بحثی در ارتباط با دگرگونی و منطقه بندی های مربوطه در اطراف مشهد

متن اصلی:
     با توجه به مطالعات انجام شده سنگ مادر سنگهای دگرگونی ناحیه ای در مناطق مورد مطالعه عمدتاً شامل: پلیت ها، مارن ها، توفها، ماسه سنگها و سنگهای آهکی هستند. در این میان پلیت ها سنگ مادر غالب سنگهای دگرگونی را تشکیل می دهند.
برای تقسیم بندی سنگهای دگرگونی منطقه از رده بندی سکانسی استفاده می کنیم، یعنی بر اساس سنگ مادر و با توجه به درجات مختلف دگرگونی، سنگها را تقسیم بندی می نماییم.
در مناطقی که دگرگونی ضعیفی را تحمل کرده اند، پلیت ها که شامل کانیهای ایلیت، کائولینیت، مونموریونیت، سریسیت، سوسوریت، خرده های تخریبی کوارتز، کانیهای اپاک و مواد آلی هستند، به اسلیت و فیلیت که عمدتا از کوارتز، آلبیت، کلریت و سریسیت، تشکیل شده اند، تبدیل شده و در آنها شیست واره بوجود آمده است. امتداد این شیست واره NE-SW بوده و شیب عمومی اسلیت 70 تا 85 درجه به سمت شمال شرق می باشد. در اکثر مناطق بین لایه بندی و رخ اسلیتی نمی توان تفاوتی قائل شد و هر دو به موازات یکدیگرند. ولی در بعضی نقاط، خصوصا لولای چین ها این دو نسبت با هم زاویه میسازند.
در شروع دگرگونی بعضی از کانیهای رسی این سنگها ناپایدار شده و به مخلوطی از کلریت و ایلیت بدل شده اند، که می توان اصطلاح آنکی زون را برای آنها بکار برد. برای مرحله بعدی که دگرگونی قوی تری را متحمل شده و در آن میکای سفید جانشین ایلیت شده است، اصطلاح اپی زون را بکار برده ایم.
سنگهای دگرگونی با سنگ مادرپلیتی در منطقه با مجموعه های مختلف کانی شناسی شناخته می شوند که با توجه به پیدایش کانیهای شاخص برای اولین بار در این سنگها، اقدام به زون بندی دگرگونی در این مناطق نموده ایم، این زونها عبارتند از:
- زون کلریت: این زون با مجموعه کانی شناسی: کلیریت + مسکویت غنی از فنژیت + کوارتز+ آلبیت + کلسیت در مناطق مختلفی شناسایی شده است. سنگهای زون کلریت در مناطق مورد مطالعه شامل اسلیت ها و فیلیت ها می باشند. بافت مهم این سنگها، همان موازی قرار گرفتن سیلیکاتهای صفحه ای است که غالبا بصورت جهت یافتگی ترجیحی صفحه ای تجلی می کند. سطوح رخ در اسلیت ها که بهرخ اسلیتی معروف است، غالبا هموارتر از سطوح رخ در فیلیت ها می باشد. برای این سنگها نمودارهای AFM و ACF ترسیم شده است. اسلیت ها و فیلیت ها مناطق وسیعی را در زون بینالود می پوشانند و سنگهای دگرگونی درجه بالاتر بطور محلی در بعضی از نقاط گسترش دارند.
- زون بیوتیت: با ظهور بیوتیت های قهوه ای مایل به سبز و یا قهوه ای مایل به قرمز،این زون مشخص می شود که عمدتا همراه بیوتیت، کلریت، مسکویت، آلبیت و کوارتز نیز دیده می شوند. پیدایش بیوتیت در این سنگها باواکنش زیر انجام پذیرفته است:
البته مسکویت و سریست فنژیتی در واقع یک فاز هستند و رشد بیوتیت بستگی به مقدار فنژیت و KMg کلریت دارد که هر چه مقدار فنژیت زیادتر بوده و KMg کلریت کمتر باشد بیوتیت در درجات حرارت پایین تر رشد می کند. زون بیوتیت در سنگهای منطقه بیشتر در شیست ها مشاهده می شود که برای آنها نمودار AFM ترسیم شده است.
- زون گارنت: کانی شاخص این زون، گارنت آلماندن قهوه ای رنگ است که غالبا در نمونه دستی نیز بوضوح دیده می شود. در این درجه دگرگونی سنگهای پلیتی تبدیل به شیست و میکاشیست شده و معمولا همراه گارنت، بیوتیت، کلریت، مسکویت، کوارتز، آلبیت یا الیگوکلاز نیز مشاهده میشوند. البته در مواردی کلریت وجود ندارد.
- میکاشیستها و شیست های منطقه از نظر رخساره دگرگونی، در رخساره شیست سبز قرار می گیرند و گارنت در آنها دارای ساخت منطقه ای است. منطقه بندی ترکیبی متحدالمرکز در گارنت، احتمالا نتیجه تفکیک رایلی است. ولی جدایش متفاوت عناصر در بین کانیهای موجود نیز در این امر دخیل است. این عمل توسط واکنشهای پیوسته ای نظیر واکنش مقابل صورت می پذیرد:
بدلیل اینکه گارنت در طیف وسیعی از ترکیبات سنگی و همچنین در پلیتها در درجات حرارت متفاوتی ظاهر می گردد، پی گیری ایزوگراد آن در صحراکار آسانی نیست.
- زون استروتید: شدیدترین درجه دگرگونی ناحیه ای در سنگهای مناطق مورد مطالعه با پیدایش استروتید در سنگها و در مناطقی مانند خلیج نمود پیدا می کند. بدین ترتیب بالاترین درجه دگرگونی منطقه با زون استروتید مشخص می شود. استروتید به همراه بیوتیت، مسکویت، کوارتز، پلاژیوکلاز سدیم دار و معمولا گارنت یافت می شود. البته در موارد نادر، مقدار کمی کلریت نیز در مقاطع مشاهده می شود. تنها در این زون است که تمایز بین پلیتهای حقیقی و دیگر میکاشیست ها آشکار می شود. زیرا استروتید بیشتر در سنگهای سرشار از Al و فقیر از Ca رشد می نماید و بندرت ممکن است در لیتولوژیهای دیگر ظاهر شود. در نواحی مانند خلج که پلیت های آلومینیوم دار مناسب وجود دارد استروتید بر طبق واکنش زیر از شکسته شدن کلریتوئید حاصل شده است.
در بعضی از میکاشیست های منطقه شواهد بافتی حکایت از انجام این واکنش دارند. به این صورت که در داخل گارنت میانبارهایی از بقایای کلریتوئید محفوظ مانده است.
در آن دسته از سنگهای پلیتی منطقه که ترکیب مناسبی برای ایجاد کلریتوئید نداشته اند، استروتید بر طبق واکنش ناپیوسته مقابل بوجود می آید:
آب + کوارتز + بیوتیت + استروتید à کلریت + سکویت + گارنت
کلریت در سنگهای زون استروتید نسبتا کم یاب است مگر در مواردی که محصول دگر سانی قهقرایی است.
میکاشیست های استروتیددار فاقد کلریت و کلریتوئید در واقع مؤید رخساره آمفیبولیت در منطقه می باشند و بنابراین باید گفت که شدیدترین رخساره دگرگونی ناحیه ای در منطقه مشهد، رخساره آمفیبولیت است. کانی های مربوط به این رخساره را بر روی دیاگرام AFM نمایش داده ایم.
در صورت توقف واکنش اخیر، استروتید از طریق واکنش پیوسته مقابل بوجود می آید.
آب + کوارتز + بیوتیت + استروتید à + مسکویت + گارنت
طبق این واکنش استروتید بدون وجود گارنت، و به خرج مسکویت و کلریت ساخته شده است.
دگرگونی مجاورتی در سنگهای دگرگونی با سنگ مادر پلیتی
نفوذ گرانیت ها در داخل سنگهای دگرگونی ناحیه ای، باعث پلی متامورفیسم در سنگها شده است و در واقع رسوباتی که یکبار دگرگونی ناحیه ای را تحمل کرده اند، بار دیگر دگرگونی حرارتی را در اطراف توده های نفوذی تجربه کرده اند. اولین اثرات حاصل از این نوع دگرگونی، همان لکه دار شدن اسلیتها و شیست هاست، ولی با پیشرفت دگرگونی و نزدیک تر شدن به همبری توده نفوذی، انواع هورنفلس ها ظاهر شده اند.
سنگهای پلیتی غنی از آلومین، با رشد کانیهای فشار پایین نظیر آندالوزیت و کردیریت، که بصورت پوئی کیلوبلاست هستند مشخص می شوند. در کانیهای مذکور میان بارهای کوارتز و سیلیکاتهای ورقه ای به صورت غربالی مشاهده می شوند. حتی در مواردی حالت اخیر به صورت بلورهای متخلخل بزرگی تجلی می کنند که در بین میان بارها قرار گرفته اند.
زون بندی دگرگونی برای سنگهای دگرگونی مجاورتی نیز انجام شده است که می توان به ترتیب زون های بیوتیت، کردیریت و آندالوزیت را نام برد. این زونها را مورد بررسی قرار می دهیم.
- زون بیوتیت: سنگهای مربوط به کمترین درجه دگرگونی مجاورتی در مناطق مورد مطالعه، عینا شبیه سنگهای زون بیوتیت در دگرگونی ناحیه ای است و لذا دارای فرمول کانی شناسی: بیوتیت + کلریت + مسکویت + کوارتز می باشند. در واقع حرارت فقط باعث رشد کانیها، بخصوص کانیهای میکاسه شده است و جهت یافتگی بافتها را تغییر داده است.
- زون کردیریت: با نزدکتر شدن به همبری توده های نفوذی، شیست ها تورق پذیری خود را از دست می دهند و در آنها گرهکهای کردیریت ظاهر می شود. به این شیست ها، شیست های دانه ای گفته ایم که در زیر میکروسکوپ نیز بافت آنها دانه ای است. کردیریت بعنوان اولین کانی شاخص در این زون از واکنش زیر بوجود آمده است:
آب + کوارتز + بیوتیت + کودیریت à مسکویت + کلریت
نمودار AFM مربوط به زونهای بیوتیت و کردیریت را ترسیم شده است.
- زون آندالوزیت: در بعضی مناطق، در فشارهای پایین در اثر واکنش ناپیوسته زیر آندالوزیت تشکیل شده است:
آب + بیوتیت + آندالوزیت + کردیوت à کلریت + مسکویت
این واکنش نشانگر حد فوقانی پایداری کلریت در مسکویت – کوارتز شیست ها بوده و منجر به ناپدید شدن کلریت می گردد. در درجات حرارت بالاتر آندالوزیت از واکنش زیر در سنگهای منطقه بوجود آمده است:
آب + آندالوزیت + بیوتیت à کوارتز + مسکویت + کردیریت
بدین ترتیب رخساره های دگرگونی مجاورتی در سنگهای منطقه شامل رخساره آلبیت- اپیدوت هورنفلس ( زونهای بیوتیت و کردیریت ) و رخساره آمفیبول هورنفلس ( زون آندالوزیت ) می باشند.
سنگهای دگرگونی با سنگ مادرکربناته
میان لایه های آهکی و آهکهای پلاژیک منطقه تحت تاثیر دگرگونی ناحیه ای قرار گرفته اند. با توجه به میزان کم ناخالصی در این آهکها و درجه پایین دگرگونی ناحیه ای، تغییر خاصی بجز رشد دانه های کلسیت و جهت یافته شدن آنها مشاهده نمی شود. در نزدیکترین توده های نفوذی، این مرمرها، بر اثر افزایش درجه حرارت و با توجه به ناخالصیهای کوارتز و چرت تبدیل به مرمرهای کانی دار شده اند. ولاستونیت کانی است که طبق فومول زیر در این مرمرها بوجود آمده است و نشان دهنده شدت دگرگونی مجاورتی در حد شروع رخساره پیروکسن هورنفلس در مجاورت گرانودیوریت هاست.
Co2 + ولاستونیت à کوارتز + کلیست
مرمرهای موجود در هاله های دگرگونی مجاورتی، حساسیت خاصی نسبت به متاسوماتیسم بخصوص نسبت به افزایش سیلیس دارند. با ورود سیالات به داخل مرمرها، این سنگها به سنگهای کالک سیلیکاته مبدل شده اند که اسکارن نام گرفته اند.در منطقه ده نو، اسکارنهای زیادی در اطراف معدن مرمر این منطقه وجود دارد که لایه های غنی از گارنت و چرت در داخل آنها چین خورده و بودینه شده اند.
دگرگونی سنگهای توفیتی
با توجه به شدت کم دگرگونی ناحیه ای، توفیت ها تغییر چندانی نکرده اند، اما در مجاورت توده های نفوذی، در اثر افزایش درجه حرارت و ورود سیالات به داخل این توفیت ها، تغییر فوق العاده ای حادث شده است. بر اثر ورود سیالات باقی مانده تبلور گرانیتی که سرشار از سیلیس و عناصر فرار بوده، در توفیت ها کانی های کالک سیلیکاته زیادی از جمله اپیدوت، اسکاپولیت، آمفیبول، پرهنیت، فلدسپات آلکالن و زوئیزیت تشکیل شده است.
سنگهای دگرگونی با سنگ مادرمارنی
سنگهای حاصل از دگرگونی مارنها در منطقه، کالک شیست ها هستند. مانند شیست های کلسیت دار با بافت فیلیتی نالپیدوبلاستیک، شیست های کلریتوئددار با رخساره شیست سبز که از نظر کانی شناسی شامل: اپیدوت، اکتینولیت، کلریت و کانیهای اوپک هستند. شدیدترین رخساره دگرگونی مارنها، رخساره آمفیبولیت ( پراآمفیبولیت ها) است. این سنگها با رنگ قهوه ای تیره در مقطع میکروسکوپی شامل آلبیت، اپیدوت، اکتینولیت و هورنبلند با بافت نماتوبلاستیک یا گرونوبلاستیک هستند.
دگرگونی دینامیکی منطقه
اکثر مرزهای سنگ شناختی منطقه گسله و تراستی هستند. حرکت گسلها در اعماق زیاد که سنگها رفتار شکل پذیر دارند باعث ایجاد میلونیت شده و در اعماق کمتر باعث برشی شدن سنگها شده است. سنگهایی که تحت تاثیر دگرگونی دینامیکی قرار گرفته اند، دارای سه ویژگی استرینی مشخص هستند:
1. خمیده شدن دانه ها بخصوص سیلیکاتهای صفحه ای، کوارتز و کلسیت، این عمل یا بصورت خمیده شدن حاصل از فشردگی یا به صورت عکس العمل در مقابل استرینهای متفاوت در اطراف دانه های سختی همچون فلدسپات حاصل شده است.
2. شکسته شدن ذرات (کاتاکلاز) بخصوص کانیهای غیر شکل پذیر مثل فلدسپات و همچنین بعضی از سیلیکاتهای صفحه ای نسبتا شکل پذیر. اصولا قطعات کوچکتری که در امتداد سطوح برشی قرار دارند خرد و له می شوند و به این ترتیب دنباچه هایی پدید آمده است. در ذرات اولیه خاموش موجی گسترش یافته و این دانه ها در اثر شکستگیهای کوچک طویل شده اند.
3. تغییر شکل پلاستیک که در اثر آن نسبت ظاهری کانیهای شکل پذیرتر مثل کوارتز و کلسیت افزایش یافته و نوارهایی پدید آمده اند. این فرایند در تولید برخی از کج شدگیها که در بند 1 ذکر شد بسیار مؤثر است.