کانسارهاى مس پورفیرى “Phorphyry copper deposits”
خایر مس پورفیرى،توده هاى استوک ورک یا پراکنده اى کم عیار ،با تناژ زیاد هستند که ممکن است مولیبدن،طلا ونقره نیزبصورت محصولات جنبى توام با تشکیل آن پدیده آمده باشند.پاراژنز متعارف این ذخایر عموماً بصورت مس- مولیبدن(copper-molybdenum) ویا مس- طلا(copper-gold)مى باشد.ارزش این کانسارها تابعى از روش هاى معدنکارى اعم از روباز (open pit) ویا در صورت زیر زمینى بودن،اسخراج بلوکى (block caving) است. داده هاى تجربى نشان مى دهد که تغییرات عیار این ذخایر بین۱-۴/ .درصد ومیزان ذخیره آنها بالغ بر ۱۰۰۰ میلیون تن مى باشد.در ضمن با کمى دقت بر جدول شماره (۱)ملاحظه مى گردد که میزان ذخیره در مواردى بیش از رقمى است که بدان اشاره شد.
استخراج انتخابى(selective mining) دراین کانسارها امر غیر ممکنى است وسنگ میزبان استوک ورک وکانه زائى افشان باید بطور یکجا استخراج شود.این امر باعث ایجاد برخى از بزرگترین حفره هاى ساخت بشر در پوسته زمین گردیده است.
یک کانسار تیپیک مس پورفیرى، توده اى نفوذى ومرکب،استوانه اى واستوک مانند(cylindrical stock like) است که رخنمونى کشیده یا نامنظم با ابعادى در حدود۲*۵/۱ کیلومتر داشته واغلب سنگهاى متوسط دانه با بافتى همسان دانه(equiqranular) آنرا در بر مى گیرد.قسمت میانى توده نفوذى با بافت پورفیرى،سازنده بخش مینرالیزه پورفیرى آن است که در بردارنده ذخایر مس مى باشد
عیار وتناژ یک کانسار،مقدار کل فلز کانسار را مشخص مى نماید.اما افت مکرر قیمت مس سبب شده تا در سال هاى اخیر به عیار (grade) اهمیت بیشترى داده شود. چرا که هزینه هاى تولید در یک معدن با عیار پائین (low grade) وتناژ بالا در قیاس با عیار اقتصادى جهان، مى توان یک توده معدنى را به پیکره اى بى ارزش تبدیل کند. بعنوان مثال اگر قیمتهاى مربوط به عملیات استخراج امروزى مس در دهه ۱۹۷۰ هم برقرار مى بود،فقط تعداد معدودى از معادن که در این دهه از فعالیت خود را آغاز کرده اند قادر به تامین هزینه هاى مربوط مى شدند.
پتروگرافى وماهیت توده هاى نفوذى میزبان
Petrography and nature of the host intrusions
رایج ترین سنگهاى میزبان این کانسارها،سنگهاى آذرین درونى اسید از خانواده گرانیت با ترکیبى از گرانیت به سمت گرانودیوریت تا تونالیت،کوارتز مونزونیت ودیوریت هستند.بهر حال سنگهائى با ترکیب دیوریت ومونزونیت(بویژه کوارتز مونزونیت) تا سینیت(گاه آلکالى سنیتیت) نیز از سنگهاى میزبان مهم محسوب مى شوند. امروزه نادرستى این عقیده که سنگهاى میزبان دیوریتى فقط در جزایر قوسى یافت مى شوند به اثبات رسیده است.سنگ میزبان فقیر از سیلیس در بریتیش کلمبیا(Britush Columbia) ودر کوههاى مرکزى آند(central Ands) هر دو یافت مى شوند.
در توده هاى نفوذى میزبان واقع در خاستگاههاى جزایر قوسى نسبت ایزوتوپى اولیه استرانسیوم آغازین(primitive initial strontium isotope rations) بین(۰.۷۰۵-۰.۷۰۲) متغییر است وظاهراً از مانتل بالائى پوسته اقیانوسى بازیابى شده(recycled oceanic crust) تامین شده است. بالاتر بودن این نسبتها در توده هاى نفوذى مینرالیزه واقع در خاستگاههاى قاره اى ،اغلب دلالت بر ناشى شدن آنها از مواد پوسته اى ویا به احتمال قوى تر آلودگى این سنگها توسط مواد پوسته اى دارد. ورخدادهاى مضاعف نفوذى (multiple intrusive events) در منطق داراى کانه زائى محل پورفیرى امرى عادى بوده وتوده هاى میزبان کانه زا نیز در این روند معمولاً در جوانترین بوده وبیشترین مقدار تفکیک را از خود بروز مى دهد.
توده هاى نفوذى میزبان بهمراه ولکانیسم وابسته بیشتر در اواخر سیکل آتشفشانى تشکیل شده وکانه زایى نیز معمولاً متعاقب یک یا چند پالس تزریق ماگمائى صورت مى گیرد..
دگرسانى هاى گرمابى(hydrothermal alterations)
۱- کانسارهاى مس پورفیرى با خاستگاه هاى قاره اى یا کانسارهاى مس پورفیرى نوع مونزونیتى-کوارتز مونزونیتى
در سال ۱۹۷۰، لاول وگیلبرت در مقاله خود تحت عنوان:
Lateral and vertical alternation mineralization zoning In porphyry ore deposits .Econ .Geol.65,373-408.
توده معدنى سان مانوئل San Manuel –kalamazoo Ore body
در آریزونا را توصیف ویافته هاى خود را با۲۷ کانسار مس پورفیرى دیگر مقایسه کرده ونشان دادند که بهترین چهارچوب در این خصوص ،ماهیت وتوزیع مناطق دگرسانى گرمابى سنگ دیواره است. بر اساس ادعاى آنها عموماً چهار منطقه دگرسانى وجود دارد.این مناطق بیشتر در اطراف استوک پورفیرى به صورت مناطق هم محور که پوسته هائى هم مرکز واغلب کامل را مى سازند متمرکز مى شود وغالباً در عملیات اکتشاف کانسارهاى مس پورفیرى به عنوان یک راهنما مورد استفاده قرار مى گیرد.این مناطق در مدل لاول وگیلبرت عبارت است:
۱- منطقه پتاسی (potassic zone)
این منطقه همیشه حضور ندارد. هنگام حضور این منطقه فاسیس هائى از اورتوکلاز وبیوتیت ثانوى،یا آنورتوکلاز-کلریت وگاه اورتوکلاز-بیوتیت-کلریت قابل شناسائى مى باشد. سریسیت نیز ممکن است حضور داشته باشد.کانیهاى ثانوى فوق، اورتوکلاز پلاژیوکلاز وکانیهاى مافیک اولیه توده نفوذى را جایگزین مى شوند. انیدریت به وفور ممکن است در این منطقه یافت شود.فلدسپات هاى پتاسیم دار ثانوى عموماً از فلدسپات هاى پتاسیم دار اولیه، سدیم بیشترى دارند.این کانى ممکن است در رگچه هاى کوارتز سازنده کوارتز سازنده استوک ورک نیز موجود باشد. در این منطقه اغلب هسته اى با عیار پائین قرار دارد که در آن کلریت وسریسسیت کانی هاى غالب هستند.
۲- منطقه فیلیک (phyllic zone)
این منطقه دلالت بر نوعى دگرسانى مى نماید که در کانسارهاى دیگر بعنوان سریسیتى شدن ودگرسانى آرژلیک پیشرفته شناخته مى شود.این منطقه از روى حضور مجموعه کوارتز – سریسیت-پیریت مشخص مى شود ومعمولاً حاوى مقادیر کمى کلریت، ایلیت وروتیل است. امکان وجود پیروفیلیت نیز هست.کربناتها وانیدریت از کانیهاى نادر به شمار مى آیند. در بخش داخلى این منطقه سریسیت کانى غالب است،در صورتیکه به سمت بخش هاى بیرونى تر،کانیهاى رسى اهمیت بیشترى مى یابند. سریسیتى شدن،فلدسپاتها وبیوتیت هاى اولیه را متاثر مى سازد،دگرسانى کانى اخیر مقدار ناچیزى روتیل نیز تولید مى کند.این قبیل دگرسانى ها،واکنش سیلیس زا هستند وبه همین دلیل مقدارى کوارتز تشکیل مى شود سیلیسى شدن (silicification) سطح تماس این منطقه با منطقه پتاسیک،سطح تماسى تدریجى با ضخامت چند ده متراست.وقتى منطقه فیلیک در ناحیه اى وجود داشته باشد،پیریت افشان (disseminated) ورگچه اى (veinlets) بیشترین گسترش را در این منطقه خواهد داشت.
۳- منطقه آرژیلی (Argillic zone)
این منطقه دگرسانى گرچه همیشه وجود ندارد.ولى با آنچه که در دیگر کانسارها،دگرسانى آرژیلیک حد واسط خوانده مى شود،معادل است.کانیهاى رسى از ویژگیهاى این منطقه دگرسانى بوده وهمراه با کائولن در جهت نزدیکتر شدن به توده معدنى فراوان شده،اما نسبت به منطقه فیلیک،فراوانى کمترى دارد. پیریت نسبت به حالت افشان بیشتر به فرم رگچه ها یافت مى شود. بیوتیت اولیه ممکن است یا بدون تغییر بماند ویا به کلریت تبدیل شود وفلدسپات پتاسیم دار معمولاً به نحوه گسترده متاثر نمى شود.
۴- منطقه پروپیلیتیک (prophylitic zone)
این منطقه که خارجى ترین بخش دگرسانى است همواره حضور دارد،کلریت رایج ترین کانى آن بوده پیریت،کلسیت واپیدوت نیز آن را همراهى مى نماید. کانیهاى مافیک اولیه(بیوتیت وهورنبلند) بطور بخشى یا کامل به کلریت وکربنات تبدیل مى شود.پلاژیوکلاز ممکن است بدون تغییر بماند. این زون در طول صدها متر مسافت به سمت سنگ هاى دربرگیرنده آن،محو مى شود.
