بررسی شواهد اختلاط ماگمائی در سنگهای ترشیری منطقه نوبران - نطنز (ایران مرکزی)
| دسته | پترولوژی |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | اولین همایش سالانه انجمن زمین شناسی ایران |
| نویسنده | محمد هاشم امامی- مرتضی خلعت بری |
| تاريخ برگزاری | ۰۴ شهریور ۱۳۷۶ |
در شمال غرب ایران مرکزی و بخشی از محدوده کمربند ماگمایی ارومیه- دختر (گستره ای از نوبران تا نطنز) در سنگهای آتشفشانی و نفوذی ترشیری، شواهد متعددی از اختلاط ماگمایی مشاهده می شود. سنگهای آتشفشانی عمدتاٌ حاصل فعالیتهای ولکانیکی ائوسن هستند. این فعالیتها از ائوسن زیرین آغاز شده و در ائوسن میانی و فوقانی به اوج خود می رسد. ادامه فعالیتهای ماگمایی بصورت سنگهای آتشفشانی و نفوذی در الیگوسن و میوسن نیز تظاهر می یابد. حاصل این فعالیتهای ماگمایی به صورت سنگهای آتشفشانی و نفوذی در الیگوسن و میوسن نیز تظاهر می یابد. حاصل این فعالیتهای آتشفشانی بصورت سنگهای گدازه ای و آذرآواری بازیک میانه با ترکیب بازالتی، تراکی آندزیتی، آندزیتی و داسیتی و انواع اسیدی شامل گدازه ها و توف های اسیدی و پهنه های ایگنمبریتی است. کمبود یا نبود سنگ شناسی لاتیت و کوارتز لاتیت نیز مشهود است. گسترش قابل توجه پهنه های ایگنمبریتی نسبت به واحدهای بازیک، تناوبی از برونزدهای بازیک و اسیدی و نبود سنگ شناسی ذکر شده از جمله یافته های قابل تعمق در بعضی از مناطق این گستره است. توده های نفوذی شامل انواع گابرو،کوارتز گابرو، دیوریت، کوارتز دیوریت، مونزودیوریت-کوارتز مونزودیوریت، تونالیت، گرانودیوریت و گرانیت هستند و در موارد متعددی بخشهای اسیدی و بازیک در یک مجموعه واحد دیده شده و کمبود یا نبود مونزونیت- کوارتز مونزونیت نیز مشهود است. این توده ها سنگهای آتشفشانی را قطع نموده و دگرگونی مجاورتی ایجاد نموده اند. بر اساس تعیین سن به روش Rb-Sr، توسط Pourhosseini 1981 سن بخشهای گابروئی 33 میلیون سال و بخشهای گرانیتی 25 میلیون سال می باشد. بر اساس بررسیهای روی زمین و سنگ شناسی میکروسکوپی، شواهد متعددی از اختلاط Mixing و آغشتگی Mingling ماگمائی در این سنگها دیده می شود که عبارتند از:
1- وجود آنکلاوهای بازیک در زمینه سنگهای آتشفشانی و پلوتونیک، این آنکلاوها در سنگهای آتشفشانی دارای زمینه ای شیشه ای کدر شده همراه با پلاژیوکلازهای اسکلتی غوطه ور در آن می باشند و عمدتاٌ دارای همبری بین انگشتی با زمینه اسیدی دربرگیرنده اند. این آنکلاوها با عناوین
Blacke et al 1965) Emulsion rock) ، ریزبالش Emami1981، آنکلاوها بازیک (Koyaguchi 1986 ) انکلاوهای مافیک (Bacon 1986 ) نامیده شده اند. انکلاوهای مزبور، گرد، کروی یا بیضوی بوده و به دلیل داشتن حاشیه سرد شده، شکستگی های شعاعی و حفرات در بخش مرکزی از زینولیت ها متمایزند Gourgaud1991. از این انکلاوها به عنوان یکی از شواهد مهم اختلاط ماگمایی در گزارشهای علمی نامبرده می شود، بطور مثال در گدازه های فلسیک Mont- Dore در ماسیف سانترال فرانسه Gourgaud
- 1991 ، در گدازه های جزایر آتشفشانی Niljm در ژاپن Koyaguchi 1991 و در داسیتهای جزیره Nisyros در دریای اژه Semymour 1992. در جنوب الویر، گدازه های برشی داسیتوئیدی رخنمون دارند که قطعات اسیدی و بازیک در کنار یکدیگر دیده می شوند که بخش اسیدی در مواردی به دلیل واکنش با بخش بازیک خورده شده و هاله واکنشی تشکیل داده است. شواهدی مشابه در فوران 13 نوامبر 1985 در Nevad der Ruiz(بصورت فوران اسکوری های آندزیتی و پومیسهای داسیتی) توسط
Gourgaud & Thouret1991 به عنوان شاهدی از اختلاط ماگماهای داسیتی و آندزیتی گزارش شده است. در سنگهای آذرین درونی این قطعات بصورت انکلاوهای دوکی شکل و کشیده و تیره رنگ در سنگهای اسیدی تظاهر نموده است. این انکلاوها از جنس کوارتز دیوریت تا کوارتز مونزودیوریت بوده و بافت میکروگرانولار تا Equigranular دارند. تشابه مینرالوژی بین انکلاوها و سنگ دربرگیرنده می تواند نشانه تعادل حرارتی باشد که دو ماگما بدان رسیده اند
Dider & Barbarine 1991 درحالیکه بافت ریزبلور و ظهور آپاتیت های اسکلتی نشانه سردشدن سریع انکلاو و سنگ دربرگیرنده است، بطوریکه فرصت مناسبی جهت همگن شدن فراهم نبوده استPitcher 1993. براساس نظر Wall et al 1987 وجود قطعات مافیک سردشده در زمینه ای سیلیسی در توده های پلوتونیک، از جمله شواهد صحرایی اختلاط ماگمایی است که در توده های نفوذی در اثر تبلور دوباره، بصورت تیره تر دیده می شوند. مگاکریست هایی از پلاژیوکلازهای زونه در انکلاوها (شبیه پلاژیوکلازهای زمینه) دیده می شود که با نظریه متاسوماتیسم توجیه پذیر نیستند Pitcher 1993، بنابراین انکلاوهای فوق restite نیستند، زیرا restite فاقد پلاژیوکلاز زونه است Doaris et al 1990. در مواردی جهت یافتگی خاصی در انکلاوها دیده می شود و در عین حال در مواردی در همبری بخشهای گابرویی و گرانودیوریتی در توده نفوذی وش در شمال غرب نطنز باندهای گرانودیوریتی گابرویی وجود دارد که بلورهای آن جهت یافته اند. طبق نظر Shelly 1993 جهت پیدایش چنین حالتی باید بیش از 50% مواد حجره ماگمایی مذاب بوده باشد.
2- وجود پلاژیوکلازهای با آثار جذب دوباره resorbed که تحت عناوین بافتی غربالی Sieve Texture و اسفنجی Spongy معروفند و عمدتاٌ در سنگهای آتشفشانی و پلوتونیک حد واسط و ندرتاٌ بازیک دیده می شوند.
Miler et al 1990 تشکیل پلاژیوکلازهای با بافت اسفنجی را در پلازیوکلازهای آندزیت های کوههای Old Woman در کالیفرنیا را همانند Eichelberger و Glazner 1990 حاصل افتادن پلاژیوکلازهای سدیک یک مذاب فلسیک در مذاب مافیک دانسته اند.
Wright & Helz 1996 نیز چنین ÷دیده ای را در گدازه های فورانی 1960 در شرق زون ریفی کیلوآ را به اختلاط ماگمایی نسبت داده اند. در مواردی این پلاژیوکلازها دارای منطقه بندی نوسانی
Oscillatory Zoning هستندکه توسط Nixon & Pearac
1987 به اختلاط ماگماهای بازالتی و داسیتی در سیستمی باز نسبت داده شده اند.
3- باندهای جریانی Flow banding از شیشه بازیک و اسیدی در سنگهای حد واسط و عمدتاٌ اسیدی که ضمن اختلاط شیشه داسیتی (با رنگ و ضریب شکست حد واسط) ایجاد نموده اند.
Wright & Helz 1996 این پدیده را ناشی از اختلاط ماگمایی و آغشتگی دو ماگما و Seaman et al 1985 آغشتگی چندمرحله ای Multi stage minigling را موجب این پدیده ذکر نموده اند.
4- تجمع های بیضی - دایره ای شکل که در مرکز از کوارتز و در حاشیه از کانیهای کدر، پیروکسن و آمفیبول تشکیل شده است. این پدیده عمدتاٌ در بخشهای بازیک- حدواسط پلوتونیک و ندرتاٌ در داسیت ها دیده شده است.
5- زینوکریست های الیوین در سنگهای میانه نفوذی که توسط ارتوپیروکسن، کلسیت، ایدنگسیت، سرپانتین،پرکلریت، آمفیبول و اپاک جانشین شده اند.
سنگهای آتشفشانی منطقه آلکالن و کالکوآلکالن و سنگهای پلوتونیک عمدتاٌ کالکوآلکالن هستند. این سنگها طبیعت دوگانه دارند Bimodal و نبود یا کمبود سنگ شناسی نامبرده شده در نمودارهای نسبتهای اکسید های اصلی و عناصر فرعی نسبت به ضریب تفریق و Sio2 نیز کاملاٌ مشهود است. سنگهایی که شواهد اختلاط ماگمایی را نشان می دهند عمدتاٌ کالکوآلکالن و در مواردی کالکوآلکالن پتاسیک بالا می باشند و عناصر ناسازگار این سنگها در نمودارهای مختلف پراکندگی نشان می دهند. به نظرمی رسد که طی دوره های زمانی مختلف ترشیری، ماگمای بازیک نشات گرفته از گوشته ضمن تحمل تبلور بخشی، موجب ذوب بخشی پوسته و ایجاد ماگمای اسیدی و سپس اختلاط با آن شده است. وجود ماگماتیسم بازالتی آلکالن در ائوسن میانی و ماگماتیسم بازالتی انتقالی و تولئیتی ائوسن فوقانی، در منطقه نوبران (که هریک روند تحولی نسبتاٌ مستقلی داشته اند)، بیانگر ذوب بخشی متفاوت گوشته بوده و به نظر می رسد درصد ذوب بخشی گوشته در ائوسن بالایی گسترده بوده است. ذوب بخشی عمده تر گوشته که می بایست با افزایش جریان های حرارتی و تمرکز آن همراه باشد و صعود شایان توجه ماگماتیسم بازیک در پوسته (که همراه با افزایش درجه زمین گرمایی بوده است) علتی برای افزایش نسبی سنگهای اسیدی با منشا پوسته ای بوده و حجم قابل ملاحظه آنها را (بویژه سنگهای ایگنمبریتی) در ائوسن بالایی منطقه و ظهور سنگهای دورگه Hybrid rocks را توجیه می نماید.
1- وجود آنکلاوهای بازیک در زمینه سنگهای آتشفشانی و پلوتونیک، این آنکلاوها در سنگهای آتشفشانی دارای زمینه ای شیشه ای کدر شده همراه با پلاژیوکلازهای اسکلتی غوطه ور در آن می باشند و عمدتاٌ دارای همبری بین انگشتی با زمینه اسیدی دربرگیرنده اند. این آنکلاوها با عناوین
Blacke et al 1965) Emulsion rock) ، ریزبالش Emami1981، آنکلاوها بازیک (Koyaguchi 1986 ) انکلاوهای مافیک (Bacon 1986 ) نامیده شده اند. انکلاوهای مزبور، گرد، کروی یا بیضوی بوده و به دلیل داشتن حاشیه سرد شده، شکستگی های شعاعی و حفرات در بخش مرکزی از زینولیت ها متمایزند Gourgaud1991. از این انکلاوها به عنوان یکی از شواهد مهم اختلاط ماگمایی در گزارشهای علمی نامبرده می شود، بطور مثال در گدازه های فلسیک Mont- Dore در ماسیف سانترال فرانسه Gourgaud
- 1991 ، در گدازه های جزایر آتشفشانی Niljm در ژاپن Koyaguchi 1991 و در داسیتهای جزیره Nisyros در دریای اژه Semymour 1992. در جنوب الویر، گدازه های برشی داسیتوئیدی رخنمون دارند که قطعات اسیدی و بازیک در کنار یکدیگر دیده می شوند که بخش اسیدی در مواردی به دلیل واکنش با بخش بازیک خورده شده و هاله واکنشی تشکیل داده است. شواهدی مشابه در فوران 13 نوامبر 1985 در Nevad der Ruiz(بصورت فوران اسکوری های آندزیتی و پومیسهای داسیتی) توسط
Gourgaud & Thouret1991 به عنوان شاهدی از اختلاط ماگماهای داسیتی و آندزیتی گزارش شده است. در سنگهای آذرین درونی این قطعات بصورت انکلاوهای دوکی شکل و کشیده و تیره رنگ در سنگهای اسیدی تظاهر نموده است. این انکلاوها از جنس کوارتز دیوریت تا کوارتز مونزودیوریت بوده و بافت میکروگرانولار تا Equigranular دارند. تشابه مینرالوژی بین انکلاوها و سنگ دربرگیرنده می تواند نشانه تعادل حرارتی باشد که دو ماگما بدان رسیده اند
Dider & Barbarine 1991 درحالیکه بافت ریزبلور و ظهور آپاتیت های اسکلتی نشانه سردشدن سریع انکلاو و سنگ دربرگیرنده است، بطوریکه فرصت مناسبی جهت همگن شدن فراهم نبوده استPitcher 1993. براساس نظر Wall et al 1987 وجود قطعات مافیک سردشده در زمینه ای سیلیسی در توده های پلوتونیک، از جمله شواهد صحرایی اختلاط ماگمایی است که در توده های نفوذی در اثر تبلور دوباره، بصورت تیره تر دیده می شوند. مگاکریست هایی از پلاژیوکلازهای زونه در انکلاوها (شبیه پلاژیوکلازهای زمینه) دیده می شود که با نظریه متاسوماتیسم توجیه پذیر نیستند Pitcher 1993، بنابراین انکلاوهای فوق restite نیستند، زیرا restite فاقد پلاژیوکلاز زونه است Doaris et al 1990. در مواردی جهت یافتگی خاصی در انکلاوها دیده می شود و در عین حال در مواردی در همبری بخشهای گابرویی و گرانودیوریتی در توده نفوذی وش در شمال غرب نطنز باندهای گرانودیوریتی گابرویی وجود دارد که بلورهای آن جهت یافته اند. طبق نظر Shelly 1993 جهت پیدایش چنین حالتی باید بیش از 50% مواد حجره ماگمایی مذاب بوده باشد.
2- وجود پلاژیوکلازهای با آثار جذب دوباره resorbed که تحت عناوین بافتی غربالی Sieve Texture و اسفنجی Spongy معروفند و عمدتاٌ در سنگهای آتشفشانی و پلوتونیک حد واسط و ندرتاٌ بازیک دیده می شوند.
Miler et al 1990 تشکیل پلاژیوکلازهای با بافت اسفنجی را در پلازیوکلازهای آندزیت های کوههای Old Woman در کالیفرنیا را همانند Eichelberger و Glazner 1990 حاصل افتادن پلاژیوکلازهای سدیک یک مذاب فلسیک در مذاب مافیک دانسته اند.
Wright & Helz 1996 نیز چنین ÷دیده ای را در گدازه های فورانی 1960 در شرق زون ریفی کیلوآ را به اختلاط ماگمایی نسبت داده اند. در مواردی این پلاژیوکلازها دارای منطقه بندی نوسانی
Oscillatory Zoning هستندکه توسط Nixon & Pearac
1987 به اختلاط ماگماهای بازالتی و داسیتی در سیستمی باز نسبت داده شده اند.
3- باندهای جریانی Flow banding از شیشه بازیک و اسیدی در سنگهای حد واسط و عمدتاٌ اسیدی که ضمن اختلاط شیشه داسیتی (با رنگ و ضریب شکست حد واسط) ایجاد نموده اند.
Wright & Helz 1996 این پدیده را ناشی از اختلاط ماگمایی و آغشتگی دو ماگما و Seaman et al 1985 آغشتگی چندمرحله ای Multi stage minigling را موجب این پدیده ذکر نموده اند.
4- تجمع های بیضی - دایره ای شکل که در مرکز از کوارتز و در حاشیه از کانیهای کدر، پیروکسن و آمفیبول تشکیل شده است. این پدیده عمدتاٌ در بخشهای بازیک- حدواسط پلوتونیک و ندرتاٌ در داسیت ها دیده شده است.
5- زینوکریست های الیوین در سنگهای میانه نفوذی که توسط ارتوپیروکسن، کلسیت، ایدنگسیت، سرپانتین،پرکلریت، آمفیبول و اپاک جانشین شده اند.
سنگهای آتشفشانی منطقه آلکالن و کالکوآلکالن و سنگهای پلوتونیک عمدتاٌ کالکوآلکالن هستند. این سنگها طبیعت دوگانه دارند Bimodal و نبود یا کمبود سنگ شناسی نامبرده شده در نمودارهای نسبتهای اکسید های اصلی و عناصر فرعی نسبت به ضریب تفریق و Sio2 نیز کاملاٌ مشهود است. سنگهایی که شواهد اختلاط ماگمایی را نشان می دهند عمدتاٌ کالکوآلکالن و در مواردی کالکوآلکالن پتاسیک بالا می باشند و عناصر ناسازگار این سنگها در نمودارهای مختلف پراکندگی نشان می دهند. به نظرمی رسد که طی دوره های زمانی مختلف ترشیری، ماگمای بازیک نشات گرفته از گوشته ضمن تحمل تبلور بخشی، موجب ذوب بخشی پوسته و ایجاد ماگمای اسیدی و سپس اختلاط با آن شده است. وجود ماگماتیسم بازالتی آلکالن در ائوسن میانی و ماگماتیسم بازالتی انتقالی و تولئیتی ائوسن فوقانی، در منطقه نوبران (که هریک روند تحولی نسبتاٌ مستقلی داشته اند)، بیانگر ذوب بخشی متفاوت گوشته بوده و به نظر می رسد درصد ذوب بخشی گوشته در ائوسن بالایی گسترده بوده است. ذوب بخشی عمده تر گوشته که می بایست با افزایش جریان های حرارتی و تمرکز آن همراه باشد و صعود شایان توجه ماگماتیسم بازیک در پوسته (که همراه با افزایش درجه زمین گرمایی بوده است) علتی برای افزایش نسبی سنگهای اسیدی با منشا پوسته ای بوده و حجم قابل ملاحظه آنها را (بویژه سنگهای ایگنمبریتی) در ائوسن بالایی منطقه و ظهور سنگهای دورگه Hybrid rocks را توجیه می نماید.