مراحل تکوین و زایش کانسار آهن برده رش در شمال غرب بانه (شمال غرب پهنه سنندج- سیرجان): بر پایه مطالعات زمین شناسی، کانی شناسی و ژئوشیمی

مقدمه کانه‎زایی آهن برده رش در ۳۰ کیلومتری شمال غرب شهرستان بانه و ۷ کیلومتری شمال روستای برده رش، در پهنه زمین ساختی سنندج - سیرجان واقع شده است. این پهنه با روند شمال غرب - جنوب شرق، یکی از مهم ترین پهنه های فلززائی کشور به شمار می رود که میزبان انواع مختلفی از کانسارهای آهن از جمله تیپ های آتشفشانی - رسوبی، اسکارن وIOCG  (اکسید آهن- مس- طلا) است (Nabatian et al, ۲۰۱۵). تحولات زمین ساختی ناشی از باز و بسته شدن اقیانوس نئوتتیس و ماگماتیسم وابسته به رژیم های کششی و فشاری در دوره های تریاس تا ژوراسیک، منجر به دگرگونی ناحیه ای و دگرشکلی های شدید در این پهنه شده است (Saki, ۲۰۱۰). مطالعات انجام شده در سال های اخیر در شمال غرب پهنه سنندج - سیرجان به شناسایی چندین کانسار و رخداد آهن در این بخش شده است. از مهم ترین این کانه زایی ها می توان به کانسارهای گورگور، حلب، کوسج و میانج و کانسارهای آهن قالوزندان و قادرآباد (Karimi et al, ۲۰۲۱) اشاره کرد که همگی درون توالی سنگ های دگرگونی معادل سازند کهر واقع شده اند. کانسار آهن برده رش نیز یکی از ذخایر آهن در شمال غرب پهنه سنندج - سیرجان است که در سال ۱۳۹۵ توسط افراد محلی شناسایی شده است و تاکنون مورد مطالعات پژوهشی قرار نگرفته است. این کانسار به صورت چینه سان در واحدهای متاتوف ریولیتی با سن پرکامبرین بالایی تشکیل شده و با لایه بندی و نیز برگوارگی های دگرگونی سنگ میزبان خود همروند است. هدف اصلی این پژوهش، بررسی جامع زمین شناسی، کانی شناسی، ژئوشیمی و فرآیندهای تکامل و زایش کانسار آهن برده رش با هدف ارائه مدل اکتشافی برای شناسایی ذخایر آهن در محیط های زمین شناسی مشابه است. مواد و روش­ها مطالعه حاضر در دو بخش میدانی و آزمایشگاهی انجام شده است. در بخش میدانی، محدوده ای به مساحت ۵ کیلومتر مربع پیمایش شده و نقشه زمین شناسی آن با مقیاس ۱:۵۰۰۰ تهیه شده است. در این نقشه، واحدهای سنگی، ساختارهای تکتونیکی و افق های کانی سازی به دقت شناسایی و ترسیم شده اند. بیش از ۱۰۰ نمونه از سنگ های میزبان و کانه دار برداشت شده است؛ همچنین شیب و امتداد لایه ها، ژئومتری و ضخامت افق های کانه دار و ساخت و بافت نمونه های کانه دار مورد بررسی قرار گرفته است. ارتباط ساختاری میان واحدهای سنگی و الگوهای تکتونیکی منطقه نیز با هدف شناسایی هندسه کانسار مورد ارزیابی قرار گرفت. در بخش آزمایشگاهی، ۱۲ مقطع نازک برای مطالعات سنگ نگاری و ۳۳ مقطع نازک - صیقلی برای مطالعه کانه نگاری تهیه و بررسی شد. برای تحلیل های ژئوشیمیایی، ۳۱ نمونه انتخاب شد که از این میان، ۲۱ نمونه به روش  XRFدر دانشگاه تربیت مدرس و ۱۰ نمونه با روش ICP-MS در آزمایشگاه زرآزما آنالیز شده است. نتایج و بحث بررسی های میدانی و آزمایشگاهی نشان می دهد که کانی سازی آهن در سه افق و با میزبانی واحدهای متاتوف ریولیتی تشکیل شده است. افق اول (I) در واحد متاریولیت خاکستری تیره، شامل هماتیت نواری با طول رخنمون حدود ۲۰ متر و ضخامت ۱۰ تا ۴۰ سانتی متر؛ افق دوم (II) که افق اصلی کانی سازی است، در واحد متاریولیت خاکستری روشن با طول حدود ۲۰۰ و ضخامت ۵/۰ تا ۵/۲ متر رخنمون دارد و دارای بافت های توده ای، نواری و دانه پراکنده هماتیت است؛ و افق سوم (III) که به صورت عدسی هایی از مگنتیت و هماتیت با طول حدود ۳۰ متر و با ضخامت ۲/۰ تا ۵/۱ متر برونزد دارد، در واحد متاریولیت با رنگ سبز تیره تشکیل شده است. کانی های فلزی، که هماتیت و مگنتیت در همراهی با مقادیر جزیی پیریت را شامل می شوند، با ساخت و بافت های نواری، توده ای و دانه پراکنده و در همراهی با کانی های نافلزی (از جمله کوارتز و باریت) در سنگ میزبان توفی دگرگون شده رخداد دارند. شواهد دگرگونی - دگرشکلی از جمله برگوارگی های دگرگونی، چین خوردگی، بودین شدگی و فابریک های C و S در کانسنگ های اکسید آهن و سنگ میزبان آتشفشانی قابل مشاهده است. داده های ژئوشیمیایی نشان می دهند که سنگ های میزبان از نوع متاتوف با ترکیب ریولیتی بوده و در محیطی مرتبط با کمان ماگمایی در حاشیه فعال قاره ای تشکیل شده اند. نمودارهای تکتونوماگمایی (مانند Nb/Yb در برابر Th/Yb) منشا ماگمایی مرتبط با زون فرورانش را تایید می کنند. غنی شدگی در عناصر لیتوفیل با یون بزرگ (LILE) نظیر K، Rb و Ba، به همراه آنومالی های مثبت Ba، گویای نقش آلایش پوسته ای در تکوین ماگمای مادر است. الگوهای REE نشان دهنده غنی شدگی در عناصر کمیاب خاکی سبک (LREE) و حضور آنومالی مثبت Eu هستند که بر محیط کانی سازی اکسیدان دلالت دارد. براساس مطالعات کانی شناسی و روابط پاراژنزی، چهار مرحله اصلی در فرآیند تکامل کانسار شناسایی شد. مطالعات پتروگرافی و کانه نگاری منجر به شناسایی چهار مرحله تکامل کانی سازی شد. در مرحله اول، همزمان با فوران آتشفشانی، هماتیت و مگنتیت به صورت نواری و دانه پراکنده ته نشست یافته اند. در مرحله دوم، دگرگونی ناحیه ای در رخساره شیست سبز منجر به تشکیل سریسیت، کلریت و بازتبلور کانی ها شده است. مرحله سوم شامل دگرشکلی های تکتونیکی نظیر بودین شدگی، چین خوردگی، گسل خوردگی و ایجاد ساختارهای سیگموئیدال و سایه فشاری است. در مرحله چهارم نیز فرآیندهای هوازدگی سبب اکسایش کانی های اکسیدی و سولفیدی و تشکیل هیدروکسیدهای آهن شده است. این ویژگی ها با کانسارهای آهن آتشفشانی - رسوبی دیگر ایران، نظیر ذخایر نواحی بوکان و تکاب، مطابقت داشته و منشا رسوبی - گرمابی کانی سازی را تایید می کند. نتیجه­گیری کانسار آهن برده رش یک سامانه آتشفشانی - رسوبی دگرگون شده است که هم زمان با تشکیل واحدهای ریولیتی پرکامبرین بالایی شکل گرفته و در مراحل بعدی تحت­تاثیر دگرگونی ناحیه ای و دگرشکلی های شدید قرار گرفته است. شواهد زمین شناسی نظیر هندسه لایه ای و عدسی شکل افق های کانه دار، به همراه داده های ژئوشیمیایی از جمله غنی شدگی در LILE و آنومالی Ba، منشا رسوبی - گرمابی این کانسار را در یک محیط کمان ماگمایی تایید می کنند. الگوهای REE نیز نشان دهنده شرایط اکسیدان و ارتباط زایشی سنگ میزبان و کانه زایی هستند. تحلیل مراحل چهارگانه تکاملی کانسار، چارچوبی روشن برای درک فرآیندهای کانی سازی فراهم کرده است. نتایج این پژوهش نه تنها به تبیین الگوهای متالوژنی آهن در پهنه سنندج - سیرجان کمک می کند؛ بلکه به عنوان مدلی موثر در برنامه ریزی های اکتشافی در سایر مناطق مشابه کاربرد خواهد داشت.

Keywords:

آتشفشانی- رسوبی , برده رش , پرکامبرین , سنندج- سیرجان , کانه زایی آهن