رده بندی کانسارها-3
کانسارهای هیدروترمال
3. کانسارهای طلا-مس اکسید آهن (IOCG)
این کانسارها حدود 7 درصد منابع مس جهانی را تشکیل می دهند. نمونه تیپ آن، ذخایر عظیم Mesoproterozoic Olympic Dam در استرالیا (حاوی 90 میلیون تن مس) می باشد. سایر کانسارهای مهم مانند Candelaria (7/4 میلیون تن مس) در شیلی وSalobo (حدود 8/4 میلیون تن مس) در برزیل است. این کانسارها دارای سنینی از آرکئن تا کرتاسه بوده و در موقعیتهای تکتونیکی رخ می دهد که از حاشیه های همگرا تا کراتونهای پایدار متغیر می باشند. کانسارهای IOCG در سیستمهای ماگمایی-هیدروترمال شکل می گیرند و علاوه بر آهن، مس و طلا ممکن است حاوی عناصر دیگری از جمله U و REE را نیز باشند (Mesoproterozoic Olympic Dam یکی از بزرگترین ذخایر اورانیوم در جهان است).
بیشتر کانسارها حاوی مگنتیت و/یا هماتیت فراوان در توده های انبوه مرتبط با برشها و تغییر سدیم (آلبیتیک) در مقیاس منطقه ای هستند. یک رابطه زمانی، اما نه مکانی نزدیک، با انواع ترکیبهای نفوذی از مافیک به فلسیک و از قلیایی به نیمه قلیایی و کالک آلکالاین وجود دارد. طیف گسترده ای از ویژگیهای کانسارهای IOCG (بعضی از آنها فقط از اکسید آهن بدون مس و طلا تشکیل شده است) باعث شده است بحث قابل توجهی در مورد فرآیند تشکیل کانسارها صورت گیرد. اگرچه اجماع عمومی وجود دارد مبنی بر اینکه آنها از نظر منشاء گرمابی هستند، اما منبع سیال و فلزات و علت رسوب کانسنگ نامشخص است. منبع اصلی سیالات تشکیل دهنده کانسنگ ماگمایی قلمداد شده است، اما آبهای حوضه ای زیرزمینی عمیق گردشی شده نیز پیشنهاد شده است. احتمالا چندین موقعیت وجود دارد که طیف وسیعی از کانسارها را تشکیل می دهند که به همین ترتیب سرشار از کانیهای اکسید آهن هستند و به صورت دسته جمعی به عنوان IOCG گروه بندی می شوند.
4. کانسارهای ماسیو سولفاید آتشفشانی (VMS)
این کانسارها در محیطهای آتشفشانی در اعماق کم عمق زیر کف دریا در پوسته اقیانوسی، به طور عمده در پشت قوسها و کمانهای آتشفشانی زیر دریایی و همچنین در نزدیکی موقعیتهای پشته های میان اقیانوسی شکل می گیرند. درک کانسارهای VMS به لطف مطالعه معادلهای فعال آنها، دودکشهای سیاه (سولفید) و سفید (انیدریت) در دهانه های گرمابی کف دریا بهبود یافته است. آب دریا در اعماق پوسته اقیانوسی نفوذ می کند و در اثر نفوذیها گرم می شود و حداقل در موقعیتهای قوسی ممکن است با مایعات ماگمایی مخلوط شود. فلزات ممکن است از سیالات ماگمایی و همچنین از سنگهای آتشفشانی پوسته جدا شوند. فلزات به دلیل خنک شدن به علاوه فرآیندهای دیگر در زیر کف دریا و به صورت محلی در کنار کف دریا ته نشین می شوند. اگر مایعات گرم روی کف دریا خالی شوند، آنها با آب سرد مخلوط می شوند و کاهش شدید دما و تغییر در ترکیب باعث می شود سولفیدها فلزات باقیمانده را از محلول خارج کنند. این سولفیدها سنگ ها و رسوبات زیرسطحی را جایگزین می کنند، یا دودکش هایی را روی بستر دریا تشکیل می دهند که در نهایت فرو می ریزند و در نتیجه قسمت رمپ قطعات دودکش ایجاد می شود. سولفیدهای خارج شده از طریق دودکشها به عنوان رسوبات در اطراف دهانه یا در مناطق دوردست تر در بستر دریا ته نشین می شوند.
عمده کانسارهای VMS نسبتاً کوچک می باشند، به طور کلی فقط حاوی چند میلیون تن کانسنگ مس-سرب و روی هستند، اما برخی از آنها بزرگتر (بیش از 100 میلیون تن) بوده و عیارهای نسبتاً بالایی دارند. کانی شناسی سولفید شامل پیریت ± پیرهوتیت به همراه کالکوپیریت، اسفالریت و گالن به عنوان کانیهای اصلی کانسنگ می باشند.
دو کانسار بزرگ VMS در کانادا وجود دارد، Brunswick No. 12 (230 میلیون تن کانسنگ)، با 0/46 درصد مس، 3 درصد سرب و 8 درصد روی و Kidd Creek (148 میلیون تن کانسنگ)، با 2/3 درصد مس، 0/2 درصد سرب و 6/2 درصد روی. بسیاری از کانسارهای عمیق دارای عیارهای کافی برای استخراج در زیر زمین هستند. نمونه های بزرگ دیگر در اروپا و اورال از جمله ریو تینتو در اسپانیا و پرتغال مشاهده می شود.
کانسارهای هیدروترمال به میزبانی سنگهای رسوبی
کانسارهای سنگ آهن گرمابی در محیطهای رسوبی از شورابه های حوضه ای (آماگاتیکی) حوضه ای تشکیل شده اند. آنها شامل دو گروه اصلی هستند: (1) کانسارهای مس استراتیفرم به میزبانی رسوبات، و (2) نوع دره می سی سی پی و کانسارهای سرب و روی عمدتا آواری.
1. کانسارهای مس استراتیفرم به میزبانی رسوبات
این دومین منبع مهم مس است که بیش از 20 درصد منابع جهانی مس را تشکیل می دهد و سنگهای میزبان در حوضه دریایی شکافهای درون قاره ای یا موقعیتهای حاشیه منفعل تشکیل شده اند. مهمترین کانسارها در کمربند مس آفریقای مرکزی در زامبیا و جمهوری دموکراتیک کنگو با حدود 35 درصد تولیدات جهانی، و در حوضه پرمین Zechstein در شمال اروپا، عمدتا لهستان می باشند. ذخایر بزرگ انفرادی شامل Udokan در روسیه (20 میلیون تن مس) و Tenke-Fungurume (16/7 میلیون تن مس)، به علاوه کانسار اخیراً کشف شده Kamoa-Kakula در DRC (26/7 میلیون تن مس منبع نشان داده شده با عیار حدود 2/8 درصد).
کانسنگ موجود در این کانسارها شامل کانیهای مس است که عمدتا لایه های رسوبی را از نزدیک دنبال می کنند، ویژگی که منجر به این فرضیه اولیه شد که مس به طور همزمان از آب دریا رسوب می نماید. مطالعات بعدی نشان داد که مناطق کانسار در واقع لایه های رسوبی را در مقیاس منطقه ای قطع کرده اند و تأیید می کنند که مس پس از رسوب سنگ رسوبی وارد شده است.
تصور می شود که مس از سنگهای آتشفشانی زیرزمینی، رسوبات آرکوزی و همچنین زیرزمینی توسط شورابه های اصلی اکسیده شده با شوری سیالات حاصل از تبخیر آب دریا و/یا انحلال تبخیریها جدا شده است. فلز در افقهای رسوبی احیا شده بالاتر در توالی چینه شناسی نهشته شده است.
میانگین عیار این کانسارها از 1/2 تا 3/6 درصد مس است، اما می تواند در سطح محلی بالاتر باشد. کبالت یا به صورت جایگزین، نقره، مانند ذخایر مس-کبالت Katangan که عمده منابع جهانی کبالت را شامل می شود، می تواند از محصولات مهم فرعی باشد. توده های معدنی دارای گسترش جانبی اما نسبتاً نازک هستند و در کمربند مس آفریقای مرکزی اکثراً تحت تأثیر چین خوردگی شدید قرار دارند. این کانسارها برای مواد نزدیک سطح به صورت روباز، در حالیکه برای توده های معدنی عمیقتر تر با عیار کافی به صورت زیرزمینی معدنکاری می شوند.
2. کانسارهای نوع دره می سی سی پی و سرب-روی عمدتا آواری
اینها بزرگترین منابع سرب و روی در جهان می باشند. رسوبات عمدتا تخریبی معمولاً از لایه های نازک کانیهای سولفیدی تشکیل شده است که عمدتاً توسط سنگهای آواری نشهته شده روی دامنه های حاشیه های منفعل میزبانی می شوند. ظاهر رسوبی لایه بندیها منجر به تفسیرهای اولیه شد که کانسارها به طور انحصاری با بازدم سیالات حوضه ای روی کف دریا از این رو رسوبات SEDEX اولیه، تشکیل می شوند. مطالعه اخیر برخی کانسارها نشان می دهد که بخشی از این فلز بعداً با جایگزینی دیاژنتیکی زیر کف دریا، نهشته شده است.
نمونه های قابل توجه عبارتند از: Broken Hill (15/8 میلیون تن سرب + سرب) و Mt Isa (19/5 تن) در استرالیا، Red Dog (35 تن) در آلاسکا و Sullivan (16/4 تن) در کانادا. اولی و آخری به شدت دگرگونی هستند که منجر به افزایش اندازه بلورها و باعث بهبود ویژگیهای فرآوری می شود.
گروه دیگر، معروف به کانسارهای دره از نوع می سی سی پی (MVT) ، شامل گالن و اسفالریت با فلوریت و/یا باریت محلی فراوان است. مدتها پس از رسوب سنگها در حوضه های فورلند، آنها بعنوان جایگزین و پر کننده فضای خالی (معمولاً کارست) در سنگهای میزبان عمدتا کربناته، تشکیل می شوند. نمونه های مهم شامل منطقه Upper Silesia در لهستان (40/8 میلیون تن مس+ روی + سرب)، و تنسی شرقی (16/5 میلیون تن) و Viburnum Trend (16 میلیون تن) در آمریکا می باشند.
کمربند کوهزای تایتان غنی ترین منطقه برای ذخایر MVT است و میزبان کانسارهای بزرگ است (مهدی آباد، ایران، با 20/6 میلیون تن مس+روی+سرب). یک نوع مرتبط با کانسارهای استراتوباند روی-سرب در ایرلند چندی بعد از رسوب گذاری در حوضه های کششی تشکیل شد.
(الف) طرحواره شکلگیری کانسارهای استراتیفرم میزبان رسوبی مس در حوضه های ریفتی، زیر تبخیریها و لایه های قرمز کفی، با افق احیا شده که باعث رسوب مس می شود، را نشان می دهد. (ب) موقعیت تکتونیکی مهاجرت شورابه در توالی کربنات در طول برخورد، و در نتیجه تشکیل کانسارهای MVT سرب-روی، همچنین مربوط به افقهای محلی احیا شده می باشد.
کانسارهای عمدتا آواری و MVT با حدود 20-18/5 میلیارد تن، پس از اولین رخداد بزرگ اکسیداسیون (GOE) در 2/4 میلیارد سال پیش شروع به شکلگیری کردند، گرچه عمده کانسارهای MVT بسیار جوانتر هستند. یک دوره عمده کانیسازی عمدتا آواری (CD) Pb-Zn بین 1/85 و 1/58 میلیارد سال پیش (مربوط به زمان GOE دوم) به دلیل: 1) اکسیداسیون سولفیدهای موجود در پوسته که سولفات را برای اقیانوسها فراهم می کرد، افزایش یافته است. 2) تشکیل لایه های قرمز و آبخوانهای اکسیده شده که اجازه می دهد تا شورابه های اکسیده شده فلز پالایی شده و فلزات پایه را از سنگهای آواری و زیرزمینی حمل نمایند. 3) اولین شکلگیری تبخیریهای غنی از سولفات و شورابه های مرتبط با آن، و تکامل باکتریهای احیا کننده سولفات و 4) تشکیل حوضه های بزرگ و پر دوام در کراتونهای حاشیه ای و پایدار در عرضهای کم قدیمی جغرافیایی. دومین رویداد اکسیداسیون در اواخر پروتروزوییک منجر به افزایش شدید حجم کربناتهای درشت دانه و نفوذپذیر در سکوهای کربناته پالئوزوئیک شد که در شکلگیری بعدی رسوبات MVT به دلیل مهاجرت شورابه ها در مقیاس قاره ای که ناشی از بالاآمدگی تصادمی بود. تشکیل کانسارهای MVT در طول یکپارچه شدن نهایی پانگهآ، از دونین به کربنیفر بیشینه شده است. مخلوط شورابه های اکسید شده غنی از فلز با سیالات حاوی سولفید ناشی از احیا سولفات ترمو شیمیایی یک مکانیسم ته نشینی رایج در کانسارهای MVT می باشد.