة روتشون توسط یک گسل تراستی در همبری هستند. واحد‌های کواترنری شامل کنگلومرا، تراورتن، نهشته‌های رودخانه‌‌ای متعلق به پلیستوسن و نهشته‌های جدید روخانه‌‌ای و سیلابی هولوسن هستند.

شکل 1. جایگاه کانسنگ آهن خبر در A) نقشة پهنه‌های ساختاری ایران (Aghanabati, 2010) ؛ B) بخشی از نقشة زمین‌شناسی 1:100000 خبر (Sabzehei, 1997).

Figure 1. Location of Khabr iron mineralization in A) the map of Iran’s geological zones (Aghanabati, 2010); B) the geological map of Khabr (Sabzehei, 1997).

روش انجام پژوهش

در این پژوهش نخست بررسی‌های میدانی و نمونه‌برداری انجام شد. سپس با کمک تصویرهای ماهوار‌ه‌ای بینگ و ساس‌پلانت[2] و نرم‌افزار ArcMap، نقشه‌های زمین‌شناسی محدودة کانسنگ آهن خبر در سامانه GIS ترسیم شد. برای بررسی کانی‌شناسی کانسنگ‌ها و سنگ‌های میزبان، شمار 45 مقطع نازک از واحد‌های سنگی و پهنه‌های دگرسانی و 12 بلوک صیقلی از کانسنگ آهن و رگه‌های سولفیدی تهیه شد. مقاطع نازک با میکروسکوپ‌های نور عبوری و مقاطع صیقلی با میکروسکوپ نوربازتابی بررسی شدند.

برای شناسایی نوع دگرسانی و کانی‌های کانسنگ از روش‌های پراش پرتوی ایکس دیفراکتومتری[3] و ریز کاو الکترونی (EPMA [4]) بهره گرفته شد. آنالیز‌های XRD و EPMA در دانشگاه یاماگاتا در کشور ژاپن انجام شدند. پیش از آنالیز برای XRD شمار 10نمونه‌ از کانسنگ و هالة دگرسانی با یک هاون آگاتی پودر شده وسپس نزدیک به یک گرم از آن داخل یک هولدر شیشه‌‌ای ریخته شد. این هولدر را در دستگاه پرتوی ایکس شرکت ریگاکو (MiniFlex II, Rigaku Corp) گذاشتند و برای 2q دو تا شصت درجه تجزیه شدند. شناسایی کانی‌های با کمک نرم‌افزار شرکت ریگاکو و پایگاه دادة مرکز بین‌المللی داده‌های پراش و انجمن بلورشناسی ژاپن انجام شده است. در روش EPMA، برای کانی‌هایِ درونِ دو بلوکِ صیقلی از دستگاه JEOL JXA-8600Superprobe با ولتاژ شتاب‌دهندة 15 کیلووات و جریان پرتو آمپر nA20 به‌کار برده شد. استاندارد‌های به‌کاررفته عبارتند از FeS₂، CuFeS₂، ZnS، PbS، Sb₂S₃، Ag، Au، Te، Se و Bi. دقت آنالیز‌ها از 1/0 درصد کمتر است که اثری روی محاسبه فرمول ندارد. با کمک این دستگاه نقشه‌های عنصری برای ارسنیک، سرب، روی و طلا تهیه شد. فرمول سولفید‌ها برپایة درصدوزنی هر عنصر و وزن اتمی آن به‌دست آورده شد.

زمین‌شناسی کانسنگ آهن خبر

کهن‌ترین واحد سنگی در کانسنگ آهن خبر به مجموعة روتشون متعلق است که سن آن کامبرین میانی تا اردویسین زیرین دانسته می‌شود (Sabzehei, 1997). واحد‌های سنگی این مجموعه شامل فیلیت، شیست سبز، میکاشیست و کوارتزیت و سنگ‌های کربناته (بیشترمرمر) هستند (شکل 2). فیلیت، شیست سبز، میکاشیست، و کوارتزیت جهت‌یافتگی و شواهدی از میلونیتی شدن را نشان می‌دهند که به‌صورت برگواره با رنگ سبز و خاکستری در زیر سنگ‌های کربناته جای دارند. میلونیتی‌شدن نشانة دگرریختی برشی و جای‌داشتن محدوده در یک پهنة برشی است. دراین سنگ‌ها عدسی‌های کوچکی از آهن به‌صورت بودیناژ و جداگانه دیده می‌شوند که این نیز پیامد دگرریختی برشی است (شکل 3-A). سنگ‌های کربناته در بخش بالایی فیلیت و میکاشیست‌‌ها دیده می‌شوند و میزبان بخش بزرگی از ‌کانی‌زایی آهن هستند (شکل 3-B). بر پایة نقشة زمین‌شناسی 1:100000 خبر سنگ‌های کربناته شامل سنگ آهک متبلور، مرمر، مرمر دولومیتی و آنکریتی است.

سنگ‌های کربناته در کنار کانسنگ آهن به‌علت آغشته‌شدن به اکسید‌های آهن با رنگ قهوه‌‌ای تیره و کمی دورتر کرم‌رنگ هستند که به شکل توده‌های کوچک و بزرگ منفرد و پراکنده به‌صورت ضخیم‌لایه و نازک‌لایه برونزد دارند.

در محدودة کانسنگ آهن خبر، برونزده‌های کوچکی از ماسه‌سنگ، کنگلومرا نیز دیده می‌شوند که به‌علت مقیاس نقشه، نمی‌توان آنها را نمایش داد. ماسه‌سنگ‌ها با سطح هوازدگی سیاه رنگ به‌صورت لایه‌های ناپیوسته در محدوده کانسنگ آهن پراکنده هستند و در برخی جاها تحت‌تأثیر نیرو‌های کششی به‌صورت بودیناژ در آمده و بیشتر میلونیتی شده‌اند و به مجموعة روتشون متعلق هستند. رگه‌ها و رگچه‌های کوارتزبا ضخامت متغیر (از میلیمتر تا بیشتر از یک متر) در فیلیت‌‌ها، شیست‌ها، کانسنگ آهن و سنگ‌های کربناته دیده می‌شوند (شکل‌های 3-C و 3-D). شکل نامنظم، بافت توده‌ای، میلونیتی و برشی و دگرریختی از ویژگی‌های رگه‌های کوارتز هستند.

شکل 2. نقشة زمین‌شناسی ساده‌شده از کانسنگ آهن خبر، رسم‌شده بر پایة تصویرهای ساس‌پلانت و بررسی‌های میدانی. شماره‌های سفید پهنه‌‌های اصلی اکسید اهن را نشان می‌دهند.

Figure 2. A simplified geological map of the Khabr Fe ore based on SAS Planet images and field studies. The white numbers show the main iron oxide zones.

شکل 3. تصویر‌های صحرایی از واحد‌های سنگی کانسنگ آهن خبر A) واحد میکاشیست میزبان دو عدسی‌کوچک سنگ آهن که دور آنها با خطوط سیاه نمایش داده شده است؛ B) مرز واحد‌های کربناته توده‌‌ای و برشی در بالا و میکاشیست در پایین؛ C) رگچه‌های سفید رنگِ کوارتز در سنگ آهک؛ D) برونزد رگة سفید رنگِ کوارتز درآبرفت‌ها.

Figure 3. Field photographs of the rock units of Khabr Fe ore; A) Mica-schist unit hosting two small iron ore lenses that are surrounded by black lines; B) Contact of massive and brecciated carbonate unit at the top and mica-schist at the bottom; C) White quartz veinlets in limestone; D) White quartz vein outcrop in alluviums

بیشتر این رگه‌ها برشی شده‌اند و شکستگی‌های فراوانی دارند. رگه‌های سیلیسی در نمونة دستی به رنگ خاکستری، متراکم و سخت هستند و خُردشدگی و شکستگی بسیاری در آنها دیده می‌شود و همچنین، بافت‌ و ساخت میلونیتی نشان می‌دهند. ساخت و بافت میلونیتی در فیلیت و میکاشیست و حتی در مرمر‌ها نیز دیده می‌شوند.

کنگلومرا‌ها در منطقة کانسنگ آهن خبر به‌صورت برونزد‌های با ابعاد متفاوت، هم در نزدیکی و هم با فاصله از کانسنگ اهن هستند. این کنگلومراها از دیدگاه سنی دو دسته هستند: نوع قدیمی‌تر (ترشیری) و نوع جدیدتر (کواترنری). بخش بزرگی از محدوده را آبرفت‌های جدید پوشانده‌اند.

گسل‌هایِ محدودة یادشده بیشتر روند شمال‌خاوری-جنوب‌باختری و شمال‌باختری- جنوب‌خاوری دارند و بیشتر از نوع راستالغز و رورانده هستند (شکل 2).

سنگ‏‌نگاری

میکاشیست‌ها در زیر میکروسکوپ، بافت گرانوبلاستیک تا لپیدوبلاستیک نشان می‌دهند و مسکوویت، بیوتیت، کلریت و کوارتز از کانی‌های اصلی سازندة آنها هستند (شکل‌های 4-A و4-B). بلور‌های مسکوویت، فضای میان دانه‌های کوارتز را پر کرده‌اند و در اطراف آنها دچار چرخش شده‌اند. همچنین، گاهی کینک‌باند نشان می‌دهند. بلور‌های کوارتز دانه‌‌ای هستند و اندازة متغیر دارند. در نور XPL، خاموشی موجی، حاشیه‌های مضرسی و شکل یا ساخت چشمی و عدسی نشان می‌دهند (شکل 4-A). در برخی میکاشیست‌‌ها، بلور‌های بیوتیت به‌همراه کلریت‌های سبز رنگ در امتداد سطوح شیستوزیته دیده می‌شوند (شکل 4-B). اپیدوت‌ بی‌شکل به مقدار کم و سبز رنگ و پراکنده در زمینة سنگ و در امتداد سطوح شیستوزیته یافت می‌شود.

شکل 4. تصویرهای میکروسکوپی از سنگ‌های میزبان کانسنگ آهن خبر در نور قطبیده متقاطع A) میکاشیست شامل موسکوویت‌های خمیده در اطراف بلور‌های چشمی و عدسی‌شکل کوارتز؛ B) میکاشیست شامل بیوتیت، کوارتز، کلریت و اپیدوت؛ C) میلونیت ساخته‌شده از دانه‌های جهت‌یافته کوارتز و ارتوکلاز؛ D) فیلیت شامل بلور‌های جهت‌یافته کوارتز و مسکوویت (نام اختصاری کانی‌ها از: Whitney and Evans, 2010).

Figure 4. Photomicrographs of host rocks in the Khabr iron ore in XPL; A) Muscovite crystals bending around quartz grains that occur as lens and eye-shaped; B) Biotite, quartz, chlorite and epidote crystals in micaschist; C) Quartz-schist composed of oriented quartz crystals; D) Phyllite composed of oriented quartz and muscovite (The mineral abbreviations from: Whitney and Evans, 2010).

میلونیت یا کوارتزیت میلونیتی بیشتر از کوارتز و مقادیری ارتوکلاز و پلاژیوکلاز ساخته شده است. این کانی‌ها در این سنگ نیز جهت‌یافتگی ترجیحی نشان می‌دهند (شکل 4-C). رگچه‌های ثانویه کلسیت، بافت نخستین این سنگ را قطع کرده‌اند (شکل 4-C).

فیلیت فراوان‌ترین سنگ میزبان در محدوده کانسنگ آهن خبر است. کانی‌های اصلی سازنده آن شامل مسکوویت و کوارتز است که جهت‌یافتگی ترجیحی یا بافت لپیدوبلاستیک را نشان می‌دهند (شکل 4-D).

 مرمر بافت موزا‌‌ییکی و اسپاریتی دارد و بیشتر از کلسیت و مقدار کمی دولومیت ساخته شده است. بلور‌های کلسیت و دولومیت به‌علت دگرگونی دچار تبلور دوباره شده‌اند‌ و به‌صورت درشت بلور درآمده‌اند (شکل‌های 5-A و 5-B). در این سنگ‌ها، کوارتز به‌صورت بی‌شکل، پراکنده و همچنین، به‌صورت رگچه‌ و ریزرگچة سیلیسی نفوذ کرده است (شکل 5-A). سریسیت یا مسکوویت نیز در بخش‌هایی از این سنگ دیده می‌شوند (شکل 5-B). در مرمرها، شبکه‌‌ای از شکستگی‌ها و درزه‌ها دیده می‌شود که با اکسید‌های آهن پر شده‌اند.

سنگ آهک هم به‌صورت دانه‌ریز و هم به‌صورت دانه‌درشت یافت می‌شود. این سنگ‌ها بافت گرانولار، برشی، اسپاریتی و میکرایتی دارند. کلسیت کانی‌ اصلی سازندة سنگ‌‌های کربناته است که معمولاً با دولومیت و آنکریت همراهی می‌شود.

نمونه‌های برداشت‌شده از رگه‌های سیلیسی در زیر میکروسکوپ بیشتر از بلور‌های کوارتز دانه‌‌ای نیمه‌شکل‌دار تا بی‌شکل ساخته شده‌اند و معمولاً خاموشی موجی دارند و بافت کاتاکلاستیک و میلونیتی نشان می‌دهند (شکل 6-A). در این رگه‌‌ها، بلور‌های کوارتز با ریزگسل‌ها جابه‌جا شده‌اند. در واقع برگوارگی اولیه سنگ را برگوارگی شکنندة پس از دگرگونی قطع کرده است (شکل 6-A). در فیلیت و شیست‌‌ها، بلور‌های کوارتز سازندة اصلی هستند و به‌صورت دانه‌های بی‌شکل با ابعاد مختلف ریز و درشت به فراوانی در زمینه آنها دیده می‌شوند. این کوارتزها در بیشتر موارد حاشیه‌های مضرسی دارند. این سنگ‌ها مورد هجوم اکسید‌های آهن قرار گرفته‌اند (شکل 6-B).

شکل 5. تصویرهای میکروسکوپی مرمر در نور قطبیده متقاطع A) ریزرگچة کوارتز در مرمر، بلور‌های کلسیت را قطع کرده است؛ B) ریزرگچة سریسیت در مرمر که دانه‌های کلسیت را قطع کرده است (نام اختصاری کانی‌ها از: Whitney and Evans, 2010).

Figure 5. Photomicrographs of marble in XPL; A) Quartz microveinlet in marble cut the calcite crystals; B) Sericite microveinlet in marble cut the calcite grains (Mineral abbreviations from: Whitney and Evans, 2010)

شکل 6. تصویرهای میکروسکوپی در XPL از A) برگوارگی صفحه‌ای اولیة سنگ (برگوارگی افقی) که با برگوارگی دینامیکی ثانویه و پس از دگرگونی) (برگوارگی عمودی) قطع شده است؛ B) نفوذ اکسید‌های آهن (کانی کدر) در فضای خالی و درزه‌ها (نام اختصاری کانی‌ها از: Whitney and Evans, 2010).

Figure 6. Photomicrographs from A) Primary foliation of the rock (horizontal foliation) that is interrupted by post- metamorphism and dynamical foliation (vertical foliation); B) Penetration of iron oxides (opaque) in open spaces and fractures (The abbreviations: Qz: quartz; Whitney and Evans, 2010).

دگرسانی

در سنگ‌های میزبان و کانسنگ آهن، سه نوع دگرسانی سیلیسی‌شدن، کربناتی‌شدن و هماتیتی-گوتیتی‌شدن دیده می‌شود. دگرسانی سیلیسی با پیدایش کوارتز شناخته می‌شود. کوارتز به‌صورت رگچه‌های ژئودی و پر‌کنندة حفره‌ها در سنگ‌های کربناته (شکل 7-A) و غیرکربناته (شکل 7-B) دیده می‌شود. در مقیاس میکروسکوپی، دگرسانی سیلیسی در مرمر، ماسه سنگ و شیست‌ها نیز دیده می‌شود (شکل‌های 5-A و 6-B). در شیست‌ها، دگرسانی سیلیسی (شکل 7-B) به‌صورت رگه‌های بدون کانی‌زایی دیده می‌شود.

شکل 7. تصویر رگچه‌های سیلیسی در سنگ‌های میزبان A) در سنگ‌های کربناته؛ B) در فیلیت و شیست‌ها.

Figure 8. Photos of silicic veins in the host rocks in A) carbonate rocks; B) phyllites and schists.

دگرسانی سیلیسی بیشتر به شکل کوارتز با اندکی کلسدونی است. کوارتز‌های همراه با کانی‌زایی در مجاورت رگه‌های سولفیدی و هیدروکسید‌های آهن جای دارند. بر پایة نتایج XRD، کوارتز، کلسیت، دولومیت، آنکریت، کلریت، ایلیت و سریسیت از کانی‏‌های رایج در این دگرسانی هستند (شکل 8). وجود کانی‌های رسی (ایلیت) و سریسیت در کنار کوارتز، تأییدکنندة محیط اسیدی حاکم بر دگرسانی سیلیسی است.

کربناتی‌شدن با حضور کانی‌های کلسیت، دولومیت و آنکریت در بخش‌های ‌کانی‌زایی‌شده و دگرسان‌شده شناسایی می‌شود. این کانی‌ها هم به‌صورت رگچه‏‌‌‌ای و هم به‌صورت جانشینی (دولومیت و آنکریت جانشین کلسیت‌های نخستین شدند) گسترش یافته‌اند. وجود دولومیت و آنکریت در نمودار‌های XRF تأیید شده است (شکل 8).

دگرسانی هماتیتی-گوتیتی در مرمر‌ها رخ داده است و با رنگ قهوه‌‌ای مایل به سرخ شناسایی می‌شود. این رنگ پیامد نفوذ مقدار اندکی هماتیت و گوتیت در امتداد شبکة درزه در مرمر است. دگرسانی هماتیتی نشانة مهمی در پی‌جویی کانسنگ‌های آهن در این ناحیه شمرده می‌شود.

کانه‌زایی

در کانسنگ آهن خبر، کانه‏‌زایی به‌صورت اکسیدی و سولفیدی رخ داده است. کانه‏‌زایی اکسیدی درون مرمر و روی میکاشیست‌ها به شکل عدسی و رگه‌‌ای رگچه‌‌ای رخ داده است (شکل‌های 3-A، 9-A و 9-B)، اما ‌کانی‌زایی سولفیدی به‌صورت رگه‌‌ای و پرکننده فضای خالی هم در کانسنگ اهن و هم در سنگ‌های میزبان آن روی داده است (شکل‌های 9-C و 9-D). هر دو نوع ‌کانی‌زایی را می‌توان به انواع درون‌زاد و برون‌زاد دسته‌بندی کرد. ‌کانی‌زایی آهن خبر در برنزدهایی رخ داده است که نسبت به پیرامون خود مرتفع‌تر و از دیدگاه رنگ متمایز هستند (پهنة‌ دگرسانی آهن با رنگ قهوه‌‌ای در شکل 3). این برونزد‌ها، به شکل تپه یا کلاهک قارچی منفرد با رنگ قهوه‌‌ای تا سیاه و ترکیب غالب کربناته هستند که به‌شدت به اکسید‌ها و هیدرواکسید‌های آهن آغشته شده‌اند. شمار برونزد‌های تپه‌مانندِ اصلیِ کانسنگ‌دار در محدودة یادشده شامل سه تپة شمالی، میانی و جنوبی هستند (شکل 3). برونزد‌های مشابهی نیز در بیرون از محدودة کانسنگ آهن خبر دیده می‌شوند. طول و عرض رگه‌های ‌کانی‌زایی پرعیار آهن در تپة شمالی به‌ترتیب 35 و 23 متر، در تپة میانی 35 و 25 متر و در تپة جنوبی 42 و 21 متر است (Moridi, 2005). هالة دگرسانی کم‌عیار و آغشتگی سنگ‌های کربناته به اکسید آهن در اطراف بخش پرعیار گسترش بسیاری دارد.

کانه‌زایی آهن درون‌زاد

کانه‏‌زایی آهن درون‌زاد در برونزد‌ها کمیاب است. بررسی نمونه‌های برداشت‌شده از برونزد کانسنگ آهن در زیر میکروسکوپ نور بازتابی نشان می‌دهد مگنتیت، کانی اصلی کانه‌زایی درون‌زاد است و ساخت و بافت آن اولیه و جانشینی است. بلور‌های پراکنده مگنتیت کمتر از 2 تا 10 درصد مقاطع بررسی‌شده را دربر گرفته‌اند. کانی‏‌های باطله در کانسنگ آهن خبر شامل کلسیت و کوارتز است که مرز میان آنها با رگچه‌های ثانویه هماتیت و گوتیت پوشیده شده است. مگنتیت‌ها به‌صورت بلور‌های پراکنده و شکل‌دار با رنگ کرمی هستند که بخشی از آنها با مارتیت یا هماتیت و هیدرواکسید‌های آهن (شکل 10-A) جایگزین شده‌اند. پیریت‌های اولیه نیز در نمونه‌ها دیده می‌شوند که پس از مگنتیت پدید آمده‌اند و با گوتیت جانشین شده‌اند؛ اما بقایایی از آنها هنوز دیده می‌شوند (شکل 10-A).

کانه‌زایی سولفیدی درون‌زاد

کانه‌زایی سولفیدی درون‌زاد، کانه‌زایی اکسیدی را قطع کرده است و به‌طور آشکار پس از آن رخ داده است (شکل 9-B) کانه‏‌زایی سولفیدی درون‌زاد در رگه‌های سیلیسی، حفره‌ها و ژئود‌ها پدید آمده است که با دگرسانی سیلیسی همراه است و بیشتر شامل کوارتز و سولفید هستند (شکل‌های 9-B، 9-C و 9-D). سولفید‌های اولیه بیشتر شامل، پیریت (10 تا30 درصدحجمی)، ارسنوپیریت (10تا 25 درصدحجمی) و کالکوپیریت (1 تا 5 درصدحجمی) همراه با کانی‌های باطله هستند.

شکل 8. نمودار‌های XRD از نمونه‌های دگرسان‌شده در کانسنگ آهن خبر.

Figure 8. Graphs of XRD for the altered samples in the Khabr iron ore.

شکل 9. تصویر‌های صحرایی از برونزد کانسنگ آهن خبر A) برونزد کانسنگ آهن در مرز با میکاشیست‌ها )دید رو به شمال(؛ B) برونزد سنگ آهن از نمای نزدیک با یک رگه کوارتز-سولفید؛ C و D) رگچه‌های سولفیدی در سنگ‌های کربناته متأثر از هیدرواکسید‌های آهن.

Figure 9. Field photos of the Khabr iron ore outcrop A) Iron ore outcrop in contact with the micaschist (northward view); B) Close-up of the iron ore outcrop with a quartz-sulfide vein; C and D) Sulfide veinlets in the carbonate rocks that affected by iron hydroxides.

کانه‌نگاری و شیمی سولفیدها

آرسنوپیریت: این کانی در نور بازتابی قطبیدة مسطح (PPL) از پیریت روشن‌تر و تقریباً سفید‌رنگ و بلور‌های کاملاً شکل‌داری دارد (شکل 10-B). در این نور بی‌رفلکتانس[5] و چندرنگی ضعیفی (سفید تا کرم رنگ) از خود نشان می‌دهد. در نور پلاریزة متقاطع (XPL) ویژگی ان‌ایزوتروپی آبی تا سبز دارد. آرسنوپیریت‌ها به‌صورت برشی درون درز و شکاف‌ها و نیز به‌صورت خُردشده و برشی در کنار کالکوپیریت دیده می‌شوند و بیشترشان بافت گرانولار و برشی دارند (شکل 10-B). ترکیب شیمیایی آرسنوپیریت با کمک دستگاه ریزکاوالکترونی اندازه‌گیری شد. داده‌های به‌دست‌آمده نشان دادند که مقدار عنصرهای اصلی گوگرد، آرسنیک و آهن در آن به‌ترتیب 60/33، 21/32 و 38/39 درصدوزنی است (جدول 1). عنصرهای دیگر در این کانی اندک هستند؛ به‌گونه‌ای‌که مقدار طلا، نقره، سرب، تلوریم و آنتیموان ناچیز یا صفر و نزدیک به آستانة آشکارسازی دستگاه ریزکاوالکترونی است.

کالکوپیریت: کالکوپیریت به مقدار اندک در فضای میان آرسنوپیریت و پیریت دیده می‌شود (شکل 10-B). این کانی در نور پلاریزه طبیعی به رنگ زرد پُر‌رنگ، بی‌شکل و پراکنده دیده می‌شود. عنصرهای اصلی آن مس، آهن و گوگرد به‌ترتیب 46/35، 83/30 و 16/34 درصدوزنی هستند (جدول 1). مقدار اندکی سرب و آرسنیک در ترکیب آن وجود دارد و مقدارهای دیگر عنصرها به اندازة آستانة آشکارسازی دستگاه ریزکاوالکترونی هستند.

شکل 10. تصویر‌های میکروسکوپیِ نور بازتابی (PPL) از کانه‏‌زایی آهن درون‌زاد در کانسنگ آهن خبر A) مگنتیت‌های شکل‌دار که بخش‌هایی از آنها به مارتیت تجزیه شده‌اند و بقایای پیریت‌ها که با گوتیت جانشین شده‌اند؛ B) بلور‌های خردشده پیریت، آرسنوپیریت و کالکوپیریت در فضا‌های خالی (نام اختصاری کانی‌ها از: Whitney and Evans, 2010).

Figure 10. Microscopic photos of hypogene mineralization from Khabr iron ore A) Euhedral magnetites altered to martite and the pyrite that was replaced by goethite (Gth); B) Crushed pyrite (Py), arsenopyrite (Apy) and chalcopyrite (Cpy) in the open spaces (The mineral abbreviations from: Whitney and Evans, 2010).

جدول 1. داده‌های ریزکاو الکترونی برای دانه‌های آرسنوپیریت و کالکوپیریت در کانسنگ آهن خبر (عنصرها پایة درصدوزنی).

Table 1. EPMA Results of arsenopyrite and chalcopyrite grains of Khabr Fe ore (elements are in wt.%).

جدول 1. ادامه (عنصرها بر پایة اتم در واحد فرمولی).

Table 1. Continued (elements are in wt.% and a.p.f.u.).

پیریت: پیریت فراوان‌ترین کانی سولفیدی در کانسنگ آهن خبر شمرده می‏‌شود که در نور بازتابی پلاریزه مسطح (PPL) به رنگ زرد و به‌صورت بلور‌های نیمه‌شکل‌دار، بی‌شکل و شکل‌دار دیده می‌شود (شکل10-B) در برخی موارد پیریت از مرکز توسط گوتیت جانشین شده است (شکل 10-B). میانگین عنصرهای اصلی آهن و گوگرد در پیریت‌ها به‌ترتیب 49/45 و 16/47 درصدوزنی است (جدول 2). مقدار آرسنیک در یک دانه از پیریت چشمگیر و در بقیه آنها ناچیز است. در ترکیب این کانی مقداری سرب وجود دارد که بیشینة آن 17/0 درصدوزنی است و در فرمول آوردنی نیست. مقدار بیسموت گاه چشمگیر و در یک مورد 43/0 درصدوزنی می‌رسد. مقدار طلا نسبت به مقدارهای آن در آرسنوپیریت و کالکوپیریت بیشتر است و از صفر تا 700 ppm متغیر است. با وجود این، می‌تواند به اندازة آستانة آشکارسازی دستگاه باشد. مقدار نقره و جیوه ناچیز هستند. مقدار سلنیم، منگنز، تلوریم، کادمیم و روی صفر یا نزدیک به صفر هستند و ازاین‌رو، از جدول داده‌ها حذف شدند.

جدول 2. داده‌های ریزکاو الکترونی روی دانه‌های پیریت‌ در کانسنگ آهن خبر (بر پایة درصدوزنی).

Table 2. Results of chemical analysis of EPMA on pyrite grains in Khabr iron ore (in wt.%).

جدول 2. ادامه (بر پایة a.p.f.u.).

Table 2. Continued (in a.p.f.u.).

کوولیت: کوولیت و بورنیت به مقدار ناچیز در کانسنگ آهن خبر دیده شده است که در نور PPL به‌ترتیب رنگ آبی و قهوه‌ای تا بنفش و بلور‌های بی‌شکل دارند. کوولیت جانشین بورنیت و کالکوپیریت شده است.

نقشه‌های عنصری: با توجه به حضور ارسنوپیریت در رگه‌های سیلیسی فرضیه حضور طلا و عنصرهای ردیاب با تهیة نقشه‌های تک عنصری با ریزکاوالکترونی بررسی شد (شکل 11).

شکل 11. نقشه‌های عنصری Au و As و Pb و Zn تهیه‌شده با دستگاه ریزکاوالکترونی از یک نمونه سولفیدی در کانسنگ آهن خبر بر پایة کانت که نشان می‌دهد مقدارهای طلا ناچیز، ارسنیک بسیار بالا، سرب بالا و روی کم است. سه پهنة با غلظت بالای سرب، نشان‌دهندة حضور گالن است.

Figure 11. Map of Au, As, Pb, and Zn in a sulfide-bearing sample by EPMA from Khabr Fe ore in terms of count, indicating contents of Au is low, As is very high, Pb is high and Zn is low and three whiter grains in Pb map indicating galena.

دقت این روش نزدیک به 1/0 تا 5/0 درصد است. بنابراین اگر فاز خالصی از یک کانی حضور داشته باشد با تهیة چنین نقشه‌هایی می‌توان آن را شناسایی کرد. نقشه‌های تهیه شده با ریزکاوالکترونی از یک نمونه از رگه‌های سولفیدی آرسنوپیریت‌دار نشان می‌دهد با وجود فراوانی آرسنیک، مقدار طلا در این رگه‌ها ناچیز و ثبت‌شدنی نیست و کانی طلاداری در نقشه این عنصر دیده نمی‌شود. بر پایة نقشه ارسنیک، مقدار آن در این مقطع بسیار بالاست که به‌علت حضور ارسنوپیریت (رنگ‌های زرد تا سرخ‌) است. در نقشة سرب در چپ به‌سوی گوشة بالایی (داخل کادر سرخ)، سرب با غلظت بالاتر دیده می‌شود که با لکه‌های روشن‌تری (سه دانه) از زمینه شناسایی شدند و نشان‌دهندة حضور گالن هستند (شکل 11). نقشة عنصر روی (Zn) نیز نشان می‌دهد مقدار این عنصر در این نمونه بسیار ناچیز است (شکل 11). نتایج این بررسی‌ها با نتایج کانه‌شناسی سازگاری دارد.

کانه‌زایی برون‌زاد

کانه‏‌زایی آهن در کانسنگ آهن خبر بیشتر از نوع برون‌زاد است که توسط عوامل سطحی تشکیل شده‌اند. عوامل سطحی تخریب کانه‌زایی درون‌زاد و پیدایش اکسیدها و هیدرواکسید‌های ثانویه به‌جای آن را به‌دنبال داشته‌اند (شکل‌های 10-A و 10-B). هاله‌ای از اکسید‌های آهن آبدار مانند گوتیت و لیمونیت در پیرامون کانی‌زایی سولفیدی نیز پدید آمده است. داده‌های XRD نشان می‌دهند گوتیت، هماتیت و لیمونیت از کانی‌های آهن برون‌زاد هستند (شکل 8). مارتیت و هیدراکسید‌های آهن نشان‌دهندة کانی‌زایی برون‌زاد در شرایط اکسیدان و هوازدگی هستند که در پی نفوذ جریان آب‌های سطحی و زیرزمینی از تجزیة مگنتیت و سولفید‌ها به‌ویژه پیریت پدید می‌آیند. در کانسنگ آهن خبر، گوتیت با رنگ خاکستری روشن به‌صورت بی‌شکل هم به‌صورت جانشینی در پیریت (شکل 10-A) و هم به‌صورت پرکننده شکاف‌ها و فضا‌های خالی دیده می‌شود. گوتیت پایدارترین و آخرین کانی اکسیدآهن در شرایط اکسیداسیون و برون‌زاد است. در کانسنگ‌های آهن خبر، مگنتیت نخست با مارتیت یا هماتیت و سپس با گوتیت جایگزین شده است. کانی‌های برون‌زاد هیدرواکسیدی در برونزد‌ها به‌صورت هاله‌ای پیرامون کانی‌های سولفیدی را فرا گرفته‌اند و به رنگ‌های زرد، سرخ و قهوه‌‌ای دیده می‌شوند. بررسی داده‌های XRD نشان می‌دهد این‌ کانی‌ها بیشتر هماتیت و گوتیت هستند. در کانسنگ آهن خبر، ساخت‌های ثانویه فراوانی مانند ساخت‌های خوشه‌ای، کلو‌‌ییدی، جعبه‌ای، حفره‌ای، ریتمیک، جانشینی و رگه‌‌ای و پرکنندة شکاف‌ها دیده می‌شوند (شکل‌های 12-A و 12-B). حضور این ساخت‌ها و بافت‌ها همراه با هیدرواکسید‌های آهن بیشتر ویژگیِ پیدایش آنها در شرایط برون‌زاد است (Guilbert and Park, 1986).

شکل 12. تصویرهای صحرایی از کانسنگ آهن برون‌زاد خبر A) ساخت خوشه‌ای به‌صورت لایه‌های هم‌مرکز از گوتیت و لیمونیت روی کانسنگ یا در حفره‌ها که در پی چرخش آب‌های سطحی پدید آمده‌ است؛ B) ساخت جعبه‌ای که پیامد جانشینی هماتیت، گوتیت و لیمونیت به‌جای پیریت و دیگر سولفید‌هاست.

Figure 12. Field photos of Khabr iron ore A) Botryoidal structure as concentric layers of goethite and limonite developed over the ore or infilling the voids due to circulation of surface waters; B) Boxwork structure composed of limonite, hematite and goethite as a result of the oxidation and leaching of hypogene minerals.

پاراژنز

کانی‌های سازندة کانسنگ آهن خبر مربوط به سه مرحلة دگرگونی، گرمابی (درون‌زاد) و برون‌زاد هستند (جدول 3). در مرحلة دگرگونی سنگ‌آهک با مرمر جایگزین شده‌ است و سنگ‌های سیلیسی آواری مانند شیل، سیلتستون و ماسه‌سنگ با کوارتزیت، فیلیت، شیست و میکاشیست و میلونیت جایگزین شده‌اند. در این مرحله، کانی‌های کلسیت، کوارتز، مسکوویت، سریسیت، بیوتیت، کلریت و دولومیت پدید آمده یا دچار بازتبلور شده‌اند (شکل 5). مسکوویت، کلریت و بیوتیت نشانة دگرگونی در حد رخسارة شیست سبز و بافت‌های میلونیتی نشانة دگرریختی‌های برشی هستند. در مرحلة گرمابی، ‌کانی‌زایی درون‌زاد روی داده است که خود شامل دو فاز اکسیدی و سولفیدی است. در فاز نخست، ‌کانی‌زایی اکسیدی به‌صورت رگ‌های یا عدسی در مرمر جانشین شده است. در این فاز مگنتیت و پیریت فراوانترین کانی کدر بودند. سپس در فاز دوم، ‌کانی‌زایی سولفیدی به‌صورت رگچه‌ای در کانسنگ آهن و در مرمر پدید آمده است. سولفید‌های پدیدآمده در آغاز این فاز پیریت و ارسنوپیریت و در پایانِ آن کالکوپیریت به‌همراه مقدارهای اندکی برنیت، اسفالریت و گالن هستند.

در مرحلة برون‌زاد، در اثر فرایند‌های هوازدگی روی ‌کانی‌زایی درون‌زاد، کانی‌زایی اکسیدی برون‌زاد رخ داده است که بیشتر از هماتیت، گوتیت و لیمونیت به‌همراه کانی‌های رسی و کربناته ساخته شده است و اکنون بخش بزرگی از برونزدها را دربر می‌گیرد.

جدول 3. توالی کانی‌های همایند سازندة کانسنگ آهن خبر.

Table 3. Paragenesis sequence of forming-minerals in the Khabr iron ore.

بحث

آهن در کانی‌های بسیاری به‌صورت اکسید، سولفید و سیلیکات شرکت می‌کند و نهشته‌های آن در همة محیط‌ها و دوره‌های زمین‌شناسی یافت می‌شوند. نوع، فراوانی نسبی، کانی‌های همایند و شیمی کانی‌ها به‌همراه ساخت و بافت کانسنگ کمک می‌کنند تا پیدایش آنها توسط هر کدام از فرایند‌های آذرین، رسوبی، دگرگونی و گرمابی شناسایی شود. کانسنگ‌های سولفیدی و اکسیدی زمانی که در سطح زمین و در معرض آب‌های سطحی جای می‌گیرند به‌علت اکسیداسیون با اکسید و هیدرواکسید جایگزین می‌شوند. کانی‌شناسی، بافت و ساخت این هیدرواکسید راهنمایی برای شناسایی سنگ بستر آنهاست. هر چند نهشته‌های لیمونیتی متشکل از گوتیت و هماتیت از اجزاء گوسن‌ها یا کلاهک آهنی روی ذخایر سولفیدی و ذخایر بازماندی آهن هستند، اما بقایای مگنتیت در محدودة کانسنگ آهن خبر نشان می‌دهند کانسنگ آهن برون‌زاد در خبر روی یک کانسنگ آهن درون‌زاد پدید آمده است و با عوامل مختلفی کنترل شده است.

بر پایة نقشة زمین‌شناسی 1:100000 خبر، واحد کربناتة کمپلکس روتشون (پالئوزو‌‌ییک پیشین) میزبان کانسنگ آهن خبر است که نشان‌دهندة چینه‌کران‌بودن آن است. مرمر در تناوب با فیلیت و شیست‌ها در یک روند شمال‌‌خاوری -جنوب‌باختری به‌صورت تکه‌های جداشده و تحت کنترل ساختاری در مناطق میلونیتی‌شده میزبان کانه‏‌زایی آهن هستند. با توجه به رخداد ‌کانی‌زایی در سنگ‌های دگرگونی ارتباطی میان کانه‏‌زایی آهن و فرایندهایی دگرگونی نیز وجود دارد. در پیرامون کانسنگ خبر توده‌های آذرین درونی گزارش شده است که در نزدیکی آنها سنگ‌های کربناته با مرمر جایگزین شده‌اند (Moridi, 2005; Dehghani Soltani, 2012). از سوی دیگر، از دیدگاه شیمیایی، سنگ‌های کربناته و به‌ویژه مرمر برای میزبانی انواع کانسنگ‌ها و به‌ویژه کانسنگ‌های آهن گرمابی مستعد هستند (Robb, 2005). این شواهد نشان می‌دهند چندین عامل ‌کانی‌زایی آهن و پیدایش مجموعه کانی‌های درون‌زاد و برون‌زاد را کنترل کرده‌اند. بررسی‌های میدانی، سنگ‌نگاری و کانه‌نگاری نشان می‌دهند کانه‏‌زایی در یک پهنة‌ دگرگونی، گسلی، میلونیتی و برشی و به شکل دیرزاد پدید آمده است. گسل‌ها به‌صورت مجراها و کانال‌هایی برای حرکت سیال‌های گرمابی رفتار کرده‌اند. خاستگاه این سیال‌ها چه‌بسا با یک تودة آذرین درونی مرتبط باشد یا اینکه چنین تود‌ه‌هایی مانند یک موتور گرمایی گرمایش و چرخش سیال‌های گرمابی با خاستگاه جوی را به‌دنبال داشته‌اند (Evans, 1993; Rajabzadeh and Asadi, 2010). در باختر نقشة زمین‌شناسی خبر چند تودة آذرین درونی دیده می‌شوند که در مرز آن‌ها کانه‏‌زایی آهن رخ داده است. بیشتر مگنتیت‌هایی که در سنگ‌های کربناته پدید می‌آیند خاستگاه گرمابی و اسکارن دارند (Guilbert and Park, 1986). زمین‌شیمی کانسنگ آهن خبر نیز همانند کانسار‌های گرمابی است و مقدار عنصرهایی مانند ارسنیک، آنتیموان، بیسموت، سرب و روی و مس در آن بالاست (Dehghani Soltani, 2012). بر پایة این بررسی‌های دهقانی سلطانی (Dehghani Soltani, 2012)، مقادیر این عنصرها تنوع بالایی دارد و همبستگی میان آنها ضعیف است. همان‌گونه‌که گفته شد کانه‏‌زایی درون‌زاد شامل دو مرحلة اکسیدی و سولفیدی می‌شود. با توجه به بافت مگنتیت در مقاطع میکروسکوپی، در مرحلة نخست یا مرحلة اکسیدی، کانه‏‌زایی درون‌زاد آهن به شکل مگنتیت بیشتر به‌صورت جانشینی در سنگ‌های کربناته رخ داده است. با توجه به بررسی‌ها و یافته‌های رجب‌زاده و اسدی (Rajabzadeh and Asadi, 2010) برای کانسار آهن قیطرویه، منبع آهنی که پیدایش مگنتیت در کانسنگ آهن خبر را به‌دنبال داشته است، بیشتر سنگ‌های کمر بالا و کمر پایین پهنة کانی‌سازی یعنی شیست‌های گوناگون هستند که به موجب چرخش محلول گرمابی در آنها، آهن با کمپلکس‌های کلریدی به افق کربناته منتقل شده است. انحلال‌پذیری کوارتز، کلسیت و فلزها با شرکت در کمپلکس‌های کلریدی و سولفیدی افزایش می‌یابد و پایداری آن‌های افزایش می‌یابد. اصولاً محلول‌های دما بالا که اسیدی و دارای کمپلکس‌های کلریدی هستند در برخورد با سنگ‌های کربناته و انحلال آنها و در پی دگرسانی کربناتی، قلیایی می‌شوند. با انحلال سنگ‌های کربناته و افزایش pH، کمپلکس‌های کلریدی ناپایدار می‌شوند و مگنتیت جانشین سنگ آهک می‌شود. در کانسنگ آهن خبر کانی‌های کالک‌سیلیکات که شاخص اسکارن هستند دیده نمی‌شود. این پدیده نشان می‌دهد دما، فشار و دیگر شرایط فیزیکوشیمیایی برای پیدایش اسکارن فراهم نبوده است. در مرحلة دوم کانی‌سازی درون‌زاد سولفیدی رخ داده است که تنها به‌صورت رگچه‌‌ای و همراه با دگرسانی سیلیسی و کوارتز است. پیدایش رگچه‌های کوارتز همراه سولفیدها از شواهد قوی چرخش محلول‌های گرمابی است (Robb, 2005). مجموعة کانی‏‌های پیریت، ارسنوپیریت و کالکوپیریت بیشتر از محلول‌های گرمابی پدید می‌آیند. شیمی سولفید‌های بررسی‌شده در کانسنگ آهن خبر نیز همانند شیمی کانسار‌های گرمابی است (Maydagan et al., 2013; Zarasvandi, 2023). پیدایش سولفید‌های پس از مگنتیت، نشان‌دهندة افزایش فوگاسیتة گوگرد و افرایش لیگاند‌های سولفیدی هست که در دما‌های کمتر در سیال‌های گرمابی معمول هستند (Guilbert and Park, 1986; Rajabzadeh and Asadi, 2010). محلول‌های گرمابیِ دارای کمپلکس‌های فلز- سولفیدی در جهت کاهش گرادیان دما و فشار در رگه‌ها حرکت می‌کنند و در پایان، در pH نزدیک به خنثی ناپایدار می شوند و کوارتز و سولفیدها را پدید می‌آورند. در واقع، این کانی‌سازی بیشتر تحت کنترل عوامل فیزیکی و سیستم درز و شکاف‌ها در پهنة‌ کانه‏‌زایی است. همة بافت‌ها در مرحلة سولفیدی، بافت‌های شکافه پرکن هستند. این مرحله دیرتر از مرحلة اکسیدی و در دما و فشار کمتری نسبت به مرحلة اکسیدی رخ داده اسبت. کلسدونی در جاهایی پدید آمده است که کاهش دما شدید بوده است. دما سیال‌های مسئول مرحلة سولفیدی درجه شوری (0.2-19 درصدوزنی معادل نمک طعام) و دمایی مشابه با کانسار‌های اپی ترمال (235-280 درجه سانتیگراد) دارد و خاستگاه آنها آب‌های جوی و دگرگونی هستند (Dehghani Soltani, 2012).

سازوکار پیدایش ‌کانی‌زایی برون‌زاد در نهشته‌های سولفیدی شناخته شده است (Guilbert and Park, 1986). در واقع برونزد‌های کانسنگ آهن خبر، پیامد اکسیداسیون مگنتیت و سولفید‌های درون‌زاد به گوتیت، هماتیت و لیمونیت هستند. مگنتیت‌های جانشین‌شده در سنگ‌های آهکی و مگنتیت‌های درون سنگ‌های آواری مانند ماسه‌سنگ در بخش‌های سطحی به موجب برخورد با آب‌های سطحی غنی از اکسیژن و دی‌اکسیدکربن به‌شدت تجزیه و دگرسان شده‌اند. پهنة کانی‌سازی به‌شدت گسله، خردشده و نفوذپذیر است. ازاین‌رو، شرایط برای نفوذ آب‌های غنی از اکسیژن فراهم و امکان دگرسانی مگنتیت و سولفید‌ها میسر شده است. حضور بافت جعبه‌‌ای و خوشه‌‌ای در کانسنگ خبر نشان می‌دهد میزان اسیدیته سیال‌ها متوسط تا نزدیک به خنثی بوده است (pH>3) (Andreu et al., 2014). بر پایة این رفرنس، بافت جعبه‌‌ای در شرایط اسیدی قوی‌تر تخریب می‌شود و بافت خوشه‌‌ای نیز تنها از سیال‌های نزدیک به خنثی پدید می‌آید. سولفیدها نیز به مقدار ناچیز دچار اکسیداسیون شدند؛ اما بخش بزرگی از سولفید‌های اولیه حفظ شدند که این شاید نشان می‌دهد مگنتیت‌ها پیش از پیدایش رگچه‌های سولفیدی تجزیه شده‌اند. برای ارزیابی ‌کانی‌زایی سولفیدی و وجود طلا به‌همراه آرسنوپیریت نیاز به بررسی‌های جامع‌تر و مفصل‌تری است.

برداشت

سنگ میزبان کانسنگ آهن خبر، مرمر دگرسان‌شده با میان‌لایه‌هایی از شیست و میکاشیست با سن پالئوزو‌‌ییک زیرین است. کلسیت، کوارتز، بیوتیت، مسکوویت و کلریت کانی‌های شاخص سنگ‌های دگرگونی میزبان هستند. ‌کانی‌زایی درونزاد در این کانسنگ در دو مرحله رخ داده است. در مرحلة نخست، مگنتیت همراه با مقدار کمی پیریت به‌صورت درون‌زاد با محلول‌های گرمابی بالارو، جانشین مرمر شده است. شکل ‌کانی‌زایی درون‌زاد اکسیدی بیشتر عدسی است. فراوان‌ترین دگرسانی در این مرحله دگرسانی کربناتی است که با کلسیت، دولومیت و آنکریت شناخته می‌شوند. این ‌کانی‌زایی و دگرسانی مرتبط با آن با پهنه‌های گسل‌خورده همخوانی دارد. پیدایش مگنتیت در سنگ‌های کربناته پیامد حرکت محلول‌های گرمابی مزوترمال در آنهاست. در مرحلة دوم یک فاز سولفیدی ضعیف به شکل رگچه‌‌ای پدیدار شده است که بیشتر شامل پیریت، ارسنوپیریت و کالکوپیریت است. دگرسانی در این مرحله دگرسانی سیلیسی است که بیشتر با پیدایش کوارتز شناخته می‌شود. این ‌کانی‌زایی از سیال‌های گرمابی با دما و درجة شوریِ همانندِ کانسار‌های اپی‌ترمال ساخته شده است. خاستگاه سیال‌های گرمابی برای هر دو نوع کانی‌سازی شاید با یک تودة آذرین درونی مرتبط باشد یا اینکه چنین تود‌ه‌ای مانند یک موتور گرمایی به‌همراه گرمای درونی زمین گرمایش و چرخش سیال‌های گرمابی با خاستگاه جوی و دگرگونی را به دنبال داشته است.

نقشه و شیمی فاز‌های سولفیدی حاصل از بررسی ریزکاوالکترونی گویای نبود طلا در ارسنوپیریت و کالکوپیریت است. به هرحال حضور ارسنوپیریت و طلا در برخی بلور‌های پیریت ممکن است نشان‌دهندة همراهی طلا با فاز سولفیدی باشند. ثبت عنصرهایی مانند سرب، روی، جیوه، بیسموت، نقره و ارسنیک در فاز‌های سولفیدی از ویژگی‌های سولفید‌های گرمابی است. برونزد‌های کانسنگ آهن خبر بیشتر از نوع برون‌زاد و پیامد اکسیداسیون اکسید‌های آهن درون‌زاد و سولفید‌های آهن توسط آب‌های سطحی فرورو هستند. کانی‌های اصلی ‌کانی‌زایی برون‌زاد گوتیت و هماتیت به‌همراه لیمونیت و کانی‌های رسی مانند ایلیت هستند. هالة دگرسانی پیرامون این ‌کانی‌زایی نیز پیامد حرکت آب‌های سطحی آغشته به اکسید‌های آهن در شبکه‌‌ای از شکستگی‌های موجود در مرمر است که باعث پیدایش رنگ قهوه‌‌ای مایل به سرخ در آنها شده است. با توجه به توانِ پهنة سنندج-سیرجان برای ‌کانی‌زایی آهن، رخنمون‌های برون‌زاد کانسنگ آهن خبر کلید اکتشافی مهمی برای اکتشافات ژرف هستند و ارزش بالایی دارند. پیشنهاد می‌شود بررسی‌های مگنومتری دقیق‌تری در منطقه انجام شود. برای ارزیابی ‌کانی‌زایی سولفیدی و وجود طلا به‌همراه آرسنوپیریت نیاز به بررسی‌های جامع‌تر و مفصل‌تری است.

سپاس‏‌گزاری

از پروفسور کازوو ناکاشیما برای همکاری در تجزیه‌های ریزکاوالکترونی و XRD سپاس‌گزاری می‌شود. از داوران مقاله نیز برای راهنمایی‌های مفیدشان در ویرایش نخستین نسخة مقاله سپاس‌گزاری می‌شود.

[1] Mississippi Valley-Type Deposit

[2] SAS Planet

[3] X-Ray Difractometery

[4] Electron Prob Micro Analysis

[5] Bireflectance