مقاله زمین شناسی، کانه زایی و ژئوشیمی کانسار منگنز دهنج ، جنوب خاور زنجان

چکیده مقاله
کانسار منگنز دهنج در 55 کیلومتری جنوبخاوری شهرستان زنجان و در پهنه البرز باختری- آذربایجان واقع شده است. واحدهای رخنمون یافته در منطقه شامل آندزیت، کوارتزآندزیت، داسیت، ریوداسیت، ایگنمبریت و کریستال لیتیک توف هستند که واحد آندزیتی سنگ میزبان کانسار منگنز دهنج بهشمار میرود. کانیسازی منگنز در این منطقه عمدتاً بهصورت رگه-رگچهای، برشی و جانشینی روی داده است. دگرسانیهای تشکیلشده در این کانسار شامل سیلیسی، سریسیتی، آرژیلیکی و کربناتی است.

پیرولوزیت، منگنایت، پسیلوملان و هاسمانیت به همراه باریت و کوارتز کانیهای اصلی را در این کانسار تشکیل میدهند. مطالعات ژئوشیمیایی از جمله نسبتهای Si/Al و Na/Mg و مقادیر پایین عناصر کمیاب از جمله Co , Ni و Cu بیانگر تشکیل کانسار دهنج بهوسیله فرآیندهای گرمابی است. الگوی توزیع عناصر کمیاب خاکی برای کانسنگ منگنز منطقه نیز شباهت زیادی با الگوی توزیع عناصر کمیاب خاکی در کانسارهای با منشأ گرمابی منگنز دارد. با توجه به مطالعات انجام شده در این کانسار، میتوان گفت که کانسار منگنز دهنج در طی فعالیتهای گرمابی در داخل سنگهای آندزیتی تشکیل شده است.

مقدمه
منطقه مورد مطالعه در شمالباختر ایران و در 50 کیلومتری جنوبخاوری شهر زنجان با مختصات جغرافیایی 36° 29´ 23,95″ تا 36° 32´ 42,90″ عرضهای شمالی و 48° 59 ´ 20,06″ تا 49° 4´ 42,28″ طولهای شرقی قرار دارد. براساس تقسیمبندی پهنههای ساختاری ایرانزمین – نبوی، – 1355، این منطقه در پهنه ساختاری البرز باختری-آذربایجان قرار دارد. فرآیندهای تکتونوماگمایی در زمان سنوزوئیک باعث بوجود آمدن حجم گستردهای از سنگهای آذرین خروجی و نفوذی در این پهنه گردیدهاست.

اوج این فعالیتها به طور متناوب در چند مرحله قابل تشخیص است که مهم-ترین آنها ائوسن و الیگوسن میباشد . – Eftekharnezhad, 1975 – ادامه این ماگماتیسم با شدت زیاد در کواترنری بیشتر به-صورت آتشفشانی تظاهرکرده است. به اعتقاد Eftekharnezhad – 1975 – ، در طی دوره ائوسن مهمترین فعالیت آتشفشانی و عمدتاً زیردریایی در البرز باختری- آذربایجان بوقوع پیوسته، بهطوری که بعد از فاز کمپرسیونی کرتاسه پایانی فاز کششی مهمی در سراسر ایران – بجز کپهداغ و زاگرس – حکمفرما شده و در نتیجه آن فعالیتهای آتشفشانی شدید ائوسن در اکثر نقاط ایران گسترش یافته است.

علیرغم کارهای اکتشافی انجامشده در محدوده مورد مطالعه، مطالعات پژوهشی دقیق شامل مطالعات زمینشناسی، سنگشناسی واحدهای میزبان، کانیشناسی ماده معدنی، ژئوشیمی، ماده معدنی و نحوه تشکیل ماده معدنی در این کانسار صورت نگرفته است. با توجه به موارد یادشده و همچنین با توجه به اینکه کانهزایی منگنز دهنج اولین گزارش از کانهزایی منگنز در ناحیه طارم است، به همین خاطر کانسار منگنز دهنج برای پژوهش حاضر انتخاب شد تا بتوان با مطالعات دقیق زمینشناسی، کانیشناسی، ژئوشیمی، شناسایی منشأ و زایش کانسار، اطلاعات دقیقی از این کانسار به منظور شناسایی کلیدهای اکتشافی در این ناحیه بدست آورد.

روش تحقیق:
در طی بازدیدهای صحرایی که از کانسار منگنز دهنج انجام شد، نمونهبرداری از واحدهای مختلف زمینشناسی و ماده معدنی صورت گرفت و مقاطع میکروسکوپی نازک، نازک- صیقلی و صیقلی از نمونههای برداشتشده، تهیه گردید. مطالعات سنگشناسی و کانهنگاری به وسیله میکروسکوپ دومنظوره GX انجام گردید. جهت انجام مطالعات ژئوشیمیایی، تعداد 5 نمونه از بخشهای مختلف ماده معدنی انتخاب گردید و در شرکت زرآزما تهران به روشهای ICP-MS و XRF مورد آنالیز قرار گرفتند.

زمینشناسی و سنگشناسی سنگ میزبان:
همانطور که در مقدمه اشاره شد، کانسار منگنز دهنج در پهنه البرز باختری- آذربایجان و در زیرپهنه طارم قرار دارد. واحدهای رخنمونیافته در منطقه مورد مطالعه براساس نقشه 1:250000 زنجان – افتخارنژاد و همکاران، – 1348 شامل گدازههای آندزیتی، داسیتی، ریوداسیتی، ایگنمبریت، توف، بازالت، تراکی آندزیت و میکروکنگلومرا است. در منطقه طارم یکسری تودههای نفوذی به سن ائوسن پایانی – Nabatian et al., 2014; 2016 – در داخل سازند کرج نفوذ کرده و باعث تشکیل دگرسانی و کانه-زاییهای مختلف در این زیرپهنه شده است . – Nabatian et al., 2016 – از ویژگیهای مهم زیرپهنه طارم داشتن پتانسیل خوب برای تشکیل کانیسازیهای مختلف از جمله آلونیت، طلا، مس، سرب و روی، مولیبدن، آهن و منگنز است.

براساس نقشه زمینشناسی 1:100000 ابهر – حسینی و همکاران، – 1395 – شکل – 1، واحدهای آندزیت- داسیت، توف-های ریوداسیتی، ایگنمبریتهای هوازده با رنگهای سفید تا صورتی تیره، کریستال توفهای اسیدی، توفهای سیلیسی، آندزیت، بازالت و تراکی آندزیت، توف ماسهسنگی و کنگلومرای نومولیتدار در منطقه دهنج رخنمون دارند. واحد آندزیتی بیشترین گسترش را در این منطقه داشته و میزبان کانهزایی منگنز در منطقه بهشمار میرود.

بافت سنگ میزبان، پورفیری با خمیره میکروگرانولار است – شکل 2 الف – . فنوکریستهای موجود در آن شامل بلورهای خودشکل تا نیمهشکلدار و بیشکل پلاژیوکلاز – آندزین و الیگوکلاز – و کانیهای مافیک – پیروکسن و آمفیبول – میباشد – شکل 2 ب – . پلاژیوکلاز کانی اصلی در آندزیتها بوده و حدود 30 تا 40 درصد حجم سنگ را به خود اختصاص داده است. کانیهای مافیک به دلیل دگرسانی سریسیتی، سیلیسی و کربناتی – شکل 2 ج، د، ه – در مقاطع بهصورت واضح مشخص نبوده و از روی زاویه خاموشی و شکل منشوری بلورها میتوان نوع آن را به طور احتمالی تشخیص داد. همچنین به مقدار کم، کوارتز اولیه نیز در این واحد به میزان 1 تا 3 درصد دیده شد.

شکل .1 بخشی از نقشه زمینشناسی 1:100000 ابهر – حسینی و همکاران، – 1395 که موقعیت منطقه مورد مطالعه با علامت ستاره بر روی آن مشخص شده است. شکل.2 الف – بافت پورفیری با خمیره میکروگرانولار در سنگ میزبان آندزیتی، ب – درشتبلورهای تشکیلدهنده واحد آندزیتی، ج – دگرسانی سیلیسی – سیلیس جانشین فنوکریستهای سنگ میزبان شده است – ، د – دگرسانی سریسیتی – سریسیت جانشین پلاژیوکلاز شدهاست – ، ه – دگرسانی کربناتی که رگه سیلیسی را قطع کردهاست. =Plg – پلاژیوکلاز، =Ser سریسیت، = Am آمفیبول، =Px پیروکسن، =Qtz کوارتز، =Calکربنات علائم اختصاری کانیها از Kertz – 1983 – اقتباس شده است – .

کانهزایی و کانهنگاری:
همانطور که پیشتر گفته شد کانهزایی منگنز در منطقه دهنج در درون واحد آندزیتی روی داده است. کانه-زایی در کانسار منگنز دهنج بهصورت رگهای به درازای 150 متر و پهنای حداکثر 5 متر با روند عمومی شمالخاور- جنوبباختردر این منطقه روی داده و عمدتاً از روند گسلهای موجود در منطقه تبعیت میکند. ضخامت رگههای ماده معدنی در این منطقه بین 1 تا 5 متر و به طور میانگین 3 متر میباشد – شکل 3 الف – . ساخت و بافت ماده معدنی در این محدوده بیشتر بهصورت تودهای – شکل 3 ب – ، رگه- رگچهای – شکل 3 ج – ، برشی – شکل 3 د – ، جانشینی، گل کلمی – شکل 3 ه – ، دندریتی – شکل3 و – و به مقدار کم بافت بازماندی روی دادهاست.

شواهد میکروسکوپی بیانگر آن است که کانهزایی منگنز این منطقه دارای کانیشناسی ساده بوده و بهطور عمده از پیرولوزیت – MnO2 – ، پسیلوملان – – Ba, K, Mn, Co – 2Mn5O10.XH2O – ، منگنایت – Mn2O3.H2O – و هاسمانیت – Mn3O4 – تشکیل شدهاست. همراه با کانیهای منگنز، کانی باریت نیز در این منطقه تشکیل شده است که گاه بلورهای خودشکل و درشت باریت همرشدی خوبی با کانیهای منگنز دارد – شکل 3 ز – . شکل.3 الف – تصویر صحرایی از رگه کانهزایی منگنز در منطقه دهنج – دید به جنوبباختر – . ب – بافت تودهای، ج – بافت رگه- رگچهای ، د – بافت برش کانهزایی، ه – بافت گل کلمی، و – بافت دندریتی، ز – بلورهای خودشکل باریت که همرشدی خوبی با منگنز دارد.