اثر دگرگونی ناحیه ای بر حرارت و فشار تشکیل

دسته سنگ شناسی آذرین و دگرگون
گروه سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور
مکان برگزاری بیست و یکمین گردهمائی علوم زمین
نویسنده فریبرز مسعودی۱، محمد محجل۲، زهرا حسین پور۱ (سخنران
تاريخ برگزاری ۱۹ مهر ۱۳۸۴

Abstract
            Granitic rocks form a major intrusion located, west of Malaer in the Sanandj_Sirjan zone of the metamorphic belt of Iran. The granitic rocks are intruded to regional metamorphic rocks. In order to find the thermal effect of regional metamorphism on the P-T condition of contact metamorphism and constrain the thermal condition of the pluton in the time of emplacement, the fabric studies have been done on regional and contact metamorphic rocks as well as intrusive rocks. The results obtained suggest that the emplacement of pluton began during the regional metamorphism. As a result temperature gradient between country rock and intrusion was low. In this condition convection in magma has not occurred and less heat conduct to the country rock to make a well developed aureole.
 

چکیده
            سنگهای گرانیتی در غرب ملایر در زون سنندج ـ سیرجان در کمربند دگرگونی ایران توده بزرگی را ساخته اند0 این سنگهای نفوذی در سنگهای دگرگونی ناحیه ای نفوذ کرده اند. به منظور تعیین اثر حرارتی دگرگونی ناحیه ای بر شرایط حرارت و فشار حاکم بر دگرگونی مجاورتی و باز سازی شرایط حرارتی توده در هنگام نفوذ، بررسی های ساختاری بر روی سنگهای دگرگونی مجاورتی و دگرگونی ناحیه ای و همچنین سنگهای نفوذی انجام گرفت. بر اساس نتایج حاصله چنین به نظر می رسد که جایگیری توده نفوذی در هنگام  دگرگونی ناحیه ای شروع شده و بنابر این گرادیان حرارتی بین توده نفوذی و سنگهای اطراف پایین بوده است و در چنین شرایطی جریان همرفتی در ماگما ایجاد نشده و در نتیجه حرارت زیادی به سنگهای اطراف برای تشکیل یک هاله دگرگونی کامل  منتقل نشده است. 
مقدمه
            در سالهای اخیر نتایج حاصل از مطالعه هاله های دگرگونی در شناخت چگونگی شکل گیری ‏‏‎ْجایگیری وتحول توده های نفوذی مورد استفاده قرار گرفته است (مانند ول ودیگران 1991 وکریک  1989) . گسترش هاله های دگرگونی و تعیین شدت درجه دگرگونی می تواند منعکس کننده حرارت وشرایط حاکم بر توده نفوذی در طی جایگیری در پوسته باشد ( تریسی و فراست،1991 ). در این تحقیق هاله های دگرگونی تشکیل شده توسط توده آذرین ملایر (سامن) مورد توجه و بررسی قرار گرفته  و سعی شده است بر اساس مشخصات ساختاری، ارتباط زمانی دگرگونی ناحیه ای و دگرگونی مجاورتی مشخص و بر اساس آن شرایط حاکم بر توده نفوذی ملایر در هنگام نفوذ تعیین گردد0
 
زمین شناسی عمومی منطقه
    توده گرانودیوریتی سامن واقع در جنوب غرب ملایر در استان همدان می باشد0 این توده طی فاز لارامید در میان اسلیت وفیلیتهای سیاهرنگ ملایر نفوذ کرده است0 پروتولیت شیستهای ملایر بیشتر رسوبات پلیتی و گاه ولکانیکی بوده است که متحمل دگرگونی ناحیه ای شده و شدت دگرگونی ناحیه‌ای از خیلی ضعیف تا ضعیف است. این سنگها در زون سنندج – سیرجان با روند شمال غرب – جنوب شرق و به موازات زاگرس تشکیل شده اند زمان رسوب گذاری شیستهای ملایر را  تریاس- ژوراسیک  (تی یل 1960 ؤ دهقانی 1947 ) ذکرکرده اند0 دالوی وهمکاران (1980) براساس مطالعه سن مطلق  سنگهای افیولیتی دگرگونه اسفندقه وبلوچستان نشان دادندکه دگرگونی زون سنندج –سیرجان از ژوراسیک پایانی تا کرتاسه فوقانی صورت گرفته است.
 
 
 
 
 
بررسی های ساختاری
            به منظور تعیین ارتباط زمانی  دگرگونی ناحیه ای و زمان نفوذ توده های آذرین و تشکیل دگرگونی مجاورتی، مطالعات ساختاری در قطعه شمال غرب توده بر روی سنگهای نفوذی وسنگهای دگرگونی  انجام گرفت.
در توده سامن مشخصات ساختاری عبارتند از 1)شکل کامل توده s مانند است0 2) در کل توده یک برگوارگی خفیف آشکار است که البته این برگوارگی در وسط توده کمتر و در کرانه بر شدت آن افزوده می شود0 3) درونگیرها در قسمت میانی توده بی شکل یا گرد بوده ودر کرانه کاملا بیضوی می‌شوند0 4) فولیاسیون سنگ درونگیر به موازات توده می باشد و گاه با آن پیوسته می باشد.
در مقاطع میکروسکپی،کلیه کوارتز ها خاموشی موجی نشان می دهند،  بیوتیتها خمیدگی نشان می‌دهند، در فلدسپارها شکستگیهایی ایجاد شده که درون این شکستگیها از کوارتز و فلدسپات پر شده است0 تبلور مجدد کوارتز و فلدسپار به‌صورت نواهای باریک و به موازات شیستوزیته اصلی دیده می‌شوند. در مقاطع میکروسکپی میرمکیتها نیز دیده می شوند نقش دگرشکلی در جایگزینی فلدسپار توسط میرمکیت برای اولین بار توسط فاترر( 1981) مورد توجه قرار گرفت 0 گسترش میرمکیتها در پلوتونهای دگرشکل شده به مراتب بیشتر از پلوتونهای غیر دگرشکل شده است ( کولینز 1988،سیمپسون ،وینش 1989).کلیه گرانیتوئیدهای منطقه دگرشکلی شبیه به یکدیگر نشان می دهند به جز در برخی نقاط که زونهای برشی  کوچک و محلی وجود دارد که میزان دگرشکلی بیشتری را نشان می دهند در این گرانیتوئیدها کوارتزها وبیوتیتها نواری شکل شده ، میرمکیتها فراوانتر هستند و بافت میلونیتی نشان می دهند. خطوارگی و برگوارگی در آنها کاملا مشخص است و حالت برشی به صورت فابریک s-c  دیده می شود. در مشاهدات صحرایی  در برخی نقاط پزوئیدوتاکیلیتها دیده شده اند که نشان دهنده دگرشکلی در اعماق کم زون برشی است. به طور کلی دگرشکلی گرانیتوئیتها  بیشتر به صورت شکل پذیر –شکنا است .
 در محل کنتاکت توده نفوذی با سنگهای اطراف کانیهای دگرگونی که اثر ترمیک توده می باشند ، نسبت به فولیاسیون غالب همزمان تا بعد از تکتونیک می‌باشند که نشان می دهد که تداوم حرارتی بعد از دگرشکلی و تشکیل فولیاسیون نیز ادامه داشته است.  این کانیها شامل گارنت ، بیوتیت وکلریت می باشد. آندالوزیتها نیز نسبت به فولیاسیون قبل تا همزمان با تکتونیک هستند سنگهای دگرگونی ناحیه ای ملایر  سه مرحله دگرشکلی را نشان می دهند، که سه فابریک صفحه  S1 S2 S3را درآنها بوجودآورده است دگرشکلی اول (D1 ) همراه با چینهای بسته ( F1) مشخص می شود و از چین خوردن(S0) بوجود آمده است. این دگر شکلی همزمان با دگرگونی ناحیه ای در منطقه بوده ‏‏‎، که شیلهای منطقه را تا درجه پایین شیست سبز دگرگون کرده است ، فابریک (S1) ، کلیواژ اسلیتی می باشد0 دگرشکلی  دوم (D2) دگرشکلی مهم وغالب منطقه است و با چینهای بسته ( F2) که حاصل از چین خوردن    ( S0 و S1) است مشخص می شود. فولیاسیون ( S2) به صورت شیستوزیته پیوسته و شیستوزیته فاصله دار دیده می شود. فاز دوم دگرگونی ناحیه ای همراه با نفوذ  توده‌های گرانیتوئیدی در منطقه است0 بنابراین دگرشکلی دوم در منطقه همراه با اوج دگرگونی در منطقه بوده است0 دگرشکلی سوم در منطقه (D3)  به وسیله چین خوردن ( S2) مشخص می شود که در مقاطع میکروسکپی به صورت کرینولیشن کلیواژ دیده می شود0 علاوه بر دگرشکلیهای فوق در شیستها ومتا توفیتها هایی که در کنتاکتهای گسله هستند کینک باندها دیده می شوند.
به طور کلی دگرشکلیها در نزدیکی پلوتونها افزایش می یابدکه آن به دلیل تاثیر حرارت وضعیف و سست شدن سنگهای درونگیر است (لاگارد،1990)0موازی بودن روند توده های نفوذی در منطقه با امتداد گسلهای اصلی ونیز موازی بودن برگوارگی در توده با سطوح شیستوارگی حاصل از دگرگونی ناحیه ای می توانند دلیلی بر همزمانی جایگزینی توده با تغییر شکلهای ناحیه ای باشد0 توده سامن نسبت به دگرشکلی همزمان تا بعد از تکتونیک است (سین تا پست تکتونیک )  و دگرشکلیهای شکل پذیر- شکنا نشان می دهد. در رگه های کوارتز و پگماتیت نیز خاموشی موجی در کوارتزها و تغییر شکلهای شکل پذیر دیده می شود.
 
 انواع فولیاسون در سنگهای دگرگونی    
    کلیه سنگهای دگرگونی منطقه فولیاسیون نشان می دهند در اسلیت وفیلیتها کلیواژ اسلیتی قابل مشاهده است. این فولیاسیون (Sn-1) همزمان با دگرگونی ناحیه ای (M1) بوجود آمده است0 فولیاسیون (Sn ) که فولیاسیون غالب منطقه می باشد بر روی کلیواژ اسلیتی گسترش یافته است این فولیاسیون از چین خوردگی (Sn-1) حاصل شده است 0 فولیاسیون (Sn) یک فولیاسیون سطح محوری است یعنی از چین خوردن سطح محوری چینهای نسل اول بوجود آمده است. دامنه های کلیواژ به علت دگرشکلی بعدی
 (D3 )خمیده شده و فولیاسیون(S3) را بوجود اورده است .
 
  بحث و نتیجه گیری
            میزان گسترش هاله های دگرگونی در اطراف توده های نفوذی علاوه بر جنس وتراوایی سنگهای مجاور وحرارت توده، به  میزان حرارت انتقال یافته از ماگما به سنگهای مجاور نیز بستگی دارد.   
            در منطقه ملایر هاله دگرگونی در اطراف توده سامن گسترش زیادی ندارد وبا توجه به مطالعات          ساختاری به نظر می رسد که جایگیری توده نفوذی با دگرگونی ناحیه ای در منطقه همزمان بوده است .
پلوتونهایی که در ضمن یک دگرگونی ناحیه ای نفوذ می کنند به همراه سنگهای میزبانشان حاوی اطلاعات زیادی در مورد زمان وماهیت جنبشهای ناحیه ای واطلاعاتی در مورد شرایط حرارتی حاکم بر سیستم در طی سرد شدن ماگما می باشند (لاگارد، 1990 ). زمان جایگزینی یک پلوتون می تواند از صد هزار سال تا چند میلیون سال طول کشد بنابراین پلوتونهایی که در ضمن یک دگرگونی ناحیه ای نفوذ می کنند هر یک می توانند قسمتی از تاریخچه شرایط تکتونوترمال ناحیه ای  را ثبت کنند و سپس با ترکیب کلیه اطلاعات می‌توان چرخه یا مسیر حرارت وفشار ناحیه ای را تخمین زد ( پترسون 1989 ).
توده های نفوذی که همزمان با دگرگونی ناحیه ای نفوذ می کنند، اگرکاملا همزمان با دگرگونی ناحیه‌ای باشند و دمای توده نزدیک به دمای سنگهای درونگیر باشد ،  هاله های دگرگونی آنها از گسترش وضخامت بسیار کمی برخوردار است که آن به دلیل کم بودن تفاوت دمایی بین توده وسنگهای اطراف می باشد (پترسون 1989 )0 البته عوامل دیگری در کم بودن ضخامت هاله ها تاثیر دارد0 حرارت منتقل شده از توده در صورت وجود سیالات و یا جریان همرفتی در ماگما تشدید می شود در صورتیکه تفاوت دمایی بین سنگهای مجاور توده وماگمای موجود کم باشد گرادیان دمایی از سمت توده به سنگهای اطراف اندک وجریان همرفتی در ماگما ایجاد نمی شود، در این حالت حرارت کمتری به سنگهای مجاور توده منتقل می شود و هاله دگرگونی به طور کامل تشکیل نمی گردد و یا گسترش ناچیزی پیدا می گند
در منطقه مورد مطالعه نفوذ توده و اوج دگرگونی ناحیه ای همزمان و لذا به علت بالا بودن دمای سنگهای منطقه، تفاوت دمایی توده و سنگهای اطراف کم ودر نتیجه جریان همرفتی ایجاد شده در ماگما کمتر صورت گرفته و دمای منتقل شده به سنگهای مجاور توده کمتر می باشد و هاله دگرگونی کاملی تشکیل نشده است.  ازطرفی  عمده ترین انتقال حرارت از توده به سنگهای اطراف توسط سیالاتی که از توده خارج می شوند و به شگستگیها و خلل وفرج سنگهای اطراف وارد می شوند صورت می گیرد بنابراین اگر سیالات توده کم باشد انتقال حرارت نیز بسیار کمتر صورت می گیرد.
در منطقه سامن بالاترین درجه دگرگونی با گارنت آندالوزیت شیستها مشخص می شود که در مقایسه با قطعه جنوبی توده دگرگونی کمتری را تحمل کرده است .با توجه به کمیاب بودن رگه های پگماتیت و اپلیت  و محدود بودن سیالات درونگیر11 ( به صورت منفرد وپراکنده)  می توان گفت سیالات  همراه با ماگمای گرانیتی کم بوده (مسعودی ، حسین پور 1381) و در نتیجه انتقال حرارت به سنگهای اطراف بسیار کمتر صورت گرفته است  و در نتیجه دگرگونی مجاورتی گسترش پیدا نکرده است ، این عامل نیز علاوه بر همزمانی نفوذ توده با دگرگونی ناحیه ای و پایین بودن گرادیان دمایی کم بودن دگرگونی مجاورتی را تشدیدکرده است.

 

کلید واژه ها: سایر موارد