مقدمه
شیلی کشوری دارای تمرکز بالایی از عنصر مس در کره زمین میباشد و سالانه حدود %۳۷ مس جهان را تولید میکند. بیشتر این تولیدات از کانسارهای غول پیکر مس پورفیری در دوره نوزیستی (سنوزوئیک) حاصل میشود، اگرچه بخش قابل توجهی نیز از ذخایر استراتیباند مس (نقره) و مس (طلا-آهن) مربوط به دوران مزوزوئیک تهیه میشود. این کانسارهای استراتیباند در قسمت غربی کوهزایی آند توزیع میشوند و مهمترین آنها توسط توالیهای آتشفشانی و آتشفشانی – رسوبی ژوراسیک تا اواخر دوره کرتاسه، که در حوضههای داخل قوسی انباشته شدهاند، میزبانی میشوند.
کلمه مانتو در زبان اسپانیایی به معنای نازک و تخت است. در زبان انگلیسی کلمه مانتو به جایگیری استوار ترجمه شده است. اولین مطالعات بر روی نهشتههای تیپ مانتو توسط رویز و همکاران (۱۹۷۱)، لوسرت (۱۹۷۳)، ساتو (۱۹۸۱)، کاماس (۱۹۸۶)، و اسپینوزا (۱۹۹۶)، انجام گرفت. این ذخایر با نامهای دیگری از قبیل مس بازالتی و یا ذخایر مس (نقره) تیپ مانتو آندی نیز شناخته میشوند. در میان کانسارهای استراتیباند، خانواده مس (نقره) به عنوان “مانتو” یا “نوع مانتو” نیز شناخته میشوند.
ویژگیهای کلی کانسارهای مس تیپ مانتو
این خانواده از کانسارها معمولاً از عیار مس بالایی (٪ ۱.۵-۲) برخور دارند، و محتوای نسبتا کمی از نقره (۵-۲۰ گرم در تن) دارند و عملا عاری از طلا هستند. این کانسارها توسط سنگهای آتشفشانی ژوراسیک در شمال شیلی و توالیهای رسوبی آتشفشانی اوایل کرتاسه میزبانی میشوند. مهمترین معادن این زیر گروه، معدن مانتو بلانکوس در شمال شیلی و ال سالدادو در مرکز شیلی است.
کانسنگ موجود در این کانسارها فقط به صورت استر اتی باند و در جهت منطقهای است، و به این معنی است که آنها اپیژنتیکی هستند، و اگرچه کانسنگها محدود به واحدهای چینهشناسی خاصی هستند، اما در جزئیات اختلاف دارند. تودههای معدنی آنها از نظر ساختاری کنترل شدهاند و یا از افقهای نسبتاً قابل نفوذ در چینه پیروی میکنند. کانی شناسی هیپوژن نسبتاً ساده است و متشکل از بورنیت، کالکوسیت، کالکوپیریت، پیریت و هماتیت است.
کانسنگ سولفیدی تمایل دارد که بهجای طبقه اکسایش (زیر هوا)، در طبقه کاهش (احتمالاً زیر سطح آب) رخ دهد، که این نشان میدهد که واکنشهای اکسایش – کاهش در پیدایش آنها مهم است. غنیسازی فلزی سوپرژن مربوط به هوازدگیهای سطحی، که در ساخت برخی از ذخایر مس پورفیری قابل توجه میباشد، عامل اصلی مانتوها نیست، هرچند که کانسنگ اکسیده شده در بسیاری از آنها مورد بهرهبرداری قرار میگیرد.
مواد معدنی گانگ نسبتاً کمیاب هستند و تشخیص عوامل آلتراسیون هیدروترمال از مجموعههای دگرگونی منطقهای با درجه پایین، دشوار است. پیدایش کانسارهای نوع مانتو موضوع بسیاری از مباحثهها بوده است. کمبود مواد معدنی که به طور مؤثر قابل تاریخگذاری باشند، تاریخگذاری قطعی را دشوار کرده است، و متاسوماتیزم قلیایی چشمگیر از سنگهای میزبان، تفسیر آنها را پیچیده میکند.
با این وجود، دادههای زمینشناسی موجود نشان میدهد که در این خانواده از کانسارها، کانسنگ حداقل ۱۰ میلیون سال پس از رسوب اقشار میزبان، عمدتا در طول دو پالس فلززایی، در اواخر ژوراسیک و اوایل کرتاسه، بهوجود آمدهاند. به طور کلی خصوصیاتی که کانسارهای تیپ مانتو را از سایر کانسارها متمایز میکنند به شرح زیر میباشند.
۱) بیشتر کانسارها در آندزیتهای زیردریایی تا آندزیت - بازالتها رخ میدهند.
۲) وابستگی مستقیم با تودههای نفوذی وجود ندارد.
۳) کانسارها شامل کالکوسیت، بورنیت، دیژنیت (کالکوپیریت در مانتوهای بلانکوس) و معمولا فاقد مقادیر زیاد پیریت، اسفالریت و گالن.
۴) سولفیدها عمدتا در واحدهای نفوذپذیر مانند آمیگدالوئیدالهای بالا رونده قرار دارند و سولفیدها به صورت انتشاری، رگهای، رگچهای، پرکننده آمیگدال و پوشش شکستگیها، در تودههای معدنی مانتو، با قابلیت تغییر شکل اتفاق میافتند.
۵) کانسارها دگرسانی سنگ دیواره ضعیف تا حد واسط نشان میدهند، که شامل مجموعهای از کوارتز، اپیدوت، آلبیت، کلریت و کلسیت میشوند.
کانسارهای مانتو که توسط واحدهای ولکانیکی با سن اواخر ژوراسیک میزبانی میشوند (مانند مانتو بلانکوس) عیار و اندازه بزرگتری دارند. کانسارهای مانتو شیلی معمولا بر اساس مورفولوژی و تغییرات لیتولوژی و سن سنگ میزبان، تقسیمبندی میشوند. با استفاده از مورفولوژی برای تقسیمبندی، ساتو (۱۹۸۴) دو نوع تقسیمبندی گسترده برای کانسارهای تیپ مانتو شیلی تشخیص داده است (جدول ۲-۱). نوع اول، کانسارهای تودهای و صفحهای.
سولفیدها در واحدهای نفوذپذیر مانند آمیگدالوئیدالهای بالا رونده یا در سنگهای رسوبی آهکی آلتره شده با شیل رخ میدهند. مثال: بونا اسپرانزا، لاس ماکی و سنتناریو. نوع دوم، کانسارهای شبه استراتیفرم. این تودههای معدنی، چینهشناسی سنگ میزبان را قطع میکنند. سولفیدها به صورت ریزدانه و افشان در رگهها رخ میدهند. اغلب این کانسارها، مجموع آلتراسیونهایی که به خوبی توسعه یافتهاند را نشان میدهند. مثال: مانتو بلانکوس، ال سالادو، جاردین، آمولاناس و ال سالدادو. لازم به ذکر است که کانسارهای مانتو اغلب در اطراف کانسارهای مس پورفیری یافت شدهاند اما این به این معنا نیست که الزاما این کانسارها، با کانسارهای پورفیری در ارتباطاند.
زمینشناسی عمومی کانسارهای مس تیپ مانتو
اصلیترین کانسارهای مس تيپ مانتو در شمال شيلی به ۵ منطقه زیر تقسيم بندی میشوند (ام پودوزیس و راموس، ۱۹۸۹):
آریكا – ایكویكو، توکوپيلا – تالتال، کوپياپو ، لاسرنا و سانتياگو. بيشتر کانسارهای این مناطق در توالی سنگهای آتشفشانی رسوبی دوران ژوراسيک تا کرتاسه پایينی تشكيل شدهاند و خلاصۀ ویژگیهای زمينشناسی در مقاله ساتو (۱۹۸۴)، بررسی و آورده شده است. کانسارهای منطقه شمالی (توکوپيلا تالتال و آریكا ایكویكو) در یک کمربند کوهزایی در امتداد حاشيه ساحلی واقع گردیده است و در مقابل آن کانسارهای بخش مرکزی شيلی (سانتياگو، لاسرنا و کاپياپو)، در حوضههای پشت کمان درون قارهای به صورت پراکنده میباشند.
علاوه بر این برخی تفاوتهای زمينشناسی بين دو گروه توسط ساتو (۱۹۸۴)، شناسایی شده است عبارتند از:
کانسارهای منطقه شمالی که سنگ ميزبان آنها بازالتی آندزیتی و آندزیتهای گير افتاده در تودههای آتشفشانی رسوبی مربوط به ژوراسيک میباشد. (سازندهای لانگرا، کاماراکا، افيسينا ویز) به جز کانسار مانتوس بلانكوس که ميزبان آن، سنگهای آتشفشانی فلسيک و تودههای نفوذی ساب ولكانيک مربوط به دوران ژوراسيک میباشد.
در مقابل، کانسارهای بخش مرکزی شيلی مربوط به کرتاسه پایينی (عمدتا نئوکومین) توالی سنگهای آتشفشانی – رسوبی که شامل مقادیر قابل توجهی از سنگهای رسوبی مانند ماسهسنگ، توف، سيلت استون و سنگهای آهكی میباشند. این تفاوتها در کانهزاییهای اوليه، در اوایل ژوراسيک بالایی تا اواخر کرتاسه پایينی مفروض و قابل درک میباشد. ( ۱۰۰ تا ۱۶۰ ميليون سال قبل) به طور مشابه کانسارهای آمولاناس و جاردین در منطقه کاپياپو به ميزبانی سنگهای فلسيک کرتاسه پایينی (ائوسن) میباشند.
جدول ۲-۱ خلاصهای از ویژگيهای زمینشناسي کانسارهای مهم نوع مانتو در شیلی (کوجیما و همکاران، ۲۰۰۹).
سنگهای ميزبان آتشفشانی به طورکلی با ورقههای منوکلينيكال خروجی با ترکيب بازالتی تا ریوداسيتی شناسایی شدهاند، نوعی سنگ آتشفشانی بایمودال که بازالتی و ریوداسيتی میباشد در منطقه سانتياگو مشاهده شده است این را به عنوان مشخصه در نظر گرفته شده از آتشفشان تحت تنش تكتونيكی کششی که گمان میرود از مناطق کورکو ژاپن نشات گرفته است.
سنگهای ميزبان آتشفشانی، بافتهای مختلف از جمله پورفيری، بادامكی و آفانيتيک را نشان میدهد که از ماگمای کالکآلكالن که نيز بخشهای تولئيتی و آلكالن نيز در آن تشكيل گردیده میباشد. کليه واحدهای آتشفشانی رسوبی سنگ ميزبان کانسار مس تيپ مانتو میباشند که دارای ضخامت قابل توجه حداقل ۲ کيلومتر میباشند، بنابراین زئوليت تا رخساره دما پایين شيست سبز، دگرگونی ناحيهای قرار گرفتهاند.
توده پلوتونيكی بسيار بزرگ با ترکيب پيچيده در طول ژوراسيک اوایل کرتاسه، در محدودههای معدنی همه مناطق جایگزین شده است و دارای روابط در هم تنيدهای با ذخيره اصلی کانسارها در منطقه شمالی شيلی دارد.
در مقابل، تودههای نفوذی پلوتونيكی واقع شده در قسمتهایی از کانسار در بخش معادن مرکزی مانند تالكونا و السالدادو جدا شده است، این ترکيبات در ذخيرههای بازیكی تا فلسيكی و دایکهای کالک آلكالن اتفاق افتاده است و عمدتا دارای ترکيب گابرویی، دیوریتی، مونزونيتی، گرانودیوریتی و کوارتزمونزونيتی با ترکيب سری مگنتيت نوع یک میباشند، شناسایی شده است.
کانسارهای منطقه شمالی، ساحل کوردیلرا در نزدیكی زون گسلی آتاکاما که امتداد شمالی جنوبی دارد واقع شده است که گسترش آن بيش از ۱۰۰۰ کيلومتر در امتداد حاشيه ساحلی شيلی از ایكویكو تا لاسرنا را دربر میگيرد. این زون به وسيله شيب و امتداد چپگرد در طول فرایند سابداکشن مایل در دوران ژوراسيک- اوایل کرتاسه ایجاد شده است.
نوعی ساختار دوتایی با شيب و امتداد مشخص در زون گسلی اصلی در محدودههای تالتال و ایكویكو تشكيل گردیده است و یک گسل چپگرد انتقالی با نيروی برشی نيز در منطقه سانتياگو شناسایی شده است.
آلتراسیون و کانهزایي اولیه در کانسارهای مس تیپ مانتو
عموما سنگهای ميزبان که در مجاورت کانسار قرار گرفتهاند دچار دگرسانی هيدروترمال شده که از نظر ژنتيكی مرتبط با کانهزایی مس اوليه میباشند. این واقعه عمدتا با دگرسانی وسيع سدیكی (آلبيتی شدن) و دگرسانی کلسيتی شدن به صورت متوالی از کانیهای اپيدوت، کلسيت، کلریت، سریسيت کلسيم آمفيبول (اکتينوليت) و کوارتز قابل شناسایی میباشند، و علاوه بر آن، دگرسانی پتاسيک به صورت فراگير در کانسارهای آهن، مس، طلا (IOCG) در منطقه کانسار مانتوس بلانتوس قابل رویت میباشد.
این دگرسانی تحت تأثير و سلطه کانی بيوتيت یا پتاسيم فلدسپات همراه کانی فرعی تورمالين که قبل از آن مربوط به دگرسانی پروپيليتيک قبلی کانسار مانوس بلانكوس میباشد. کانیزایی اوليه مس معمولا به صورت پراکنده و پرکننده آميگدالوئيدها، استوکورک و رگچههای کم ضخامت سنگهای ميزبان اتفاق افتاده است.
منشاء کانسارهای مس تیپ مانتو
همواره در طول تاریخ بين تئوریهای همزادی و غيرهمزادی کانسارها بحث و اختلاف نظر وجود داشته است و چندین مدل ژنتيكی برای کانسار مس تيپ مانتو شيلی مطرح شده است که خلاصهای از آن در سه تئوری زیر آمده است:
کانسارهای با منشا آتشفشانی که به صورت همزاد تشكيل شدهاند.
کانسار غيرهمزاد که از ماگمای ناشی از تودههای نفوذی پلوتونيكی تشكيل شده است.
کانسارهای اپیژنتيک که در اثر فعل و انفعالات سنگهای نيمه مذاب مسدار با سنگهای ميزبان تشكيل شده است.
اطلاعات دیرینهشناسی، حاکی از این است که کانهزایی اوليه به طورکلی جوانتر از سنگهای ميزبان خود میباشد و دادههای سيالات درگير اوليه به طور واضح دمای هيدروترمال را نشان میدهد. بنابراین تئوری همزاد بودن (تئوری۱) یک تئوری مردود اعلام میشود. همچنین از دادههای ایزوتوپی استنباط شده است که واحدهای سنگی رسوبی شامل اجزایی از پوسته میباشند.
بنابراین در نظر گرفتن این که ماگمای نفوذی منشأ اصلی شكلگيری کانسار و دیگر بخشهای آن است (تئوری۲)، زیاد مطلوب و درست نمیباشد، اگرچه ترکيبهای سيال ماگمایی و تأثيرات دمایی تودههای نفوذی را نيز باید به حساب آورد. بنابراین درستترین و منطقیترین تئوری در مورد منشاء و شکلگیری کانسارهای مس تیپ مانتو، میتواند تئوری سوم باشد.
در نتیجه گمان میرود که در ابتدا سنگهای ميزبان مزوزوئيک دارای مقادیر بالای مس بوده که در طول دگرسانی هيدروترمال شسته شده است.
کانسارهای مس تیپ مانتو در ایران
اکثر کانسارهای مس ایران در کمان ماگمایی ارومیه – دختر و مجموعه ماگمایی البرز غربی آذربایجان قرار دارند (قربانی، ۱۳۸۷). تا کنون انواع مختلف تیپهای کانیزایی مس در ایران مورد شناسایی قرار گرفتهاند ولی ذخایر تیپ مانتو تنها در زون ارومیه دختر، زون سنندج – سیرجان و زیرپهنه سبزوارگزارش شدهاند (حسینزاده و همکاران، ۱۳۹۳).
از این ذخایر میتوان به کانسارهای کشکوئیه در پهنه دهج – ساردوئیه (ابولی پور و همکاران، ۱۳۹۰) کانسارهای گلستان و وشنوه در استان قم و کانسارهای عباس آباد در زون سبزوار (سامانی، ۱۳۸۱) معدن مس بزرگ (صالحی و همکاران، ۱۳۹۲؛ قاسمی و همکارن، ۱۳۹۲؛ بهلول و همکاران،۱۳۹۳)، کانسار کشت محکی (کناری و همکاران، ۲۰۱۳) در استان فارس، کانسار پل ابریشم در میامی، کانسار مس یمقان و کانسار ماری (مغفوری و همکاران، ۲۰۱۷) در استان زنجان اشاره کرد.
از اصول پایهی اکتشاف ذخایر معدنی، توجه به نوع کانیزایی میباشد. گرچه نوع کانیزایی تعدادی از معادن حتی پس از اتمام عمر معدن میتواند مورد اختلاف محققین علوم زمین باشد با این حال در نظر داشتن رفتار هر نوع کانیزایی در پیشبرد عملیات اکتشاف امری بسیار مهم میباشد. تیم زمین هوش با در نظر گرفتن اصول اکتشافی پایه و همراهی متخصصین با تجربه به کمک سیستم هوشمند اکتشافی خود میتواند در محدودههای معدنی عملیات اکتشافی را با بالاترین دقت و کیفیت انجام دهد.
