آلتراسیون هیدروترمالی و پراکنش ژئوشیمیایی در اطراف کانسارهای مس پورفیری
آنالیز لیتوژئوشیمیایی به همراه روش طیف سنجی مادون قرمز موج کوتاه (SWIR) روشی سریع و مقرون به صرفه برای جستجوی سیستم های گرمابی نوع پورفیری هستند. مطالعات لیتوژئوشیمیایی، غلظت فلزات کمیاب را نسبت به میزان متوسط فراوانی پوسته ای آنها تعیین می کند و اجازه می دهد تا از طریق شیب عناصر کالکوفیلی و لیتوفیلی که توسط کانسنگ ماگمایی-هیدروترمالی و سیالات گردشی خارجی که در سنگهای دگرسان پراکنده شده و به دام افتاده اند، ردیابی شوند. از نمونه های بارزآن، قلیایی ها در سرسیت و فلزاتی مانندMo ، W ، Se ، Te ، Bi ، As و Sb را می توان ذکر کرد که اکسیدهای پایداری را تشکیل میدهند که در سنگ ها و خاک های هوازده باقی می مانند. با تهیه نقشهSWIR از تغییرات در خاصیت جذبی 2200 نانومتری Al-OH در سرسیت، شیب pH سیالات دیرینه برای حرکت به سمت مرکز هاله شناور ماگمایی-هیدروترمالی فلزدار مشخص می شود.
آنالیز لیتوژئوشیمیایی به همراه روش طیف سنجی مادون قرمز موج کوتاه (SWIR) روشی سریع و مقرون به صرفه برای جستجوی سیستم های گرمابی نوع پورفیری هستند. مطالعات لیتوژئوشیمیایی، غلظت فلزات کمیاب را نسبت به میزان متوسط فراوانی پوسته ای آنها تعیین می کند و اجازه می دهد تا از طریق شیب عناصر کالکوفیلی و لیتوفیلی که توسط کانسنگ ماگمایی-هیدروترمالی و سیالات گردشی خارجی که در سنگهای دگرسان پراکنده شده و به دام افتاده اند، ردیابی شوند. از نمونه های بارزآن، قلیایی ها در سرسیت و فلزاتی مانندMo ، W ، Se ، Te ، Bi ، As و Sb را می توان ذکر کرد که اکسیدهای پایداری را تشکیل میدهند که در سنگ ها و خاک های هوازده باقی می مانند. با تهیه نقشهSWIR از تغییرات در خاصیت جذبی 2200 نانومتری Al-OH در سرسیت، شیب pH سیالات دیرینه برای حرکت به سمت مرکز هاله شناور ماگمایی-هیدروترمالی فلزدار مشخص می شود.
کانسنگهای پورفیری و سنگهای اپی ترمال Au-Ag وابسته به آن مهمترین ذخایر سنگ معدن جهان غیر از معادن آهن و آلومینیوم هستند که بیشتر مس و مولیبدن را تولید می کنند و بزرگترین تولیدکننده منابع طلا و نقره در سطح جهان هستند. بیش از یک قرن است که شناخته شده فلزات موجود در نهشته های مس پورفیری بصورت زون بندی به شکل منطقه مرکزی Cu±Mo / Au که توسط زونهایی غنی از Mn محصور شده وجود دارند. طلا-نقره ممکن است بصورت جانبی خارج یا بالای هسته پورفیری مس قرار داشته باشد.
در برنامه های اکتشافی نهشته های مس پورفیری از روشهای متعددی استفاده می گردد، اما از دیدگاه یک زمین شناس، مطالعات لیتوژئوشیمیایی و طیف سنجی مادون قرمز با موج کوتاه (SWIR) به همراه مطالعات چکشی و لنز دستی به ابزارهای استانداردی در این زمینه تبدیل شده اند. جهت نمایش بهتر این ابزارها، الگوهای عمودی و جانبی یک نهشته مس پورفیری مس با استفاده از SWIR و مطالعه لیتوژئوشیمی در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1- برش عرضی از یک نهشته پورفیری مس توزیع کانیهای آلتراسیونی و سولفیدی را نشان می دهد. همچنین کنتورهای پیک 2200 nm اندازه گیری شده توسط دستگاه SWIR نشان داده شده است
سنگهای دگرسان شده هیدروترمالی، سولفیدها و رگه های تغییر یافته در محیط Cu پورفیری در جایی ایجاد می شوندکه مایعات ماگمایی-هیدروترمالی صعود کننده از یک توده نفوذی، خنک می شوند، از فشار آنها کاسته می شود و با سنگها واکنش می دهند. مایعات عمدتاً به صورت عمودی بالا می روند (شکل1) اما ممکن است به صورت جانبی در قسمتهای بالایی آنها در اثر برخورد با آبهای جوی محبوس شده توسط پدیده های توپوگرافی در محیط اپی ترمال (کمتر از 2 کیلومتر) گسترش یابند. دگرسانی ماگمایی- گرمابی با سولفیدهای فراوان زونبندی شده از سولفید مس غنی در زونهای کانسنگی تا پیریت غنی از زونهای بالایی مشخص می شود (شکل 1 ). کانیهای دگرسان سیلیکاته به سمت بالا (شکل 1) از پتاسیک (یا سیلیکات پتاسیم: بیوتیت ± فلدسپار پتاسیم) تا سرسیتیک (یا فیلیک: موسکویت ± کلریت) تا آرژیلیک پیشرفته (آلونیت ± پیروفیلیت ± دیکیت) زونبندی شده اند. به طور کلی، زونبندی به سمت بالا نشان دهنده کاهش دما و pH سیالات در هنگام صعود است، اما در همین حال نیز یک تکامل زمانی با روی هم قرار گرفتن پایین آلتراسیون سرسیتی روی آلتراسیون پتاسیک قدیمی تر وجود دارد. دگرسانی آرژیلیک متوسط در اواخر (اسمکتیت-ایلیت-کلریت یا اسمکتیت-کلریت) در دمای پایین شکل می گیرد و سولفید کمی وارد می کند، اما ممکن است مجموعه های درجه حرارت بالاتری را به طور گسترده ایجاد کند.
SWIR و مطالعات لیتوژئوشیمیایی ابزارهایی ساده و نسبتاً ارزان اما قدرتمند در اکتشاف مواد معدنی است. نمونه های سنگی و خاک های برداشت شده در یک شبکه به عرض 500 متر می تواند برای شناسایی ناهنجاری ها و ترکیبات کانیهای رسی و تعیین فراوانی فلزات کمیاب در طی مراحل اولیه عملیات اکتشاف مورد استفاده قرار گیرد. هرگونه آنالیز لیتوژئوشیمیایی و SWIR باید همزمان با تهیه نقشه های پایه زمین شناسی، کانی شناسی کانیهای دگرسان هیدروترمالی و کانسنگهای سولفیدی و اکسیدها انجام شود. تهیه نقشه از رگه های نوع D با مرزهای سرسیتی که کیلومترها به سمت بالا و خارج از مرکز کانسنگ پورفیری گسترش می یابد یکی از ساده ترین راهنماهای زمین شناسی برای تعیین مرکز است. علاوه بر این، این زونهای دگرسانی سرسیت-کلریت- پیریت برای ردیابی ژئوشیمیایی ایده آل هستند زیرا می توانند آثار ماگمایی فلزات کمیاب لیتوفیل را در ساختار میکا و عناصر کالکوفیل درون و در ارتباط با پیریت حفظ کنند.
امروزه توجه بیشتری به کاوشهای زیر سطحی و در عمق می شود. با این حال، در بسیاری از نقاط جهان، کانسارهای معدنی هنوز توسط پروفیلهای هوازده شسته شده پنهان شده اند. در این مکانها، اکتشافات جدید هنوز از طریق مطالعات ژئوشیمیایی خاک امکان پذیر است. بسته های آنالیز ژئوشیمیایی معمول شامل مس، روی، سرب، طلا و نقره هستند که این عناصر در سطح شسته می شوند و از اینرو ردیابهای مفیدی در بسیاری از محیط های هوازده نیستند، اما عناصر اکسی آنیون As، Mo، Sn، W، Te، Se مناسب خواهند بود. یک روش کارآمد و مقرون به صرفه، آنالیز هضم چهار اسیدی برای دستیابی به یک انحلال قابل اعتماد از چندین عنصر نسوز و آنالیز ICP-MS برای داشتن آنالیزی با حد تشخیص دستگاهی پائین در نزدیکی فراوانی پوسته عنصری است.
