پیشنهاده دکتری تخصصی (PhD) 1402
پدیدآور: شادی نوری خیمه سری
استاد راهنما: مریم شیبی 
استاد مشاور: داوود رئیسی
دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده علوم زمین
چکیده

ذخائر پورفیری، بزرگترین منابع مس، طلا و مولیبدن بوده و اغلب با انواع اسکارن‌ها و کانسارهای اپی‌ترمال سرب، روی و نقره همراهند. اگر چه ویژگی‌های زمین‌شناسی و شرایط تشکیل این تیپ کانسارها، در بسیاری از تحقیقات قبلی به خوبی مستند شده (Sillitoe، 1989، 2000، 2010؛ Seedorff و همکاران، 2005؛ Cooke و همکاران، 2014) اما روش‌های اکتشافی واحدی برای این ذخائر ارائه نشده است. از طرف دیگر، علم اکتشاف مواد معدنی همچنان پویا بوده و بواسطه فناوری‌های جدید و ارائه روش‌های نوین در حال پیشرفت است. شیوه‌های متداول در اکتشاف مواد معدنی، اغلب ترکیبی از داده‌های ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی است که منجر به تولید داده‌های دقیق و قابل اطمینان می‌شود اما به دلیل هزینه‌های بالای تکنیک‌های دستگاهی و آنالیزهای مربوطه، تولید هر دو نوع داده در اکتشافات مقدماتی چندان رایج نیست. به همین دلیل، استفاده از تکنیک‌های اکتشافی کارآمد در شناسایی این ذخائر همواره اهمیت ویژه ای دارد. در چند دهه گذشته، پژوهشهای زیادی بر روی اکتشاف ذخایر مس، طلا و مولیبدن پورفیری و کانسارهای اپی‌ترمال مرتبط با آن‌ها انجام شده است (Lowell و Guilbert، 1970؛ Gustafson و Hunt، 1975؛ Holliday و Cooke، 2007). یکی از مهم‌ترین تحقیقات انجام شده در این زمینه، شناسایی کانی‌های نشانگر پورفیری (PIMS) است که در تشخیص باروری و پتانسیل کانی‌سازی سیستم‌های پوفیری نقش به سزایی دارند. این کانی‌ها بر اساس ترکیب شیمی کانی‌های ماگمایی مانند پلاژیوکلاز، زیرکن و آپاتیت یا کانی‌های گرمابی نظیر منیتیت، کلریت و اپیدوت شناسایی می‌شوند (Dupuis و Beaudoin، 2011؛ Dilles و همکاران، 2015؛ Shen و همکاران، 2015؛ Williamson و همکاران، 2016؛ Bouzari و همکاران، 2016). اخیراً در ایران نیز تلاشهایی در زمینه تفکیک توده‌های نفوذی بارور و نابارور انجام شده است (برای مثال: بومری و همکاران، 2006؛ برزگر ، 2008؛ اسماعیلی و همکاران، 2009؛ شعبانی و همکاران، 2010؛ کریم‌پور و همکاران، 2011؛ سیاه‌چشمه و همکاران، 2012؛ افشونی و همکاران، 2013، و ...). اغلب این مطالعات بر روی شیمی کانی بیوتیت و تعداد محدودی کانی دیگر متمرکز بوده و مطالعه جامعی در این خصوص انجام نشده است. به دلیل اهمیت موضوع، در این رساله پیشنهاد می‌گردد ویژگیهای ژئوشیمی سنگ کل، ترکیب دقیق کانی‌شناسی و به خصوص فراوانی عناصر نادر خاکی کانیهای زیرکن و آپاتیت در تعدادی از توده-های نفوذی بارور و نابارور رخنمون یافته در بخش میانی کمان ماگمایی ارومیه-دختر با دقت مورد مطالعه قرار گیرد. در چهارگوش پیشنهادی در این رساله، مجموعه‌ای از سنگهای آتشفشانی- رسوبی ائوسن رخنمون دارند که میزبان تعدادی توده نفوذی-نیمه عمیق شامل قاهان، نویس، کاسوا، انجیله و سربادان می‌باشند. بر اساس مطالعات پتروژنزنتیکی متعدد انجام شده بر روی توده‌های نفوذی مذکور، سنگهای آذرین مورد اشاره دارای ماهیت کالک‌آلکالن، متاآلومین و متعلق به گرانیتهای نوع I می‌باشند (Raeisi et al., 2018, Mirnejad et al., 2017; Babazadeh et al., 2022). الگوی توزیع REE و عناصر ناسازگار بین نمونه‌ها بیانگر ارتباط زایشی این سنگ‌ها با یگدیگر بوده و همگی در یک کمان قاره‌ای جوان و نابالغ تشکیل شده‌اند (رئیسی، 1397). همزمان و یا اندکی بعد از جایگزینی و استقرار توده‌های نفوذی- نیمه عمیق مورد بحث، سیالات گرمابی متنوع، انواع دگرسانیهای پتاسیک، پروپیلیتی، فیلیک، آرژیلیک پیشرفته را در برخی از توده‌های نفوذی و متعاقباً کانی‌زایی‌های پورفیری - اپی ترمال در قاهان، مس و آهن اسکارنی در کاسوا و کانه‌زایی باریت در واحدهای آتشفشانی به فرم رگه‌ای را موجب شده است (رئیسی، 1397). اگر چه بیشتر مطالعات ارزشمند انجام شده در این منطقه، بر روی ژئوشیمی سنگ کل، تعیین سن ایزوتوپی و در برخی موارد تعیین ماهیت منشا (نسبتهای ایزوتوپی) این سنگها متمرکز شده اما اغلب توده‌های نفوذی موجود از نظر ترکیب شیمی کانی و شرایط دما و فشار زمان تشکیل (زمین دما فشار سنجی) مورد بررسی قرار نگرفته‌اند. به علاوه به استثنای توده‌های نفوذی قاهان، اسپید و موشکیه، سایر توده‌های نفوذی عاری از دگرسانی و اغلب نابارور هستند. در این پژوهش تلاش می‌گردد تعدادی از فاز‌های نفوذی سالم و دگرسان شده در محدوده پیشنهادی با دقت انتخاب و پس از مطالعات پتروگرافی، از نظر شیمی کانیهای تشکیل دهنده مورد بررسی قرار گیرند. پیش‌بینی می‌شود، نتایج تجزیه نقطه‌ای حاصله، علاوه بر برآورد شرایط دما و فشار زمان تشکیل (ژئوترموبارومتری) کانیهای موجود، جهت ارزیابی پتانسیل کانه‌زایی نیز استفاده شود. همچنین تعدادی از بلورهای زیرکن و آپاتیت توده‌های نفوذی منتخب با استفاده از روشهای رایج جدایش کانی، جداسازی شده و محتوای عناصر کمیاب و نادر خاکی آنها با استفاده از دستگاه طیف سنجی جرمی پلاسمای جفت شده القایی لیزری (LA-ICP-MS) اندازه‌گیری شود. در واقع تلاش می‌شود رابطه ژنتیکی بین تکامل یک سیستم ماگمایی و سامانه‌های کانه‌زایی شده حاصله بررسی شده و معیارهای شناسایی کانیهای شاخص سیستم‌های پورفیری تقویت گردد. امید است نتایج حاصله در توسعه روشهای اکتشافی سیستمهای کانه‌زایی و تفکیک توده‌های نفوذی مستعد کانه‌زایی از انواع نابارور سودمند باشد.