رده بندی کانسارها-1

رده بندری ژنتیکی

رده بندی ژنتیکی کانسارها برپایه فرآیندهای ژنتیکی استنباط شده در اواخر دهه 1800 و اوایل دهه 1900 در اروپا رایج بود. با شناسایی گسترده تر انواع کانسار، رده بندی جامع تر شد. تأثیرگذارترینشان توسط لیندگرن (1933) مطرح شد، که تا حد زیادی بر اساس مشاهدات ادراکی وی، چه در زمین و چه در آزمایشگاه بود. او تا حد زیادی روی کانسارهای گرمابی که از چرخش سیالات گرمابی تشکیل می شوند متمرکز شده و آنها را از نظر درجه حرارت تشکیل و ترکیب سیالها رده بندی کرده است. وی همچنین انواع کانسارهای حاصل از فرآیندهای ماگمایی، رسوبگذاری، تبخیر و هوازدگی را به رسمیت شناخت. اکثر کتب درسی مدرن زمین شناسی اقتصادی از رده بندیهای کلی مشابه پیروی می کنند (Robb, 2004; Pohl, 2011; Ridley, 2013; Jébrak and Marcoux, 2015)). متداولترین فرآیند تشکیل کانسنگ شامل سیالات گرمابی هستند که توسط ماگماها خارج می شوند یا در پوسته در حال چرخش هستند. فرآیندهای ارتوماگمایی، رسوبگذاری فیزیکی و شیمیایی و هوازدگی نیز کانسارهای قابل توجهی را ایجاد می نمایند.

فعالیت هیدروترمال هنگام در نظر گرفتن منشا سنگهای متداول، از اهمیت کمی برخوردار است. در عوض، این فرایند بیش از 90 درصد کل کانسنگهای مس و بیشتر کانسنگهای As ، Au ، Be ، Bi، Cd ، Ga ، Ge ، In ، Li ، Mo، Pb، Sb ، U ، W و Zn را ایجاد و در محیطهای متنوع پوسته فوقانی فعالیت می کند. برخی فلزات تنها یک نوع کانسنگ تشکیل می دهند. به عنوان مثال، کروم تقریباً به طور انحصاری در کانسارهای ارتوماگمایی رخ می دهد. و دیگر آهن است که عمدتا توسط فرآیندهای رسوبی نهشته می شود اما در بسیاری از موارد عمدتا توسط فرآیندهای هیدروترمال و هوازدگی متمرکز می گردد. طلا به طور عمده در کانسارهای گرمابی حضور دارد، اما در باقیمانده های هوازده روی سنگ بستر (هوازدگی برجا) و در پلاسرهای رسوبی نیز تجمع می یابد، که هر دو، کانسارهای قابل توجهی را ایجاد می نمایند.

محیطهای تکتونیکی

 در دهه 1970، درک فزاینده ای از نقش اساسی که شرایط تکتونیکی در شکلگیری، حفظ و تکامل فلز زایی کانسارها داشته است، باعث شد تا از تکتونیک صفحه ای به عنوان پایه ای برای رده بندی کانسارها استفاده شود.

طرحواره مقاطع نشان دهنده ارتباط انواع مهم انتخاب شده از کانسار با موقعیتهای تکتونیک صفحه ای آنها (اقتباس شده از منابع مختلف)، بر اساس چرخه ابر قاره شکاف قاره ای، تشکیل اقیانوس، همگرایی و تصادم. در اینجا برخی از انواع کانسارهای اندرکنش-میزبان در نظر گرفته نشده است. (الف) مرحله ریفتینگ: نازک شدن پوسته به دلیل صعود پلوم و ایجاد ماگمای بدوی. (ب) مرحله اقیانوس: تولید پوسته جدید و حاشیه های منفعل. ج) همگرایی، فرورانش و ایجاد قوسهای آتشفشانی و پشت قوسی، هم در اقیانوسها و هم در قاره ها. (د) برخورد و همچنین آرامش پس از برخورد (گسترش)، ایجاد ماگماهای آنوروژنیک و مهاجرت شورابه های حوضه-میزبان در توالیهای سکویی. محیطهای شکلگیری انواع مختلف کانسار با نقاط قرمز نشان داده شده اند.

کانسارهای ارتوماگمایی

این کانسارها از تجمع کانیها یا فازهای دیگر در حین انجماد ماگما ناشی می شوند. پیشوند "ارتو" این رده را از کانسارهای تولید شده توسط فرآیندهای ماگمایی-هیدروترمال، یعنی از سیالات گرمابی که از ماگماها خارج می شوند، متمایز می نماید. کمپلکس بوشولد آفریقای جنوبی شامل سه نوع کانسار ارتوماگایی است: کرومیت (منشا Cr) در انباشتهای اولترامافیک تحتانی. PGEها در نزدیکی سطح که در آن پلاژیوکلاز به یک فاز توده ای تبدیل می شود. و مگنتیتهای غنی ازV در سطوح بالاتر. نظریه های فعلی برای تشکیل کانسارهای کروم روی آلودگی ماگما با سنگهای دیواره ای سیلیسی یا مخلوط شدن ماگما، ماگما های ترکیبی را تولید می کنند که کرومیت را به تنهایی، همراه با مرتب سازی بلوری هنگام جریان به داخل اتاق ماگما برای متمرکز کردن کرومیت در لایه هایی متبلور می کنند. کانسارهای مگنتیت غنی از PGE و V نیز از طریق تجمع فازهای ماگمایی، با جدایش PGE به طور عمده در مراحل سولفید تشکیل می شود. مکانیسمهای دقیق تشکیل کانسنگهای PGE پیچیده بوده و مورد بحث می باشد.

محیطهای تشکیل کانسنگ ارتوماگمایی. یک پلوم گوشته در امتداد زیرین شیبدار لیتوسفر منحرف شده و به صورت بخشی ذوب می شود تا به ماگما هایی که کانسارها در سطوح مختلف پوسته را تشکیل می دهند، تبدیل شود. به عنوان مثال، Jinchuan (چین)، Voisey'Bay (کانادا)، Norilsk (روسیه)، Kambalda (استرالیا) و Bushveld (آفریقای جنوبی).

هیچگونه کانسار مسی در کمپلکس بوشولد وجود ندارد، اما این فلز یکی از اجزای اصلی نوع دیگری از کانسارهای ارتوماگاتیکی است، سولفیدهای مس-نیکل که از توده های مافیک جدا شده است. کانسارها در ناحیه Noril’sk-Talnakh روسیه مثال نمونه هستند و مهمترین تولید کنندگان جهانی نیکل و پالادیم (PGE) می باشند. آنها در یک حوضه رسوبی که در زیر بازالتهای بزرگ ایالت آذرین سیبری واقع شده است، در نفوذیهای گابروئیک کوچک قرار دارند. سولفیدها به صورت پلومهای پخش شده یا لایه های انبوه در قسمتهای نفوذی زیرین وجود دارند و احتمالاً در ابتدا به صورت قطرات مایع سولفید نیکل-مس و مخلوط نشدنی تشکیل می شوند که متراکمتر از ذوب سیلیکات همراه، در قسمتهای تحتانی نفوذیها مستقر شده است. داده های ژئوشیمیایی نشان می دهد که نیکل، مس و PGEها از ماگمای مافیک آمده اند در حالیکه S در کانسارهای با منشا تبخیریهای غنی از انیدریت در حوضه رسوبی حاصل شده است. یک مثال مهم اما بی نظیر Sudbury، کانادا، منبع یک سوم منابع نیکل در جهان و مربوط به ذوب پوسته ناشی از برخورد شهاب سنگ در 1/85 میلیارد سال پیش می باشد.

رده دیگری از ذخایر بزرگ ماگمایی شامل سولفیدهای نیکل در کوماتئیتهای اولترامافیک است که عمدتا در طول Archean و Palaeoproterozoic فوران شده اند، که به همراه الماس در کیمبرلیت، تنها انواع کانسارهای عمده ای هستند که در هنگام فوران آتشفشانی تشکیل می شوند. معروفترین ذخایر کانسارهای مرتبط با کوماتئیت در کامبدالدا در غرب استرالیا است. شکلگیری آنها به مقدار بالای نیکل Komatiite و درجه حرارت بالا و ویسکوزیته پایین ذوب اولترامافیک مربوط می شود. این خصوصیات به ماگما اجازه می دهد تا سنگهای دیواره ای خود را که به صورت محلی حاوی کانیهای غنی از S است و باعث جداسازی سولفیدهای سنگی می شود، را جذب کند. بیشتر رسوبات ارتوماگمایی به طور مستقیم به پلومهای گوشته مربوط می شوند. دمای بالای فوران کوماتیتی کامبدالا دلالت بر تولید از یک منبع گوشته غیر طبیعی Archean و ارتباط با کانسار های Norilsk-Talnakh استان آذرین بزرگ سیبری دارد و آنها را به یک توده اخیر (250 میلیون سال پیش) مرتبط می سازد. بسیاری از کانسارهای سولفید نیکل در حاشیه کراتونهای آرکئن واقع شده اند، در حالیکه نفوذیهای لایه لایه بزرگی مانند کمپلکس بوشولد در فضای داخلی کراتونهای پایدار از ماگما نیز تعبیه شده است، که در بسیاری موارد از پلومهای گوشته نیز گرفته شده است.